Проблема(?) линейных/векторных искажений

[Teoretic]

Тема линейных искажений возникает с завидной регулярностью в различных топиках, вызывая эмоциональные перепалки и захламляя оффтопиками чужие ветки.

Давайте расставим все точки над "i" здесь.

Итак.

Линейными искажениями здесь мы называем искажения, которые не вносят дополнительных гармонических составляющих в спектр сигнала.

По-другому их всегда называли частотными (или амплитудо-частотными, или амплитудо-фазочастотными, в зависимости от степени педантизма.)

Линейные искажения полностью характеризуются АФЧХ - амплитудо-фазочастотной характеристикой устройства. Грубо говоря, известна АФЧХ - известны частотные искажения. По АФЧХ определяется и ГВЗ, и переходная характеристика, и ее параметры: время задержки, время нарастания, время установления и т.д.

Теперь, что касается "векторных" искажений. Тут некоторые авторы смешивают два совершенно разных вида искажений. Как я понял, один вид "векторных искажений" берет свое начало из книги И. Достала об операционных усилителях, где он рассматривает динамическую ошибку в частотной области. Тут рассматриваются линейные искажения.

Второй вид "векторных" искажений происходит от векторного индикатора нелинейных искажений (компенсационный способ измерения нелинейных искажений осциллографом).Здесь как раз речь идет о нелинейных искажениях, поскольку в векторном индикаторе сам принцип измерения основан на компенсации линейных искажений измеряемой цепи.

Следовательно, огульно применяемый термин "векторные" искажения (имея в виду противоположные явления) просто провоцирует ненужные споры, и от него следовало бы отказаться. Зачем лишние запутывающие сущности, когда уже есть давно всем известные и понятные термины: линейные, частотные, фазовые, нелинейные искажения?

Теперь об актуальности рассмотрения линейных искажений применительно к звуковым УНЧ.
Нельзя сказать, чтобы АФЧХ усилителя была так неважна. Она важна, вернее ее горизонтальность и гладкость в диапазоне воспроизводимых частот. Просто получение требуемой АФЧХ для современных УНЧ не является проблемой.

Если уж так трепетно относиться к АФЧХ, то начинать, конечно, надо с колонок и комнаты для прослушивания (КДП). Вот уж где линейные искажения! Куда там усилителям.

Что касается рассуждений о "векторных" искажениях, присущих исключительно усилителям с ООС, о нулевых "задержках" в петле ОС и т.п, то это безграмотная ерунда, и рассматривать ее нет никакого смысла.

[свернуть]

[Hennady]

Обьясните мне недалекому

Offтопик:
"очень смешно" , столько "страшных слов" знаете и вот так вот...

хотя бы для первого порядка

Offтопик:
хотя бы? мда....

P.S. минимальное значение GD и ее постоянство в широкой полосе частот - это и есть "первый порядок"...

P.S.2 если брать методику определения фазовых искажений, которой пользуется Сергей Рубальский, то он на корню рубит любую систему первого порядка )))), хотя как по мне, она у него в первом приближении как раз и определяет систему первого порядка....

[Teoretic]

линейные и нелинейные искажения полностью покрывают возможный спектр ошибок только для четырехполюсника "без памяти"

начать стоит с двухполюсников. Прямо с конденсатора.

Проблема существует. Насколько она актуальна, не знаю. Покажете измерения таких искажений в звуке на реальной схеме - будем думать.
А хороших конденсаторов есть.

ПХ строго определяется по АФЧХ, только для абсолютно (теоретически) линейной системы.К большому сожалению 99% отечественных букварей об этом не упоминает.

Не знаю, какие именно буквари вы имеете в виду. Но в названиях тех, которые читал я, всегда наличествовало слово "линейные", например, "Теория линейных цепей".
И слова "можно определить" не означают "нужно". Переходная характеристика без всякого труда измеряется непосредственной подачей прямоугольного сигнала.

Еще хотелось бы пока оставить теорию обратной связи для других тем.

