Линейные искажения

5/5 - (29 голосов)

В прошлой статье мы познакомились с нелинейными искажениями. Продолжим эту тему и разберёмся что такое линейные искажения, какие есть типы, как их оценивают.

К линейным искажениям относятся те, которые возникают при прохождении сигнала через линейные системы передачи. Эти искажения иногда называют частотными, поскольку они связаны с частотными характеристиками системы. Однако, кроме частотных искажений к этой группе относят и фазовые. Рассмотрим оба типа.

Частотные искажения

Если мы возьмём сигнал на входе линейной системы в виде синусоидального колебания, то выходной сигнал будет синусоидальным колебанием той-же частоты. Но чтобы это произошло нужен идеальный неискажающий усилитель с постоянным коэффициентом усиления. Конечно, на практике ничего идеального не существует и частотные искажения возникают из-за непостоянства коэффициента усиления.

Вот такие искажения называют частотно-амплитудными. Субъективно они ощущаются как изменение тембра звучания; типичным и чаще всего встречающимся примером является подавление крайних участков спектра сигнала, т. е. составляющих низких и высоких частот.

Фазовые искажения

Кроме частотных искажений в спектре выходного сигнала отдельные составляющие смещены друг относительно друга во времени. Поэтому из-за непостоянства фазового сдвига для различных гармоничных составляющих возникают фазовые искажения.

Частотно-амплитудные и частотно-фазовые искажения возникают всегда совместно. отсутствие частотно-амплитудных искажений влечёт за собой и отсутствие частотно-фазовых искажений.

Оценка линейных искажений

Линейные искажения, вносимые каким-либо звеном системы передачи, полностью определяются его частотной характеристикой. Часто ограничиваются частотной характеристикой передачи в некотором диапазоне частот, за пределами которого спектральная плотность мощности сигнала оказывается достаточно малой.

Обычно линейные искажения оцениваются неравномерностью частотной характеристики в некоторой полосе частот: от нижней границы до верхней границы. При этом неравномерностью называется разность между максимальным и минимальным значениями в выбранной полосе частот и выражается в децибелах.

Более детальное представление о линейных искажениях даётся при указании двух значений неравномерности: полное и второе (как правило, меньшего) значения, ширина которого уменьшена примерно на половину октавы с каждой стороны.

Нужно заметить, что при оценке линейных искажений, вносимых громкоговорителями, частотные характеристики которых могут иметь очень нерегулярных ход, возникают чередующиеся узкие пики и провалы. Большинство из которых можно не учитывать. Возможность пренебрегать достаточно острыми экстремумами (пиками) частотных характеристик связана с предположением, что текущий спектр сигнала, если даже он и концентрируется в области, содержащей такой пик, всегда значительно шире, чем он. Вследствие чего узкие экстремумы не окажут заметного влияния на слышимость линейных искажений.

В тех случаях, когда необходимо учитывать частотно-фазовые искажения, они характеризуются разностью между максимальным и минимальным значениями временного сдвига в заданном частотном диапазоне.

Подписывайтесь на RSS блога и следите за новыми статьями New Style Sound. Что такое RSS (читать).