การบิดเบือนในเครื่องขยายเสียง การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น ระดับการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น

ขอบคุณ เครือข่ายค้าปลีกและร้านค้าออนไลน์ เครื่องเสียงที่หลากหลายที่จำหน่ายมีเกินกว่าขอบเขตที่สมเหตุสมผลทั้งหมด จะเลือกอุปกรณ์ที่ตรงตามความต้องการด้านคุณภาพของคุณโดยไม่ต้องจ่ายเงินมากเกินไปได้อย่างไร?
หากคุณไม่ใช่คนชอบฟังเพลงและการเลือกอุปกรณ์ไม่ใช่ความหมายของชีวิต วิธีที่ง่ายที่สุดคือการนำทางอย่างมั่นใจ ข้อกำหนดทางเทคนิคอุปกรณ์ขยายเสียงและเรียนรู้วิธีการแยกเสียง ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ระหว่างบรรทัดหนังสือเดินทางและคำแนะนำ สำคัญอย่างยิ่งต่อคำสัญญาที่เอื้อเฟื้อเผื่อแผ่ หากคุณรู้สึกว่าไม่มีความแตกต่างระหว่าง dB และ dBm กำลังไฟพิกัดหากคุณไม่แตกต่างจาก PMPO และต้องการทราบว่า THD คืออะไร คุณสามารถค้นหาสิ่งที่น่าสนใจภายใต้แนวทางนี้ได้

สรุปบทความ

ปัจจัยกำไร ทำไมเราต้องมีลอการิทึม และเดซิเบลคืออะไร?
ระดับเสียง ความแตกต่างระหว่าง dB และ dBm คืออะไร?
แบ่งและพิชิต - เราแยกสัญญาณออกเป็นสเปกตรัม
การบิดเบือนเชิงเส้นและแบนด์วิธ
การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น KNI, KGI, TDH
ลักษณะแอมพลิจูด สั้นมากเกี่ยวกับเสียงรบกวนและการรบกวน
มาตรฐานวันหยุดสุดสัปดาห์ พลังยูแอลเอฟและเสียง
ฝึกฝน - เกณฑ์ที่ดีที่สุดความจริง. การถอดประกอบด้วยศูนย์เครื่องเสียง
กาต้มน้ำน้ำมันดินในขวดน้ำผึ้ง

ฉันหวังว่าเนื้อหาในบทความนี้จะมีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจบทความถัดไปซึ่งมีหัวข้อที่ซับซ้อนกว่านี้มาก - “การบิดเบือนและการตอบรับข้ามซึ่งเป็นหนึ่งในแหล่งที่มา”

ปัจจัยกำไร ทำไมเราต้องมีลอการิทึม และเดซิเบลคืออะไร?

หนึ่งในพารามิเตอร์หลักของแอมพลิฟายเออร์คืออัตราขยาย - อัตราส่วนของพารามิเตอร์เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ต่อพารามิเตอร์อินพุต ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การทำงานของแอมพลิฟายเออร์ ปัจจัยการขยายจะแตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้า กระแส หรือกำลัง:

แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับ

กำไรปัจจุบัน

ได้รับพลัง

อัตราขยายของ ULF อาจมีขนาดใหญ่มาก อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและเส้นทางวิทยุของอุปกรณ์ต่างๆ จะแสดงเป็นค่าที่มากขึ้น ตัวเลขที่มีเลขศูนย์จำนวนมากไม่สะดวกในการใช้งาน การแสดงการขึ้นต่อกันประเภทต่างๆ บนกราฟที่มีค่าที่แตกต่างกันเป็นพันครั้งขึ้นไปนั้นยากยิ่งขึ้น วิธีที่สะดวกคือการนำเสนอค่าในระดับลอการิทึม ในด้านอะคูสติกจะสะดวกเป็นสองเท่าเนื่องจากหูมีความไวใกล้เคียงกับลอการิทึม
ดังนั้นกำไรจึงมักแสดงเป็นหน่วยลอการิทึม - เดซิเบล (การกำหนดของรัสเซีย: dB; ระหว่างประเทศ: dB)

เดิมที dB ใช้ในการประมาณอัตราส่วนกำลัง ดังนั้นค่าที่แสดงเป็น dB จะถือว่าค่าลอการิทึมของอัตราส่วนของกำลังทั้งสอง และกำลังที่ได้รับคำนวณโดยใช้สูตร:

สถานการณ์จะแตกต่างออกไปเล็กน้อยเมื่อมีปริมาณที่ "ไม่มีพลังงาน" ตัวอย่างเช่น ลองใช้กระแสและแสดงกำลังผ่านมัน โดยใช้กฎของโอห์ม:

จากนั้นค่าที่แสดงเป็นเดซิเบลผ่านกระแสจะเท่ากับนิพจน์ต่อไปนี้:

เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้เราจึงได้สูตรต่อไปนี้ในการคำนวณปัจจัยกำไร:

อัตราขยายปัจจุบันในหน่วย dB:

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในหน่วย dB:

ระดับเสียง ความแตกต่างระหว่าง dB และ dBm คืออะไร?

ในทางอะคูสติก "ระดับความเข้ม" หรือเพียงแค่ระดับเสียง ลวัดเป็นเดซิเบลด้วยและพารามิเตอร์นี้ไม่สัมบูรณ์ แต่สัมพันธ์กัน! เนื่องจากเป็นการเปรียบเทียบกับเกณฑ์ขั้นต่ำของการได้ยินสำหรับหูของมนุษย์ การสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก- แอมพลิจูดของความดันเสียง 20 μPa เนื่องจากความเข้มของเสียงเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความดันเสียง เราจึงสามารถเขียนได้ดังนี้:

โดยที่ไม่ใช่กระแส แต่เป็นความเข้มของความดันเสียงของเสียงที่มีความถี่ 1 kHz ซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์โดยประมาณ

ดังนั้น เมื่อเราบอกว่าระดับเสียงคือ 20 เดซิเบล หมายความว่าความเข้มของคลื่นเสียงนั้นสูงกว่าเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์ถึง 100 เท่า
นอกจากนี้ ค่าสัมบูรณ์ของการวัดกำลังยังพบได้ทั่วไปในวิศวกรรมวิทยุ เดซิเบลเมตร(dBm ของรัสเซีย) ซึ่งวัดโดยสัมพันธ์กับกำลัง 1 mW กำลังไฟฟ้าถูกกำหนดที่โหลดพิกัด (สำหรับอุปกรณ์มืออาชีพ - ปกติ 10 kOhm สำหรับความถี่น้อยกว่า 10 MHz สำหรับอุปกรณ์ความถี่วิทยุ - 50 โอห์มหรือ 75 โอห์ม) ตัวอย่างเช่น, " กำลังขับสเตจของแอมพลิฟายเออร์คือ 13 dBm” (นั่นคือ กำลังที่ปล่อยออกมาที่โหลดปกติสำหรับสเตจของแอมพลิฟายเออร์นี้คือประมาณ 20 mW)

แบ่งและพิชิต - เราแยกสัญญาณออกเป็นสเปกตรัม

ถึงเวลาที่จะไปสู่หัวข้อที่ซับซ้อนมากขึ้น - การประเมินความผิดเพี้ยนของสัญญาณ ก่อนอื่น เราต้องแนะนำสั้นๆ และพูดคุยเกี่ยวกับสเปกตรัม ความจริงก็คือในวิศวกรรมเสียงและอื่นๆ เป็นเรื่องปกติในการทำงานกับสัญญาณไซน์ซอยด์ มักพบได้ในโลกรอบๆ เนื่องจากมีเสียงจำนวนมากเกิดขึ้นจากการสั่นสะเทือนของวัตถุบางชนิด นอกจากนี้ โครงสร้างของระบบการได้ยินของมนุษย์ยังได้รับการปรับให้เข้ากับการรับรู้การสั่นของไซนูซอยด์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
การสั่นแบบไซน์ซอยด์ใดๆ สามารถอธิบายได้ด้วยสูตร:

โดยที่ความยาวของเวกเตอร์ แอมพลิจูดของการแกว่ง คือมุมเริ่มต้น (เฟส) ของเวกเตอร์ที่เวลาเป็นศูนย์ คือความเร็วเชิงมุม ซึ่งเท่ากับ:

สิ่งสำคัญคือการใช้ผลรวมของสัญญาณไซน์ซอยด์ที่มีแอมพลิจูด ความถี่ และเฟสต่างกัน สามารถอธิบายสัญญาณรูปร่างใดๆ ที่ทำซ้ำเป็นระยะๆ ได้ สัญญาณที่มีความถี่แตกต่างจากความถี่พื้นฐานด้วยจำนวนเต็มครั้งเรียกว่าฮาร์โมนิกส์ของความถี่ดั้งเดิม สำหรับสัญญาณที่มีความถี่พื้นฐาน f ให้ส่งสัญญาณด้วยความถี่

จะเป็นฮาร์โมนิคและสัญญาณด้วย

ฮาร์โมนิคคี่

ลองวาดกราฟของสัญญาณฟันเลื่อยเพื่อความชัดเจน

เพื่อที่จะแสดงมันได้อย่างถูกต้องผ่านฮาร์โมนิคจะต้องใช้เงื่อนไขจำนวนอนันต์
ในทางปฏิบัติ มีการใช้ฮาร์โมนิคจำนวนจำกัดที่มีแอมพลิจูดที่ใหญ่ที่สุดในการวิเคราะห์สัญญาณ คุณสามารถเห็นกระบวนการสร้างสัญญาณฟันเลื่อยจากฮาร์โมนิกได้อย่างชัดเจนดังรูปด้านล่าง

และนี่คือวิธีการสร้างคดเคี้ยว โดยมีความแม่นยำถึงฮาร์มอนิกที่ห้าสิบ...