Возвращаясь к линейным искажениям. (Термин "векторные" старательно выкидываем на помойку.) С точки зрения звуковоспроизведения они исключительно важны. В том смысле, что их величина просто огромна (особенно, если принять во внимание динамики и КДП). Но вот какова именно? В каких единицах их измерять? Я вижу тут большую проблему.
Сформулирую почетче. Если ориентироваться на измеренную АЧХ, то мерой традиционно считается ее отклонение от горизонтальной прямой (в дБ). Даже такая упрощенная мера вызывает больше вопросов, чем дает какую-то информацию. Что хуже - большое отклонение в узкой полосе или маленькое отклонение в широкой? Что хуже (для звука, конечно) - подъемы или провалы? По какой полосе проводилось усреднение АЧХ?

А еще осталась частотно-фазовая характеристика. Не знаю, надо ли вообще ее рассматривать?
Дело в том, что вот я, например, не слышу фазовых искажений. Я экспериментировал со всепропускающими фильтрами, и для меня сигнал, пропущенный через такой фильтр (фазовращатель) неотличим от исходного. И во многих источниках я встречал подтверждение моей точки зрения.

Ну и насколько это актуально для УНЧ, имеющих очень-очень ровные и гладкие АЧХ?
Я уже озвучивал свою точку зрения, что возможно, УНЧ с очень маленькими нелинейными искажениями отличаются при слуховой экспертизе именно частотой и крутизной спада АЧХ за пределами звуковой полосы (дают разную окраску звучания).

[Hennady]

Термин "векторные" старательно выкидываем на помойку.

что делать тем кто тестит системы треугольным сигналом? как по другому назвать те искажения которые получаются?

Дело в том, что вот я, например, не слышу фазовых искажений.

так они слышны при пополосном усилении, и это не слышится как искажение, это скорее как "разрыв сцены" что ли, ну или "бубнение" - достаточно яркий пример, влияние акустикой системы и среды это отдельная тема...

[Teoretic]

треугольным сигналом? как по другому назвать те искажения которые получаются?

Частотные? Переходные?
Поскольку треугольник - это интеграл от прямоугольника, искажения треугольника = интегралу от переходной характеристики.

---------- Сообщение добавлено 22:56 ---------- Предыдущее сообщение было 22:55 ----------

они слышны при пополосном усилении

Тут не только фазовые.

[Игорь Гапонов]

Тут не только фазовые.

) Хорошо, (не буду про "задом наперёд" ) смени фазу только у одной колонки. Как тебе такое расширение стерео базы?

Так же есть тест с двухполосными АС с кроссовером "первого прядка" . Для них, (чтоб не лезть в верхние порядки с тем же свойством, а такие тоже есть) при неискажающих излучателях (приблизительно, тк. всё у нас приблизительно и фаза и амплитуда и линейность и бесшумность) смена полярности возбуждения в верхних полосах (например, и сразу в обеих колонках) не приводит к амплитудным искажениям, как во все пропускающих фильтрах. Однако слышимая стерео картинка изменяется очень сильно. При этом тембры практически не страдают.

[poddel]

off:
говорят, что администратор оракл, получивший все сертификаты и сдавший все экзамены, может sql-запросом убить человека, зная только его IP.

[hydr]

Не знаю, какие именно буквари вы имеете в виду. Но в названиях тех, которые читал я, всегда наличествовало слово "линейные", например, "Теория линейных цепей".
И слова "можно определить" не означают "нужно". Переходная характеристика без всякого труда измеряется непосредственной подачей прямоугольного сигнала.

Рад за Вас. Буду ( и не я один) признателен если Вы подробно расскажите, что именно измеряется при подаче прямоугольного сигнала, как измеряется и с какой точностью.

С уважением hydr.

[Hennady]

Однако слышимая стерео картинка изменяется очень сильно.

Teoretic слышит это по любому, просто не идентифицирует это как "искажения" )))....

[Teoretic]

смени фазу только у одной колонки

Стерео - это вообще отдельная песня. Стереоканалы должны быть идентичны.
Естественно, я пропускал через фазовращатель оба стереоканала. На стереокартину не влияет.
Игорь, да ведь ты наверняка слушал преобразованный по Гильберту сигнал? Слышно отличия от оригинала?

