Скрытые искажения УМЗЧ: за гранью стандартных тестов

[Petr-51]

что касается бурстов, не сам придумал, но не помню откуда взял цитату:
"Для создания классической музыки используются, в основном, звуки, изменение высоты которых происходит дискретными скачками (своего рода бурстами разной частоты, а не непрерывно, в виде скользящих тонов). Каждая нота представляет собой одновременно звучащий аккорд, содержащий основную частоту и все высшие гармоники. Хотя число
возбуждаемых гармоник бесконечно велико, но, во-первых, амплитуды их быстро убывают, во-вторых, только ограниченное число гармоник попадает в слышимый диапазон частот до 16…20 кГц, в третьих, особенности обработки звука на базилярной мембране показывают, что реальное значение для восприятия тембра играют только первые 15…17 гармоник."

 

[GecAS]

особенности обработки звука на базилярной мембране показывают

не на базилярной, а на базАльной мембране

 

[IgorE]

используются, в основном, звуки, изменение высоты которых происходит дискретными скачками

Естественно.
Большинство современных музыкальных инструментов, традиционно так создавались, из примитивных подобий.

 

[IgorE]

Что подразумевается под линейными искажениями? отклонение по фазе и отклонение по амплитуде

Я немного о другом.
Отклонение по фазе (изменение времени прохождения сигнала) как причина появления нелинейных искажений в начале и при окончании бурста. Перезаряд ёмкостей отличается от установившегося режима, что и приводит к появлению КНИ. Особенно на ВЧ, когда уже начинается проявление реактивностей.

 

[Alex64]

Все дело в том, что реальные звуковые сигналы не описываются периодическими функциями (сигналами). Если прослушать линейно возрастающий по амплитуде во времени синусоидальный сигнал то услышим мы только одну частоту с увеличением уровня громкости. А вот при описании этого сигнала с помощью тех же периодических синусов - получим множество привычных нам гармоник. Ещё надо ввести понятие источника звука.

 

[IgorE]

Синусоидальный сигнал не имеет гармоник.
Описываемый вами сигнал не является гармоническим.
Слышим и спектроанализатор это две большие разницы.

 

[Александр Бокарёв]

Все дело в том, что реальные звуковые сигналы не описываются периодическими функциями (сигналами). Если прослушать линейно возрастающий по амплитуде во времени синусоидальный сигнал то услышим мы только одну частоту с увеличением уровня громкости. А вот при описании этого сигнала с помощью тех же периодических синусов - получим множество привычных нам гармоник. Ещё надо ввести понятие источника звука.

Да, фронты задают отличительные особенности звука инструментов. И самые сложные в воспроизведении как раз с крутыми фронтами, дудки, скрипки, ударные . Там все важно, и скоростные свойства усилителя , детальность и ровность АЧХ акустических колонок . Но привычнее слушать клавесин через утюги - и ругать лабухов-звукорежиссеров.

 

[Распони Туринский]

Я предлагаю припомнить курс РТЦиС: там чётко сказано и доказано, что реальные сигналы конечны во времени. Даже, если сигнал бесконечен (с точки зрения лук@в0го), то время его наблюдения конечно. Кстати, энергия такого сигнала тоже бесконечна – рассматривать такие сигналы не имеет смысла. Бесконечный по продолжительности сигнал (пусть гармонический) имеет всего одну палку на спектре (палка эта не имеет размытия по частоте). При конечном времени наблюдения спектр сигнала из одной палки превращается в несколько. Музыкальный сигнал имеет конечную продолжительность – пусть четыре минуты (про оперы и оратории я не говорю) и теоретически имеет бесконечный спектр. Я думаю, что важнее сосредоточиться на прослушивании музыки, а не на (ректальном) анализе спектров музыкальных сигналов ибо время биологического жития конечно, а время разумного биологического жития ещё меньше – лет эдак на двадцать.

 

[Alex64]

Синусоидальный сигнал не имеет гармоник.
Описываемый вами сигнал не является гармоническим.
Слышим и спектроанализатор это две большие разницы.

Вот именно не гармонический! Основа -это частота источника звука, ну соответственно всех его гармоник, а если точнее - обертонов.

 

[Александр Бокарёв]

В 90-е был знакомец один, все мечтал себе хаендовскую домашку собрать.
Для чего лазил по журналам, читал рецензии, отзывы, названия фирм, надеясь на основе чужих мнений стопроцентно попасть в десятку и купить безупречно звучащий набор компонентов. Но так и не собрал. Жадность помешала. Такая невезуха, все хорошо звучащее почему-то стоило конских денег. Одного не учел, за дорогое и хорошо звучащее в журнале - хорошо заплачено рекламному писателю.

 

[Alex64]

Ведь на заре усилителей строении мы толком не знали что представляет собой сам объект усиления и для удобства регистрации и подсчета любых нелинейностей тракта ввели периодический синус, который на данном этапе был хорошо известен. Но реальные звуковые сигналы как источники звука имеют в своем составе обертоны в количестве индивидуальном каждому источнику. Обертоны представляют сигналы амплитудой меньшей основному тону по убывающей зависимости с увеличением номера обертона. Это связано видимо с энергетической природой.
На основе понятия источника звука, если рассмотреть все тот же линейно-нарастающий сигнал, добавить в него обертоны и сложить все вместе, то получим в принципе альтернативу реальному источнику звука. Так как время нарастания конечно, то на основе единого источника звука время нарастания всех обертонов этого сигнала так же должно быть равно этому конечному времени нарастания. А вот амплитуды обертонов - разные и поэтому в один и тот же период времени они проходят разные проходные характеристики выходного каскада УЗЧ.

 

[IgorE]

Вот именно не гармонический! Основа -это частота источника звука, ну соответственно всех его гармоник, а если точнее - обертонов.

Нельзя объять необъятное.
С элементарными сигналами битва и разногласия. Перейти на сложный, это путь в огромное болото без навигатора и карты.
.......
Природа слуха человека и качество УНЧ это две параллельные прямые, которые пересекаются.

 

[Petr-51]

Да, фронты задают отличительные особенности звука инструментов. И самые сложные в воспроизведении как раз с крутыми фронтами, дудки, скрипки, ударные . Там все важно, и скоростные свойства усилителя , детальность и ровность АЧХ акустических колонок . Но привычнее слушать клавесин через утюги - и ругать лабухов-звукорежиссеров.

дело в том что даже при постоянстве периода сигнала но изменении его амплитуды фронты сигнала вращаются. Скорость вращения зависит от скорости изменения амплитуды, чем выше скорость нарастания (спада) амплитуды - тем выше скорость вращения. Точность передачи таких сигналов зависит от динамических характеристик и в первую очередь от ГВЗ. Чем меньше ГВЗ и чем оно стабильнее как в звуковом диапазоне, так и далеко за его пределами - тем точнее усиление сигналов. Механизм вращения фронтов сигнала описан в прилагаемом документе.
p.s.
в дополнение предлагаю еще один документ

 

[Alex64]

А вот амплитуды обертонов - разные и поэтому в один и тот же период времени они проходят разные проходные характеристики выходного каскада УЗЧ.

Вернее будет так - проходят разные участки одной и той же проходной характеристики выходного каскада УЗЧ.

 

[Lyuber]

Механизм вращения фронтов сигнала описан в прилагаемом документе.

убирать ВСЕ фильтры придётся, коррекцию межкаскадную - ликвидировать (я ЗА). ООС "ослабить" или выбросить.
Подавать по цифре, там задержки в по каналку (Жесть для "пещерных") и эквализацию.

 

[Сталкер001]

Поскольку любой физический сигнал конечен во времени, то лучшей моделью для анализа конечных, звуковых, музыкальных сигналов будет периодически повторяющийся сигнал с крутыми фронтами и широким спектром. Такими сигналами можно считать пачки меандров разных частот, пусть даже и пропущенных через ФНЧ. Тут будет достаточно рассчитать СКО или найти разностный сигнал на выходе любого УНЧ по отношению ко входному сигналу при одних и тех же условиях и при условии нормировки идеального и искаженного сигнала по энергии ( уровню) и синхронизации сигналов во времени (для УНЧ этого можно и не делать для большинства современных достаточно широкополосных УНЧ), чтобы сказать, какой из УНЧ работает точнее . Для анализа таких сигналов уже не важно время или длительность эксперимента, если оно будет больше хотя бы одного (лучше нескольких периодов). Это самый точный метод анализа искажающих свойств УНЧ. Традиционными методами (с синусами или свип-сигналами) нельзя за один эксперимент выяснить все возможные виды искажений и понять, какой же общий или интегральный уровень искажений у того или иного УНЧ.

 

[IgorE]

Все правильно, но есть непреодолимая проблема.
Создать идеальный усилитель со свойствами испытуемых.
Аппаратным методом это не реально. Программным? Более обнадёживает.

 

[Сталкер001]

Все правильно, но есть непреодолимая проблема.
Создать идеальный усилитель со свойствами испытуемых.
Аппаратным методом это не реально. Программным? Более обнадёживает.

А тут не нужен идеальный усилитель, поскольку мы работаем с электрическими сигналами. В качестве идеального сигнала у нас электрический сигнал на входе сравниваемых УНЧ, ( тут лучше всего подходят пачки меандров, можно прямо с 20 Гц). а искаженные сигналы, это электрические сигналы на выходе УНЧ ( на эквиваленте нагрузке, или, что еще лучше прямо на реальной АС).

И мы находим СКО ( или разностную энергию) этих электрических сигналов. Чем меньше СКО или, чем меньше разносный сигнал по энергии, тем УНЧ работает точнее. И тут мы сразу выясняем искажения по всем видам искажений - линейные, нелинейные ИНИ, шумы и помехи.

Такой высокоточный метод есть смысл применять только для анализа УНЧ с высокими параметрами по всем этим видам искажений и показателям. Чтобы не получилось, что формально УНЧ с искажениями в 0,1% имеет меньше СКО, чем усилитель с нелинейными и интермодуляционными искажениями на уровне 0,001%, но, у которого высокий сетевой фон, на 30-40 дБ выше, чем в усилителе с высокими нелинейными искажениями, у которого фон допустим на уровне -100 дБ и на уровне -70-60 дБ.

Этот метод хорош для анализа УНЧ из высший лиги, для усилителей настоящего High-End класса._kubok

 

[IgorE]

И имеем на выходе винегрет из линейных и нелинейных искажений.

 

[alexsan]

Нужно слушать хорошо записаную музыку

 

[On1y]

Поскольку любой физический сигнал конечен во времени

Да ну? И какие же условия его конечности? Тут всем форумом топят за "правильность" используемых терминов (в частности, линейных искажений, которые есть суть линейные преобразования и искажениями никогда не назывались), и сами же отсебятину строчат, подтверждая правильность:

Все правильно

Это в какой такой книжке из под подушки написано, что физический сигнал конечен во времени? Иксперд по матанализу и теории множеств.
И так, ещё раз спрашиваю - на кой ляд искать какие-то там методы альтернативных измерений, если любой УНЧ является линейным ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ? Он, УНЧ, никому не обещал, что на выходе будет то, что на входе. Он всего лишь линейный ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. Его вход связан с выходом линейными преобразованиями, которые описываются линейными дифференциальными уравнениями. Подав на вход скорректированный сигнал, на выходе получим одни сплошные нули, отсутствующие SID-искажения, ГВЗ = 0, как вращающиеся фазы против и по часовой стрелке. О чём речь вообще?

 

[Сталкер001]

Да ну? И какие же условия его конечности? Тут всем форумом топят за "правильность" используемых терминов (в частности, линейных искажений, которые есть суть линейные преобразования и искажениями никогда не назывались), и сами же отсебятину строчат, подтверждая правильность:

Это в какой такой книжке из под подушки написано, что физический сигнал конечен во времени? Иксперд по матанализу и теории множеств.
И так, ещё раз спрашиваю - на кой ляд искать какие-то там методы альтернативных измерений, если любой УНЧ является линейным ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ? Он, УНЧ, никому не обещал, что на выходе будет то, что на входе. Он всего лишь линейный ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. Его вход связан с выходом линейными преобразованиями, которые описываются линейными дифференциальными уравнениями. Подав на вход скорректированный сигнал, на выходе получим одни сплошные нули, отсутствующие SID-искажения, ГВЗ = 0, как вращающиеся фазы против и по часовой стрелке. О чём речь вообще?

А вы любому человеку включите музыку с завалом на ВЧ с 3 кгц на 20 дБ на 10 кГц и спросите его, есть искажения у этого усилителя или их нет по сравнению с тем же УНЧ без завала на ВЧ?

А если серьезно, то уже лет 50-70, как научились делать УНЧ с малыми нелинейными ( и интермодуляционными) искажениями, которые уже человек не слышит. И вся борьба в домашнем звуке высокого уровня (High-End) идет, в основном, с линейными искажениями ( с неравномерностью АЧХ и Ф(В)ЧХ).

Любое отличие сигнала по форме от оригинала, это искажения сигнала. А они, в свою очередь, делятся на указанные виды искажений. И любой тип из них имеет свой порог слышимости для человека.

 

[Сталкер001]

Нужно слушать хорошо записаную музыку

Не хорошо записанную, а записанную с малыми искажениями - как с линейными, так и с нелинейными. И с низким уровнем шумов и помех._da
А, то, что я и вы слушаете, это оцифровка пластинок, которые имеют нелинейные искажения при их записи и воспроизведении порядка 3-5-10% на СЧ и ВЧ.

 

[Pvv]

Прочел посты, так нечего и не понял. Есть прекрасные приборы для измерения хотя бы APx555 analyzer если нужна сертификация, если не нужна E1DAC Cosmos 4 нуля будет, или еще проще обычная звуковая карта с 3нулями , и программы под них есть ломанные SpectraPLUS,REW бесплатная, итд. Интересно что нужно измерять нетрадиционно даже непонятно честно, ведь все приборы созданы и есть для творчества. Любой УМЗЧ имея простую карту и компьютер можно дома обмерить созданный самим или ремонт чужого, хотя на чужое как правило есть уже замеры в мануалах. Если гонка за нулями, но ведь подтверждать эти нули нужно будет выше перечисленными приборами и опять же традиционным методом.

 

[Сталкер001]

Прочел посты, так нечего и не понял. Есть прекрасные приборы для измерения хотя бы APx555 analyzer если нужна сертификация, если не нужна E1DAC Cosmos 4 нуля будет, или еще проще обычная звуковая карта с 3нулями , и программы под них есть ломанные SpectraPLUS,REW бесплатная, итд. Интересно что нужно измерять нетрадиционно даже непонятно честно, ведь все приборы созданы и есть для творчества. Любой УМЗЧ имея простую карту и компьютер можно дома обмерить созданный самим или ремонт чужого, хотя на чужое как правило есть уже замеры в мануалах. Если гонка за нулями, но ведь подтверждать эти нули нужно будет выше перечисленными приборами и опять же традиционным методом.

Есть такой вид искажений как инерционно нелинейные искажения (ИНИ). Скорей всего именно они определяют разную окраску в звуке у УНЧ, почти с одинаковыми и очень низкими линейными и нелинейными искажениями. Они стали фигурировать в научных публикациях относительно недавно. И пока нет четких методик и определений этих видов искажений. Так, вот метод СКО позволяет и их регистрировать вместе с другими видами искажений на специальных импульсных сигналах типа пачек меандров. В этом суть моего НОУ-ХАУ в этой области техники.

 

[Хуан Пабло]

Ирина Алдошина

Пороги слуховой чувствительности существенно зависят от характера нелинейности: при появлении низших (второй, третьей) гармоник пороги слуха для тональных сигналов составляют 0,1%, для фортепианной музыки 1…2%, для эстрадной музыки до 7%.

Примечание. Модель усилителя misha88 имеет THD на частоте 20 кГц в полосе 80 кГц менее 0,0002% в обоих случаях: с корректирующим конденсатором 16 пФ и с конденсатором 33 пФ что в 500! раз ниже порога чувствительности для тональных сигналов, не говоря о музыкальных. ИМИ для частот 19 и 20 кГц в обоих случаях ниже -120 дБ (менее 0,0001%)

Почему вдруг вы стали активно защищать усилитель Миши, на который никто не нападал? Вы говорили про свою модернизацию усилителя на микросхеме, но так удачно перескочили и пошло снова "что вижу, то пою".

Как показали эксперименты, выполненные в работах Р. Геддса (доклад на 115 конгрессе AES в Нью-Йорке), четкой корреляции между субъективными оценками качества акустических преобразователей и уровнем интермодуляционных искажений установить не удалось.

...акустических преобразователей...
а вы на усилители и все-все-все интерполировали лихо и радуетесь удачной цитате, переложив ответственность на бедного Геддса

Разработчики высококачественной акустической аппаратуры сталкиваются с этой проблемой постоянно, когда искажения АЧХ акустической системы (то есть неравномерность спектральной огибающей) доведены почти до слуховых порогов (неравномерность 2 дБ, ширина полосы 20 Гц...20 кГц и т. д.), а эксперты или звукорежиссеры говорят: "скрипка звучит холодно" и.ли "голос с металлом" и т.п.

И снова акустической аппаратуры, а не звукоусилительной. Разницу чувствуете?
Доминирующие искажения и проблематика в разработке там совсем иные и нельзя взять и просто перенести.

Надо бы все унч дополнительно проверять на степень линейности усиления постоянного напряжения: подаëм на вход одновременно 19 вольт и 20 вольт постоянного напряжения и смотрим: есть ли на выходе "разностное" напряжение в один вольт. Так оцениваем интермодуляцию на постоянном токе. 😆

Предлагаю 19В и 20В подавать в противофазе на вход. И желательно помощнее источники сигнала, чтобы доподлинно было известно, что раскачают как следует.

Да, фронты задают отличительные особенности звука инструментов. И самые сложные в воспроизведении как раз с крутыми фронтами, дудки, скрипки, ударные . Там все важно, и скоростные свойства усилителя , детальность и ровность АЧХ акустических колонок

Не фронты, а атаки сигналов. Вот с вашей подачи потом и станут цитировать "Бокарёв сказал - фронты важны" и слушать меандры.

Ведь на заре усилителей строении мы толком не знали что представляет собой сам объект усиления и для удобства регистрации и подсчета любых нелинейностей тракта ввели периодический синус, который на данном этапе был хорошо известен.

Кто это "вы"? На какой заре? Периодический синус известен математикам задолго до вашего рождения, а Фурье вы даже не застали в живых уже.

Природа слуха человека и качество УНЧ это две параллельные прямые, которые пересекаются.

..под прямым углом вероятно

дело в том что даже при постоянстве периода сигнала но изменении его амплитуды фронты сигнала вращаются.

так их и назовем искажениями извращения.

Вернее будет так - проходят разные участки одной и той же проходной характеристики выходного каскада УЗЧ.

Еще чуток вам осталось продвинуться и вы заново откроете нелинейные искажения. Не сдавайтесь, мы все свидетели вашего восхождения.

А если серьезно, то уже лет 50-70, как научились делать УНЧ с малыми нелинейными ( и интермодуляционными) искажениями, которые уже человек не слышит. И вся борьба в домашнем звуке высокого уровня (High-End) идет с линейными искажениями ( с неравномерностью АЧХ и Ф(В)ЧХ).

У вашей звуковой карты есть проблемы с неравномерностью АЧХ и ФЧХ? С чем вы там героически боретесь?

 

[Распони Туринский]

Всем (не всем, но многим) придется снова в Институт топать – слушать курс лекций по РТЦиС. Чтобы бесконечные сигналы не беспокоили.

 

[Распони Туринский]

Это пусть профессора из институтов сюда топают - подучиться!

Да они в звуке – ни Л@бумбу

 

[vitamir]

Да они в звуке – ни Л@бумбу

Там, в оригіналі, булв песик Луша.
Не потрібно кривдити Ірину Аркадієвну

 

[On1y]

Всем (не всем, но многим) придется снова в Институт топать – слушать курс лекций по РТЦиС. Чтобы бесконечные сигналы не беспокоили.

Всё зависит от того, какую траву курят в конкретном Институте. Тогда не "придётся", а вперёд и с песней!