كيف يتم تحديد عامل التشوه غير الخطي؟ التشوهات غير الخطية. أقصى قدر من القوة على المدى الطويل
إشارة الإدخال، إلى مجموع الجذر التربيعي للمكونات الطيفية لإشارة الإدخال، يتم أحيانًا استخدام مرادف غير قياسي - com.clearfactor(مستعارة من الألمانية). SOI هي كمية بلا أبعاد، وعادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية. بالإضافة إلى SOI، يمكن التعبير عن مستوى التشوه غير الخطي باستخدام عامل التشوه التوافقي.
عامل التشوه التوافقي- قيمة تعبر عن درجة التشوه غير الخطي لجهاز (مكبر الصوت، وما إلى ذلك)، تساوي نسبة جهد التوافقي الأول لمجموع التوافقيات الأعلى للإشارة، باستثناء الأول، إلى جهد التوافقي الأول عندما يتم تطبيق إشارة جيبية على مدخلات الجهاز.
يتم التعبير عن المعامل التوافقي، مثل SOI، كنسبة مئوية. التشوه التوافقي ( كلغ) يرتبط بـ CNI ( ك ن) نسبة:
قياسات
- في نطاق التردد المنخفض (LF) (حتى 100-200 كيلو هرتز)، تُستخدم أجهزة قياس التشوه غير الخطية (أجهزة قياس التشوه التوافقي) لقياس SOI.
- عند الترددات الأعلى (MF، HF)، يتم استخدام قياسات غير مباشرة باستخدام محللات الطيف أو أجهزة قياس الفولتميتر الانتقائية.
قيم SOI النموذجية
- 0% - شكل الموجة هو موجة جيبية مثالية.
- 3% - شكل الإشارة يختلف عن الشكل الجيبي ولكن التشويه غير ملحوظ بالعين المجردة.
- 5% - يكون انحراف شكل الإشارة عن الشكل الجيبي ملحوظًا بالعين على مخطط الذبذبات.
- 10% هو مستوى التشوه القياسي الذي يتم عنده حساب الطاقة الحقيقية (RMS) لـ UMZCH.
- 21% - على سبيل المثال، إشارة شبه منحرفة أو متدرجة.
- 43% - على سبيل المثال، إشارة موجة مربعة.
أنظر أيضا
الأدب
- دليل الأجهزة الإلكترونية الراديوية: في مجلدين؛ إد. دي بي ليند - م: الطاقة،
- جوروخوف بي.ك. القاموس التوضيحي للإلكترونيات الراديوية. الشروط الأساسية- م: روس. لغة،
روابط
- الخصائص الكهربائية الرئيسية لقناة نقل الصوت
مؤسسة ويكيميديا. 2010.
انظر ما هو "" في القواميس الأخرى:
عامل التشوه التوافقي- SOI معلمة تسمح لك بمراعاة تأثير التوافقيات والمكونات التوافقية على جودة الإشارة. يتم تعريفها عدديًا على أنها نسبة قوة التشوهات غير الخطية إلى قوة الإشارة غير المشوهة، ويتم التعبير عنها عادةً كنسبة مئوية. [إل إم. نيفديايف...
عامل التشوه التوافقي- 3.9 معامل التشوه اللاخطي (التشوه الكلي): النسبة كنسبة مئوية من قيمة جذر متوسط مربع المكونات الطيفية لإشارة خرج المعاير الصوتي الغائبة في إشارة الدخل إلى جذر متوسط مربع قيمة... ...
