И снова - про измерение искажений

[bukvarev]

Ниже - материал, посвященный оценке искажений элементов звуковоспроизводящего тракта.
Файл упаковал посильнее, по ссылкам в тексте - картинки в нормальном разрешении и звуковые файлы.

Способ определ&#10.pdf

20.03.2016 Создал новые каталоги в облаке. Основная ссылка проекта: https://drive.google.com/folderview?...Dg&usp=sharing
Старые ссылки из ранних постов позже снесу или обновлю.
В папке "МОДЕЛЬ MATLAB" буду выкладывать файлы программ. Пока выложил функцию генератора тестовых файлов "test_file_generator.m".
В ближайшем будущем напишу развернутое описание, как пользоваться ключами, с примерами.
Теперь есть возможность создания теста по своему вкусу любому, кто захочет .
В папке "ТЕСТОВЫЕ ФАЙЛЫ" буду выкладывать или обновлять/заменять тестовые файлы. Пока там следующие файлы:
TEST-RAND-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (шум с равномерным распределением)
TEST-NORM-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (шум звуковой полосы с нормальным распределением)
TEST-PINK-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav ("розовый" шум по DIN)
TEST-FILE--FRNT-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Together" Front 242)
TEST-FILE--HOSA-48000Hz-1ch-16x-4s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Hosanna" Вебера)
TEST-FILE--JOVI-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "We Don*t Run" Bon Jovi)
TEST-FILE--META-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Dirty Window" Metallica)
Все вышеперечисленные файлы имеют одноименные текстовые файлы с отчетом функции "test_file_generator.m".
Также в папке "ТЕСТОВЫЕ ФАЙЛЫ" создан подкаталог "ИСХОДНЫЕ ФАЙЛЫ", в котором содержатся муз. произведения, использованные при генерации тестовых файлов. Если кому интересно, может сам повторить синтез, введя в командной строке Matlab вызов ф-и test_file_generator.m с соответствуюшими параметрами.

31.03.2016 Обновил файлы моделей : https://drive.google.com/folderview?...zQ&usp=sharing
1. Теперь поиск маркеров стал быстрым (применил комбинированный алгоритм поиска вместо согласованной фильтрации по всему файлу). Открывается возможность "без тормозов" анализировать файлы с очень большим количеством проб - больше 100.
2. В очередной раз скорректирован список рассчитываемых параметров:
-> profile noise level (RMS, ref to 0 dB garm RMS): -111.80 dB - уровень шума по отношению к полной шкале. Характеризует уровень шума паузы в анализируемом тракте. От уровня записи не зависит.
-> average signal to noise ratio: 111.57 dB - реальное отношение мощности тестового сигнала к уровню шума (оно зависит от уровня записи ).
-> signal power deviation to signal, RMS: -44.74 dB - относительное изменение мощности тестового сигнала от пробы к пробе. Косвенно характеризует временнОй уход коэффициента передачи в измеряемом тракте, насколько "дышит" система. Если эта величина значительно больше уровня шума, то есть проблемы со стабильностью системы.
-> FIND (Relative Distortion Power): -88.58 dB - это отношение мощностей продуктов искажений и тестового сигнала. Собственно, "Коэффициент нелинейных искажений".
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 9.45 dB - среднеквадратическое отклонение мощности продуктов искажений от пробы к пробе. Характеризует отношение "нестационарной" составляющей искажений (динамические амплитудные, фазовые, джиттер) к "стационарной" (нелинейность ААХ и усредненные тепловые шумы). Очень условно, данный параметр показывает, в какой степени можно ожидать расхождения результатов классического измерения КНИ и предложенного способа. Если данное отношение значительно меньше 0, то следует ожидать близких результатов. В противном случае есть шанс получить "плохо звучащий аппарат" при его малом Kr.
-> (distortion average waveform power to noise ratio: 13.07 dB) - среднее превышение мощности продуктов искажений над шумом (условная заметность).
И два параметра, характеризующих наихудший случай из всех проб:
-> FIND worst estimation (peak): -82.66 dB
-> (worst case distortion power to noise ratio: 28.91 dB) .