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับฮาร์โมนิกได้ในบทความที่ยอดเยี่ยม habrahabr.ru/post/219337 โดยผู้ใช้ dlinyj แต่ถึงเวลาแล้วที่เราจะไปสู่การบิดเบือนในที่สุด
ที่สุด วิธีการง่ายๆการประเมินความผิดเพี้ยนของสัญญาณเกี่ยวข้องกับการใช้สัญญาณฮาร์มอนิกหนึ่งสัญญาณหรือผลรวมหลายสัญญาณกับอินพุตของเครื่องขยายเสียง และการวิเคราะห์สัญญาณฮาร์มอนิกที่สังเกตได้ที่เอาต์พุต
หากเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์มีสัญญาณฮาร์โมนิกเดียวกันกับอินพุต การบิดเบือนจะถือเป็นเชิงเส้น เนื่องจากความบิดเบี้ยวจะลดลงจนถึงการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดและเฟสของสัญญาณอินพุต
การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นจะเพิ่มฮาร์โมนิคใหม่ให้กับสัญญาณ ซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนรูปร่างของสัญญาณอินพุต

การบิดเบือนเชิงเส้นและแบนด์วิธ

ได้รับ ถึงของแอมพลิฟายเออร์ในอุดมคติไม่ได้ขึ้นอยู่กับความถี่ แต่ขึ้นอยู่กับ ชีวิตจริงนี่ยังห่างไกลจากความจริง การพึ่งพาของแอมพลิจูดกับความถี่เรียกว่า แอมพลิจูด- การตอบสนองความถี่- การตอบสนองความถี่และมักแสดงเป็นกราฟ โดยที่แรงดันไฟฟ้าเกนถูกพล็อตในแนวตั้งและความถี่ในแนวนอน ให้เราพล็อตการตอบสนองความถี่ของแอมพลิฟายเออร์ทั่วไป

การตอบสนองความถี่วัดได้โดยการนำสัญญาณความถี่ที่แตกต่างกันในระดับหนึ่งไปใช้กับอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ตามลำดับ และการวัดระดับสัญญาณที่เอาต์พุต
ช่วงความถี่ ∆Fซึ่งภายในกำลังของเครื่องขยายเสียงลดลงไม่เกินสองเท่าจากค่าสูงสุดที่เรียกว่า แบนด์วิธของเครื่องขยายเสียง.

อย่างไรก็ตาม กราฟมักจะพล็อตค่าเกนตามแรงดันไฟฟ้ามากกว่ากำลัง หากเราแสดงแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นสูงสุดเป็น ดังนั้นภายในแบนด์วิดท์ค่าสัมประสิทธิ์ไม่ควรต่ำกว่า:

ค่าของความถี่และระดับของสัญญาณที่ ULF ทำงานสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นการตอบสนองความถี่มักจะถูกพล็อตในพิกัดลอการิทึมซึ่งบางครั้งเรียกว่า LFC

อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์จะแสดงเป็นเดซิเบล และความถี่จะถูกพล็อตบนแกน abscissa ผ่าน ทศวรรษ(ช่วงความถี่ต่างกันสิบเท่า) จริงหรือไม่ที่กราฟลักษณะนี้ไม่เพียงแต่ดูสวยขึ้นเท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลมากกว่าอีกด้วย
แอมพลิฟายเออร์ไม่เพียงแต่ขยายสัญญาณความถี่ที่แตกต่างกันอย่างไม่สม่ำเสมอ แต่ยังเปลี่ยนเฟสของสัญญาณด้วย ความหมายที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความถี่ของมัน การพึ่งพาอาศัยกันนี้สะท้อนให้เห็นโดยคุณลักษณะความถี่เฟสของเครื่องขยายเสียง

เมื่อขยายการสั่นของความถี่เดียว ดูเหมือนจะไม่น่ากลัว แต่สำหรับสัญญาณที่ซับซ้อนมากขึ้น จะนำไปสู่การบิดเบือนรูปร่างอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าจะไม่สร้างฮาร์โมนิกใหม่ก็ตาม ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าสัญญาณความถี่คู่บิดเบี้ยวอย่างไร

การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น KNI, KGI, TDH

การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นจะเพิ่มฮาร์โมนิคที่ไม่มีอยู่ก่อนหน้านี้ให้กับสัญญาณ และผลที่ได้คือเปลี่ยนรูปคลื่นดั้งเดิม บางทีตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของการบิดเบือนดังกล่าวก็คือข้อจำกัดด้านแอมพลิจูดของสัญญาณไซน์ซอยด์ ดังที่แสดงด้านล่าง

กราฟด้านซ้ายแสดงการบิดเบือนที่เกิดจากการมีอยู่ของฮาร์มอนิกเพิ่มเติมของสัญญาณ ซึ่งจำกัดแอมพลิจูดของหนึ่งในครึ่งคลื่นของสัญญาณ สัญญาณไซน์ซอยด์ดั้งเดิมมีหมายเลข 1 การสั่นของฮาร์มอนิกครั้งที่สองคือ 2 และสัญญาณที่บิดเบี้ยวที่ได้คือ 3 รูปด้านขวาแสดงผลของฮาร์มอนิกที่สาม - สัญญาณจะ "ตัดออก" ทั้งสองด้าน

ในสมัยโซเวียต เป็นเรื่องปกติที่จะแสดงความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นของแอมพลิฟายเออร์โดยใช้ปัจจัยความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกของ THD ถูกกำหนดดังนี้: สัญญาณถูกส่งไปยังอินพุตของเครื่องขยายเสียง ความถี่ที่แน่นอนปกติ 1,000 เฮิรตซ์ จากนั้นจึงคำนวณระดับฮาร์โมนิคทั้งหมดของสัญญาณเอาท์พุต THD ถูกใช้เป็นอัตราส่วนของแรงดัน rms ของผลรวมของฮาร์โมนิกที่สูงกว่าของสัญญาณ ยกเว้นอันแรกต่อแรงดันของฮาร์มอนิกอันแรก - อันที่มีความถี่เท่ากับความถี่ของสัญญาณไซน์ซอยด์อินพุต

พารามิเตอร์แปลกปลอมที่คล้ายกันเรียกว่าความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมสำหรับความถี่พื้นฐาน

ปัจจัยความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิก (THD หรือ)

เทคนิคนี้จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อสัญญาณอินพุตเหมาะสมและมีเพียงฮาร์มอนิกพื้นฐานเท่านั้น ไม่สามารถตอบสนองเงื่อนไขนี้ได้เสมอไป ดังนั้นในทางปฏิบัติระหว่างประเทศสมัยใหม่ พารามิเตอร์อื่นในการประเมินระดับความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น - SOI - จึงแพร่หลายมากขึ้น

อะนาล็อกต่างประเทศคือการบิดเบือนฮาร์โมนิกรวมสำหรับรูตค่าเฉลี่ยกำลังสอง

ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD หรือ )

ซอยคือค่าที่เท่ากับอัตราส่วนของผลรวมราก-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองของส่วนประกอบสเปกตรัมของสัญญาณเอาท์พุตที่ไม่มีอยู่ในสเปกตรัมของสัญญาณอินพุตต่อผลรวมราก-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองของส่วนประกอบสเปกตรัมทั้งหมดของสัญญาณอินพุต .
ทั้ง THD และ THI เป็นค่าสัมพัทธ์ที่วัดเป็นเปอร์เซ็นต์
ค่าของพารามิเตอร์เหล่านี้สัมพันธ์กันตามความสัมพันธ์:

สำหรับรูปคลื่นอย่างง่าย สามารถคำนวณปริมาณความบิดเบี้ยวในเชิงวิเคราะห์ได้ ด้านล่างนี้คือค่า THD สำหรับสัญญาณที่พบบ่อยที่สุดในเทคโนโลยีเสียง (ค่า THD ระบุไว้ในวงเล็บ)

0% (0%) - รูปคลื่นเป็นคลื่นไซน์ในอุดมคติ
3% (3%) - รูปร่างสัญญาณแตกต่างจากไซน์ซอยด์ แต่การบิดเบือนนั้นมองไม่เห็นด้วยตา
5% (5%) - การเบี่ยงเบนของรูปร่างสัญญาณจากไซน์ซอยด์ซึ่งสังเกตได้จากตาบนออสซิลโลแกรม
10 % (10 %) - ระดับมาตรฐานการบิดเบือนซึ่งพิจารณาถึงพลังที่แท้จริง (RMS) ของ UMZCH นั้นสามารถสังเกตได้ด้วยหู
12% (12%) เป็นสัญญาณรูปสามเหลี่ยมที่สมมาตรอย่างสมบูรณ์แบบ
21% (22%) เป็นสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมคางหมู "ทั่วไป" หรือแบบขั้นบันได 43% (48%) - สัญญาณสี่เหลี่ยมสมมาตรสมบูรณ์แบบ (คดเคี้ยว)
63% (80%) เป็นสัญญาณฟันเลื่อยในอุดมคติ

แม้กระทั่งเมื่อยี่สิบปีที่แล้ว เครื่องมือที่ซับซ้อนและมีราคาแพงก็ถูกนำมาใช้ในการวัดความผิดเพี้ยนของฮาร์โมนิกของเส้นทางความถี่ต่ำ หนึ่งในนั้นคือ SK6-13 แสดงในรูปด้านล่าง

ปัจจุบัน งานนี้ได้รับการจัดการได้ดีขึ้นมากด้วยการ์ดเสียงคอมพิวเตอร์ภายนอกพร้อมชุดซอฟต์แวร์พิเศษ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายรวมไม่เกิน 500USD

สเปกตรัมสัญญาณอินพุต การ์ดเสียงเมื่อทดสอบเครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ

ลักษณะแอมพลิจูด สั้นมากเกี่ยวกับเสียงรบกวนและการรบกวน

การพึ่งพาแรงดันเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ความถี่สัญญาณคงที่ (ปกติคือ 1,000 Hz) เรียกว่าลักษณะแอมพลิจูด
ลักษณะแอมพลิจูดของเครื่องขยายเสียงในอุดมคติคือเส้นตรงที่ผ่านจุดกำเนิดของพิกัด เนื่องจากอัตราขยายของมันคือค่าคงที่ที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตใดๆ
การตอบสนองแอมพลิจูดของแอมพลิฟายเออร์จริงมีอย่างน้อยสามส่วน ในส่วนล่างไม่ถึงศูนย์เนื่องจากแอมพลิฟายเออร์มีเสียงรบกวนของตัวเองซึ่งในระดับเสียงต่ำจะเทียบเท่ากับแอมพลิจูดของสัญญาณที่มีประโยชน์

ในส่วนตรงกลาง (AB) ลักษณะแอมพลิจูดจะใกล้เคียงกับเส้นตรง นี่คือพื้นที่ทำงาน การบิดเบือนรูปร่างของสัญญาณจะน้อยที่สุดภายในขอบเขตจำกัด
ในส่วนบนของกราฟ ลักษณะแอมพลิจูดจะมีการโค้งงอด้วย ซึ่งเกิดจากข้อจำกัดด้านกำลังเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์
หากแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุตเป็นแบบที่แอมพลิฟายเออร์ทำงานในส่วนโค้ง สัญญาณเอาท์พุตจะเกิดการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น ยิ่งความไม่เชิงเส้นมากเท่าใด แรงดันไซน์ซอยด์ของสัญญาณก็จะบิดเบี้ยวมากขึ้นเท่านั้น เช่น การออสซิลเลชันใหม่ (ฮาร์โมนิคที่สูงขึ้น) จะปรากฏที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์

เสียงรบกวนในแอมพลิฟายเออร์มีหลายประเภทและมีสาเหตุที่แตกต่างกัน

เสียงสีขาว.

เสียงไวท์นอยส์เป็นสัญญาณที่มีความหนาแน่นสเปกตรัมสม่ำเสมอที่ทุกความถี่ ภายในช่วงความถี่การทำงานของเครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ ตัวอย่างของสัญญาณรบกวนดังกล่าวถือได้ว่าเป็นสัญญาณรบกวนความร้อนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ไม่เป็นระเบียบ สเปกตรัมของเสียงนี้มีความสม่ำเสมอในช่วงความถี่ที่กว้างมาก

เสียงสีชมพู.

เสียงสีชมพูเรียกอีกอย่างว่าเสียงกะพริบ ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของพิงค์นอยส์เป็นสัดส่วนกับอัตราส่วน 1/f (ความหนาแน่นจะแปรผกผันกับความถี่) กล่าวคือ ลดลงอย่างสม่ำเสมอในระดับความถี่ลอการิทึม สัญญาณรบกวนสีชมพูเกิดขึ้นจากทั้งแบบพาสซีฟและแอคทีฟ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นักวิทยาศาสตร์ยังคงโต้เถียงเกี่ยวกับธรรมชาติของต้นกำเนิดของมัน

ความเป็นมาจากแหล่งภายนอก

สาเหตุหลักประการหนึ่งของเสียงรบกวนคือพื้นหลังที่เกิดจากแหล่งภายนอก เช่น จากเครือข่าย เครื่องปรับอากาศ 50 เฮิรตซ์ มีฮาร์มอนิกพื้นฐานที่ 50 Hz และทวีคูณ

การกระตุ้นตนเอง

การกระตุ้นตัวเองของสเตจของแอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวสามารถสร้างเสียงรบกวนได้ ซึ่งโดยปกติจะเป็นความถี่ที่แน่นอน

มาตรฐานกำลังเอาท์พุต ULF และอะคูสติก

กำลังไฟพิกัด

อะนาล็อกตะวันตก อาร์เอ็มเอส(Root Mean Squared - ค่า root เฉลี่ยกำลังสอง) ในสหภาพโซเวียตกำหนดโดย GOST 23262-88 เป็นค่าเฉลี่ยของกำลังไฟฟ้าที่จ่ายของสัญญาณไซน์ซอยด์ที่มีความถี่ 1,000 Hz ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณที่ไม่ เกิน ตั้งค่าทีเอชดี. ระบุทั้งลำโพงและเครื่องขยายเสียง โดยทั่วไป กำลังที่ระบุจะถูกปรับตามข้อกำหนด GOST สำหรับระดับความซับซ้อนของการออกแบบ โดยมีการผสมผสานคุณลักษณะที่วัดได้ดีที่สุด สำหรับอุปกรณ์ประเภทต่างๆ SOI อาจแตกต่างกันอย่างมากตั้งแต่ 1 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ อาจกลายเป็นว่าระบบระบุไว้ที่ 20 วัตต์ต่อช่องสัญญาณ แต่ทำการวัดที่ 10% SOI ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถฟังเสียงด้วยกำลังนี้ได้ ระบบลำโพงสามารถสร้างสัญญาณที่กำลัง RMS ได้เป็นเวลานาน

ระดับพลังงานเสียงรบกวน

บางครั้งเรียกว่าไซน์ซอยด์ อะนาล็อกตะวันตกที่ใกล้เคียงที่สุด ดิน- พลังงานไฟฟ้าถูกจำกัดโดยความร้อนและ ความเสียหายทางกล(ตัวอย่างเช่น: การลื่นของวอยซ์คอยล์หมุนเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป, ความเหนื่อยหน่ายของตัวนำในสถานที่โค้งงอหรือบัดกรี, การแตกหักของสายไฟอ่อน ฯลฯ ) เมื่อมีการจ่ายสัญญาณรบกวนสีชมพูผ่านวงจรแก้ไขเป็นเวลา 100 ชั่วโมง โดยปกติแล้ว DIN จะสูงกว่า RMS 2-3 เท่า

กำลังไฟฟ้าระยะสั้นสูงสุด

อะนาล็อกตะวันตก ป.ป.ช(กำลังขับเสียงดนตรีสูงสุด - กำลังขับเสียงดนตรีสูงสุด) - กำลังไฟฟ้าที่ลำโพงสามารถทนได้โดยไม่เกิดความเสียหาย (ตรวจสอบโดยที่ไม่มีเสียงรัว) ในระยะเวลาอันสั้น สัญญาณรบกวนสีชมพูถูกใช้เป็นสัญญาณทดสอบ สัญญาณจะถูกส่งไปยังลำโพงเป็นเวลา 2 วินาที การทดสอบจะดำเนินการ 60 ครั้งในช่วงเวลา 1 นาที ประเภทนี้กำลังทำให้สามารถตัดสินการโอเวอร์โหลดในระยะสั้นที่ลำโพงสามารถทนต่อสถานการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานได้ โดยปกติแล้วจะสูงกว่า DIN 10-20 เท่า อะไรคือประโยชน์ของบุคคลที่รู้ว่าระบบของเขาสามารถทนต่อคลื่นไซน์ความถี่ต่ำที่มีกำลังสูงสั้น ๆ น้อยกว่าหนึ่งวินาทีได้? อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตชื่นชอบการแสดงพารามิเตอร์เฉพาะนี้บนบรรจุภัณฑ์และสติกเกอร์ของผลิตภัณฑ์ของตน... จำนวนมาก พารามิเตอร์นี้มักมีพื้นฐานมาจากจินตนาการอันดุเดือดของฝ่ายการตลาดของผู้ผลิต และไม่ต้องสงสัยเลยว่าชาวจีนนำหน้าที่เหลืออย่างไม่ต้องสงสัย

พลังงานสูงสุดในระยะยาว

นี่คือกำลังไฟฟ้าที่ลำโพงสามารถทนได้โดยไม่เกิดความเสียหายเป็นเวลา 1 นาที การทดสอบซ้ำ 10 ครั้ง โดยมีช่วงเวลา 2 นาที สัญญาณการทดสอบจะเหมือนกัน
พลังงานระยะยาวสูงสุดถูกกำหนดโดยการละเมิดความแรงทางความร้อนของลำโพง (การเลื่อนของขดลวดเสียง ฯลฯ )

การปฏิบัติเป็นเกณฑ์ที่ดีที่สุดของความจริง การถอดประกอบด้วยศูนย์เครื่องเสียง

ลองนำความรู้ของเราไปใช้ในทางปฏิบัติ มาดูร้านค้าออนไลน์ที่มีชื่อเสียงและหาผลิตภัณฑ์จากบริษัทที่มีชื่อเสียงยิ่งกว่าจากดินแดนอาทิตย์อุทัยกันดีกว่า
ใช่ ศูนย์ดนตรีที่มีการออกแบบล้ำสมัยลดราคาเพียง 10,000 รูเบิล สำหรับโปรโมชั่นครั้งต่อไป:
จากคำอธิบายเราได้เรียนรู้ว่าอุปกรณ์ไม่ได้ติดตั้งเท่านั้น ลำโพงอันทรงพลังแต่ยังเป็นซับวูฟเฟอร์อีกด้วย

“มันมอบความชัดเจนของเสียงที่เหนือกว่าในทุกระดับเสียง นอกจากนี้ การกำหนดค่านี้ยังช่วยทำให้เสียงมีมิติและกว้างขวาง”

น่าทึ่งบางทีอาจคุ้มค่าที่จะดูพารามิเตอร์ “ตรงกลางประกอบด้วยลำโพงด้านหน้าสองตัว โดยแต่ละตัวมีกำลังไฟ 235 วัตต์ และซับวูฟเฟอร์แบบแอคทีฟที่มีกำลังไฟ 230 วัตต์” นอกจากนี้ขนาดของอันแรกเพียง 31*23*21 ซม
ใช่นี่คือ Nightingale the Robber บางชนิดทั้งในด้านเสียงและขนาด ย้อนกลับไปในปี 1996 ฉันคงจะหยุดค้นคว้าข้อมูล ณ จุดนี้ และต่อมาเมื่อดู S90 ของฉันและฟังแอมพลิฟายเออร์ Ageev แบบทำเอง ฉันคงจะพูดคุยอย่างดุเดือดกับเพื่อน ๆ ว่าอุตสาหกรรมโซเวียตของเราตามหลังญี่ปุ่นไปไกลแค่ไหน - ภายใน 50 ปี หรือยังตลอดไป แต่ทุกวันนี้ด้วยความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยีของญี่ปุ่น สถานการณ์ก็ดีขึ้นมากและตำนานมากมายที่เกี่ยวข้องก็พังทลายลง ดังนั้นก่อนที่จะซื้อเราจะพยายามค้นหาข้อมูลที่เป็นกลางเกี่ยวกับคุณภาพเสียง ไม่มีคำเกี่ยวกับเรื่องนี้บนเว็บไซต์ ใครจะสงสัย! แต่มีคู่มือการใช้งานอยู่ในนั้น. รูปแบบไฟล์ PDF- ดาวน์โหลดและค้นหาต่อ ในบรรดาข้อมูลอันมีค่าอย่างยิ่งที่ "ได้รับใบอนุญาตสำหรับเทคโนโลยีการเข้ารหัสเสียงจากทอมป์สัน" และจุดสิ้นสุดของการใส่แบตเตอรี่ด้วยความยากลำบาก แต่ก็เป็นไปได้ที่จะพบบางสิ่งที่คล้ายกับพารามิเตอร์ทางเทคนิค ข้อมูลกระจัดกระจายมากถูกซ่อนไว้ในส่วนลึกของเอกสารจนถึงตอนท้าย
ฉันพูดคำต่อคำในรูปแบบของภาพหน้าจอเพราะตั้งแต่นั้นมาฉันเริ่มมีคำถามที่จริงจังทั้งเกี่ยวกับตัวเลขที่กำหนดแม้ว่าจะได้รับการยืนยันจากใบรับรองความสอดคล้องและเกี่ยวกับการตีความก็ตาม
ความจริงก็คือด้านล่างเขียนว่าพลังงานที่ใช้จากเครือข่าย AC ของระบบแรกคือ 90 วัตต์และโดยทั่วไปคือ 75 อืม

มีการประดิษฐ์เครื่องเคลื่อนที่ตลอดกาลแบบที่สามหรือไม่? หรืออาจจะอยู่ในอาคาร ศูนย์ดนตรีแบตเตอรี่ถูกซ่อนอยู่หรือไม่? ดูไม่เหมือนเลย - น้ำหนักที่ระบุของอุปกรณ์ที่ไม่มีเสียงคือเพียงสามกิโลกรัม จากนั้นการบริโภค 90 วัตต์จากเครือข่ายสามารถทำได้อย่างไรคุณจะได้รับเอาต์พุต 700 วัตต์ลึกลับ (สำหรับการอ้างอิง) หรืออย่างน้อยก็น่าสงสาร 120 เล็กน้อย แต่จับต้องได้ ท้ายที่สุดแล้ว แอมพลิฟายเออร์จะต้องมีประสิทธิภาพประมาณ 150 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าจะปิดซับวูฟเฟอร์แล้วก็ตาม! แต่ในทางปฏิบัติ พารามิเตอร์นี้แทบจะไม่เกินแถบ 75

ลองใช้ข้อมูลที่ได้รับจากบทความในทางปฏิบัติ

กำลังที่ระบุสำหรับการอ้างอิงคือ 235+235+230=700 - นี่คือ PMPO ที่ชัดเจน มีความชัดเจนน้อยกว่ามูลค่าที่ตราไว้มาก ตามคำนิยามนี่คือ กำลังไฟพิกัดแต่จะต้องเป็น 60+60 ไม่ได้สำหรับสองช่องสัญญาณหลักเท่านั้น ไม่รวมซับวูฟเฟอร์ โดยมีอัตราการกินไฟอยู่ที่ 90 วัตต์ สิ่งนี้ดูคล้ายกับไม่ใช่วิธีการทางการตลาดมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เป็นการโกหกโดยสิ้นเชิง เมื่อพิจารณาจากขนาดและกฎที่ไม่ได้พูดอัตราส่วนของ RMS และ PMPO กำลังไฟพิกัดที่แท้จริงของศูนย์นี้ควรอยู่ที่ 12-15 วัตต์ต่อช่องสัญญาณและยอดรวมไม่ควรเกิน 45 สิ่งนี้เกิดขึ้น คำถามเชิงตรรกะ- คุณจะเชื่อถือข้อมูลหนังสือเดินทางของผู้ผลิตชาวไต้หวันและจีนได้อย่างไร ในเมื่อแม้แต่บริษัทญี่ปุ่นที่มีชื่อเสียงยังยอมให้ตัวเองทำเช่นนี้ได้?
จะซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับคุณ หากเป็นการรบกวนเพื่อนบ้านในประเทศในตอนเช้าก็ใช่ ไม่เช่นนั้นหากไม่ได้ฟังเพลงแนวต่างๆ หลายเพลงก่อน ฉันจะไม่แนะนำเลย

