اعوجاج در تقویت کننده ها اعوجاج هارمونیک سطح اعوجاج غیر خطی

با تشکر از زنجیره های خرده فروشیو فروشگاه های آنلاین، تنوع تجهیزات صوتی ارائه شده برای فروش فراتر از حد معقول است. چگونه دستگاهی را انتخاب کنید که نیازهای شما را برای کیفیت برآورده کند، بدون اینکه هزینه زیادی پرداخت کنید؟
اگر اهل شنوایی نیستید و انتخاب تجهیزات برای شما معنای زندگی نیست، پس ساده ترین راه این است که با اطمینان به آن پیمایش کنید. مشخصات فنیتجهیزات تقویت صدا و یادگیری نحوه استخراج اطلاعات مفیدبین خطوط گذرنامه و دستورالعمل، انتقاد از وعده های سخاوتمندانه. اگر تفاوت بین dB و dBm را احساس نمی کنید، قدرت نامیبا PMPO تفاوتی ندارید و می خواهید در نهایت بفهمید THD چیست، همچنین می توانید چیزهای جالبی را در زیر برش پیدا کنید.

خلاصه مقاله

کسب کردن. چرا به لگاریتم نیاز داریم و دسی بل چیست؟
حجم صدا. تفاوت بین dB و dBm چیست؟
تقسیم و تسخیر - سیگنال را در یک طیف پخش کنید.
اعوجاج خطی و پهنای باند.
اعوجاج غیر خطی KNI، KGI، TDH.
مشخصه دامنه. به طور خلاصه در مورد نویز و تداخل.
استانداردهای خروجی قدرت ULFو آکوستیک
تمرین - بهترین معیارحقیقت. جداسازی قطعات با مرکز صوتی.
یک قوری قیر در یک شیشه عسل.

امیدوارم مطالب این مقاله برای درک مطلب بعدی که موضوع بسیار پیچیده تری دارد - "تحریف متقاطع و بازخورد به عنوان یکی از منابع آنها" مفید باشد.

کسب کردن. چرا به لگاریتم نیاز داریم و دسی بل چیست؟

یکی از پارامترهای اصلی تقویت کننده بهره است - نسبت پارامتر خروجی تقویت کننده به ورودی. بسته به هدف عملکردی تقویت کننده، افزایش ولتاژ، جریان یا توان وجود دارد:

افزایش ولتاژ

سود فعلی

افزایش قدرت

بهره ULF می تواند بسیار بزرگ باشد، حتی مقادیر بیشتر، بهره تقویت کننده های عملیاتی و مسیرهای رادیویی تجهیزات مختلف است. کار با اعداد با تعداد صفر زیاد چندان راحت نیست، نمایش انواع وابستگی هایی که دارای مقادیری هستند که هزاران بار یا بیشتر با یکدیگر متفاوت هستند، حتی دشوارتر است. یک راه راحت، نمایش مقادیر در مقیاس لگاریتمی است. در آکوستیک، این دو برابر راحت است، زیرا گوش حساسیت نزدیک به لگاریتمی دارد.
بنابراین، بهره اغلب در واحدهای لگاریتمی - دسی بل بیان می شود (نام روسی: dB؛ بین المللی: dB)

در ابتدا از dB برای تخمین نسبت توان استفاده می شد، بنابراین مقدار بیان شده در dB، لگاریتم نسبت دو توان را فرض می کند و بهره توان با فرمول محاسبه می شود:

وضعیت در مورد کمیت های "غیر انرژی" تا حدودی متفاوت است. برای مثال، بیایید جریان را بگیریم و توان را از طریق آن با استفاده از قانون اهم بیان کنیم:

سپس مقدار بیان شده در دسی بل از طریق جریان برابر با عبارت زیر خواهد بود:

همین امر در مورد ولتاژ نیز صادق است. در نتیجه، فرمول های زیر را برای محاسبه ضرایب بهره به دست می آوریم:

افزایش جریان بر حسب دسی بل:

افزایش ولتاژ بر حسب دسی بل:

حجم صدا. تفاوت بین dB و dBm چیست؟

در آکوستیک، "سطح شدت" یا به سادگی حجم یک صدا Lهمچنین با دسی بل اندازه گیری می شود، در حالی که این پارامتر مطلق نیست، بلکه نسبی است! این به این دلیل است که مقایسه با حداقل آستانه شنوایی توسط گوش صوتی انسان انجام می شود. نوسان هارمونیک- دامنه فشار صوت 20 µPa. از آنجایی که شدت صوت با مجذور فشار صوت متناسب است، می‌توانیم بنویسیم:

جایی که جریان نیست، بلکه شدت فشار صوتی صدا با فرکانس 1 کیلوهرتز است که تقریباً با آستانه شنوایی انسان مطابقت دارد.

بنابراین، وقتی می گوییم حجم صدا 20 دسی بل است، به این معنی است که شدت موج صوتی 100 برابر آستانه شنوایی انسان است.
علاوه بر این، قدر مطلق اندازه گیری توان در مهندسی رادیو بسیار رایج است. dBm(dBm روسیه)، که نسبت به توان 1 مگاوات اندازه گیری می شود. قدرت در بار نامی تعیین می شود (برای تجهیزات حرفه ای - معمولاً 10 کیلو اهم برای فرکانس های کمتر از 10 مگاهرتز، برای تجهیزات فرکانس رادیویی - 50 اهم یا 75 اهم). به عنوان مثال، «قدرت خروجی مرحله تقویت کننده 13 دسی بل است» (یعنی توان تلف شده در بار نامی برای این مرحله تقویت کننده تقریباً 20 مگاوات است).

تقسیم و تسخیر - سیگنال را در یک طیف پخش کنید.

زمان آن فرا رسیده است که به یک موضوع پیچیده تر بروید - ارزیابی اعوجاج سیگنال. برای شروع، باید مقدمه ای کوتاه داشته باشیم و در مورد طیف ها صحبت کنیم. واقعیت این است که در مهندسی صدا و نه تنها مرسوم است که با سیگنال های سینوسی کار کنند. آنها اغلب در دنیای اطراف ما یافت می شوند، زیرا تعداد زیادی صدا توسط ارتعاشات اشیاء خاص ایجاد می شود. علاوه بر این، ساختار سیستم شنوایی انسان کاملاً با درک ارتعاشات سینوسی سازگار است.
هر نوسان سینوسی را می توان با فرمول توصیف کرد:

جایی که طول بردار، دامنه نوسانات، زاویه (فاز) اولیه بردار در لحظه صفر زمان است، سرعت زاویه ای است که برابر است با:

مهم است که با استفاده از مجموع سیگنال‌های سینوسی با دامنه، فرکانس و فاز مختلف، بتوان سیگنال‌های تکرار شونده را با هر شکلی توصیف کرد. سیگنال هایی که فرکانس آنها با فرکانس اصلی به تعداد صحیح بار متفاوت است، هارمونیک فرکانس اصلی نامیده می شود. برای سیگنال با فرکانس پایه f، سیگنال هایی با فرکانس

حتی هارمونیک ها و سیگنال ها خواهد بود

هارمونیک های عجیب و غریب

برای وضوح، شکل موج دندانه اره را رسم می کنیم.

برای نمایش دقیق آن بر حسب هارمونیک به تعداد نامتناهی ترم نیاز است.
در عمل، تعداد محدودی هارمونیک با بالاترین دامنه برای تجزیه و تحلیل سیگنال ها استفاده می شود. روند ساخت سیگنال دندان اره از هارمونیک ها را در شکل زیر می توانید به صورت بصری مشاهده کنید.

و در اینجا نحوه شکل گیری پیچ و خم با دقت تا پنجاهمین هارمونیک است ...

در مقاله فوق العاده habrahabr.ru/post/219337 کاربر dlinyj می توانید در مورد هارمونیک ها بیشتر بخوانید و زمان آن فرا رسیده است که در نهایت به سراغ اعوجاج ها برویم.
اکثر روش سادهارزیابی اعوجاج سیگنال تامین یک یا مجموع چندین سیگنال هارمونیک به ورودی تقویت کننده و تجزیه و تحلیل سیگنال های هارمونیک مشاهده شده در خروجی است.
اگر خروجی تقویت کننده حاوی سیگنال هایی با هارمونیک های مشابه در ورودی باشد، اعوجاج خطی در نظر گرفته می شود، زیرا به تغییر دامنه و فاز سیگنال ورودی خلاصه می شود.
اعوجاج هارمونیک هارمونیک های جدیدی به سیگنال اضافه می کند که شکل سیگنال های ورودی را مخدوش می کند.

اعوجاج خطی و پهنای باند.

کسب کردن بهتقویت کننده ایده آل مستقل از فرکانس است، اما در زندگی واقعی این دور از حالت است. وابستگی دامنه به فرکانس نامیده می شود دامنه- پاسخ فرکانس- پاسخ فرکانسو اغلب به شکل یک نمودار نشان داده می شوند که در آن بهره ولتاژ به صورت عمودی و فرکانس به صورت افقی ترسیم می شود. بیایید پاسخ فرکانسی یک تقویت کننده معمولی را رسم کنیم.

پاسخ فرکانس با تغذیه پی در پی سیگنال های فرکانس های مختلف از یک سطح معین به ورودی تقویت کننده و اندازه گیری سطح سیگنال در خروجی گرفته می شود.
محدوده فرکانس ΔF، که در آن قدرت تقویت کننده بیش از دو برابر از حداکثر مقدار کاهش نمی یابد، نامیده می شود پهنای باند تقویت کننده.

با این حال، بهره ولتاژ معمولا در نمودار رسم می شود، نه بهره قدرت. اگر ماکزیمم بهره ولتاژ را به عنوان تعیین کنیم، در پهنای باند، ضریب نباید زیر باشد:

مقادیر فرکانس و سطح سیگنال هایی که ULF با آنها کار می کند می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند ، بنابراین پاسخ فرکانس معمولاً در مختصات لگاریتمی ترسیم می شود ، گاهی اوقات به آن LAFC می گویند.

بهره تقویت کننده در دسی بل بیان می شود و فرکانس ها در امتداد محور آبسیسا از طریق رسم می شوند. دهه(فاصله فرکانس ها ده برابر متفاوت است). آیا این درست نیست که نمودار نه تنها زیباتر، بلکه آموزنده تر به نظر می رسد؟
تقویت کننده نه تنها سیگنال های فرکانس های مختلف را به طور غیریکنواخت تقویت می کند، بلکه بسته به فرکانس آن، فاز سیگنال را با مقادیر مختلف تغییر می دهد. این وابستگی توسط مشخصه فرکانس فاز تقویت کننده منعکس می شود.

هنگام تقویت نوسانات تنها یک فرکانس، این ترسناک به نظر نمی رسد، اما برای سیگنال های پیچیده تر منجر به اعوجاج شکل قابل توجهی می شود، اگرچه هارمونیک های جدیدی ایجاد نمی کند. تصویر زیر نحوه اعوجاج سیگنال دو فرکانس را نشان می دهد.

اعوجاج غیر خطی KNI، KGI، TDH.

اعوجاج غیرخطی هارمونیک هایی که قبلاً وجود نداشتند به سیگنال اضافه می کند و در نتیجه شکل موج اصلی را تغییر می دهد. شاید بارزترین مثال چنین اعوجاجی محدود کردن دامنه سیگنال سینوسی باشد که در زیر نشان داده شده است.

نمودار سمت چپ اعوجاج ناشی از حضور یک هارمونیک سیگنال یکنواخت اضافی را نشان می دهد - محدود کردن دامنه یکی از امواج نیمه سیگنال. سیگنال سینوسی اصلی دارای شماره 1 است، نوسان هارمونیک دوم 2 است و سیگنال تحریف شده حاصل 3 است. شکل سمت راست نتیجه هارمونیک سوم را نشان می دهد - سیگنال از دو طرف "قطع" شده است.

در روزهای اتحاد جماهیر شوروی، مرسوم بود که اعوجاج هارمونیک تقویت کننده با استفاده از ضریب اعوجاج هارمونیک THD بیان شود. به شرح زیر تعیین شد - یک سیگنال به ورودی تقویت کننده اعمال شد فرکانس مشخص، معمولاً 1000 هرتز. سپس سطح تمام هارمونیک های سیگنال در خروجی محاسبه شد. THD به عنوان نسبت ولتاژ RMS از مجموع هارمونیک های بالاتر سیگنال، به جز اولین هارمونیک، به ولتاژ هارمونیک اول در نظر گرفته شد - همان هارمونیک که فرکانس آن برابر با فرکانس سیگنال سینوسی ورودی است. .

یک پارامتر خارجی مشابه به عنوان - اعوجاج هارمونیک کل برای فرکانس بنیادی نامیده می شود.

ضریب اعوجاج هارمونیک (THD یا )

این تکنیک تنها در صورتی کار می کند که سیگنال ورودی ایده آل باشد و فقط هارمونیک اصلی را در خود داشته باشد. این شرط همیشه نمی تواند برآورده شود، بنابراین، در عمل بین المللی مدرن، پارامتر دیگری برای ارزیابی درجه اعوجاج غیر خطی، THD، بسیار گسترده تر شده است.

آنالوگ خارجی - اعوجاج هارمونیک کل برای ریشه میانگین مربع.

