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Acerca de la visibilidad de la distorsión Directorio / el arte del sonido Toda la historia de la reproducción de sonido ha evolucionado a partir de los intentos de acercar la ilusión al original. Y aunque el camino está recorrido, todavía está muy, muy lejos de acercarse de lleno al sonido en directo. Se pueden medir las diferencias en numerosos parámetros, pero algunos permanecen fuera de la vista de los desarrolladores de hardware. Una de las principales características a las que siempre presta atención un consumidor con cualquier background es el coeficiente de distorsión no lineal (THD). ¿Y cuál es el valor de este coeficiente que indica de manera bastante objetiva la calidad del dispositivo? El impaciente puede encontrar inmediatamente un intento de respuesta a esta pregunta al final. Por lo demás, continuemos. Este coeficiente, que también se denomina coeficiente de distorsión armónica total, es la relación porcentual de la amplitud efectiva de los componentes armónicos a la salida del dispositivo (amplificador, grabadora, etc.) a la amplitud efectiva de la señal de frecuencia fundamental cuando se aplica una señal sinusoidal de esta frecuencia a la entrada del dispositivo. Así, permite cuantificar la no linealidad de la característica de transferencia, que se manifiesta en la aparición en la señal de salida de componentes espectrales (armónicos) que están ausentes en la señal de entrada. En otras palabras, hay un cambio cualitativo en el espectro de la señal musical. Además de las distorsiones armónicas objetivas presentes en la señal de sonido audible, existe el problema de las distorsiones que están ausentes en el sonido real, pero que se sienten debido a los armónicos subjetivos que se producen en la cóclea a valores elevados de presión sonora. El audífono humano es un sistema no lineal. La no linealidad de la audición se manifiesta en el hecho de que cuando se expone al tímpano un sonido sinusoidal con una frecuencia f, se generan en el audífono armónicos de este sonido con frecuencias 2f, 3f, etc. Dado que estos armónicos no existen en el tono primario que afecta, se denominan armónicos subjetivos. Naturalmente, esto complica aún más la idea del nivel máximo permitido de armónicos en la ruta de audio. Con un aumento en la intensidad del tono primario, la magnitud de los armónicos subjetivos aumenta bruscamente y puede incluso superar la intensidad del tono fundamental. Esta circunstancia fundamenta la suposición de que los sonidos con una frecuencia inferior a 100 Hz no se sienten por sí mismos, sino debido a los armónicos subjetivos que crean, cayendo en el rango de frecuencia por encima de 100 Hz, es decir, debido a la audición no lineal. Las causas físicas de las distorsiones de hardware resultantes en diferentes dispositivos son de naturaleza diferente, y la contribución de cada uno a la distorsión general de toda la ruta no es la misma. Las distorsiones de los reproductores de CD modernos tienen valores muy bajos y son casi imperceptibles en el contexto de las distorsiones de otras unidades. Para los sistemas acústicos, las más importantes son las distorsiones de baja frecuencia causadas por el cabezal del bajo, y la norma especifica requisitos solo para el segundo y tercer armónico en el rango de frecuencia de hasta 250 Hz. Y para un sistema de altavoces con muy buen sonido, pueden estar dentro del 1% o incluso un poco más. En las grabadoras de cinta analógicas, el principal problema asociado con la base física de la grabación en cinta magnética es el tercer armónico, cuyos valores generalmente se dan en las instrucciones de información. Pero el valor máximo al que, por ejemplo, se realizan siempre medidas de nivel de ruido es del 3% para una frecuencia de 333 Hz. Las distorsiones de la parte electrónica de los magnetófonos son mucho menores. Tanto en el caso de la acústica como de los magnetófonos analógicos, debido a que las distorsiones son principalmente de baja frecuencia, su visibilidad subjetiva disminuye significativamente debido al efecto de enmascaramiento (que consiste en que la frecuencia más alta se escucha mejor a partir de dos señales que suenan simultáneamente). Entonces, la principal fuente de distorsión en su camino será el amplificador de potencia, en el que, a su vez, la principal es la no linealidad de las características de transferencia de los elementos activos: transistores y válvulas de vacío, y en los amplificadores de transformadores, también se suma la distorsión no lineal del transformador, asociada a la no linealidad de la curva de magnetización. Obviamente, por un