כאשר בוחר מגברים, מוניטורים וציוד דומה, אדם חסר ניסיון מונחה לעתים קרובות על ידי אינדיקטורים כמו כוח ותגובה. אנשים מתמצאים יותר מתעניינים בערך המקדם של מצגות הרמוניות. ורק הבקיאים ביותר מזכירים את עיוות האינטרמודולציה. למרות שהשפעתם המזיקה היא הגדולה ביותר מבין כל הרשומים. בנוסף, קשה מאוד למדוד ולהגדיר אותם.
מבוא
בתחילה, נתחיל בהגדרה. כאשר אות שנוצר משני תדרים מופעל לכניסה של מגבר שאין לו תגובה ליניארית במיוחד, הדבר מוביל ליצירת הרמוניות (צלילי על). יתרה מכך, לא רק שני האינדיקטורים הללו לוקחים חלק בכך, אלא גם הסכום וההפרש המתמטיים שלהם. האחרון הזה נקרא עיוות אינטרמודולציה.
קטןדוגמה
בוא נגיד שיש לנו אות. הוא מורכב משני תדרים - 1000 ו- 1100 הרץ. המשמעות היא שאותות בתדר של 2100 הרץ (1000 + 1100) ו-100 הרץ (1100-1000) יופקו גם ביציאת המגבר. ואלה רק נגזרות של הרמוניות מסדר ראשון!
עוד דוגמה אחת. נלקחים שני תדרים הנבדלים זה מזה בחמישית. איכשהו 1000 הרץ ו-1500 הרץ. במקרה זה, ההרמוניות מסדר שני יהיו 2000 הרץ ו-3000 הרץ, והשלישי - 3000 הרץ ו-4500 הרץ. יחסית ל-1000 הרץ, הערכים ב-2000 הרץ, 3000 הרץ ו-4500 הרץ הם אוקטבות, דוודקים ואין להם. עם 1500 הרץ, הדברים קצת שונים. ביחס אליו, ההרמוניה של תדרים ב-2000 הרץ, 3000 הרץ ו-4500 הרץ היא הרביעית, האוקטבה והדואודקים.
יש לציין שהצלילים המופקים של שני התדרים הנחשבים תואמים לצליל היסוד. עם זאת, זה לא מפתיע בהתחשב בכך שכל כלי הנגינה מייצרים הרמוניות טבעיות בשימוש.
מהן התכונות של עיוות אינטרמודולציה?
הספציפיות שלהם נעוצה בעובדה שנוצרים אותות, שהתדרים שלהם הם הסכום וההפרש של צלילי על. יש לציין כי השילובים המיוצרים לא תמיד מתואמים עם ערכי האינדיקטורים העיקריים. יתרה מכך, עם התפלגות ספקטרלית מורכבת של התוצאות, זה לא רק שלא מוביל להעשרה של המבנה ההרמוני (כפי שניתן עם צלילים מסדר נמוך), אלא גם מתחילדומה לתוספת הרגילה של רעש.
זה נכון במיוחד בעת יצירה או שחזור של אות מוזיקלי מורכב. מדידת עיוות אינטרמודולציה מרמזת על ניסיון לקבוע את מידת האי-לינאריות של המערכת. לדוגמה, ברמקולים, השפעות דומות מתעוררות עקב ערכים שונים של גמישות של מערכת המפזר הנעים. זה חל גם על התנהגות של שדות מגנטיים בתנאי עירור שונים. אגב, הרמקול הוא דוגמה טובה למערכת המפגינה התנהגות לא מאוזנת ברמות עוצמת קול שונות.
למעשה, זה מוביל להופעה של תופעות לא ליניאריות בפלט האקוסטי ממנו. אם הרמקול היה מערכת עם התנהגות סימטרית, אז לא היו תנאים מוקדמים אפשריים להתרחשות עיוות אינטרמודולציה. מכאן, אגב, מסתבר שאם יש הרמוניה במוצא המערכת, אז תמיד חייבת להיות אי-לינאריות מסוימת.
איזו מסקנת ביניים אפשר להסיק מכך?
לסיכום האמור לעיל, יש לציין שעיוות הרמוני אינו מדגים את התרחשותם של תהליכים המובילים למערכות שאינן מוזיקליות. יתרה מכך, השוואה ישירה של מכשירים שונים לפי פרמטר זה עלולה להוביל לתפיסות שגויות משמעותיות לגבי איכות האותות שנוצרו.
דוגמה בולטת מאוד היא עיוות אינטרמודולציה במגברים. שם, רבים מאמינים שלצינורות יש צליל טוב יותר מאלה של טרנזיסטור. למרות שהאחרונים מייצרים סדר גודל פחות עיוות.
אודותמדידה ועיוות
כבר ברור שעיוות אינטרמודולציה הוא בעיה - אמיתית וחבויה. אם המשימה היא לצמצם את זה, אז בשביל זה אתה צריך להתאמץ ולעבוד, לאחר שלמדת את זה בעבר. תוצאות טובות הושגו על ידי האלקטרו-אקוסטיקאי הרוסי אלכסנדר ווישווילו. עבודותיו מומלצות ללימוד על ידי כל מי שרוצה להרחיב את הידע שלו בתחום זה. קודם כל, יש לציין שעיוותים מופיעים בהתאם לתדר שנוצר.
במקרה זה, חריגה מרמת הסף קבועה. זה נצפה באותם מקרים כאשר עיוותי אינטרמודולציה מהסדר השלישי, כמו גם השני, קבועים. בכל תדר נתון ניתן למצוא את רמת ההרמוניות על ידי הפחתת העיוות מרמת התגובה, הנצפה בכיוון הצירי.
מהן השיטות למדידת עיוות אינטרמודולציה?
תיאוריות של קשר והסתברות, כמו גם סטטיסטיקה מתמטית, משמשות כבסיס. הם מתווספים על ידי ניתוח ספקטרלי, שיטות לקירוב מאפיינים לא ליניאריים, והדמיית מחשב של דיאגרמות ריבוי נתיבים. אם אנחנו מדברים על פתרונות ספציפיים יותר, אז אלה הם:
- שיטה מבוססת מחשב לניתוח וחישוב הספקטרום של אות המוצא עם קירוב של מאפייני העברה באמצעות פונקציות Bessel. הוא מאופיין ברמת דיוק גבוהה, שנע בין 0.1 ל-0.2dB.
- קבוצת שיטות מספריות-אנליטיות ליצירת מודלים של דיאגרמות ריבוי נתיבים. בשל החדשנות שלהם, הם לא הפכו נפוצים, אבל כדאיותם אושרה על ידי מחקרים ניסיוניים.
- שימוש במערך של פרמטרים ומודלים של אונות טפיליות ועיקריות של דפוסי קרינה קוטבית וספקטרלית. זה נמצא בשימוש נרחב עם מערכות תקשורת לווייניות המספקות שירות אזורי.
לא כל אלה הן השיטות למדידת עיוות אינטרמודולציה. ניתן לאפיין את נתיב הרדיו בנוכחות של מאפיינים ספציפיים שיש לקחת בחשבון הן בעת ביצוע העבודה והן בעת פתרון בעיית הפחתת ההשפעה.
פתרונות הגנה מעשיים
אין תשובה אוניברסלית אחת לאתגר הזה. לכן, עיין ב:
- מתקן חומרה-תוכנה של מאפייני העברה. זה מאפשר לך להגביר את היעילות ב-10-15%, תוך הפחתת צריכת האנרגיה ב-15-20%. בנוסף, רוחב הפס של המערכת גדל ב-5%.
- אלגוריתמים ותכניות חישוב תיאורטי, המאפשרים לשלוט בספקטרום הרמאן ובקרינה מזויפת. הם מאפשרים להגיע לעלייה ביעילות של נתיבי ההולכה באותם 10-15%, תוך הפחתת צריכת האנרגיה ב-15-20%.
- שימוש בשיטה מבוססת מחשב לניתוח ספקטרום השילוב תוך שימוש בקירוב לפי פונקציות Bessel. פתרון זה מאפשר לך לחשב אינדיקטורים תיאורטיים, לשלוט ולהפחיתפליטות טפיליות במערכות מתפקדות.
ומספר אחרים. משהו ספציפי נבחר בהתאם לאילו יעדים רודפים, כמו גם התמקדות בבעיות הנוכחיות.
קצת על עבודה מעשית
איך להאזין לעיוות אינטרמודולציה כדי להגיב אליו? למה למדוד אותם בכלל? יש לציין שזו משימה לא כל כך קלה כפי שהיא עשויה להיראות במבט ראשון. גודל ערכי עיוות האינטרמודולציה תלוי בטווח התדרים של האות, ברמתו המוחלטת, במורכבות, ביחס בין שיא לערך הממוצע, בצורת הגל, באינטראקציה בין הגורמים המוזכרים ועוד מספר סיבות. לכן, קשה למדוד ערכים. אחרי הכל, ישנם תהליכים שבהם תדרים מסוימים משפיעים על יצירתם של אחרים. ומספר הווריאציות, באופן תיאורטי בלבד, יכול להתקרב לאינסוף.
תפקיד חשוב בהערכה הוא מקדם עיוות האינטרמודולציה. זהו אינדיקטור לעיוות ההרמוני המתמשך של המגבר. גורם עיוות האינטרמודולציה משמש כדי להראות כמה מהאות הראשי מורכב מדורות נוספים. הוא האמין כי הערך של אינדיקטור זה לא יכול לעלות על 1%. ככל שהוא קטן יותר, כך נאמנות הצליל מתאפיינת במקור. מגברים מתקדמים מתהדרים ביחסים שהם מאיות האחוז או אפילו פחות.
לא רק מקורות בודדים
התרחשות העיוות אינה מוגבלת לאחדנקודת היווצרותם. בעיות מסוימות מתעוררות כאשר מנסים לתפוס אותות. כך מופיע עיוות אינטרמודולציה במקלטים. זה נכון במיוחד עבור ציוד רדיו שונים. אחרי הכל, זה מאוד רלוונטי עבורו להפחית את רמת האות השימושי, כמו גם את ההידרדרות של היחס שלו עם רעש. יש לציין שהפרעות עוצמתיות יכולות אפילו להפריע לעבודה על אותות שכנים. במקרה זה, הם מדברים על נוכחות של דיבור צולב.
תופעה זו מתרחשת כאשר האות והפרעות הרדיו אינם תואמים לתדרים של הערוצים הראשיים ודומים להם. מה טיבה של תופעה זו? Crosstalk מתבטא כתוצאה מסויימת של האינטראקציה של הרכיבים הספקטרליים של ההפרעה המאופנת והאות השימושי על הליניאריות של המקלט. ההבחנה מתדרדרת, ובמקרה של בעיות משמעותיות קליטה רגילה הופכת לבלתי אפשרית.
זכור רגעים חשובים
עיוות אינטרמודולציה נוטה להפוך לרעש מאופנן. כדי להבין את מהות התופעה, מספיק לדמיין מצבים שבהם מישהו רוצה להאזין למערכת מוזיקה טובה בבית, ומחוץ לחלון יש אדם שנושא במלואו מסור חשמלי לייעודו. רמת הרעש תהיה תלויה בצפיפות הספקטרלית ובעוצמת המוזיקה.
אם כי יש לציין כי אין קשר ישיר במקרה זה. בנוכחות עיוות אינטרמודולציה, התובנה ובהירות הצליל יאבדו. ברמות אות נמוכות, הפרטים הולכים לאיבוד, וגם הולכים לאיבודקלילות אופיינית. זה בעייתי במיוחד עבור להקות כלי נשיפה ומקהלות. אם אדם רגיל להאזין להם בשידור חי, אז כשמנסים לשמוע את אותם השירים דרך הרמקול, אתה יכול להיות מאוד מאוכזב.
זה בגלל שכאשר הכל מעורבב ומנגן דרך שני רמקולים, העיוות הופך ברור מאוד. בעוד שאם אתה מציב עצמים בנקודות שונות במרחב, מספר הבעיות יהיה קטן בסדר גודל.
מחקר מעניין
אני רוצה להזכיר את תוצאות המחקר שניתן להשיג בשיטת הרב-תדרים. יש מהות שמספר אותות עוברים במערכת במקביל, בעלי טון שונה. במקרה זה, התדרים נבחרים על בסיס העובדה כי כדי להבטיח את ההפרדה המקסימלית של רכיבי האינטרמודולציה. זה מאפשר לך להבין בצורה מדויקת יותר את אזור הבעיה.
שיטת ריבוי התדרים אפשרה לגלות שבמקרים רבים הכמות הכוללת של עיוות האינטרמודולציה המוקלט עולה על הערך הכולל של גורם העיוות הלא ליניארי פי ארבעה. מכאן מסיקים מסקנה פשוטה. כלומר, מה שנחשב לעתים קרובות לעיוות הרמוני, למעשה, מורכב במידה רבה יותר מתופעות בעלות אופי אינטרמודולציה. במקרה זה, קל מאוד להסביר מדוע ערך המקדם אינו מתאם היטב עם הצליל האמיתי, הנקלט באוזן.
מסקנה
זה בעצם כל מה שאתה צריך לדעת על עיוות אינטרמודולציה לאדם ממוצע.יש לציין שנושא זה רחב מאוד ומכסה תחומים רבים, אפילו שטח! אבל הידע הרב שאתה יכול להכיר יעניין רק מומחים מומחים העוסקים במחקר ומחקר רציניים.
