Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[wert]

Например, по синусам и косинусам. Тогда получим два амплитудных спектра и никакой фазы.

Напротив синус и косинус ряды позволяют выделить фазу.
Приведу сжатую выдержку по расчету комплексного спектра:
FFTS(u[,bw]) — прямое дискретное преобразование Фурье, промасштабированное таким образом,
что RE(FFTS(u)) вычисляет последовательность косинусных коэффициентов ряда,
а IM(FFTS(u)) вычисляет последовательность синусных коэффициентов ряда.
Подобна функции HARM(u), но в отличие от HARM(u) вычисляет комплексные коэффициенты ряда (или амплитудный и фазовый спектры).

Но наблюдать отдельно фазовый спектр сложно, так как по Y не амплитуда компоненты спектра а фаза в градусах,
шумы спектра имеют хаотическую фазу от -180 до +180 градусов, потому весь график фазы обычно засвечен шумами.
Я показывал в теме графики фазы и в эмуляции и в железе, очищенные от засветки шумами,
дающие визуализацию в относительных единицах (%, дБ) как для компонент источника сигнала, так для их гармоник и шумов.
Особенно ценна в них информация о состоянии компонент сигнала и фазовых шумах.
Появляется возможность измерять фазовое состояние обьекта напрямую, без использования косвенных методов.
Такие графики удалось получить не сразу, пока остались без внимания, возможно будут полезны.

[wert]

Зная как определить комплексный спектр (постом выше)
Используя разностный метод, применив соответствующие нормирующие и взвешивающие коэффициенты, можно рассчитать и измерить
комплексные, амплитудные и фазовые спектры искажений сигналов любой сложности, прошедших через различные среды, усилительные и преобразовательные устройства.
Что в данной теме и представляю.
Для примера приведу модель усилителя Гладкого, его реакция на меандр 4 кГц, подпертого малым уровнем синуса 1 кГц, при двух уровнях суммарного сигнала 0,0001В и 1В.
Амплитудный и фазовый спектры искажений содержат:
- искажения основных гармоник сигнала на частотах синус 1 кГц, меандр 4, 12, 20, 28, 36, 44 кГц,
- гармонические искажения
- шумы
В амплитудном спектре:
- девиация первой гармоники меандра 4 кГц составила 0,032%, при THD 0,004% на синусе 4 кГц при максимальной мощности на выходе,
- четные гармоники от меандра 4 кГц в выходном сигнале, они равносильны Кг на сложном сигнале и составляют от 0,08% до 0,2% в частотном диапазоне,
- разрешение усилителя для сложных сигналов по шумовым дорожкам составило 2 микро% при минимальном воздействии и 0,01% при среднем уровне.
В фазовом спектре:
- начальный угол фазы дает искажение относительно фазы входного сигнала до 1,4% на частоте 4 кГц,
- девиация фазы существенна и с 20 кГц растет с частотой и достигает 0,2%,
- четные гармоники (искаженный меандр) искажения фазы от 0,0004% до 0,007%,
- фазовые шумы мало зависят от уровня меандра и составляют около 10 нано%.

Много полезной дополнительной информации можно получить об исследуемой схеме и естественно Кг и ИМИ это крайне не достаточно для оценки качества усилителя.

[wert]

Я о том, что амплитудная интермодуляция дает только и частично в данном случае +- 60 герц. Остальные это результат фазовой.

Все компоненты амплитудного спектра в фазовом спектре имеют фазу. Не бывает одного без другого.
Не бывает в амплитудном спектре фазовых компонент, амплитудный спектр не чувствителен к фазовому состоянию обьекта,
как фазовый спектр не отражает состояния амплитудных компонент, лишь говорит о наличии гармоник, фазы которых отражает.
Приведу пример амплитудного и фазового спектра выходного каскада в двух режимах работы АВ и А.
Сигнал воздействия смесь двух синусов 200 Гц и 16 кГц по 10 В амплитуды.
В амплитудном спектре можно видеть
1. каскад в режиме АВ:
- амплитудные искажения сигнала 200 Гц - 0,32%, 16 кГц - 0,46%;
- гармоники 32 кГц - 0,12%, 48 кГц - 0,005%;
- амплитудная интермодуляция 0,28%;
- фазовый спектр на 16 кГц искажения 0,12 градусов;
- фазовая интермодуляция достигает 240 градусов.