расскажите, что именно измеряется при подаче прямоугольного сигнала, как измеряется и с какой точностью.

Измеряется переходная характеристика (см. ваши любимые учебники) с точностью ваших приборов.

бесполезно при нелинейной системе определять переходную характеристику,

Мы рассматриваем, вообще-то, усилители звуковоспроизведения - высоколинейные устройства.

[Hennady]

Частотные? Переходные?.

это вы таким образом намекаете на динамические

одно но, динамические искажения определяются не на всем участке роста сигнала, по сути только на 80%, если не брать область малого сигнала в остатке будет незначительная область с, назовем это, "искажениями в кавычках" к которым и применяют, с "легкой руки" Достала, понятие векторных искажений, потому как ту область можно исследовать только скалярным ии векторным представлением входного сигнала.
Т.е. если мы анализируем синусом или прямоугольником, мы на эту область и не смотрим, она очень маленькая для анализа.

...Поскольку треугольник - это интеграл от прямоугольника, искажения треугольника = интегралу от переходной характеристики.

все верно, т.к. треугольник увеличивает (масштабирует) диапазон этого участка, чтобы можно было эти искажения анализировать.

[Teoretic]

смена полярности возбуждения в верхних полосах (например, и сразу в обеих колонках) не приводит к амплитудным искажениям, как во все пропускающих фильтрах. Однако слышимая стерео картинка изменяется очень сильно.

Ну а сам-то, можешь это прокомментировать? Я вот, понимаю, что если разные полосы воспроизводятся разными динамиками, то к электрической амплитуде и фазе добавляется пространственная.
В общем, стерео я бы пока отложил в сторону. Это тема темная.

---------- Сообщение добавлено 09:07 ---------- Предыдущее сообщение было 09:05 ----------

это вы таким образом намекаете на динамические

Нет. Динамические - это почти как "векторные". Каждый имеет в виду что-то свое. Для меня динамические искажения - это режим клипа в промежуточных каскадах (не в выходном). Если они есть - это ошибка проектирования.

---------- Сообщение добавлено 09:09 ---------- Предыдущее сообщение было 09:07 ----------

треугольник увеличивает (масштабирует) диапазон этого участка,

Вообще-то интегрирование сглаживает. Вон, Рубальский поэтому любит все дифференцировать.

[Hennady]

Я вот, понимаю, что если разные полосы воспроизводятся разными динамиками, то к электрической амплитуде и фазе добавляется пространственная.

просто попробуйте рассмотреть комнатную моду не как причину, а как следствие...

Динамические - это почти как "векторные". Каждый имеет в виду что-то свое. Для меня динамические искажения - это режим клипа в промежуточных каскадах (не в выходном). Если они есть - это ошибка проектирования.

все верно, там есть такой маааленький участочек на старте, как раз и определяемый нелинейностью схемы....вот там то Достал эти искажения и достал....))))

[antonluba]

смена полярности возбуждения в верхних полосах (например, и сразу в обеих колонках) не приводит к амплитудным искажениям, как во все пропускающих фильтрах. Однако слышимая стерео картинка изменяется очень сильно. При этом тембры практически не страдают.

Вообще-то в нормальных колонках фазу на частоте раздела стыкуют. При развороте фазы одной полосы вы получаете резкий провал на частоте раздела, поскольку сигналы полос взаимно вычитаются. Соответственно портится и переходная характеристика.
Так делать бессмысленно имхо.

[Hennady]

Вон, Рубальский поэтому любит все дифференцировать.

так эту область и дифференцирует - на самом деле тут нужна какая то слуховая корреляция, чтобы понимать суть того чего видишь, т.е. увидел "микромир" и дальше смотришь как оно должно быть на самом деле, поэтому тут лучше пусть сам Рубальский пишет. )))

P.S. просто я хотел донести суть, что "векторные искажения" или то как мы (не мы) их называем, присутствуют на очень малом участке исследуемого сигнала, в принципе ими наверно можно и пренебречь, ввиду отсутствия пока стройной теории их анализа....

