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

[-UST-]

Непонятно другое. УМ отрисовывает траекторию сигнала, не сильно заботясь о его спектре и прочих штуках.
Он просто пытается рисовать ту же линию, которую ему подали на вход с другим масштабом.
Определение нелинейных искажений с помощью спектрального анализа - это попытка вычислить ошибку прорисовки линии "синусоида".
И в этом отношении это достаточно адекватный метод. Дополнительно мы откидываем линейные искажения, и получаем то, что нам нужно - ошибку "прорисовки". Если измерения производятся на достаточно высокой частоте (20 кГц), то, фактически, мы учитываем все, что нам нужно, с точки зрения нелинейных искажений (конечно, не беря в расчет искажения, связанные с НЧ составляющими - трансы, термо и прочеее).

С точки зрения УМ, как "сервопривода", подача сигнала более сложной формы, чем синусоида, но при этом с более длинными фронтами (в спектре редко бывает 20 кГц по 0 дБ) - это мало что меняет. Если, конечно, УМ не обладает каким-то свойством "переводить" фазовые искажения в нелинейные.

Я хотел бы подчеркнуть, что физически линия сигнала отрисовывается в осях "напряжение-время". Оперирование спектром(ами) нужно лишь для анализа. Если же в результате анализа спектра(ов) мы не можем понять, что является нашей помехой в осях "напряжение-время", то это мало что дает. Картинки могут оказаться интересными и бесполезными.

Спасибо, именно это хотел сказать выше

Поскольку для фонограммы условные "каге" и "иэмде" ничем не отличаются от таких же на синусе.

У Вас лучше получилось.

[Vinni]

мало инфы про УМ-ы, которые тестировали по этой методе.

Это методика универсальная, изначально предназначена для контроля звука на киноплёнке.
Я не про эту методику.
А про то, что искажения на устоявшемся синусе и при переходном процессе - это "две большие разницы".
Музыка сплошные переходные процессы, которые к.м.к бушуют на не идеальностях схемотехники внутри ОС.
И даже такая несложная методика показывает эту разницу.

[Игорь Гапонов]

А я не понимаю что такое "условные" Кг и IMD для сигналов с непрерывным спектром или с "частотами совпадений" для полосатых спектров. Как спектральный анализ выделит из синуса "неправильного" синус "правильный"? Ну, был же пример на словах про "куб спектра". А вот в формулах элементарный пример из школы : (sin(wt))^3=0,75sin(wt)-0,25sin(3wt). Третью гармонику мы увидим на спектре и даже её фазу, но ведь первая гармоника - чистейший продукт нелинейности! Потому что возведение в куб исключительно нелинейная операция

[Dieselboy]

Вообще говоря, отличия искажений в фонограмме на два порядка от синусных - это жесткая жесть. Фактически, это полное ниспровержение существующих методик до уровня шлака.

Ничего невозможного - не стоит валить всё в одну ку чу и судить об одном по другому - есть ДИ, а есть СИ.

Это либо требует пересмотра всех подходов к измерениям нелинейности аудио-девайсов, либо есть какой-то косяк в самой методике.

Косяк в путане тёплосо и мягкосо.

То есть, вся математика подходов к построению усилителей идет в раскоряку, а ее отцы-основатели - на пенсию.

Тех, которые пытаются оценивать проектируемое изделие для динамических сигналов по статическим (устоявшимся режимам) - однозначно, да.

При этом стоит помнить простую вещь, повторим ещё раз:

При любых изменениях в электрической цепи (включении, выключении, коротком замыкании, обрыве, скачкообразном изменении какого-либо параметра цепи или амплитуды, частоты или фазы напряжения источника и т.п.), называемых коммутациями, в ней возникают переходные процессы.

Переходным называется процесс, возникающий в электрической цепи при переходе от одного установившегося режима работы к другому.

На основании этого не трудно сделать вывод, что переходной процесс в устройстве будет иметь место даже на просто сигнале - синупсе. Длится он, конечно же, не долго, в момент перехода от одного остояния в другой - 0,5-1,5 периоды. Т.е. при подаче синапса одной частоты - переходной процесс возникнет в момент времени 0+, т.е. при подачке сингла.

Я хотел бы подчеркнуть, что физически линия сигнала отрисовывается в осях "напряжение-время". Оперирование спектром(ами) нужно лишь для анализа.

Есть спектр во времени - водопад. Правда он обычно однополярный (по одну сторону войны).

[Malinovsky D]

Ведь "идеальный компрессор" повторяет синус исключительно точно, однако без изменения его амплитуды при изменении амплитуды на входе

Компрессоры я умею и люблю. Любой идеальный или неидеальный компрессор имеет время срабатывания и отпускания в силу своей природы регулировки усиления. Даже если это время - нули (точнее - ТЕМ БОЛЕЕ, если это время - нули). Во время срабатывания и отпускания он вносит нелинейные искажения за счет изменения коэффициента усиления. В установившемся режиме это обычный усилитель. Поэтому я бы не стал его рассматривать, как пример.

В фундаменте. Линейные искажения подчиняются масштабированию и супер позиции. Если не подчиняются, то это нелинейные искажения. На этом и "работают" методы, к группе которых относится сабж. Например, можно произвольный сигнал запустить в усь под тестом и записать выход уся в файл (первая проба). Потом запустить тот же сигнал, пропущенный, например, через коррекцию "по риаа" (в принципе- через любой фильтр, допускающий "обратную коррекцию") и снова записать то что на выходе в другой файл. Затем или первый пропустить через тот же "риаа" корректор и вычесть из второго файла или второй пропустить через "антириаа" и вычесть из первого. В осадке будут только продукты "не подчиняющиеся" частотному масштабированию. Т.е. нелинейные продукты.

(*) В графической интерпретации. Преобразование Гильберта, которое использует Евгений в сабже как обратимое линейное преобразование, картинку более-менее сложного по спектру сигнала портит чудовищным образом. Однако, никаких нелинейных искажений не вносит (в идеале). Предсказать как изменится форма, например, кардиограммы, пропущенной через гильберт-трасформ без тренировки совершенно не возможно А вот сабж покажет - ноль нелинейного продукта,

Ок, за дополнительное разъяснение методики спасибо.

а в случае "идеального компрессора", который форму не портит, сабж покажет продукт превышающий сам сигнал на сколько хочешь децибел , и будет совершенно прав!.

Буду настаивать на своем. Компрессор "портит" сигнал. И в зачет не идет.

Но вопрос заключается не в компрессорах. Сейчас продолжу....

---------- Сообщение добавлено 10:29 ---------- Предыдущее сообщение было 10:13 ----------

А про то, что искажения на устоявшемся синусе и при переходном процессе - это "две большие разницы".

Устоявшийся синус - достаточно сложный сигнал для УМ.

Вот часто очень слышится "музыка - переходной процесс".
Ну какой он "переходной"? Это достаточно медленный сигнал.
Для сравнения на картинке кусок трека, где удар в тарелку внизу, а синус 5 кГц - вверху (5 кГц (!). Это даже не 20)



Какие проблемы для ОООС отследить этот несчастный медленный сигнал с минимальной ошибкой?
Технически, отследить синус 20 кГц и "не налажать" гораздо сложнее. Да, ошибка будет повторяться в каждом периоде синусоиды. Ну и что? На спектре мы это увидим.
А если взять хоровое пение, так там вообще смотреть не на что. Это просто супермедленный сигнал.

---------- Сообщение добавлено 10:51 ---------- Предыдущее сообщение было 10:29 ----------

А вот в формулах элементарный пример из школы : (sin(wt))^3=0,75sin(wt)-0,25sin(3wt). Третью гармонику мы увидим на спектре и даже её фазу, но ведь первая гармоника - чистейший продукт нелинейности! Потому что возведение в куб исключительно нелинейная операция

Интересная мысль. Надо ее покурить.

При любых изменениях в электрической цепи (включении, выключении, коротком замыкании, обрыве, скачкообразном изменении какого-либо параметра цепи или амплитуды, частоты или фазы напряжения источника и т.п.), называемых коммутациями, в ней возникают переходные процессы.

Переходным называется процесс, возникающий в электрической цепи при переходе от одного установившегося режима работы к другому.

Спокойствие! В нашем УМ все предусмотрено. Это не резонансное устройство, в нем есть обратная связь для отслеживания ошибки в выходном сигнале. Полоса пропускания нашего УМ намного выше максимальной частоты, содержащейся в сигнале.

Синус - устоявшийся процесс только для спектроанализатора. По факту, это не такой простой сигнал в осях "напряжение-время"
Если взять синус 20 кГц и дать ему полную амплитуду, УМ будет достаточно сильно замучен. Другой вопрос, что проследить спектр искажений на 20 кГц достаточно сложно. Поэтому сделать выводы, что не так в усилителе - тоже сложно. Как правило, в таких случаях работает мантра "выше 20 кГц мы все равно не слышим". Не слышим, нет. Но проблемы УМ от этого никуда не деваются. Мы их тупо иг-но-ри-ру-ем.

Поэтому вопрос пока остается - с какого перепугу "альтернативные методики" на музыкальном материале показывают искажения на три порядка выше, чем на синусе?
ТРИ ПОРЯДКА!!!! - ну это реально не хрен собачий, чтобы просто так взять и отмахнуться - "да там просто че-то динамическое. Скрипач пукнул случайно, пока флейтист ноту держал..."

[misha88]

Какие проблемы для ОООС отследить этот несчастный медленный сигнал с минимальной ошибкой?

Этот несчастный медленный сигнал медленный только на осциллографе, но для усилителя он состоит из множества синусоид вплоть до десятков кГц, и усилитель должен все их передать на выход без изменения (иначе окрас) соотношений в амплитудах и фазах, да ещё не добавив новых синусоид. Сама ОООС тут не помеха, проблема всегда в неподходящей (как по зависимости от частоты, так и от амплитуды) ПХ усилителя внутри петли ОООС. И звуковой тракт (от ЦАП до УМ) должен быть широкополосный, нельзя резать фильтрами ниже порядка 200 кГц.

[Ageres]

Усилитель всё таки не раскладывает сигнал на кучу синусоид. Наверное будет неслабым открытием что в осциллографе тоже усилитель есть, и что? Справляется нормально, и даже "медленный только для
осциллографа"

[Malinovsky D]

Этот несчастный медленный сигнал медленный только на осциллографе, но для усилителя он состоит из множества синусоид вплоть до десятков кГц, и усилитель должен все их передать на выход без изменения (иначе окрас) соотношений в амплитудах и фазах, да ещё не добавив новых синусоид.

Здесь не соглашусь с вами. УМ и понятия не имеет о Фурье преобразовании. Эту игрушку придумали люди, чтобы хоть как-то разобраться в процессах, происходящих во времени

ОООС тоже ничего не понимает в спектрах и множестве небольших синусоид. Тупо отдала на инвертирующий вход часть выходного. Узел сравнения все отследил и спокойно убрал ошибку.
Ничего сложно, все предельно просто.

Сама ОООС тут не помеха, проблема всегда в неподходящей (как по зависимости от частоты, так и от амплитуды) ПХ усилителя внутри петли ОООС.

А чем нам мешает некоторая неидеальность ПХ ум без ОООС, если при этой ПХ режимы УМ остаются в рамках, подразумевающий линейный режим, да еще и с запасом?

[misha88]

Усилитель всё таки не раскладывает сигнал на кучу синусоид

Понятно, что не раскладывает, все они уже в сигнале, а осциллограф показывает только огибающую, а вот спектроанализатор покажет точную структуру сигнала.

Здесь не соглашусь с вами. УМ и понятия не имеет о Фурье преобразовании.

Причём тут Фурье. Любой инструмент всегда излучает множество звуков, даже звон металла от удара.

[Dinosaurus]

В нашем УМ все предусмотрено. Это не резонансное устройство

ПЕреходный процесс может быть апериодическим или колебательным (для большинства усилителей, выбросы на меандре). Время затухания тоже различается.

[Vinni]

Ну какой он "переходной"? Это достаточно медленный сигнал.

Самый непосредственный.
Переходной процесс - сумма собственных и вынужденных колебаний.
На устоявшемся синусе, собственных колебаний уже нет, они "успокоились".
Любое изменение состояния вызывает собственные колебания, и мелкие "зазубринки" ВЧ обертонов на реальном сигнале в т.ч.
Именно поэтому такая разница в статических и динамических измерениях.

Более того, непонимание понятие "динамика", "динамический", - это и есть самая главная причина всех споров от шнурков до сетапов.

[Malinovsky D]

а вот спектроанализатор покажет точную структуру сигнала.

Нет. Спектроанализатору нужно время для анализа. Ему нужен кусок времени. Чем больше, тем лучше. Тогда у него будет меньше ошибки.
Идея применения спектроанализатора для анализа аудиосигналов основана на том, что похожим принципом пользуется ухо. Но, похоже, не все так просто с ушами, поэтому спектральный анализ хорош только при оговорке ограничений его применения.

---------- Сообщение добавлено 11:21 ---------- Предыдущее сообщение было 11:18 ----------

Переходной процесс - сумма собственных и вынужденных колебаний.

Усилитель - не резонансное устройство. Это тупой сервопривод. Чем медленнее его шевелят, тем меньше он дает ошибку.

---------- Сообщение добавлено 11:22 ---------- Предыдущее сообщение было 11:21 ----------

Любое изменение состояния вызывает собственные колебания, и мелкие "зазубринки" ВЧ обертонов на реальном сигнале в т.ч

Какие колебания могут быть в УМ, если он устойчив?

---------- Сообщение добавлено 11:23 ---------- Предыдущее сообщение было 11:22 ----------

для большинства усилителей, выбросы на меандре

Если вы ограничите входной спектр меандра ФНЧ на 20 кГц, никаких выбросов на выходе УМ не будет. Аудио сигнал именно так и ограничен.

[VladimirV]

Другой вопрос, что проследить спектр искажений на 20 кГц достаточно сложно. Поэтому сделать выводы, что не так в усилителе - тоже сложно. Как правило, в таких случаях работает мантра "выше 20 кГц мы все равно не слышим". Не слышим, нет.

Не сложно. Пустите два одновременно синуса в 19 и 20 кГц. И все услышите и увидите. Мантра - она работает для тех, кто не ХОЧЕТ услышать. А кто хочет - нет никаких сложностей. Между прочим, метод годится не только для усилителя - но и для твиттера - ничуть не хуже на спектре видно, насколько твиттер лажает свои функции. С хорошим конешно микрофоном.

[Vinni]

Какие колебания могут быть в УМ, если он устойчив?

проблема всегда в неподходящей (как по зависимости от частоты, так и от амплитуды) ПХ усилителя внутри петли ОООС.

Или, тоже самое по другому

Музыка сплошные переходные процессы, которые к.м.к бушуют на не идеальностях схемотехники внутри ОС.

+
Давно в интернете находил дисер, где товарищ утверждал, что нелинейности имеют свойство резонировать между собой.

[Dinosaurus]

Поэтому вопрос пока остается - с какого перепугу "альтернативные методики" на музыкальном материале показывают искажения на три порядка выше, чем на синусе?

Хотя бы идеальные условия измерения - резистор 8om\250W Vishay 1% (температурная зависимость), некие соединительные кабели и разъёмы, синусоидальный сигнал - где вы такое видели в реальных условиях эксплуатации? Добавим возможность подачи радиопомех взад (Витушкин и Телеснин, 1980) в виде наводки на соединительные провода от внешних источников помех.
"Хитрые"методы измерения искажений под "шумовой полкой". JLH в своё время писал просто - искажения не удаётся измерить доступными (ему)
средствами, значит , беспокоиться не о чем

[Валет]

Если взять синус 20 кГц и дать ему полную амплитуду, УМ будет достаточно сильно замучен. Другой вопрос, что проследить спектр искажений на 20 кГц достаточно сложно. Поэтому сделать выводы, что не так в усилителе - тоже сложно. Как правило, в таких случаях работает мантра "выше 20 кГц мы все равно не слышим". Не слышим, нет. Но проблемы УМ от этого никуда не деваются. Мы их тупо иг-но-ри-ру-ем.

+1

Этот несчастный медленный сигнал медленный только на осциллографе, но для усилителя он состоит из множества синусоид вплоть до десятков кГц

Бред. В спектре усиливаемого сигнала 16бит/44кГц нет частот выше 20кГц. Скорость изменения любого реального сигнала всегда меньше скорости сигнала 20кГц максимальной амплитуды, а это наиболее сложный для УМЗЧ сигнал. Потому и Кг наиболее информативен на этой частоте.

Причём тут Фурье. Любой инструмент всегда излучает множество звуков, даже звон металла от удара.

Но стандарт 16/44 ограничивает это множество слышимой областью 20кГц

Какие колебания могут быть в УМ, если он устойчив?

Вот здесь и уместен вопрос о качестве разработки УМЗЧ и его влиянии на качество усиления..

[Dinosaurus]

Какие колебания могут быть в УМ, если он устойчив?

Любой активный элемент (или пара-тройка - участок схемы, вроде ИТ))) может генерить при определённом сочетании токов-напряжений-частоты возбуждения (динамической ёмкости). А нужные частоты могут попадать с выхода или по питания даже при наличии фильтра на входе.
, а они есть, как тот суслик)))
Опять же влияние монтажа на радиочастотах (емкость, индуктивность, взаимоиндукция, полосковые линии).
При моделировании имеет место быть идеализация характеристик (активных) элементов и упрощение исходных моделей, принципиальный неучёт вышесказанного (или невозможность учесть всё)))
Не новая мысль - моделировать усилитель, включая модель нагрузки.

[Malinovsky D]

Музыка сплошные переходные процессы, которые к.м.к бушуют на не идеальностях схемотехники внутри ОС.

ОК.
Ну вот "переходной" хора. Церковного. Это одна из самых "динамических" частей пения - есть звук "С" (без нее волна вообще медленная - показывать даже нечего)
Синус 5 кГц вверху на картинке
Хор - внизу.

Какое из этих мест на картинке будет сложным для УМ?


21_Track.mp3

[misha88]

спокойно убрал ошибку

А чем нам мешает некоторая неидеальность ПХ ум без ОООС, если при этой ПХ режимы УМ остаются в рамках, подразумевающий линейный режим, да еще и с запасом?

Какие колебания могут быть в УМ, если он устойчив?

Теперь я понял, Вы не видите разницы между усилителем без сигнала, с подачей сигнала одной частоты и амплитуды и с подачей звукового сигнала. Если усилитель охвачен ООС, то эти три режима могут отличатся по поведению усилителя. Устойчивость усилителя лишь говорит, что он не генерирует определённые свои частоты, и это должно быть в любом режиме, а не только без подачи сигнала.

И что такое у Вас линейный режим с запасом? Отсутствие насыщения каскадов? На самом деле линейного режима, тем более с запасом, не существует, иначе не было бы искажений, любой усилитель внутри петли ООС всегда нелинейный и имеет задержки, так что "спокойно" убирать ошибку не умеет ни один усилитель.

В спектре усиливаемого сигнала 16бит/44кГц нет частот выше 20кГц

Вы всё ещё слушаете этот убогий стандарт?

[Vinni]

Какое из этих мест на картинке будет сложным для УМ?

Любое. Ответ выше.