Что такое частотные и нелинейные искажения

Частотные искажения.

Частотными называются искажения, обусловленные изменением величины коэффициента усиления на разных частотах.

Частотные искажения, вносимые усилителем, оценивают по его амплитудно-частотной характеристике, представляющей зависимость коэффициента усиления от частоты.

Error: Reference source not found

Степень искажений на отдельных частотах выражают коэффициентом частотных искаженийМ, равным отношению:

Обычно наибольшие искажения возникают на границах диапазона частот

и.

Коэффициент частотных искажений многокаскадного усилителя равен произведению коэффициента частотных искажений отдельных каскадов

Его удобно выражать в ДБ .

Для контрольных измерений аппарата коэффициент частотных искажений должен составлять десятые и даже сотые доли ДБ.

Частотные искажения всегда сопровождаются фазовыми искажениями.

Фазовые искажения.

Фазовые искажения оцениваются по фазочастотной характеристике, представляющей график зависимости угла сдвига фаз между входным и выходным напряжения усилителя от частоты.

Error: Reference source not found

Реальная ф.ч.х. (кривая 2) отличается от идеальной (кривая 1). Это означает, что различные спектральные составляющие входного сигнала задерживаются усилителем на различное время.

Обратная связь в электронных усилителях.

Обратной связью называется такая электрическая связь между каскадами усилителя, при которой часть энергии усиленного сигнала с выхода усилителя подается на его вход.

Цепь, по которой осуществляется такая передача энергии, называется цепью ОС.

Error: Reference source not found

— коэффициент усиления усилителя;

— коэффициент передачи цепи ОС.

Если электрические колебания из выходной цепи поступают во входную в фазе с электрическими колебаниями входного сигнала, то это- положительная ОС. При противофазности указанных электрических колебаний образуется ООС.

По принципу действия различаются ОС по напряжению и ОС по току.

При ОС по напряжению цепь ОС включается параллельно нагрузке.

Error: Reference source not found

При этом .

При ОС по току цепь ОС включается последовательно с нагрузкой. При этом

.

Error: Reference source not found

Напряжение ОС может подаваться на вход усилителя либо параллельно либо последовательно с напряжением входного сигнала. В первом случае ОС называется параллельной, а во втором последовательной.

Error: Reference source not foundError: Reference source not found

Влияние ос на коэффициент усиления.

Для вывода коэффициента усиления усилителя охваченного ОС рассмотрим схему:

Error: Reference source not found

— может принимать значения от ОТО +1 при ПОС и ОТО до –1;

при ООС .

разделив обе части уравнения наполучим:

;

Для вещественных значений коэффициент усиления усилителя К и коэффициент передачи цепи обратной связи запишем для ООС, что; т.е. коэффициент усиления усилителя, охваченного ООС уменьшается враз.

Введение ООС улучшает ряд параметров усилителя:

1. Повышает стабильность коэффициента усиления, например.

Предположим, что К изменился на 10% т.е. на 8 тогдат.е.изменился менее 1%. Таким образом, отрицательная обратная связь препятствует любым изменениям величины коэффициента усиления. 2. Увеличивается входное сопротивление усилителя в раз для последовательной ООС. 3. Уменьшает нелинейные и частотные искажения. ; Наибольший вклад в уровень нелинейных искажений вносит выходной каскад усилителей. Поэтому ООС часто вводят именно в выходном каскаде. Введение ООС позволяет получить более равномерную амплитудно-частотную характеристику усилителя. т.е. спад характеристики на низких частотах. Так как то. Предполагая, что обратная связь глубокая , получимт.е. частотные искажения с ООС значительно уменьшаются. На рис. 7. показан амплимтудно-частотные характеристики усилителя без ОС и с ООС. Error: Reference source not foundРис. 7. — характеристика без ОС; — характеристика с ООС.

Искажения сигнала

Искаже́ния сигна́ла — изменение сигнала, вызванное несовпадением идеальных и реальных характеристик системы его обработки и передачи.

Виды искажений

Нелинейные искажения

Нелинейные искажения вызваны нелинейностью системы обработки и передачи сигнала. Эти искажения вызывают появление в частотном спектре выходного сигнала составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Нелинейные искажения представляют собой изменения формы колебаний, проходящих через электрическую цепь (например, через усилитель или трансформатор), вызванные нарушениями пропорциональности между мгновенными значениями напряжения на входе этой цепи и на ее выходе. Это происходит, когда характеристика выходного напряжения нелинейно зависит от входного. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник. Типовые значения КНИ : 0 % — синусоида; 3 % — форма, близкая к синусоидальной; 5 % — форма, приближенная к синусоидальной (отклонения формы уже заметны на глаз); до 21 % — сигнал трапецеидальной или ступенчатой формы; 43 % — сигнал прямоугольной формы.