THD (THD یا )

SOI - مقداری برابر با نسبت مجموع rms اجزای طیفی سیگنال خروجی، که در طیف سیگنال ورودی وجود ندارد، به مجموع rms تمام اجزای طیفی سیگنال ورودی.
هر دو THD و THD مقادیر نسبی هستند که به صورت درصد اندازه گیری می شوند.
مقادیر این پارامترها با رابطه:

برای شکل موج های ساده، میزان اعوجاج را می توان به صورت تحلیلی محاسبه کرد. در زیر مقادیر THD برای رایج ترین سیگنال ها در فناوری صوتی آمده است (مقدار THD در براکت نشان داده شده است).

0% (0%) - شکل موج یک موج سینوسی کامل است.
3٪ (3٪) - شکل موج سینوسی نیست، اما اعوجاج برای چشم نامرئی است.
5٪ (5٪) - انحراف شکل سیگنال از سینوسی قابل مشاهده با چشم در اسیلوگرام.
10 % (10 %) - سطح استاندارداعوجاج، که در آن قدرت واقعی (RMS) UMZCH در نظر گرفته می شود، با گوش قابل توجه است.
12% (12%) - سیگنال مثلثی کاملا متقارن.
21٪ (22٪) - سیگنال ذوزنقه ای یا پلکانی "معمولی". 43٪ (48٪) - سیگنال مستطیلی کاملا متقارن (پیچان).
63% (80%) یک سیگنال دندان اره کامل است.

بیست سال پیش، ابزارهای گران قیمت پیچیده ای برای اندازه گیری اعوجاج هارمونیک یک مسیر فرکانس پایین استفاده شد. یکی از آنها SK6-13 در شکل زیر نشان داده شده است.

امروزه یک کارت صوتی کامپیوتر خارجی با مجموعه ای از نرم افزارهای تخصصی که هزینه کل آن بیش از 500 تومان نیست، بسیار بهتر از عهده این کار بر می آید.

طیف سیگنال ورودی کارت صداهنگام تست تقویت کننده فرکانس پایین

مشخصه دامنه. به طور خلاصه در مورد نویز و تداخل.

وابستگی ولتاژ خروجی یک تقویت کننده به ورودی آن، در یک فرکانس سیگنال ثابت (معمولا 1000 هرتز)، مشخصه دامنه نامیده می شود.
مشخصه دامنهیک تقویت کننده ایده آل، خط مستقیمی است که از مبدا عبور می کند، زیرا بهره آن در هر ولتاژ ورودی ثابت است.
در مشخصه دامنه یک تقویت کننده واقعی، حداقل سه بخش مختلف وجود دارد. در قسمت پایین، به صفر نمی رسد، زیرا تقویت کننده نویز خاص خود را دارد، که در سطوح کم صدا متناسب با دامنه سیگنال مفید می شود.

در قسمت میانی (AB) مشخصه دامنه نزدیک به خطی است. این منطقه کار است، در محدوده آن اعوجاج شکل موج حداقل خواهد بود.
در قسمت بالای نمودار نیز مشخصه دامنه دارای یک خمیدگی است که به دلیل محدودیت در توان خروجی تقویت کننده است.
اگر دامنه سیگنال ورودی به حدی باشد که تقویت کننده بر روی مقاطع منحنی کار کند، اعوجاج های غیر خطی در سیگنال خروجی ظاهر می شوند. هرچه غیر خطی بودن بیشتر باشد، ولتاژ سیگنال سینوسی بیشتر تحریف می شود، یعنی. نوسانات جدید (هارمونیک های بالاتر) در خروجی تقویت کننده ظاهر می شود.

نویز در تقویت کننده ها به اشکال مختلف و به دلایل مختلف وجود دارد.

نویز سفید

نویز سفید یک سیگنال با چگالی طیفی یکنواخت در تمام فرکانس ها است. در محدوده فرکانس کاری تقویت کننده های فرکانس پایین، نمونه ای از این نویزها را می توان نویز حرارتی ناشی از حرکت آشفته الکترون ها در نظر گرفت. طیف این نویز در یک محدوده فرکانسی بسیار گسترده یکنواخت است.

صدای صورتی

نویز صورتی به عنوان نویز سوسو زدن نیز شناخته می شود. چگالی طیفی توان نویز صورتی متناسب با نسبت 1/f است (چگالی با فرکانس نسبت معکوس دارد)، یعنی به طور یکنواخت در مقیاس فرکانس لگاریتمی تجزیه می شود. نویز صورتی هم به صورت غیرفعال و هم فعال ایجاد می شود قطعات الکترونیکی، دانشمندان هنوز در مورد ماهیت منشاء آن بحث می کنند.

پس زمینه از منابع خارجی

یکی از دلایل اصلی ایجاد نویز، پس زمینه ناشی از منابع خارجی مانند شبکه است. جریان متناوب 50 هرتز دارای فرکانس 50 هرتز و چند برابر آن است.

خود هیجانی.

خود برانگیختگی مراحل جداگانه تقویت کننده قادر به ایجاد نویز، معمولاً با فرکانس مشخص است.

استانداردهای قدرت خروجی ULF و آکوستیک

قدرت نامی

همتای غربی RMS(ریشه میانگین مربع - مقدار rms) در اتحاد جماهیر شوروی، توسط GOST 23262-88 به عنوان مقدار متوسط ​​توان الکتریکی ورودی یک سیگنال سینوسی با فرکانس 1000 هرتز تعریف شد که باعث اعوجاج غیر خطی سیگنال می شود. تجاوز نمی کند مقدار را تنظیم کنید SOI (THD). هم برای بلندگوها و هم برای تقویت کننده ها نشان داده شده است. معمولاً توان مشخص شده مطابق با الزامات GOST برای کلاس پیچیدگی اجرا با بهترین ترکیب از ویژگی های اندازه گیری شده تنظیم می شد. برای کلاس های مختلف دستگاه ها، THD می تواند بسیار قابل توجه باشد، از 1 تا 10 درصد. ممکن است ادعا شود که سیستم 20 وات در هر کانال است، اما اندازه گیری ها در 10٪ THD انجام شده است. در نتیجه، گوش دادن به آکوستیک با این قدرت غیرممکن است. سیستم های بلندگو قادر به بازتولید سیگنال در توان RMS برای مدت طولانی هستند.

قدرت صدای پاسپورت

گاهی اوقات سینوسی نیز نامیده می شود. نزدیک ترین آنالوگ غربی DIN- توان الکتریکی، صرفاً توسط آسیب حرارتی و مکانیکی محدود می شود (به عنوان مثال: لغزش پیچ های سیم پیچ صدا به دلیل گرمای بیش از حد، سوختن هادی ها در پیچ خوردگی یا نقاط لحیم کاری، شکستن سیم های انعطاف پذیر و غیره) هنگامی که نویز صورتی از طریق اصلاح کننده اعمال می شود. مدار به مدت 100 ساعت به طور معمول DIN 2-3 برابر بیشتر از RMS است.

حداکثر توان کوتاه مدت

همتای غربی PMPO(Peak Music Power Output - اوج قدرت خروجی موسیقی). - توان الکتریکی که بلندگوها می توانند بدون آسیب تحمل کنند (تست شده برای عدم وجود جغجغه) برای مدت کوتاهی. نویز صورتی به عنوان سیگنال تست استفاده می شود. سیگنال به مدت 2 ثانیه به AC ارسال می شود. آزمایش ها 60 بار با فاصله زمانی 1 دقیقه انجام می شود. این نوعقدرت قضاوت در مورد اضافه بارهای کوتاه مدتی را که بلندگو می تواند در شرایطی که در حین کار ایجاد می شود تحمل کند، ممکن می سازد. معمولا 10-20 برابر بالاتر از DIN. چه فایده ای دارد که فردی بداند که سیستم او احتمالاً می تواند یک سینوس کوتاه و کمتر از یک ثانیه با فرکانس پایین را با قدرت زیاد حمل کند؟ با این وجود، تولیدکنندگان علاقه زیادی به دادن این پارامتر خاص بر روی بسته بندی و برچسب محصولات خود دارند ... اعداد بسیار زیاد پارامتر داده شدهاغلب فقط بر اساس تخیل وحشی بخش بازاریابی تولید کنندگان است و در اینجا چینی ها بدون شک از بقیه جلوتر هستند.

حداکثر توان پیوسته

این قدرت الکتریکی است که بلندگوها می توانند به مدت 1 دقیقه بدون آسیب تحمل کنند. آزمایش ها 10 بار با فاصله 2 دقیقه تکرار می شوند. سیگنال تست یکسان است.
حداکثر توان بلند مدت با نقض قدرت حرارتی بلندگوهای AC (لغزش چرخش سیم پیچ صدا و غیره) تعیین می شود.

تمرین بهترین معیار حقیقت است. نمایش با مرکز صوتی

بیایید سعی کنیم دانش خود را عملی کنیم. بیایید به یک فروشگاه آنلاین بسیار معروف نگاهی بیندازیم و به دنبال محصولی از یک شرکت حتی مشهورتر از سرزمین آفتاب طلوع باشیم.
بله - اینجا یک مرکز موسیقی طراحی آینده نگر برای فروش فقط 10000 روبل است. برای ارتقاء بعدی
از توضیحات متوجه می شویم که دستگاه نه تنها مجهز است بلندگوهای قدرتمندبلکه یک ساب ووفر

این وضوح صدای عالی را در هر سطح صدا ارائه می دهد. علاوه بر این، این پیکربندی کمک می کند تا صدا غنی و حجیم شود.

هیجان انگیز است، شاید ارزش دیدن پارامترها را داشته باشد. مرکز دارای دو بلندگوی جلویی است که هر کدام با قدرت 235 وات و یک ساب ووفر برقی با توان 230 وات. در عین حال، ابعاد اولی فقط 31 * 23 * 21 سانتی متر است
بله، این بلبل دزد به نوعی است و هم از نظر قدرت صدا و هم اندازه. در سال 1996، تحقیقاتم را در این مورد متوقف می‌کردم و در آینده، با نگاه کردن به S90s خود و گوش دادن به یک آمپلی‌فایر خانگی Ageevsky، به شدت با دوستانم بحث می‌کردم که چقدر از صنعت شوروی ما در ژاپن عقب‌تر است - 50 سال. سالها یا برای همیشه همینطور اما امروزه با در دسترس بودن فناوری ژاپنی، اوضاع بسیار بهتر شده است و بسیاری از افسانه های مرتبط با آن از بین رفته اند، بنابراین قبل از خرید سعی خواهیم کرد داده های عینی تری در مورد کیفیت صدا پیدا کنیم. در سایت هیچ اشاره ای به این موضوع نشده است. چه کسی در آن شک دارد! با این حال، یک دستورالعمل وجود دارد فرمت pdf. دانلود کنید و به جستجو ادامه دهید. از جمله اطلاعات بسیار ارزشمند این است که "فناوری کدگذاری صدا از تامپسون مجوز گرفته است" و قرار دادن باتری ها در کدام انتهای کار دشواری است، اما همچنان موفق می شود چیزی شبیه پارامترهای فنی پیدا کند. اطلاعات بسیار کمیاب در اعماق سند، به سمت پایان، پنهان است.
من آن را کلمه به کلمه در قالب یک اسکرین شات نقل می کنم، زیرا از همان لحظه شروع کردم به سؤالات جدی هم نسبت به ارقام داده شده، علیرغم اینکه آنها توسط گواهی انطباق تأیید شده اند و هم در مورد تفسیر آنها.
واقعیت این است که دقیقاً زیر آن نوشته شده بود که برق مصرفی از شبکه AC سیستم اول 90 وات است و دومی عموماً 75 وات است.

یک ماشین حرکت دائمی از نوع سوم اختراع کردید؟ یا شاید در بدن مرکز موسیقیمخفی کردن باتری ها؟ بله، به نظر نمی رسد - وزن اعلام شده دستگاه بدون آکوستیک تنها سه کیلوگرم است. سپس، چگونه، با مصرف 90 وات از شبکه، می توانید 700 وات مرموز در خروجی (برای مرجع) یا حداقل یک 120 وات نامی بدبخت، اما کاملا ملموس دریافت کنید. در واقع در این حالت آمپلی فایر حتی با خاموش بودن ساب ووفر باید بازدهی حدود 150 درصد داشته باشد! اما در عمل، این پارامتر به ندرت از نوار 75 تجاوز می کند.

بیایید سعی کنیم اطلاعات به دست آمده از مقاله را در عمل اعمال کنیم

توان اعلام شده برای مرجع 235+235+230=700 به وضوح PMPO است. با وضوح اسمی بسیار کمتر. طبق تعریف، این قدرت نامی، اما نمی تواند فقط برای دو کانال اصلی 60 + 60 باشد، به استثنای ساب ووفر، با توان مصرفی نامی 90 وات. این دیگر یک ترفند بازاریابی نیست، بلکه یک دروغ آشکار است. با توجه به ابعاد و قانون ناگفته نسبت RMS و PMPO، توان نامی واقعی این مرکز باید 12-15 وات در هر کانال باشد و مجموع آن نباید از 45 بیشتر شود. سوال مشروع- چگونه می توان به اطلاعات پاسپورت سازندگان تایوانی و چینی اعتماد کرد، در حالی که حتی یک شرکت معروف ژاپنی این اجازه را می دهد؟
برای خرید چنین دستگاهی یا نه - تصمیم به شما بستگی دارد. اگر به منظور قرار دادن در گوش همسایگان در کشور در صبح - بله. در غیر این صورت، بدون گوش دادن به چندین آهنگ موسیقی در ژانرهای مختلف، توصیه نمی کنم.

یک قوری قیر در یک شیشه عسل.

