Амплитудные искажения гармонического спектра УМЗЧ, ООС и амплитудная характеристика.

[lazertok]

При этом на ход усилителя необходимо подавать
монотоно-возрастающий по амплитуде сигнал, состоящий совокупности одинаковых по амплитуде синусоидальных сигналов, каждый из которых имеет свою частоту.

не въехал - как создать сигнал такой???
- всё остальное в замерах после уся, можно сравнить с исходным сигналом по осцилу или спектру.

[Teoretic]

не въехал - как создать сигнал такой???

Можно просто линейно возрастающее-спадающее напряжение (треугольник) подавать.
И смотреть, кривое ли на выходе.
Будет прямое измерение ААХ.

[lazertok]

да хоть с фазовой модуляцией - мой (по схеме выше, но только с ОООС)- не показывает искажений формы, спектра
Кг будет зависеть от формы, но не отличим в тесте - с генератора или через усь

[bukvarev]

Готова часть исследований влияния линейных случайных фазовых искажений.
Вначале хотел попросить еще раз прочитать пост https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2041344.

Мне было интересно проверить, как все таки изменится звук, если внести только фиксированные фазовые искажения. После экспериментов с использованием цифрового фазового фильтра с длительностью отклика 1 мс и 4 мс заметил, что неизбежно возникают частотные искажения спектра, которые здорово отвлекают внимание при прослушивании. Поэтому следующим экспериментом было обработать весть файл, целиком преобразовав его по Фурье, исказить случайным образом начальные фазы спектральных компонентов звукового диапазона, и преобразовать назад. Вот результаты:
https://drive.google.com/folderview?...2c&usp=sharing
В названиях файлов указывается предельное значение вносимого фазового сдвига. Например, out_test_2_18_град означает, что фаза на разных частотах может исказиться на любую величину в диапазоне +- 18 градусов от исходного значения.

Выводы по эксперименту.
1. Фазовые искажения не изменяют амплитудного спектра и мощности сигнала.
2. Случайные фазовые искажения вносят зашумление исходного сигнала (фазовый шум).
3. Амплитудный спектр фазового шума повторяет амплитудный спектр исходного сигнала (т.е. в некотором смысле этот шум "коррелирован").
4. Уже при отклонении +-1,8 градуса все плохо .
5. Даже при сильных искажениях хорошо передаются детали фонограммы, ничего не "расфокусируется". Видимо, из-за случайного характера фазовых искажений.

Дополнительные замечания и соображения.
1. Еще раз: ИСКАЖЕНИЯ АБСОЛЮТНО ЛИНЕЙНЫЕ, НОВЫХ КОМПОНЕНТОВ В СПЕКТРЕ НЕ ПОЯВЛЯЕТСЯ, а сумма фазового шума и искаженного сигнала равна исходному сигналу.
2. Если перейти от этого крайнего случая к реальному (например, обработка скользящим окном длительностью 20 мс (), то эффект все равно сохранится, но появятся амплитудно-частотные искажения).
3. Отдельно послушайте фазовый шум. Он содержит все частотные компоненты в пропорциях исходного файла, эдакий информационный "суп" по мотивам оригинала. Характер шума лично мне очень напоминает "шум в голове", собственный шум слухового анализатора в условиях усталости или "абсолютной" тишины. Похоже, мозг тоже делает "суп" по мотивам ранее услышанного, с учетом физической АЧХ слухового аппарата.

На будущее. Хочу попробовать внести не случайные фазовые искажения. При линейном законе искажения фазы очевидно получу задержку всего сигнала. Как будет звучать, например, полиномиальное искажение фазы? Возможно, будет появляться "расфокусировка" фонограммы.

[Андр Андр]

Создать такой непрерывный сигнал достаточно сложно, а вот дискретный, вполне возможно. Но в этом случае мы сможем получить только конечное число точек, лежащие на поверхности. Поэтому автор и говорит об использовании "хаотичного сигнала", а я предположил о возможности выделения разностного сигнала методом компенсации. Неравномерность поверхности сама образует сигнал, проходящий через усилитель и добавляющий в выходной сигнал свои составляющие. По всей видимости, это справедливо и для поверхности ФЧХ-АХ-Частота. Поэтому и наблюдается явление "неживого" звука при достаточно низких значениях Ки, измеренных при подаче на вход простого сигнала.

[.Васильев]

Вот такой тест не пойдет? Слямзан с форума радиохобби
http://s017.radikal.ru/i427/1111/0d/1bed6097636b.gif

[Андр Андр]

Del

[lazertok]

Offтопик:
- Человек спрашивает друга - в каком ухе звенит
- Друг долго думает и пока молчит

- Мозг не выдержал: - да это Я !!!... тебе настройку даю...,
а то уже "задолбался" корректировать твою АЧХ и ФЧХ.
Уши надо почаще мыть и чистить!!!

П.С. Только что придумал - шутка

[Rova]

Готова часть исследований влияния линейных случайных фазовых искажений.

Выводы по эксперименту.
1. Фазовые искажения не изменяют амплитудного спектра и мощности сигнала.
2. Случайные фазовые искажения вносят зашумление исходного сигнала (фазовый шум).
3. Амплитудный спектр фазового шума повторяет амплитудный спектр исходного сигнала (т.е. в некотором смысле этот шум "коррелирован").
4. Уже при отклонении +-1,8 градуса все плохо .
5. Даже при сильных искажениях хорошо передаются детали фонограммы, ничего не "расфокусируется". Видимо, из-за случайного характера фазовых искажений.