Частотные искажения

Частотные искажения вызваны неидеальностью амплитудно-частотной характеристики системы обработки и передачи сигнала. Показателем степени частотных искажений, возникающих в каком-либо устройстве, служит неравномерность его амплитудно-частотной характеристики, количественным показателем на какой-либо конкретной частоте спектра сигнала является коэффициент частотных искажений.

• Коэффициент частотных искажений — отношение коэффициента передачи на средних частотах к его значению на данной частоте.

Фазовые искажения

Фазовые искажения вызваны неидеальностью фазо-частотной характеристики системы обработки и передачи сигнала. Искажения, вызванные нарушением фазовых соотношений между отдельными спектральными составляющими сигнала при передаче по какой-либо цепи.

Динамические искажения

Динамические искажения вызваны неидеальностью динамических харктеристик (быстродействие, перерегулирование и т. д.) системы обработки и передачи сигнала. Искажения формы сигнала из-за ограниченной скорости нарастания выходного напряжения при быстрых изменениях входного напряжения.

Перекрёстные искажения (приёмника)

Основная статья — Перекрёстные искажения

• Коэффициент перекрёстных искажений — отношение отклика, возникающего в результате перекрёстных искажений, к заданному отклику на полезный радиосигнал.

Взаимомодуляционные искажения (передатчика)

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

• Коэффициент взаимомодуляционных искажений — отношение мощности комбинационной составляющей спектра выходного сигнала к мощности несущей радиопередатчика

Краевые искажения

Искажения, вызванные смещением краёв элементов двоичного сигнала относительно их заданного положения.

Литература и документация

Литература

• Справочник по радиоэлектронным устройствам: В 2-х т.; Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
• Горохов П. К. Толковый словарь по радиоэлектронике. Основные термины — М: Рус. яз., 1993

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения
• ГОСТ 23611-79 Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Термины и определения

Ссылки

• ПОДРОБНО О ЗВУКОВЫХ ЭФФЕКТАХ : ДИСТОШН (ИСКАЖЕНИЯ) (недоступная ссылка — ПОДРОБНО О ЗВУКОВЫХ ЭФФЕКТАХ : ДИСТОШН (ИСКАЖЕНИЯ) история) (Проверено 13 августа 2009)
• Динамические искажения в транзисторных усилителях (недоступная ссылка — история)
• ВОСПРИЯТИЕ ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ОБЛАСТИ ЧАСТОТЫ ОСНОВНОГО РЕЗОНАНСА ГОЛОВКИ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ
• Магнитофон осваивает «цифру»
• ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА ЗВУКОПЕРЕДАЧИ
• НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА
• Измерение нелинейных искажений на шумовом сигнале
• Статья о нелинейных, частотных и фазовых искажениях в усилителях и радиоприемниках

См. также

• Перекрёстные искажения
• Коэффициент нелинейных искажений
• Амплитудно-частотная характеристика
• Дисторшн
• Перекрёстные помехи

• Радиотехнические сигналы

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Искажения сигнала» в других словарях:

• отношение уровня сигнала к сумме уровней сигнала, шумов и продуктов искажения сигнала — Характеризует реальную чувствительность приемника, которая выражается в минимальном значении уровня сигнала на входе (дБ, мкВ) при заданном значении SINAD (дБ). [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN… … Справочник технического переводчика
• точка искажения сигнала — Точка на амплитудной характеристике системы, в которой начинают проявляться нелинейные искажения сигнала [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN distortion point … Справочник технического переводчика
• Искажения — Искажения: Искажения сигнала Искажения изображения (электроника) Искажения (фильм) Перекрёстные искажения … Википедия
• искажения, обусловленные запаздыванием — Искажения, возникающие вследствие того, что разные компоненты сигнала приходят в точку приема с разной задержкой. Все элементы сигнала передаются в заданной последовательности, причем каждый в своем выделенном интервале, однако из за задержки в… … Справочник технического переводчика
• искажения вследствие недостаточной амплитуды сигнала — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN underthrow distortion … Справочник технического переводчика
• прохождение (сигнала) — Процесс передачи сигнала через приемопередающее и оконечное оборудование, в котором из за собственных аппаратных шумов, нелинейности АЧХ и ФЧХ возникают искажения сигнала. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый… … Справочник технического переводчика
• максимальная мощность входного сигнала радиоприемника — Мощность радиосигнала максимальной величины на входе радиоприемника, при которой искажения сигнала на выходе приемника не превышают заданной величины. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины радиопередатчики … Справочник технического переводчика
• Максимальная мощность входного сигнала радиоприемника — 1. Мощность радиосигнала максимальной величины на входе радиоприемника, при которой искажения сигнала на выходе приемника не превышают заданной величины Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь
• Искажение цифрового сигнала данных — ИСКАЖЕНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА ДАННЫХ 46. Искажение цифрового сигнала данных Искажение сигнала Е. Distortion Отклонение значений параметров сигнала данных от установленных требований Источник: ГОСТ 17657 79: Передача данных. Термины и определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (тока) — Величина, равная отношению действующего значения суммы гармонических составляющих к действующему значению основной составляющей переменного напряжения (тока). Примечание. Для целей стандартизации допускается относить к номинальному напряжению… … Справочник технического переводчика

