Lors du choix d'amplificateurs, de moniteurs et d'équipements similaires, une personne inexpérimentée est souvent guidée par des indicateurs tels que la puissance et la réponse en fréquence. Les plus avertis s'intéressent à la valeur du coefficient des présentations harmoniques. Et seuls les plus avertis mentionnent la distorsion d'intermodulation. Bien que leur effet néfaste soit le plus important parmi tous ceux répertoriés. De plus, ils sont très difficiles à mesurer et à définir.
Présentation
Pour commencer, commençons par une définition. Lorsqu'un signal formé de deux fréquences est appliqué à l'entrée d'un amplificateur qui n'a pas une réponse très linéaire, cela conduit à la génération d'harmoniques (overtones). De plus, non seulement ces deux indicateurs y participent, mais aussi leur somme et leur différence mathématiques. Cette dernière est appelée distorsion d'intermodulation.
Petitexemple
Disons que nous avons un signal. Il se compose de deux fréquences - 1000 et 1100 Hz. Cela signifie que des signaux avec une fréquence de 2100 Hz (1000 + 1100) et 100 Hz (1100-1000) seront également générés à la sortie de l'amplificateur. Et ce ne sont que des dérivés des harmoniques du premier ordre !
Un autre exemple. Deux fréquences sont prises qui diffèrent d'un cinquième. En quelque sorte 1000 Hz et 1500 Hz. Dans ce cas, les harmoniques de second ordre seront 2000 Hz et 3000 Hz, et le troisième - 3000 Hz et 4500 Hz. Par rapport à 1000 Hz, les valeurs à 2000 Hz, 3000 Hz et 4500 Hz sont octave, duodecim et aucune. Avec 1500 Hz, les choses sont un peu différentes. Par rapport à elle, l'harmonique des fréquences à 2000 Hz, 3000 Hz et 4500 Hz est la quarte, l'octave et la duodécime.
Il convient de noter que les harmoniques produits des deux fréquences considérées correspondent aux tons fondamentaux. Cependant, ce n'est pas surprenant étant donné que tous les instruments de musique produisent des harmoniques naturelles lorsqu'ils sont utilisés.
Quelles sont les caractéristiques de la distorsion d'intermodulation ?
Leur spécificité réside dans le fait que des signaux sont générés dont les fréquences sont la somme et la différence des harmoniques. Il est à noter que les combinaisons produites ne sont pas toujours en corrélation avec les valeurs des principaux indicateurs. De plus, avec une distribution spectrale complexe des résultats, cela non seulement ne conduit pas à un enrichissement de la structure harmonique (comme c'est possible avec des harmoniques d'ordre inférieur), mais commence également àressemblent à l'ajout habituel de bruit.
Cela est particulièrement vrai lors de la création ou de la reproduction d'un signal musical complexe. La mesure de la distorsion d'intermodulation implique une tentative de déterminer le degré de non-linéarité du système. Par exemple, dans les haut-parleurs, des effets similaires se produisent en raison de différentes valeurs d'élasticité du système de diffuseur mobile. Ceci s'applique également au comportement des champs magnétiques dans différentes conditions d'excitation. Incidemment, le haut-parleur est un bon exemple de système qui présente un comportement déséquilibré à différents niveaux de volume.
En fait, cela conduit à l'apparition de phénomènes non linéaires à la sortie acoustique de celui-ci. Si le haut-parleur était un système à comportement symétrique, il n'y aurait alors aucune condition préalable possible pour qu'une distorsion d'intermodulation se produise. À partir de là, d'ailleurs, il s'avère que s'il y a une harmonique à la sortie du système, alors il doit toujours y avoir une certaine non-linéarité.
Quelle conclusion intermédiaire peut-on en tirer ?
Résumant ce qui précède, il convient de noter que la distorsion harmonique ne démontre pas l'apparition de processus conduisant à des systèmes non musicaux. De plus, une comparaison directe de divers appareils par ce paramètre peut conduire à des idées fausses importantes sur la qualité des signaux générés.
