Bij het kiezen van versterkers, monitoren en soortgelijke apparatuur laat een onervaren persoon zich vaak leiden door indicatoren als vermogen en frequentierespons. Meer slimme mensen zijn geïnteresseerd in de waarde van de coëfficiënt van harmonische presentaties. En alleen de meest deskundige noemen intermodulatievervorming. Hoewel hun nadelige effect het grootste is van alle genoemde. Bovendien zijn ze erg moeilijk te meten en te definiëren.
Inleiding
Laten we in eerste instantie beginnen met een definitie. Wanneer een uit twee frequenties gevormd signaal wordt toegepast op de ingang van een versterker die geen erg lineaire respons heeft, leidt dit tot het genereren van harmonischen (boventonen). Bovendien nemen niet alleen deze twee indicatoren hieraan deel, maar ook hun wiskundige som en verschil. Deze laatste wordt intermodulatievervorming genoemd.
Kleinvoorbeeld
Laten we zeggen dat we een signaal hebben. Het bestaat uit twee frequenties - 1000 en 1100 Hz. Dit betekent dat er ook signalen met een frequentie van 2100 Hz (1000 + 1100) en 100 Hz (1100-1000) aan de versterkeruitgang worden gegenereerd. En dit zijn slechts afgeleiden van de eerste orde harmonischen!
Nog een voorbeeld. Er worden twee frequenties genomen die een vijfde van elkaar verschillen. Op de een of andere manier 1000 Hz en 1500 Hz. In dit geval zijn de harmonischen van de tweede orde 2000 Hz en 3000 Hz, en de derde - 3000 Hz en 4500 Hz. Ten opzichte van 1000 Hz zijn de waarden bij 2000 Hz, 3000 Hz en 4500 Hz octaaf, duodecim en geen. Met 1500 Hz is het een beetje anders. In relatie hiermee is de harmonische van frequenties bij 2000 Hz, 3000 Hz en 4500 Hz de vierde, octaaf en twaalfvingerige darm.
Opgemerkt moet worden dat de geproduceerde boventonen van beide beschouwde frequenties overeenkomen met de grondtonen. Dit is echter niet verrassend, aangezien alle muziekinstrumenten natuurlijke harmonischen produceren wanneer ze worden gebruikt.
Wat zijn de kenmerken van intermodulatievervorming?
Hun specificiteit ligt in het feit dat signalen worden gegenereerd waarvan de frequenties de som en het verschil van boventonen zijn. Opgemerkt moet worden dat de geproduceerde combinaties niet altijd correleren met de waarden van de hoofdindicatoren. Bovendien leidt dit bij een complexe spectrale verdeling van de resultaten niet alleen niet alleen tot een verrijking van de harmonische structuur (zoals mogelijk is met lage-orde boventonen), maar begint het ooklijken op de gebruikelijke toevoeging van ruis.
Dit is vooral het geval bij het creëren of reproduceren van een complex muzikaal signaal. Meting van intermodulatievervorming impliceert een poging om de mate van niet-lineariteit van het systeem te bepalen. In luidsprekers treden bijvoorbeeld vergelijkbare effecten op vanwege verschillende elasticiteitswaarden van het beweegbare diffusorsysteem. Dit geldt ook voor het gedrag van magnetische velden onder verschillende excitatiecondities. Overigens is de luidspreker een goed voorbeeld van een systeem dat bij verschillende volumeniveaus ongebalanceerd gedrag vertoont.
In feite leidt dit tot het optreden van niet-lineaire verschijnselen bij de akoestische uitvoer ervan. Als de luidspreker een systeem met symmetrisch gedrag zou zijn, dan zouden er geen voorwaarden zijn voor het optreden van intermodulatievervorming. Hieruit blijkt trouwens dat als er een harmonische aan de uitgang van het systeem is, er altijd een bepaalde niet-lineariteit moet zijn.
Welke tussenconclusie kan hieruit worden getrokken?
Als we het bovenstaande samenvatten, moet worden opgemerkt dat harmonische vervorming niet het optreden aantoont van processen die leiden tot niet-muzikale systemen. Bovendien kan een directe vergelijking van verschillende apparaten door deze parameter leiden tot aanzienlijke misvattingen over de kwaliteit van de gegenereerde signalen.
Een veelzeggend voorbeeld is intermodulatievervorming in versterkers. Daar geloven velen dat buizen met buizen een beter geluid hebben dan transistoren. Hoewel deze laatste een orde van grootte minder vervorming genereren.
Overmeting en vervorming
Het is al duidelijk dat intermodulatievervorming een probleem is - echt en verborgen. Als het de taak is om het te verminderen, dan moet je hiervoor spannen en werken, nadat je het eerder hebt bestudeerd. Goede resultaten werden behaald door de Russische elektro-akoestiek Alexander Voishvillo. Zijn werken worden aanbevolen voor studie door iedereen die zijn eigen kennis op dit gebied wil uitbreiden. Allereerst moet worden opgemerkt dat er vervormingen optreden afhankelijk van de gegenereerde frequentie.
In dit geval is het overschrijden van het drempelniveau vast. Dit wordt waargenomen in die gevallen waarin intermodulatievervormingen van de derde orde, evenals de tweede, zijn opgelost. Bij elke gegeven frequentie kan het niveau van harmonischen worden gevonden door de vervorming af te trekken van het niveau van de respons, die wordt waargenomen in de axiale richting.
Wat zijn de methoden voor het meten van intermodulatievervorming?
Verbindings- en waarschijnlijkheidstheorieën, evenals wiskundige statistieken, worden als basis gebruikt. Ze worden aangevuld met spectrale analyse, methoden voor het benaderen van niet-lineaire karakteristieken en computersimulatie van multipath-diagrammen. Als we het hebben over meer specifieke oplossingen, dan zijn dit:
- Computergebaseerde methode voor het analyseren en berekenen van het spectrum van het uitgangssignaal met de benadering van overdrachtskarakteristieken met behulp van Bessel-functies. Het wordt gekenmerkt door een hoge nauwkeurigheid, die varieert van 0,1 tot 0,2dB.
- Groep numeriek-analytische methoden voor het modelleren van multipath-diagrammen. Vanwege hun nieuwheid zijn ze niet wijdverbreid, maar hun levensvatbaarheid is bevestigd door experimentele studies.
- Gebruik van een reeks parameters en modellen van parasitaire en hoofdlobben van polaire en spectrale stralingspatronen. Dit wordt veel gebruikt bij satellietcommunicatiesystemen die gebiedsservice bieden.
Dit zijn niet alle methoden voor het meten van intermodulatievervorming. Het radiopad kan worden gekenmerkt door de aanwezigheid van specifieke kenmerken waarmee rekening moet worden gehouden, zowel bij het uitvoeren van werkzaamheden als bij het oplossen van het probleem van het verminderen van de invloed.
Praktische beschermingsoplossingen
Er is geen universeel antwoord op deze uitdaging. Raadpleeg daarom:
- Hardware-software corrector van overdrachtskenmerken. Hiermee kunt u de efficiëntie met 10-15% verhogen, terwijl u het energieverbruik met 15-20% verlaagt. Bovendien wordt de systeembandbreedte met 5% verhoogd.
- Algoritmen en programma's voor theoretische berekening, waarmee het Raman-spectrum en valse straling kunnen worden gecontroleerd. Ze maken het mogelijk om de efficiëntie van transmissiepaden met dezelfde 10-15% te verhogen, waardoor het energieverbruik met 15-20% wordt verminderd.
- Een computergebaseerde methode gebruiken voor het analyseren van het combinatiespectrum met behulp van benadering door Bessel-functies. Met deze oplossing kunt u theoretische indicatoren berekenen, controleren en verminderenparasitaire emissies in functionerende systemen.
En een aantal anderen. Er wordt iets specifieks geselecteerd, afhankelijk van de doelen die worden nagestreefd, en er wordt ook gefocust op huidige problemen.
Een beetje over praktisch werk
Hoe luister je naar intermodulatievervorming om erop te reageren? Waarom zou je ze überhaupt meten? Opgemerkt moet worden dat dit niet zo'n gemakkelijke taak is als het op het eerste gezicht lijkt. De grootte van intermodulatievervormingswaarden hangt af van het frequentiebereik van het signaal, het absolute niveau, de complexiteit, de verhouding tussen de piek- en gemiddelde waarde, op de golfvorm, de interactie tussen de genoemde factoren en een aantal andere redenen. Daarom is het moeilijk om waarden te meten. Er zijn immers processen waarbij sommige frequenties de generatie van andere beïnvloeden. En het aantal variaties kan, puur theoretisch, het oneindige benaderen.
Een belangrijke rol bij de beoordeling wordt gespeeld door de coëfficiënt van intermodulatievervorming. Het is een indicator van de aanhoudende harmonische vervorming van de versterker. De intermodulatie-vervormingsfactor wordt gebruikt om aan te geven hoeveel van het hoofdsignaal uit extra generaties bestaat. Er wordt aangenomen dat de waarde van deze indicator niet hoger kan zijn dan 1%. Hoe kleiner het is, hoe groter de getrouwheid van het geluid wordt gekenmerkt door de bron. High-end versterkers hebben verhoudingen van honderdsten van procenten of zelfs minder.
Niet alleen enkele bronnen
Het optreden van vervorming is niet beperkt tot éénpunt van hun vorming. Er doen zich bepaalde problemen voor bij het opvangen van signalen. Dit is hoe intermodulatievervorming optreedt in ontvangers. Dit geldt met name voor verschillende radioapparatuur. Het is tenslotte zeer relevant om het niveau van het bruikbare signaal te verminderen, evenals de verslechtering van de verhouding met ruis. Opgemerkt moet worden dat krachtige interferentie zelfs het werk aan naburige signalen kan verstoren. In dit geval spreken ze van de aanwezigheid van overspraak.
Dit fenomeen doet zich voor wanneer het signaal en de radio-interferentie niet overeenkomen met de frequenties van de hoofdkanalen en soortgelijke kanalen. Wat is de aard van dit fenomeen? Overspraak manifesteert zich als een bijzonder resultaat van de interactie van de spectrale componenten van de gemoduleerde interferentie en het bruikbare signaal op de niet-lineariteiten van de ontvanger. Het onderscheid verslechtert en in het geval van grote problemen wordt normale ontvangst onmogelijk.
Onthoud belangrijke momenten
Intermodulatievervorming heeft de neiging om te veranderen in gemoduleerde ruis. Om de essentie van het fenomeen te begrijpen, volstaat het om je situaties voor te stellen waarin iemand thuis naar een goed muzieksysteem wil luisteren, en buiten het raam is er een persoon die een kettingzaag volledig hanteert voor het beoogde doel. Het geluidsniveau is afhankelijk van de spectrale dichtheid en luidheid van de muziek.
Hoewel moet worden opgemerkt dat er in dit geval geen directe relatie is. Bij aanwezigheid van intermodulatievervorming gaat het inzicht en de helderheid van het geluid verloren. Bij lage signaalniveaus gaan details verloren, en ook verlorenkarakteristieke lichtheid. Dit is vooral problematisch voor fanfares en koren. Als iemand gewend is om live naar hen te luisteren, dan kan je erg teleurgesteld zijn als je dezelfde nummers via de luidspreker probeert te horen.
Dit komt omdat wanneer alles wordt gemixt en afgespeeld via twee luidsprekers, de vervorming heel duidelijk wordt. Terwijl als je objecten op verschillende punten in de ruimte plaatst, het aantal problemen een orde van grootte kleiner zal zijn.
Interessant onderzoek
Ik wil graag de onderzoeksresultaten noemen die kunnen worden verkregen met de multifrequentiemethode. De essentie is dat er meerdere signalen tegelijk door het systeem gaan, die een verschillende toon hebben. In dit geval worden de frequenties geselecteerd op basis van het feit dat om de maximale scheiding van de intermodulatiecomponenten te garanderen. Hierdoor kunt u het probleemgebied nauwkeuriger begrijpen.
De multifrequentiemethode maakte het mogelijk om erachter te komen dat in veel gevallen de totale hoeveelheid opgenomen intermodulatievervorming vier keer groter is dan de totale waarde van de niet-lineaire vervormingsfactor. Hieruit wordt een eenvoudige conclusie getrokken. Namelijk, wat vaak als harmonische vervorming wordt beschouwd, bestaat in feite in grotere mate uit verschijnselen van intermodulatie-karakter. In dit geval is het heel gemakkelijk uit te leggen waarom de waarde van de coëfficiënt niet goed correleert met het echte geluid, dat op het gehoor wordt waargenomen.
Conclusie
Dat is eigenlijk alles wat je moet weten over intermodulatievervorming voor de gemiddelde persoon. Opgemerkt moet worden dat dit onderwerp erg breed is en veel gebieden bestrijkt, zelfs ruimte! Maar de grote hoeveelheid kennis waarmee u kennis kunt maken, is alleen interessant voor gespecialiseerde specialisten die zich bezighouden met serieus onderzoek en onderzoek.