عامل التشوه التوافقي- netiesinių iškreipių حالة المصنع T sritis fizika atitikmenys: engl. عامل التشوه غير الخطي vok. كليرفاكتور، م روس. عامل التشوه غير الخطي، م برانك. taux de distorsion harmonique، m … Fizikos terminų žodynas
THD لتيار دخل UPS يميز انحرافات الشكل الحالي لإدخال UPS عن الشكل الجيبي. كلما ارتفعت قيمة هذه المعلمة، كلما كان الأمر أسوأ بالنسبة للمعدات المتصلة بنفس شبكة إمداد الطاقة والشبكة نفسها، وفي هذه الحالة يسوء الأمر... ... دليل المترجم الفني
THD لجهد خرج UPS يميز انحرافات شكل جهد الخرج عن الشكل الجيبي، وعادةً ما يُعطى للأحمال الخطية (المحركات، وبعض أنواع أجهزة الإضاءة) والأحمال غير الخطية. كلما ارتفعت هذه القيمة نوعية أسوأ… … دليل المترجم الفني
مكبر للصوت ثد- - [إل جي سومينكو. قاموس إنجليزي روسي في مجال تكنولوجيا المعلومات. م: مؤسسة الدولة TsNIIS، 2003.] المواضيع تكنولوجيا المعلوماتبشكل عام عامل تشويه مكبر الصوت EN ... دليل المترجم الفني
مكبر الصوت ثد- 89. معامل التشويه اللاخطي لمكبر الصوت معامل التشويه اللاخطي ندب. المعامل التوافقي معبر عنه بنسبة مئوية، الجذر التربيعي لنسبة مجموع مربعات القيم الفعالة للمكونات الطيفية المنبعثة... ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
معامل التشوه الحنجري اللاخطي- 94. معامل التشوه غير الخطي للسماعة الحنجرية معبرًا عنه كنسبة مئوية، قيمة الجذر التربيعي لنسبة مجموع مربعات القيم الفعالة لتوافقيات القوة الدافعة الكهربائية التي طورتها الحنجرة أثناء حركة الهواء التوافقية ، ل... ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
عامل التشوه غير الخطي المسموح به- - [إل جي سومينكو. قاموس إنجليزي روسي في مجال تكنولوجيا المعلومات. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] موضوعات تكنولوجيا المعلومات بشكل عام EN التسامح التوافقي ... دليل المترجم الفني
- (مقياس التشوه التوافقي) جهاز لقياس معامل التشوه اللاخطي (التشوه التوافقي) للإشارات في الأجهزة الراديوية. المحتويات...ويكيبيديا
فييتألف تاريخ إعادة إنتاج الصوت بأكمله من محاولات لتقريب الوهم من الأصل. وعلى الرغم من قطع مسافة كبيرة، إلا أننا لا نزال بعيدين جدًا عن الاقتراب بشكل كامل من الصوت الحي. يمكن قياس الاختلافات في العديد من المعلمات، ولكن لا يزال عدد قليل منها خارج مجال رؤية مطوري المعدات. إحدى الخصائص الرئيسية التي ينتبه إليها دائمًا المستهلك من أي خلفية هي عامل التشوه غير الخطي (THD) .
وما قيمة هذا المعامل الذي يشير بشكل موضوعي إلى حد ما إلى جودة الجهاز؟ أولئك الذين نفد صبرهم قد يجدون على الفور محاولة للإجابة على هذا السؤال في النهاية. بالنسبة للبقية سوف نستمر.
هذا المعامل، والذي يُطلق عليه أيضًا معامل التشوه التوافقي الإجمالي، هو النسبة، معبرًا عنها كنسبة مئوية، للسعة الفعالة للمكونات التوافقية عند خرج الجهاز (مكبر الصوت، مسجل الشريط، إلخ) إلى السعة الفعالة للمكونات التوافقية. إشارة التردد الأساسية عندما يتم تطبيق إشارة جيبية من هذا التردد على مدخلات الجهاز. وبالتالي، فإنه يجعل من الممكن قياس اللاخطية لخاصية النقل، والتي تتجلى في ظهور إشارة الخرج للمكونات الطيفية (التوافقيات) التي تكون غائبة في إشارة الدخل. بمعنى آخر، هناك تغيير نوعي في طيف الإشارة الموسيقية.
بالإضافة إلى التشوهات التوافقية الموضوعية الموجودة في إشارة الصوت المسموعة، هناك مشكلة التشوهات غير الموجودة في الصوت الحقيقي، ولكن يتم الشعور بها بسبب التوافقيات الذاتية التي تنشأ في قوقعة الأذن الوسطى عند ارتفاعها قيم ضغط الصوت. المعينة السمعية البشرية هي نظام غير خطي. تتجلى عدم خطية السمع في حقيقة أنه عندما تتعرض طبلة الأذن لصوت جيبي بتردد f في السمعيتم إنشاء توافقيات هذا الصوت بالترددات 2f، 3f، إلخ. وبما أن هذه التوافقيات غير موجودة في النغمة المؤثرة الأولية، فإنها تسمى التوافقيات الذاتية.
