هنگام انتخاب تقویت کننده ها، مانیتورها و تجهیزات مشابه، یک فرد بی تجربه اغلب با شاخص هایی مانند پاسخ قدرت و فرکانس هدایت می شود. افراد باهوش تر به مقدار ضریب ارائه هارمونیک علاقه مند هستند. و فقط آگاه ترین آنها به اعوجاج intermodulation اشاره می کنند. اگرچه تأثیر مخرب آنها در بین تمام موارد ذکر شده بیشترین است. علاوه بر این، اندازه گیری و تعریف آنها بسیار دشوار است.
مقدمه
در ابتدا، اجازه دهید با یک تعریف شروع کنیم. هنگامی که یک سیگنال تشکیل شده از دو فرکانس به ورودی تقویت کننده ای اعمال می شود که پاسخ خیلی خطی ندارد، این منجر به تولید هارمونیک ها (Overtones) می شود. علاوه بر این، نه تنها این دو شاخص، بلکه مجموع و تفاوت ریاضی آنها نیز در این امر نقش دارند. این مورد آخر اعوجاج میان مدولاسیون نامیده می شود.
کوچکمثال
بگذارید بگوییم سیگنال داریم. از دو فرکانس - 1000 و 1100 هرتز تشکیل شده است. این بدان معنی است که سیگنال هایی با فرکانس 2100 هرتز (1000 + 1100) و 100 هرتز (1100-1000) نیز در خروجی تقویت کننده تولید می شوند. و اینها فقط مشتقاتی از هارمونیک های مرتبه اول هستند!
یک مثال دیگر. دو فرکانس گرفته می شود که یک پنجم با هم تفاوت دارند. به نوعی 1000 هرتز و 1500 هرتز. در این حالت هارمونیک های مرتبه دوم 2000 هرتز و 3000 هرتز و سوم - 3000 هرتز و 4500 هرتز خواهند بود. نسبت به 1000 هرتز، مقادیر در 2000 هرتز، 3000 هرتز و 4500 هرتز اکتاو، دوازدهه و هیچ است. با 1500 هرتز، همه چیز کمی متفاوت است. در رابطه با آن، هارمونیک فرکانس ها در 2000 هرتز، 3000 هرتز و 4500 هرتز چهارم، اکتاو و اثنی عشر است.
لازم به ذکر است که تون های تولیدی هر دو فرکانس در نظر گرفته شده با تن های اساسی مطابقت دارد. با این حال، با توجه به اینکه همه آلات موسیقی هنگام استفاده هارمونیک طبیعی تولید می کنند، جای تعجب نیست.
ویژگی های اعوجاج intermodulation چیست؟
ویژگی آنها در این واقعیت نهفته است که سیگنال هایی تولید می شوند که فرکانس های آنها مجموع و اختلاف تون ها هستند. لازم به ذکر است که ترکیبات تولید شده همیشه با مقادیر شاخص های اصلی مرتبط نیستند. علاوه بر این، با یک توزیع طیفی پیچیده از نتایج، این نه تنها منجر به غنی‌سازی ساختار هارمونیک نمی‌شود (همانطور که با رنگ‌های مرتبه پایین ممکن است)، بلکه شروع بهشبیه اضافه کردن نویز معمولی است.
این به ویژه هنگام ایجاد یا بازتولید یک سیگنال موسیقی پیچیده صادق است. اندازه گیری اعوجاج درون مدولاسیون به معنای تلاشی برای تعیین درجه غیر خطی بودن سیستم است. به عنوان مثال، در بلندگوها، اثرات مشابهی به دلیل مقادیر مختلف کشش سیستم پخش کننده متحرک ایجاد می شود. این همچنین در مورد رفتار میدان های مغناطیسی تحت شرایط تحریک مختلف صدق می کند. در ضمن، بلندگو نمونه خوبی از سیستمی است که رفتار نامتعادلی در سطوح مختلف صدا از خود نشان می دهد.
در واقع، این منجر به ظهور پدیده های غیرخطی در خروجی صوتی از آن می شود. اگر بلندگو سیستمی با رفتار متقارن بود، هیچ پیش نیازی برای ایجاد اعوجاج میان مدولاسیون وجود نداشت. به هر حال، از اینجا معلوم می شود که اگر یک هارمونیک در خروجی سیستم وجود داشته باشد، باید همیشه یک غیر خطی بودن مشخص وجود داشته باشد.
چه نتیجه میانی از این می توان گرفت؟
با جمع بندی موارد فوق، باید توجه داشت که اعوجاج هارمونیک وقوع فرآیندهایی را که منجر به سیستم های غیرموسیقی می شوند را نشان نمی دهد. علاوه بر این، مقایسه مستقیم دستگاه‌های مختلف با این پارامتر می‌تواند منجر به تصورات نادرست قابل توجهی در مورد کیفیت سیگنال‌های تولید شده شود.