Переписка Теоретика с ИГВИНом по теме предложенного способа. Простое объяснение.

переписка

ИГВИН:
У меня есть предположение, что усилители (и прочие девайсы) нужно измерять в естественной среде их обитания - т.е. непосредственно в составе системы. В ходе воспроизведения музыки. Кажется Букварёв такое делает, но я что-то его плохо понимаю.

Teoretic:
Да. Букварев, Гапонов и К. Ребята нащупали универсальный метод измерения нелинейности именно на музыкальном сигнале. Мощность современных компьютеров позволяет это проделывать даже любителям.
Суть понять не трудно. Методика позволяет сравнить исходный сигнал с воспроизведенным и нечувствительна к линейным искажениям (это бич всех компенсационных/векторных методов). Примеры разностных файлов (чистые нелинейные искажения) можно послушать (выложены по ссылкам в теме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72049 )

ИГВИН:
По Букваревской методике надо мне разобраться в сути.
Что с чем сравниваем, как именно. Мельком я не понял.

Teoretic:
В двух словах. Берем музыкальный фрагмент. Пропускаем его через тракт (какой хотите, вплоть до динамиков), записываем результат. Преобразуем фрагмент. Снова пропускаем его через тракт и делаем обратное преобразование. Вычитаем из первого фрагмента второй. Результат (разностный сигнал) соответствует только нелинейным искажениям тракта.

ИГВИН:
Спасибо, суть понятна. Неясно, как это выполнить практически.

Teoretic:
Практически все выполняется на компьютере с хорошей звуковой картой.
Вывод через карту и запись обратно в комп тоже.
Преобразуем - это математика, преобразование Гильберта для исходного фрагмента, потом - обратное преобразование Гильберта, вычитание сигналов. Все в цифре. Букварев пока что это делает в Матлабе (ну, ему так удобнее), программы для пользователя еще не существует.

ИГВИН:
Метод теоретически хорош. Как быть с антиалисинговым фильтром, искажениями АЦП... преобразование возможно без искажения?... искажениями ЦАП и пост-фильтра - пусть авторы метода решают это практически.
И я всё-таки не понимаю, что такое "ортогональный сигнал". И почему после его прохождения через усилитель образуются какие-то другие искажения.

Teoretic:
Преобразование Гильберта сдвигает все спектральные составляющие исходного сигнала на 90 градусов.
Поэтому преобразованный сигнал "ортогональный". В принципе, это все.
Если в тракте есть нелинейные искажения, то прямой и ортогональный сигнал будут искажены по-разному.
Из ортогонального сигнала восстанавливаем обратно прямой. По разнице не преобразованного и восстановленного сигнала судим об искажениях. Эту разницу можно просто послушать.
Меру для величины таким образом полученных искажений еще не определили.

ИГВИН:
Сдвигает по фазе на 90 градусов? Относительно чего? Основная (первая) гармоника остаётся в своей фазе? или тоже отъезжает на 90?
Чем это отличается от задержки?

Teoretic:
Все гармоники сдвигаются на 90 градусов относительно гармоник исходного сигнала. Это совсем не задержка. При временной задержке сдвиг фазы пропорционален частоте, а у нас фаза постоянна. Это идеальный фазовращатель.

Мне самому стало интересно.
Я взял простой сигнал: меандр с ограниченным спектром (от первой до одиннадцатой гармоники):
h(x)=cos(x)-cos(3*x)/3+cos(5*x)/5-cos(7*x)/7+cos(9*x)/9-cos(11*x)/11
После сдвига всех гармоник на 90 градусов получим сигнал
g(x)=sin(x)-sin(3*x)/3+sin(5*x)/5-sin(7*x)/7+sin(9*x)/9-sin(11*x)/11
(все косинусы стали синусами).
И построил их графики. Вот они, "ортогональные" сигналы:
https://drive.google.com/open?id=0B8...GJwZTR6VFk4NTQ

ИГВИН:
Вижу. Здорово!!!
Интегралы по площади равны, форма сильно разная.

Теперь дайте подумать...
Итак, мы смотрим искажения двух разных сигналов. В идеальном случае оба не искажены.
В реале из-за различий формы будут разные амплитудные искажения.
Сравниваем их.
Чем меньше разница - тем меньше зависимость искажения vs амплитуда. То есть устройство более линейно.
Как будто сходится - метод теоретически должен работать.

[свернуть]

09.02.2018 КАК ПРОВЕСТИ ИЗМЕРЕНИЯ (ВРЕМЕННЫЙ СПОЙЛЕР)

Скрытый текст

По ссылке находятся десять тестовых файлов: https://drive.google.com/drive/folde...b_?usp=sharing

Эти файлы делятся на группы по названию:
тесты определения коэффициента гармоник и шумовой полки
-test-1KHz-48.wav
-test_multitone_48.wav

тесты на основе FFT фильтра
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-EN-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-FRQ-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-FRQ-EN-48KHz.wav

тесты на основе БИХ фильтра Чебшева
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-EN-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-FRQ-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-FRQ-EN-48KHz.wav

Длительность файлов - 1 минута

Нужно их воспроизвести и записать с выхода усилителя (каскада). Частота дискретизации - 48 КГц, очень желательно использовать при записи режим ASIO.
При использовании для воспроизведения и записи двух различных звуковых карт, их лучше всего синхронизировать по SPDIF.
В крайнем случае, воспроизвести и записать как есть, на внутренних частотах карт.

Стерео или моно - без разницы. Если в разных каналах будут разные сигналы (к примеру, со входа и выхода усилителя), то нужно об этом написать в названии файла.
Самое главное - главное - правильно записать на саму карту. Уровень записи на звуковой карте лучше делать в пределах -20..-10 дБ при испытательном файле 1 КГц (-test-1KHz-48.wav). Это делается внешним делителем напряжения. Все регуляторы уровня в микшерах - на 100% (это проверить с помощью соединения входа и выхода карты напрямую коротким шнурком), все эффекты - отключены.

Вначале записать сигнал напрямую, чтобы привязаться к "сквозному каналу".

Потом включить в тракт усилитель под нагрузкой, и записать повторно. Записанные файлы назвать, как считаете нужным.

Между записями разных файлов ничего в системе не изменять.

Потом заменить усилитель (если есть желание и возможность измерить несколько аппаратов), и повторить запись.

По минимуму нужно записать первые шесть файлов из списка. Обязательно записывать ЦЕЛИКОМ. Можно даже оставить в начале и в конце паузы.

[свернуть]

Ссылки на две интересные темы:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=35395
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=34487

[Orion33]

Offтопик:
Ничего страшного, что влезли. Форум для людей, а не люди для форума. Оффтопик можно выделять специальным тегом, а на гонор Гапона внимание не обращайте.

[Rova]

Спасибо. За офф извиняюсь. Где спросить, чтобы Вам не мешать - я не знаю. Где почитать тоже, это очень специфическая тема.
Вы не заметили еще один вопрос: могут ли линейные искажения посредством введения ООС быть преобразованы в нелинейные при усилении нестационарного сигнала. Просто ответьте: да/нет/не знаю, этого мне хватит. Допустим, у нас идеальный усилитель с большим Ку и только с линейными искажениями. Вот мы охватываем его ООС - нелинейные искажения появляются при усилении импульсного сигнала или нет (без перегрузки каскадов, само собой)?
Еще раз прошу прощения, что влез, больше писать сюда не буду, все же надеюсь на ответ.

Вопрос не ко мне, но скажу свои мысли.
Линейные искажения уменьшают КУ до охвата обратной связью и таким образом уменьшают ее исправительные свойства вверху диапазона. По мне так хуже другое - статическая нелинейность до охвата после охвата частично перейдет в динамическую (нелинейность фазы).

---------- Сообщение добавлено 13:17 ---------- Предыдущее сообщение было 12:52 ----------
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1755748 ,

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2385041

[-UST-]

Offтопик:
Rova, спасибо, но это несколько не то, хотя и полезно. Понятно, что если у нас ООС и есть спад АЧХ (и сдвиг фазы) в точке среза по петле (а по-другому никак), то при исправлении амплитудных нелинейностей такая петля будет порождать и фазовые. А вот если у нас нет амплитудных и фазовых нелинейностей тракта до охвата ООС, но есть только линейные частотные и фазовые отклонения на АФЧХ независимые от уровня сигнала - тогда при охвате ООС возможно появление нелинейностей? ООС стремится сохранить форму сигнала, а значит для компенсации фазовых отставаний и амплитудных неравномерностей исходной АЧХ потребуется перерегулирование в каскадах исходной схемы. Поэтому считаю, что да, появление нелинейностей возможно и закономерно в этом случае. Могу быть неправ - пытаюсь выяснить точно..
P.S. Имеется в виду нестационарный сигнал.

[deemon]

Ну откуда при ООС может взяться нелинейность , если её изначально не было ?

Конечно , если при охвате ООС усилитель возбудился , тогда там что угодно может быть ....

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

Скрытый текст

Rova, спасибо, но это несколько не то, хотя и полезно. Понятно, что если у нас ООС и есть спад АЧХ (и сдвиг фазы) в точке среза по петле (а по-другому никак), то при исправлении амплитудных нелинейностей такая петля будет порождать и фазовые. А вот если у нас нет амплитудных и фазовых нелинейностей тракта до охвата ООС, но есть только линейные частотные и фазовые отклонения на АФЧХ независимые от уровня сигнала - тогда при охвате ООС возможно появление нелинейностей? ООС стремится сохранить форму сигнала, а значит для компенсации фазовых отставаний и амплитудных неравномерностей исходной АЧХ потребуется перерегулирование в каскадах исходной схемы. Поэтому считаю, что да, появление нелинейностей возможно и закономерно в этом случае. Могу быть неправ - пытаюсь выяснить точно..
P.S. Имеется в виду нестационарный сигнал.

[свернуть]

Offтопик:

Скрытый текст

Просто начните свой топик по своей теме/сабжу. Здесь скажу известное и доказуемое: при охвате ЛЮБОЙ ЛИНЕЙНОЙ обратной связью устройства/объекта, имеющего исходно только ЛИ (линейные искажения) ЛЮБОЙ разновидности, результирующие искажения могут быть только линейными, даже несмотря на то, что результирующая функция передачи может иметь разрывы (бесконечное усиление).

И второе. Сигналы не могут быть стационарными или нестационарными. Это процессы могут быть стационарными/нестационарными. В линейном смысле, например, переходной vs установившийся процессы.

[свернуть]

И вообще, так как устройсво/объект остаётся тем же самым при смене сигнала, а сигнал как конкретная реализация может быть любым из возможных (пространство сигналов), то интересна реакция объекта (или всей системы воспроизведения) на наиболее вероятные. Ведь не меандры же мы слушаем. В этом смысле сабж находится в хорошем таком отрыве от остальных методов объективной оценки НИ.

[Orion33]

Реально возможные сигналы ближе к импульсным, чем к периодическим, коих в природе не существует без доли допущения.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

Реально возможные сигналы ближе к импульсным, чем к периодическим, коих в природе не существует без доли допущения.

Скрытый текст

Шота ви не последовательны в своих собственных претензиях ( https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2386329 ): где рекомендованный вами тег "офф"? Или хотите утопить ветку сами знаете в чём?

[свернуть]

Реальные "сигналы 4аудио" ровно также далеки от импульсных как и от периодических. Впрочем, как и реальные объекты не могут быть абсолютно линейными или абсолютно бесшумными, хотя бы из энергетических соображений.

