Оценка качества искажений

[Serebro2009]

Добрый день, интересуюсь следующим вопросом. Есть система, которая формирует сигнал НЕ синусоидальной формы. Система состоит из генератора опорных колебаний + информационного модулирующего сигнала и ФНЧ. Фактически, данная система, есть модель усилителя класса-D/Инвертора. Подскажите, каким образом оценивается качество выходного сигнала? Если смотреть в сторону коэффициента нелинейных искажений (THD), то его числовое значение, соответствует близости сигнала к синусоидальной форме...а как быть в случае, когда выходной сигнал системы отличен от синуса? По какому критерию оценивается качество в этом случае?

[Pnjom-Penb]

... коэффициента нелинейных искажений (THD), то его числовое значение, соответствует близости сигнала к синусоидальной форме

Неправильно. Сам сигнал тут ни при чем, речь именно об искажениях сигнала.

[Serebro2009]

Хорошо, тогда каким образом оценить качество сигнала снимаемого с выхода системы?

[Serebro2009]

Какие все таки критерии оценки используются? Если это усилитель D класса, который усиливает некоторый эталонный сигнал, каким образом в этом случае оценивается качество усилителя и близость выходного сигнала к эталонному?

[ssc]

Задавшись тем, что если напряжение на выходе усилителя изменяется по периодическому закону, а выходное напряжение может быть произвольной формы и полностью зависит от характера усиливаемого сигнала, то такое периодическое колебание может быть представлено в виде ряда Фурье
Согласно этому выражению спектр выходного сигнала представляется в виде бесконечного ряда гармоник частотами, кратными основной.Реально же в звукоусилении имеют дело с конечным диапазоном частот, что подразумевает, что за пределами некоторой полосы амплитуда гармоник = 0.Опять же, в общем случае форма реального звукового сигнала не является переодической функцией времени и ее можно представить в виде интеграла Фурье (распространение ряда Фурье на бесконечно большой период повторения функции).
Т.е, для оценки сигнала удобно использовать синусоиду, с оговоркой, что такая оценка весьма условна и удобна с точки зрения методической простоты. Качественные показатели усилителя будут отражать минимальные значения гармонических и интермодуляционных искажений.При выполнении условий динамической линейности (без чего, впрочем, невозможно получение малых уровней гармонических и интермодуляционных искажений) такой усилитель гарантировано будет с малыми искажениями усиливать сигнал практически любой формы.

[Serebro2009]

хм...значит как эталонный, используют синусоиду и оценивают THD, спасибо

[ибуки]

мне кажется более удобно вичитать из выходного сигнала входной приведя к одинаковому уровню и мерять или наблюдать осцилографом сигнал ошибки

[ssc]

Покажет общую разностную составляющую без детализации спектра и качественной оценки.

[bad2cat]

мне кажется более удобно вичитать из выходного сигнала входной приведя к одинаковому уровню и мерять или наблюдать осцилографом сигнал ошибки

Да уж... будем мерять искажения уровня 0,01% измерителем с уровнем 1%.
Как же узнать какой уровень у осцилла и у измерительного смесителя?

[ssc]

Не, на самом деле удобная штука, особенно в масштабе реального времени и в случае, если нет других средств метрологического контроля, т.е если насрать на размерность полученного результата.Очень удобно, например, при установке ТП ВК по минимуму искажений, либо симметрирования оного...естественно, как инструмент качественной оценки этот метод полная шляпа.

[bad2cat]

Не, на самом деле удобная штука, особенно в масштабе реального времени и в случае, .... "без детализации спектра"

Спектр завален же
Но всё таки, обычно после смесителя, без усилителя не обойтись.
А какой кни у измерительного унча? Т.е. в реальном времени посмотрел - пошаманил, а что-то померять - не моги. А ещё ведь вероятность, что шаманить будешь не ту сторону. Т.е. НИ устранишь не в измеряемом УНЧе, а в связке УНЧ-смеситель-измерительный УНЧ
Там же слишком тонкие процессы, на уровне 0,001 % идут - любой скрип - от чего не понятно.

[ssc]

Там же слишком тонкие процессы, на уровне 0,001 % идут - любой скрип - от чего не понятно.

Там все хитрее - существует некий подстроечный элемент, которым добиваются минимума размаха наблюдаемого разностного сигнала.Иногда чует даже руки оператора....

Т.е. в реальном времени посмотрел - пошаманил, а что-то померять - не моги.

Если речь об осцилле - то, скорее всего да - слишком уж большая погрешность развертки...поэтому показания +/- километр...хорошим милливольтметром в принципе, померять можно..

Но всё таки, обычно после смесителя, без усилителя не обойтись.А какой кни у измерительного унча?

Если Кп измеряемого усилителя 20 дБ и более, то без измерительно УН можно обойтись - хватает чуйки КИП.

Там же слишком тонкие процессы, на уровне 0,001 % идут - любой скрип - от чего не понятно.

Те же танцы и другим КИП - к примеру, переключил общий провод анализатора на другую точку - новый спектр и другой результат...

[bad2cat]

Те же танцы и другим КИП - к примеру, переключил общий провод анализатора на другую точку - новый спектр и другой результат...

А вот это вообще смешно... НЕужто так плохо?
И как остановится в настройке УНЧа? Когда, шеф?

[ssc]

А вот это вообще смешно... НЕужто так плохо?

Да просто писец...поэтому поначалу вызывало лыбу заявления аффторов вроде "THD на частоте 20 кГц 0,00047"...потом как-то приморгалось и прошло...

И как остановится в настройке УНЧа? Когда, шеф?

Отсюда вывод - нехер тыкаться приборами куды не попадя... - сказано же - "нелинейные искажения на активном эквиваленте" - там и мерям..и все будет хорошо...

[As]

Не, на самом деле удобная штука, особенно в масштабе реального времени и в случае, если нет других средств метрологического контроля, т.е если насрать на размерность полученного результата.Очень удобно, например, при установке ТП ВК по минимуму искажений, либо симметрирования оного...естественно, как инструмент качественной оценки этот метод полная шляпа.

Есть мнение, что человеческий слух чувствителен не к гармоникам, а именно к амплитудным нелинейным искажениям, они с помощью векторного индикатора искажений хорошо видны, что позволяет в режиме реального сигнала, на реальной нагрузке, отстроить минимальную кривизну тракта и приятное на слух звучание... Разумеется, наилучшее звучание и минимум нелинейных искажений совпадают не всегда...
Опять же, анализировать искажения (с целью отыскания места их возникновения, например...) с помощью векторного индикатора мне кажется проще...

[DX168B]

ХЗ. Я проверял обычно генератором и спектрометром.
Подавал на вход сигнал и на эквиваленте на выходе снимал спектрограмму обычным цифровым осциллографом.
Крутил частоту туда-обратно и смотрел гармоники на спектре (частота и амплитуда).
Кстати, заметил, что гармоники тоже имеют АЧХ (если снять пики пробежавшей по спектру гармоники)
зачастую, отличающуюся от реальной.

[misterzu]

По-поводу минимума нелинейных искажений и слуха. Я уже писал на веге напишу и тут, раз попался топик подходящий
Уровень THD акустических излучателей, даже очень хороших - десятые доли процента .. единицы процента. Львиная доля этих искажений - 2я гармоника. Я думаю это не секрет. Секрет в том что если источник сигнала будет иметь аналогичный уровень второй гармоники, но будет подмешивать ее в сигнал с противоположной фазой - то результирующий сигнал в воздухе окажется более похожим на то, что пришло на вход усилителя. Причем оно будет более похоже чем то, что оказалось на выходе такого усилителя, и тем то, что было бы в воздухе при применении идеально линейного усилителя.
Да и еще, в отличии от многих других рассуждений это легко проверить на практике. Достаточно смешать два сигнала: 1КГц + намного меньшие по уровню и регулируемые по фазе 2КГц и послушать результат в наушниках.
Я даже скриптик на коленке сваял который это делает. Скриптик требует установленный sox. 1КГц + два противофазные варианта 2КГц _очень_ сильно отличаются на слух, хотя амплитуды составляющих одинаковы. Отличаются зачастую сильнее чем скажем изменение уровня 2КГц на 10dB при неизменной фазе. И разница эта объясняется векторным суммированием 2КГц сигнала со 2й гармоникой 1КГц сигнала, возникающей в наушниках (если усилитель достаточно линейный). Даже более того - при некотором уровне один из вариантов фазы подмеса с уровнем примерно -30dB (+- в зависимости от уровня искажений излучателя) звучит чище чем чистый синус, т.к. векторная сумма при этом получается меньше каждого из слагаемых. А второй вариант, с противоположной фазой но той же амплитудой 2КГц - звучит грязнее чем синус. И еще что показательно - оптимальный вариант фазы подмешанного сигнала одинаков для всех проверенных мной наушников и моделей АС, видимо потому что искажения обусловлены конструкцией, которая у всех динамических громкоговорителей примерно одинакова + у них всех одинаково фазирована звуковая катушка. А вот уровень собственных искажений у все свой. Плюк к тому в случае многополосных АС все вообще сложно - у каждого динамика свой уровень искажений + кроссоверы могут внести разброд и шатание в фазировку подмешанных сигналов, потому АС лучше тестить подальше от частоты кроссовера.
Да, это все - реверанс любителям ламповых однотактников и широкополосных динамиков. В этом таки может оказаться рациональное зерно. Причем вполне измеримое.

[ибуки]

по моему гармоники не так страшны как интермоды,ведь музыка это набор звуков разной частоты и интермодов в плохом усилителе плодится лес,а они намного заметнее гармоник при одинаковом значении

[misterzu]

Гармонические искажения - частный случай интермодуляционных. И причины/механизм их возникновения одни и те же, а потому чем меньше одних - тем меньше других. Ну да суть моего поста в том что есть вполне легко наблюдаемый без золотых ушей и серебряных проводов (и главное - измеримый!) в лабораторных условиях эффект того, что два совершенно одинаковых на спектроанализаторе стационарных сигнала звучат совершенно по-разному.

[Serebro2009]

Видите в чем дело, я спроектировал модель, силовая часть ключевых элементов, генерирует прямоугольные импульсы, которые, после ФНЧ - представляют напряжение сложной формы. Для THD - прописаны, в основном, значения для эталонных сигналов, синус, пилообразный...и т.д...а каким образом я смогу сравнить мой генерируемый сигнал, с идеальным (детерминированным)...если даже сравню, то, как оценить качество этого сравнения?