Khi chọn bộ khuếch đại, màn hình và các thiết bị tương tự, một người thiếu kinh nghiệm thường được hướng dẫn bởi các chỉ số như công suất và đáp ứng tần số. Những người hiểu biết hơn quan tâm đến giá trị của hệ số của các bài thuyết trình hài hòa. Và chỉ những người hiểu biết nhất mới đề cập đến biến dạng xuyên điều chế. Mặc dù tác động bất lợi của chúng là lớn nhất trong số tất cả những thứ được liệt kê. Ngoài ra, chúng rất khó đo lường và xác định.
Giới thiệu
Ban đầu, hãy bắt đầu với một định nghĩa. Khi một tín hiệu hình thành từ hai tần số được áp dụng cho đầu vào của một bộ khuếch đại không có phản ứng tuyến tính, điều này dẫn đến việc tạo ra các sóng hài (âm bội). Hơn nữa, không chỉ hai chỉ số này tham gia vào điều này, mà còn cả tổng và sự khác biệt toán học của chúng. Cái cuối cùng này được gọi là biến dạng xuyên điều chế.
Nhỏví dụ
Giả sử chúng ta có tín hiệu. Nó bao gồm hai tần số - 1000 và 1100 Hz. Điều này có nghĩa là các tín hiệu có tần số 2100 Hz (1000 + 1100) và 100 Hz (1100-1000) cũng sẽ được tạo ra ở đầu ra của bộ khuếch đại. Và đây chỉ là các dẫn xuất của sóng hài bậc nhất!
Thêm một ví dụ nữa. Hai tần số được lấy khác nhau 1/5. Bằng cách nào đó 1000 Hz và 1500 Hz. Trong trường hợp này, sóng hài bậc hai sẽ là 2000 Hz và 3000 Hz, và bậc ba - 3000 Hz và 4500 Hz. Tương đối với 1000 Hz, các giá trị ở 2000 Hz, 3000 Hz và 4500 Hz là quãng tám, duodecim và không có. Với 1500 Hz, mọi thứ có một chút khác biệt. Liên quan đến nó, hài của các tần số ở 2000 Hz, 3000 Hz và 4500 Hz là âm thứ 4, quãng tám và duodecim.
Cần lưu ý rằng âm bội được tạo ra của cả hai tần số được coi là tương ứng với âm cơ bản. Tuy nhiên, điều này không có gì đáng ngạc nhiên khi tất cả các nhạc cụ đều tạo ra sóng hài tự nhiên khi được sử dụng.
Tính năng của méo xuyên điều chế là gì?
Tính cụ thể của chúng nằm ở thực tế là các tín hiệu được tạo ra, tần số của chúng là tổng và sự khác biệt của âm bội. Cần lưu ý rằng các kết hợp được tạo ra không phải lúc nào cũng tương quan với các giá trị của các chỉ số chính. Hơn nữa, với sự phân bố phổ phức tạp của các kết quả, điều này không những không dẫn đến sự phong phú của cấu trúc hài hòa (càng tốt với âm bội bậc thấp), mà còn bắt đầugiống như việc bổ sung tiếng ồn thông thường.
Điều này đặc biệt đúng khi tạo hoặc tái tạo một tín hiệu âm nhạc phức tạp. Phép đo độ méo xuyên điều chế ngụ ý một nỗ lực xác định mức độ không tuyến tính của hệ thống. Ví dụ, trong loa, các hiệu ứng tương tự phát sinh do các giá trị khác nhau về độ đàn hồi của hệ thống khuếch tán di động. Điều này cũng áp dụng cho hoạt động của từ trường trong các điều kiện kích thích khác nhau. Ngẫu nhiên, loa là một ví dụ điển hình về một hệ thống có biểu hiện không cân bằng ở các mức âm lượng khác nhau.
Trên thực tế, điều này dẫn đến sự xuất hiện của hiện tượng phi tuyến tính ở đầu ra âm thanh từ nó. Nếu loa là một hệ thống có hành vi đối xứng, thì sẽ không có điều kiện tiên quyết nào có thể xảy ra để xảy ra hiện tượng méo xuyên điều chế. Nhân tiện, từ điều này, hóa ra là nếu có một sóng hài ở đầu ra của hệ thống, thì luôn phải có một mức độ phi tuyến tính nhất định.
Kết luận trung gian nào có thể được rút ra từ điều này?
Tóm lại những điều trên, cần lưu ý rằng méo hài không chứng tỏ sự xuất hiện của các quá trình dẫn đến hệ thống không âm nhạc. Hơn nữa, việc so sánh trực tiếp các thiết bị khác nhau theo thông số này có thể dẫn đến nhận thức sai lầm đáng kể về chất lượng của tín hiệu được tạo ra.
Một ví dụ rất dễ hiểu là hiện tượng méo xuyên điều chế trong các bộ khuếch đại. Ở đó, nhiều người tin rằng những chiếc ống có âm thanh tốt hơn những chiếc bóng bán dẫn. Mặc dù cái sau tạo ra một thứ tự cường độ ít biến dạng hơn.
Giới thiệuđo lường và biến dạng
Rõ ràng là biến dạng xuyên điều chế là một vấn đề - thực và ẩn. Nếu nhiệm vụ là giảm nó, thì đối với điều này bạn phải căng thẳng và làm việc, đã nghiên cứu nó trước đó. Nhà âm học người Nga Alexander Voishvillo đã đạt được kết quả tốt. Những tác phẩm của ông được khuyến khích nghiên cứu bởi bất kỳ ai muốn mở rộng kiến thức của bản thân trong lĩnh vực này. Trước hết, cần lưu ý rằng các biến dạng xuất hiện tùy thuộc vào tần số được tạo ra.
Trong trường hợp này, việc vượt quá mức ngưỡng được khắc phục. Điều này được quan sát thấy trong những trường hợp khi các biến dạng xuyên điều chế của bậc thứ ba, cũng như bậc thứ hai, được cố định. Tại bất kỳ tần số nhất định nào, mức độ hài có thể được tìm thấy bằng cách trừ độ méo ra khỏi mức độ phản hồi, được quan sát theo hướng trục.
Các phương pháp đo độ méo xuyên điều chế là gì?
Các lý thuyết về kết nối và xác suất, cũng như thống kê toán học, được sử dụng làm cơ sở. Chúng được bổ sung bằng cách phân tích phổ, phương pháp tính gần đúng các đặc tính phi tuyến và mô phỏng máy tính của biểu đồ đa đường. Nếu chúng ta nói về các giải pháp cụ thể hơn, thì đây là:
- Phương pháp dựa trên máy tính để phân tích và tính toán phổ của tín hiệu đầu ra với các đặc tính truyền gần đúng bằng cách sử dụng các hàm Bessel. Nó được đặc trưng bởi độ chính xác cao, trong khoảng từ 0,1 đến 0,2dB.
- Nhóm các phương pháp phân tích số để lập mô hình biểu đồ đa đường. Do tính mới, chúng chưa được phổ biến rộng rãi, nhưng khả năng tồn tại của chúng đã được các nghiên cứu thử nghiệm xác nhận.
- Sử dụng một loạt các tham số và mô hình của các phân thùy ký sinh và chính của các mẫu bức xạ cực và phổ. Điều này được sử dụng rộng rãi với các hệ thống liên lạc vệ tinh cung cấp dịch vụ khu vực.
Đây không phải là tất cả các phương pháp đo độ méo xuyên điều chế. Đường dẫn vô tuyến có thể được đặc trưng bởi sự hiện diện của các tính năng cụ thể phải được tính đến cả khi tiến hành công việc và khi giải quyết vấn đề giảm ảnh hưởng.
Giải pháp bảo vệ thiết thực
Không có câu trả lời chung duy nhất cho thử thách này. Do đó, hãy tham khảo:
- Phần cứng-phần mềm hiệu chỉnh các đặc tính truyền. Nó cho phép bạn tăng hiệu suất lên 10-15%, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống 15-20%. Ngoài ra, băng thông hệ thống được tăng thêm 5%.
- Các thuật toán và chương trình tính toán lý thuyết, cho phép kiểm soát phổ Raman và bức xạ giả. Chúng có thể giúp tăng hiệu suất của đường truyền lên 10-15%, giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống 15-20%.
- Sử dụng phương pháp dựa trên máy tính để phân tích phổ kết hợp sử dụng tính gần đúng của các hàm Bessel. Giải pháp này cho phép bạn tính toán các chỉ số lý thuyết, kiểm soát và giảmphát thải ký sinh trùng trong các hệ thống hoạt động.
Và một số người khác. Một cái gì đó cụ thể được chọn tùy thuộc vào mục tiêu đang theo đuổi, cũng như tập trung vào các vấn đề hiện tại.
Một chút về công việc thực tế
Làm thế nào để lắng nghe sự biến dạng xuyên điều chế để phản ứng với nó? Tại sao lại đo lường chúng? Cần lưu ý rằng đây không phải là một nhiệm vụ dễ dàng như thoạt nhìn có vẻ như. Độ lớn của các giá trị méo xuyên điều chế phụ thuộc vào dải tần của tín hiệu, mức độ tuyệt đối, độ phức tạp của nó, tỷ lệ giữa giá trị đỉnh và giá trị trung bình, trên dạng sóng, sự tương tác giữa các yếu tố được đề cập và một số lý do khác. Do đó, rất khó để đo lường các giá trị. Rốt cuộc, có những quá trình mà một số tần số ảnh hưởng đến việc tạo ra những tần số khác. Và số lượng các biến thể, hoàn toàn về mặt lý thuyết, có thể đạt đến vô cùng.
Một vai trò quan trọng trong đánh giá được đóng bởi hệ số biến dạng xuyên điều chế. Nó là một chỉ báo về sự biến dạng sóng hài đang diễn ra của bộ khuếch đại. Hệ số méo xuyên điều chế được sử dụng để cho biết mức độ tín hiệu chính được tạo thành từ các thế hệ bổ sung. Người ta tin rằng giá trị của chỉ số này không được vượt quá 1%. Nó càng nhỏ thì độ trung thực của âm thanh được đặc trưng bởi nguồn càng lớn. Các bộ khuếch đại cao cấp tự hào có tỷ lệ hàng trăm phần trăm hoặc thậm chí ít hơn.
Không chỉ nguồn đơn lẻ
Sự xuất hiện của sự biến dạng không chỉ giới hạn ở mộtđiểm của sự hình thành của họ. Một số vấn đề phát sinh khi cố gắng bắt tín hiệu. Đây là cách biến dạng xuyên điều chế xuất hiện trong máy thu. Điều này đặc biệt đúng đối với các thiết bị vô tuyến khác nhau. Rốt cuộc, việc giảm mức tín hiệu hữu ích cũng như sự suy giảm tỷ lệ của nó với nhiễu là rất phù hợp. Cần lưu ý rằng nhiễu mạnh thậm chí có thể cản trở hoạt động của các tín hiệu lân cận. Trong trường hợp này, chúng nói về sự hiện diện của nhiễu xuyên âm.
Hiện tượng này xảy ra khi tín hiệu và nhiễu sóng vô tuyến không khớp với tần số của các kênh chính và kênh tương tự. Bản chất của hiện tượng này là gì? Nhiễu xuyên âm tự biểu hiện như một kết quả cụ thể của sự tương tác giữa các thành phần phổ của nhiễu điều chế và tín hiệu hữu ích trên các điểm phi tuyến của máy thu. Khả năng phân biệt kém đi và trong trường hợp có vấn đề nghiêm trọng, việc tiếp nhận bình thường trở nên không thể.
Ghi nhớ những khoảnh khắc quan trọng
Biến dạng xuyên điều chế có xu hướng chuyển thành nhiễu điều chế. Để hiểu được bản chất của hiện tượng, chỉ cần hình dung tình huống khi ai đó muốn nghe một hệ thống âm nhạc hay ở nhà, và bên ngoài cửa sổ có một người đang cầm cưa hoàn toàn cho mục đích của nó. Mức độ tiếng ồn sẽ phụ thuộc vào mật độ quang phổ và độ lớn của âm nhạc.
Mặc dù cần lưu ý rằng không có mối quan hệ trực tiếp trong trường hợp này. Khi có sự biến dạng xuyên điều chế, độ sáng và độ trong của âm thanh sẽ bị mất đi. Ở mức tín hiệu thấp, chi tiết bị mất và cũng bị mấtđộ nhẹ đặc trưng. Điều này đặc biệt có vấn đề đối với các ban nhạc kèn đồng và dàn hợp xướng. Nếu một người đã quen với việc nghe họ trực tiếp, thì khi cố gắng nghe những bài hát tương tự qua loa, bạn có thể rất thất vọng.
Điều này là do khi mọi thứ được trộn và phát qua hai loa, sự biến dạng trở nên rất rõ ràng. Trong khi nếu bạn đặt các đối tượng tại các điểm khác nhau trong không gian, thì số lượng vấn đề sẽ nhỏ hơn theo thứ tự độ lớn.
Nghiên cứu thú vị
Tôi muốn đề cập đến các kết quả nghiên cứu có thể thu được bằng phương pháp đa tần số. Có một bản chất là một số tín hiệu được truyền qua hệ thống cùng một lúc, có âm sắc khác nhau. Trong trường hợp này, các tần số được chọn dựa trên thực tế là để đảm bảo sự tách biệt tối đa của các thành phần xuyên điều chế. Điều này cho phép bạn hiểu chính xác hơn lĩnh vực vấn đề.
Phương pháp đa tần số giúp phát hiện ra rằng trong nhiều trường hợp, tổng lượng méo xuyên điều chế được ghi lại vượt quá tổng giá trị của hệ số méo phi tuyến tính 4 lần. Từ điều này, một kết luận đơn giản được rút ra. Cụ thể, trên thực tế, cái thường được coi là méo hài, ở một mức độ lớn hơn bao gồm các hiện tượng có bản chất xuyên điều chế. Trong trường hợp này, rất dễ giải thích tại sao giá trị của hệ số không tương quan tốt với âm thanh thực, được cảm nhận bằng tai.
Kết
Đó là cơ bản tất cả những gì bạn cần biết về sự biến dạng xuyên điều chế đối với người bình thường. Cần lưu ý rằng chủ đề này rất rộng và bao gồm nhiều lĩnh vực, thậm chí cả không gian! Nhưng lượng lớn kiến thức mà bạn có thể làm quen sẽ chỉ quan tâm đến các chuyên gia chuyên ngành, những người đang tham gia nghiên cứu và tìm hiểu nghiêm túc.