[bukvarev]

Есть мысль, что природа искажений в усилителе с ОООС имеет "конволюционный" характер, т.е. происходит динамическое изменение формы импульсного отклика усилителя в зависимости от воздействующих факторов (в основном, усредненных, медленных). Такая модель искажений как раз не приводит к появлению явных "гармонических и интермодуляционных искажений", которые все привыкли видеть и искать на спектрах, но на спектральных компонентах появляются "юбки". Мощность нелинейных искажений сосредоточена в них. Процессы медленные, звучит это отвратительно.

Если сравнивать усилители с одинаковым произведением К0*Fп (максимального коэффициента усиления звена на частоту первого полюса), то у схемы с низким полюсом (и во столько же раз бОльшим усилением), пропорционально увеличивается длительность переходного процесса по некоторому уровню (скажем, -60 дБ). И эта длительность может быть достаточно значительной (миллисекунды), и зависит также от петлевого усиления. Конечно, уровень сигнала при этом будет составлять величину -60 дБ, или ниже (постоянно уменьшается по экспоненте), но мы же слышим, скажем, интермодуляцию с уровнем -60 дБ.

Выглядит на спектре это примерно так (вверху - исходный сигнал, внизу - искаженный):


Действительно, стабильность импульсного отклика УНЧ измерять не принято. Если и проводят оценку, то либо однократную, либо наоборот, проводят измерения отклика с использованием длинных сигналов (ЛЧМ, ПСП). Так что можно попробовать поразмышлять в направлении контроля вида импульсного отклика усилителя при различных уровнях выходного сигнала (постоянных смещениях).

Сложность практических испытаний состоит в зашумлении отклика при однократной оценке, а измерять нужно достаточно малые величины. Также очевидно, что симуляция может в этом случае дать слишком оптимистичный результат.

ИМХО.
А что касается рекомендаций по проектированию УНЧ в контексте подобных искажений, то это - широкая полоса, но самое главное - стабильность параметров элементов.
Если петлевое небольшое, то лучше иметь высокий полюс. При низком полюсе делать усиление максимально возможным.

[fakel]

в зависимости от воздействующих факторов (в основном, усредненных, медленных).

Каких? Перечислите, пжл, очень интересно (без сарказма)

---------- Сообщение добавлено 22:33 ---------- Предыдущее сообщение было 22:31 ----------

Если петлевое небольшое, то лучше иметь высокий полюс. При низком полюсе делать усиление максимально возможным.

По сути, регулируя сопротивление нагрузочного резистора УН получаем либо то, либо другое. Так ставить или не ставить нагрузочный резик?

[bukvarev]

Каких? Перечислите, пжл, очень интересно (без сарказма)

Пульсации питания, изменение температуры/мощности и все, что с ней связано (изменение бетта, частот среза), нелинейное взаимодействие шума и сигнала. Возможно, еще что. Я не настолько широкий специалист, чтобы накидать все возможные причины .

Если посмотреть математически, то в процессе усиления, свертка входного сигнала с откликом аппарата, зависимым от времени, раскладывается на линейный компонент (статическая АФЧХ усилителя), и случайный. Со случайным компонентом тоже производится свертка. Условно, его "засасывает в мясорубку усилителя". Проблема в том, что этот процесс необратим, если не рассматривать все музыкальное произведение целиком. Характеристики этого узкополосного случайного процесса определяют форму и ширину "юбок".
Я формализую этот процесс математически, и выложу. Может, даже, выложу файлы, послушать, как это играет. Пока по звучанию очень похоже на "плохой транзисторный усилитель". Нужно будет еще модель покрутить.

Если задать вполне определенные отклонения вида импульсного отклика (фазовые), то можно получить искажения, похожие на джиттер. Вспоминается также и известная "стохастическая" гипотеза, и "фазовые проблемы". У меня пока до конца в голове все не срослось в единое целое, прошу понять

[fakel]

Я формализую этот процесс математически, и выложу.

Жду с нетерпением!

[bukvarev]

Так ставить или не ставить нагрузочный резик?

Лично я в своем УНЧ поставил, и отказался от структуры, при которой выходной ток УН определяется током ДК.
Заметил, что лучше не ставить токовых зеркал и активных источников там, где нужна прецизионность. Это же говорит и Семынин.
Лично мне нравятся резистивные нагрузки, и чем меньше сопротивление, тем лучше. Сейчас я относительно неплохо владею схемотехникой высоких усилений, но иду на определенные решения осознанно.

[fakel]

Вспоминается также и известная "стохастическая" гипотеза, и "фазовые проблемы".

Кмк, это две стороны одной медали. Достаточно помнить, что переходная характеристика любого эл-та - комплексная ф-ция...

---------- Сообщение добавлено 22:57 ---------- Предыдущее сообщение было 22:55 ----------

Лично мне нравятся резистивные нагрузки, и чем меньше сопротивление, тем лучше.

Перекос комплексности в сторону действительного члена? В глубокоосных УНЧ наоборот, емкостное сопротивление доминирует...

[bukvarev]

Кмк, это две стороны одной медали. Достаточно помнить, что переходная характеристика любого эл-та - комплексная ф-ция...

Согласен. Мне ближе подход с точки зрения формы сигнала вообще.

В глубокоосных УНЧ наоборот, емкостное сопротивление доминирует...

Так на то они и глубокоосные. Полоса-то не резиновая

[fakel]

при которой выходной ток УН определяется током ДК.

Имхо, (гипотеза пока не подтверждена, работаю над этим) ВК с токовой раскачкой вообще не должны строиться по схеме ОК, т.к. местная ООС ВК не действует (база болтается), а выход УН напрасно подвергается действию полного напряжения сигнала, из-за чего модулируется емкость, ну и тепловые искажения тоже максимальны. Другое дело, что в ВК с ОК сравнительно легко организовать смещение и термостабилизацию, ну и исторически сложилось, когда транзисторы еще не были столь высокоомными и высокобетными

Мне ближе подход с точки зрения формы сигнала вообще.

Симулинк в помощь

не ставить токовых зеркал и активных источников там, где нужна прецизионность

Плавающий каскод дает емкость в доли пФ, ставлю не боясь, чего и Вам советую

Сейчас я относительно неплохо владею схемотехникой высоких усилений, но иду на определенные решения осознанно.

Трехкаскадный УН в усилителе Оталы как хороший пример

Пока по звучанию очень похоже на "плохой транзисторный усилитель".

Если принять гипотезу, что наш слух больше спектроанализатор, чем осциллограф и лучше замечает фазовую нелинейность (которая влечет за собой частотный сдвиг в небольшой окрестности от основного тона) чем амплитудную (дает гармонику, далеко отстоящую от осн частоты) эффект транзисторного звучания легко объясняется

[bukvarev]

Если принять гипотезу, что наш слух больше спектроанализатор, чем осциллограф и лучше замечает фазовую нелинейность (которая влечет за собой частотный сдвиг в небольшой окрестности от основного тона) чем амплитудную (дает гармонику, далеко отстоящую от осн частоты) эффект транзисторного звучания легко объясняется

Не совсем так. Обе нелинейности приводят к искажениям формы сигнала. Только в одном случае АФЧХ усилителя постоянно и медленно "дышит", а во втором случае, параметры (например, амплитуда отклика или его "начальная фаза") меняются быстро, в зависимости от мгновенного значения сигнала (почти или совсем "безинерционная" нелинейность). К последней, насколько мне удалось понять в процессе моделирования и прослушивания, мы намного менее чувствительны.

Если представить, что мы анализируем выход более, чем 3000 каналов с полосой 100 Гц каждый, причем в каждом канале независимое АРУ, а накапливаем результат на интервале 1..100 мс, то мне видится картина того, как начинает "дышать" вся эта поверхность даже при небольшой нестационарности. А при явной нелинейности на этой поверхности просто появляются дополнительные стабильные яркие компоненты.

[MAXIM_A]

Выглядит на спектре это примерно так (вверху - исходный сигнал, внизу - искаженный):

Этой картинкой можно реально оценить усилок? Или сравнить...

[bukvarev]

Этой картинкой можно реально оценить усилок? Или сравнить...

Вполне можно попробовать сравнить спектры сигнала с генератора и выхода усилителя. Очень удобно использовать многочастотный тест. Эффект должен лучше проявляться на низкочастотных компонентах.

Еще раз уточню, что высказал всего лишь гипотезу. Теоретически это возможно. Практически никаких исследований не делал, сильно занят по работе.

[bukvarev]

Решил выложить немного музыки.
По ссылке - файлы, исходные и искаженные с уровнем -60 дБ и -80 дБ. Можно определить по названию файлов.
https://drive.google.com/drive/folde...Uk?usp=sharing

Ниже модельные картинки со спектрами.
Для искажений -60 дб:


Для искажений -80 дБ.


Как видите, никаких гармоник нет.
Модели, естественно, немного утрированные, чтобы показать возможный характер таких искажений (некая теоретическая демонстрация).
Практически нужно пробовать вводить зависимости мгновенной мощности искажений от мгновенной мощности сигнала, определяться с полосой помехи и исследовать тему дальше.

По сути, это модуляция, хотя получается она не в "лоб", а в процессе операции свертки двух различных сигналов. В процессе свертки помеха модулирует компоненты сигнала по всей ширине спектра, и становится с ним коррелирована. Такие искажения может вносить любое линейное устройство, которое вычисляет интеграл Дюамеля. Даже конденсатор, если в нем внести зависимость емкости от времени или среднего значения напряжения на обкладках.

По мне так звук очень неприятный, и не имеет ничего общего с аддитивными помехами, шумами и пульсациями питания.
Искажения скорее "темные", нет того яркого окраса гармониками, при этом все становится "жеванным".

Интересно мнение форумчан по поводу характера таких искажений на слух.

[Сергей Гапоненко]

Добрый день, коллеги!
Поддерживаю (на интуитивном уровне) аргументацию, что глубина ООС в пределах звукового диапазона не должна изменяться, т.е. первый полюс должен быть выше 20 кГц.
Я не очень удачно высказался, имелось ввиду разное время действия обратной связи до наступления установившегося режима. При импульсном сигнале это приведет к искажению формы. Эта мысль очень четко выражена коллегой Bukvarev (к сожалению, не знаю имени настоящего).

Механизмы слуха пока не познаны. Здесь, наверное, проблема с финансированием. Работают и детектор, и система нейронов, и мозг.
Есть эксперимент 2016 года , который показывает что слуховое восприятие нарушает соотношение Фурье. Эта статья в русском переводе выложена мной на сайте Михаила Торопкина.
Есть статья экспериментальная, где ухо слышит смещение ВЧ-головки относительно СЧ на 3 мм, что соответствует примерно 10 микросекундам!
Есть рассуждения о синхронизации в мозгу импульсов приходящих от разных нейронов, что ли. Это косвенно подтверждается тем, что мы имеем высокую чувствительность к частоте и низкую к уровню звукового сигнала.

мне кажется, для слуха важно узнавать определенные пространственно-временные "паттерны". Мы легко отличим живой барабан от неживого(электронного). И здесь спектральный анализ не является исчерпывающим. И спектр гармоник, который нравится слушателям (короткий, быстро спадающий), как может оказаться, сам по себе не причина хорошего звука, а лишь сопутствующий, косвенный признак, присущий усилителям (трактам) с хорошей импульсной, фазовой, амплитудной и т.д. характеристиками.
Во всяком случае - слух не работает, как спектроанализатор.