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

[АЛВАЛИ]

- можно ли увидеть временные искажения на синусе???

...формально как бы да, но в реальности нет!
Сииильно... постараюсь пояснить.
Дело в том что задержка по времени (для синуса), это сдвиг по фазе.
Но фазу ООС с успехом компенсирует. Поэтому в реальности этот сдвиг заметить очень сложно.
Проблема состоит в том, что сама задержка принуждает ООС работать в неадеквате.

[dekko]

Offтопик:
а ещё задержка иногда к родам приводит

[bukvarev]

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) .

[lazertok]

Дело в том что задержка по времени (для синуса), это сдвиг по фазе.

- как-бы на картинке по Лиссажу, нет визуально сдвига по фазе - "яйичко не худее не полнее", не наклоняется, не встаёт вертикально, а только колышится/болтается из стороны в сторону по времени - п.с. ослик в симе в этом случаи работает в режиме как запоминающий с выборками измерений.
п.с. - будем считать - предполагаю что это болтанка по постоянной составляющей ВК в динамике сигнала.

[Orion33]

XONAR D2 и D2X c драйверами UNI 1823; оцифровки в Вин10 x64, так и придётся переходить на Вин7

Дела со звуком в 10, 7 и даже в висте обстоят одинаково... хреново. Я же написал: либо родной АСИО, либо ВинХР/2003 и младше. В последующих версиях звуковой движок был сильно переработан.

---------- Сообщение добавлено 14.50 ---------- Предыдущее сообщение было 14.49 ----------

Обновил файлы моделей

Евгений, дублируйте, пожалуйста, все изменения в первый пост, чтоб не потерялись.

[bukvarev]

Евгений, дублируйте, пожалуйста, все изменения в первый пост, чтоб не потерялись.

Все, продублировал .

[Joe.]

Дела со звуком в 10, 7 и даже в висте обстоят одинаково... хреново. Я же написал: либо родной АСИО, либо ВинХР/2003 и младше. В последующих версиях звуковой движок был сильно переработан.

http://archimago.blogspot.ru/2015/11...-yosemite.html
http://archimago.blogspot.ru/2015/11...dio-stack.html

http://www.youtube.com/watch?v=TajlJUS8SQA

[bukvarev]

В субботу провел еще одно измерение с АС и микрофоном, уже при пиковой мощности 1,8 Вт - результаты всех акустических измерений (и прошлого - тоже) - по ссылке:
https://drive.google.com/folderview?...DA&usp=sharing
Там две папки, названные по пиковой мощности. Среди файлов есть также записи гармонических сигналов максимального уровня 200, 400, 1000, 4000 Гц и результирующие спектры.
Из графиков теперь убраны участки реверберации.

При комфортной мощности все искажения оказались под шумом.

ЗЫ. Чего-то на меня нашло, и неправильно написал марку НЧ головы. h1209 давно из этого ящика убрал . В экспериментах играла scanspeak_26w8534g00. Тоже алюминий, но попроще.

[Prophetmaster]

bukvarev, Почитал pdf в пером посте, бегло почитал саму ветку полностью. Интересно, идея хорошая. Но много непонятно Пока в ветке нет измерений реальных УМ, кроме Маршала и ZD-50 в файле Pdf. Я так понимаю, чтобы подготовить и отправить Вам файлы, скачанные и пропущенные через испытуемый УМ для анализа, нужно иметь дома очень хорошую звуковую карту, а лучше - точно такую же, как у Вас? Тогда, результаты обработки данных будут наиболее точные?
Прочитанное напомнило мне, как Nick, в свое время, исследуя точность ZD-50, записывал звук с выхода УМ на нагрузке (не помню только: АС это были или резисторы), а потом сравнивал полученную запись с исходной, которую подавал на вход (уровень сигналов входа и выхода должен быть одинаковым с высокой точностью). Насколько я помню, там тоже получался разностный сигнал, который можно было послушать и оценить уровень.

По идее, если записать сигнал с выхода, используя в качестве нагрузки реальные АС, максимально точно выровнять амплитуду записи и исходника, а потом вычесть одно из другого, то в остатке получим продукты нелинейности АЦП, самого УМ и его взаимодействия с акустическим кабелем и АС. Если АЦП очень хороший и его искажениями можно пренебречь, то останется то, что надо, наверное.
Про эксперименты Ника читали? Что Вы о них думаете?

[Валет]

В ZD-50 разностный сигнал можно послушать и оценить уровень, если снять напряжение с U2/2, и компенсировать в нем входной сигнал. Это можно сделать, временно включив в разрыв между U2/2 и C13,R16 резистор и подобрать его сопротивление (очень небольшое), как показано в приложении к этому посту. При этом не учитываются искажения U1, но они очень малы по сравнению с U2+U3.

[Prophetmaster]

ZD-50 разностный сигнал можно послушать и оценить уровень, если снять напряжение с U2/2, и компенсировать в нем входной сигнал. Это можно сделать, временно включив в разрыв между U2/2 и C13,R16 резистор и подобрать его сопротивление (очень небольшое), как показано в приложении к этому посту. При этом не учитываются искажения U1, но они очень малы по сравнению с U2+U3.

Не вижу в этом никакого практического смысла. Интересно оценить искажения на музыкальном сигнале, которые образовались в УМ по пути от входных разъемов до АС. И нагрузкой должны быть именно АС, а не эквивалент. Да и конкретно ZD-50 мне не особо интересен - в планах нет его собирать и исследовать.

[Валет]

Prophetmaster, таким способом можно прослушивать, регистрировать и оценивать искажения на любом сигнале и с любой нагрузкой. Дополнительный резистор имеет очень малое сопротивление, на порядки меньше разброса даже точных резисторов, поэтому его включение не изменяет работы усилителя. Применительно к ZD-50 этот способ не учитывает искажений предварительного усилителя U1, но они составляют малую часть искажений от U2+U3, что практически ничего не меняет.
Я не рассчитывал, что Вы будете исследовать ZD-50, просто, думал, что кого-то такой способ для инвертирующих усилителей может заинтересовать.

[bukvarev]

нужно иметь дома очень хорошую звуковую карту, а лучше - точно такую же, как у Вас? Тогда, результаты обработки данных будут наиболее точные?

У меня как раз карта, имеющая завышенный уровень всех видов искажений. Но для оценки искажений всей системы, от ЦАП до микрофона, ее пока достаточно. Хотя по мере возможности я ее буду улучшать. Повторюсь, что предложенный способ предназначен для оценки качества существующей системы, с ее реальной коммутацией и расположением блоков, электромагнитной обстановкой () и.т.д., поэтому здесь наиболее важно качество "измерительного" АЦП.

По идее, если записать сигнал с выхода, используя в качестве нагрузки реальные АС, максимально точно выровнять амплитуду записи и исходника, а потом вычесть одно из другого, то в остатке получим продукты нелинейности АЦП, самого УМ и его взаимодействия с акустическим кабелем и АС. Если АЦП очень хороший и его искажениями можно пренебречь, то останется то, что надо, наверное.

Олег, Вы пишете про разностный метод. Действительно, возможно получить с помощью делителя и относительно низкокачественного АЦП разностный сигнал. Есть программа:http://www.libinst.com/Audio%20DiffMaker.htm
Основная сложность состоит в том, что усилитель или тестируемый фрагмент системы вносит линейные искажения (искажения частотной характеристики при прохождении сигнала через реактивные цепи с постоянными параметрами). И в основном, разность будет представлена этими искажениями. В вышеуказанной программе производится процедура выравнивания АЧХ.

Особенностью предложенного способа является его нечувствительность к линейным искажениям.
Слышимость линейных искажений высока и воспринимается как изменение тембра, но уровень этих искажений легко оценить измерением АФЧХ тракта.

Нелинейные же искажения можно условно разделить на "стационарные", при которых параметры системы во времени не меняются, но реакция на сумму входных воздействий не отвечает принципу линейности, и "нестационарные" (все остальные проявления нелинейности).
К первой группе относится нелинейность ААХ. Как раз ее мы можем оценить методом измерения Kr и Kimd. Слышимость такой нелинейности, по всей видимости, не очень велика.

Ко второй группе относится целый "букет" нестационарного поведения элементов тракта. Любое изменение параметров системы во времени также приводит к нелинейным искажениям. И по всей видимости, такие искажения очень заметны, а по результатам оценки именно они являются основными для качественных ЦАП, усилителей, АЦП. А вот АС при разумной громкости искажения этой группы формирует в малой степени. Возможно, именно этим обусловлена хорошая слышимость разницы звучания ЦАПов, УНЧ даже на средних АС.

Про эксперименты Ника читали? Что Вы о них думаете?

Имею общее представление. Кажется, там использован метод вычисления разности. Если не трудно, поделитесь ссылкой, почитаю подробнее.

---------- Сообщение добавлено 20.15 ---------- Предыдущее сообщение было 17.27 ----------

Кстати, свет клином на разности на сошелся .
Вот, например, проверенный на модели способ детектирования факта наличия искажений, основанный на измерении угла, кстати, тоже нечувствительный к линейным искажениям.
В качестве вектора на комплексной плоскости можно рассматривать как единичный сэмпл (без разницы, во временнОм или частотном домене), так и группу сэмплов.

Пусть у нас есть исходный сигнал S1, прошедший через тракт. После через тракт пропускаем "S1·k" (копию сигнала S1, умноженную на коэффициент к). При отсутствии нелинейных искажений, этот вектор коллинеарен исходному, а его координаты будут пропорциональны координатам вектора S1. При наличии нелинейных искажений конец этого вектора будет смещен: S2=S1·k+D, и результирующий вектор отклонится от S1 на угол a. Разность - это вектор "D". Длина вектора D или его проекция на вектор S1 позволяют измерить мощность нелинейных искажений. Но если при обработке синтезировать вектор S1*, ортогональный S1, то можно вычислить косинус угла b - величину, характеризующую факт наличия искажений, без "мучительного" вычисления разности. Естественно, этот способ - оценочный, но зато - очень быстрый и использует автонормировку. Синтез вектора S1* состоит в простой замене координат с инверсией одной из компонент. Куда уж быстрее и проще, чем подбирать коэффициент "k" при обработке.

---------- Сообщение добавлено 09.04.2016 в 13.38 ---------- Предыдущее сообщение было 08.04.2016 в 20.15 ----------

Сегодня в личке получил письмо от Игоря Гапонова. Так как его дополнение очень важно, считаю должным процитировать фрагмент письма:

Тут, пожалуй, кроме неопределённости по линейной компоненте, существует неопределённость, типа, "такого же порядка" по нелинейной компоненте, т.к. на самом деле в нашей группе методов определяется именно погрешность коэффициента передачи тестируемого объекта ("мгновенного", "интегрального", "уровнезависимого", "нестабильного", "линейного в виде ЧХ или ИХ" и т.д.) и именно НИ и шумы характеризуют точность его, Кпер, "линейного определения" в традиционном контексте этого термина.

Зачем компенсация линейной составляющей? Она значительно повышает чувствительность и точность. Т.е. применяется "балансно/дифференциальная установка" (мы с тобой применяем балансировку не в реальном времени, и это самая главная черта метода, она может быть как достоинством, так и недостатком). И тут же возникает вопрос : КАК ЕЁ, УСТАНОВКУ, БАЛАНСИРОВАТЬ?, критерий?

В своё время, читая всякие исторические вехи охоты за "исчезающе малыми" и "реальными" НИ (Баксандал и прочие, включая самую распространённую структуру - ООС в усилителях), обратил внимание, что "баланс на минимум" (например, минимум показаний вольтметра, осцилографа или ещё какой) совершенно не гарантирует этот минимум для других сигналов. Действительно, для каждого уровня энергии входного воздействия любой "геометрической формы" только в линейных объектах условия баланса не зависят и от этого уровня и от этой формы. Простейший пример нелинейной системы y(t)=Ax(t+bx(t)), A,b=const . Т.е. задержка пропорциональна самому сигналу. Минимум энергии разности разный для разных x(t), установку невозможно отбалансировать. Если говорить строго: невозможно линейно отбалансировать.

Таким образом, характеристика или условия "полного баланса" эквивалентны полной характеристике самого объекта.

---------- Сообщение добавлено 10.04.2016 в 21.54 ---------- Предыдущее сообщение было 09.04.2016 в 13.38 ----------

Сегодня "в тишине" удалось записать акустический тест с помощью другого усилителя - Marshall 8008.
Результаты (включая разностные файлы, измерения гармоник АС и отчеты) разместил в папке *Pp-1.8Вт-Marshall* по общей ссылке:https://drive.google.com/folderview?...DA&usp=sharing.
Там же, по ссылке есть и результаты при использовании другого усилителя: MW.
Основным результатом стало различие в уровне нелинейных искажений .
Фрагменты из отчетов:
MW:
-> FIND (Relative Distortion Power): -39.18 dB
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 7.81 dB
Marshall:
-> FIND (Relative Distortion Power): -31.63 dB
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 12.91 dB

У усилителя Marshall искажений получилось на больше на 7.55 дБ, причем "нестационарных" - на 5.1 дБ.

Линейность же в акустике на гармоническом сигнале отличается незначительно:

[Prophetmaster]

Игорь Гапонов и мне написал письмо в личку с некоторыми пояснениями Однако мне все равно многое непонятно Суть метода ясна - работа идет с изменениями, внесенными трактом в специальным образом подготовленные тестовые сигналы, что отсекает искажения амплитудной и фазовой частотной характеристики.
Если я правильно понял, то для теста УМ алгоритм такой:

1. Скачиваем Ваши тестовые сигналы
2. Воспроизводим их через УМ и записываем сигнал с выхода с помощью звуковой карты, используя в качестве нагрузки реальные АС
3. Отправляем получившиеся записи Вам
4. Получаем результаты анализа и обработки тестовых фрагментов

До конца непонятно:
- насколько точность полученных результатов зависит от использованных звуковых карт?
- что нужно для того, чтобы полученные результаты можно было назвать нелинейностями именно УМ, а не связки УМ + звуковая карта?
- почему в понятие "точность воспроизведения УМ" не входит линейность фазы сигнала? Получается, что усилитель с малым поворотом фазы (менее 1 град. в полосе 0 Гц - 20 кГц) и УМ в классе D, с его 20-ю градусами, например, - будут уравнены в этой части?
- насколько малы или незаметны линейные искажения УМ, что их тоже вынесли "за скобки"? О них как-то вообще мало говорят и пишут.


Еще вопросы: какие отличия в звуке имеют усилители Marshal и ZD-50, если использовать один и тоже источник, те же АС?
Есть ли в планах протестировать УМ без ОООС? Интересно, что покажет такой тест на безОСнике - ведь в процентах Кг выше на порядки.

[Джон Сильвер]

когдато много говорилось об искаженияз в проводах колонок. напрмер здесь http://www.stalker-lab.ru/forum/showthread.php?t=342 Можно ли померять их на входе и выходе кабелей колонок?

[bukvarev]

Я начну с конца .

какие отличия в звуке имеют усилители Marshal и ZD-50, если использовать один и тоже источник, те же АС?

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1879302
Правда, сравнение производилось на непотребной АС и не с ZD-50. Последнего у меня в наличии нет. Исследования с ним, приведенные в статье, делал у себя Андрей.

Есть ли в планах протестировать УМ без ОООС?

У меня нет под рукой безОООСника . А собирать пока нет времени. Все свободное время трачу на этот проект и новый ЦАП.

Если я правильно понял, то для теста УМ алгоритм такой:

Да. Но можно и самостоятельно сгенерировать тест с помощью функции "test_file_generator.m" (https://drive.google.com/open?id=0B0...nNUYXZucEo1XzQ), или прислать мне ссылку на WAV(FLAC и.т.д.), указав начало и длительность фрагмента (в секундах), я из него сделаю тест.

насколько точность полученных результатов зависит от использованных звуковых карт

Пока полноценных исследований нет. Здесь я сильно ограничен ассортиментом карт. Но на данный момент точно можно сказать, что:
1. способ позволяет достаточно качественно выявить "косяки" в работе карт и драйверов,
2. усилители "видны" на фоне карт, а также на фоне карт+АС+микрофон. есть некоторые предпосылки сказать, что и смена карты тоже будет видна. Т.е. способ в некоторой мере "отображает" наши слуховые ощущения.
3. Использование различающихся частот сэмплирования (точнее, задаваемых разными опорными генераторами) у ЦАП и АЦП дает худший результат, чем формирование и запись сигнала ASIO драйвером в одной карте. В этой части с программой еще предстоит поработать.

что нужно для того, чтобы полученные результаты можно было назвать нелинейностями именно УМ, а не связки УМ + звуковая карта?

Нужно провести исследование тракта звуковой карты, а затем сравнить с результатами исследования всей связки. Если имеется ввиду выявление "шнурково-импедансных" проблем, то я однозначно ответить сейчас не смогу. Могу только предположить, что лучшие результаты должны получиться, если при тестировании только карты по меньшей мере уровни сигналов и импедансы будут такие же, как и при тестировании всей цепи. У нас с Андреем на начальном этапе испытания была проблема, что делитель, подключенный к выходу УМ был слишком низкоомный, и искажения резисторов "забили" искажения ZD-50 . Пришлось все перемерять ))).

почему в понятие "точность воспроизведения УМ" не входит линейность фазы сигнала

Думаю, что этот тип искажений правильнее отнести к линейным, хотя нелинейность АФХ тоже может привести к "хрипящим" искажениям. Но традиционные способы позволяют измерить линейные искажения очень точно. Другое дело, если искажения фазы компонентов сигнала будут нестационарными. Тогда они - "клиенты" предложенного способа.

насколько малы или незаметны линейные искажения УМ, что их тоже вынесли "за скобки"? О них как-то вообще мало говорят и пишут.

Не знаю, почему. На слух тембральные искажения очень заметны, однако к ним человек очень быстро адаптируется.

---------- Сообщение добавлено 17.23 ---------- Предыдущее сообщение было 17.21 ----------

когдато много говорилось об искаженияз в проводах колонок. напрмер здесь http://www.stalker-lab.ru/forum/showthread.php?t=342 Можно ли померять их на входе и выходе кабелей колонок?

Почему бы не попробовать? Начну с последовательно с АС включенного резистора сопротивлением, равным номинальному импедансу АС. Такое исследование в ближайших планах. А там посмотрим .

[Prophetmaster]

https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post1879302
Правда, сравнение производилось на непотребной АС и не с ZD-50. Последнего у меня в наличии нет. Исследования с ним, приведенные в статье, делал у себя Андрей.

Сходил по ссылке. Это не прослушивание, конечно Под такую интересную и полезную теоретическую разработку нужно, с моей точки зрения, подводить серьезную материально-техническую базу. Без прослушивания и оцифровки на аппаратуре высокого класса данный метод оценки искажений не может быть адекватно описан. Ведь, в первую очередь, насколько я понимаю, интересна его корреляция со слуховым восприятием, которое напрямую зависит от качества используемого оборудования и квалификации экспертов. Собрать (и неоднократно) компанию из нескольких человек с опытом прослушивания - всегда можно, но главное, чтобы было на чем слушать

У меня нет под рукой безОООСника . А собирать пока нет времени. Все свободное время трачу на этот проект и новый ЦАП.

Понятно, что никаких средств, сил и времени не хватит, чтобы собирать все возможные типы и конструкции усилителей для сравнительного тестирования и сбора статистики. Нужно привлекать интересующихся владельцев нужных аппаратов. Думаю, что в Вашем городе такие есть. В конце концов, на Вегалабе уже давно работает практика по пересылке различных аудиокомпонентов в любую точку нашей необъятной Родины

Думаю, что этот тип искажений правильнее отнести к линейным

Поворот фазы зависит от частоты, поэтому данные изменения, происходящие на музыкальном сигнале, трудно определить как линейные (как мне кажется).

[bukvarev]

Провел повторные измерения с пиковой мощностью 1,8 Вт и измерения с резистором 8 Ом, включенным последовательно с АС.
При подключении резистора мощность на клеммах АС выставлялась такой же, как и без резистора за счет увеличения выходного напряжения звуковой карты.
Результаты - по ссылке: https://drive.google.com/open?id=0B0...FN1TV9zdm1qVDA
в папках "Pпик-1.8 Вт D2X-Marshall 8008 - exp2" и "Pпик-1.8 Вт D2X-Marshall 8008 - Radd" соответственно.
Линейность при проверке на ряде частот с полным уровнем,
без резистора (слева), с резистором (справа).

На частоте 200 Гц и испытании гармоническим сигналом, добавление резистора искажения НЧ головы уменьшает с 0,12% до 0,09%, а на 400 Гц - наоборот, совсем немного (на 0,1%) увеличивает.
На СЧ добавление резистора уменьшает искажения на крохи, а на ВЧ - в большей мере (с 0,23% до 0,15%).

По части теста на НИ, если сравнивать результаты измерений, то без дополнительного резистора:
-> FIND (Relative Distortion Power): -37.70 dB
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 8.82 dB
-> (distortion average waveform power to noise ratio: -14.46 dB)
-> FIND worst estimation (peak): -28.72 dB
-> (worst case distortion power to noise ratio: 3.87 dB)
С резистором:
-> FIND (Relative Distortion Power): -36.91 dB
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 9.52 dB
-> (distortion average waveform power to noise ratio: -12.04 dB)
-> FIND worst estimation (peak): -28.16 dB
-> (worst case distortion power to noise ratio: 6.69 dB)

С резистором в целом искажений чуть больше, видимо, за счет "нестационарных" искажений. Скорее всего, это - мощность "отсебятины", вносимой НЧ головой на сложном сигнале .
Лучше всего разница заметна по графикам частотной зависимости искажений:
без резистора (слева), с резистором (справа):

Видно, что на низких частотах добавление резистора последовательно с АС линейность ухудшило, зато на высоких - наоборот. Вроде бы, тенденция понятна.
Более того, если сравнить с графиком, полученным неделю назад:

То тоже видна разница на НЧ и ВЧ, несмотря на то, что микрофон и звукопоглощающие экраны стояли немного по другому, и шумовая обстановка также различалась.

Что касается СЧ, то там разница не столь заметна, поскольку при проектировании и настройке фильтра АС, меры по повышению линейности СЧ звена были приняты заранее:


По данным измерениям для себя я сделал тривиальный вывод - НЧ голову нужно демпфировать как можно лучше и в ее цепи нужно иметь как можно меньшее омическое сопротивление всех элементов (может быть, даже - мотать катушки НЧ фильтра на железе ), а СЧ-ВЧ - выбрать режим работы, компромиссный по балансу "неравномерность АЧХ - нелинейные искажения".
В общем, теперь у меня (да и любого желающего) есть возможность осуществлять доводку цепи "УМ-АС" и фильтра АС с помошью этого инструмента .

[Rova]

По данным измерениям для себя я сделал тривиальный вывод - НЧ голову нужно демпфировать как можно лучше и в ее цепи нужно иметь как можно меньшее омическое сопротивление всех элементов (может быть, даже - мотать катушки НЧ фильтра на железе ), а СЧ-ВЧ - выбрать режим работы, компромиссный по балансу "неравномерность АЧХ - нелинейные искажения".
В общем, теперь у меня (да и любого желающего) есть возможность осуществлять доводку цепи "УМ-АС" и фильтра АС с помошью этого инструмента .

Если не хочется лезть в акустику, то на моем опыте хорошо показывает себя такое решение для осных усилителей - https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2165689
Но более эффективен режектор RLC параллельно НЧ головке и повышенное до нескольких Ом выходное усилителя.

[Ясный Сокол]

Ребята, а как ваши измерения коррелируют со слуховыми впечатлениями в натуре?