2. каскад в режиме А:
- амплитудные искажения сигнала 200 Гц - 0,003%, 16 кГц - 0,006%;
- гармоники 32 кГц - 0,016%, 48 кГц - 0,008%;
- амплитудная интермодуляция 0,04%
- фазовый спектр на 16 кГц искажения 0,07 градуса;
- фазовая интермодуляция достигает 40 градусов.

ВК в режиме А значительно чище как в амплитудном спектре, так и фазовом относительно уровня искажений.
Все гармоники амплитудного спектра имеют отражение в фазовом спектре.

[Orion33]

Offтопик:

Все компоненты амплитудного спектра в фазовом спектре имеют фазу. Не бывает одного без другого.

Просто кто-то плохо учился.
Напомню, что ряд Фурье представляет собой сумму комплексных экспонент.

[wert]

Напомню, что ряд Фурье представляет собой сумму комплексных экспонент.

Offтопик:

Общая короткая формулировка FFT пост 2525. в инете трактаты по этому поводу и море научных и около работ.
Почему так много движения вокруг FFT.
Весь передовой научный мир находится в поиске эффективных способов обработки многопоточной информации.
Кто решит эту задачу будет впереди конкурентов на десятилетия. Крупные компании вкладывают десятки миллионов долларов на решение такой задачи.
Не смотря на многообещающие работы Игоря Гапонова, основной упор делается на FFT и Wavelet анализ и их симбиоз...
Думаю не совсем верно осуждать кого за поиск, ошибки, гипотезы и проч... тем более на ВЕГЕ мы все далеки от научной среды.
Но даже наши рассуждения с предположениями и заблуждениями многих пододвигает к пониманию процессов, протекающих в звукоусилении.
Мозговой штурм предполагает любые невероятные предложения, будет принято или нет не терпит компромиссов, только единогласное да дает решению ход.

[wert]

На страницах 122-5 описаны эксперименты связки разных усилителей, звукового кабеля и ДГ.
При изменении уровня напряжения на клеммах ДГ была найдена девиация фазы единицы градусов в районе резонансной частоты ДГ,
обнаружена девиация фазы звуковой волны, составила единицы-десятки градусов, зависит от множества условий.
Также обнаружен сдвиг резонансной частоты динамика от уровня напряжения на клеммах ДГ.
Наконец, инструментально было определено влияние звукового кабеля на девиацию фазы звуковой волны - чем ниже комплексный импеданс кабеля, тем меньше девиация звуковой волны - добротность ДГ подавляется выходным импедансом усилителя.
В одном из экспериментов было найдено - прогрев ВЧ ДГ BM-D450 дает резкое уменьшение девиации фазы с 20^о до 3^о, разогревается демпфирующая/охлаждающая жидкость в магнитном зазоре, уменьшая нелинейность магнитного поля в зазоре и реакцию диффузора.
Измерение девиации фазы звуковой волны и электрического тракта звукоусилительного комплекса дает обьяснение многим мифам о влиянии звуковых кабелей, динамиков и усилителей на звук.

В одном из экспериментов с BM-D450 использовались три усилителя:
- с общей глубокой ООС,
- с глубокой ООС, ВК не охвачен ОС,
- безосник.

ВЧ ДГ на частоте 18 кГц при напряжении на клеммах 18 В давал разное звучание от разных усилителей:
- усилитель с общей ООС давал громкую отчетливую интермодуляцию ниже 5 кГц,
- усилитель с ООС , ВК не охвачен ОС давал мало заметную интермодуляцию внизу звукового диапазона,
- безосник практически не давал никаких призвуков.
Думаю себя так ведут не только ВЧ динамики - противоЭДС попадает через общую ООС на вход усилителя и глубокоосник компенсировать ничего не может вследствие большой задержки между звуковой волной и электрическим сигналом противоЭДС.
Невольно напрашивается вывод - самые предпочтительные варианты для звука - безосники, затем усилители с неохваченными ОС ВК, малоосники и в конце глубокоосники.
В безосниках сразу вырастает проблема - коммутационные искажения, потому понимается под этим либо несимметричные каскады, либо каскады в режиме А.
Каскады в режиме А имеют отличительные черты:
- отсутствие коммутационных искажений,
- и найденные новые параметры при экспериментах - отсутствие девиации фазы и амплитуды (для каскадов в режимах АВ, В, С уровень девиации амплитуды и фазы по возрастающей).
Но, если отсутствие коммутационных искажений достигается большими токами, то на девиацию фазы и амплитуды влияют еще десятки факторов.
И построить такой каскад также сложно как и навороченный глубокоосник, так как девиация проявляется значительно раньше от уровня и сложности воздействия чем коммутационные искажения.
На мой взгляд один из возможных путей к качественному звуку - использовать глубокоосник с не охваченным ОС ВК, но каскады УНЧ при этом должны быть сверх линейными. ВК должен отвечать основным требованиям - отсутствие коммутационных искажений, девиации фазы и амплитуды в широкой полосе, низким выходным комплексным импедансом и желательно без подогрева помещения от излучаемого тепла.

