Про помітність спотворень. Мистецтво аудіо

КНИГИ ТА СТАТТІ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Мистецтво аудіо

Про помітність спотворень

Мистецтво аудіо

Вся історія звуковідтворення складалася із спроб наблизити ілюзію до оригіналу. І хоча шлях пройдений величезний, до повного наближення до живого звуку ще дуже далеко. Відмінності за численними параметрами можуть бути виміряні, але й немало їх залишається поки поза увагою розробників апаратури. Однією з основних характеристик, яку споживач з будь-якою підготовкою завжди звертає увагу, є коефіцієнт нелінійних спотворень (КНИ).

І яка величина цього коефіцієнта досить об'єктивно свідчить про якість пристрою? Нетерплячі можуть відразу знайти спробу відповіді це питання наприкінці. Для решти продовжимо.

Цей коефіцієнт, який ще називають коефіцієнтом загальних гармонічних спотворень, є вираженим у відсотках відношенням ефективної амплітуди гармонійних складових на виході пристрою (підсилювача, магнітофона і т.п.) до ефективної амплітуди сигналу основної частоти при впливі на вхід пристрою синусоїдального сигналу цієї частоти. Таким чином, він дозволяє кількісно оцінити нелінійність передавальної характеристики, яка проявляється у появі у вихідному сигналі спектральних складових (гармонію), відсутніх у вхідному сигналі. Іншими словами, відбувається якісна зміна спектра музичного сигналу.

Крім об'єктивних гармонійних спотворень, присутніх у чутному звуковому сигналі, існує проблема спотворень, які відсутні в реальному звуку, але відчуваються через суб'єктивні гармоніки, що виникають у равлику середнього вуха при великих величинах звукового тиску. Слуховий апарат є нелінійною системою. Нелінійність слуху проявляється в тому, що при впливі на барабанну перетинку синусоїдального звуку з частотою f у слуховому апараті зароджуються гармоніки звуку з частотами 2f, 3f і т.д. Оскільки в первинному тоні цих гармонік немає, вони отримали назву суб'єктивних гармонік.

Звичайно, це ще більше ускладнює уявлення про гранично допустимий рівень гармонік звукового тракту. При збільшенні інтенсивності первинного тону величина суб'єктивних гармонік різко зростає і може навіть перевищити інтенсивність основного тону. Ця обставина дає підставу для припущення про те, що звуки з частотою менше 100 Гц відчуваються не власними силами, а через створювані ними суб'єктивні гармоніки, що потрапляють в область частот понад 100 Гц, тобто. через нелінійність слуху. Фізичні причини апаратних спотворень, що виникають, у різних пристроях мають різну природу, і внесок кожного в загальні спотворення всього тракту неоднакових.

Спотворення сучасних CD-програвачів мають дуже низькі значення і практично непомітні на тлі спотворень інших блоків. Для акустичних систем найбільш суттєвими є низькочастотні спотворення, зумовлені басовою головкою, і стандартом обумовлюються вимоги лише для другої та третьої гармонік в області частот до 250 Гц. І для акустичної системи, що дуже добре звучить, вони можуть бути в межах 1% або навіть дещо більше. В аналогових магнітофонах головною проблемою, пов'язаною з фізичними основами запису на магнітну стрічку, є третя гармоніка, значення якої зазвичай наводяться в інструкції для відомості. Але максимальне значення, у якому , наприклад, завжди виробляються виміру рівня шумів, це 3% для частоти 333 Гц. Спотворення ж електронної частини магнітофонів значно нижче.

Як у разі акустики, так і для аналогових магнітофонів, завдяки тому, що спотворення в основному низькочастотні, суб'єктивна помітність їх сильно падає через ефект маскування (який полягає в тому, що з двох сигналів, що одночасно звучать, краще чути більш високочастотний). Так що головним джерелом спотворень у вашому тракті буде підсилювач потужності, в якому, у свою чергу, основним є нелінійність передавальних характеристик активних елементів: транзисторів та електронних ламп, а трансформаторні підсилювачі також додають нелінійні спотворення трансформатора, пов'язані з нелінійністю кривої намагнічування. Вочевидь, що з одного боку спотворення залежить від форми нелінійності передавальної характеристики, але й від характеру вхідного сигналу.

Наприклад, передатна характеристика підсилювача з плавним обмеженням при великих амплітудах не викличе жодних спотворень для синусоїдальних сигналів, менших за рівень обмеження, а при збільшенні сигналу вище цього рівня спотворення з'являються і будуть збільшуватися. Такий характер обмеження притаманний переважно ламповим підсилювачам, що певною мірою може бути однією з причин переваги таких підсилювачів слухачами. І цю особливість використовувала фірма NAD у серії своїх гучних підсилювачів з "м'яким обмеженням", що випускалися з початку 80-х років: можливість включення режиму з імітацією лампового обмеження створила численну армію шанувальників підсилювачів транзисторів цієї фірми.

