IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в данную темуНачать новую тему
Отклик на прямоугольные импульсы и интерпретация форм меандра, Взято с: http://hq-audio.ru/raznoe/otklik-na-pryamougolnyie-impulsyi-i
Mycroft Holmes
сообщение 22.8.2018, 12:36
Сообщение #1


Активный участник
***

Группа: Главные администраторы
Сообщений: 3270
Регистрация: 21.9.2008
Из: Москва
Пользователь №: 2



http://hq-audio.ru/raznoe/otklik-na-pryamo...a-form-meandra/
тклик на прямоугольные импульсы и интерпретация форм меандра
Март 22nd, 2014
РАЗНОЕ
перевод innerfidelity
Читая о прямоугольных волнах или, проще говоря, меандрах, в основном о них упоминается как о бесконечном множестве нечётных гармоник, обладающих определённой амплитудой и разностью фаз. Конечно, это верно, но в реальных условиях и в случаях для тестирования наушников это не лучший способ описания данного явления. Но для начала объяснения этого будет достаточно.

Взгляд на меандры как на волны, состоящие из повторяющихся нечётных гармоник
Формы гармоник с объяснениями Чтобы показать вам как меандры строятся из основного тона и его нечётной гармоники, я сделал таблицу в Excel (вы можете скачать её здесь). Используя математические формулы, я создал колонки. Они содержали данные, представляющие соответствующие синусоиды необходимые для формирования меандра. В используемых формулах также были некоторые переменные, которыми я мог контролировать относительную амплитуду и фазу нечетных гармоник.
Верхний график слева показывает основной тон и первые четыре нечетные гармоники. Следующий график показывает результат добавления амплитуды сигналов в каждый момент времени. Вы можете видеть, что в результате синусоида начинает выглядеть как прямоугольная волна. Третий график показывает результат суммирования первых 11 гармоник, тем самым построение меандра проходит более подробно и совершенно. Чем больше нечётных гармоник используется, тем ближе форма меандра к идеальной. В системах с ограниченным частотным диапазоном, как, например ЦАПы с лимитом в 22 кГц для воспроизведения CD-дисков, доступно ограниченное число нечётных гармоник, и меандр будет выглядеть примерно так же, как на третьем графике.
Существуют две вещи, которые могут исказить форму меандра: фаза и относительная погрешность амплитуд между основным тоном и его гармониками. На четвёртом графике фаза нечётных гармоник сдвигается тем больше, чем больше становится частота. В аудио-оборудовании все частоты распространяются с небольшой задержкой, но высокие частоты «движутся» в цепи немного быстрее низких частот. Для описания этого явления используется термин «групповая задержка». Групповая задержка создаёт фазовую погрешность между нечётными гармониками прямоугольной волны. В левой части четвёртого графика я ввёл фазовую ошибку – разность между фазой передаваемого сигнала и теоретическим значением фазы, — таким образом, вы можете видеть, как немного меняется форма меандра и появляется всплеск на переднем краю графика.
Ошибки в амплитудах нечётных гармоник могут возникать в случае, если амплитудно-частотная характеристика аудио-устройства не равномерная. В левой части предпоследнего графика, я симулировал ошибку в диапазоне частот (меньше баса и больше высоких частот), на последнем же графике я изобразил противоположную ситуацию.
Для некоторых случаев такое описание прямоугольных волн можно применять, но это приводит к некоторым допущениям о синусоидах как о непрерывно повторяющихся волнах, что приводит к заблуждению с точки зрения тестирования наушников. К примеру, на третьем графике внизу видны маленькие импульсы, возникающие до модуляций – так называемые затухающие низкочастотные помехи, их так же называют звоном. Как может аналоговая система «знать», что сигнал скоро изменится и возникнет этот звон? Ответ прост: никак. Это одна из причин, по которой графики прямоугольных волн лучше рассматривать как серию импульсов.

Переходная функция и прямоугольный импульс
Переходная функция, или другими словами, отклик на входной сигнал, указывает, как устройство реагирует на мгновенные кратковременные изменения напряжения, например, с 0 до 1 Вольта.
Измерения переходной функции широко используется в аудио-электронике и электронике в частности для обозначения различных временных характеристик как, например, времени нарастания импульса, отрицательный импульс, время установления выходного сигнала (или напряжения) и возникновение низкочастотных помех. Но переходная функция так же содержит информацию о фазовой и частотной характеристике. Для примера, это она из характеристик, которую измеряли для выяснения фазовой когерентности динамиков в многополосных акустических системах.
Можно рассматривать измерение переходной функции в качестве меры амплитудно-частотной характеристики, где скорость нарастания фронта импульса указывает на границу диапазона высоких частот, а отрезок времени, в течение которого сохраняется уровень входного сигнала, показывает границу диапазона низких частот. Другой способ рассмотреть изменения переходной функции схож с суммированием ряда нечётных гармоник, его мы описывали выше. Можно так же рассматривать переходную функцию как отклик на непрерывный ряд узкополосных сигналов с одинаковой амплитудой.


Артефакты, накладывающиеся на частотную состовляющую переходной функции, являются временными характеристиками, такими как затухающие помехи и информация о фазе. Проблема в измерениях заключается в том, что если вы проводите тесты в одной области значений, для полного прояснения происходящего, то информация из другой области значений исчезает из поля зрения. Вы не сможете видеть временные характеристики на графике АХЧ, но с другой стороны они доступны для вычисления. Так же вы не сможете увидеть информацию об АЧХ на графике ответного импульса. Самое замечательное в измерениях переходных функций и прямоугольных импульсов в том, что вы получаете хорошую, хоть иногда туманную и трудную для интерпетаций информации, которая сочетает в себе временные и частотные характеристики. Лично для меня это максимально удобный и полный способ понимания измерений.
Теперь давайте рассмотрим частные случаи для прямоуголных волн частотой 30 Гц и 300 Гц.


Интерпретация графиков прямоугольных имупульсов в случае для наушников
Причина, по которой я провожу тесты для определения прямоугольных импульсов на частотах в 30 Гуц и 300 Гц в том, что высокочастотные составляющие «сплющены» в начале прямоугольной волны. Так для интерпретации перехода от высоких частот к средним нам надо «увеличить» масштаб передней кромки волны частотой 300 Гц. Просматривая переход от средних частот к низким, нам необходимо смотреть на волну частотой 30 Гц на всей её продолжительности. Информация о меандре частотой 300 Гц содержится в первых 10% меандра частотой 30 Гц, но эту информацию тяжело обработать из-за сильного сжатия волны.

Продолжение…
На иллюстации выше вы найдёте большую часть базовой информации о том, как интерпретировать форму меандра, но, по-моему, будет хорошей идеей посмотреть на сами формы волн и сказать вам, что я на них вижу. В общем я буду двигаться от черезмерно ярких по звучанию наушников до черезмерно басовитых и тёмных. Но это будет в следующей статье!



Статья является переводом статьи Headphone Measurements Explained — Square Wave Response, автором которой является Tyll Hertsens.
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  ________________________________.pdf ( 1.24 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 22
 


--------------------
Skype: tov.Sergeant
Mycroft.su
MyST.pro
Страничка Mycroft в "вконтакте"
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение

Ответить в данную темуНачать новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 14.12.2018, 21:28