Kokematon ihminen ohjautuu usein vahvistimia, näyttöjä ja vastaavia laitteita valitessaan sellaisiin mittareihin kuin teho- ja taajuusvaste. Taitavammat ihmiset ovat kiinnostuneita harmonisten esitysten kertoimen arvosta. Ja vain tietävimmät mainitsevat keskinäismodulaation vääristymän. Vaikka niiden haitallinen vaikutus on suurin kaikista luetelluista. Lisäksi niitä on erittäin vaikea mitata ja määritellä.
Esittely
Aluksi aloitetaan määritelmällä. Kun kahdesta taajuudesta muodostettu signaali syötetään sellaisen vahvistimen tuloon, jolla ei ole kovin lineaarista vastetta, tämä johtaa harmonisten (ylääänien) muodostumiseen. Lisäksi eivät vain nämä kaksi indikaattoria osallistu tähän, vaan myös niiden matemaattinen summa ja ero. Tätä viimeistä kutsutaan keskinäismodulaatiosäröksi.
Pieniesimerkki
Oletetaan, että meillä on signaali. Se koostuu kahdesta taajuudesta - 1000 ja 1100 Hz. Tämä tarkoittaa, että signaalit taajuudella 2100 Hz (1000 + 1100) ja 100 Hz (1100-1000) generoidaan myös vahvistimen lähdössä. Ja nämä ovat vain johdannaisia ensimmäisen asteen harmonisista!
Yksi esimerkki vielä. Otetaan kaksi taajuutta, jotka eroavat viidenneksellä. Jotenkin 1000 Hz ja 1500 Hz. Tässä tapauksessa toisen asteen harmoniset ovat 2000 Hz ja 3000 Hz ja kolmannet - 3000 Hz ja 4500 Hz. Suhteessa 1000 Hz:iin arvot taajuuksilla 2000 Hz, 3000 Hz ja 4500 Hz ovat oktaavia, duodecimiä ja ei mitään. 1500 Hz:llä asiat ovat hieman erilaisia. Suhteessa siihen taajuuksien 2000 Hz, 3000 Hz ja 4500 Hz harmoninen on neljäs, oktaavi ja duodecim.
On huomattava, että molempien tarkasteltavien taajuuksien tuotetut ylisävyt vastaavat perusääniä. Tämä ei kuitenkaan ole yllättävää, koska kaikki soittimet tuottavat luonnollisia harmonisia käytettäessä.
Mitkä ovat keskinäismodulaatiosäröjen ominaisuudet?
Niiden spesifisyys piilee siinä, että syntyy signaaleja, joiden taajuudet ovat yliäänien summa ja ero. On huomattava, että tuotetut yhdistelmät eivät aina korreloi pääindikaattoreiden arvojen kanssa. Lisäksi tulosten monimutkaisen spektrijakauman ansiosta tämä ei ainoastaan johda harmonisen rakenteen rikastumiseen (kuten on mahdollista matalan asteen ylisävyillä), vaan se myös alkaamuistuttaa tavallista kohinan lisäystä.
Tämä pätee erityisesti luotaessa tai toistettaessa monimutkaista musiikkisignaalia. Keskinäismodulaation vääristymän mittaaminen tarkoittaa yritystä määrittää järjestelmän epälineaarisuuden aste. Esimerkiksi kaiuttimissa samanlaisia vaikutuksia syntyy liikkuvan diffuusorijärjestelmän erilaisista elastisuusarvoista. Tämä koskee myös magneettikenttien käyttäytymistä erilaisissa heräteolosuhteissa. Kaiutin on muuten hyvä esimerkki järjestelmästä, joka käyttäytyy epätasapainoisesti eri äänenvoimakkuuksilla.
Itse asiassa tämä johtaa epälineaaristen ilmiöiden esiintymiseen sen akustisessa lähdössä. Jos kaiutin olisi järjestelmä, jolla on symmetrinen käyttäytyminen, ei olisi mahdollisia edellytyksiä keskinäismodulaatiosärölle. Tästä muuten käy ilmi, että jos järjestelmän lähdössä on harmoninen, niin silloin täytyy aina olla tietty epälineaarisuus.
Mitä välijohtopäätöstä tästä voidaan tehdä?
Yllä olevan yhteenvetona on huomattava, että harmoninen vääristymä ei osoita ei-musiikkijärjestelmiin johtavien prosessien esiintymistä. Lisäksi eri laitteiden suora vertailu tällä parametrilla voi johtaa merkittäviin väärinkäsityksiin generoitujen signaalien laadusta.
Yksi hyvin kuvaava esimerkki on keskinäismodulaatiosärö vahvistimissa. Siellä monet uskovat, että putkissa on parempi ääni kuin transistoreilla. Vaikka jälkimmäiset aiheuttavat suuruusluokkaa vähemmän vääristymiä.
Tietojamittaus ja vääristymä
On jo selvää, että keskinäismodulaatiosärö on ongelma - todellinen ja piilotettu. Jos tehtävänä on vähentää sitä, sinun on tätä varten rasittava ja työskenneltävä tutkittuasi sitä aiemmin. Hyviä tuloksia saavutti venäläinen elektroakustikko Alexander Voishvillo. Hänen teoksiaan suositellaan tutkittavaksi kaikille, jotka haluavat laajentaa omaa tietämystään tällä alalla. Ensinnäkin on huomattava, että vääristymiä esiintyy generoidusta taajuudesta riippuen.
Tässä tapauksessa kynnystason ylitys on kiinteä. Tämä havaitaan niissä tapauksissa, joissa sekä kolmannen että toisen asteen keskinäismodulaatiovääristymät ovat kiinteät. Millä tahansa taajuudella harmonisten taso voidaan löytää vähentämällä särö vasteen tasosta, joka havaitaan aksiaalisuunnassa.
Millä menetelmillä keskinäismodulaatiosäröä mitataan?
Yhteys- ja todennäköisyysteorioita sekä matemaattisia tilastoja käytetään perustana. Niitä täydentävät spektrianalyysi, epälineaaristen ominaisuuksien approksimointimenetelmät ja monitiekaavioiden tietokonesimulaatio. Jos puhumme tarkemmista ratkaisuista, nämä ovat:
- Tietokonepohjainen menetelmä lähtösignaalin spektrin analysoimiseksi ja laskemiseksi siirtoominaisuuksien approksimaatiolla käyttämällä Besselin funktioita. Sille on ominaista korkea tarkkuus, joka vaihtelee välillä 0,1 - 0,2dB.
- Ryhmä numeeris-analyyttisiä menetelmiä monitiekaavioiden mallintamiseen. Uutuuksiensa vuoksi ne eivät ole yleistyneet, mutta niiden elinkelpoisuus on vahvistettu kokeellisilla tutkimuksilla.
- Käyttäen useita parametreja ja malleja polaaristen ja spektraalisten säteilykuvioiden lois- ja pääkeiloista. Tätä käytetään laaj alti satelliittiviestintäjärjestelmissä, jotka tarjoavat aluepalveluita.
Nämä eivät ole kaikkia menetelmiä keskinäismodulaatiosäröjen mittaamiseen. Radiotielle voidaan luonnehtia erityispiirteitä, jotka on otettava huomioon sekä työskentelyssä että vaikutuksen vähentämisongelman ratkaisemisessa.
Käytännölliset suojaratkaisut
Tähän haasteeseen ei ole yhtä universaalia vastausta. Katso siksi:
- Siirto-ominaisuuksien laitteisto-ohjelmistokorjaaja. Sen avulla voit lisätä tehokkuutta 10-15 % ja vähentää samalla energiankulutusta 15-20 %. Lisäksi järjestelmän kaistanleveys kasvaa 5 %.
- Teoreettisen laskennan algoritmit ja ohjelmat, jotka mahdollistavat Raman-spektrin ja harhasäteilyn hallinnan. Niiden avulla voidaan saavuttaa siirtoreittien tehokkuuden lisääminen samalla 10-15 %:lla, mikä vähentää energiankulutusta 15-20 %.
- Käyttämällä tietokonepohjaista menetelmää yhdistelmäspektrin analysointiin käyttämällä Besselin funktioiden approksimaatiota. Tämän ratkaisun avulla voit laskea teoreettisia indikaattoreita, ohjata ja vähentääloispäästöt toimivissa järjestelmissä.
Ja joukko muita. Jotain erityistä valitaan sen mukaan, mitä tavoitteita pyritään saavuttamaan, sekä keskittyen ajankohtaisiin ongelmiin.
Hieman käytännön työstä
Kuinka kuunnella keskinäismodulaatiosäröä reagoidaksesi siihen? Miksi niitä ylipäätään mitataan? On huomattava, että tämä ei ole niin helppo tehtävä kuin miltä se saattaa näyttää ensi silmäyksellä. Keskinäismodulaation vääristymien arvojen suuruus riippuu signaalin taajuusalueesta, sen absoluuttisesta tasosta, monimutkaisuudesta, huippu- ja keskiarvon välisestä suhteesta, a altomuodosta, mainittujen tekijöiden välisestä vuorovaikutuksesta ja useista muista syistä. Siksi arvoja on vaikea mitata. Onhan olemassa prosesseja, joissa jotkin taajuudet vaikuttavat muiden syntymiseen. Ja variaatioiden määrä voi puhtaasti teoreettisesti lähestyä ääretöntä.
Arvioinnissa tärkeä rooli on keskinäismodulaation vääristymäkertoimella. Se on osoitus vahvistimen jatkuvasta harmonisesta säröstä. Keskinäismodulaation vääristymätekijää käytetään osoittamaan, kuinka suuri osa pääsignaalista koostuu lisäsukupolvista. Uskotaan, että tämän indikaattorin arvon ei voi ylittää 1%. Mitä pienempi se on, sitä paremman äänen tarkkuuden lähde luonnehtii. Huippuluokan vahvistimien suhteet ovat prosentin sadasosia tai jopa vähemmän.
Ei vain yksittäisiä lähteitä
Vääristymän esiintyminen ei rajoitu yhteenniiden muodostumispiste. Tiettyjä ongelmia ilmenee, kun yritetään saada signaaleja. Näin intermodulaatiosärö ilmenee vastaanottimissa. Tämä koskee erityisesti erilaisia radiolaitteita. Loppujen lopuksi sille on erittäin tärkeää vähentää hyödyllisen signaalin tasoa sekä sen suhteen heikkenemistä kohinaan. On huomattava, että voimakkaat häiriöt voivat jopa häiritä naapurisignaalien käyttöä. Tässä tapauksessa he puhuvat ylikuulumisesta.
Tämä ilmiö ilmenee, kun signaali ja radiohäiriöt eivät vastaa pää- ja vastaavien kanavien taajuuksia. Mikä on tämän ilmiön luonne? Ylikuuluminen ilmenee erityisenä tuloksena moduloidun häiriön spektrikomponenttien ja vastaanottimen epälineaarisuuden hyödyllisen signaalin vuorovaikutuksesta. Erotus heikkenee, ja merkittävien ongelmien sattuessa normaali vastaanotto on mahdotonta.
Muista tärkeät hetket
Intermodulaatiosäröllä on taipumus muuttua moduloiduksi kohinaksi. Ilmiön olemuksen ymmärtämiseksi riittää kuvitella tilanteita, joissa joku haluaa kuunnella hyvää musiikkijärjestelmää kotona, ja ikkunan ulkopuolella on henkilö, joka käyttää moottorisahaa täysin aiottuun tarkoitukseen. Kohinataso riippuu musiikin spektritiheydestä ja äänenvoimakkuudesta.
Vaikka on huomattava, että tässä tapauksessa ei ole suoraa yhteyttä. Intermodulaatiosäröjen esiintyessä äänen näkemys ja selkeys menetetään. Alhaisilla signaalitasoilla yksityiskohdat menetetään ja myös menetetäänominaista keveyttä. Tämä on erityisen ongelmallista puhallinsoittimille ja kuoroille. Jos ihminen on tottunut kuuntelemaan niitä livenä, niin kun yrittää kuulla samoja kappaleita kaiuttimesta, voi olla hyvin pettynyt.
Tämä johtuu siitä, että kun kaikki sekoitetaan ja toistetaan kahden kaiuttimen kautta, särö tulee hyvin ilmeiseksi. Jos taas sijoitat esineitä eri pisteisiin avaruudessa, ongelmien määrä on suuruusluokkaa pienempi.
Mielenkiintoinen tutkimus
Haluan mainita tutkimustulokset, jotka voidaan saada monitaajuusmenetelmällä. Olennaista on, että järjestelmän läpi kulkee samanaikaisesti useita signaaleja, joilla on erilainen ääni. Tässä tapauksessa taajuudet valitaan sen perusteella, että keskinäismodulaatiokomponenttien maksimaalinen erottelu varmistetaan. Näin voit ymmärtää ongelma-alueen tarkemmin.
Monitaajuusmenetelmä mahdollisti sen, että monissa tapauksissa tallennetun keskinäismodulaatiosäröjen kokonaismäärä ylittää epälineaarisen särön kokonaisarvon neljä kertaa. Tästä tehdään yksinkertainen johtopäätös. Nimittäin se, mitä usein pidetään harmonisena vääristymänä, koostuu itse asiassa suuremmassa määrin keskinäismodulaatioluonteisista ilmiöistä. Tässä tapauksessa on erittäin helppo selittää, miksi kertoimen arvo ei korreloi hyvin todellisen äänen kanssa, jonka korva havaitsee.
Johtopäätös
Se on pohjimmiltaan kaikki mitä sinun tarvitsee tietää keskimääräisen ihmisen keskimääräisestä modulaatiosäröstä. On huomattava, että tämä aihe on erittäin laaja ja kattaa monia alueita, jopa avaruuden! Mutta suuri tietomäärä, johon voit tutustua, kiinnostaa vain erikoistuneita asiantuntijoita, jotka tekevät vakavaa tutkimusta ja tutkimusta.