یک مثال بسیار گویا اعوجاج درون مدولاسیون در تقویت کننده ها است. در آنجا، بسیاری بر این باورند که تیوب ها صدای بهتری نسبت به ترانزیستوری دارند. اگرچه دومی مرتبه بزرگی اعوجاج کمتری ایجاد می کند.
دربارهاندازه گیری و اعوجاج
از قبل واضح است که اعوجاج درون مدولاسیون یک مشکل - واقعی و پنهان است. اگر وظیفه کاهش آن است ، برای این کار باید با مطالعه قبلی آن را فشار دهید و کار کنید. نتایج خوبی توسط الکساندر وویشویلو، الکتروآکوستیست روسی به دست آمد. آثار او برای مطالعه به هر کسی که می خواهد دانش خود را در این زمینه گسترش دهد توصیه می شود. اول از همه، لازم به ذکر است که اعوجاج بسته به فرکانس ایجاد شده ظاهر می شود.
در این مورد، تجاوز از سطح آستانه ثابت است. این در مواردی مشاهده می شود که اعوجاج های مدولاسیون مرتبه سوم و همچنین دوم ثابت می شوند. در هر فرکانس معین، سطح هارمونیک ها را می توان با کم کردن اعوجاج از سطح پاسخ، که در جهت محوری مشاهده می شود، یافت.
روش های اندازه گیری اعوجاج درون مدولاسیون چیست؟
نظریه های ارتباط و احتمال و همچنین آمار ریاضی به عنوان مبنا استفاده می شود. آنها با تجزیه و تحلیل طیفی، روش‌هایی برای تقریب ویژگی‌های غیرخطی، و شبیه‌سازی رایانه‌ای نمودارهای چند مسیری تکمیل می‌شوند. اگر در مورد راه حل های خاص تر صحبت کنیم، اینها عبارتند از:
- روش مبتنی بر رایانه برای تجزیه و تحلیل و محاسبه طیف سیگنال خروجی با تقریب مشخصات انتقال با استفاده از توابع بسل. با دقت بالا مشخص می شود که از 0.1 تا 0.2 متغیر استدسی بل.
- گروهی از روش‌های عددی-تحلیلی برای مدل‌سازی نمودارهای چند مسیره. با توجه به تازگی آنها، آنها گسترده نشده اند، اما زنده بودن آنها توسط مطالعات تجربی تایید شده است.
- استفاده از آرایه ای از پارامترها و مدل های لوب های انگلی و اصلی الگوهای تابش قطبی و طیفی. این به طور گسترده با سیستم های ارتباطی ماهواره ای که خدمات منطقه ای را ارائه می دهند استفاده می شود.
اینها همه روش‌هایی برای اندازه‌گیری اعوجاج درون مدولاسیون نیستند. مسیر رادیویی را می توان با وجود ویژگی های خاصی مشخص کرد که باید هم هنگام انجام کار و هم هنگام حل مشکل کاهش تأثیر در نظر گرفته شود.
راه حل های حفاظتی عملی
هیچ پاسخ جهانی واحدی برای این چالش وجود ندارد. بنابراین به:
مراجعه کنید
- سخت افزار-نرم افزار تصحیح کننده مشخصات انتقال. این به شما امکان می دهد راندمان را 10-15٪ افزایش دهید در حالی که مصرف انرژی را 15-20٪ کاهش دهید. علاوه بر این، پهنای باند سیستم تا 5% افزایش یافته است.
- الگوریتم ها و برنامه های محاسبات نظری که امکان کنترل طیف رامان و تشعشعات جعلی را فراهم می کند. آنها امکان دستیابی به افزایش راندمان مسیرهای انتقال را با همان 10-15٪، کاهش مصرف انرژی 15-20٪.
- استفاده از یک روش مبتنی بر کامپیوتر برای تجزیه و تحلیل طیف ترکیبی با استفاده از تقریب توسط توابع بسل. این راه حل به شما امکان می دهد شاخص های نظری را محاسبه کنید، کنترل و کاهش دهیدانتشارات انگلی در سیستم های فعال.
را ممکن می سازند.
و تعدادی دیگر. بسته به اهدافی که دنبال می‌شوند و همچنین تمرکز بر مشکلات فعلی، چیز خاصی انتخاب می‌شود.
کمی درباره کار عملی
چگونه به اعوجاج intermodulation گوش دهیم تا به آن واکنش نشان دهیم؟ اصلا چرا آنها را اندازه گیری کنیم؟ لازم به ذکر است که این کار آنقدرها هم که در نگاه اول به نظر می رسد آسان نیست. بزرگی مقادیر اعوجاج درون مدولاسیون به محدوده فرکانس سیگنال، سطح مطلق آن، پیچیدگی، نسبت بین اوج و مقدار متوسط، به شکل موج، تعامل بین عوامل ذکر شده و تعدادی از دلایل دیگر بستگی دارد. بنابراین، اندازه گیری مقادیر دشوار است. از این گذشته، فرآیندهایی وجود دارد که برخی از فرکانس ها بر تولید فرکانس های دیگر تأثیر می گذارد. و تعداد تغییرات، صرفاً نظری، می تواند به بی نهایت نزدیک شود.