• Обратная связь: Техподдержка, Реклама на сайте

• �� Путешествия

Экспорт словарей на сайты, сделанные на PHP,
WordPress, MODx.

• Пометить текст и поделитьсяИскать в этом же словареИскать синонимы
• Искать во всех словарях
• Искать в переводах
• Искать в ИнтернетеИскать в этой же категории

Что такое частотные и нелинейные искажения

Классификация искажений. Принципы оценки линейных искажений

Выходной сигнал любого реального усилителя всегда несколько отличается от усиливаемого оригинала. Связано это с неидеальностью усилителя, и конкретно — с наличием в нем искажений. Все существующие в усилителях искажения усиливаемого сигнала можно разделить на две большие группы — линейные и нелинейные искажения.

Линейные искажения не нарушают амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале. На рис. 4.1а. показаны амплитудные характеристики (то есть зависимости выходного напряжения от входного) идеальных усилителей с различными коэффициентами усиления. При наличии в усилителе линейных искажений сигнала, амплитудная характеристика не претерпевает никаких искажений. Тем не менее, линейные искажения, разумеется, искажают усиливаемый сигнал. Эти искажения связаны с неравномерностью амплитудно-частотной характеристики усилителя и нелинейности его фазо-частотной характеристики. В связи с этим, линейные искажения часто называют частотными. Главным признаком линейных искажений является то, что они не вызывают появления в спектре выходного сигнала новых составляющих. В результате влияния линейных искажений, могут лишь изменяться уровни его отдельных спектральных (частотных) составляющих.

Рис. 4.1 Передаточные характеристики и производимые ими искажения

Поскольку линейные искажения обычно вызывают нарушения амплитудно-частотной характеристики — как правило, их величина определяется именно способом исследования этой характеристики усилителя. Тем не менее, как уже было сказано выше, линейные искажения могут вызываться и нарушением линейности фазо-частотной характеристики усилителя, что проявляется в неодинаковости времени распространения различных частотных составляющих усиливаемого сигнала. Громкоговоритель с системой разделения спектра звукового сигнала и аналоговые магнитофоны хорошо демонстрируют это явление.

Неплохим способом выявления заметных линейных искажений в усилителе, является подача на его вход импульсов прямоугольной формы и наблюдение формы выходного сигнала при помощи осциллографа. Передний фронт сигнала прямоугольной формы очень чувствителен как к нарушениям равномерности амплитудно-частотной характеристики, так и к нарушениям линейности фазо-частотной характеристики. В случае заметных линейных искажений, форма прямоугольных импульсов на выходе усилителя будет существенно нарушена, что легко видно на экране осциллографа. Такой простой тест в какой-то степени является альтернативой необходимости исследования амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик усилителя.

В отличие от линейных, нелинейные искажения вызывают нарушение линейности амплитудной характеристики усилителя. Примеры нелинейных амплитудных характеристик усилителей показаны на рис. 4.1 б, в, г. Искажения амплитудной характеристики усилителя приводят к существенным искажениям амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале и могут вызывать значительные изменения его формы. В отличие от линейных искажений, нелинейные искажения всегда приводят к появлению в выходном сигнале дополнительных спектральных (частотных) составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Если линейные искажения изменяют основном окраску звука, то проявление нелинейных искажений еще более пагубно, поскольку они приводят к существенным изменениям усиливаемого сигнала.

Поскольку, нелинейные искажения проявляются в появлении в выходном сигнале новых спектральных составляющих, многие методики оценки этих искажений заключаются в оценки уровней этих составляющих. Также существуют методики измерений, основанные на оценке кривизны амплитудной характеристики усилителя.

Что такое частотные и нелинейные искажения

РАЗДЕЛ 5. ИСКАЖЕНИЯ

Преобразование одного вида энергии в другой, в частности электрической в акустическую, практически не происходит без искажений. Основными видами искажений являются: амплитудно-частотные (АЧИ), фазово-частотные (ФЧИ), переходные (ПИ), которые могут быть определены через первые два, нелиней­ные (НИ).

Сущность АЧИ заключается в том, что преобразователь воспроизводит электрические сигналы разной частоты неодинаково. Например, при подведении напряжения 1 В на частоте 100 Гц к данному преобразователю он будет раз­вивать на расстоянии 1 м по его оси звуковое давление 0,1 Па, а при подве­дении напряжения 1 В, но на частоте 1000 Гц он будет развивать звуковое давление 0,2 Па. Амплитудно-частотные искажения легко определяются по амплитудно-частотной (АЧХ) или чаще для краткости называемой частотной харак­теристике, где по оси абсцисс откладывается (как правило, в логарифмическом масштабе) частота, а по оси ординат также в логарифмическом масштабе (в децибелах) развиваемое звуковое давление в определенной точке пространства в при заданном режиме подведения напряжения к преобразователю, например при неизменном напряжении на всех частотах. Бланки АЧХ стандартизованы ГОСТ

16122—78 (рис. 14) и стандартом МЭК (рис. 15). Мерой АЧХ является ее не­равномерность. Так, представленная на рис. 14 осевая АЧХ имеет неравномер­ность 15 дБ в диапазоне 40—20 000 Гц. Причинами АЧИ являются частотные зависимости сопротивления излучения и механических сопротивлений элементов преобразователя и их комбинаций, а также зависимость от частоты электриче­ского входного сопротивления преобразователя.

Сущность ФЧИ заключается в том, что сдвиг фазы между подводимым электрическим напряжением и развиваемым преобразователем звуковым давле­нием отличен от равномерно растущего с частотой сдвига фаз звукового дав­ления между двумя точками поля, находящимися на разных расстояниях от ес­тественного источника. Действительно, как следует из (13), сдвиг фазы пропор­ционален частоте и расстоянию от источника. Нарушение этой зависимости в преобразователях при излучении ими звука обусловливается, по существу, теми же причинами, которые имеют место при АЧИ.

Переходные искажения заключаются в том, что при подведении к преобра­зователю переменного напряжения излучаемое им звуковое давление не сразу достигает постоянного значения, а нарастает постепенно и не сразу спадает до нуля при выключении подводимого напряжения. Причины переходных искаже­ний — инерция и упругость элементов преобразователя ПИ. Переходные искаже­ния и ФЧИ отечественными стандартами не нормируются.

Нелинейные искажения проявляются в том; что при подведении к преобра­зователю напряжения одной или нескольких частот в излучаемом им звуке кро­ме составляющих этих частот появляются еще и другие. Эти частоты могут быть кратными подводимым частотам (гармоники), или в целое число раз мень­ше их (унтертоны или субгармоники), или являться суммой или разностью подводимых частот. В последнем случае говорят об интермодуляционных иска­жениях. Причинами НИ является то, что смещения, скорости, ускорения элемен­тов преобразователя под воздействием приложенных к ним сил становятся не­пропорциональными приложенным силам, что вызывается их нелинейной зави­симостью. По своей величине НИ оцениваются, во-первых, суммарным коэффи­циентом гармоник

где р₁ — звуковое давление на частоте подводимого напряжения; р₂, р₃ — звуко­вые давления в излученном звуке на частотах 2 f ₁ , 3 f ₁ и т. д.

Кроме суммарного коэффициента гармоник часто НИ оцениваются характе­ристическим коэффициентом гармоник, который отличается от суммарного ко­эффициента гармоник тем, что в (24) значение р₁ заменяется р_ср [см. (25)].

Другим видом оценки НИ являются коэффициенты интермодуляционных искажений, определяемые при подведении к преобразователю частот f ₁ и f ₂ как

где р _{f 2} — звуковое давление на частоте f 2; p_{f 2- f 1} , p_{f 2+ f 1} , p_{f 2-2 f 1} , p_{f 2+2 f 1} — соответственно звуковые давления на частотах, указанных в индексах.

Общий коэффициент интермодуляционных искажений

Следует заметить, что наибольшего значения НИ достигают при увеличении под­водимой к преобразователю мощности до предельно допустимой.

Близким НИ видом искажений являются дребезжание и призвуки. И те и другие хорошо ощущаются при подведении к преобразователю синусоидального напряжения постепенно изменяющейся частоты.