[anatol0]

- усилитель с общей ООС давал громкую отчетливую интермодуляцию нескольких частот до 5 кГц

А есть измерения интермодуляции этого усилителя на резистивную нагрузку и на комплексный эквивалент ? Кроме того, хотелось бы ИМ в цифрах для всех трёх нагрузок.

[wert]

А есть измерения интермодуляции этого усилителя на резистивную нагрузку и на комплексный эквивалент ?

Глубокоосник по схеме marantz ma-9s2, с переключаемой точкой подключения общей ОС с буфера и с выхода УНЧ.
ИМИ по стандарту SMPTE на резистивную нагрузку:
- с общей ООС ИМИ около -105 дБ при выходной мощности 50 Вт,
- ОС с выхода буфера ИМИ около -60 дБ при Рвых=50 Вт,
- безосник "транзисторный ламповик" при выходной мощности 20 Вт дает ИМИ около -55 дБ.
Как видим по ИМИ усилителей должен быть иной порядок по различимости призвуков, чем получилось в эксперименте.
Однако был проверен вопрос влияния общей ОС на работу ВЧ ДГ при наличии задержки между противоЭДС и звуковой волной.

Эксперимент с призвуками ДГ проводился на одном ВЧ динамике от разных по идеологии усилителей.
Данный эксперимент с другими ДГ может дать иные результаты, нужна статистика поведения ДГ с разными УНЧ дабы делать кардинальные выводы.
Я представляю свои наблюдения, измерения, эмуляции, и буду рад вопросам и участию.

[Игорь Гапонов]

...при наличии задержки между противоЭДС и звуковой волной.

...

во-во, опять двадцать пять - "противоэдээс", а "потивоток" чем хуже? Ещё раз:

Offтопик:

Скрытый текст

И то и другое описывается исчерпывающе и предельно ясно одним параметром - полным импедансом излучателя со стороны электрических клемм Zполн. (приведённый к эл. клеммам полный импеданс преобразователя), содержащий в себе как в двухполюснике импеданс катушки Ze последовательно запараллеленными механическим и акустическим импедансом Zмех.||Za:

Zполн.= Ze + (Zмех.||Za) .

И далее - "звуковая волна". Можно догадаться (иное - см. (*)) , что имеется в виду реакция внешней среды на движение излучающих элементов преобразователя, а именно - привёдённый к электрическим клеммам импеданс излучения Za на апертуре (в простейшем и самом распространённом случае - на диффузоре) излучателя.

Отсюда (без учёта нелинейностей, см. ниже) , со стороны эл. клемм - эквивалент объёмной скорости среды на апертуре излучателя

Ua =Uвых.УМ*((Zмех.||Za)/Zполн.))

Вот оно в виде ФЧХ и содержит не только все задержки, но даже, не побоюсь этого слова, опережения между напряжением на клеммах ГГ Uвых.УМ и скоростью воздуха на апертуре Ua.

Совершенно очевидно, что нелинейности преобразования и усиления будут видны в этой формуле как "отклонения от закона Ома" и соответственно найдут своё отражение в полном (т.е. и фазовая и амплитудная компоненты вместе и неразрывно!) спектре реакции на входное воздействие Uвх.УМ(t) (меняющееся во времени напряжение на входе уся).

