• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zniekształcenia nieliniowe

    Przeczytaj także...
    Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Mówimy, że sygnał niesie informację lub też umożliwia przepływ strumienia informacji.Wzmacniacz lampowy – wzmacniacz, w którym jako elementy czynne (wzmacniające) stosuje się lampy elektronowe. Wzmacniacze lampowe były stosowane powszechnie do końca lat 60. XX w., później zostały w większości wyparte przez nowocześniejsze wzmacniacze tranzystorowe. Obecnie wzmacniacze lampowe są używane do nielicznych zastosowań, takich jak wzmacniacze gitarowe, audiofilskie wzmacniacze elektroakustyczne hi-fi, radary wojskowe, nadajniki radiowe i telewizyjne bardzo dużej mocy, transpondery satelitarne.
    Słuch – zmysł umożliwiający odbieranie (percepcję) fal dźwiękowych. Narządy słuchu nazywa się uszami. Słuch jest wykorzystywany przez organizmy żywe do komunikacji oraz rozpoznawania otoczenia.
    Charakterystyka przejściowa układu nieliniowego, sygnał wejściowy Vin (czerwony) i zniekształcony sygnał wyjściowy Vout (niebieski)

    Zniekształcenia nieliniowe (ang. Nonlinear distortion) – efekt przetwarzania sygnału przez układ lub system o nieliniowej charakterystyce przejściowej. Typowo objawiają się one obecnością dodatkowych składowych harmonicznych w widmie sygnału. Te dodatkowe składowe są zazwyczaj klasyfikowane jako zniekształcenia harmoniczne lub zniekształcenia intermodulacyjne.

    Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.Sprzężenie zwrotne (ang. feedback) – oddziaływanie sygnałów stanu końcowego (wyjściowego) procesu (systemu, układu), na jego sygnały referencyjne (wejściowe). Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu (o wartości wyjściowej). Ponieważ matematycznym, jednoznacznym opisem bloku gałęzi zwrotnej jest transmitancja to informacja ta może być modyfikowana przez transmitancję bloku gałęzi zwrotnej.

    Miara zniekształcenia[]

    Współczynnik zawartości harmonicznych (h albo THD od ang. Total Harmonic Distortion) oraz intermodulacyjnych (IMD od ang. InterModulation Distortion) podaje się w procentach wyrażających udział mocy produktów zniekształceń w mocy całego sygnału. Oba parametry wykorzystuje się głównie w elektroakustyce.

    Elektroakustyka - dziedzina techniki i nauki łącząca w sobie elementy akustyki i elektroniki, zajmująca się przetwarzaniem fal akustycznych na prąd elektryczny i na odwrót, za pomocą przetworników elektroakustycznych.Tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa urządzenia wywodzi się od słów transkonduktancja (transconductance) z "półprzewodnikowym" przyrostkiem -stor jak w warystor (varistor).

    Dokuczliwość[]

    Zniekształcenia nieliniowe są dokuczliwe, jeśli ich procentowa zawartość w sygnale jest znacząca. Na przykład norma Hi-Fi określa dopuszczalny udział zniekształceń dźwięku jako 1%. Współczesne urządzenia elektroakustyczne (z wyjątkiem zestawów głośnikowych) oferują zazwyczaj znacznie niższe poziomy zniekształceń pod warunkiem eksploatacji w dopuszczalnych warunkach wysterowania, obciążenia i zasilania.

    Dźwięk – wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz.Wzmacniacz elektroakustyczny, wzmacniacz audio – jest to wzmacniacz pracujący w zakresie częstotliwości akustycznych (16 Hz-20 kHz). Wzmacniacz elektroakustyczny służy do wzmacniania sygnałów analogowych pochodzących ze źródeł sygnału elektroakustycznego jak np. gramofon, magnetofon, mikrofon, radioodbiornik, elektrofony, odtwarzacz CD, odtwarzacz MP3. Wzmacniacz taki może być zbudowany z użyciem tranzystorów, lamp elektronowych lub też obu tych rodzajów elementów elektronicznych czynnych. Wyjście wzmacniacza elektroakustycznego obciążone jest zazwyczaj zestawem głośnikowym zwanym często kolumną głośnikową, co ma na celu przetworzenie energii wzmocnionego sygnału elektroakustycznego w fale akustyczne.

    Dokuczliwość zniekształceń zależy od ich częstotliwości. Zniekształcenia harmoniczne niższych rzędów (niskie indeksy harmonicznych) są zazwyczaj łatwiej tolerowane niż zniekształcenia wysokich rzędów. Zniekształcenia harmoniczne rzędów parzystych (pojawiające się głównie przy nieliniowościach o asymetrycznej względem zera charakterystyce) są również bardziej przyjemne dla słuchacza od nieparzystych harmonicznych (charakterystyki symetryczne). Z tego powodu zniekształcenia generowane np. przez lampowe wzmacniacze elektroakustyczne (produkujące zazwyczaj parzyste harmoniczne niskich rzędów) są łatwiej tolerowane i przyjemniejsze dla słuchacza niż zniekształcenia klasycznych wzmacniaczy tranzystorowych (produkujących przy niekorzystnych warunkach pracy szerokie spektrum harmonicznych o nieparzystych indeksach).

    Widmo sygnału (ściślej: widmo częstotliwościowe sygnału) – przedstawienie sygnału w dziedzinie częstotliwości lub pulsacji, otrzymane przy pomocy transformacji Fouriera, F ( j ω ) = F { f ( t ) } {displaystyle F(jomega )={mathcal {F}}{f(t)}} . Widmem sygnału nazywa się zarówno samą transformatę Fouriera F ( j ω ) {displaystyle F(jomega )} (wynik transformacji Fouriera), jak i wykres przedstawiający tę transformatę. Dziedziną funkcji F ( j ω ) {displaystyle F(jomega )} jest zbiór ciągły wartości rzeczywistych, czyli ω ∈ ( − ∞ , + ∞ ) {displaystyle omega in (-infty ,+infty )} .Składowa harmoniczna jest pojęciem często używanym w teorii sygnałów. Jest to składowa szeregu Fouriera analizowanego sygnału (poza składową zerową zwaną składową stałą). Składowa harmoniczna jest częścią reprezentacji sygnału w dziedzinie widmowej (częstotliwości). Sygnał okresowy spełniający warunki Dirichleta można przedstawić jako sumę sinusoidalnych przebiegów oraz składowej stałej.

    Tranzystorowe wzmacniacze elektroakustyczne, zbudowane zazwyczaj w oparciu o obwody elektroniczne z silnym sprzężeniem zwrotnym. przyczyniły się do zwrócenia uwagi na powstawanie nowego rodzaju zniekształceń sygnału zwanych zniekształceniami dynamicznymi, zniekształceniami przejściowymi lub przejściowymi zniekształceniami intermodulacyjnymi (ang. transient intermodulation distortion, TIM). Ten rodzaj zniekształceń może występować we wzmacniaczu o bardzo małych zniekształceniach nieliniowych i intermodulacyjnych – jest niewykrywalny przy teście sygnałem harmonicznym (sinusoidalnym). Tymczasem słuch ludzki jest bardzo wrażliwy na zniekształcenia o charakterze dynamicznym, wywołujące wrażenie dźwięku metalicznego i niepokojącego, aż do odczucia jego „szorstkości” i „nieczystości”.

    Współczynnik zawartości harmonicznych (THD z ang. Total Harmonic Distortion) to stosunek wartości skutecznej wyższych harmonicznych sygnału, do wartości skutecznej składowej podstawowej, mierzony dla sygnału sinusoidalnego:Zestaw głośnikowy – zespół głośników umieszczonych w specjalnej obudowie (skrzynce), która pełni funkcję pudła rezonansowego. Zestawy głośnikowe wyposażone są w zwrotnice głośnikowe, dokonujące rozdziału pasma akustycznego na pasma częstotliwości dla poszczególnych głośników.

    Bibliografia[]

  • Chwaleba A., Moeschke B., Płoszajski G., Elektronika, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 2008, ISBN 978-83-02-10118-2.
  • Dobrucki A., Przetworniki elektroakustyczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2007, ISBN 978-83-204-3214-5.
  • Witort A., Elektroakustyka dla wszystkich, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1963.
  • Wzmacniacz – układ elektroniczny, którego zadaniem jest wytworzenie na wyjściu sygnału analogowego, będącego wzmocnionym sygnałem wejściowym, kosztem zużycia energii pobieranej ze źródła prądu.Układ elektroniczny lub obwód elektroniczny – zbiór elementów elektronicznych dyskretnych lub scalonych połączonych elektrycznie tak, aby realizowały określoną funkcję.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Intermodulacja – proces, który zachodzi w nieliniowym urządzeniu lub ośrodku transmisyjnym w sytuacji, gdy składowe widma sygnału lub sygnałów wejściowych oddziaływają na siebie i powstają w rezultacie nowe składowe o częstotliwościach równych kombinacji częstotliwości wejściowych składowych widma ze współczynnikami całkowitymi.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.072 sek.