Un exemple très parlant est la distorsion d'intermodulation dans les amplificateurs. Là-bas, beaucoup pensent que les tubes ont un meilleur son que les transistors. Bien que ces derniers génèrent une distorsion d'un ordre de grandeur moindre.
À proposmesure et distorsion
Il est déjà clair que la distorsion d'intermodulation est un problème - réel et caché. Si la tâche consiste à le réduire, vous devez pour cela vous efforcer et travailler après l'avoir étudié au préalable. De bons résultats ont été obtenus par l'électro-acousticien russe Alexander Voishvillo. Ses travaux sont recommandés pour l'étude de tous ceux qui souhaitent approfondir leurs propres connaissances dans ce domaine. Tout d'abord, il convient de noter que des distorsions apparaissent en fonction de la fréquence générée.
Dans ce cas, le dépassement du seuil est fixe. Ceci est observé dans les cas où les distorsions d'intermodulation du troisième ordre, ainsi que du second, sont fixes. À une fréquence donnée, le niveau des harmoniques peut être trouvé en soustrayant la distorsion du niveau de la réponse, qui est observée dans la direction axiale.
Quelles sont les méthodes de mesure de la distorsion d'intermodulation ?
Les théories de la connexion et des probabilités, ainsi que les statistiques mathématiques, sont utilisées comme base. Ils sont complétés par l'analyse spectrale, les méthodes d'approximation des caractéristiques non linéaires et la simulation informatique des diagrammes multi-trajets. Si nous parlons de solutions plus spécifiques, alors ce sont:
- Méthode informatisée d'analyse et de calcul du spectre du signal de sortie avec approximation des caractéristiques de transfert à l'aide des fonctions de Bessel. Il se caractérise par une grande précision, qui varie de 0,1 à 0,2dB.
- Groupe de méthodes numériques-analytiques pour la modélisation des diagrammes multi-trajets. En raison de leur nouveauté, ils ne se sont pas répandus, mais leur viabilité a été confirmée par des études expérimentales.
- Utilisation d'un ensemble de paramètres et de modèles de lobes parasites et principaux de diagrammes de rayonnement polaire et spectral. Ceci est largement utilisé avec les systèmes de communication par satellite qui fournissent un service de zone.
Ce ne sont pas toutes des méthodes de mesure de la distorsion d'intermodulation. Le trajet radio peut être caractérisé par la présence de caractéristiques spécifiques qui doivent être prises en compte à la fois lors de la conduite des travaux et lors de la résolution du problème de réduction de l'influence.
Solutions de protection pratiques
Il n'y a pas de réponse universelle unique à ce défi. Par conséquent, reportez-vous à:
- Correcteur matériel-logiciel des caractéristiques de transfert. Il vous permet d'augmenter l'efficacité de 10 à 15 %, tout en réduisant la consommation d'énergie de 15 à 20 %. De plus, la bande passante du système est augmentée de 5 %.
- Algorithmes et programmes de calcul théorique, permettant de contrôler le spectre Raman et le rayonnement parasite. Ils permettent d'augmenter de 10 à 15 % l'efficacité des voies de transmission, en réduisant la consommation d'énergie de 15 à 20 %.
- Utilisation d'une méthode informatique pour analyser le spectre de combinaison en utilisant l'approximation par les fonctions de Bessel. Cette solution permet de calculer des indicateurs théoriques, contrôler et réduireémissions parasites dans les systèmes en fonctionnement.
Et un certain nombre d'autres. Quelque chose de spécifique est sélectionné en fonction des objectifs poursuivis, ainsi que de la focalisation sur les problèmes actuels.
Un peu de travaux pratiques
Comment écouter la distorsion d'intermodulation pour y réagir ? Pourquoi les mesurer ? Il convient de noter que ce n'est pas une tâche aussi facile que cela puisse paraître à première vue. L'amplitude des valeurs de distorsion d'intermodulation dépend de la plage de fréquences du signal, de son niveau absolu, de sa complexité, du rapport entre la valeur maximale et la valeur moyenne, de la forme d'onde, de l'interaction entre les facteurs mentionnés et d'un certain nombre d'autres raisons. Il est donc difficile de mesurer les valeurs. Après tout, il existe des processus où certaines fréquences affectent la génération d'autres. Et le nombre de variations, purement théorique, peut approcher l'infini.
Un rôle important dans l'évaluation est joué par le coefficient de distorsion d'intermodulation. C'est un indicateur de la distorsion harmonique continue de l'amplificateur. Le facteur de distorsion d'intermodulation est utilisé pour montrer quelle part du signal principal est constituée de générations supplémentaires. On pense que la valeur de cet indicateur ne peut pas dépasser 1%. Plus il est petit, plus la fidélité du son est caractérisée par la source. Les amplificateurs haut de gamme offrent des rapports qui sont des centièmes de pour cent ou même moins.
Pas seulement des sources uniques
L'apparition d'une distorsion n'est pas limitée à unpoint de leur formation. Certains problèmes surviennent lorsque vous essayez de capter des signaux. C'est ainsi que la distorsion d'intermodulation apparaît dans les récepteurs. Cela est particulièrement vrai pour divers équipements radio. Après tout, il est très pertinent pour lui de réduire le niveau du signal utile, ainsi que la détérioration de son rapport avec le bruit. Il convient de noter que des interférences puissantes peuvent même interférer avec le travail sur les signaux voisins. Dans ce cas, ils parlent de la présence de diaphonie.
Ce phénomène se produit lorsque le signal et les interférences radio ne correspondent pas aux fréquences des canaux principaux et similaires. Quelle est la nature de ce phénomène ? La diaphonie se manifeste notamment par l'interaction des composantes spectrales de l'interférence modulée et du signal utile sur les non-linéarités du récepteur. La distinction se détériore, et en cas de problèmes importants, la réception normale devient impossible.
Se souvenir des moments importants
La distorsion d'intermodulation a tendance à se transformer en bruit modulé. Pour comprendre l'essence du phénomène, il suffit d'imaginer des situations où quelqu'un veut écouter un bon système de musique à la maison, et à l'extérieur de la fenêtre, il y a une personne qui manie pleinement une tronçonneuse aux fins prévues. Le niveau de bruit dépendra de la densité spectrale et de l'intensité de la musique.
Bien qu'il faille noter qu'il n'y a pas de relation directe dans ce cas. En présence de distorsion d'intermodulation, la perspicacité et la clarté du son seront perdues. À des niveaux de signal faibles, les détails sont perdus, et également perduslégèreté caractéristique. Ceci est particulièrement problématique pour les fanfares et les chœurs. Si une personne a l'habitude de les écouter en direct, alors en essayant d'entendre les mêmes chansons à travers le haut-parleur, vous pouvez être très déçu.
C'est parce que lorsque tout est mixé et joué sur deux haut-parleurs, la distorsion devient très évidente. Alors que si vous placez des objets à différents points de l'espace, le nombre de problèmes sera d'un ordre de grandeur plus petit.
Recherche intéressante
Je voudrais mentionner les résultats de recherche qui peuvent être obtenus par la méthode multifréquence. Il y a une essence que plusieurs signaux traversent le système en même temps, qui ont une tonalité différente. Dans ce cas, les fréquences sont choisies en fonction du fait qu'elles assurent la séparation maximale des composantes d'intermodulation. Cela vous permet de comprendre plus précisément le problème.
La méthode multifréquence a permis de découvrir que dans de nombreux cas, la quantité totale de distorsion d'intermodulation enregistrée dépasse de quatre fois la valeur totale du facteur de distorsion non linéaire. De là, une simple conclusion est tirée. A savoir, ce qui est souvent considéré comme une distorsion harmonique consiste en fait dans une plus large mesure en des phénomènes de nature d'intermodulation. Dans ce cas, il est très facile d'expliquer pourquoi la valeur du coefficient ne correspond pas bien au son réel, qui est perçu par l'oreille.
Conclusion
C'est essentiellement tout ce que vous devez savoir sur la distorsion d'intermodulation pour la personne moyenne. Il est à noter que ce sujet est très vaste et couvre de nombreux domaines, même l'espace ! Mais la grande quantité de connaissances que vous pouvez vous familiariser n'intéressera que les spécialistes spécialisés engagés dans des recherches et des recherches sérieuses.