به نظر می رسد که ما یک لیست تقریبا جامع از پارامترهای مورد نیاز برای ارزیابی قدرت و کیفیت صدا داریم. اما، پس از بررسی دقیق تر، به دلایل متعددی این امر دور از واقعیت است:

• بسیاری از پارامترها نه تنها برای بازتاب عینی کیفیت سیگنال، بلکه برای راحتی اندازه گیری مناسب تر هستند. اکثر آنها با فرکانس 1000 هرتز اجرا می شوند که برای گرفتن بهترین نتایج عددی بسیار مفید است. دور از فرکانس پس زمینه قرار دارد شبکه برقدر 50 هرتز و در خطی ترین بخش محدوده فرکانس تقویت کننده.
• سازندگان اغلب با تنظیم صریح ویژگی های تقویت کننده برای آزمایش گناه می کنند. به عنوان مثال، حتی در دوران اتحاد جماهیر شوروی، VLF ها اغلب برای ارائه بهترین THD، با حداکثر توان، طراحی می شدند. در همان زمان، در سطح نیمه توان در تقویت کننده های فشار کشاعوجاج نوع مرحله ای اغلب ظاهر می شود، به همین دلیل ضریب اعوجاج هارمونیک در موقعیت میانی دکمه حجم می تواند تا 10٪ از مقیاس خارج شود!
• در گذرنامه ها و دستورالعمل های عملیاتی، اغلب ویژگی های جعلی غیر استاندارد و کاملاً بی فایده از نوع PMPO آورده شده است. در عین حال، همیشه یافتن چنین چیزی امکان پذیر نیست پارامترهای اساسیبه عنوان محدوده فرکانس یا رتبه قدرت. در مورد پاسخ فرکانسی و پاسخ فاز چیزی برای گفتن وجود ندارد!
• اندازه گیری پارامترها اغلب بر اساس روش های تحریف شده عمدی انجام می شود.

تعجب آور نیست که بسیاری از خریداران در چنین شرایطی دچار ذهنیت می شوند و در بهترین حالت، منحصراً بر اساس نتایج یک گوش دادن کوتاه، در بدترین حالت، بر روی قیمت، خرید را هدایت می کنند.

وقت آن است که به پایان برسیم، مقاله قبلاً بیش از حد طولانی شده است!

در مقاله بعدی در مورد ارزیابی کیفیت و علل اعوجاج تقویت کننده های فرکانس پایین صحبت خواهیم کرد. با داشتن حداقل دانش، می توانید به موضوعات جالبی مانند اعوجاج درون مدولاسیون و رابطه آن با عمق بازخورد بروید!

در پایان، مایلم صمیمانه تشکر کنم از رومن پارپالاک پارپالاک برای پروژه ویرایشگر آنلاین او با پشتیبانی لاتکس و مارک داون. بدون این ابزار، کار دشوار وارد کردن فرمول های ریاضی به متن واقعاً جهنمی خواهد شد.

تغییر شکل یک سیگنال هارمونیک که در نتیجه عبور آن از وسیله ای حاوی عناصر غیر خطی رخ می دهد، اعوجاج غیر خطی نامیده می شود. یک سیگنال غیر هارمونیک تحریف شده دارای یک جزء ثابت، اولین هارمونیک (فرکانس بنیادی و هارمونیک های بالاتر با فرکانس ها) در طیف خود است.

اعوجاج هارمونیک اغلب به صورت درصد بیان می شود.

اعوجاج غیرخطی یک سیگنال با هر شکلی با ضریب غیرخطی تخمین زده می شود که با فرمول محاسبه می شود.

(نسبت مقدار rms هارمونیک های بالاتر به مقدار rms ولتاژ همه هارمونیک ها، یعنی به ولتاژ سیگنال).

فرمول ها و با رابطه مرتبط هستند

که از آن نتیجه می شود که برای هر دو عبارت عملاً نتایج یکسانی به دست می آید.

روش های دیگری برای ارزیابی غیرخطی بودن - ترکیبی، آماری وجود دارد که ویژگی های غیرخطی دستگاه های مهندسی رادیویی را بیشتر از اعوجاج سیگنال مشخص می کند.

برنج. 6-9. نمودار ساختاری اندازه گیری ولتاژ هارمونیک

اعوجاج سیگنال غیر خطی با روش هارمونیک اندازه گیری می شود که به دو روش - تحلیلی و انتگرال اجرا می شود. روش تحلیلیبر اساس فرمول است و طبق طرح شکل انجام می شود. 6-9. سیگنال هارمونیک ژنراتور به ورودی جسم اندازه گیری شده که در خروجی آن تحلیلگر طیف یا آنالایزر هارمونیک روشن است، تغذیه می شود. با کمک یک تحلیلگر طیف، طیفی از سیگنال خروجی به دست می آید، مطلق یا ارزش های نسبیدامنه هارمونیک های بالاتر و هارمونیک اول و ضریب هارمونیک با استفاده از فرمول محاسبه می شود. اگر از یک آنالایزر هارمونیک استفاده می شود، سپس به صورت دستی برای هر هارمونیک بعدی تنظیم می شود، مقادیر آنها با استفاده از همان فرمول ثبت و محاسبه می شود. روش تحلیلی زمان بر است و برای تعیین نقش هر هارمونیک به طور جداگانه استفاده می شود.

روش انتگرال مبتنی بر یک فرمول است و به شما امکان می دهد تأثیر همه هارمونیک های بالاتر را بر شکل سیگنال بدون تعیین مقادیر آنها به طور جداگانه ارزیابی کنید. برای انجام این کار ابتدا ریشه میانگین مربع سیگنال و سپس مقدار بالاتر را اندازه گیری کنید

هارمونیک که پس از سرکوب ولتاژ هارمونیک اول باقی می ماند. روش انتگرال اغلب به عنوان اولین روش سرکوب ولتاژ هارمونیک (فرکانس بنیادی) نامیده می شود.

اندازه گیری ضریب اعوجاج غیر خطی با استفاده از دستگاه - اعوجاج سنج غیر خطی (شکل 6-10) انجام می شود. دستگاه تطبیق SU برای ارائه یک ورودی متعادل یا نامتعادل و تطبیق امپدانس خروجی جسم با امپدانس ورودی متر طراحی شده است.

برنج. 6-10. اعوجاج سنج غیر خطی: الف - بلوک دیاگرام. ب - مدار فیلتر شکافی

با استفاده از کلید حالت عملکرد PRR، یک حالت کالیبراسیون زمانی که ولتاژ کل سیگنال اندازه گیری می شود، یک حالت اندازه گیری زمانی که ولتاژ هارمونیک بالاتر اندازه گیری می شود، و یک حالت ولت متر برای اندازه گیری معمول مقدار rms هر ولتاژ انجام می شود.

تضعیف کننده برای تنظیم سطح ولتاژی طراحی شده است که عملکرد طبیعی اجزای بعدی دستگاه را تضمین می کند. تقویت کننده ورودی باید دارای پهنای باند از حداقل فرکانس سیگنال مورد مطالعه تا - برابر مقدار فرکانس بالای آن باشد. مشخصات فرکانس، فاز و دامنه تقویت کننده در این باند خطی است. تقویت کننده ناچ برای سرکوب ولتاژ هارمونیک اول با استفاده از فیلتر رد RC (پل Wien) موجود در مدار بازخورد طراحی شده است. فیلتر Fig. 6-10، ب) به فرکانس هارمونیک اول تنظیم شده است

مراحل مضربی از 10 با تعویض مقاومت ها و به آرامی - با استفاده از یک بلوک دوگانه خازن با ظرفیت متغیر C. تیز کردن مشخصه فیلتر شکاف که برای متعادل کردن دقیق پل، سرکوب کامل ولتاژ هارمونیک اول و کاهش لازم است. خطای اندازه گیری، با انجام برابری به دست می آید. دستگیره های کنترل مقاومت نشان داده شده اند: "تعادل: ناهموار، خوب. ولت متر از یک تضعیف کننده تقویت کننده UV و یک مبدل RMS نوع کوپلر با یک نشانگر مغناطیسی تشکیل شده است. مقیاس نشانگر بر حسب واحد ولتاژ، درصد و دسی بل ضریب غیر خطی کالیبره شده است.

برای مشاهده بصری شکل موج در ورودی و خروجی دستگاه اندازه گیری شده و هارمونیک های بالاتر پس از فیلتر کردن هارمونیک اول، گیره هایی برای روشن کردن اسیلوسکوپ در نظر گرفته شده است. یک ژنراتور کالیبراسیون برای بررسی ولت متر وجود دارد.

اعوجاج سنج های غیرخطی برای کار در محدوده فرکانس سیگنال مورد مطالعه از 20 هرتز تا با پهنای باند حداکثر در دسترس هستند. آنها به طور گسترده برای کنترل کیفیت هر دستگاه تقویت کننده و مسیرهای مدولاسیون استفاده می شوند. ضریب غیر خطی در محدوده های ولتاژ ورودی از 0.1 تا 100 ولت اندازه گیری می شود. محدودیت های اندازه گیری ولتاژ هنگام کار در حالت ولت متر در محدوده فرکانس 20 هرتز-1 مگاهرتز. خطای اندازه گیری به دقت تنظیم فیلتر شکاف بستگی دارد، که با نزدیک شدن پی در پی قرائت ولت متر به حداقل، یعنی به ولتاژ برخی هارمونیک های بالاتر انجام می شود. خطا این است

هنگام اندازه گیری اعوجاج غیر خطی یک سیگنال، غیر خطی بودن دستگاهی که سیگنال از آن عبور می کند به طور همزمان ارزیابی می شود. با این حال، این تخمین نادرست است، زیرا تحت تأثیر یک سیگنال واحد و در یک نقطه در محدوده فرکانس انجام می شود. در شرایط کاری واقعی، ورودی تقویت‌کننده مهندسی رادیویی در بیشتر موارد سیگنال‌های تصادفی با طیف گسترده یا سیگنال‌های قطعی فراوان فرکانس‌های مختلف را دریافت می‌کند. بنابراین، محصولات غیر خطی در کل پهنای باند شی اندازه گیری شده رخ می دهد.

روش آماری اجازه می دهد تا کامل ترین

برای مشخص کردن خصوصیات غیر خطی جسم تحت شرایطی که به خوبی کارگران را تقلید می کند. یک مولد نویز فرکانس پایین به عنوان منبع سیگنال (شکل 6-11، a) با یک طیف یکنواخت در محدوده فرکانس عملیاتی شیء اندازه گیری شده استفاده می شود. انتقال فیلتر شکافی (شکل 6-11، b). در خروجی جسم اندازه گیری شده در این باند، اجزای سیگنال خروجی تشکیل می شوند که حاصل غیرخطی بودن هستند.

برنج. 6-11. اندازه گیری اعوجاج های غیر خطی به روش آماری: الف - بلوک دیاگرام. ب - چگالی طیفی سیگنال در ورودی جسم اندازه گیری شده. در - همان در خروجی

ولتاژ این قطعات با یک ولت متر انتخابی تنظیم شده بر روی فرکانس اندازه گیری می شود. ولتاژ کل سیگنال در خروجی جسم با یک ولت متر پهن باند معمولی B rms اندازه گیری می شود (شکل 6-11، ج). مقدار غیر خطی اندازه گیری شده با روش آماری،

با استفاده از مجموعه ای از فیلترهای ناچ با فرکانس های متوسط ​​مختلف، می توان وابستگی غیرخطی بودن به فرکانس را در کل محدوده عملیاتی جسم اندازه گیری و ترسیم کرد.

از دروس CHP و TPP می دانیم که مدارهای الکتریکی به خطی، غیر خطی و پارامتریک تقسیم می شوند. دو نوع مدار آخر با مدارهای خطی تفاوت دارند زیرا می توانند اجزای هارمونیک جدیدی را در طیف پاسخ در مقایسه با طیف سیگنال ورودی ایجاد کنند.

تبدیل سیگنال غیرخطی می تواند مطلوب و مفید باشد (مثلاً در تشخیص) یا می تواند مضر و همزمان باشد (مثلاً در تقویت کننده ها). در این حالت، زمانی که این پدیده در دستگاه حاوی این مدار استفاده نمی شود، بسیار نامطلوب است، زیرا اغلب عوارض جانبی مضری ایجاد می کند. بنابراین شکل موج خروجی این دستگاه ها با شکل موج ورودی آنها متفاوت خواهد بود. تغییر شکل موج را اعوجاج غیر خطی می گویند.

دلیل اعوجاج غیرخطی این است که وقتی یک سیگنال هارمونیک با فرکانس f به ورودی اعمال می شود، سیگنالی در خروجی ظاهر می شود که شامل یک جزء ثابت، یک فرکانس اساسی و هارمونیک های بالاتر با فرکانس های 2f، 3f، 4f است. ، و غیره. دامنه هارمونیک های بالاتر با افزایش اعداد به سرعت کاهش می یابد. هارمونیک دوم و سوم معمولا غالب هستند.

منبع اعوجاج های غیر خطی عناصر مداری هستند که جریان در آنها با ولتاژ اعمال شده متناسب نیست، یعنی. دارای مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی. اینها معمولاً لوله های خلاء، ترانزیستورها، دیودها، سیم پیچ هایی با هسته های فرومغناطیسی هستند.

نیاز به اندازه گیری اعوجاج های غیر خطی با مطالعه پارامترهای تقویت کننده ها و ژنراتورهای نوسانات سینوسی همراه است.

اعوجاج غیرخطی یک پدیده پیچیده است که به پارامترهای زیادی بستگی دارد: ترکیب مدار الکتریکی، مشخصه دامنه- فرکانس آن، شکل سیگنال، دامنه آن و غیره. با افزایش دامنه، اعوجاج های غیر خطی افزایش می یابد. معمولاً با افزایش فرکانس، اعوجاج هارمونیک در تقویت کننده نیز افزایش می یابد.

اعوجاج های غیرخطی با ضریب هارمونیک K تخمین زده می شوندجی و همچنین ضریب اعوجاج غیرخطی K N .

ضریب هارمونیک Kجی به عنوان نسبت مقدار ولتاژ ریشه میانگین مربع (مؤثر) مجموع همه هارمونیک های سیگنال، به جز اولی، به مقدار ولتاژ ریشه میانگین مربع (مؤثر) اولین هارمونیک طبق فرمول ( 34):

جایی که U 1، U 2، U 3 , … Un مقادیر ریشه میانگین مربع ولتاژ هارمونیک های جداگانه سیگنال خروجی هستند.

ضریب K G تفاوت بین شکل یک سیگنال تناوبی معین و یک سیگنال هارمونیک را مشخص می کند.

به راحتی می توان دریافت که در غیاب هارمونیک های بالاتر در سیگنال خروجی، Kجی = 0، یعنی یک سیگنال سینوسی از ورودی به خروجی بدون اعوجاج منتقل می شود.

ضریب اعوجاج غیر خطی Kn به عنوان نسبت مقدار ریشه میانگین مربع (موثر) ولتاژ هارمونیک های بالاتر به مقدار ریشه میانگین مربع (موثر) کل سیگنال طبق فرمول (مؤثر) تعریف می شود. 35):

رایج ترین روش های اندازه گیری تک فرکانس عبارتند از:

1. روش سرکوب هارمونیک بنیادی

2. روش تحلیل استرس

اندازه گیری اعوجاج هارمونیک با روش سرکوب هارمونیک بنیادی

مطابق با فرمول تعیین ضریب اعوجاج غیرخطی، لازم است مقدار موثر سیگنال مورد مطالعه و مقدار موثر اجزای هارمونیک بالاتر اندازه گیری شود.

دستگاه های خاصی وجود دارند که ضریب اعوجاج غیرخطی را اندازه گیری می کنند که اعوجاج سنج های غیر خطی نامیده می شوند.

یک بلوک دیاگرام ساده شده اعوجاج سنج هارمونیک آنالوگ در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 - بلوک دیاگرام ساده شده اعوجاج سنج هارمونیک آنالوگ

نمودار دستگاه خاکشیرشامل یک دستگاه ورودی، یک فیلتر بریدگی قابل تنظیم و یک ولت متر تضعیف شده درجه دوم است.

اصل عملکرد دستگاه بر اساس اندازه گیری جداگانه ولتاژ rms سیگنال مورد مطالعه و ولتاژ rms هارمونیک های بالاتر همان سیگنال است.

دستگاه ورودی مقاومت ورودی مورد نیاز را فراهم می کند و مطابقت دارد ابزار اندازه گیریبا منبع سیگنال مورد مطالعه.

فیلتر ناچ در حالت ایده آل باید میرایی بی نهایت زیاد در فرکانس هارمونیک اول (بنیادی) و میرایی صفر در فرکانس های هارمونیک بالاتر داشته باشد. به طور معمول، یک فیلتر شکاف با استفاده از مدار پل وین متشکل از مقاومت ها و خازن ها اجرا می شود (شکل 2 را ببینید).

اندازه گیری اعوجاج هارمونیک با تحلیل تنش

اندازه گیری اعوجاج های غیر خطی با روش تحلیل ولتاژ (برای هارمونیک های فردی) با استفاده از سطح سنج انتخابی (IMU) انجام می شود.

مدار اندازه گیری ضریب هارمونیک با استفاده از IMU در شکل 3 نشان داده شده است و از یک ژنراتور، یک فیلتر پایین گذر، یک شبکه چهار ترمینال مورد مطالعه، یک IMU تشکیل شده است.

شکل 3 - اندازه گیری اعوجاج هارمونیک توسط آنالیز ولتاژ

IMU به خروجی شی مورد مطالعه متصل است. با سیگنال سینوسی تک فرکانس برای کنترل ولتاژ هر فرکانسی که در نتیجه اعوجاج غیر خطی در آن ظاهر شده است. در همان زمان، IMU به طور متوالی به هارمونیک های اول، دوم، سوم (و در صورت لزوم به هارمونیک های بالاتر) تنظیم می شود که ولتاژ (سطح) آن باید کنترل شود. بنابراین، سطوح همه هارمونیک های سیگنال مورد مطالعه به طور جداگانه اندازه گیری می شود و تضعیف غیر خطی برای هر یک از آنها پیدا می شود، در حالی که تفاوت بین سطح هارمونیک اول و هر یک از فرکانس های کنترل شده گرفته می شود:

A Kn \u003d L 1 - L n

ATکل تاریخ بازتولید صدا از تلاش‌هایی برای نزدیک‌تر کردن این توهم به اصل شکل گرفته است. و اگرچه مسیر طی شده است، اما هنوز خیلی بسیار دور از نزدیک شدن به صدای زنده است. تفاوت‌ها در پارامترهای متعدد قابل اندازه‌گیری است، اما تعداد کمی از آنها از دید توسعه‌دهندگان سخت‌افزار دور مانده است. یکی از اصلی ترین ویژگی هایی که مصرف کننده با هر آماده سازی همیشه به آن توجه می کند این است ضریب اعوجاج غیر خطی (THD) .

و مقدار این ضریب چقدر است نسبتاً به طور عینی کیفیت دستگاه را نشان می دهد؟ افراد کم حوصله می توانند بلافاصله در پایان تلاشی برای پاسخ به این سوال بیابند. برای بقیه، بیایید ادامه دهیم.
این ضریب که به آن ضریب اعوجاج هارمونیک کل نیز می گویند، درصد نسبت دامنه مؤثر اجزای هارمونیک در خروجی دستگاه (تقویت کننده، ضبط صوت و ...) به دامنه مؤثر سیگنال فرکانس بنیادی است. هنگامی که یک سیگنال سینوسی با این فرکانس به ورودی دستگاه اعمال می شود. بنابراین، این امکان را به فرد می دهد تا غیرخطی بودن مشخصه انتقال را که خود را در ظاهر در سیگنال خروجی اجزای طیفی (هارمونیک) که در سیگنال ورودی وجود ندارد نشان می دهد. به عبارت دیگر، یک تغییر کیفی در طیف سیگنال موسیقی وجود دارد.

علاوه بر اعوجاج هارمونیک عینی موجود در سیگنال صوتی قابل شنیدن، مشکل اعوجاج هایی وجود دارد که در صدای واقعی وجود ندارد، اما به دلیل هارمونیک های ذهنی که در حلزون گوش در مقادیر فشار صوتی بالا رخ می دهد، احساس می شود. سمعک انسانی یک سیستم غیر خطی است. غیر خطی بودن شنوایی در این واقعیت آشکار می شود که وقتی یک صدای سینوسی با فرکانس f در معرض غشای تمپان قرار می گیرد. سمعکهارمونیک های این صدا با فرکانس های 2f، 3f و غیره متولد می شوند. از آنجایی که این هارمونیک ها در لحن تأثیرگذار اولیه وجود ندارند، آنها هارمونیک های ذهنی نامیده می شوند.

به طور طبیعی، این ایده حداکثر سطح مجاز هارمونیک ها در مسیر صوتی را پیچیده تر می کند. با افزایش شدت تن اولیه، بزرگی هارمونیک های ذهنی به شدت افزایش می یابد و حتی ممکن است از شدت تن اصلی فراتر رود. این شرایط زمینه را برای این فرض فراهم می کند که صداهایی با فرکانس کمتر از 100 هرتز به خودی خود احساس نمی شوند، بلکه به دلیل هارمونیک های ذهنی که ایجاد می کنند، در محدوده فرکانس بالای 100 هرتز قرار می گیرند، یعنی. به دلیل شنوایی غیر خطی علل فیزیکی ایجاد اعوجاج سخت افزاری در دستگاه های مختلف ماهیت متفاوتی دارند و سهم هر یک در اعوجاج کلی کل مسیر یکسان نیست.

اعوجاج سی دی پلیرهای مدرن مقادیر بسیار پایینی دارد و در پس زمینه اعوجاج واحدهای دیگر تقریباً غیرقابل محسوس است. برای سیستم‌های صوتی، مهم‌ترین اعوجاج‌های فرکانس پایین ناشی از هد باس است و استاندارد فقط برای هارمونیک‌های دوم و سوم در محدوده فرکانس تا 250 هرتز الزامات را مشخص می‌کند. و برای صدای بسیار خوب سیستم بلندگوآنها می توانند در 1٪ یا حتی کمی بیشتر باشند. در ضبط‌کننده‌های نوار آنالوگ، مشکل اصلی مرتبط با اساس فیزیکی ضبط بر روی نوار مغناطیسی، هارمونیک سوم است که مقادیر آن معمولاً در دستورالعمل‌های اطلاعات ذکر شده است. ولی حداکثر مقدار، که در آن، به عنوان مثال، اندازه گیری نویز همیشه انجام می شود، این 3٪ برای فرکانس 333 هرتز است. اعوجاج قسمت الکترونیکی ضبط صوت بسیار کمتر است.
هم در مورد آکوستیک و هم برای ضبط صوت های آنالوگ، به دلیل این واقعیت که اعوجاج ها عمدتاً فرکانس پایینی دارند، دید ذهنی آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد به دلیل اثر پوشاندن (که شامل این واقعیت است که فرکانس بالاتر از دو به طور همزمان بهتر شنیده می شود. سیگنال های صوتی).

بنابراین منبع اصلی اعوجاج در مسیر شما تقویت کننده قدرت خواهد بود، که به نوبه خود، اصلی ترین آن غیر خطی بودن ویژگی های انتقال عناصر فعال است: ترانزیستورها و لوله های خلاء و در تقویت کننده های ترانسفورماتور، غیر اعوجاج خطی ترانسفورماتور نیز اضافه شده است که با غیر خطی بودن منحنی مغناطیسی مرتبط است. بدیهی است که از یک طرف، اعوجاج به شکل غیرخطی بودن مشخصه انتقال و همچنین به ماهیت سیگنال ورودی بستگی دارد.

به عنوان مثال، پاسخ انتقال یک تقویت کننده با برش نرم در دامنه های زیاد، هیچ گونه اعوجاجی برای سیگنال های سینوسی زیر سطح کلیپینگ ایجاد نمی کند و با افزایش سیگنال از این سطح، اعوجاج ظاهر می شود و افزایش می یابد. این ماهیت محدودیت عمدتاً در تقویت کننده های لوله ذاتی است، که تا حدودی ممکن است به عنوان یکی از دلایل ترجیح چنین تقویت کننده هایی توسط شنوندگان باشد. و این ویژگی توسط NAD در یک سری از تقویت‌کننده‌های هیجان‌انگیز «محدودیت نرم» آنها که از اوایل دهه 80 تولید شدند استفاده شد: توانایی روشن کردن حالت با برش لوله شبیه‌سازی شده، ارتش بزرگی از طرفداران تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری NAD را ایجاد کرد.
در مقابل، مشخصه برش مرکزی (ناچ) تقویت کننده، که در مدل های ترانزیستوری رایج است، سیگنال های موزیکال و موج سینوسی کوچک را مخدوش می کند و با افزایش سطح سیگنال کاهش می یابد. بنابراین، اعوجاج نه تنها به شکل مشخصه انتقال، بلکه به توزیع آماری سطوح سیگنال ورودی نیز بستگی دارد، که برای برنامه های موسیقی نزدیک به سیگنال نویز است. بنابراین، علاوه بر اندازه‌گیری SOI با استفاده از سیگنال سینوسی، می‌توان اعوجاج‌های غیرخطی دستگاه‌های تقویت‌کننده را با استفاده از مجموع سه سیگنال سینوسی یا نویز اندازه‌گیری کرد که با توجه به موارد فوق، تصویر عینی‌تری از اعوجاج به دست می‌دهد.

اصطلاح "اعوجاج هارمونیک کل" THD (ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ (به GOST 13109-97 مراجعه کنید) به طور گسترده در تعیین سطح محتوای هارمونیک در سیگنال های متناوب استفاده می شود.

تعریف THD

برای سیگنال y، ضریب THD به صورت زیر تعریف می شود:

این با تعریف ارائه شده در IEC 61000-2-2 مطابقت دارد.

توجه داشته باشید که این مقدار می تواند بزرگتر از 1 باشد.

بر اساس این استاندارد، پارامتر h را می توان به عدد 50 محدود کرد. ضریب THD به شما امکان می دهد درجه اعوجاجی را که بر جریان یا ولتاژ در هر نقطه از تاسیسات الکتریکی تأثیر می گذارد، در یک عدد بیان کنید.

معمولاً THD به صورت درصد بیان می شود.

ضریب اعوجاج کل برای جریان یا ولتاژ

برای هارمونیک های جاری، این فرمول به شکل زیر است:

در زیر یک فرمول معادل وجود دارد که در صورت مشخص بودن مقدار مؤثر کامل، بصری تر و استفاده آسان تر است:

برای هارمونیک های ولتاژ، فرمول به صورت زیر است:

رابطه بین ضریب توان و THD

(برنج. M13)

ضریب THD که میزان اعوجاج شکل موج جریان یا ولتاژ را در یک مقدار نشان می‌دهد، یک شاخص مهم است. طیف هارمونیک های فردی را نشان می دهد که بر سیگنال تحریف شده تأثیر می گذارد (ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ (به GOST 13109-97 مراجعه کنید).

در نتیجه: