Перейти к содержанию

Коэффициент Гармоник – Предельные Значения.


Рекомендуемые сообщения

Вопрос о том, какой же допустим коэффициент гармоник усилителей мощности звуковой частоты, был поставлен более тридцати лет назад, но окончательного ответа так и не было. Были даны рекомендации по допуску уровней скорее связанные с уменьшением заметности искажений, в основном из-за особенностей человеческого слуха, что немаловажно и сегодня в XXI веке, но технических рекомендаций реализации было недостаточно, поскольку технические возможности технологий и компонентной базы электроники прежних лет были ограничены и практической реализации плохо поддавались.

Тем не менее, был разработан ряд топологий схемотехнических решений построения усилителей мощности, которые позволяли приблизиться к высокому качеству воспроизведения, прежде всего звукового сигнала. Именно усиление звуковых сигналов вызывает наибольшую сложность, потому что сигнал нестационарный, импульсный и реально оценить его качество усиления аппаратными средствами очень сложно или вообще невозможно. Вопрос остался открытым именно потому, что нет однозначных методов измерения качества усиления музыкального сигнала или его точной аппроксимации в качестве источника испытательного сигнала, нет и приборов, позволяющих измерить низкие искажения. Сами искажения рассчитываются некорректным способом, не учитывающим весовой вклад гармоник высших порядков, что приводило к несоответствию измерений при слуховой оценке, поэтому на первую роль выходили субъективные экспертизы, а не технические измерения. Как показывает практика сегодняшнего дня, многие аудиофилы и меломаны отдают предпочтения достаточно «кривым», с технической точки зрения, усилителям, аргументируя «качество» таких усилителей большей «красочностью» звучания, большей эмоциональностью восприятия. Понятно, что наличие в спектре некоторых новых составляющих сигнала может вызвать большую эмоциональность, но это как раз противоречит самой задаче точного усиления, т.е. усиления без искажений. Спектр музыкального сигнала должен формироваться в студии звукозаписи, музыкантами и звукорежиссерами в силу их авторского замысла, а не усилителем и слушателем, усилитель же должен точно и без добавлений усилить и передать то, что уже создано в студии профессионалами, а не добавлять что-то дополнительно от себя. Если слушатель пытается изменить существующее звучание музыкального произведения, он автоматически переходит из роли слушателя на роль звукорежиссера, но для этого нужен не просто усилитель, здесь нужна уже целая студия со специальным оборудованием для формирования соответствующего звучания. Цена такой задачи для простых слушателей просто невыполнима ни по разумной цене, ни по авторскому замыслу музыкантов и композиторов. Цифровые методы обработки сигналов позволяют дешевыми способами решить такие проблемы, существует множество компьютерных программ, позволяющих имитировать функции профессионального звуковоспроизводящего оборудования, но это все-таки не решение проблемы, а ее создание. Каждое музыкальное произведение будет звучать по-разному, сколько слушателей, столько и вариантов, в таком случае проблема становится беспредметной, истина может быть только одна, если у каждого истина своя, ее нет вообще.

Если предположить, что истина все же есть, то вопрос ограничивается только точностью передачи усиливаемого музыкального сигнала, а эта задача технически может быть решена и решается.

Что требуется, чтобы однозначно и окончательно оценить критерии качества усиления для потребителей?

Во-первых, определить рамки реальной эксплуатации, которые всегда есть. Если в центре большого симфонического оркестра максимальное звуковое давление в пиках может достигать 124 – 129dB, то в концертном зале на комфортном месте слушателя, это давление будет уже не более 114dB, с расстоянием звуковое давление убывает. Видимо, именно это звуковое давление и следует принять за максимальное для звукоусилительных систем домашнего применения и то с некоторыми оговорками, связанными с условиями эксплуатации. Для прослушивания в наушниках, ограничений по уровню звукового давления нет, а вот для акустических систем в многоквартирном доме уже есть, соседи наверняка не одобрят, хотя для них решающим будет не пиковый, а средний уровень звукового давления. Именно он может вызвать при длительном воздействии все пагубные последствия отношения с соседями и остроты слуха слушателя в том числе, несмотря на то, что его значение, по крайней мере, на 10 – 20dB ниже уровня пиков музыкального сигнала и составляет в среднем около 94dB. Поэтому компромиссным можно считать максимальное звуковое давление в пиках музыкального сигнала для акустических систем, равное 106dB. Динамический диапазон музыкального произведения не пострадает, тем более что при записи музыкального сигнала он сжимается для адекватного звучания на низкокачественной аппаратуре с низкой мощностью, иначе при средней громкости в пиках сигнала будут слышны искажения или звучание будет слишком тихим. Для высококачественного звуковоспроизведения такое положение неприемлемо, потому что подразумевается воспроизведение максимально возможного динамического диапазона. Компрессор должен стоять там, где он нужен, а не везде, в переносной аппаратуре, например, зачем сжимать все фонограммы? Еще хуже обстоит дело с современным тиражирование и производством фонограмм первого десятилетия XXI века, их специально обрабатывают не компрессором, а уже лимитером, т.е. не поднимают слабый уровень фонограммы для сжатия динамического диапазона, а ограничивают верхний. В результате при оцифровке часто получается, что при максимальных пиковых уровнях музыкального сигнала несколько подряд идущих отсчетов имеют один и тот же уровень, что эквивалентно обычному ограничению сигнала. Все замечали, что при звучании ударных инструментов, в частности бочки, ее звучание напоминает то, что озвучить неприлично. Причем такое положение дел касается и всех компакт дисков, выпущенных по лицензии. Какое может быть качество, если независимо от качества усиления, звучание будет отвратительным?

Реальный динамический диапазон музыкального произведения значительно меньше возможностей компакт диска, поскольку всегда, даже в тихом концертном зале присутствует посторонний шум самих слушателей, равный в среднем 50dB. Студийная запись может иметь несколько больший динамический диапазон, поскольку самих слушателей при записи нет и шуметь некому, но даже в тихой комнате, где, казалось бы, шуметь некому, звуковое давление не равно нулю, приборы оценивают это давление в 30 – 35dB. Получается вполне достижимая техническими средствами компакт диска величина динамического диапазона музыкальной фонограммы, равная в среднем не более чем 75 – 85dB. Современные усилители и форматы звукозаписи имеют значительный запас по отношению сигнал – шум и сигнал – помеха, равный даже у среднего качества аппаратов 90 – 110dB, у более качественных устройств характеристики могут быть еще лучше. Сегодня здесь проблемы нет. Но производители компакт дисков умышленно заставляют потребителей перейти на другой формат записи, искалечив фонограмму на компакт диске до неузнаваемости. Нужен ли такой переход в реальности? Сегодня нет, завтра да. Современная звуковоспроизводящая техника имеет уровень искажений соизмеримый с искажениями основного цифрового формата – компакт диска, но этого уже недостаточно сегодня. Вот поэтому есть следующий пункт.

Во-вторых, следует оценить реальную возможность реализации усилителей с искажениями, уровень которых ниже порога слышимости, а это как раз более сложная задача сегодня, потому что максимальный и минимальный уровни определяют разницу именно в те самые 114dB (106dB), а это уже на 30dB больше допустимого динамического диапазона.

spl1voz7.png

По данной формуле можно определить максимально допустимый коэффициент гармоник усилителя, который уже будет ниже порога слышимости во всем диапазоне воспроизводимых частот. Из формулы видно, что под логарифмом, дроби для 0dB и для 114dB (106dB) звукового давления отличаются только напряжением U1v (может быть любым, это то, что на выходе усилителя), подаваемым на наушники или акустику с выхода усилителя, все остальные величины одинаковые, потому что это одни и те же наушники, одна и та же акустика. Значит достаточно разделить значение под логарифмом соответствующее звуковому давлению 0dB, а оно всегда равно 1, на значение под логарифмом соответствующее звуковому давлению 114dB (106dB). Именно так и вычисляется общий коэффициент гармоник, с той лишь разницей, что для его определения в процентном отношении, данное значение нужно умножить на 100%. Получается, что усилители для наушников должны иметь THD<=0,000 2%, а усилители для акустических систем должны иметь THD<=0,000 63%. Сегодня это реально достижимые значения даже для усилителей, работающих в режиме АВ во всем диапазоне мощностей. Несмотря на то, что искажения усилителей, работающих в режиме АВ, растут с уменьшением мощности, начиная с некоторых малых значений, искажения будут оставаться за порогом слышимости, потому что уровень максимально допустимых значений напряжения гармоник, остается неизменным или даже будет меньше, меняется только верхний уровень напряжения больших сигналов. Точно так же заметность искажений формата компакт диска не вызывает особых нареканий при снижении уровня сигнала, хотя искажения на минимальном уровне могут быть равны THD=100%.

Почему для акустических систем значение THD=0,000 63%, а не THD=0,000 5%, как можно получить из формулы? Потому что звуковое давление акустических систем определяется с расстояния 1 метр по акустической оси, но акустику слушают с большего расстояния, обычно 2 – 3 метра, в отличие от наушников, вот эти метры и съели 2dB, соответственно оценивать при расчете максимальный общий коэффициент гармоник следует для значения 104dB звукового давления.

В-третьих, если усилители технически уже подошли к реально реализуемому уровню «высококачественного» звуковоспроизведения, то некоторые существующие цифровые форматы звукозаписи этому уровню уже не соответствуют. Это единственная причина, по которой непосредственное сравнение двух усилителей специально для наушников с общими искажениями на частоте 20 кГц равными THD=0,001 5% и THD=0,000 05% соответственно, не дает ощутимого отличия в звучании компакт-диска, все упирается в формат записи, но чем совершенней формат записи, тем ощутимей отличия. Для компакт-диска с 16 битным квантованием, минимальный уровень гармоник равен THD=0,001 5%, ограничением является принятая разрядность квантования. Вот 18 битное квантование позволяет получить THD=0,000 38%, что уже соответствует уровню гармоник допустимых для акустических систем с максимальным звуковым давлением 106dB, но для полного 114dB динамического диапазона усилителей, работающих с наушниками, не соответствует, требуется уже 20 битное квантование. Тогда минимальный коэффициент гармоник будет равен THD=0,000 096%, что и будет удовлетворять любым требованиям на всю звуковоспроизводящую технику. Для профессионального применения уже используются форматы с 24 и 32 битным квантованием, это значительно выше всех требований, но это же профессиональное применение, эталоны лучше держать в запасе максимально достижимого качества.

В оценку искажений вошли все виды искажений, в том числе и интермодуляционные искажения, вызванные биением соседних частот гармоник в спектре. Существующая методика оценки интермодуляционных искажений, при испытании усилителей двумя частотами, аналогична, разница только в амплитудах, ведь общий коэффициент гармоник оценивается по сумме всех компонентов спектра, а биения между соседними гармониками тоже есть. Вот соотношение рекомендуемых амплитуд, при оценке интермодуляции, не вполне соответствуют реальным музыкальным сигналам, особенно на высших частотах звукового диапазона. Максимальные частоты основного тона реального музыкального сигнала натуральных инструментов не выше 8 кГц, все, что лежит выше – это гармоники, обертона музыкальных инструментов, но их амплитуды значительно ниже основной частоты, а на меньших уровнях усилители имеют меньшие искажения. Синтезированные сигналы могут иметь гармоники любой амплитуды, но эти сигналы не эталонные, выбираются на слух музыкантами и звукорежиссерами. Эффект маскировки тоже не рассматривался, как и субъективные гармоники, всегда присутствующие из-за несовершенства самого слухового аппарата человека. Не учитывалось и восприятие частот в зависимости от уровня сигнала, которое оценивается по «кривым равной громкости». Все это может снизить требования к величине искажений, но не отменяет предельную оценку, которая показывает реальные возможности современных технологий, гарантирующих уровень, за пределами которого нет смысла что-либо улучшать в звукотехнике.

Идеи, которые появились более 30 лет назад, только сегодня начинают воплощаться в жизнь. Технологии, построенные на таких идеях способны решить более сложные задачи, чем задачи звуковоспроизведения, но и существующие приемы схемотехники и современная элементная база уже позволяют решить вопрос о действительно высококачественном звукоусилении, качество которого лежит за пределами возможностей слухового аппарата человека. Впоследствии, новые технологии позволят значительно упростить реализацию усилителей, но улучшить уже ничего не смогут в этом направлении, все и так будет уже за пределами восприятия.

Более точные оценки максимально допустимых уровней искажений можно дать только после появления методик, позволяющих реально оценить музыкальный сигнал, и измерительных приборов, позволяющих измерить реальные искажения с требуемым уровнем и точностью.

Для измерения низких уровней гармоник сегодня вообще не требуются аппаратные генераторы с очень низкими искажениями, потому что эти сигналы можно просто вычитать из исследуемого сигнала на выходе усилителя. В память записывается сигнал генератора, а затем он просто вычитается из сигнала на выходе усилителя, уравновесив их по уровню, останутся только продукты искажений. Показания приборов будут очень низкими, но реально искажения будут еще ниже, потому что, например интермодуляция возникает при наличии биений соседних гармоник. Если генератор сигнала имеет гармоники, то, значит, будет и интермодуляция, а испытуемый усилитель добавит к собственной интермодуляции еще новые компоненты биений между компонентами генератора и собственными, но если этих гармоник генератора нет, нет и биений, нет и дополнительной интермодуляции. Другими словами вычитаться сигнал будет, но не полностью, останутся продукты биений компонентов нелинейности генератора и усилителя, хотя это очень низкие уровни.

Завтра можно создать генераторы без искажений, программным способом, тогда и вычитать ничего не потребуется, сегодня придется добавлять аналоговые каскады усиления, для того чтобы получить требуемый уровень, а для этого нужно уменьшать искажения этих каскадов до значений не более THD=0,000 001% или около того.

Можно и по-другому. Например, измерительные генераторы сигналов могут выдавать, в том числе и сигналы произвольной формы с любым содержанием любых гармоник, а это уже ближе к реальному музыкальному сигналу, можно и сам музыкальный сигнал как эталон использовать в измерениях. Все то же самое, запись источника сигнала и сигнала на выходе усилителя, а затем одновременное считывание и вычитание входного сигнала из сигнала на выходе усилителя. Измерений в реальном времени не требуется, хотя и это не проблема, конечно с учетом времени записи в память и времени считывания, как это происходит в цифровой звукозаписи. Сегодня программные средства звуковых редакторов позволяют не только записать спектр всего музыкального произведения, а значит и любого другого сигнала, но и детально рассмотреть его в любой точке по времени, причем без всяких аналоговых усилительных каскадов, как это сделано, например, в звуковом редакторе широко известной программы Nero Burning Rom. Все что они сегодня не могут, так это как раз вычесть входной спектр усилителя из его выходного, причем даже не потребуется калибровки измерительной системы по метрологии, достаточно только уравновесить уровни входного и выходного сигналов по какому-нибудь установочному сигналу, по минимуму разностного, все результаты могут выводиться в относительных величинах в децибелах. Такому методу не требуются значения амплитуд напряжений, их можно получить другими измерениями. Известен относительный пиковый уровень, известен относительный разностный (искажения), можно рассчитать истинный уровень искажений в процентах. Задача кажется тривиальной, видимо никто до сих пор не задавался подобной целью.

Данный метод, оценивающий разностный сигнал искажений, может быть реализован, по крайней мере, двумя способами.

Первый, это простое измерение среднеквадратичного истинного значения напряжения разностного сигнала или его относительного значения. Такой способ является обычным для современного метода измерений искажений, но он не позволяет оценить весовые коэффициенты конкретных гармоник, поскольку они не выявлены, неизвестно их число и какие именно гармоники имеются в спектре, поэтому однозначно ввести весовые коэффициенты для всех гармоник невозможно. Получится только привычное значение общего коэффициента гармоник.

Второй, это разложение разностного сигнала в спектр и последующее вычисление уровня общих искажений по всем гармоникам с учетом их весовых коэффициентов.

Сегодня производители не принимают оценку гармонических искажений по нормированным уровням с учетом весовых коэффициентов гармоник, потому что получаемые значения в 3 – 4 раза выше уже привычных. Это ухудшает иллюстрации технических характеристик выпускаемой продукции для производителя, потому как портит оценку простых потребителей, а значит, может снизить продажи, но впоследствии, для истинных представлений всем придется это сделать, в том числе и МЭК для определения норм и условий измерения. Если качественный уровень звуковоспроизводящей аппаратуры повысится, а это не за горами, полученные значения будут даже ниже существующих, но главное они будут адекватно оценивать качество звуковоспроизводящих устройств, приводящих к согласию измерения и субъективные оценки специалистов.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

:lol2: За что? За то, что автор не слышал об анализаторах спектра? Испытании УНЧ шумовыми и импульсными сигналами? Что значит весовые уровни? Взвешенный уровень может быть?Особенно смешно рассуждение об возникновении интер-модуляционных искажениях. Конечно что такое Спектральная Плотность Мощность Сигнала и ее измерения для автора- темный лес.

Вычитать сигналы на выходе? Это какие аппаратные и вычислительные мощности надо иметь, что бы смоделировать все виды искажений в тракте данного изделия и их комбинации. В общем нечто наукообразное. :rtfm:

Да и вообще, где участвует человеческий фактор, обьективных оценок не бывает.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

И зачем потратил время.смешав огромное количество показателей в одну непонятную кучу. Ведь все уже давно разложено по полочкам и доказано. Читай труды по видам акустики и звукоусиления. Больше пользы будет. :umnik2::yes:

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

А индивидуальные параметры "слухового аппарата" конкретного человека ?

Один слышит до ультразвука , другой "висит" на 13-14 кГц .

Соответственно и субьективное восприятие отличается .

А вообще эта тема актуальна только для "заумных фанатов звука" и производителей УЗМЧ .

Основное большинство " меломанов " довольствуются 0,04% ВСЕХ искажений !

БЫЛ БЫ ПОВОД , СОВЕТЧИКИ НАЙДУТСЯ !

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

ВСЕХ???? это касается только усилителя, если б у меня акустика могла выдать 0,04% искажений или хотя бы приблизиться к этому хотя бы на порядок то это был бы пипец просто :) "Основное число меломанов" ломают копья за сотые/тысячные при этом совсем "имея в виду" что те же популярные в "основном числе" Ы-90 имеют на СЧ искажения в несколько процентов

Feel the difference! ©

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

:lol2: За что? За то, что автор не слышал об анализаторах спектра? Испытании УНЧ шумовыми и импульсными сигналами? Что значит весовые уровни? Взвешенный уровень может быть?Особенно смешно рассуждение об возникновении интер-модуляционных искажениях. Конечно что такое Спектральная Плотность Мощность Сигнала и ее измерения для автора- темный лес.

Вычитать сигналы на выходе? Это какие аппаратные и вычислительные мощности надо иметь, что бы смоделировать все виды искажений в тракте данного изделия и их комбинации. В общем нечто наукообразное. :rtfm:

Да и вообще, где участвует человеческий фактор, обьективных оценок не бывает.

А что, анализаторы спектра сегодня могут показать гармоники ниже 100dB? Так нет, не могут. В основном у них собственный шум выше. Да если даже смогут показать, это ничего не решает, генераторов сигнала в полосе до 20кГц с Кг<=0,000 02% тоже нет. Измерить нечем. А вот усилители такие уже есть. Ну что же, тогда можно считать, что эти усилители не имеют искажений.

Вы наверное имели ввиду весовые коэффициенты уровня гармоник. Так это та же формула что и для определения коэффициента гармоник, только каждая амплитуда каждой гармоники имеет свой коэффициент равный номеру ее гармоники деленный на 2, тогда ее квадрат будут в квадрат ее коэффициента больше. Отсюда и результат менее привлекательный для производителя.

Смешана ваша реакция на интермодуляцию, а интермодуляция она и в Африке – интермодуляция, биения соседних компонент в сигнале. Есть возражения? Выкладывайте.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Могут и ниже -160 дБ. Измерить нельзя, но усилители с такими параметрами существуют? Это что то новое в метрологии. Даже не смешно.

post-101332-0-88458000-1362997141_thumb.gif

Изменено пользователем noise1
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

По Больцману шумы на планете Земля при температуре 30 градусов Цельсия, не могут быть ниже -121dB.

Усилителей с гармониками -160dB сегодня нет, завтра будут.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

К Вашему сведению, шумы вообще меньше 0 дб быть не могут. 0 дБ соответствует температуре абсолютного нуля. 0 дБ = 1ед. СПМШ, = - 273 С = 0 К. Кончайте чушь нести. Учите матчасть.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Как-то все запутано. Если идет речь об измерениях нелинейности усилителей, то там оперируют величинами в dBc (относительно несущей - основной гармоники). Если же речь о самих амплитудах гармоник, то это уже dBVrms. Надо бы такие моменты сразу оговаривать. А то легко можно получить недостоверные результаты сравнения измерений. Простой пример этого: один усилитель имеет на выходе максимальную амплитуду 50 V, но обладает паразитными компонентами, не связанными с основной гармоникой, на уровне 500 uV, а другой усилитель ограничен на выходе амплитудой 5 V, но и паразитными компонентами 50 uV. Вроде бы, все хорошо, оба аппарата демонстрируют SFDR (свободный от искажений динамический диапазон) в 100 dB. Но достаточно амплитуду на выходе каждого аппарата снизить до 1 V и - вуаля, первый имеет SFDR в 66 dB, а второй в 86 dB.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

К Вашему сведению, шумы вообще меньше 0 дб быть не могут. 0 дБ соответствует температуре абсолютного нуля. 0 дБ = 1ед. СПМШ, = - 273 С = 0 К. Кончайте чушь нести. Учите матчасть.

Это кто так рассчитывает? Видимо, только «шум1». Шуму много, толку мало. У Вас это из каких источников? Поделитесь, все вместе порадуемся.

dB (децибел) – относительные величины.

Поэтому всегда оговаривается некоторая величина, относительно которой и делают вычисление. Уровень шумов усилителей в децибелах рассчитывают относительно максимальной амплитуды полезного сигнала, а не относительно температуры абсолютного нуля.

По Больцману, это относительно одного вольта на эквивалентном не шумящем резисторе 1кОм в полосе 20кГц при типичном значение для большинства случаев температуры 303К.

Как-то все запутано. Если идет речь об измерениях нелинейности усилителей, то там оперируют величинами в dBc (относительно несущей - основной гармоники). Если же речь о самих амплитудах гармоник, то это уже dBVrms. Надо бы такие моменты сразу оговаривать. А то легко можно получить недостоверные результаты сравнения измерений. Простой пример этого: один усилитель имеет на выходе максимальную амплитуду 50 V, но обладает паразитными компонентами, не связанными с основной гармоникой, на уровне 500 uV, а другой усилитель ограничен на выходе амплитудой 5 V, но и паразитными компонентами 50 uV. Вроде бы, все хорошо, оба аппарата демонстрируют SFDR (свободный от искажений динамический диапазон) в 100 dB. Но достаточно амплитуду на выходе каждого аппарата снизить до 1 V и - вуаля, первый имеет SFDR в 66 dB, а второй в 86 dB.

RMS – это действующее, эффективное, среднеквадратичное значение, значит называть амплитудой уже нельзя.

В данном случае, не имеет значения какая именно величина напряжения (или тока, если угодно)– эффективная, амплитудная. Дробь под логарифмом и в числителе и в знаменателе имеет одинаковую размерность величин, поэтому не изменит своего значения, разница сокращается. Можно выбрать что удобно.

А то, что значение динамического диапазона изменится, в Вашем примере, что удивительного? Динамический диапазон измеряется отношением максимального полезного сигнала к минимальному, ограниченному шумами в основном. Измените значение максимального уровня, шумы то от этого не исчезнут.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

У Вас что, усилители при стандартной температуре работают? Реально даже 30 градусов Цельсия – это мало. У Вас что, полоса пропускания бесконечно малая? Для звука полоса пропускания не менее 20кГц.

Если все более-менее реально учесть, тогда получается:

Плотность спектра шумов.

snmj6.png

k – постоянная Больцмана 1.38*10^-23дж/T.

T – абсолютная температура (в Кельвинах) 273C+30C=303K.

R – сопротивление (Ом).

Полоса пропускания.

dftc3.png

Напряжение шумов.

un2ac5.png

Квадрат напряжения шумов на эквивалентном не шумящем сопротивлении при его абсолютной температуре (в Кельвинах) в полосе частот 20000 Гц, эквивалентном не шумящем сопротивлении 1000 Ом и температуры 303 К (30С) по Больцману будет:

un2tg4.png

Относительно 1 (одного) V:

noise20kma6.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Я там ошибся, лишняя двойка в формуле перед частотой стоит, потом исправлю.

Должно быть 124,75dB. Кстати, для 290К разница будет невелика – 124,95dB.

Это физическое представление с оговоренными условиями, а все эти dBV и т.п. только будут запутывать людей, условия и так понятны.

Вот что это за мракобесие.

dBm (русское дБм) — опорный уровень — это мощность в 1 мВт. Мощность обычно определяется на номинальной нагрузке (для профессиональной техники — обычно 10 кОм для частот менее 10 МГц, для радиочастотной техники — 50 Ом или 75 Ом). Например, «выходная мощность усилительного каскада составляет 13 дБм» (то есть мощность, выделяющаяся на номинальной для этого усилительного каскада нагрузке, составляет 20 мВт).[4].

dBV (русское дБВ) — опорное напряжение 1 В на номинальной нагрузке (для бытовой техники — обычно 47 кОм); например, стандартизованный уровень сигнала для бытового аудиооборудования составляет −10 дБВ, то есть 0.316 В на нагрузке 47 кОм.

dBuV (русское дБмкВ) — опорное напряжение 1 мкВ; например, «чувствительность радиоприёмника, измеренная на антенном входе — −10 дБмкВ … номинальное сопротивление антенны — 50 Ом».

dBu — опорное напряжение 0,775В, соответствующее мощности 1мВт на нагрузке 600Ω; например, стандартизованный уровень сигнала для профессионального аудиооборудования составляет +4dBu, то есть 1.23В.

dBm0 (русское дБм0) — опорная мощность в дБм в точке нулевого относительного уровня. «Абсолютный уровень мощности относительно 1 мВт в точке линии передачи с нулевым уровнем»[1]

dBrn — опорное напряжение соответствует тепловому шуму идеального резистора сопротивлением 50Ω при комнатной температуре в полосе 1Гц: . file:///C:\DOCUME~1\Andrey\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image002.jpg Например, «уровень шума усилителя составляет 6dBrn».

dBFS (англ. Full Scale — «полная шкала») — опорное напряжение соответствует полной шкале прибора; например, «уровень записи составляет −6dBfs». Для линейного цифрового кода каждый разряд соответствует 6дБ, и максимально возможный уровень записи равен 0dBFS.

dBSPL (англ. Sound Pressure Level — «уровень звукового давления») — опорное звуковое давление 20мкПа, соответствующее порогу слышимости; например, «громкость 100dBSPL».

dBPa — опорное звуковое давление 1Па или 94дБ звуковой шкалы громкости dBSPL; например, «для громкости 6dBPa микшером установили +4dBu, а регулятором записи −3dBFS, искажения при этом составили −70dBc».

dBA, dBB, dBC, dBD — опорные уровни выбраны в соответствии с частотными характеристиками «весовых фильтров» в соответствии с кривыми равной громкости (см. Фон).

dBc (русское дБн) — опорным является уровень излучения на частоте несущей (англ. carrier) или уровень основной гармоники в спектре сигнала. Примеры использования: «уровень побочного излучения радиопередатчика на частоте второй гармоники составляет −60 дБн» (то есть мощность этого побочного излучения в 1 млн раз меньше мощности несущей) или «уровень искажений составляет −60 дБн».

dBi (русское дБи) — изотропный децибел (децибел относительно изотропного излучателя). Характеризует коэффициент направленного действия (а также коэффициент усиления) антенны относительно коэффициента направленного действия изотропного излучателя. Как правило, если не оговорено специально, характеристики усиления реальных антенн даются именно относительно усиления изотропного излучателя. То есть, когда вам говорят, что коэффициент усиления какой-то антенны равен 12 децибел, подразумевается 12 дБи.

dBd (русское дБд) — децибел относительно полуволнового вибратора («относительно диполя»). Характеризует коэффициент направленного действия (а также коэффициент усиления) антенны относительно коэффициента направленного действия полуволнового вибратора, размещенного в свободном пространстве. Поскольку коэффициент направленного действия указанного полуволнового вибратора приближенно равен 2.15 дБи, то коэффициент направленного действия, измеряемый в дБд, всегда меньше коэффициента направленного действия, измеряемого в дБи, на фиксированную величину, равную 2.15 дБ.

dBsm — децибел относительно одного квадратного метра. Характеризует эффективную поверхность рассеяния рассеивателя в радиолокации.

Изменено пользователем LabAT
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 4 месяца спустя...

Да. Пора пересматреть стандарты, а то у TDA 7% гармоник (я чуть со стула не упал), когда у ламповых унч 0,1% гармоник МАКСИМАЛЬНО!!!

С уважением, Максим. Ко мне на ТЫ.

Уважительно относитесь к другим пользователям форума и Вам ответят тем же!

Мой блог.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...