Forvrengning

Forvrengning er endring av formen til et signal når det passerer gjennom et system. Endringen skjer når systemet virker annerledes på komponentene i signalet, og endrer amplitude, fase eller frekvens i ulik proporsjon; Av denne grunn er forsterkning, dempning, faseskift og frekvensoversettelse ikke forvrengninger siden alle komponentene i signalet gjennomgår samme modifikasjon.

Forvrengningen kan være "lineær" eller "ikke-lineær". Hvis forvrengningen oppstår i et optisk system kalles det "aberrasjon".

Videosignalforvrengning

I TV er det laget en rekke spesielle signaler for å måle de forskjellige forvrengningene som produksjons- og overføringssystemene produserer i videosignalet . Disse signalene kalles VIT-signaler (Vertical Interval Test) og brukes vanligvis satt inn i de ikke-synlige linjene i den bakre rammen av det vertikale intervallet. De brukes også fullt felt. Forvrengningene som kan måles er:

Lineære forvrengninger

• Insertion gain, som er forskjellen i amplitude mellom inngangen og utgangen til systemet.
• Frekvensrespons, hvordan systemet reagerer på ulike frekvenser.
• Transient respons med lange signaler ( >64 μS ), som gir oss en ide om oppførselen til systemet ved lav frekvens.
• Forbigående respons på korte eller impulsive signaler gir oss en ide om responsen til systemet ved høye frekvenser.
• krominans luminans forsterkning forskjell ,

Dette er den vanskeligste forvrengningen å kontrollere, den avhenger vanligvis av elektronikken til et system, utformingen av høyttalerne eller konstruksjonen av rommet vårt, så det er lite vi kan gjøre for å endre eller kontrollere det.

Ikke- lineære forvrengninger

• Ikke-linearitet luminanskrominans.
• Differensiell fase, modifikasjon av krominansens fase med hensyn til amplituden til luminansen.
• Differensiell forsterkning, modifikasjon av krominansamplituden på grunn av luminansamplituden.

Optiske forvrengninger

Kromatisk aberrasjon

• Longitudinell er når signaler med forskjellige bølgelengder er fokusert i forskjellige plan. Dette gir følgende feil .
• Lateral er når forstørrelsen av bildet varierer avhengig av bølgelengden. Dette, når flere bilder må matches på samme plan, som skjer i et TV-kamera , forårsaker feilen kjent som en registreringsfeil .

Seidel aberrasjoner

De 5 grunnleggende aberrasjonene til et optisk system får dette navnet til ære for Seidel som kvalifiserte dem. Disse er:

• Sfærisk aberrasjon , forskjell i konvergens av lysstråler avhengig av avstanden til den optiske aksen.
• Coma , modifikasjon av bildet som er produsert av forskjellen i innfallsvinkelen til en stråle i forhold til den optiske aksen.
• Astigmatisme hindrer et objektpunkt i å fokusere på et bildepunkt. Bildet vil være ovalt i form eller består av et par linjer kalt fokallinjer.
• Feltkurvatur , på grunn av krumningen til en linse når den skal fokuseres på en flat overflate.
• Forvrengning , endring av formen på bildet.

Lydforvrengninger

Forvrengninger som stammer fra forsterkeren

En sinusbølge har 3 parametere: amplitude, frekvens og fase. Videre kan enhver bølge dekomponeres til en sum av flere sinusbølger. Når signalet som kommer inn i et system er forskjellig fra det som går, kan vi snakke om forvrengning avhengig av den modifiserte parameteren.

• Frekvensforvrengning , som avhenger av frekvensresponsen til systemet. Den forskjellige forsterkningen (forskjellen i amplitude mellom utgang og inngang) til signaler med forskjellige frekvenser (eller det samme signalet som består av harmoniske ). I lyd er kretsene som utfører denne funksjonen tonekontroller eller equalizere .

• Faseharmonisk forvrengning , som produseres av variasjonen av fasen til et signal i forhold til dets frekvens. Dette fører til at noen harmoniske kommer ut med en annen fase enn andre. Det menneskelige øret er ikke særlig følsomt for fase. Den kan brukes hvis du har flere høyttalere for å få lyden til å se ut til å komme fra en annen kilde.

• ikke-lineær forvrengning ,(Dette er den typen forvrengning man vanligvis snakker om) Det skyldes ikke-lineariteten til responsen til systemkomponentene. Denne typen forvrengning gir at hvis inngangen er sinusformet, vises harmoniske ved utgangen, eller at hvis inngangen er sammensatt av flere frekvenser, vises subharmoniske .

• Intermodulasjonsforvrengning . Det skjer når, i nærvær av to eller flere sinusformede toner ved inngangen, de originale tonene pluss andre toner som er et resultat av summen og differansen av deres frekvenser oppnås ved utgangen. Denne effekten oppstår når de opprinnelige signalene er i forskjellige deler av overføringskurven til forsterkerelementet, vanligvis fordi de har forskjellige amplituder. Den ene tonen faller på en mer lineær del og den andre faller på en ikke-lineær del av overføringskurven. Denne defekten utnyttes i superheterodyne-mottakere , der forskjellsfrekvensen mellom det innstilte radiosignalet og lokaloscillatoren er innstilt.

Det finnes flere målemetoder. En av dem, som samsvarer med "SMPTE-standarden RP120-1994", bruker to toner på 70 Hz og 6 kHz, i et amplitudeforhold på 4:1 (fire til en).

• Null kryssende forvrengning . Denne typen forvrengning forekommer bare i klasse B- og klasse AB- forsterkere (men i sistnevnte i mindre grad). I klasse B-forsterkere er det to komplementære transistorer: mens den ene er aktiv (forspent) er den andre av, og omvendt. Når signalet krysser null, er det en tid da ingen av transistorene er forspente og signalet er forvrengt.

• Transistor Intermodulation Distortion

Forvrengninger som oppstår utenfor forsterkeren

• Doppler forvrengning . Når en høyttaler med utvidet rekkevidde brukes, eller når det ikke er nok inndelinger av lydspekteret i spilleren til å unngå denne effekten, oppstår følgende fenomen: basslyder krever mer kraft fra utstyret enn diskantlyder. Det er ikke uvanlig at et signal som krever 50 W RMS fra lydutstyr ved lave frekvenser kun krever 8 W i den høye enden. En høyttalerkjegle som spiller en lav tone fungerer som et stempel og beveger seg betydelig frem og tilbake. Hvis det samtidig spilles en betydelig høyere tone på samme høyttaler, vil det være en mindre del av kjeglen som vibrerer og den mekaniske svingningen er mye mindre. Ettersom dette signalet med høyere tonehøyde er "montert" på et stempel som beveger seg frem og tilbake, vil en Doppler-effekt produseres i den høyere tonehøyden. Tonehøyden vil stige når kjeglen beveger seg nærmere og lavere når den beveger seg bort fra lytteren.
• Faseforvrengning i kabinettet . Høye lyder reiser raskere enn lave lyder i luften. Hvis spillerne alle er i samme plan og mottar lave og høye signaler i fase, vil den høye lyden nå lytteren raskere enn den lave.
• Minste frekvens av rommet . Den laveste tonen som et akustisk ubehandlet rom er i stand til å reprodusere avhenger av dimensjonene. En vanlig stue eller stue faller ikke under 50 Hz. I et rom med form av et rett rektangulært parallellepiped ( ortohedron ), er minimumsfrekvensen, omtrentlig, den hvis bølgelengde er den tredje delen av diagonalen til parallellepipedet . Varierer med omgivelsestemperatur og lytterplassering. I psykoakustikk er det kjent at det å lytte til harmoniske av en manglende basslyd får hjernen til å gjenopprette den manglende lyden. Det er grunnen til at en økning i lyder rundt 100 Hz gjør at utstyret ser ut til å ha mer bass enn det faktisk gjør. Men den formen for hørsel gir tretthet, og til og med hodepine i visse tilfeller. Av denne grunn er bass fyldigere og mer naturlig i teatre, kinoer og konsertsaler, på grunn av de større dimensjonene som er involvert.

Formel for å beregne minimumsfrekvensen til et ortoedralt rom: . Variasjoner på grunn av omgivelsestemperatur korrigeres ved å multiplisere det forrige uttrykket med kvotienten , der t er uttrykt i grader Celsius . Variablene x, y, z representerer målene til rommet i meter .

Forvrengningskompensasjon

Kompensasjon for forvrengninger gjøres ved hjelp av tilbakemeldingsteknikker .

Forvrengning på grunn av tilbakemelding

Hver forsterker har en transittid, som er tiden det tar før signalet går ut når det kommer inn i forsterkeren. Når negativ tilbakemelding påføres, mates en del av utgangssignalet inn i inngangen slik at det trekkes fra det opprinnelige signalet. Men instant transit-forsterkere eksisterer ikke. Det er alltid en forsinkelse og signalet som trekkes fra stemmer ikke lenger med det som kommer inn. I tester med rene sinusbølger er dette lite merkbart, siden utgangen fortsatt er sinusformet; dessuten varierer ikke inngangssignalet, det er en fast tone. Imidlertid er musikk svært dynamisk og utseendet på et oscilloskop ligner mer på opptak av et jordskjelv på en seismograf enn en sinusbølge. I disse tilfellene med svært komplekse signaler og bratte fronter, resulterer en betydelig forsinkelse i introduksjonen av mer forvrengning. I utstyr laget med termioniske ventiler er den negative tilbakemeldingen sjelden større enn 10 % og ventilene er spenningsstyrte elementer. De er mye raskere i respons enn solid state-elementer, som er avhengige av strømmen av en strøm. Av denne grunn "låter rørforsterkere bedre", med en typisk total harmonisk forvrengning på 0,1 % , enn transistorisert utstyr med totale harmoniske forvrengninger mindre enn to størrelsesordener. Ved å ikke ha en utgangstransformator kan solid-state utstyr tåle høyere tilbakemeldinger. Med sinusformede testsignaler blir ikke fenomenet verdsatt, men med andre typer testsignaler, for eksempel en firkantbølgeamplitude modulert med en sinusbølge, observeres "sletting" av deler av modulasjonen eller overskridelser. Høyere nivåer av negativ tilbakemelding og betydelige forsinkelser gjør en forskjell for lyden; spesielt innen kammermusikk med strykere. En viss forbedring er mulig hvis utgangstransistorene har en høyere frekvensrespons enn spenningsforsterkertransistorene og ved å bruke separate kilder for spennings- og effektforsterkertrinnene. Ved bruk av ulike kilder elimineres den positive tilbakemeldingen som brukes slik at forsterkeren ikke klipper asymmetrisk ( bootstrapping ). Denne forvrengningen, som vises mer intenst i solid state-forsterkere, skyldes den dårlige åpne sløyfebåndbredden til de fleste av disse enhetene, hvis største ansvar faller på utgangstransistorene. Det kalles ofte "transient intermodulation distortion" eller også " sew rate distortion " eller "dynamic intermodulation distortion" . [ 1 ]​ [ 2 ]​ [ 3 ]​ [ 4 ]​ [ 5 ]

Se også

• signal til støyforhold

Bibliografi

• Introduksjon til industriell elektronikk. F. Artero Pujol. Utgiver: F.Artero. ISBN 84-7063-049-0
• TV Optics II, CANON Guide Book ed Optics for Television Systems. Utgiver: Canon.
• Digital TV. Tomas Bethencourt Machado. BETA-samling. ISBN 84-607-3527-3 .
• TV bind II. Eugenio Garcia-Calderon Lopez. Utgiver: ETSIT. ISBN 84-7402-116-2 .

Referanser

1. ↑ "Circuit Design Modifications for minimalizing Transient Intermodulation Distortion in Audio Amplifiers", Matti Otala, Journal of Audio Engineering Society, Vol 20 #5, juni 1972.
2. ↑ Distribusjon av fonografsignalets endringshastighet, Lammasniemi, Jorma; Nieminen, Kari, Journal of Audio Engineering Society, Vol. 28 #5, mai 1980.
3. ↑ "Psykoakustisk deteksjonsterskel for forbigående intermodulasjonsforvrengning", Petri-Larmi, M.; Otala, M.; Lammasniemi, J. Journal of Audio Engineering Society, Vol 28 #3, mars 1980.
4. ↑ M. Otala og R. Ensomaa, "Transient Intermodulation Distortion in Commercial Audio Amplifiers," Journal of Audio Engineering Society (Project Notes/Engineering Briefs), vol.22, s. 244-246 (mai 1974).
5. ↑ M. Otala og E. Leinonen, "Possible Methods for the Measurement of Transient Intermodulation Distortion," presentert på 53rd Convention of The Audio Engineering Society, Zürich, 1976. Tilgjengelig som publikasjon 16/76, Electrical and Nuclear Technology, Center for Finsk teknisk forskning.

Eksterne lenker

• Wiktionary har definisjoner og annen informasjon om forvrengning .

[1]