กาต้มน้ำน้ำมันดินในขวดน้ำผึ้ง

ดูเหมือนว่าเรามีรายการพารามิเตอร์ที่จำเป็นในการประเมินพลังและคุณภาพเสียงที่เกือบจะครบถ้วนสมบูรณ์ แต่เมื่อให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดสิ่งนี้กลับกลายเป็นว่าห่างไกลจากกรณีนี้ด้วยเหตุผลหลายประการ:

• พารามิเตอร์หลายตัวมีความเหมาะสมมากกว่าไม่มากนักสำหรับการสะท้อนวัตถุประสงค์ของคุณภาพสัญญาณ แต่เพื่อความสะดวกในการวัด ส่วนใหญ่ดำเนินการที่ความถี่ 1,000 Hz ซึ่งสะดวกมากในการรับผลลัพธ์เชิงตัวเลขที่ดีที่สุด ตั้งอยู่ไกลจากความถี่พื้นหลัง เครือข่ายไฟฟ้าที่ 50 Hz และในส่วนเชิงเส้นที่สุดของช่วงความถี่ของเครื่องขยายเสียง
• ผู้ผลิตมักกระทำบาปในการปรับคุณลักษณะของแอมพลิฟายเออร์ให้เข้ากับการทดสอบอย่างเปิดเผย ตัวอย่างเช่น แม้แต่ในช่วงเวลาของสหภาพโซเวียต ULF มักได้รับการออกแบบในลักษณะที่ให้ตัวบ่งชี้ THD ที่ดีที่สุด โดยมีกำลังไฟป้ายชื่อเอาท์พุตสูงสุด ในเวลาเดียวกัน ที่ระดับพลังงานเพียงครึ่งเดียว เครื่องขยายเสียงแบบพุชพูลการบิดเบือนแบบสเต็ปมักปรากฏขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมค่าสัมประสิทธิ์การบิดเบือนฮาร์มอนิกที่ตำแหน่งตรงกลางของปุ่มปรับระดับเสียงจึงอาจคลาดเคลื่อนเกินกว่า 10%!
• เอกสารข้อมูลและคู่มือการใช้งานมักมีลักษณะปลอมที่ไม่ได้มาตรฐานและไร้ประโยชน์อย่างยิ่งของประเภท PMPO ในเวลาเดียวกันก็ไม่สามารถพบสิ่งนี้ได้เสมอไป พารามิเตอร์พื้นฐานเช่นช่วงความถี่หรือกำลังพิกัด ไม่มีอะไรจะพูดเกี่ยวกับการตอบสนองความถี่และการตอบสนองของเฟส!
• พารามิเตอร์มักถูกวัดโดยใช้วิธีที่จงใจบิดเบือน

ไม่น่าแปลกใจที่ผู้ซื้อจำนวนมากตกอยู่ในสภาวะส่วนตัวภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว และมุ่งความสนใจไปที่การซื้อของพวกเขาอย่างดีที่สุดโดยเน้นที่ผลลัพธ์ของการฟังช่วงสั้นๆ เท่านั้น และที่แย่ที่สุดก็เน้นไปที่ราคา

ถึงเวลาสรุปบทความยาวเกินไปแล้ว!

เราจะพูดคุยกันต่อเกี่ยวกับการประเมินคุณภาพและสาเหตุของการบิดเบือนของเครื่องขยายเสียงความถี่ต่ำในบทความถัดไป ด้วยความรู้ขั้นต่ำ คุณสามารถไปยังหัวข้อที่น่าสนใจ เช่น การบิดเบือนระหว่างมอดูเลชั่น และความสัมพันธ์กับความลึกของผลป้อนกลับ!

โดยสรุป ฉันอยากจะแสดงความขอบคุณอย่างจริงใจต่อ Roman Parpalak Parpalak สำหรับโครงการบรรณาธิการออนไลน์ที่สนับสนุน Latex และ Markdown หากไม่มีเครื่องมือนี้ งานยากอยู่แล้วในการแนะนำสูตรทางคณิตศาสตร์ลงในข้อความจะกลายเป็นนรกอย่างแท้จริง

การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของสัญญาณฮาร์มอนิกที่เกิดจากการผ่านอุปกรณ์ที่มีองค์ประกอบไม่เชิงเส้นเรียกว่าการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น สัญญาณที่ไม่ใช่ฮาร์มอนิกที่บิดเบี้ยวประกอบด้วยองค์ประกอบคงที่ในสเปกตรัม ซึ่งก็คือฮาร์มอนิกตัวแรก (ความถี่พื้นฐานและฮาร์โมนิกที่สูงกว่าพร้อมความถี่) การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณฮาร์มอนิกจะประมาณโดยค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า rms ของสัญญาณ ฮาร์โมนิค (ยกเว้นอันแรก) ถึงค่า rms ของแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกอันแรก:

ความเพี้ยนของฮาร์มอนิกมักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณรูปร่างใด ๆ จะถูกประเมินโดยสัมประสิทธิ์ความไม่เชิงเส้นซึ่งคำนวณโดยสูตร

(อัตราส่วนของค่ากำลังสองเฉลี่ยรากของฮาร์โมนิคที่สูงกว่าต่อค่ากำลังสองเฉลี่ยของรากของแรงดันไฟฟ้าของฮาร์โมนิกทั้งหมด กล่าวคือ ต่อแรงดันสัญญาณ)

สูตรและสัมพันธ์กันด้วยความสัมพันธ์

ซึ่งตามมาว่าทั้งสองนิพจน์ให้ผลลัพธ์ที่เกือบจะเหมือนกัน

มีวิธีอื่นในการประเมินความไม่เชิงเส้น - เชิงผสมเชิงสถิติซึ่งระบุลักษณะคุณสมบัติไม่เชิงเส้นของอุปกรณ์วิทยุมากกว่าการบิดเบือนสัญญาณ

ข้าว. 6-9. บล็อกไดอะแกรมของการวัดแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิก

การบิดเบือนสัญญาณแบบไม่เชิงเส้นถูกวัดโดยใช้วิธีฮาร์มอนิกซึ่งนำไปใช้ในสองวิธี - การวิเคราะห์และอินทิกรัล วิธีการวิเคราะห์ขึ้นอยู่กับสูตรและดำเนินการตามโครงร่างในรูป 6-9. สัญญาณฮาร์มอนิกของเครื่องกำเนิดจะถูกป้อนไปยังอินพุตของวัตถุที่วัดได้ที่เอาต์พุตซึ่งเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมหรือเครื่องวิเคราะห์ฮาร์มอนิกเปิดอยู่ การใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมจะได้รับสเปกโตรแกรมของสัญญาณเอาท์พุตแบบสัมบูรณ์หรือ ค่าสัมพัทธ์แอมพลิจูดของฮาร์โมนิคที่สูงกว่าและค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกแรกและค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกคำนวณโดยใช้สูตร หากใช้เครื่องวิเคราะห์ฮาร์มอนิก ระบบจะปรับฮาร์มอนิกที่ตามมาด้วยตนเอง ค่าต่างๆ จะถูกบันทึกและคำนวณโดยใช้สูตรเดียวกัน วิธีการวิเคราะห์ใช้แรงงานเข้มข้นและใช้เพื่อชี้แจงบทบาทของฮาร์โมนิคแต่ละตัวแยกกัน

วิธีการอินทิกรัลนั้นใช้สูตรและช่วยให้คุณประเมินอิทธิพลของฮาร์โมนิกที่สูงกว่าทั้งหมดต่อรูปร่างของสัญญาณโดยไม่ต้องกำหนดค่าแยกกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ขั้นแรกให้วัดค่ารากเฉลี่ยกำลังสองของสัญญาณ จากนั้นจึงวัดค่าที่สูงกว่า

ฮาร์มอนิกซึ่งจะยังคงอยู่หลังจากการปราบปรามแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกแรก วิธีการอินทิกรัลมักเรียกว่าวิธีการปราบปรามแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิก (ความถี่พื้นฐาน) แรก