نقش مهمی در ارزیابی توسط ضریب اعوجاج intermodulation ایفا می کند. این نشانگر اعوجاج هارمونیک مداوم تقویت کننده است. ضریب اعوجاج intermodulation برای نشان دادن اینکه چه مقدار از سیگنال اصلی از نسل های اضافی تشکیل شده است استفاده می شود. اعتقاد بر این است که مقدار این شاخص نمی تواند از 1٪ تجاوز کند. هرچه کوچکتر باشد، وفاداری صدا توسط منبع مشخص می شود. نسبت‌های تقویت‌کننده‌های سطح بالا صدم درصد یا حتی کمتر است.
نه تنها منابع منفرد
وقوع اعوجاج محدود به یک مورد نیستنقطه شکل گیری آنها هنگام تلاش برای گرفتن سیگنال، مشکلات خاصی ایجاد می شود. اینگونه است که اعوجاج درون مدولاسیون در گیرنده ها ظاهر می شود. این امر به ویژه برای تجهیزات مختلف رادیویی صادق است. از این گذشته ، کاهش سطح سیگنال مفید و همچنین بدتر شدن نسبت آن با نویز برای آن بسیار مهم است. لازم به ذکر است که تداخل قدرتمند حتی می تواند در کار روی سیگنال های همسایه اختلال ایجاد کند. در این مورد، آنها از وجود تداخل صحبت می کنند.
این پدیده زمانی رخ می دهد که سیگنال و تداخل رادیویی با فرکانس های کانال های اصلی و مشابه مطابقت نداشته باشد. ماهیت این پدیده چیست؟ Crosstalk خود را به عنوان یک نتیجه خاص از تعامل اجزای طیفی تداخل مدوله شده و سیگنال مفید روی غیرخطی های گیرنده نشان می دهد. تمایز بدتر می شود و در صورت بروز مشکلات مهم، دریافت عادی غیرممکن می شود.
لحظات مهم را به خاطر بسپارید
اعوجاج بین مدولاسیون به نویز مدوله شده تبدیل می شود. برای درک ماهیت این پدیده کافی است شرایطی را تصور کنید که شخصی می خواهد به یک سیستم موسیقی خوب در خانه گوش دهد و بیرون از پنجره شخصی وجود دارد که به طور کامل اره برقی را برای هدف مورد نظر خود در دست دارد. سطح نویز به چگالی طیفی و بلندی موسیقی بستگی دارد.
البته باید توجه داشت که هیچ رابطه مستقیمی در این مورد وجود ندارد. در صورت وجود اعوجاج بین مدولاسیون، بینش و وضوح صدا از بین می رود. در سطوح سیگنال پایین، جزئیات از بین می رود و همچنین از دست می رودسبکی مشخصه این امر به ویژه برای گروه های برنجی و گروه های کر مشکل ساز است. اگر شخصی به گوش دادن زنده به آنها عادت دارد، وقتی سعی می کنید همان آهنگ ها را از طریق بلندگو بشنوید، می توانید بسیار ناامید شوید.
این به این دلیل است که وقتی همه چیز از طریق دو بلندگو مخلوط و پخش می شود، اعوجاج بسیار آشکار می شود. در حالی که اگر اجسام را در نقاط مختلف فضا قرار دهید، تعداد مسائل یک مرتبه کوچکتر خواهد بود.
تحقیق جالب
می خواهم به نتایج تحقیقاتی که با روش چند فرکانس به دست می آید اشاره کنم. یک جوهر وجود دارد که چندین سیگنال به طور همزمان از طریق سیستم عبور می کند که لحن متفاوتی دارند. در این مورد، فرکانس ها بر اساس این واقعیت انتخاب می شوند که برای اطمینان از حداکثر جداسازی اجزای intermodulation. این به شما امکان می دهد تا منطقه مشکل را با دقت بیشتری درک کنید.
روش چند فرکانسی این امکان را به وجود آورد که در بسیاری از موارد مقدار کل اعوجاج درون مدولاسیونی ثبت شده چهار برابر از مقدار کل ضریب اعوجاج غیرخطی بیشتر است. از این یک نتیجه ساده گرفته می شود. یعنی آنچه اغلب به عنوان اعوجاج هارمونیک در نظر گرفته می شود، در واقع تا حد زیادی از پدیده هایی با ماهیت مدولاسیون تشکیل شده است. در این مورد، توضیح اینکه چرا مقدار ضریب به خوبی با صدای واقعی که توسط گوش درک می شود، ارتباط خوبی ندارد، بسیار آسان است.
نتیجه گیری
این اساساً تمام چیزی است که شما باید در مورد اعوجاج درون مدولاسیون برای افراد عادی بدانید.لازم به ذکر است که این مبحث بسیار گسترده است و بسیاری از حوزه ها، حتی فضا را در بر می گیرد! اما حجم زیادی از دانشی که می توانید با آن آشنا شوید تنها مورد توجه متخصصان متخصصی است که به تحقیق و پژوهش جدی مشغول هستند.