lado, la distorsión depende de la forma de la no linealidad de la característica de transferencia, pero también de la naturaleza de la señal de entrada. Por ejemplo, la respuesta de transferencia de un amplificador con recorte suave a grandes amplitudes no causará ninguna distorsión para las señales sinusoidales por debajo del nivel de recorte y, a medida que la señal aumenta por encima de este nivel, aparecen distorsiones y aumentarán. Esta naturaleza de la limitación es principalmente inherente a los amplificadores de válvulas, lo que hasta cierto punto puede ser una de las razones de la preferencia de los oyentes por tales amplificadores. Y esta característica fue utilizada por NAD en una serie de sus sensacionales amplificadores de "límite suave" producidos desde principios de los años 80: la capacidad de activar el modo con recorte de válvulas simulado creó un gran ejército de fanáticos de los amplificadores de transistores NAD. Por el contrario, la característica de corte central (muesca) de un amplificador, que es común en los modelos de transistores, distorsionará las señales musicales y de onda sinusoidal pequeña, y disminuirá a medida que aumente el nivel de la señal. Por lo tanto, la distorsión depende no solo de la forma de la característica de transferencia, sino también de la distribución estadística de los niveles de la señal de entrada, que para programas musicales está cerca de la señal de ruido. Por lo tanto, además de medir el SOI usando una señal sinusoidal, es posible medir las distorsiones no lineales de los dispositivos amplificadores usando la suma de tres señales sinusoidales o de ruido que, a la luz de lo anterior, dan una imagen más objetiva de la distorsión. Desafortunadamente, estos últimos no han recibido reconocimiento internacional ni amplia distribución. La llamada "paradoja del transistor" demuestra de manera convincente la técnica insuficientemente desarrollada para medir SOI. De hecho, ¿cómo explicar que, según los resultados de numerosos exámenes subjetivos, los amplificadores de válvulas con SOI, cientos e incluso miles de veces más grandes que los de transistores, reciban una clara preferencia? Un análisis de la composición espectral de las distorsiones de los amplificadores de válvulas y transistores muestra su diferencia significativa: en los amplificadores de válvulas, la principal contribución a la distorsión la hacen los armónicos de bajo orden, y su intensidad disminuye proporcionalmente al aumentar el número de armónicos, en un transistor el espectro es mucho más amplio y la intensidad de los componentes no se presta a ninguna regularidad. Obviamente, teniendo en cuenta el efecto de enmascaramiento, se debilita la influencia de las distorsiones de bajo orden en la percepción subjetiva de los componentes armónicos y, por tanto, se enfatiza el papel de los armónicos superiores. Así, para una evaluación más correcta de las distorsiones, sería necesario introducir coeficientes de peso en la suma de armónicos a la hora de determinar la amplitud efectiva de las distorsiones, y debería aumentar la influencia de los armónicos superiores. Sin embargo, no existen métodos generalmente aceptados para tales mediciones. Para una forma típica de no linealidad del tipo "paso", el nivel de percepción de distorsión para el oído para una señal sinusoidal es del 0,1% y para señales musicales del 1%. THD se mide en un rango de frecuencia de 40 Hz a 16 kHz y en un rango de niveles desde el nivel de salida nominal hasta menos 23 dB. El THD de los amplificadores modernos suele estar en el rango de 0,001 a 296. Para los amplificadores de clase Hi-Fi, los estándares internacionales (IEC 581-6 y otros) establecen un estándar de distorsión del 0,7%. Para verificar la visibilidad de las distorsiones en su sistema doméstico, puede usar grabaciones especiales con un nivel de distorsión introducido y estrictamente establecido. Por ejemplo, el CD de prueba "MY DISC" (Sheffield Lab) tiene una docena de pistas de grabaciones sinusoidales y musicales separadas con niveles de distorsión de 0,03 %, 0,1 %, y así sucesivamente con una distorsión que aumenta gradualmente hasta el 10 %. Estoy seguro de que los resultados de escuchar tales grabaciones serán sorprendentes para muchos. Autor: Alexei Grudinin Recomendamos artículos interesantes. sección el arte del sonido: ▪ Cuando hay más altavoces que canales ▪ Convertir 35AC1 en un subwoofer ▪ ¿Bi-amplificación o bi-wearing? Ver otros artículos sección el arte del sonido. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Máquina para aclarar flores en jardines.
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