Вышла из строя стиральная машина (холодильник, микроволновка или еще что-то из бытовой техники)? Не торопитесь бежать в магазин покупать новую или искать мастера- в большинстве случаев неисправность можно устранить самостоятельно, сэкономив при этом не одну тысячу рублей. Конечно-же вся современная бытовая техника имеет довольно высокий уровень сложности, однако вместе с этим в ней предусмотрены и функции самодиагностики, что значительно упрощает ремонт
-->

МЕХЗАВОД|Ремонт бытовой техники и электроники cвоими руками

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



ИСКАЖЕНИЯ

Сообщений 1 страница 3 из 3

1

http://sd.uploads.ru/2Emq6.jpg

Искажения - это нежелательные изменения сигнала. Они возникают вследствие несовершенства аппаратуры. К основным видам искажений относятся нелинейные, частотные и фазовые искажения.

Нелинейные искажения являются наиболее «знакомыми» и неприятными. На слух они ощущаются, как хрипение и сипение. Попробуйте, например, увеличить уровень записи в Вашем катушечном магнитофоне так, чтобы зайчики индикаторов уровня записи устойчиво держались в красном секторе. В общей «каше» хриплых звуков с трудом угадывается основная мелодия. Это и есть нелинейные искажения, которые проявляются в изменении формы звукового сигнала из-за непропорциональной передачи различных его значений. В результате в спектре выходного сигнала возникают новые составляющие, изменяющие его звучание. Такими новыми составляющими являются гармоники и так называемые комбинационные частоты.

Гармоники изменяют тембр, т.е. меняют характер звучания первоначального звукового образа, но обычно не делают характер звучания неприятным. Комбинационные же частоты, как правило, являются причиной диссонансного звучания. Именно из-за этого нелинейные искажения относят к наиболее неприятным.

Интермодуляционные искажения - разновидность нелинейных искажений. Они возникают из-за модуляции высокочастотных составляющих сигнала низкочастотными. На слух интермодуляционные искажения воспринимаются искаженным звучанием высокочастотных составляющих, что объясняется располагающимися рядом с ними комбинационными частотами, которых не было в исходном сигнале. Этот вид искажений часто встречается в громкоговорителях и определяет чистоту звука.

Модуляционные искажения - изменение формы сигнала вследствие паразитных колебаний. В магнитофонах такие искажения возникают из-за неравномерности движения магнитной ленты или из-за ее нестабильного контакта с головкой. В проигрывателях грампластинок — из-за биений или неравномерного вращения маховика. На слух это проявляется как детонация — медленное ритмическое изменение высоты тона. Модуляционные искажения становятся особенно заметны при прослушивании звучания одиночных инструментов, особенно рояля.

Частотные искажения - изменение передачи уровня сигнала на отдельных участках частотного диапазона. Например, загрязненная головка в магнитофоне сделает характер звучания «глухим» в области верхних звуковых частот. Наиболее распространенными частотными искажениями являются потери высоких и низких звуковых частот из-за ограниченной полосы пропускания усилителей, магнитофонов и акустических систем. Особенно неприятной и заметной является большая неравномерность частотной характеристики акустических систем в области средних звуковых частот. На слух это проявляется в неестественно резком характере звучания инструментов.

Фазовые искажения - изменение формы реального музыкального сигнала на выходе звуковоспроизводящей аппаратуры по отношению к входному сигналу из-за неравномерности сдвига фаз в тракте. При монофонической звуковой картине, небольшие фазовые искажения незаметны на слух. При стереофонической передаче сдвиг фаз между сигналами стереоканалов приводит к перемещению источника звука в пространстве. При сложении сигналов левого и правого каналов — к частотным искажениям (например, в общем звучании оркестра какой-нибудь инструмент может «провалиться» на второй или третий план в глубину). Поэтому к стереофонической аппаратуре предъявляется дополнительное требование — фазовые сдвиги в каналах должны быть одинаковыми.

Аудиофильские искажения - изменение звуковой сцены, её глубины, тонального баланса, детализированности, естественности атмосферы живого присутствия звука в прослушиваемых композициях тестовых дисков в худшую сторону.

2

Нелинейные искажения представляют собой изменения формы колебаний, проходящих через электрическую цепь (например, через усилитель или трансформатор), вызванные нарушениями пропорциональности между мгновенными значениями напряжения на входе этой цепи и на ее выходе. Это происходит, когда характеристика выходного напряжения нелинейно зависит от входного. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник.

Нелинейные искажения при малой их величине изменяют тембр звучания, затрудняют раздельное восприятие звуков инструментов и голосов. При более сильных нелинейных искажениях появляются неприятные хрипы и дребезжание.

Нелинейные искажения изображены на рисунке.
http://sd.uploads.ru/jelSH.jpg

Нелинейные искажения: а - сигнал прошел

через линейную цепь;б- на выходе

нелинейной цепи форма сигнала искажена.

При подаче "чистого" синусоидального тона на элемент схемы, имеющий нелинейную характеристику, на его выходе появляются отсутствовавшие на входе высшие гармоники, т.е. колебания с частотами, в целое число раз большими, чем частота основного колебания. Эти гармоники складываются с основным, "чистым" тоном, меняют его форму и придают звучанию новый тембр, как видно из рисунка.

Нелинейные искажения - явление, в общем, сложное и не однозначное, его числовое описание затруднено и даже иногда не возможно. На практике коэффициент нелинейных искажений определяют по отношению к каким-либо чистым тонам. В этом случае коэффициентом нелинейных искажений цепи или устройства называют выраженное в процентах отношение суммарного напряжения всех высших гармоник (или комбинационных частот) на его выходе к напряжению основного колебания. В первом случае это отношение называют коэффициентом гармоник, а во втором - коэффициентом комбинационных частот. Наиболее употребительным способом измерения нелинейных искажений является определение коэффициента гармоник.

Результаты исследований показали, что слушатель меньше замечает несимметричные искажения, когда наибольшей по амплитуде оказывается вторая гармоника, так как она находится в октаве с основной частотой. Симметричные искажения более заметны, так как третья гармоника получается очень большой и оказыва­ется в квинте с основной. При сужении полосы частот заметность искажения уменьшается. Это объясняется тем, что ряд гармоник и комбинационных составляю­щих оказывается за пределами передаваемого диапазо­на частот.

Как правило, нелинейные искажения наиболее вели­ки на низких частотах, поэтому нормы на них даются для нескольких диапазонов частот. С увеличением уров­ня сигнала нелинейные искажения растут, поэтому нор­мы на них дают раздельно для средних и пиковых уро­вней.

Нелинейные искажения чаще всего оцениваются е помощью коэффициента нелинейных искажений (КНИ)

где Xmn — амплитуды гармоник сигнала, начиная со вто­рой; Xm — амплитуда основной составляющей.

3

Частотные и фазовые искажения сигнала

Коэффициент усиления не является величиной постоянной, а зависит от многих факторов и в частности от частоты входного сигнала.

Зависимость коэффициента усиления КU или выходного напряжения UВЫХ от частоты F называется амплитудно – частотной характеристикой (АЧХ) и записывается в общем виде так: КU = ƒ(F) или UВЫХ = ƒ(F).

Для её построения удобно пользоваться логарифмическим масштабом, который позволяет искусственно растянуть область малых частот и сжать область больших частот (Рис.1). Коэффициент усиления может быть выражен в абсолютных значениях КU = UВЫХ ⁄ UВХ или в относительных Y = К ⁄ K0 = 1 ⁄ M.

Рис.1. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя
http://sg.uploads.ru/mZ2i6.jpg

Идеальной АЧХ усилителя является прямая линия (пунктирная на Рис.1) параллельная оси частот F. В реальных условиях в области верхних ВЧ и особенно нижних НЧ звуковых частот коэффициент усиления будет уменьшаться, что приведет к завалу АЧХ. Причиной этого является прохождение сигнала через реактивные элементы, сопротивление которых зависит от частоты (конденсаторы С, усилительные элементы VT, индуктивности L, трансформаторы Т и др.).

Неравномерность АЧХ в пределах рабочего диапазона усиливаемых частот, например от FH = 40 Гц до FB = 15 кГц, обусловлена частотными искажениями сигнала. Частотные искажения не связаны с изменением формы сигнала, а вызывают
Однако в усилителях высокого класса некоторый запас по частоте необходим по ряду технических причин, поэтому верхняя граница идеальной характеристики устанавливается в районе 25…50 кГц.

При оценке АЧХ следует помнить, что неравномерность частотной характеристики РВЫХ = f(F) допускается 3 дБ (уровень 0,5 от уровня на средних частот), а UВЫХ = f(F) – 6 дБ (по уровню 0,707).

Частотные искажения в виде завала АЧХ могут вносить в области нижних частот FН разделительные конденсаторы СР, конденсаторы в цепи эмиттера СЭ, трансформаторы Т, а в области верхних частот FВ – конденсаторы развязывающих фильтров по питанию СФ, транзисторы VT, трансформаторы Т.

Фазовые искажения возникают за счёт прохождения сигнала через реактивные элементы, в результате чего появляется фазовый сдвиг φ между составляющими сложного сигнала.

Измерение фазовых характеристик очень сложно и нет общих стандартов для проведения таких измерений. Считается, что фазовые искажения на слух не воспринимаются и в усилителях не учитываются.
- 4 -

лишь изменение тембра звука.

Для количественной оценки частотных искажений используется коэффициент частотных искажений М:

М = К0 ⁄ K,

где К0 – коэффициент усиления на средней частоте, обычно на 1 кГц.

К - коэффициент усиления на крайних частотах рабочего диапазона FH и FB или на других частотах, где искажения сигнала максимальные.

Коэффициент частотных искажений в многокаскадных усилителях равен:

Мобщ = М1 ∙ М2 ∙ … ∙ Мn или Мобщ[дБ] = М1 [дБ] + М2 [дБ] + ... + Мn [дБ]

Следует заметить, что для аппаратуры класса Hi-Fi идеальной АЧХ является вовсе не прямая линия. Представляет интерес лишь диапазон от 16 Гц до 20 кГц, т.е. диапазон звуковых колебаний, который слышит человеческое ухо. Лишние частотные области, в которых нет полезного сигнала, а присутствуют только шумы, как от внутренних, так и от внешних источников, только ухудшают работу усилителя, уменьшая его КПД, а ВЧ область иногда даже представляет некоторую опасность для выходных каскадов и акустики при возникновении автогенерации.



Рейтинг форумов | Создать форум бесплатно