Навпаки, характеристика підсилювача з центральною відсіканням (спотворення типу "сходинка"), яка характерна для транзисторних моделей, викликає спотворення музичних та малих синусоїдальних сигналів, а зі збільшенням рівня сигналу спотворення зменшуватимуться. Таким чином, спотворення залежить не тільки від форми передавальної характеристики, але також від статистичного розподілу рівнів вхідного сигналу, який для музичних програм близький до шумового сигналу. Тому, крім вимірювання КНІ з використанням синусоїдального сигналу, можливий метод вимірювань нелінійних спотворень підсилювальних пристроїв з використанням суми трьох синусоїдальних або шумового сигналу, що дають у світлі вищесказаного об'єктивну картину спотворень.

На жаль, останні не набули міжнародного визнання та широкого поширення. Недостатньо відпрацьовану методику виміру КНІ переконливо демонструє так званий "транзисторний парадокс". Справді, як пояснити, що за результатами численних суб'єктивних експертиз лампові підсилювачі з КНІ, у сотні і навіть тисячі разів більші, ніж у транзисторних, набувають явної переваги? Аналіз спектрального складу спотворень лампового і транзисторного підсилювачів показує їх суттєву відмінність: у лампових основний внесок у спотворення вносять гармоніки низького порядку, і інтенсивність їх пропорційно зменшується зі збільшенням номера гармоніки, у транзисторному спектр значно ширше, а інтенсивність складових не піддається будь-якій закономірності.

Вочевидь, що з урахуванням ефекту маскування впливом геть суб'єктивне сприйняття гармонійних складових спотворень низького порядку послаблюється, і цим підкреслюється роль вищих гармонік. Таким чином, для більш правильної оцінки спотворень необхідно було б при визначенні ефективної амплітуди спотворень вводити вагові коефіцієнти під час підсумовування гармонік, причому вплив вищих гармонік має збільшуватися. Однак загальноприйняті методики для таких вимірювань відсутні. Для типової форми нелінійності типу "сходинка" рівень помітності спотворень на слух синусоїдального сигналу 0,1% , а музичних сигналів 1%.

Нелінійні спотворення вимірюються в діапазоні частот від 40 Гц до 16 кГц і діапазоні рівнів від номінального вихідного рівня до рівня мінус 23 дБ. КНД сучасних підсилювачів зазвичай знаходиться в межах від 0,001 до 296. Для підсилювачів класу Hi-Fi міжнародні стандарти (МЕК 581-6 та ін) встановлюють норму на спотворення в 0,7%. Для перевірки помітності спотворень своєї домашньої системи можна використовувати спеціальні записи з внесеним, суворо встановленим рівнем спотворень. Наприклад, на тестовому CD "MY DISC" (фірма Sheffild Lab) є дюжина доріжок із записами окремо синусоїдального і музичного сигналу з рівнями спотворень 0,03%, 0,1% і так далі з спотвореннями, що поступово збільшуються, аж до 10%.

Впевнений, що результати прослуховування таких записів виявляться для багатьох разючими.

Автор: Олексій Грудінін

Рекомендуємо цікаві статті розділу Мистецтво аудіо:

▪ Тонкомпенсовані регулятори гучності

▪ Запис музики з комп'ютера на магнітофон

▪ Підсилювач відтворення на мікросхемі К157УЛ1

Дивіться інші статті розділу Мистецтво аудіо.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мобільний телефон MOTOROLA V600 20.02.2004

Мобільний телефон марки MOTOROLA V600 має вбудовану камеру, з якою за лічені секунди можна зробити чудову фотографію та створити мультимедійне повідомлення.

Мелодії дзвінка у форматі MP3, перегляд відеокліпів та інші можливості закладені у пристрої.

Інші цікаві новини:

▪ Найбільша активно-матрична панель

▪ Очищення питної води від ліків

▪ Коричневі краби страждають від морських кабелів

▪ Віддалені батьківські збори

▪ Хибні написи на дорожніх знаках збентежать дронів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Параметри радіодеталей. Добірка статей

▪ стаття Волтер Беджет. Знамениті афоризми

▪ стаття Під яким прапором плаває найбільше кораблів? Детальна відповідь

▪ стаття Сдутоплодник сибірський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Приставка для електрогітари Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Автомобільний УМЗЧ із блоком живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт