Thực đơn
trang chủSự cố

Biến dạng tín hiệu phi tuyến trong bộ khuếch đại. Biến dạng tuyến tính và phi tuyến trong thiết bị điện âm

Biến dạng phi tuyến là biến dạng tín hiệu gây ra bởi sự phi tuyến tính của mối quan hệ giữa tín hiệu thứ cấp và tín hiệu sơ cấp trong chế độ đứng yên. Là kết quả của sự biến dạng không có quán tính phi tuyến tín hiệu đầu vào thu được tín hiệu đầu ra hình sin hình dáng phức tạp y = y0 + v1x + v2x2 + v3x3 + ... trong đó: x - giá trị đầu vào; y0 - thành phần không đổi; v1 - hệ số tuyến tính khuếch đại; v2, v3... - hệ số biến dạng phi tuyến.

Trong hệ thống phi tuyến đặc tính chuyển giao các thành phần phổ phát sinh không có ở đầu vào - tích của phi tuyến. Khi một tín hiệu có tần số duy nhất f1 được đưa vào đầu vào của hệ thống như vậy, các thành phần có tần số f1, 2f1, 3f1, v.v. sẽ xuất hiện ở đầu ra. Nếu một tín hiệu bao gồm một số tần số f1, f2, f3, ... được cung cấp cho đầu vào, thì ở đầu ra của hệ thống, ngoài các thành phần hài, còn được gọi là “thành phần kết hợp” có tần số n1f1 ± n2f2 ± n3f3 ± ... cũng sẽ xuất hiện, trong đó n=1, 2, 3, ... Khi cung cấp âm thanh có phổ liên tục, cũng thu được phổ liên tục, nhưng có hình dạng thay đổi của đường bao phổ.

Độ méo phi tuyến thường được đánh giá bằng hệ số méo phi tuyến, là tỷ số giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài với giá trị hiệu dụng của tổng tín hiệu đầu ra và được đo bằng phần trăm. Ở đây An là biên độ của các thành phần có tần số nf. Công thức đơn giản hóa được đưa ra tiếp theo có giá trị trong trường hợp độ biến dạng nhỏ (K<=10%). Различают два типа нелинейности: степенную и нелинейность из-за ограничения амплитуды. Последняя делится на ограничение сверху и ограничение снизу (центральное). При первом виде ограничения искажаются только громкие сигналы, при втором - все сигналы, но более слабые искажаются сильнее, чем громкие. Нелинейность искажения гармонического вида и комбинационных частот ощущается как дребезжание, переходящее в хрипы при значительном искажении на высоких частотах. Нелинейные искажения в виде разностных комбинационных частот вызывают ощущение модуляции передачи. При сужении полосы частот нелинейные искажения становятся менее заметными. Линейные искажения изменяют амплитудные и фазовые соотношения между имеющимися спектральными компонентами сигнала и за счет этого искажают его временную структуру. Такие изменения воспринимаются как искажения тембра или «окрашивание» звука.
Trong quá trình truyền âm thanh, mối quan hệ cơ bản giữa các thành phần tần số của âm thanh phải được bảo toàn. Về vấn đề này, chất lượng của bất kỳ phần nào của kênh âm thanh được đánh giá bằng đặc tính biên độ-tần số (tần số viết tắt) của nó, thường được biểu thị bằng đáp ứng tần số viết tắt. Đáp ứng tần số được hiểu là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số truyền vào tần số của tín hiệu được cung cấp cho đầu vào của một phần kênh nhất định hoặc một thiết bị âm thanh riêng biệt. Hệ số truyền là tỷ số giữa cường độ tín hiệu ở đầu vào của bộ khuếch đại và đầu ra của nó.
Đáp ứng tần số của đường truyền (sự phụ thuộc tần số của hệ số truyền) làm thay đổi mối quan hệ giữa biên độ của các thành phần tần số. Điều này dẫn đến cảm giác chủ quan về sự thay đổi âm sắc. Một chỉ báo về mức độ méo tần số xảy ra ở bất kỳ thiết bị nào là sự không đồng đều của đặc tính biên độ-tần số của nó; một chỉ báo định lượng ở bất kỳ tần số cụ thể nào của phổ tín hiệu là hệ số méo tần số.

Các biến dạng phi tuyến được gây ra bởi tính phi tuyến của hệ thống xử lý và truyền tín hiệu. Những biến dạng này gây ra sự xuất hiện trong phổ tần số của tín hiệu đầu ra của các thành phần không có trong tín hiệu đầu vào. Biến dạng phi tuyến là những thay đổi về hình dạng của rung động truyền qua mạch điện (ví dụ: qua bộ khuếch đại hoặc máy biến áp), gây ra bởi sự vi phạm tỷ lệ giữa các giá trị điện áp tức thời ở đầu vào của mạch này và ở đầu ra của nó. Điều này xảy ra khi đặc tính điện áp đầu ra thay đổi phi tuyến với điện áp đầu vào. Biến dạng phi tuyến được định lượng bằng hệ số méo hài tổng hoặc hệ số méo hài. Giá trị SOI điển hình: 0% - hình sin; 3% - hình gần hình sin; 5% - hình gần giống hình sin (mắt đã nhìn thấy được độ lệch của hình dạng); lên tới 21% - tín hiệu hình thang hoặc bước; 43% là tín hiệu sóng vuông.

Một đặc điểm của biến dạng phi tuyến là sự biến dạng như vậy dạng tín hiệu trong đó các thành phần tần số mới xuất hiện trong phổ của nó.

Tính phi tuyến của bộ khuếch đại là do sự hiện diện của các phần tử phi tuyến trong nó (bóng bán dẫn, đèn, máy biến áp, điốt). Phần tử phi tuyến chứa các tham số phi tuyến (điện trở đầu vào của bóng bán dẫn, điốt, độ thấm từ động của vật liệu lõi máy biến áp).

Độ méo phi tuyến được đánh giá dựa trên đặc tính động, đó là mối quan hệ giữa các giá trị tức thời của dòng điện hoặc điện áp ở đầu ra và đầu vào của bộ khuếch đại. Đặc tính động được xác định cho các giới hạn lớn về biến đổi tín hiệu, dẫn đến việc đi vào vùng phụ thuộc phi tuyến giữa điện áp và dòng điện.

Các loại đặc tính động sau đây được phân biệt:

  • 1. Loại đặc tính động đầu ra
  • 2. Kiểu phản hồi động đầu vào
  • 3. Đặc tính động truyền qua của loại
  • 4. Đặc tính động từ đầu đến cuối của loại

Ở đây i 2 và u 2 là các giá trị tức thời của dòng điện và điện áp ở đầu ra, i 1 và u 1 là các giá trị tức thời của dòng điện và điện áp ở đầu vào, e 1 là emf của nguồn tín hiệu tại đầu vào của bộ khuếch đại.

Ví dụ, chúng ta hãy xem xét một đặc tính thông lượng điển hình, thường được sử dụng để tính toán các biến dạng phi tuyến (Hình 1.14, a).

Cơm. 1.14.

a) thực tế, b) lý tưởng

Đặc tính động tương ứng với việc không có biến dạng do bộ khuếch đại gây ra được thể hiện trong Hình 2. 1.14, A.

Khi đặc tính động lệch khỏi đặc tính tuyến tính, xảy ra hiện tượng biến dạng phi tuyến. Các biến dạng phi tuyến chính được tạo ra bởi các giai đoạn cuối và trước đầu cuối, các phần tử khuếch đại tích cực trong đó hoạt động ở chế độ tín hiệu lớn.

Phương pháp đánh giá định lượng độ biến dạng phi tuyến

Mức độ biến dạng phi tuyến có thể được xác định:

  • 1. trực tiếp theo hình dạng của đặc tính động;
  • 2. theo phổ của các biến dạng phi tuyến được tạo ra (sóng hài, tần số kết hợp).

Khi đánh giá độ méo phi tuyến bằng phương pháp đầu tiên được sử dụng trong truyền hình, độ lớn của độ méo được xác định bằng tỷ lệ thay đổi trung bình về độ dốc của đặc tính động xảy ra khi điện áp tín hiệu dao động trong phạm vi từ u 1 max đến u 1 min là giá trị ban đầu của độ dốc tại u 1 0 bằng tg, tương ứng với hệ số biến dạng phi tuyến

Điều này được minh họa bằng hình 1.15.

Cơm. 1.15.

Khi đánh giá độ biến dạng phi tuyến bằng phương pháp thứ hai, cần giả định rằng:

  • a) tín hiệu đầu vào là dao động điều hòa ổn định có tần số nhất định;
  • b) Tín hiệu đầu vào là các dao động tuần hoàn ở trạng thái ổn định có dạng phức.

Các trường hợp (a) và (b) khác nhau đáng kể cả về bản chất của các biến dạng phi tuyến sinh ra và về phương pháp tính toán và đo lường chúng.

Trong trường hợp (a), do tính phi tuyến của bộ khuếch đại, ngoài các dao động với tần số tín hiệu ở đầu vào còn hình thành các dao động điều hòa với tần số, v.v. Trong trường hợp này, độ lớn của biến dạng phi tuyến được xác định bởi hệ số hài K g, là tỷ số giữa tổng giá trị hiệu dụng của điện áp (hoặc dòng điện) của sóng hài với điện áp (hoặc dòng điện) của tần số cơ bản.

Thông thường, độ méo sóng hài được biểu thị bằng phần trăm như sau:

Rõ ràng, giá trị của Kg không thay đổi nếu thay vì các giá trị hiệu dụng của điện áp hoặc dòng điện, các giá trị biên độ của chúng được thay thế trong các biểu thức này. Với tính chất hoạt động hoàn toàn của điện trở tải của bộ khuếch đại, hệ số hài tìm được từ biểu thức (1.13) và (1.14) có cùng giá trị, vì điện áp và dòng điện của tất cả các sóng hài được kết nối với nhau bằng một giá trị điện trở không đổi. Với tính chất phức tạp của điện trở tải, các giá trị K g, được tìm thấy từ các biểu thức được chỉ ra, là khác nhau và nên sử dụng (1.13) hoặc (1.14), tùy thuộc vào ý nghĩa quan trọng trong trường hợp đang xem xét - phi tuyến biến dạng điện áp hoặc dòng điện.

Trong mọi trường hợp, độ méo hài có thể được biểu thị bằng tỷ số giữa công suất hài tổng và công suất tần số cơ bản, tức là.

Giá trị cho phép của hệ số hài đối với bộ khuếch đại tần số âm thanh, tùy thuộc vào chất lượng của đường phát lại tương ứng, nằm trong khoảng từ 0,1% đến (3...5)%. Các yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt liên quan đến biến dạng phi tuyến được áp dụng cho các bộ khuếch đại của thiết bị đo (Kg theo thứ tự phần trăm và phần nghìn phần trăm). Trong bộ khuếch đại truyền hình, biến dạng phi tuyến dẫn đến thay đổi tỷ lệ độ sáng có thể đáng kể (Kg = 10... 15%), mà không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hình ảnh. Điều tương tự cũng áp dụng cho các bộ khuếch đại xung, cũng sử dụng giới hạn tín hiệu ở mức tối đa trong một số trường hợp.

Bạn biết đấy, tôi thực sự muốn nghe nhạc với chất lượng tốt. “Balalaikas” với âm thanh bằng gỗ dán chỉ có thể được biểu diễn ở lứa tuổi tiểu học, mặc dù chú gấu đi trên tai bất kể lứa tuổi nào. Tôi nghĩ rằng hầu hết những người mở bài viết này đều từng quan tâm đến loa và bộ khuếch đại, chiếc cốc này cũng chưa qua mặt tôi. Rất tiếc, tôi không phải là người chuyên nghiệp trong lĩnh vực này nên những nhận định trong bài viết có thể không thành công lắm và một phần quan trọng trong số đó là quan sát cá nhân của tôi, và do đó bạn không nên coi những gì được nói ở đây là sự thật cuối cùng.

Đèn, đồng không có oxy và hơn thế nữa

Những người yêu thích âm học được chia thành hai (đúng hơn là ba) loại - kỹ thuật viên và “người nghe”. Người đầu tiên chỉ hiểu những con số, người thứ hai không chấp nhận các bài tập số và bay bổng trên mây ý kiến ​​chủ quan... Tôi không có gì chống lại thứ nhất và thứ hai, nó chỉ là ngu ngốc. Các vấn đề về tái tạo âm thanh có những giải thích kỹ thuật rất cụ thể và chỉ việc không thể hiểu chúng mới làm nảy sinh những tin đồn và mê tín. Tuy nhiên, để không chọc tức những đại diện nhiệt thành của loại thứ hai, tôi yêu cầu họ đóng ngay bài viết này - nó sẽ chỉ làm bạn căng thẳng. Tội lỗi, bạn không nên can thiệp vào sự quan phòng của Thiên Chúa.

Đối với phần còn lại chúng tôi sẽ tiếp tục. Ồ vâng, tôi đã bỏ lỡ loại thứ ba. Than ôi, chưa có bài viết nào về khả năng tái tạo chất lượng cao và việc tuyên truyền “âm thanh ống” không ngừng nghỉ, dẫn đến việc bổ sung liên tục các chuyên gia thuộc loại thứ ba. Các quý ông, hãy thường xuyên giũ sợi mì ra khỏi tai hơn, đây từ lâu đã là một nghề “kiếm tiền” theo cách nói của những doanh nhân như vậy. Đưa ra quyết định của riêng bạn. Và đừng tin ai cả, đặc biệt là tôi.

Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng âm thanh

Hãy thử tìm hiểu xem điều gì ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh. Chính xác hơn, những gì làm hỏng nó. Bài viết này sẽ tập trung vào bộ khuếch đại nên chúng tôi sẽ không tính đến các yếu tố phù du.

Muốn âm thanh tự nhiên? Chỉ có một cách - đi đến một buổi hòa nhạc acoustic. Một hội trường tốt, những người biểu diễn xuất sắc - đây là điều duy nhất có thể định hình được thính giác của bạn. Khi nghe âm thanh chính xác, bạn có thể hiểu chúng ta đang bị lừa bởi những chiếc “balalaikas” này đến mức nào. Tuy nhiên... nhưng không, xin lỗi, tôi nhắc lại - đi đến một buổi hòa nhạc bình thường. Nếu không có điều này, bạn không thể học cách hiểu âm thanh; bộ não đơn giản là không có gì có thể so sánh được.

Nhưng tôi không phải là ca sĩ nên hãy chuyển thẳng sang kỹ thuật. Có nhiều cách để làm hỏng âm thanh và việc bỏ qua bất kỳ chi tiết nhỏ nào sẽ dẫn đến sự thất bại. Đó là lý do tại sao bạn không thể chỉ ngồi hàn một bộ khuếch đại thông thường (ngay cả khi đó là một thiết bị thực sự chất lượng cao) - các vấn đề lần lượt được giải quyết và con đường dẫn đến âm thanh chất lượng cao còn rất dài và quanh co. Chúng ta hãy cố gắng hiểu những quan niệm sai lầm và chủ nghĩa lệch lạc chính, từ quan điểm kỹ thuật

Thông thường, "rắc rối" có thể được chia thành các nhóm sau:
1. Biến dạng tín hiệu trong bộ khuếch đại.
2. Kết nối để tải.
3. Tác dụng của tải trọng.
4. Trở kháng của bộ khuếch đại và hiệu suất của loa.

Có những loại đi theo nhóm và họ có những sắc thái riêng nên cuộc trò chuyện sẽ kéo dài, hãy thoải mái, hãy bắt đầu.

Biến dạng tín hiệu khuếch đại

Biến dạng có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến. Đầu tiên chỉ đơn giản là sự thay đổi phổ tần số của tín hiệu mà không làm biến dạng hình dạng của nó, tức là tăng hoặc giảm tầm thường ở một số dải tần. Trên thực tế, ngay cả việc thay đổi phổ cũng làm thay đổi hình dạng của tín hiệu, do đó định nghĩa này không hoàn toàn chính xác. Biến dạng phi tuyến là sự đưa vào tín hiệu của một thứ gì đó ban đầu không có ở đó, làm mở rộng phổ của nó. Bạn không phải lo lắng về biến dạng tuyến tính; không có vấn đề cụ thể nào với điều này trong bộ khuếch đại, nhưng biến dạng phi tuyến tạo ra khó khăn và rõ ràng làm hỏng cảm nhận về hình ảnh âm thanh.

Các loại biến dạng:
1. Biến dạng phi tuyến.
2. Giới hạn cấp độ.
3. Điều chế xuyên.
4. Chuyển mạch.
5. Năng động.
6. Tự kích thích.

biến dạng phi tuyến

Tín hiệu âm thanh đi qua bộ khuếch đại, tăng biên độ và bị méo. Không có gì là hoàn hảo; tín hiệu hữu ích nhất thiết phải chứa thứ gì đó không có trong đó - tiếng ồn, méo tiếng, nhiễu từ nguồn điện và các chất có hại khác ảnh hưởng đến cảm nhận chất lượng của âm thanh. Tuy nhiên - bây giờ hãy nói về những điều riêng tư.

Biến dạng phi tuyến - tăng phổ của tín hiệu gốc bằng cách thêm sóng hài. Nếu chúng ta lấy tín hiệu hình sin thuần túy có tần số F thì sau khi đi qua bộ khuếch đại, phổ tín hiệu, ngoài sóng hài cơ bản F, sẽ chứa các thành phần K*F, trong đó K = 2, 3, 4, 5...

Bất đối xứng

Theo loại, sóng hài được chia thành chẵn và lẻ. Những cái đầu tiên xảy ra khi có sự bất đối xứng tín hiệu. Có những tin đồn dai dẳng rằng chúng ít được chú ý hơn những sóng hài lẻ... nhưng các tài liệu hướng dẫn của thế kỷ trước đưa ra những hướng dẫn rất rõ ràng - trước tiên hãy xử lý các sóng hài chẵn, thậm chí gây bất lợi cho sự phát triển của một số sóng hài lẻ. Sự bất đối xứng vốn có trong tất cả các phần tử của mạch khuếch đại, ngoại trừ việc ở giai đoạn đầu ra, điều này không quá quan trọng, vì vậy vấn đề về hài âm chẵn vẫn tồn tại cho đến ngày nay, rất nghiêm trọng.

Bài viết sẽ sử dụng mô phỏng bằng chương trình PSPICE, chương trình này đã chứng minh độ tin cậy của các tính toán được thực hiện. Đã có trường hợp các phép tính trong chương trình này cho kết quả “lạ” và muốn đổ lỗi cho các lỗi bên trong, nhưng sau khi phát hiện ra kết quả “lạ” tương tự trong một mạch hàn, bạn vô tình có được sự tin tưởng và tôn trọng đối với các nhà phát triển của chương trình. trình mô phỏng này. Vì vậy, tôi xin lỗi, nhưng tôi tin vào chương trình này. Nếu bạn có ý kiến ​​khác thì xin lỗi nhé.

Trừ khi có ghi chú khác, trong tất cả các mạch, nguồn sẽ là sóng hình sin 1 KHz với biên độ 1 volt (cực đại).

Vì vậy, biến dạng phi tuyến. Khi xảy ra hiện tượng bất đối xứng tín hiệu, thậm chí cả sóng hài cũng xuất hiện.

Sơ đồ mô phỏng:

Sự bất đối xứng trong mạch đạt được bằng cách lắp đặt một diode Schottky. Dòng điều khiển “A” được lấy bởi bộ chia R3, R4, đưa mức tín hiệu về biên độ gần với đầu ra thử nghiệm “B”.

Trên tất cả các biểu đồ trong phần này, màu xanh lá cây – tín hiệu mô phỏng; màu đỏ - mẫu mực, với biên độ giảm nhẹ.

Dạng sóng:

Nếu ở phần dưới, các đường màu đỏ và xanh lá cây gần như trùng nhau, thì ở phần trên, ảnh hưởng của diode bắt đầu ảnh hưởng đến chính nó và tín hiệu bị méo vượt trội hơn nhiều so với tín hiệu tham chiếu. Nghĩa là, nửa sóng dương (trên mức 0 V) ​​và nửa sóng âm không giống nhau, có dấu hiệu bất đối xứng rõ ràng.

Phổ của tín hiệu tham chiếu (màu đỏ) chỉ có một đỉnh ở tần số 1 kHz, còn đối với mạch mô phỏng (màu xanh lá cây) có lược rõ ràng với cực đại ở các tần số 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz ...

Hãy đi vào chi tiết hơn một chút. Đỉnh đầu tiên ở tần số 1 kHz gần giống như đối với tín hiệu tham chiếu - tín hiệu cơ bản trong cả hai trường hợp có biên độ xấp xỉ bằng nhau. Chà, điều này có thể được nhìn thấy một cách trực quan, chúng có bề ngoài tương tự nhau... nếu bạn bỏ qua những chi tiết tinh tế dẫn đến một loạt các hòa âm. Trong tín hiệu tham chiếu chỉ có sóng hài đầu tiên và trong mạch mô phỏng - từ sóng hài thứ nhất đến sóng hài thứ mười (trên thực tế, phổ vượt quá 10 kHz), có nghĩa là sự hiện diện trong mạch của một phần tử phi tuyến tạo ra một tần số lớn phổ sóng hài. Nhưng đó là sự thật, trong mạch có một diode bán dẫn.

Bạn có thể bối rối bởi cách trình bày thông tin trong chương trình. Thông thường, khi biểu diễn một quang phổ, họ vẽ các “cột” có chiều cao thay đổi. Chương trình PSPICE tính toán điện áp và dòng điện trong tất cả các nút mạch trong toàn bộ thời gian thử nghiệm, thường có độ lệch thời gian thay đổi. Sau đó, chuỗi thời gian được chuyển đổi thành chuỗi tần số bằng phương pháp FFT (Biến đổi Fourier nhanh). Độ rời rạc của phép tính điểm theo thời gian càng nhỏ thì độ chính xác của việc dịch sang miền thời gian càng cao và phân tích càng chính xác. Khoản thanh toán cho việc này là thời gian hoạt động của trình mô phỏng.

Kể từ khi phát hành chương trình, máy tính đã trở nên nhanh hơn nhưng nhu cầu cũng ngày càng tăng, do đó, việc mô phỏng nên được thực hiện theo hai giai đoạn - lúc đầu không chính xác lắm nhưng nhanh chóng, sau đó phải giảm độ lệch thời gian để thu được kết quả đầy đủ hơn . Ví dụ: hãy lặp lại thử nghiệm để có độ chính xác bình thường (biểu đồ màu xanh lam) và với giới hạn ở bước tối đa dọc theo trục thời gian (biểu đồ màu xanh lục):

Cả hai biểu đồ đều có cùng ý nghĩa, nhưng biểu đồ thời gian tính toán dài hơn (màu xanh lá cây) rõ ràng là chính xác hơn.

Bây giờ là sơ đồ của mạch đối xứng và phi tuyến:

Để mô phỏng một mạch phi tuyến nhưng đối xứng nghiêm ngặt, mạch sử dụng hai điốt Schottky - mỗi điốt cho nửa sóng dương và nửa sóng âm.

Dạng sóng:

Dạng sóng điện áp trong mạch mô phỏng có tính đối xứng và gần giống với tín hiệu tham chiếu.

Hãy xem thử nghiệm trước - nếu có các đỉnh ở tần số 1, 2, 3... 10 kHz thì bây giờ thậm chí không có sóng hài.

Giới hạn cấp độ

Loại phi tuyến này là do sự vi phạm tính đơn điệu của tín hiệu. Trong đó có hai trường hợp:

  • Bước chân.
  • Độ bão hòa.

Biến dạng của loại "bước" là đặc điểm của bộ khuếch đại loại B (hoặc AB) - khi mức tín hiệu giảm, hệ số truyền giảm và tín hiệu đơn giản biến mất. Cơ chế xuất hiện của nó sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở nửa sau của bài viết.

Độ bão hòa - có thể được gây ra bởi giới hạn, ở mức tín hiệu rất cao hoặc do hoạt động bảo vệ dòng điện hoặc nguồn điện trong bộ khuếch đại.

Bước chân

Kiểu biến dạng này là đặc trưng của các mạch có độ lệch không đủ dựa trên bóng bán dẫn điều khiển, vì vậy để mô phỏng, bạn có thể sử dụng một cặp điốt silicon, 1N4148 khá phù hợp.

Dạng sóng:

Xin lưu ý rằng khi đồ thị màu xanh lá cây đi qua 0 volt, sẽ không có tín hiệu nào đi qua trong một thời gian. Nếu trên biểu đồ màu đỏ (ví dụ) có sự thay đổi mức đơn điệu thì điện áp trên mạch mô phỏng sẽ bằng 0. Mức tín hiệu càng thấp thì loại biến dạng này càng biểu hiện nhiều, cho đến khi tín hiệu hữu ích ở đầu ra biến mất hoàn toàn. Do đó, bộ khuếch đại phải được kiểm tra không chỉ ở mức tín hiệu danh định mà còn ở mức giảm đáng kể. Nếu không, rất dễ rơi vào bẫy của loại biến dạng này - khi mức tín hiệu giảm, độ méo sóng hài sẽ tăng lên một cách thảm khốc.

Các biến dạng là đối xứng, do đó thậm chí không có sóng hài trong quang phổ.

Độ bão hòa

Giới hạn mức độ bão hòa. Một trường hợp khá điển hình: họ muốn âm thanh to hơn và “thở khò khè”. Nếu các mạch điều khiển cung cấp giới hạn mức “mềm” thì loại biến dạng sẽ khác với các bộ khuếch đại không có lớp bảo vệ như vậy. Nhưng bây giờ, chúng ta hãy cùng xem xét vấn đề mà không đi sâu vào các sắc thái. Để mô phỏng, cùng một cặp điốt 1N4148 là phù hợp nhưng ở một kết nối khác.

Dạng sóng:

Nếu, ở mức tín hiệu thấp, cả hai đồ thị trùng nhau, thì việc đạt đến điện áp 0,5 volt được đặc trưng bởi sự dừng tăng trưởng của đồ thị màu xanh lá cây, nghĩa là sẽ có giới hạn mức.

Hình ảnh tương tự như trường hợp “bước”. Trong cả hai tùy chọn, sóng hài xuất hiện, chỉ có bản chất hình thức của chúng thay đổi:

  • Đối với một “bước”, mức độ méo tín hiệu tăng khi mức tín hiệu giảm.
  • "Độ bão hòa" có kiểu ngược lại - ở mức tín hiệu thấp hoặc bình thường, mạch không gây ra biến dạng và chỉ ở mức cao, các hiện tượng tiêu cực mới bắt đầu ảnh hưởng đến nó.

Khiếm khuyết bão hòa vốn có ở tất cả các bộ khuếch đại và được xử lý bằng chế độ “giới hạn mềm” hoặc bằng bộ điều khiển khuếch đại bổ sung, giúp giảm âm lượng khi phát hiện vấn đề với mức tín hiệu quá mức.

Biến dạng trong bộ khuếch đại

Bộ khuếch đại tuyến tính lý tưởng sẽ cung cấp khả năng khuếch đại tín hiệu đầu vào mà không cần khuếch đại dạng sóng đầu vào. Trong các bộ khuếch đại thực, luôn có sự khác biệt giữa hình dạng tín hiệu đầu ra và đầu vào. Bất kỳ độ lệch nào của dạng sóng đầu ra so với dạng sóng đầu vào đều được gọi là méo. Phân loại của họ được thể hiện trong hình. số 8. .

Biến dạng phi tuyến có liên quan đến đặc tính dòng điện-điện áp phi tuyến của các phần tử hoạt động. Các biến dạng phi tuyến được định lượng bằng hệ số biến dạng phi tuyến (THD). ,

trong đó U 2m1 là biên độ hài thứ nhất của điện áp đầu ra, U 2m2 ... biên độ hài thứ hai và các hài cao hơn khác của điện áp đầu ra

Biến dạng tuyến tính xảy ra do sự phụ thuộc của đáp ứng tần số của mức tăng vào tần số. Biến dạng tần số xảy ra do sự thay đổi của mức tăng. Một bộ khuếch đại không bị biến dạng lý tưởng phải có mức tăng không đổi. Không có biến dạng trong bộ khuếch đại này. Chúng tôi giả sử rằng đầu vào bị ảnh hưởng bởi tín hiệu gồm hai thành phần ω 0 và 2ω 0 . Do mức tăng thay đổi nên tín hiệu đầu vào có tần số 2ω 0 . sẽ được khuếch đại một số lần nhỏ hơn thành phần ω 0 . Và do đó tổng của các tín hiệu này sẽ có hình dạng khác với hình dạng của tổng các tín hiệu đầu vào. Biến dạng tần số được đánh giá định lượng bằng hệ số tần số biến dạng, trong đó đề cập đến sự không đồng đều của mức tăng

Nhờ các chuỗi bán lẻ và cửa hàng trực tuyến, sự đa dạng của thiết bị âm thanh được rao bán vượt xa mọi giới hạn hợp lý. Làm cách nào để chọn một thiết bị đáp ứng nhu cầu chất lượng của bạn mà không phải trả quá nhiều?
Nếu bạn không phải là một audiophile và việc lựa chọn thiết bị không phải là ý nghĩa cuộc sống đối với bạn, thì cách dễ nhất là tự tin điều hướng các đặc tính kỹ thuật của thiết bị khuếch đại âm thanh và học cách trích xuất thông tin hữu ích giữa dòng hộ chiếu và hướng dẫn, chỉ trích những lời hứa hào phóng. Nếu bạn cảm thấy không có sự khác biệt giữa dB và dBm, công suất định mức Nếu bạn không khác với PMPO và cuối cùng muốn tìm hiểu THD là gì, bạn cũng có thể tìm thấy điều gì đó thú vị dưới phần cắt.

Tóm tắt bài viết

Nhận được. Tại sao chúng ta cần logarit và decibel là gì?
Âm lượng. Sự khác biệt giữa dB và dBm là gì?
Phân chia và chinh phục - chúng tôi phân tách tín hiệu thành quang phổ.
Biến dạng tuyến tính và băng thông.
Biến dạng phi tuyến. KNI, KGI, TDH.
Đặc tính biên độ. Rất ngắn gọn về tiếng ồn và nhiễu.
ULF và tiêu chuẩn công suất đầu ra âm thanh.
Thực tiễn là tiêu chuẩn tốt nhất của sự thật. Tháo gỡ với trung tâm âm thanh.
Một ấm nhựa đường trong lọ mật ong.

Tôi hy vọng rằng tài liệu trong bài viết này sẽ hữu ích cho việc hiểu bài tiếp theo, có chủ đề phức tạp hơn nhiều - “Sự biến dạng và phản hồi chéo, là một trong những nguồn của họ”.

Nhận được. Tại sao chúng ta cần logarit và decibel là gì?

Một trong những thông số chính của bộ khuếch đại là mức tăng - tỷ lệ giữa tham số đầu ra của bộ khuếch đại với tham số đầu vào. Tùy thuộc vào mục đích chức năng của bộ khuếch đại, các hệ số khuếch đại được phân biệt theo điện áp, dòng điện hoặc công suất:

Tăng điện áp

Lợi ích hiện tại

Tăng sức mạnh

Độ lợi ULF có thể rất lớn; độ lợi của bộ khuếch đại hoạt động và đường truyền vô tuyến của các thiết bị khác nhau được biểu thị bằng các giá trị thậm chí còn lớn hơn. Các số có số lượng lớn số 0 không thuận tiện khi vận hành, thậm chí còn khó hiển thị trên biểu đồ các loại phụ thuộc khác nhau có các giá trị khác nhau từ một nghìn lần trở lên. Một cách thuận tiện là trình bày các giá trị theo thang logarit. Trong âm học, điều này thuận tiện gấp đôi vì tai có độ nhạy gần bằng logarit.
Do đó, mức tăng thường được biểu thị bằng đơn vị logarit - decibel (ký hiệu tiếng Nga: dB; quốc tế: dB)

dB ban đầu được sử dụng để ước tính tỷ số công suất, do đó giá trị biểu thị bằng dB giả định logarit của tỷ số giữa hai công suất và mức tăng công suất được tính theo công thức:

Tình hình hơi khác một chút với các đại lượng “phi năng lượng”. Ví dụ: hãy lấy dòng điện và biểu diễn công suất qua nó bằng cách sử dụng định luật Ohm:

thì giá trị tính bằng decibel qua dòng điện sẽ bằng biểu thức sau:

Điều tương tự cũng xảy ra với điện áp. Kết quả là chúng ta thu được các công thức sau để tính hệ số khuếch đại:

Mức tăng hiện tại tính bằng dB:

Tăng điện áp tính bằng dB:

Âm lượng. Sự khác biệt giữa dB và dBm là gì?

Trong âm học, “mức cường độ” hay đơn giản là âm lượng L cũng được đo bằng decibel và thông số này không phải là tuyệt đối mà là tương đối! Điều này là do việc so sánh được thực hiện với ngưỡng tối thiểu để nghe thấy âm thanh dao động điều hòa của tai người - biên độ áp suất âm thanh là 20 μPa. Vì cường độ âm tỷ lệ với bình phương áp suất âm nên chúng ta có thể viết:

ở đâu không phải là dòng điện mà là cường độ áp suất âm thanh có tần số 1 kHz, gần tương ứng với ngưỡng nghe được của con người.

Như vậy, khi ta nói âm lượng của âm thanh là 20 dB thì có nghĩa là cường độ sóng âm đó cao gấp 100 lần ngưỡng nghe của con người.
Ngoài ra, giá trị tuyệt đối của phép đo công suất cực kỳ phổ biến trong kỹ thuật vô tuyến. dBm(dBm tiếng Nga), được đo tương ứng với công suất 1 mW. Công suất được xác định ở mức tải định mức (đối với thiết bị chuyên nghiệp - thường là 10 kOhm đối với tần số dưới 10 MHz, đối với thiết bị tần số vô tuyến - 50 Ohm hoặc 75 Ohm). Ví dụ: “công suất đầu ra của tầng khuếch đại là 13 dBm” (nghĩa là công suất giải phóng ở tải định mức cho tầng khuếch đại này là khoảng 20 mW).

Phân chia và chinh phục - chúng tôi phân tách tín hiệu thành quang phổ.

Đã đến lúc chuyển sang một chủ đề phức tạp hơn - đánh giá độ méo tín hiệu. Đầu tiên, chúng ta phải giới thiệu ngắn gọn và nói về quang phổ. Thực tế là trong kỹ thuật âm thanh và hơn thế nữa, người ta thường hoạt động với tín hiệu hình sin. Chúng thường được tìm thấy ở thế giới xung quanh, vì một số lượng lớn âm thanh được tạo ra bởi sự rung động của một số vật thể nhất định. Ngoài ra, cấu trúc của hệ thống thính giác của con người hoàn toàn thích nghi để nhận biết các dao động hình sin.
Bất kỳ dao động hình sin nào cũng có thể được mô tả bằng công thức:

trong đó độ dài của vectơ, biên độ của dao động, là góc (pha) ban đầu của vectơ tại thời điểm 0, là vận tốc góc, bằng:

Điều quan trọng là bằng cách sử dụng tổng các tín hiệu hình sin có biên độ, tần số và pha khác nhau, có thể mô tả các tín hiệu lặp lại định kỳ ở bất kỳ hình dạng nào. Các tín hiệu có tần số khác với tần số cơ bản một số nguyên lần được gọi là sóng hài của tần số ban đầu. Đối với tín hiệu có tần số cơ bản f, tín hiệu có tần số

sẽ có các sóng hài đều và các tín hiệu

hòa âm lẻ

Hãy vẽ đồ thị tín hiệu răng cưa cho rõ ràng.

Để biểu diễn chính xác nó thông qua các sóng hài sẽ cần vô số thuật ngữ.
Trong thực tế, một số sóng hài có biên độ lớn nhất được sử dụng để phân tích tín hiệu. Bạn có thể thấy rõ quá trình xây dựng tín hiệu răng cưa từ sóng hài trong hình bên dưới.

Và đây là cách hình thành một khúc quanh, chính xác đến hài âm thứ năm mươi...

Bạn có thể đọc thêm về sóng hài trong bài viết tuyệt vời habrahabr.ru/post/219337 của người dùng dlinyj, nhưng đã đến lúc chúng ta cuối cùng phải chuyển sang phần biến dạng.
Phương pháp đơn giản nhất để đánh giá độ méo tín hiệu là áp dụng một hoặc một số tín hiệu hài vào đầu vào bộ khuếch đại và phân tích các tín hiệu hài quan sát được ở đầu ra.
Nếu đầu ra của bộ khuếch đại chứa các tín hiệu có cùng sóng hài với đầu vào thì độ méo được coi là tuyến tính vì nó dẫn đến sự thay đổi về biên độ và pha của tín hiệu đầu vào.
Biến dạng phi tuyến thêm các sóng hài mới vào tín hiệu, dẫn đến biến dạng hình dạng tín hiệu đầu vào.

Biến dạng tuyến tính và băng thông.

Nhận được ĐẾN Bộ khuếch đại lý tưởng không phụ thuộc vào tần số, nhưng trong thực tế, điều này không xảy ra. Sự phụ thuộc của biên độ vào tần số được gọi là đáp ứng biên độ-tần số - đáp ứng tần số và thường được mô tả dưới dạng biểu đồ, trong đó mức tăng điện áp được vẽ theo chiều dọc và tần số theo chiều ngang. Hãy để chúng tôi vẽ đáp ứng tần số của một bộ khuếch đại điển hình.

Đáp ứng tần số được đo bằng cách áp dụng tuần tự các tín hiệu có tần số khác nhau ở một mức nhất định vào đầu vào của bộ khuếch đại và đo mức tín hiệu ở đầu ra.
Dải tần số ∆F, trong đó công suất khuếch đại giảm không quá hai lần so với giá trị cực đại được gọi là băng thông khuếch đại.

Tuy nhiên, đồ thị thường biểu thị mức tăng theo điện áp hơn là theo công suất. Nếu chúng ta biểu thị mức tăng điện áp tối đa là , thì trong phạm vi băng thông, hệ số không được giảm thấp hơn:

Các giá trị tần số và mức tín hiệu mà ULF hoạt động có thể thay đổi rất đáng kể, do đó đáp ứng tần số thường được vẽ theo tọa độ logarit, đôi khi được gọi là LFC.

Độ lợi của bộ khuếch đại được biểu thị bằng decibel và tần số được vẽ trên trục hoành thông qua thập kỷ(khoảng tần số khác nhau mười lần). Có đúng là bằng cách này, biểu đồ trông không chỉ đẹp hơn mà còn có nhiều thông tin hơn không?
Bộ khuếch đại không chỉ khuếch đại không đều các tín hiệu có tần số khác nhau mà còn dịch chuyển pha của tín hiệu theo các giá trị khác nhau, tùy thuộc vào tần số của nó. Sự phụ thuộc này được phản ánh bởi đặc tính tần số pha của bộ khuếch đại.

Khi khuếch đại các dao động chỉ có một tần số, điều này dường như không đáng sợ, nhưng đối với các tín hiệu phức tạp hơn, nó dẫn đến sự biến dạng đáng kể về hình dạng, mặc dù nó không tạo ra các sóng hài mới. Hình ảnh dưới đây cho thấy tín hiệu tần số kép bị méo như thế nào.

Biến dạng phi tuyến. KNI, KGI, TDH.


Biến dạng phi tuyến thêm các sóng hài không tồn tại trước đây vào tín hiệu và kết quả là làm thay đổi dạng sóng ban đầu. Có lẽ ví dụ rõ ràng nhất về sự biến dạng như vậy là giới hạn biên độ của tín hiệu hình sin, được hiển thị bên dưới.

Biểu đồ bên trái hiển thị các biến dạng gây ra bởi sự hiện diện của một sóng hài chẵn bổ sung của tín hiệu - giới hạn biên độ của một trong các nửa sóng của tín hiệu. Tín hiệu hình sin ban đầu có số 1, dao động điều hòa thứ hai là 2 và tín hiệu bị méo là 3. Hình bên phải hiển thị kết quả của sóng hài thứ ba - tín hiệu bị “cắt” ở cả hai phía.

Vào thời Xô Viết, người ta thường biểu thị độ méo phi tuyến của bộ khuếch đại bằng cách sử dụng hệ số méo hài THD. Nó được xác định như sau: tín hiệu có tần số nhất định, thường là 1000 Hz, được cung cấp cho đầu vào của bộ khuếch đại. Sau đó, mức độ của tất cả các sóng hài của tín hiệu đầu ra đã được tính toán. THD được coi là tỷ số giữa điện áp rms của tổng các sóng hài cao hơn của tín hiệu, ngoại trừ sóng hài đầu tiên, với điện áp của sóng hài thứ nhất - tần số có tần số bằng tần số của tín hiệu hình sin đầu vào .

Một tham số ngoại lai tương tự được gọi là méo hài tổng đối với tần số cơ bản.

Hệ số méo hài (THD hoặc )

Kỹ thuật này sẽ chỉ hoạt động nếu tín hiệu đầu vào lý tưởng và chỉ chứa sóng hài cơ bản. Điều kiện này không phải lúc nào cũng được đáp ứng, do đó, trong thực tiễn quốc tế hiện đại, một thông số khác để đánh giá mức độ biến dạng phi tuyến - SOI - đã trở nên phổ biến hơn nhiều.

Tương tự nước ngoài là tổng biến dạng hài hòa cho bình phương trung bình gốc.

Tổng độ méo hài (THD hoặc )

SOI là giá trị bằng tỷ lệ giữa tổng bình phương trung bình gốc của các thành phần phổ của tín hiệu đầu ra không có trong phổ của tín hiệu đầu vào với tổng bình phương trung bình gốc của tất cả các thành phần phổ của tín hiệu đầu vào .
Cả THD và THI đều là những giá trị tương đối được đo bằng phần trăm.
Giá trị của các tham số này có liên quan bởi mối quan hệ:

Đối với dạng sóng đơn giản, mức độ biến dạng có thể được tính toán bằng phương pháp phân tích. Dưới đây là các giá trị THD cho các tín hiệu phổ biến nhất trong công nghệ âm thanh (giá trị THD được ghi trong ngoặc đơn).

0% (0%) - dạng sóng là sóng hình sin lý tưởng.
3% (3%) - hình dạng tín hiệu khác với hình sin, nhưng mắt thường không nhìn thấy được sự biến dạng.
5% (5%) - độ lệch của dạng tín hiệu so với dạng hình sin, có thể nhận thấy bằng mắt trên biểu đồ dao động.
10% (10%) - mức độ méo tiêu chuẩn mà tại đó công suất thực (RMS) của UMZCH được xem xét, có thể nhận thấy bằng tai.
12% (12%) là tín hiệu tam giác đối xứng hoàn hảo.
21% (22%) là tín hiệu hình thang hoặc bước “điển hình”. 43% (48%) - tín hiệu hình chữ nhật đối xứng hoàn hảo (uốn khúc).
63% (80%) là tín hiệu răng cưa lý tưởng.

Thậm chí hai mươi năm trước, các thiết bị phức tạp, đắt tiền đã được sử dụng để đo độ méo sóng hài của đường dẫn tần số thấp. Một trong số chúng SK6-13 được hiển thị trong hình bên dưới.

Ngày nay, công việc này được xử lý tốt hơn nhiều nhờ một card âm thanh ngoài của máy tính kèm theo một bộ phần mềm chuyên dụng, tổng chi phí không vượt quá 500USD.


Phổ tín hiệu ở đầu vào card âm thanh khi kiểm tra bộ khuếch đại tần số thấp.

Đặc tính biên độ. Rất ngắn gọn về tiếng ồn và nhiễu.

Sự phụ thuộc của điện áp đầu ra của bộ khuếch đại vào đầu vào của nó, ở tần số tín hiệu cố định (thường là 1000 Hz), được gọi là đặc tính biên độ.
Đặc tính biên độ của một bộ khuếch đại lý tưởng là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ, vì độ lợi của nó là một giá trị không đổi ở bất kỳ điện áp đầu vào nào.
Có ít nhất ba phần khác nhau trong đáp ứng biên độ của bộ khuếch đại thực. Ở phần dưới, nó không đạt đến 0, vì bộ khuếch đại có nhiễu riêng, ở mức âm lượng thấp sẽ trở nên tương xứng với biên độ của tín hiệu hữu ích.

Ở phần giữa (AB) đặc tính biên độ gần tuyến tính. Đây là khu vực làm việc, trong giới hạn của nó, độ méo hình dạng tín hiệu sẽ ở mức tối thiểu.
Ở phần trên của đồ thị, đặc tính biên độ cũng bị uốn cong, nguyên nhân là do hạn chế về công suất đầu ra của bộ khuếch đại.
Nếu biên độ của tín hiệu đầu vào sao cho bộ khuếch đại hoạt động trên các phần cong thì tín hiệu đầu ra sẽ xuất hiện các biến dạng phi tuyến. Độ phi tuyến càng lớn thì điện áp hình sin của tín hiệu càng bị méo, tức là Các dao động mới (sóng hài cao hơn) xuất hiện ở đầu ra của bộ khuếch đại.

Tiếng ồn trong bộ khuếch đại có nhiều loại khác nhau và do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra.

Tiếng ồn trắng.

Nhiễu trắng là tín hiệu có mật độ phổ đồng đều ở mọi tần số. Trong dải tần hoạt động của bộ khuếch đại tần số thấp, một ví dụ về nhiễu như vậy có thể được coi là nhiễu nhiệt, gây ra bởi chuyển động hỗn loạn của các electron. Phổ của tiếng ồn này đồng đều trên một dải tần số rất rộng.

Tiếng ồn màu hồng.

Tiếng ồn hồng còn được gọi là tiếng ồn nhấp nháy. Mật độ phổ công suất của nhiễu hồng tỷ lệ thuận với tỷ lệ 1/f (mật độ tỷ lệ nghịch với tần số), nghĩa là nó giảm đều trên thang tần số logarit. Tiếng ồn hồng được tạo ra bởi cả linh kiện điện tử thụ động và chủ động, và các nhà khoa học vẫn đang tranh cãi về bản chất nguồn gốc của nó.

Bối cảnh từ các nguồn bên ngoài.

Một trong những nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn là nền gây ra từ các nguồn bên ngoài, ví dụ như từ nguồn điện xoay chiều 50 Hz. Nó có sóng hài cơ bản là 50 Hz và bội số của nó.

Tự kích thích.

Việc tự kích thích của các tầng khuếch đại riêng lẻ có thể tạo ra nhiễu, thường có tần số nhất định.

ULF và tiêu chuẩn công suất đầu ra âm thanh

Công suất định mức

Tương tự phương Tây RMS(Root Mean Squared - giá trị bình phương trung bình gốc) Ở Liên Xô, nó được GOST 23262-88 định nghĩa là giá trị trung bình của năng lượng điện được cung cấp của tín hiệu hình sin có tần số 1000 Hz, gây ra biến dạng phi tuyến của tín hiệu không vượt quá giá trị quy định của tổng độ méo sóng hài (THD). Được chỉ định cho cả loa và bộ khuếch đại. Thông thường, công suất chỉ định đã được điều chỉnh theo yêu cầu GOST đối với cấp độ phức tạp của thiết kế, với sự kết hợp tốt nhất của các đặc tính đo được. Đối với các loại thiết bị khác nhau, SOI có thể thay đổi rất đáng kể, từ 1 đến 10%. Có thể hóa ra là hệ thống được công bố ở mức 20 watt mỗi kênh, nhưng các phép đo được thực hiện ở mức 10% SOI. Kết quả là không thể nghe được âm thanh ở mức công suất này. Hệ thống loa có khả năng tái tạo tín hiệu ở mức nguồn RMS trong thời gian dài.

Đánh giá công suất tiếng ồn

Đôi khi còn được gọi là hình sin. Tương tự phương Tây gần nhất DIN- năng lượng điện bị giới hạn hoàn toàn do hư hỏng về nhiệt và cơ học (ví dụ: trượt cuộn dây âm thanh do quá nóng, cháy dây dẫn tại các điểm uốn hoặc hàn, đứt dây mềm, v.v.) khi tiếng ồn hồng được cung cấp qua mạch hiệu chỉnh cho 100 giờ. Thông thường DIN cao hơn RMS 2-3 lần.

Công suất ngắn hạn tối đa

Tương tự phương Tây PMPO(Peak Music Power Output - công suất phát nhạc đỉnh cao). - năng lượng điện mà loa có thể chịu được mà không bị hư hỏng (được kiểm tra bằng cách không có tiếng lạch cạch) trong một khoảng thời gian ngắn. Tiếng ồn màu hồng được sử dụng làm tín hiệu kiểm tra. Tín hiệu được gửi đến loa trong 2 giây. Các thử nghiệm được thực hiện 60 lần trong khoảng thời gian 1 phút. Loại công suất này giúp đánh giá được mức độ quá tải ngắn hạn mà loa có thể chịu được trong các tình huống phát sinh trong quá trình hoạt động. Thường cao hơn 10-20 lần so với DIN. Lợi ích của một người khi biết rằng hệ thống của anh ta có thể chịu đựng được sóng hình sin tần số thấp ngắn, chưa đầy một giây với công suất cao là gì? Tuy nhiên, các nhà sản xuất rất thích hiển thị thông số cụ thể này trên bao bì và nhãn dán sản phẩm của họ... Những con số khổng lồ cho thông số này thường chỉ dựa trên trí tưởng tượng hoang dã của bộ phận tiếp thị của nhà sản xuất, và ở đây người Trung Quốc chắc chắn đang dẫn trước phần còn lại.

Công suất dài hạn tối đa

Đây là công suất điện mà loa có thể chịu được mà không bị hư hỏng trong 1 phút. Các bài kiểm tra được lặp lại 10 lần với thời gian nghỉ là 2 phút. Tín hiệu kiểm tra là như nhau.
Công suất dài hạn tối đa được xác định bằng sự vi phạm độ bền nhiệt của loa (trượt vòng của cuộn dây giọng nói, v.v.).

Thực tiễn là tiêu chuẩn tốt nhất của sự thật. Tháo gỡ với trung tâm âm thanh

Hãy thử áp dụng kiến ​​thức của chúng ta vào thực tế. Chúng ta hãy xem một cửa hàng trực tuyến rất nổi tiếng và tìm kiếm một sản phẩm từ một công ty thậm chí còn nổi tiếng hơn từ Xứ sở mặt trời mọc.
Vâng - một trung tâm âm nhạc với thiết kế tương lai đang được bán với giá chỉ 10.000 rúp. cho đợt khuyến mãi tiếp theo:
Từ mô tả, chúng tôi biết rằng thiết bị không chỉ được trang bị loa mạnh mẽ mà còn có loa siêu trầm.

“Nó mang lại âm thanh rõ nét vượt trội ở mọi mức âm lượng. Ngoài ra, cấu hình này giúp âm thanh trở nên phong phú và rộng rãi hơn.”

Hấp dẫn, có lẽ đáng để xem xét các thông số. “Trung tâm có hai loa phía trước, mỗi loa có công suất 235 Watts và một loa siêu trầm hoạt động có công suất 230 Watts.” Hơn nữa, kích thước của những cái đầu tiên chỉ là 31*23*21 cm
Vâng, đây là một loại Nightingale the Robber, cả về sức mạnh giọng nói lẫn kích thước của anh ta. Quay trở lại năm 1996, lẽ ra tôi đã dừng nghiên cứu của mình vào thời điểm này và sau đó, nhìn vào chiếc S90 của mình và nghe bộ khuếch đại Ageev tự chế, tôi đã thảo luận sôi nổi với bạn bè rằng ngành công nghiệp Liên Xô của chúng ta đã tụt hậu bao xa so với người Nhật - khoảng 50 năm hoặc vẫn mãi mãi. Nhưng ngày nay, với sự sẵn có của công nghệ Nhật Bản, tình hình đã tốt hơn nhiều và nhiều lầm tưởng liên quan đến nó đã được xóa bỏ, vì vậy trước khi mua, chúng ta sẽ cố gắng tìm kiếm những dữ liệu khách quan hơn về chất lượng âm thanh. Không có một từ nào về điều này trên trang web. Ai sẽ nghi ngờ điều đó! Nhưng có một hướng dẫn sử dụng ở dạng pdf. Tải về và tiếp tục tìm kiếm. Trong số những thông tin cực kỳ có giá trị rằng “giấy phép cho công nghệ mã hóa âm thanh được lấy từ Thompson” và việc lắp pin gặp khó khăn, nhưng có thể tìm thấy thứ gì đó giống với các thông số kỹ thuật. Thông tin rất ít ỏi được ẩn sâu trong tài liệu, về phía cuối.
Tôi trích dẫn nguyên văn, dưới dạng ảnh chụp màn hình, bởi vì, bắt đầu từ thời điểm đó, tôi bắt đầu có những câu hỏi nghiêm túc, cả về các số liệu đưa ra, mặc dù thực tế là chúng đã được xác nhận bởi giấy chứng nhận tuân thủ và về cách giải thích của chúng.
Thực tế là ngay bên dưới có viết rằng công suất tiêu thụ từ mạng AC của hệ thống đầu tiên là 90 watt, và hệ thống thứ hai nói chung là 75. Hmm.


Máy chuyển động vĩnh viễn loại thứ ba đã được phát minh chưa? Hoặc có thể có pin giấu trong thân của trung tâm âm nhạc? Có vẻ không phải vậy - trọng lượng công bố của thiết bị không có âm thanh chỉ là 3 kg. Sau đó, làm thế nào để tiêu thụ 90 watt từ mạng, bạn có thể nhận được công suất 700 watt bí ẩn (để tham khảo) hoặc ít nhất là 120 danh nghĩa đáng thương nhưng khá hữu hình. Rốt cuộc, bộ khuếch đại phải có hiệu suất khoảng 150 phần trăm, ngay cả khi tắt loa siêu trầm! Nhưng trên thực tế, thông số này hiếm khi vượt quá ngưỡng 75.

Hãy thử áp dụng thông tin thu được từ bài viết vào thực tế.

Công suất tham chiếu được nêu là 235+235+230=700 - đây rõ ràng là PMPO. Có ít sự rõ ràng hơn ở mệnh giá. Theo định nghĩa đây là công suất định mức, nhưng không thể chỉ là 60+60 cho hai kênh chính, không bao gồm loa siêu trầm, với mức tiêu thụ điện định mức là 90 watt. Điều này ngày càng giống không phải là một mưu đồ tiếp thị mà là một lời nói dối trắng trợn. Đánh giá theo kích thước và quy tắc bất thành văn, tỷ lệ RMS và PMPO, công suất định mức thực của trung tâm này phải là 12-15 watt trên mỗi kênh và tổng không được vượt quá 45. Một câu hỏi tự nhiên được đặt ra - làm thế nào bạn có thể tin tưởng vào dữ liệu hộ chiếu của các nhà sản xuất Đài Loan và Trung Quốc, trong khi ngay cả những công ty nổi tiếng của Nhật Bản cũng có cho phép điều này không?
Có nên mua một thiết bị như vậy hay không là tùy thuộc vào bạn. Nếu điều đó làm phiền hàng xóm của bạn ở quê vào buổi sáng thì đúng vậy. Nếu không, trước tiên tôi không nghe nhiều bản nhạc ở các thể loại khác nhau, tôi sẽ không khuyên bạn nên nghe nó.

Một ấm nhựa đường trong lọ mật ong.


Có vẻ như chúng ta có một danh sách gần như đầy đủ các thông số cần thiết để đánh giá công suất và chất lượng âm thanh. Tuy nhiên, khi chú ý kỹ hơn, điều này hóa ra lại không đúng vì một số lý do:

  • Nhiều thông số phù hợp hơn không phải để phản ánh khách quan chất lượng tín hiệu mà để thuận tiện cho việc đo lường. Hầu hết được thực hiện ở tần số 1000 Hz, rất thuận tiện để thu được kết quả số tốt nhất. Nó nằm cách xa tần số nền của mạng điện ở tần số 50 Hz và ở phần tuyến tính nhất trong dải tần của bộ khuếch đại.
  • Các nhà sản xuất thường phạm tội điều chỉnh một cách công khai các đặc tính của bộ khuếch đại trong các cuộc thử nghiệm. Ví dụ, ngay cả trong thời Liên Xô, ULF thường được thiết kế theo cách cung cấp chỉ báo THD tốt nhất với công suất bảng tên đầu ra tối đa. Đồng thời, ở mức công suất một nửa, bộ khuếch đại kéo đẩy thường có hiện tượng méo dạng bậc thang, đó là lý do tại sao hệ số méo hài ở vị trí giữa của núm âm lượng có thể vượt quá 10%!
  • Các bảng dữ liệu và hướng dẫn vận hành thường chứa các đặc tính giả mạo không chuẩn, hoàn toàn vô dụng của loại PMPO. Đồng thời, không phải lúc nào cũng có thể tìm thấy ngay cả những thông số cơ bản như dải tần hoặc công suất định mức. Không có gì để nói về đáp ứng tần số và đáp ứng pha!
  • Các thông số thường được đo bằng các phương pháp bị bóp méo có chủ ý.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi nhiều người mua rơi vào tình trạng chủ quan trong những điều kiện như vậy và tập trung mua hàng của họ, tốt nhất là chỉ dựa vào kết quả của một phiên nghe ngắn, và tệ nhất là vào giá cả.

Đã đến lúc kết thúc, bài viết đã quá dài rồi!

Chúng ta sẽ tiếp tục cuộc trò chuyện về đánh giá chất lượng và nguyên nhân gây méo tiếng của bộ khuếch đại tần số thấp trong bài viết tiếp theo. Được trang bị lượng kiến ​​thức tối thiểu, bạn có thể chuyển sang các chủ đề thú vị như độ méo xuyên điều chế và mối quan hệ của nó với độ sâu phản hồi!

Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Roman Parpalak parpalak vì dự án biên tập viên trực tuyến hỗ trợ latex và markdown. Nếu không có công cụ này, công việc đưa các công thức toán học vào văn bản vốn đã khó khăn sẽ trở nên thực sự khó khăn.