(*) Звуковая волна на самом деле есть решение волнового уравнения при заданных параметрах её возбуждения (в данном случае это та самая объёмная скорость на апертуре Ua). Даже для одномерного случая имеются два аргумента/две переменных для волнового фронта ("волны"): время t и расстояние r до точки наблюдения, т.е. термин "задержка" содержит неопределённость, т.к. зависит и от r и от t . Собственно, можно было бы снять эту неопределённость, посчитав, что упомянутая выше всуе "звуковая волна" есть ни что иное, как объёмная скорость или звуковое давление при r=0. Однако, импеданс излучения Za исчерпывающе и ясно описывает ситуацию и для давления и для скорости: Za=Ua/Ia, где Ia - давление на апертуре/диффузоре излучателя (ток через двухполюсник Za) именно для r=0

[свернуть]

[Rova]

Как видим по ИМИ усилителей должен быть иной порядок по различимости призвуков, чем получилось в эксперименте.

Он и будет другой, если интермодуляция будет не между двумя синусами, а между компонентами, скажем, розового (как в музыкальной композиции) или белого шума.

Как пример - до 5 килогерц белый шум, на 15 килогерцах синус.
В результате до 10к будут все нелинейности включая второй порядок, от 10к до 15к все, начиная с третьего порядка и т.д. Но самое главное - 15к +- 5к будет шатер динамических проблем (читай амплитудных и фазовых интермодуляций). По сути площадь шатра и будет определяться динамической нелинейностью.
Вот тут уже примерно можно определить порядок этих проблем (правда амплитудных и фазовых вместе).

[wert]

Совершенно очевидно, что нелинейности преобразования и усиления будут видны в этой формуле как "отклонения от закона Ома" и соответственно найдут своё отражение в полном (т.е. и фазовая и амплитудная компоненты вместе и неразрывно!) спектре реакции на входное воздействие Uвх.УМ(t) (меняющееся во времени напряжение на входе уся).

Offтопик:
Игорь!
И что Вы так скромно молчали два года, когда я искажения усилителей представлял в амплитудно-фазовом спектре.
До сих пор понимания у народа нет, а Вы молчите.
Одни пишут - ХЗ что это за дефиниции амплитудно-фазовые искажения...
Другие коньдидаты представить себе не могут, что это такое, тут целое полчище гномов бродило по поводу амплитудно-фазовых спектров,
и на тебе! через два года Игорь Гапонов говорит, что это совершенно очевидно и единственно правильный путь, товарищи...

Ну а если серьезно.
Девиация амплитуды, фазы и амплитудно-фазовая девиация на клеммах ДГ почти на порядок ниже чем в звуковой волне.
И тут нет ошибки, потому как минимальную девиацию фазы звуковой волны удалось измерить на уровне 0,1 градус.
И как было показано выше, девиация это параметр не зависящий от расстояния до ДГ, считайте это спонтанной модуляцией звуковой волны из-за всего комплекса нелинейностей ДГ и его нелинейного взаимодействия с УНЧ.
Показать амплитудно-фазовые искажения звуковой волны, девиации, гармоники с их суммарной амплитудной и фазовой составляющей совершенно нет проблемы, просто опять упремся в непонимание и подстрекание гномов... потому и разделяем неразрывное на амплитудные и фазовые искажения.

[anatol0]

ИМИ по стандарту SMPTE на резистивную нагрузку:

Если возможно, измерить на комплексный эквивалент громкоговорителя

[Игорь Гапонов]

Применив

...девиацию фазы звуковой волны...

сразу после моих замечаний, Вы видите в моём лице единомышленника? Ну, ну...

[wert]

Ну, ну...

Offтопик:
Ко мне в офис пришли ребята и пытались втирать о развитии бизнеса.
Их основа - привлечение масс на рассказах об успешности и красивой будущей жизни, и превращение массы в единомышленников и фанатиков.
Показал им на дверь. Уж очень попахивает былыми временами...

Отрицать спектральный анализ и фанатеть на иных принципах дело каждого.
Я считаю любой метод имеет право на жизнь, если он может принести нужную информацию.
В связи с этим хочу показать один из вариантов телефонного усилителя на основе красивой LM7171 и параллельного ВК, совмещенного с ВК моей разработки 2006 года.
Получилась простая, устойчивая система с малыми искажениями как на сложных, так и на синус сигналах.
Нагрузил модель ТЛФ усилителя на 4 Ом, оценка искажений при выходной мощности 10 Вт, для любого ТЛФ усилителя это критическая нагрузка с резким ростом всех видов искажений.
Но, данный усилитель за счет сверхлинейного ВК держит нагрузку и 2 Ом с низкими искажениями.
Для определения девиации выходного напряжения оценка искажений проведена при двух уровнях входного сигнала 0,1мВ и 1 В.
На рис.1 схема усилителя, испытательный сигнал смесь 6-ти синусов от 20 Гц до 20,3 кГц, четыре графика слева направо:
1. Амплитудно-фазовые искажения.
Искажения с частотой растут 4 кГц - 0,023%, 20 кГц - 0,054%. Уровень искажений первых гармоник сигнала очень низок.
2. Амплитудные искажения падают с частотой уровень ниже 0,001%, уровень гармоник и интермодуляции ниже 0,00005%.
3. Фазовые искажения по уровню практически повторяет график амплитудно-фазовых искажений, говоря что суммарный график амплитудно-фазовых искажений 1 состоит в основном из фазовых искажений.
Девиация фазы 0,001%, это сверх низкие искажения.
4. Правый график малосигнальной устойчивости, запас амплитуды составил 25 дБ, запас фазы 80 градусов, запасы не малы. Однако, усилитель на сложных сигналах при максимальных напряжениях стабилен до 1 нФ в нагрузке, что не достаточно, потому применен RL барьер.

На рис.2 амплитудно-фазовые искажения усилителя, испытательный сигнал меандр 4 кГц с фронтами 100 В/мкс, подпорка синусом 1 кГц, уровнем 1 мВ, графики слева направо:
1. Амплитудно-фазовые искажения меандра на частоте 4 кГц 0,024%, уровень искажений нечетных гармоник меандра спадает до 0,022%, говоря о наличии небольшой девиации.
Общий уровень искажений низкий. Видна интермодуляция вокруг гармоник меандра с синусом 1 кГц, уровень около 0,00005%
2. Амплитудные искажения гармоник меандра, на частоте 4 кГц - 1,75m% при 8 Вт на выходе, и 0,4m% при выходном напряжении 1мВ. Девиация амплитуды составил 1,35m%. Искажения нечетных гармоник меандра спадают с частотой, говоря о наличии девиации амплитуды. Уровень интермодуляции и новых гармоник 0,00022%. Для меандра это сверх низкий уровень искажений усилителя.
3. Фазовые искажения практически повторяют график амплитудно-фазовых искажений, говоря о формировании суммарных искажений в основном за счет фазовых. Девиация фазы на частоте 4 кГц составила 1,7m%. Также видна фазовая интермодуляция очень низкого уровня.
4. Правый график THD с учетом шумов в полосе частот до 100 кГц, на синусе. Уровень искажений до 10 кГц составил 0,0004%, на частоте 100 кГц 0,0028%. искажения оценены при выходной мощности 11 Вт на нагрузке.
Напомню, на графиках амплитудно-фазовых и фазовых искажения при минимальном сигнале относятся к линейным, разница между искажениями на максимальной и минимальной мощности относится к девиации, к нелинейным искажениям. Ну и новые гармоники в спектре это стандартные нелинейные искажения.
Температурная стабильность усилителя. При изменении температуры от 10^о до 60^о ток потребления остается неизменным и это плюс для данного ВК, так как ВК имеет оптимум тока по минимальным искажениям. При желании наклон тока потребления от температуры можно регулировать. Но, ток покоя выходного транзистора около 30 мА, потому достаточно будет не большого радиатора.
Интермодуляция по стандарту SMPTE составила IM2=-135 dB, IM3=-155 dB при выходной мощности 11 Вт

Для меня данная информация с учетом стандартных и разработанного метода оценки искажений более чем исчерпывающая для принятия решения о сборке данного усилителя и прослушивания. Чего не сделать в МС, так это оценить взаимодействие усилителя с нагрузкой. Будем собирать, слушать и измерять. Интересно данный усилитель переиграет "транзисторный ламповик"?

[Svjatoslav_]

[OFF]...Интересно данный усилитель переиграет "транзисторный ламповик"?

Это вряд-ли. )))

[Игорь Гапонов]

..
Отрицать спектральный анализ и фанатеть на иных принципах дело каждого...

Да кто отрицает корректно применённый спектральный анализ?

Способы анализа экспериментальных результатов/данных не должны ограничивать и/или диктовать методы экспериментов. Способы анализа данных здесь вторичны!

Именно этого вы, как видно из этой ветки, совсем не понимаете.

[wert]

Это вряд-ли. )))

"транзисторный ламповик" хорошо, душевно, легко звучит, этого не отнять у однокаскадников.
И все одно до каскада в чистом А не дотягивает.
При наличии:
- малого постоянного выходного сопротивления в диапазоне частот и выходных мощностей;
- сохранении стабильного по рисунку "лампового" спектра в частотном диапазоне до 100 кГц;
- регулируемого спектра искажений по уровню и рисунку, по желанию слушателя;
"транзисторный ламповик" не дотягивает до каскада в режиме А по параметрам девиации фазы и амплитуды усиленного сигнала.
Если в модели еще удается получить девиацию амплитуды низкого уровня, то в железе есть проблемы, я потратил пол вечера, чтобы получить возможный минимум.
Правда девиация фазы имеет низкий уровень и практически мало заметна.
ТЛФ усилитель пару постов выше в модели показывает все признаки работы усилителя в режиме А:
- отсутствуют коммутационные искажения, на рис.1 искажения при прохождении сигнала через ноль имеют сверх низкий уровень около 1m%. испытательный сигнал - смесь двух синусов 1 кГц и 50 кГц. Искажения получены компенсационным методом, без частотного разложения, нормирование по амплитуде синуса 50 кГц на входе усилителя;
- выходное сопротивление усилителя мало и имеет постоянный уровень на сложных сигналах в диапазоне частот до 100 кГц;
- практически отсутствует девиация фазы и амплитуды, искажения на уровне 1m%.
- постоянный угол фазы сверх низок около 0,012 градуса.
Интересно как данный усилитель будет взаимодействовать с ДГ и какая девиация звуковой волны получится по отношению к "транзисторному ламповику".

[hydr]

......Отрицать спектральный анализ и фанатеть на иных принципах дело каждого.
Я считаю любой метод имеет право на жизнь, если он может принести нужную информацию......

Да кто же в здравом уме отрицать его будет? Прекрасный инструмент, красивый, так и просится в руки построгать что ни будь этакое. А вот чем шлифовать и не дай бог полировать будем.
Собственно говоря дело в точности отображения непериодических функций с помощью ряда Фурье.
С одной стороны хочется условный период растянуть как можно больше, с другой спектр ползет в сторону сплошного. В результате в скрижалях возникает сакраментальное: "С учетом принятых допущений......"
В этой связи возникает вопрос, анализируя реакцию системы на периодические воздействия по какому праву мы в области значений в сотые и тысячные процента от величины первой гармоники экстраполируем эти результаты на сложные непериодические воздействия?

С уважением hydr.

[wert]

В этой связи возникает вопрос, анализируя реакцию системы на периодические воздействия по какому праву мы в области значений в сотые и тысячные процента от величины первой гармоники экстраполируем эти результаты на сложные непериодические воздействия?

Скорее это можно делать в виде определенных допущений и не замахиваться на тысячные доли процента искажений.
Для оценки сложных непериодических воздействий валидацию нужно применить, либо использовать анализ искажений без частотного разложения (примеров также не мало привел - характеристики искажений АХ или искажения выходного напряжения (тока) относительно входного во времени).

Один из примеров показывал 2052 2069, когда сложное непериодическое воздействие подменил повторяющимися аккордами фортепиано, стаккато с медленным затуханием.
Два аккорда дали картину искажений спектра примерно как от воздействия меандра с ограниченным спектром.
Чем данный пример не валидация, сигнал был разложен на гармонические составляющие и оценены искажения реального музыкального сигнала с достаточной точностью.
Потому и применяю испытания меандром дабы соотнести результаты с реакцией усилителя на музыкальный сигнал или сложное непериодическое воздействие.
Нормирующие коэффициенты при расчетах определяются конкретным усилительным устройством, весовые коэффициенты связаны с интегральной мощностью гармонических составляющих.

[hydr]

Скорее это можно делать в виде определенных допущений и не замахиваться на тысячные доли процента искажений.

Нужны количественно оцененные границы применимости. Только в этом случае появятся параметры которые можно будет верифицировать. И только в этом случае предлагаемый Вами метод будет востребован. И далеко не факт, что это в принципе возможно.
Валидация же в области аудио всегда останется прерогативой ушей потребителя.

С уважением hydr.