وبطبيعة الحال، يؤدي هذا إلى تعقيد فكرة الحد الأقصى لمستوى التوافقيات المسموح به في المسار الصوتي. مع زيادة شدة النغمة الأولية، يزداد حجم التوافقيات الذاتية بشكل حاد وقد يتجاوز شدة النغمة الأولية. يعطي هذا الظرف سببًا لافتراض أن الأصوات ذات التردد الأقل من 100 هرتز لا يتم الشعور بها من تلقاء نفسها، ولكن بسبب التوافقيات الذاتية التي تخلقها، وتقع في نطاق التردد فوق 100 هرتز، أي. بسبب عدم خطية السمع. الأسباب المادية لتشوهات الأجهزة الناتجة في الأجهزة المختلفة هي ذات طبيعة مختلفة، ومساهمة كل منها في التشوهات الشاملة للمسار بأكمله ليست واحدة.
إن تشويه مشغلات الأقراص المضغوطة الحديثة منخفض جدًا وغير ملحوظ تقريبًا مقارنة بتشويه الوحدات الأخرى. بالنسبة لأنظمة مكبرات الصوت، يعد التشوه منخفض التردد الناتج عن رأس الجهير هو الأكثر أهمية، ويحدد المعيار متطلبات التوافقيات الثانية والثالثة فقط في نطاق التردد حتى 250 هرتز. ولصوت جيد جدا نظام مكبر الصوتيمكن أن تكون في حدود 1% أو حتى أكثر قليلاً. في مسجلات الأشرطة التناظرية، المشكلة الرئيسية المرتبطة بها الأسس الماديةالتسجيل على شريط ممغنط، هو التوافقي الثالث، وعادة ما يتم ذكر قيمه في تعليمات الخلط. لكن القيمة القصوى التي يتم عندها، على سبيل المثال، إجراء قياسات مستوى الضوضاء دائمًا هي 3% لتردد 333 هرتز. تشويه الجزء الإلكتروني من مسجلات الأشرطة أقل بكثير.
سواء في حالة الصوتيات أو مسجلات الأشرطة التناظرية، نظرًا لأن التشوهات تكون بشكل أساسي ذات تردد منخفض، فإن إمكانية ملاحظتها الذاتية تقل بشكل كبير بسبب تأثير الإخفاء (الذي يتكون من حقيقة وجود إشارتين صوتيتين في وقت واحد، كلما زادت -التردد الأول مسموع بشكل أفضل).
لذا فإن المصدر الرئيسي للتشويه في دائرتك سيكون مضخم الطاقة، والذي بدوره المصدر الرئيسي هو عدم الخطية لخصائص النقل للعناصر النشطة: الترانزستورات والأنابيب المفرغة، وفي مضخمات المحولات التشوهات غير الخطية للمحول يتم إضافتها أيضًا، المرتبطة باللاخطية لمنحنى المغنطة. ومن الواضح أن التشوه، من ناحية، يعتمد على شكل اللاخطية لخاصية النقل، ولكن أيضًا على طبيعة إشارة الدخل.
على سبيل المثال، فإن خاصية النقل لمكبر الصوت مع القطع السلس عند السعات الكبيرة لن تسبب أي تشويه للإشارات الجيبية تحت مستوى القطع، ولكن مع زيادة الإشارة فوق هذا المستوى، يظهر التشوه وسيزداد. هذا النوع من القيود متأصل بشكل رئيسي في مكبرات الصوت الأنبوبية، والتي قد تكون إلى حد ما بمثابة أحد أسباب تفضيل المستمعين لمثل هذه مكبرات الصوت. وقد استخدمت NAD هذه الميزة في سلسلة من مكبرات الصوت المشهورة ذات "الحد الناعم" والتي تم إنتاجها منذ أوائل الثمانينيات: القدرة على تشغيل الوضع مع تقليد قص الأنبوب خلقت جيشًا كبيرًا من محبي مكبرات الصوت الترانزستور لهذه الشركة .
في المقابل، فإن خاصية القطع المركزي (التشويه التدريجي) لمكبر الصوت، والتي تعتبر نموذجية في نماذج الترانزستور، تسبب تشويهًا في الإشارات الموسيقية والجيبية الصغيرة، وسوف ينخفض التشوه مع زيادة مستوى الإشارة. ومن ثم، فإن التشوه لا يعتمد فقط على شكل خاصية النقل، بل يعتمد أيضًا على التوزيع الإحصائي لمستويات إشارة الدخل، والتي برامج الموسيقىبالقرب من إشارة الضوضاء. لذلك، بالإضافة إلى قياس SOI باستخدام إشارة جيبية، من الممكن قياس التشوهات غير الخطية لأجهزة التضخيم باستخدام مجموع ثلاث إشارات جيبية أو ضوضاء، والتي، في ضوء ما سبق، تعطي صورة أكثر موضوعية عن التشوهات.
عامل التشوه غير الخطي(SOI أو ك ن) - قيمة التقييم الكمي للتشوهات غير الخطية.
تعريف [ | ]
يساوي عامل التشوه اللاخطي نسبة مجموع الجذر المتوسط التربيعي للمكونات الطيفية لإشارة الخرج الغائبة في طيف إشارة الدخل إلى مجموع الجذر المتوسط التربيعي لجميع المكونات الطيفية للإدخال الإشارة
K H = U 2 2 + U 3 2 + U 4 2 + … + U n 2 + … U 1 2 + U 2 2 + U 3 2 + … + U n 2 + … (\displaystyle K_(\mathrm (H) )=(\frac (\sqrt (U_(2)^(2)+U_(3)^(2)+U_(4)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots )((\sqrt (U_(1)^(2)+U_(2)^(2)+U_(3)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots))) )SOI هي كمية بلا أبعاد وعادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية. بالإضافة إلى SOI، غالبًا ما يتم التعبير عن مستوى التشوه غير الخطي من خلال عامل التشوه التوافقي(كجي أو كلغ) - قيمة تعبر عن درجة التشوه غير الخطي للجهاز (مكبر الصوت، وما إلى ذلك) وتساوي نسبة جهد جذر متوسط التربيع لمجموع التوافقيات الأعلى للإشارة، باستثناء الأول، إلى جهد الأول التوافقي عند تطبيق إشارة جيبية على مدخل الجهاز.
K Γ = U 2 2 + U 3 2 + U 4 2 + … + U n 2 + … U 1 (\displaystyle K_(\Gamma )=(\frac (\sqrt (U_(2)^(2)+U_ (3)^(2)+U_(4)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots ))(U_(1))))يتم التعبير عن KGI، تمامًا مثل KNI، كنسبة مئوية ويرتبط بها بالنسبة
K Γ = K H 1 − K H 2 (\displaystyle K_(\Gamma )=(\frac (K_(\mathrm (H) ))(\sqrt (1-K_(\mathrm (H)) )^(2)))) ))من الواضح أنه بالنسبة للقيم الصغيرة، فإن THI وSOI يتطابقان مع التقريب الأول. ومن المثير للاهتمام أنه في الأدب الغربي، يتم استخدام CGI عادةً، بينما في الأدب الروسي، يُفضل CNI تقليديًا.
من المهم أيضًا ملاحظة أن KNI وKGI هما فقط التدابير الكمية للتشويه، ولكن ليست ذات جودة عالية. على سبيل المثال، قيمة THD التي تساوي 3% لا تقول شيئًا عن طبيعة التشوه، أي. حول كيفية توزيع التوافقيات في طيف الإشارة، وما هي، على سبيل المثال، مساهمة المكونات ذات التردد المنخفض أو التردد العالي. وهكذا، في أطياف أنبوب UMZCHs، عادةً ما تسود التوافقيات المنخفضة، والتي غالبًا ما يُنظر إليها عن طريق الأذن على أنها "صوت أنبوب دافئ"، وفي ترانزستور UMZCHs، يتم توزيع التشوهات بشكل أكثر توازنًا عبر الطيف، وتكون مسطحة، وهو ما يكون غالبًا يُنظر إليه على أنه "صوت ترانزستور نموذجي" (على الرغم من أن هذا النقاش يعتمد إلى حد كبير على المشاعر والعادات الشخصية للشخص).
أمثلة لحساب CGI[ | ]
بالنسبة للعديد من الإشارات القياسية، يمكن حساب THD تحليليًا. لذلك، للحصول على إشارة مستطيلة متناظرة (تعرج)
K Γ = π 2 8 − 1 ≈ 0.483 = 48.3% (\displaystyle K_(\Gamma )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(8))-1\ ،))\تقريبًا\,0.483\,=\,48.3\%)مثالي إشارة مسننةلديه KGI
K Γ = π 2 6 − 1 ≈ 0.803 = 80.3% (\displaystyle K_(\Gamma )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(6))-1\ ،))\تقريبًا\,0.803\,=\,80.3\%)والمثلث متماثل
K Γ = π 4 96 − 1 ≈ 0.121 = 12.1% (\displaystyle K_(\Gamma )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(4))(96))-1\ ،))\تقريبًا \,0.121\,=\,12.1\%)إشارة نبضية مستطيلة غير متماثلة بنسبة مدة النبضة إلى الفترة تساوي μ لديه KGI
K Γ (μ) = μ (1 − μ) π 2 2 خطيئة 2 π μ − 1 , 0< μ < 1 {\displaystyle K_{\Gamma }\,(\mu)={\sqrt {{\frac {\mu (1-\mu)\pi ^{2}\,}{2\sin ^{2}\pi \mu }}-1\;}}\,\qquad 0<\mu <1} ,والذي يصل إلى الحد الأدنى (≈0.483) عند μ =0.5، أي عندما تصبح الإشارة متعرجة متناظرة. بالمناسبة، من خلال التصفية، يمكنك تحقيق انخفاض كبير في THD لهذه الإشارات، وبالتالي الحصول على إشارات قريبة من الشكل الجيبية. على سبيل المثال، إشارة مستطيلة متماثلة (متعرجة) ذات تشوه توافقي أولي قدره 48.3%، بعد المرور عبر مرشح بتروورث من الدرجة الثانية (مع تردد قطع يساوي تردد التوافقي الأساسي) يكون تشوه توافقي إجمالي قدره 5.3%، وإذا مرشح من الدرجة الرابعة - ثم THD = 0.6%. تجدر الإشارة إلى أنه كلما كانت الإشارة عند دخل المرشح أكثر تعقيدًا وكلما زاد تعقيد المرشح نفسه (أو بالأحرى وظيفة النقل الخاصة به)، أصبحت حسابات TCG أكثر تعقيدًا واستهلاكًا للوقت. وبالتالي، فإن الإشارة المسننة القياسية التي يتم تمريرها عبر مرشح بتروورث من الدرجة الأولى لم تعد نسبة THD تبلغ 80.3% بل تبلغ 37.0%، وهو ما يُعطى بالضبط بواسطة التعبير التالي
K Γ = π 2 3 − π c t h π ≈ 0.370 = 37.0% (\displaystyle K_(\Gamma )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(3))- \pi \,\mathrm (cth) \,\pi \,))\,\approx \,0.370\,=\,37.0\%)وسيتم بالفعل إعطاء TCG للإشارة نفسها، التي يتم تمريرها عبر نفس المرشح، ولكن من الدرجة الثانية، من خلال صيغة مرهقة إلى حد ما
K Γ = π c t g π 2 ⋅ c t h 2 π 2 − c t g 2 π 2 ⋅ c t h π 2 − c t g π 2 − c t h π 2 2 ( c t g 2 π 2 + c t h 2 π 2) + π 2 3 − 1 ≈ 0.181 = 18.1% (\displaystyle K_(\Gamma )\,=(\sqrt (\pi \,(\frac (\,\mathrm (ctg) \,(\dfrac (\pi )(\sqrt (2\,)) ) )\cdot \,\mathrm (cth) ^(2\{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {ctg} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\cdot \,\mathrm {cth} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {ctg} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {cth} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\;}{{\sqrt {2\,}}\left(\mathrm {ctg} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}+\,\mathrm {cth} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\!\right)}}\,+\,{\frac {\,\pi ^{2}}{3}}\,-\,1\;}}\;\approx \;0.181\,=\,18.1\%} !}إذا أخذنا بعين الاعتبار الإشارة النبضية المستطيلة غير المتناظرة المذكورة أعلاه والتي تم تمريرها عبر مرشح بتروورث ص- الترتيب إذن
K Γ (μ , p) = csc π μ ⋅ μ (1 − μ) π 2 − sin 2 π μ − π 2 ∑ s = 1 2 p c t g π z s z s 2 ∏ l = 1 l ≠ s 2 p 1 z s − z l + π 2 R e ∑ s = 1 2 p e i π z s (2 μ − 1) z 2 sin π z s ∏ l = 1 l ≠ s 2 p 1 z s − z l (\displaystyle K_(\Gamma )\,( \mu ,p)=\csc \pi \mu \,\cdot \!(\sqrt (\mu (1-\mu)\pi ^(2)-\,\sin ^(2)\!\pi \ مو \,-\,(\frac (\,\pi )(2))\sum _(s=1)^(2p)(\frac (\,\mathrm (ctg) \,\pi z_(s) )(z_(s)^(2)))\prod \limits _(\scriptstyle l=1 \atop \scriptstyle l\neq s)^(2p)\!(\frac (1)(\,z_(s )-z_(l)\,))\,+\,(\frac (\,\pi )(2))\,\mathrm (Re) \sum _(s=1)^(2p)(\frac (e^(i\pi z_(s)(2\mu -1)))(z_(s)^(2)\sin \pi z_(s)))\prod \limits _(\scriptstyle l=1 \atop \scriptstyle l\neq s)^(2p)\!(\frac (1)(\,z_(s)-z_(l)\,))\,)))حيث 0<μ <1 и
z l ≡ exp i π (2 l − 1) 2 p , l = 1 , 2 , … , 2 p (\displaystyle z_(l)\equiv \exp (\frac (i\pi (2l-1))( 2ع))\,\qquad l=1,2,\ldots ,2p)للحصول على تفاصيل الحسابات، راجع ياروسلاف بلاجوشين وإريك مورو.
قياسات [ | ]
- في نطاق التردد المنخفض (LF)، تُستخدم أجهزة قياس التشوه غير الخطية (أجهزة قياس التشوه التوافقي) لقياس SOI.
- عند الترددات الأعلى (MF، HF)، يتم استخدام قياسات غير مباشرة باستخدام محللات الطيف أو أجهزة قياس الفولتميتر الانتقائية.
المعلمة الرئيسية لمكبر الصوت الإلكتروني هي الكسب K. يتم تحديد كسب الطاقة (الجهد والتيار) من خلال نسبة الطاقة (الجهد والتيار) لإشارة الخرج إلى الطاقة (الجهد والتيار) لإشارة الإدخال و يصف خصائص تضخيم الدائرة. يجب التعبير عن إشارات الإخراج والإدخال بنفس الوحدات الكمية، وبالتالي فإن الكسب هو كمية بلا أبعاد.
في حالة عدم وجود عناصر تفاعلية في الدائرة، وكذلك في ظل أوضاع معينة من عملها، عند استبعاد تأثيرها، يكون الكسب قيمة حقيقية لا تعتمد على التردد. في هذه الحالة، تكرر إشارة الخرج شكل إشارة الدخل وتختلف عنها بمقدار K مرات فقط في السعة. في العرض التقديمي الإضافي للمادة، سنتحدث عن وحدة الكسب، ما لم تكن هناك تحفظات خاصة.
اعتمادًا على متطلبات معلمات الإخراج لمضخم إشارة التيار المتردد، يتم تمييز عوامل الكسب:
أ) بالجهد، ويتم تعريفه على أنه نسبة سعة المكون المتناوب لجهد الخرج إلى سعة المكون المتناوب لجهد الدخل، أي.
ب) بالتيار ، والذي يتم تحديده بواسطة نسبة سعة المكون المتناوب لتيار الخرج إلى سعة المكون المتناوب لتيار الإدخال:
ج) بالقوة
منذ ، يمكن تحديد كسب الطاقة على النحو التالي:
إذا كانت هناك عناصر تفاعلية في الدائرة (المكثفات والمحاثات)، فيجب اعتبار الكسب قيمة مركبة
حيث m وn هما المكونان الحقيقي والتخيلي، اعتمادًا على تردد إشارة الدخل:
لنفترض أن الكسب K لا يعتمد على سعة إشارة الدخل. في هذه الحالة، عندما يتم تطبيق إشارة جيبية على دخل مكبر الصوت، سيكون لإشارة الخرج أيضًا شكل جيبي، ولكنها ستختلف عن الإدخال في السعة بمقدار K مرات وفي الطور بزاوية.
وفقًا لنظرية فورييه، يمكن تمثيل الإشارة الدورية ذات الشكل المعقد كمجموع عدد محدود أو لا نهائي من المكونات التوافقية ذات السعات والترددات والأطوار المختلفة. نظرًا لأن K هي كمية معقدة، فإن اتساع وأطوار المكونات التوافقية لإشارة الدخل تتغير بشكل مختلف عند المرور عبر مكبر الصوت وستختلف إشارة الخرج في الشكل عن إشارة الإدخال.
يُطلق على تشويه الإشارة عند المرور عبر مكبر الصوت، الناتج عن اعتماد معلمات مكبر الصوت على التردد ومستقل عن سعة إشارة الدخل، التشوه الخطي. بدورها، يمكن تقسيم التشوهات الخطية إلى تشوهات التردد (التي تميز التغير في معامل الكسب K في نطاق التردد بسبب تأثير العناصر التفاعلية في الدائرة)؛ المرحلة (تتميز باعتماد تحول الطور بين إشارات الخرج والإدخال على التردد بسبب تأثير العناصر التفاعلية).
يمكن تقييم تشويه التردد للإشارة باستخدام خاصية التردد والسعة، والتي تعبر عن اعتماد معامل كسب الجهد على التردد. تظهر استجابة تردد السعة للمكبر بشكل عام في الشكل. 1.2. يقع نطاق تردد التشغيل لمكبر الصوت، والذي يمكن من خلاله اعتبار الكسب ثابتًا بدرجة معينة من الدقة، بين الحد الأدنى والأعلى من الترددات ويسمى نطاق المرور. تحدد ترددات القطع تقليل الكسب بمقدار معين من قيمته القصوى عند التردد الأوسط.
من خلال إدخال معامل تشويه التردد عند تردد معين،
أين كسب الجهد عند تردد معين، يمكنك استخدام خاصية تردد السعة لتحديد تشويه التردد في أي نطاق من ترددات تشغيل مكبر الصوت.
نظرًا لأن لدينا أكبر تشوهات التردد عند حدود نطاق التشغيل، عند حساب مكبر الصوت، كقاعدة عامة، يتم تعيين معاملات تشويه التردد عند أدنى وأعلى ترددات الحدود، أي.
أين هي مكاسب الجهد عند ترددات القطع الأعلى والأدنى، على التوالي.
عادة، عند الترددات الحدودية، ينخفض كسب الجهد إلى مستوى 0.707 من قيمة الكسب عند التردد المتوسط. في ظل هذه الظروف، يتراوح عرض النطاق الترددي لمكبرات الصوت المصممة لإعادة إنتاج الكلام والموسيقى بين 30 و20000 هرتز. بالنسبة لمكبرات الصوت المستخدمة في الاتصالات الهاتفية، يكون عرض النطاق الترددي الأضيق 300-3400 هرتز مقبولًا. لتضخيم الإشارات النبضية، من الضروري استخدام ما يسمى بمضخمات النطاق العريض، التي يتراوح عرض نطاقها الترددي من عشرات أو وحدات هيرتز إلى عشرات أو حتى مئات ميغاهيرتز.
غالبًا ما يتم استخدام المعلمة لتقييم جودة مكبر الصوت
لذلك، بالنسبة لمكبرات الصوت ذات النطاق العريض
عكس مكبرات الصوت ذات النطاق العريض هي مكبرات صوت انتقائية، والغرض منها هو تضخيم الإشارات في نطاق تردد ضيق (الشكل 1.3).
تسمى مكبرات الصوت المصممة لتضخيم الإشارات ذات الترددات المنخفضة بشكل تعسفي بمضخمات التيار المستمر. يتضح من التعريف أن أدنى تردد قطع لنطاق التمرير لمكبر الصوت هذا هو صفر. تظهر استجابة تردد السعة لمضخم التيار المستمر في الشكل. 1.4.
توضح خاصية تردد الطور كيف تتغير زاوية تحول الطور بين إشارات الخرج والإدخال عندما يتغير التردد وتحدد تشويه الطور.
لا توجد تشوهات في الطور عندما تكون خاصية تردد الطور خطية (خط متقطع في الشكل 1.5)، لأنه في هذه الحالة يتم إزاحة كل مكون توافقي لإشارة الدخل، عند المرور عبر مكبر الصوت، في الوقت المناسب بنفس الفاصل الزمني. تتناسب زاوية تحول الطور بين إشارات الإدخال والإخراج مع التردد
أين هو معامل التناسب الذي يحدد زاوية ميل الخاصية إلى محور الإحداثي السيني.
تظهر خاصية تردد الطور لمكبر الصوت الحقيقي في الشكل. 1.5 بخط متواصل. من الشكل. في الشكل 1.5، يمكن ملاحظة أن تشوه الطور يكون في حده الأدنى داخل نطاق تمرير مكبر الصوت، ولكنه يزداد بشكل حاد في منطقة الترددات الحدودية.
إذا كان الكسب يعتمد على سعة إشارة الدخل، فإن التشوهات غير الخطية للإشارة المضخمة تحدث بسبب وجود عناصر ذات خصائص جهد تيار غير خطية في مكبر الصوت.
ومن خلال تحديد قانون التغيير، من الممكن تصميم مكبرات صوت غير خطية ذات خصائص معينة. ليتحدد الكسب بالاعتماد حيث يكون معامل التناسب.
ثم، عندما يتم تطبيق إشارة دخل جيبية على دخل مكبر الصوت، يتم إرسال إشارة خرج مكبر الصوت
أين هي سعة وتردد إشارة الدخل.
تمثل المركبة التوافقية الأولى في التعبير (1.6) الإشارة المفيدة، والباقي نتيجة التشوهات غير الخطية.
يمكن تقييم التشوه غير الخطي باستخدام ما يسمى بالتشوه التوافقي
أين هي قيم سعة الطاقة والجهد والتيار للمكونات التوافقية على التوالي.
يحدد المؤشر الرقم التوافقي. عادة ما يتم أخذ التوافقيات الثانية والثالثة فقط بعين الاعتبار، حيث أن قيم سعة قوى التوافقيات الأعلى تكون صغيرة نسبيًا.
تميز التشوهات الخطية وغير الخطية دقة إعادة إنتاج مكبر الصوت لشكل إشارة الإدخال.
إن خاصية الاتساع للشبكات ذات الأطراف الأربعة التي تتكون فقط من عناصر خطية، بأي قيمة، هي من الناحية النظرية خط مستقيم مائل. ومن الناحية العملية، فإن القيمة القصوى محدودة بالقوة الكهربائية لعناصر الشبكة الرباعية الأقطاب. إن خاصية السعة لمكبر الصوت المصنوع على الأجهزة الإلكترونية (الشكل 1.6) هي، من حيث المبدأ، غير خطية، ولكنها قد تحتوي على أقسام OA حيث يكون المنحنى خطيًا تقريبًا بدرجة عالية من الدقة. يجب ألا يتجاوز نطاق تشغيل إشارة الإدخال الجزء الخطي (LA) من خاصية السعة لمكبر الصوت، وإلا فإن التشوه غير الخطي سيتجاوز المستوى المسموح به.