การวัดค่าสัมประสิทธิ์ของการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ - เครื่องวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น (รูปที่ 6-10) อุปกรณ์จับคู่ระบบควบคุมได้รับการออกแบบเพื่อให้อินพุตแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตร และจับคู่อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของวัตถุกับอิมพีแดนซ์อินพุตของมิเตอร์

ข้าว. 6-10. เครื่องวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น: a - แผนภาพบล็อก; b - วงจรกรองบาก

การใช้สวิตช์โหมดการทำงานของ PRR โหมดการสอบเทียบจะดำเนินการเมื่อมีการวัดแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณทั้งหมด โหมดการวัดเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าของฮาร์โมนิกที่สูงกว่า และโหมดโวลต์มิเตอร์สำหรับการวัดตามปกติของค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของ แรงดันไฟฟ้าใด ๆ

ตัวลดทอนได้รับการออกแบบมาเพื่อตั้งค่าระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบของอุปกรณ์ที่ตามมาจะทำงานตามปกติ เครื่องขยายสัญญาณอินพุตจะต้องมีแบนด์วิธจากความถี่ต่ำสุดของสัญญาณที่กำลังศึกษาไปจนถึงความถี่บนหลายตัว ลักษณะความถี่ เฟส และแอมพลิจูดของแอมพลิฟายเออร์ในย่านความถี่นี้เป็นแบบเส้นตรง เครื่องขยายสัญญาณแบบมีรอยบากได้รับการออกแบบมาเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกแรกโดยใช้ตัวกรองการปิดกั้น RC (บริดจ์ Wien) ที่รวมอยู่ในวงจรป้อนกลับ กรองรูป 6-10, b) ปรับเป็นความถี่ของฮาร์โมนิคตัวแรก

ในขั้นตอนที่หารด้วย 10 โดยการสลับตัวต้านทานและใช้งานตัวเก็บประจุแบบแปรผันบล็อกคู่อย่างราบรื่น C. การปรับคุณสมบัติของตัวกรองรอยบากให้คมชัดขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการปรับสมดุลของบริดจ์อย่างแม่นยำ ลดแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกแรกอย่างสมบูรณ์และลดข้อผิดพลาดในการวัด ทำได้สำเร็จ โดยดำเนินการเท่ากัน ปุ่มควบคุมตัวต้านทานจะมีเครื่องหมาย: “ สมดุล: หยาบ ละเอียด” โวลต์มิเตอร์ประกอบด้วยตัวลดทอนของเครื่องขยายเสียง UV และตัวแปลง rms ชนิดออปโตคัปเปลอร์พร้อมตัวบ่งชี้แมกนีโตอิเล็กทริก สเกลตัวบ่งชี้ได้รับการปรับเทียบในหน่วยแรงดันไฟฟ้า เปอร์เซ็นต์ และเดซิเบลของสัมประสิทธิ์ความไม่เชิงเส้น

สำหรับการสังเกตรูปร่างของสัญญาณที่อินพุตและเอาต์พุตของอุปกรณ์ที่วัดด้วยสายตาและฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นหลังจากการกรองฮาร์มอนิกตัวแรก จะมีแคลมป์ไว้สำหรับเปิดออสซิลโลสโคป มีเครื่องกำเนิดการสอบเทียบสำหรับทดสอบโวลต์มิเตอร์

มิเตอร์ความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นมีไว้เพื่อใช้งานในช่วงความถี่ของสัญญาณที่กำลังศึกษาตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ไปจนถึงแบนด์วิธสูงถึง ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เชิงเส้นวัดภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตตั้งแต่ 0.1 ถึง 100 V ขีดจำกัดการวัดแรงดันไฟฟ้าเมื่อทำงานในโหมดโวลต์มิเตอร์อยู่ในช่วงความถี่ 20 Hz - 1 MHz ข้อผิดพลาดในการวัดขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการปรับตัวกรองรอยบากซึ่งดำเนินการโดยเข้าใกล้ค่าโวลต์มิเตอร์ที่อ่านได้อย่างต่อเนื่องจนถึงค่าต่ำสุด นั่นคือ ถึงแรงดันไฟฟ้าของฮาร์โมนิกที่สูงกว่าบางตัว ข้อผิดพลาดคือ

เมื่อทำการวัดความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณ จะมีการประเมินความไม่เชิงเส้นของอุปกรณ์ที่สัญญาณส่งผ่านไปพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม การประเมินนี้ไม่ถูกต้อง เนื่องจากทำภายใต้อิทธิพลของสัญญาณเดียวและที่จุดหนึ่งในช่วงความถี่ ในสภาวะการทำงานจริง ในกรณีส่วนใหญ่อินพุตของเครื่องขยายสัญญาณวิทยุจะได้รับสัญญาณสุ่มที่มีสเปกตรัมกว้างหรือสัญญาณที่กำหนดหลายความถี่ของความถี่ต่างๆ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นจึงเกิดขึ้นตลอดแถบความถี่ทั้งหมดของวัตถุที่วัด

วิธีการทางสถิติช่วยให้สมบูรณ์ที่สุด

กำหนดลักษณะคุณสมบัติไม่เชิงเส้นของวัตถุภายใต้เงื่อนไขที่จำลองสภาพการทำงานได้ดี เครื่องกำเนิดสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำ (รูปที่ 6-11, a) ที่มีสเปกตรัมสม่ำเสมอในช่วงความถี่การทำงานของวัตถุที่วัดได้จะใช้เป็นแหล่งสัญญาณ แรงดันไฟฟ้าสัญญาณรบกวนถูกนำไปใช้กับตัวกรองรอยบากด้วยความช่วยเหลือ ส่วนประกอบสัญญาณย่านความถี่แคบที่อยู่รอบๆ ความถี่กลางของย่านความถี่จะถูกตัดออกจากการส่งสเปกตรัมสัญญาณอินพุตของตัวกรองรอยบาก (รูปที่ 6-11, b) ที่เอาท์พุตของวัตถุที่วัด ส่วนประกอบของสัญญาณเอาท์พุตจะเกิดขึ้นในย่านความถี่นี้ ซึ่งเป็นผลคูณของความไม่เชิงเส้น

ข้าว. 6-11. การวัดความบิดเบี้ยวไม่เชิงเส้นโดยใช้วิธีทางสถิติ: a - แผนภาพบล็อก; b - ความหนาแน่นสเปกตรัมของสัญญาณที่อินพุตของวัตถุที่วัด ใน - เหมือนกันที่เอาต์พุต

แรงดันไฟฟ้าของส่วนประกอบเหล่านี้วัดด้วยโวลต์มิเตอร์แบบเลือกที่ปรับตามความถี่ แรงดันไฟฟ้าของสัญญาณทั้งหมดที่เอาต์พุตของวัตถุวัดด้วยค่าโวลต์มิเตอร์บรอดแบนด์ธรรมดา V rms (รูปที่ 6-11, c) ค่าความไม่เชิงเส้นที่วัดโดยวิธีทางสถิติคือ

การใช้ชุดตัวกรองรอยบากที่มีความถี่เฉลี่ยต่างกัน ทำให้สามารถวัดและพล็อตการขึ้นต่อกันของความไม่เชิงเส้นกับความถี่ตลอดช่วงการทำงานทั้งหมดของวัตถุได้

จากหลักสูตร CHP และ TPP เรารู้ว่าวงจรไฟฟ้าแบ่งออกเป็นแบบเชิงเส้น ไม่เชิงเส้น และแบบพาราเมตริก

วงจรสองประเภทสุดท้ายแตกต่างจากวงจรเชิงเส้นตรงที่สามารถสร้างส่วนประกอบฮาร์มอนิกใหม่ในสเปกตรัมการตอบสนองเมื่อเปรียบเทียบกับสเปกตรัมของสัญญาณอินพุต

การแปลงสัญญาณแบบไม่เชิงเส้นอาจเป็นที่ต้องการและมีประโยชน์ (เช่น ในการตรวจจับ) หรืออาจเป็นอันตรายและเกิดขึ้นพร้อมกัน (เช่น ในเครื่องขยายเสียง) ในกรณีนี้ เมื่อไม่ได้ใช้ปรากฏการณ์นี้ในอุปกรณ์ที่มีวงจรนี้ จะเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก เนื่องจากมักจะสร้างผลข้างเคียงที่เป็นอันตราย ดังนั้นรูปคลื่นที่เอาต์พุตของอุปกรณ์เหล่านี้จะแตกต่างจากรูปคลื่นที่อินพุต การเปลี่ยนแปลงในรูปคลื่นเรียกว่าการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น

แหล่งที่มาของการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นคือองค์ประกอบของวงจรที่กระแสไม่แปรผันกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ เช่น มีลักษณะเฉพาะแรงดันกระแสไม่เชิงเส้น ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้คือหลอดสุญญากาศ, ทรานซิสเตอร์, ไดโอด, คอยล์ที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก

ความจำเป็นในการวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นนั้นสัมพันธ์กับการศึกษาพารามิเตอร์ของแอมพลิฟายเออร์และเครื่องกำเนิดไซน์ซอยด์

ความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นเป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายอย่าง: องค์ประกอบ วงจรไฟฟ้าลักษณะแอมพลิจูด-ความถี่ รูปร่างของสัญญาณ แอมพลิจูด ฯลฯ เมื่อแอมพลิจูดเพิ่มขึ้น ความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นก็จะเพิ่มขึ้น โดยทั่วไป เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นในแอมพลิฟายเออร์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นได้รับการประเมินโดยค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิก Kช เช่นเดียวกับค่าสัมประสิทธิ์การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น Kเอ็น.

ค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกเคช ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของค่าแรงดันไฟฟ้ารูต-ค่าเฉลี่ย-กำลังสอง (rms) ของผลรวมของฮาร์โมนิกสัญญาณทั้งหมด ยกเว้นค่าแรก ต่อค่าแรงดันไฟฟ้ารูต-ค่าเฉลี่ย-กำลังสอง (rms) ของฮาร์มอนิกตัวแรกตามสูตร (34 ):

โดยที่ U 1, U 2, U 3 , … Un – รูทหมายถึงค่าแรงดันไฟฟ้ากำลังสองของฮาร์โมนิกแต่ละตัวของสัญญาณเอาท์พุต

ค่าสัมประสิทธิ์กก แสดงลักษณะความแตกต่างระหว่างรูปร่างของสัญญาณคาบที่กำหนดกับสัญญาณฮาร์มอนิก

จะเห็นได้ง่ายว่าหากไม่มีฮาร์โมนิคที่สูงกว่าในสัญญาณเอาท์พุต Kช = 0 เช่น สัญญาณไซน์จากอินพุตไปยังเอาต์พุตจะถูกส่งโดยไม่มีการบิดเบือน

ค่าสัมประสิทธิ์ความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น Kn ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของค่ารูต-ค่าเฉลี่ย-กำลังสอง (rms) ของแรงดันไฟฟ้าของฮาร์โมนิกที่สูงกว่าต่อค่ารูต-ค่าเฉลี่ย-กำลังสอง (rms) ของสัญญาณทั้งหมดตามสูตร (35):

วิธีการวัดความถี่เดียวที่พบบ่อยที่สุดคือ:

1. วิธีการปราบปรามฮาร์มอนิกพื้นฐาน

2. วิธีการวิเคราะห์ความเครียด

การวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นโดยใช้วิธีการปราบปรามฮาร์มอนิกพื้นฐาน

ตามสูตรในการพิจารณาปัจจัยความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น จำเป็นต้องวัดค่าประสิทธิผลของสัญญาณที่กำลังศึกษาและค่าประสิทธิผลของส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่สูงกว่า

มีเครื่องมือพิเศษที่ใช้วัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น เรียกว่าเครื่องวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้น

แผนภาพบล็อกแบบง่ายของเครื่องวัดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นแบบอะนาล็อกแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 - แผนภาพบล็อกแบบง่ายของเครื่องวัดความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกแบบอะนาล็อก

แผนภาพอุปกรณ์โซดาถืออุปกรณ์อินพุต ตัวกรองรอยบากแบบปรับได้ และโวลต์มิเตอร์แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสพร้อมตัวลดทอนสัญญาณ

หลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับการวัดค่ารูต - ค่าเฉลี่ย - กำลังสองของแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่อยู่ระหว่างการศึกษาแยกกันและค่ารูท - ค่าเฉลี่ย - กำลังสองของแรงดันไฟฟ้าของฮาร์โมนิกที่สูงกว่าของสัญญาณเดียวกัน

อุปกรณ์อินพุตจะให้ค่าที่ต้องการของความต้านทานอินพุตและทำหน้าที่ให้ตรงกัน เครื่องมือวัดกับแหล่งที่มาของสัญญาณที่กำลังศึกษาอยู่

ตัวกรองรอยบากควรมีการลดทอนอย่างมากที่ความถี่ของฮาร์มอนิกแรก (พื้นฐาน) และการลดทอนเป็นศูนย์ที่ความถี่ฮาร์มอนิกที่สูงกว่า โดยทั่วไปแล้ว ตัวกรองรอยบากจะดำเนินการโดยใช้วงจรบริดจ์ Wien ที่ประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ (ดูรูปที่ 2)

การวัดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกโดยใช้การวิเคราะห์ความเครียด

การวัดความบิดเบี้ยวไม่เชิงเส้นโดยการวิเคราะห์แรงดันไฟฟ้า (โดยฮาร์โมนิกแต่ละตัว) ดำเนินการโดยใช้เครื่องวัดระดับแบบเลือก (SLM)

วงจรสำหรับการวัดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกโดยใช้ IMU แสดงในรูปที่ 3 และประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน Quadripole ที่กำลังศึกษา และ IMU

รูปที่ 3 - การวัดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกโดยใช้วิธีวิเคราะห์แรงดันไฟฟ้า

IMU เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของวัตถุที่กำลังศึกษา ด้วยสัญญาณไซน์ซอยด์ความถี่เดียวเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของความถี่ใด ๆ ที่ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น ในกรณีนี้ IMU จะถูกปรับตามลำดับเป็นฮาร์โมนิกที่หนึ่ง, สอง, สาม (และหากจำเป็น - ไปยังอันที่สูงกว่า) จะต้องควบคุมแรงดันไฟฟ้า (ระดับ) ดังนั้นระดับของฮาร์โมนิคที่น่าสนใจทั้งหมดในสัญญาณที่กำลังศึกษาจะถูกวัดแยกกัน และแต่ละค่าจะพบการลดทอนของความไม่เชิงเส้น โดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างระดับของฮาร์โมนิคแรกและแต่ละความถี่ที่ถูกตรวจสอบ:

ก Кn = ล 1 – ล n

ในประวัติความเป็นมาทั้งหมดของการสร้างเสียงประกอบด้วยความพยายามที่จะนำภาพลวงตาให้ใกล้เคียงกับต้นฉบับมากขึ้น และถึงแม้ว่าจะต้องเดินทางไกลมาก แต่เราก็ยังห่างไกลจากเสียงการแสดงสดที่เข้ามาใกล้อย่างเต็มที่ สามารถวัดความแตกต่างของพารามิเตอร์จำนวนมากได้ แต่มีเพียงไม่กี่พารามิเตอร์ที่ยังคงอยู่นอกมุมมองของนักพัฒนาอุปกรณ์ ลักษณะสำคัญประการหนึ่งที่ผู้บริโภคที่มีภูมิหลังมักให้ความสนใจอยู่เสมอก็คือ ปัจจัยการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น (THD) .

และค่าสัมประสิทธิ์นี้บ่งบอกถึงคุณภาพของอุปกรณ์อย่างยุติธรรมได้อย่างไร? ผู้ที่ไม่อดทนอาจพบความพยายามที่จะตอบคำถามนี้ทันทีในตอนท้าย สำหรับส่วนที่เหลือเราจะดำเนินการต่อไป
สัมประสิทธิ์นี้ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าสัมประสิทธิ์ความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม คืออัตราส่วนที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ของแอมพลิจูดที่มีประสิทธิผลของส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่เอาต์พุตของอุปกรณ์ (เครื่องขยายเสียง เครื่องบันทึกเทป ฯลฯ) ต่อแอมพลิจูดที่มีประสิทธิผลของ สัญญาณความถี่พื้นฐานเมื่อสัญญาณไซน์ของความถี่นี้ถูกนำไปใช้กับอินพุตของอุปกรณ์ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะหาปริมาณความไม่เชิงเส้นของลักษณะการถ่ายโอนซึ่งแสดงออกมาในลักษณะที่ปรากฏในสัญญาณเอาท์พุตของส่วนประกอบสเปกตรัม (ฮาร์โมนิก) ที่ไม่มีอยู่ในสัญญาณอินพุต กล่าวอีกนัยหนึ่งคือมีการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพในสเปกตรัมของสัญญาณดนตรี

นอกจากความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกตามวัตถุประสงค์ที่มีอยู่ในสัญญาณเสียงแล้ว ยังมีปัญหาการบิดเบือนที่ไม่ปรากฏในเสียงจริง แต่รู้สึกได้เนื่องจากฮาร์โมนิกเชิงอัตนัยที่เกิดขึ้นในโคเคลียของหูชั้นกลางในระดับสูง ค่าความดันเสียง เครื่องช่วยฟังของมนุษย์เป็นระบบไม่เชิงเส้น ความไม่เชิงเส้นของการได้ยินนั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าเมื่อแก้วหูสัมผัสกับเสียงไซน์ซอยด์ที่มีความถี่ f ใน เครื่องช่วยฟังเสียงประสานของเสียงนี้สร้างด้วยความถี่ 2f, 3f เป็นต้น เนื่องจากฮาร์โมนิคเหล่านี้ไม่มีอยู่ในโทนเสียงที่มีอิทธิพลหลัก จึงเรียกว่าฮาร์โมนิกแบบอัตนัย

โดยธรรมชาติแล้วสิ่งนี้จะทำให้แนวคิดเรื่องระดับฮาร์โมนิกสูงสุดที่อนุญาตในเส้นทางเสียงมีความซับซ้อนยิ่งขึ้น เมื่อความเข้มของโทนเสียงหลักเพิ่มขึ้น ขนาดของฮาร์โมนิคเชิงอัตนัยจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจเกินความเข้มของโทนเสียงหลักด้วยซ้ำ สถานการณ์นี้ให้เหตุผลสำหรับการสันนิษฐานว่าเสียงที่มีความถี่น้อยกว่า 100 เฮิรตซ์นั้นไม่ได้สัมผัสได้ด้วยตัวเอง แต่เนื่องจากฮาร์โมนิกเชิงอัตวิสัยที่พวกเขาสร้างขึ้น ซึ่งตกอยู่ในช่วงความถี่ที่สูงกว่า 100 เฮิรตซ์ กล่าวคือ เนื่องจากความไม่เชิงเส้นของการได้ยิน สาเหตุทางกายภาพที่ทำให้เกิดการบิดเบือนของฮาร์ดแวร์ที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ต่างๆ นั้นมีลักษณะที่แตกต่างกัน และการมีส่วนร่วมของแต่ละคนต่อการบิดเบือนโดยรวมของเส้นทางทั้งหมดนั้นไม่เหมือนกัน

ความบิดเบี้ยวของเครื่องเล่นซีดีสมัยใหม่นั้นต่ำมากและแทบจะมองไม่เห็นเลยเมื่อเทียบกับความบิดเบี้ยวของเครื่องเล่นซีดีอื่นๆ สำหรับระบบลำโพง การบิดเบือนความถี่ต่ำที่เกิดจากส่วนหัวของเบสมีความสำคัญที่สุด และมาตรฐานระบุข้อกำหนดเฉพาะสำหรับฮาร์โมนิกที่สองและสามในช่วงความถี่สูงถึง 250 Hz และเพื่อให้ได้เสียงที่ดีมาก ระบบลำโพงอาจอยู่ภายใน 1% หรือมากกว่านั้นเล็กน้อย ในเครื่องบันทึกเทปแอนะล็อกปัญหาหลักที่เกี่ยวข้องกับพื้นฐานทางกายภาพของการบันทึกบนเทปแม่เหล็กคือฮาร์มอนิกที่สามซึ่งมักจะได้รับค่าในคำแนะนำในการผสม แต่ ค่าสูงสุดตัวอย่างเช่น โดยจะทำการวัดระดับเสียงเสมอ นี่คือ 3% สำหรับความถี่ 333 Hz ความบิดเบี้ยวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องบันทึกเทปต่ำกว่ามาก
ทั้งในกรณีของเครื่องบันทึกเทปอะคูสติกและอนาล็อกเนื่องจากการบิดเบือนส่วนใหญ่เป็นความถี่ต่ำการมองเห็นเชิงอัตวิสัยจะลดลงอย่างมากเนื่องจากเอฟเฟกต์การปิดบัง (ซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าสัญญาณที่ทำให้เกิดเสียงสองสัญญาณพร้อมกันยิ่งสูงขึ้น -ความถี่หนึ่งจะได้ยินดีกว่า)

ดังนั้นแหล่งที่มาหลักของการบิดเบือนในวงจรของคุณคือเพาเวอร์แอมป์ซึ่งในทางกลับกันแหล่งที่มาหลักคือความไม่เชิงเส้นของคุณสมบัติการถ่ายโอนขององค์ประกอบที่ใช้งาน: ทรานซิสเตอร์และหลอดสุญญากาศและในแอมป์หม้อแปลงจะบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นของหม้อแปลง ยังถูกเพิ่มเข้ามาซึ่งสัมพันธ์กับความไม่เชิงเส้นของเส้นโค้งสนามแม่เหล็ก

เห็นได้ชัดว่าในอีกด้านหนึ่ง การบิดเบือนขึ้นอยู่กับรูปร่างของความไม่เชิงเส้นของลักษณะการถ่ายโอน แต่ยังขึ้นอยู่กับลักษณะของสัญญาณอินพุตด้วย
ในทางตรงกันข้าม คุณลักษณะการตัดตรงกลางของแอมพลิฟายเออร์ (การบิดเบือนขั้นตอน) ซึ่งเป็นเรื่องปกติของรุ่นทรานซิสเตอร์ ทำให้เกิดการบิดเบือนในสัญญาณดนตรีและไซน์ขนาดเล็ก และการบิดเบือนจะลดลงเมื่อระดับสัญญาณเพิ่มขึ้น ดังนั้น ความบิดเบี้ยวจึงไม่เพียงขึ้นอยู่กับรูปร่างของคุณลักษณะการถ่ายโอนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการกระจายระดับสัญญาณอินพุตทางสถิติด้วย ซึ่งสำหรับโปรแกรมเพลงจะอยู่ใกล้กับสัญญาณรบกวนด้วย ดังนั้น นอกเหนือจากการวัดซอยโดยใช้สัญญาณไซน์ซอยด์แล้ว ยังเป็นไปได้ที่จะวัดการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นของอุปกรณ์ขยายสัญญาณโดยใช้ผลรวมของสัญญาณไซน์ซอยด์หรือสัญญาณรบกวนสามสัญญาณ ซึ่งเมื่อพิจารณาจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ให้ภาพที่เป็นกลางของการบิดเบือนมากขึ้น

คำว่า "ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมด" THD (ค่าสัมประสิทธิ์ความผิดเพี้ยนของไซน์ซอยด์โค้งแรงดันไฟฟ้า (ดู GOST 13109-97)) ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดระดับของเนื้อหาฮาร์มอนิกในสัญญาณสลับ

คำจำกัดความของ THD

สำหรับสัญญาณ y ค่าสัมประสิทธิ์ THD ถูกกำหนดเป็น:

ซึ่งสอดคล้องกับคำจำกัดความที่ให้ไว้ใน IEC 61000-2-2

โปรดทราบว่าค่านี้สามารถเกิน 1 ได้

ตามมาตรฐานนี้ พารามิเตอร์ h สามารถจำกัดไว้ที่ 50 ได้ ค่าสัมประสิทธิ์ THD ช่วยให้คุณแสดงระดับความบิดเบี้ยวที่ส่งผลต่อกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าที่ใดก็ได้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าด้วยหมายเลขหนึ่ง

THD มักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ปัจจัยความผิดเพี้ยนรวมสำหรับกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า

สำหรับฮาร์โมนิคปัจจุบัน สูตรนี้มีลักษณะดังนี้:

ด้านล่างนี้เป็นสูตรที่เทียบเท่ากัน ซึ่งจะมองเห็นได้ง่ายกว่าและใช้งานง่ายกว่าหากทราบค่าที่มีประสิทธิผลทั้งหมด:

สำหรับแรงดันไฟฟ้าฮาร์โมนิค สูตรคือ:

ความสัมพันธ์ระหว่างตัวประกอบกำลังกับ THD

(ข้าว. ม13)

ค่าสัมประสิทธิ์ THD ซึ่งสะท้อนถึงระดับความบิดเบี้ยวของรูปคลื่นกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าในค่าเดียวเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ สเปกตรัมจะแสดงฮาร์โมนิกแต่ละตัวที่ส่งผลต่อสัญญาณที่บิดเบี้ยว (ปัจจัยการบิดเบือนไซน์ซอยด์ของเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า (ดู GOST 13109-97)

เพราะฉะนั้น: