Kapag pumipili ng mga amplifier, monitor at katulad na kagamitan, ang isang taong walang karanasan ay kadalasang ginagabayan ng mga indicator tulad ng power at frequency response. Mas maraming matalinong tao ang interesado sa halaga ng koepisyent ng mga maharmonya na presentasyon. At tanging ang pinaka-kaalaman na pagbanggit ng intermodulation distortion. Bagaman ang kanilang masamang epekto ang pinakamalaki sa lahat ng nakalista. Bilang karagdagan, napakahirap sukatin at tukuyin ang mga ito.
Introduction
Sa una, magsimula tayo sa isang kahulugan. Kapag ang isang senyas na nabuo mula sa dalawang frequency ay inilapat sa input ng isang amplifier na walang napaka-linear na tugon, ito ay humahantong sa pagbuo ng mga harmonika (mga overtone). Bukod dito, hindi lamang ang dalawang tagapagpahiwatig na ito ang nakikilahok dito, kundi pati na rin ang kanilang kabuuan at pagkakaiba sa matematika. Ang huling ito ay tinatawag na intermodulation distortion.
Maliithalimbawa
Sabihin nating mayroon tayong signal. Binubuo ito ng dalawang frequency - 1000 at 1100 Hz. Nangangahulugan ito na ang mga signal na may dalas na 2100 Hz (1000 + 1100) at 100 Hz (1100-1000) ay bubuo din sa output ng amplifier. At ito ay mga derivatives lamang ng first order harmonics!
Isa pang halimbawa. Dalawang frequency ang kinuha na nag-iiba ng ikalimang bahagi. Kahit papaano ay 1000 Hz at 1500 Hz. Sa kasong ito, ang pangalawang pagkakasunud-sunod na mga harmonika ay magiging 2000 Hz at 3000 Hz, at ang pangatlo - 3000 Hz at 4500 Hz. May kaugnayan sa 1000 Hz, ang mga halaga sa 2000 Hz, 3000 Hz at 4500 Hz ay octave, duodecim at wala. Sa 1500 Hz, medyo naiiba ang mga bagay. Kaugnay nito, ang harmonic ng mga frequency sa 2000 Hz, 3000 Hz at 4500 Hz ay ang pang-apat, octave at duodecim.
Dapat tandaan na ang mga ginawang overtone ng parehong itinuturing na mga frequency ay tumutugma sa mga pangunahing tono. Gayunpaman, hindi ito nakakagulat dahil lahat ng instrumentong pangmusika ay gumagawa ng mga natural na harmonika kapag ginamit.
Ano ang mga tampok ng intermodulation distortion?
Ang kanilang pagiging tiyak ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga signal ay nabuo, ang mga frequency nito ay ang kabuuan at pagkakaiba ng mga overtone. Dapat tandaan na ang mga kumbinasyon na ginawa ay hindi palaging nauugnay sa mga halaga ng mga pangunahing tagapagpahiwatig. Bukod dito, sa isang kumplikadong parang multo na pamamahagi ng mga resulta, hindi lamang ito humahantong sa isang pagpapayaman ng maharmonya na istraktura (tulad ng posible sa mga mababang-order na overtone), ngunit nagsisimula din sakatulad ng karaniwang pagdaragdag ng ingay.
Ito ay totoo lalo na kapag gumagawa o gumagawa ng isang kumplikadong signal ng musika. Ang pagsukat ng intermodulation distortion ay nagpapahiwatig ng isang pagtatangka upang matukoy ang antas ng non-linearity ng system. Halimbawa, sa mga loudspeaker, ang mga katulad na epekto ay lumitaw dahil sa iba't ibang mga halaga ng pagkalastiko ng movable diffuser system. Nalalapat din ito sa pag-uugali ng mga magnetic field sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng paggulo. Hindi sinasadya, ang loudspeaker ay isang magandang halimbawa ng isang system na nagpapakita ng hindi balanseng pag-uugali sa iba't ibang antas ng volume.
Sa totoo lang, humahantong ito sa paglitaw ng mga nonlinear phenomena sa acoustic output mula dito. Kung ang loudspeaker ay isang sistema na may simetriko na gawi, walang posibleng mga kinakailangan para mangyari ang intermodulation distortion. Mula dito, sa pamamagitan ng paraan, lumalabas na kung mayroong isang harmonic sa output ng system, dapat palaging mayroong isang tiyak na hindi linearity.
Anong intermediate na konklusyon ang maaaring makuha mula rito?
Sa pagbubuod sa itaas, dapat tandaan na ang harmonic distortion ay hindi nagpapakita ng paglitaw ng mga prosesong humahantong sa mga non-musical system. Bukod dito, ang direktang paghahambing ng iba't ibang device sa pamamagitan ng parameter na ito ay maaaring humantong sa mga makabuluhang maling kuru-kuro tungkol sa kalidad ng mga nabuong signal.
Ang isang napakahusay na halimbawa ay ang intermodulation distortion sa mga amplifier. Doon, marami ang naniniwala na ang mga tubo ay may mas mahusay na tunog kaysa sa mga transistor. Bagama't ang huli ay bumubuo ng isang order ng magnitude na mas kaunting pagbaluktot.
Tungkol sapagsukat at pagbaluktot
Malinaw na na ang intermodulation distortion ay isang problema - totoo at nakatago. Kung ang gawain ay bawasan ito, kung gayon para dito kailangan mong pilitin at magtrabaho, na pinag-aralan ito dati. Ang mga magagandang resulta ay nakamit ng Russian electro-acoustician na si Alexander Voishvillo. Ang kanyang mga gawa ay inirerekomenda para sa pag-aaral ng sinumang gustong palawakin ang kanilang sariling kaalaman sa lugar na ito. Una sa lahat, dapat tandaan na lumilitaw ang mga distortion depende sa nabuong frequency.
Sa kasong ito, naayos na ang paglampas sa antas ng threshold. Ito ay sinusunod sa mga kasong iyon kapag ang mga intermodulation distortion ng ikatlong order, pati na rin ang pangalawa, ay naayos. Sa anumang ibinigay na dalas, ang antas ng mga harmonika ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagbaluktot mula sa antas ng tugon, na sinusunod sa direksyon ng axial.
Ano ang mga paraan para sa pagsukat ng intermodulation distortion?
Ang mga teorya ng koneksyon at posibilidad, pati na rin ang mga istatistika ng matematika, ay ginagamit bilang batayan. Ang mga ito ay pupunan ng spectral analysis, mga pamamaraan para sa pagtatantya ng mga nonlinear na katangian, at computer simulation ng multipath diagram. Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa mga mas partikular na solusyon, ito ay:
- Computer-based na paraan para sa pagsusuri at pagkalkula ng spectrum ng output signal na may pagtatantya ng mga katangian ng paglilipat gamit ang mga function ng Bessel. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na katumpakan, na umaabot mula 0.1 hanggang 0.2dB.
- Pangkat ng mga numerical-analytical na pamamaraan para sa pagmomodelo ng mga multipath diagram. Dahil sa kanilang pagiging bago, hindi sila naging laganap, ngunit ang kanilang kakayahang mabuhay ay nakumpirma ng mga eksperimentong pag-aaral.
- Paggamit ng hanay ng mga parameter at modelo ng parasitic at pangunahing lobe ng polar at spectral radiation pattern. Ito ay malawakang ginagamit sa mga satellite communication system na nagbibigay ng serbisyo sa lugar.
Ang mga ito ay hindi lahat ng mga pamamaraan para sa pagsukat ng intermodulation distortion. Ang landas ng radyo ay maaaring makilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga partikular na tampok na dapat isaalang-alang kapwa kapag nagsasagawa ng trabaho at kapag nilulutas ang problema sa pagbabawas ng impluwensya.
Mga praktikal na solusyon sa proteksyon
Walang iisang unibersal na sagot sa hamong ito. Samakatuwid, sumangguni sa:
- Hardware-software corrector ng mga katangian ng paglilipat. Pinapayagan ka nitong dagdagan ang kahusayan ng 10-15%, habang binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng 15-20%. Bilang karagdagan, ang bandwidth ng system ay tumaas ng 5%.
- Mga algorithm at programa ng teoretikal na pagkalkula, na nagpapahintulot na kontrolin ang Raman spectrum at huwad na radiation. Ginagawa nilang posible na makamit ang pagtaas sa kahusayan ng mga daanan ng paghahatid ng parehong 10-15%, na binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng 15-20%.
- Paggamit ng isang computer-based na paraan para sa pagsusuri ng kumbinasyon spectrum gamit ang approximation ayon sa mga function ng Bessel. Ang solusyon na ito ay nagpapahintulot sa iyo na kalkulahin ang mga teoretikal na tagapagpahiwatig, kontrolin at bawasanmga parasitic emission sa mga gumaganang system.
At marami pang iba. May pinipiling partikular na depende sa kung anong mga layunin ang hinahabol, pati na rin ang pagtutok sa mga kasalukuyang problema.
Kaunti tungkol sa praktikal na gawain
Paano makinig sa intermodulation distortion para maka-react dito? Bakit sukatin ang mga ito sa lahat? Dapat pansinin na ito ay hindi isang madaling gawain na tila sa unang tingin. Ang laki ng mga halaga ng pagbaluktot ng intermodulation ay nakasalalay sa saklaw ng dalas ng signal, ang ganap na antas nito, pagiging kumplikado, ang ratio sa pagitan ng peak at average na halaga, sa waveform, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng nabanggit na mga kadahilanan at isang bilang ng iba pang mga kadahilanan. Samakatuwid, mahirap sukatin ang mga halaga. Pagkatapos ng lahat, may mga proseso kung saan ang ilang mga frequency ay nakakaapekto sa henerasyon ng iba. At ang bilang ng mga variation, puro theoretically, ay maaaring lumapit sa infinity.
Ang isang mahalagang papel sa pagtatasa ay ginagampanan ng coefficient ng intermodulation distortion. Ito ay isang tagapagpahiwatig ng patuloy na harmonic distortion ng amplifier. Ang intermodulation distortion factor ay ginagamit upang ipakita kung gaano karami sa pangunahing signal ang binubuo ng mga karagdagang henerasyon. Ito ay pinaniniwalaan na ang halaga ng tagapagpahiwatig na ito ay hindi maaaring lumampas sa 1%. Kung mas maliit ito, mas malaki ang katapatan ng tunog na nailalarawan ng pinagmulan. Ipinagmamalaki ng mga high-end na amplifier ang mga ratio na sandaang bahagi ng isang porsyento o mas kaunti pa.
Hindi lamang iisang mapagkukunan
Ang paglitaw ng pagbaluktot ay hindi limitado sa isapunto ng kanilang pagbuo. Ang ilang mga problema ay lumitaw kapag sinusubukang kumuha ng mga signal. Ito ay kung paano lumilitaw ang intermodulation distortion sa mga receiver. Ito ay totoo lalo na para sa iba't ibang kagamitan sa radyo. Pagkatapos ng lahat, ito ay napaka-kaugnay para sa ito upang bawasan ang antas ng kapaki-pakinabang na signal, pati na rin ang pagkasira ng ratio nito sa ingay. Dapat pansinin na ang malakas na pagkagambala ay maaaring makagambala sa trabaho sa mga kalapit na signal. Sa kasong ito, sinasabi nila ang pagkakaroon ng crosstalk.
Ang phenomenon na ito ay nangyayari kapag ang signal at interference ng radyo ay hindi tumutugma sa mga frequency ng pangunahing at katulad na mga channel. Ano ang katangian ng hindi pangkaraniwang bagay na ito? Ang Crosstalk ay nagpapakita ng sarili bilang isang partikular na resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga spectral na bahagi ng modulated interference at ang kapaki-pakinabang na signal sa mga nonlinearity ng receiver. Lumalala ang pagkakaiba, at kung sakaling magkaroon ng malalaking problema, magiging imposible ang normal na pagtanggap.
Tandaan ang mahahalagang sandali
Intermodulation distortion ay may posibilidad na maging modulated noise. Upang maunawaan ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay, sapat na upang isipin ang mga sitwasyon kung ang isang tao ay gustong makinig sa isang mahusay na sistema ng musika sa bahay, at sa labas ng bintana mayroong isang tao na ganap na gumagamit ng isang chainsaw para sa layunin nito. Ang antas ng ingay ay depende sa spectral density at lakas ng musika.
Bagama't dapat tandaan na walang direktang kaugnayan sa kasong ito. Sa pagkakaroon ng intermodulation distortion, mawawala ang insight at linaw ng tunog. Sa mababang antas ng signal, nawawala ang detalye, at nawawala rinkatangian liwanag. Ito ay lalong problemado para sa mga brass band at choir. Kung ang isang tao ay sanay makinig sa kanila ng live, kung gayon kapag sinusubukan mong marinig ang parehong mga kanta sa pamamagitan ng loudspeaker, maaari kang mabigo.
Ito ay dahil kapag ang lahat ay pinaghalo at tinugtog sa pamamagitan ng dalawang speaker, ang distortion ay nagiging napakalinaw. Samantalang kung maglalagay ka ng mga bagay sa iba't ibang mga punto sa kalawakan, ang bilang ng mga problema ay magiging isang pagkakasunud-sunod ng magnitude na mas maliit.
Kawili-wiling pananaliksik
Gusto kong banggitin ang mga resulta ng pananaliksik na maaaring makuha sa pamamagitan ng multifrequency na pamamaraan. Mayroong isang kakanyahan na ang ilang mga signal ay dumaan sa system sa parehong oras, na may ibang tono. Sa kasong ito, ang mga frequency ay pinili batay sa katotohanan na upang matiyak ang maximum na paghihiwalay ng mga bahagi ng intermodulation. Nagbibigay-daan ito sa iyong mas tumpak na maunawaan ang lugar ng problema.
Ang multi-frequency na paraan ay naging posible na malaman na sa maraming pagkakataon ang kabuuang halaga ng naitalang intermodulation distortion ay lumampas sa kabuuang halaga ng nonlinear distortion factor ng apat na beses. Mula dito ay nabuo ang isang simpleng konklusyon. Ibig sabihin, kung ano ang madalas na itinuturing na harmonic distortion, sa katunayan, sa isang mas malaking lawak ay binubuo ng mga phenomena ng isang intermodulation na kalikasan. Sa kasong ito, napakadaling ipaliwanag kung bakit ang halaga ng koepisyent ay hindi mahusay na nauugnay sa tunay na tunog, na nakikita ng tainga.
Konklusyon
Iyon lang ang kailangan mong malaman tungkol sa intermodulation distortion sa karaniwang tao. Dapat tandaan na ang paksang ito ay napakalawak at sumasaklaw sa maraming lugar, kahit na espasyo! Ngunit ang malaking halaga ng kaalaman na maaari mong makilala ay magiging interesado lamang sa mga dalubhasang espesyalista na nakikibahagi sa seryosong pananaliksik at pananaliksik.