т.е. вроде мелочь, но...

[antonluba]

Кстати, я как-то раз обратил внимание, что при подаче синуса (частотой, наверное 1-3 кГц) на оба канала стерео системы и перемещении влево-вправо в небольших пределах в точке прослушивания ОЧЕНЬ хорошо прослушивается интерференционная картина (провалы громкости) для левого и правого уха. При прослушивании музыки такого эффекта нет, либо он незаметен. Так что психоакустика, наверное, к восприятию искажений тоже имеет немалое отношение.

[Teoretic]

для синус воздействия, как правило, усилитель звуковоспроизведения это высоколинейное устройство,

Давайте не будем всякую ... говорить. Либо линейное, либо нет. А синус там или еще что-нибудь, не имеет значения. Не упирайтесь в синусы.

---------- Сообщение добавлено 09:28 ---------- Предыдущее сообщение было 09:26 ----------

рассматривать "не существующие" в высоколинейных системах нелинейные искажения
не имеет никакого смысла.

А тема про линейные искажения.

---------- Сообщение добавлено 09:30 ---------- Предыдущее сообщение было 09:28 ----------

ОЧЕНЬ хорошо прослушивается интерференционная картина (провалы громкости) для левого и правого уха. При прослушивании музыки такого эффекта нет

А интерференция заметна только на когерентных сигналах. И не только в звуке.

[Hennady]

А тема про линейные искажения.

тут вы правы векторные к линейным отношения не имеют, но вот на ПХ, даже если я их не вижу, они таки есть...

[Игорь Гапонов]

Ну а сам-то, можешь это прокомментировать? Я вот, понимаю, что если разные полосы воспроизводятся разными динамиками, то к электрической амплитуде и фазе добавляется пространственная.
В общем, стерео я бы пока отложил в сторону. Это тема темная.

Почему отложить в сторонку и рассматривать только тембральную сторону, которая на в лучшем случае на ПОРЯДОК хуже разрешается человеческим слухом, чем локализация? Чтоб тебе было легче? Хорошо. Совсем упрощу опыт. Возьми два почти идентичных (типа, "когерентных") ширика и в один запускай тот же сигнал, что в другой, но с задержкой. На "синусах" вообще ничего не услышишь, а на "щелчках" и широкополосных шумах сразу заметишь смещение образа с задержек в порядка единиц-десятков микросекунд (Блауэрт обзор приводил в пространственном слухе, там рекорд по порогу ощущения смещения был 5мкс). А ЛЗ=ФЧХ, амплитуда целая . Ваще, ящитаю, что важны и АЧХ и ФЧХ ВМЕСТЕ, т.е. полная ЧХ. Любое отклонение от "нативных линейных" (в основном кстати неминимально фазовых) противоестественно и воспринимается специфически. Например, "звук прилип к колонке" и т.д.

Вообще-то в нормальных колонках фазу на частоте раздела стыкуют. При развороте фазы одной полосы вы получаете резкий провал на частоте раздела, поскольку сигналы полос взаимно вычитаются. Соответственно портится и переходная характеристика.
Так делать бессмысленно имхо.

Нет, в указанном мной случае кросса "первого порядка" при правильной настройке на стыке верхний дин воспроизводит частоту сдвинутую по фазе на 90гр. относительно нижнего дина. Если поменять на обратный знак фазы в одной из полос, то суммарная амплитуда полос не поменяется, поменяется только фаза. Это свойство т.н. всепропускающего фильтра первого порядка (см. буквари).

[antonluba]

Нет, в указанном мной случае кросса "первого порядка" при правильной настройке на стыке верхний дин воспроизводит частоту сдвинутую по фазе на 90гр. относительно нижнего дина. Если поменять на обратный знак фазы в одной из полос, то суммарная амплитуда полос не поменяется, поменяется только фаза. Это свойство т.н. всепропускающего фильтра первого порядка (см. буквари).

Это электрически, а акустически?

[Medan]

antonluba, неужели вам непонятно, что вас удачно уводят в сторону. Вы единственный на этот крючок попались. Тут только ещё пространственного звучания не хватает. .