Дополнительные замечания и соображения.
1. Еще раз: ИСКАЖЕНИЯ АБСОЛЮТНО ЛИНЕЙНЫЕ, НОВЫХ КОМПОНЕНТОВ В СПЕКТРЕ НЕ ПОЯВЛЯЕТСЯ, а сумма фазового шума и искаженного сигнала равна исходному сигналу.
2. Если перейти от этого крайнего случая к реальному (например, обработка скользящим окном длительностью 20 мс (), то эффект все равно сохранится, но появятся амплитудно-частотные искажения).
3. Отдельно послушайте фазовый шум. Он содержит все частотные компоненты в пропорциях исходного файла, эдакий информационный "суп" по мотивам оригинала. Характер шума лично мне очень напоминает "шум в голове", собственный шум слухового анализатора в условиях усталости или "абсолютной" тишины. Похоже, мозг тоже делает "суп" по мотивам ранее услышанного, с учетом физической АЧХ слухового аппарата.

Евгений, замечательная работа.
Я правильно понял - это линейные случайные фазовые изменения не зависящие от сигнала, не линейно от него не нелинейно ?

Тогда это и должен быть самый простой и безобидный случай фазовой модуляции.
Самое интересное должно получиться при нелинейной зависимости фазового сдвига от сигнала.

[bukvarev]

Я правильно понял - это линейные случайные фазовые изменения не зависящие от сигнала, не линейно от него не нелинейно ?

Так точно, искажения фазы подчиняются случайному закону с равномерной вероятностью распределения. На каждой частоте производится случайный поворот вектора. Получается, фаза каждого компонента искаженного сигнала равна сумме исходной фазы и добавки. Иными словами, линейная фильтрация фильтром со случайным фазовым распределением и равномерным амплитудным (при такой операции амплитудные спектры перемножаюся, фазовые - складываются).

Я все к тому, что даже если у усилителя не будет нелинейных искажений ВООБЩЕ (т.е. абсолютно линейная АХ), в выходном сигнале возможно получить значительное зашумление, ухудшающее восприятие.

[lazertok]

Offтопик:

не линейно от него не нелинейно ?

не слышно ли то, что не неслышно???

[Rova]

Я все к тому, что даже если у усилителя не будет нелинейных искажений ВООБЩЕ (т.е. абсолютно линейная АХ), в выходном сигнале возможно получить значительное зашумление, ухудшающее восприятие.

Вот ! Это первое важное следствие эксперимента, ухо слышит даже небольшой фазовый шум, а Фурье говорит - в Багдаде все спокойно.

[bukvarev]

Вот ! Это первое важное следствие эксперимента, ухо слышит даже небольшой фазовый шум, а Фурье говорит - в Багдаде все спокойно.

Ну, справедливости ради стоит напомнить, что Фурье так говорит лишь по амплитудному спектру.. Про фазы забывать никогда не надо .

Если "позаумствовать", то линейные искажения, что амплитудно-частотные, что чисто фазовые приводят к потерям информации исходного сигнала (по Шеннону). И если в результате фильтрации в спектре появляются нули, то эти потери становятся невосполнимыми (необратимыми).

[lazertok]

Выше я конечно шучу

ухо слышит даже небольшой фазовый шум

здесь скорей уже мозг с "ума" сходит, как симулятор в моём примере с фазовым шумом - то есть шум, то нету.
- вот эта переодичность, видимо фиксируется как "непонятное".

[Rova]

Ну, справедливости ради стоит напомнить, что Фурье так говорит лишь по амплитудному спектру.. Про фазы забывать никогда не надо .

Я то это как раз знаю, но для многих это лишь это лишь картинка амплитудного спектра .

---------- Сообщение добавлено 14.56 ---------- Предыдущее сообщение было 14.53 ----------

Offтопик:
Ухо в кавычках, разумеется.
Не станешь же говорить что речь идет о "Cистеме распознавания звука двуногого моноэнцефала ака человек"

[korolkov24]

Мне было интересно проверить, как все таки изменится звук, если внести только фиксированные фазовые искажения

Не могли бы вы нарисовать алгоритм обработки файлов в виде схемы?
Закралось предположение, что все наблюдатели ветки не поняли о чём речь.

[lazertok]

поддерживаю
если это не муз сигнал - то его можно с генерировать в симуляторе.

[bukvarev]

Не могли бы вы нарисовать алгоритм обработки файлов в виде схемы?

Зачем схемы, все в одну строчку..

y(t) = iFFT( F(f) .* FFT(x(t)) ); abs(F(f)) = 1(f), angle(F(f)) = k*2*pi*(rand()-0.5),

где FFT, iFFT - операторы прямого и обратного преобр. Фурье, abs - модуль, angle - фаза, F(f) - комплексный вектор линейного фильтра, k - девиация фазы, .* - покомпонентное умножение, rand - генератор случайного сигнала в диапазоне 0..1.

[Rova]

Зачем схемы, все в одну строчку..

y(t) = iFFT( F(f) .* FFT(x(t)) ); abs(F(f)) = 1(f), angle(F(f)) = k*2*pi*(rand()-0.5),

где FFT, iFFT - операторы прямого и обратного преобр. Фурье, abs - модуль, angle - фаза, F(f) - комплексный вектор линейного фильтра, k - девиация фазы, .* - покомпонентное умножение, rand - генератор случайного сигнала в диапазоне 0..1.

Получается, что Фурье содержит полную информацию о первичном ряде, а вот его представление не всегда удобно. У меня до последнего оставались сомнения в непогрешимости преобразования туда-обратно. (Хотя с кардиокомплексами когда-то такое проделывал)

[bukvarev]

У меня до последнего оставались сомнения в непогрешимости преобразования туда-обратно.

Наконец-то! Главное в инструменте - правильное использование, тогда преобразование "туда-обратно" получится успешным.