طیف دامنه سیگنال مشخصه دامنه فرکانس (AFC). تحلیل پاسخ فرکانس مدارهای انتخابی تعیین پاسخ فرکانس

مشخص است که فرآیندهای پویا را می توان با ویژگی های فرکانس (FC) با گسترش تابع به یک سری فوریه نشان داد.

فرض کنید یک شی وجود دارد و باید پاسخ فرکانسی آن را تعیین کنید. در طول حذف آزمایشی پاسخ فرکانس، یک سیگنال سینوسی با دامنه A در = 1 و فرکانس مشخص w به ورودی شی وارد می شود، یعنی.

x (t) \u003d A در گناه (wt) \u003d گناه (wt).

سپس، پس از عبور از گذرا در خروجی، یک سیگنال سینوسی با همان فرکانس w، اما با دامنه A out و فاز j متفاوت خواهیم داشت:

y(t) = A out sin(wt + j)

برای مقادیر مختلف w ، مقادیر A out و j نیز معمولاً متفاوت خواهد بود. این وابستگی دامنه و فاز به فرکانس، پاسخ فرکانسی نامیده می شود.

انواع پاسخ فرکانسی:

·

y" "s 2 Y و غیره.

بیایید مشتقات پاسخ فرکانسی را تعریف کنیم:

y'(t) = jw A out e j (w t + j) = jw y،

y”(t) = (jw) 2 A out e j (w t + j) = (jw) 2 y و غیره.

این مطابقت s = jw را نشان می دهد.

نتیجه گیری: پاسخ های فرکانسی را می توان از توابع انتقال با جایگزینی s = jw ساخت.

برای ساخت پاسخ فرکانسی و پاسخ فاز، از فرمول های زیر استفاده می شود:

, ,

که در آن Re(w) و Im(w) به ترتیب قسمت های واقعی و خیالی عبارت برای AFC هستند.

فرمول های دریافت AFC توسط AFC و PFC:

Re(w) = A(w) . cos j(w)، Im(w) = A(w) . sinj (w).

نمودار پاسخ فرکانسی همیشه در یک چهارم قرار دارد، زیرا فرکانس w > 0 و دامنه A > 0. نمودار PFC را می توان در دو چهارم قرار داد، یعنی. فاز j می تواند مثبت یا منفی باشد. برنامه AFH می تواند در تمام سه ماهه اجرا شود.

هنگام ترسیم نمودار پاسخ فرکانس بر اساس AFC شناخته شده، چندین نقطه کلیدی مربوط به فرکانس های خاص بر روی منحنی AFC برجسته می شوند. در مرحله بعد، فواصل مبدا مختصات تا هر نقطه اندازه گیری می شود و نمودار پاسخ فرکانسی رسم می شود: عمودی - فواصل اندازه گیری شده، افقی - فرکانس ها. ساخت AFC به روشی مشابه انجام می شود، اما فاصله ها اندازه گیری نمی شوند، بلکه زاویه ها بر حسب درجه یا رادیان اندازه گیری می شوند.

برای رسم گرافیکی AFC باید نوع AFC و PFC را دانست. در همان زمان، چندین نقطه مربوط به فرکانس های خاص بر روی پاسخ فرکانسی و پاسخ فاز اختصاص داده می شود. برای هر فرکانس، دامنه A با پاسخ فرکانس و فاز j با پاسخ فاز تعیین می شود. هر فرکانس مربوط به نقطه ای از AFC است که فاصله آن از مبدا A است و زاویه نسبت به نیم محور مثبت Re برابر با j است. نقاط مشخص شده توسط یک منحنی به هم متصل می شوند.

مثال: .

برای s = jw داریم

= = = =

مخفف AFC مخفف پاسخ فرکانسی است. در زبان انگلیسی، این اصطلاح شبیه "پاسخ فرکانس" است که به معنای واقعی کلمه "پاسخ فرکانس" است. مشخصه دامنه فرکانس مدار وابستگی سطح در خروجی را نشان می دهد این دستگاهدر فرکانس سیگنال ارسالی در دامنه ثابت سیگنال سینوسی در ورودی این دستگاه. پاسخ فرکانسی را می توان به صورت تحلیلی از طریق فرمول ها یا به صورت تجربی تعیین کرد. هر وسیله ای برای انتقال (یا تقویت) سیگنال های الکتریکی طراحی شده است. پاسخ فرکانسی دستگاه توسط وابستگی تعیین می شود نسبت انتقال(یا افزایش) در فرکانس.

نسبت انتقال

نسبت انتقال چیست؟ نسبت انتقالنسبت خروجی مدار به ولتاژ ورودی آن است. یا فرمول:

جایی که

تو بیرون- ولتاژ در خروجی مدار

U در- ولتاژ در ورودی مدار

در دستگاه های تقویت کننده، ضریب انتقال بیشتر از واحد است. اگر دستگاه تضعیف سیگنال ارسالی را ایجاد کند، بهره کمتر از یک است.

ضریب انتقال را می توان به صورت زیر بیان کرد:

پاسخ فرکانسی مدار RC را در برنامه پروتئوس می سازیم

برای اینکه به طور کامل بفهمیم پاسخ فرکانسی چیست، اجازه دهید به شکل زیر نگاه کنیم.

بنابراین، ما یک "جعبه سیاه" داریم که به ورودی آن یک سیگنال سینوسی اعمال می کنیم و در خروجی جعبه سیاه سیگنال را حذف می کنیم. شرط باید رعایت شود: باید فرکانس سیگنال سینوسی ورودی را تغییر دهید، اما دامنه آن باید باشد دائمی.

بعد از این باید چه کنیم؟ لازم است دامنه سیگنال را در خروجی بعد از جعبه سیاه در مقادیر فرکانس سیگنال ورودی که مورد علاقه ما هستند اندازه گیری کنیم. یعنی باید فرکانس سیگنال ورودی را از 0 هرتز (DC) به مقدار نهایی که اهداف ما را برآورده می کند تغییر دهیم و ببینیم دامنه سیگنال در خروجی در مقادیر ورودی مربوطه چقدر خواهد بود.

بیایید با یک مثال به کل این موضوع نگاهی بیندازیم. بگذارید در جعبه سیاه ما ساده ترین مورد را با نام های شناخته شده عناصر رادیویی داشته باشیم.

همانطور که گفتم پاسخ فرکانسی را می توان به صورت آزمایشی و همچنین با کمک برنامه های شبیه ساز ساخت. به نظر من ساده ترین و قوی ترین شبیه ساز برای مبتدیان Proteus است. بیایید با او شروع کنیم.

ما این طرح را در زمینه کاری برنامه Proteus جمع آوری می کنیم

برای اعمال سیگنال سینوسی به ورودی مدار، روی دکمه Generators کلیک کرده و SINE را انتخاب کرده و سپس آن را به ورودی مدار خود متصل می کنیم.

برای اندازه گیری سیگنال خروجی، فقط روی نماد با حرف "V" کلیک کنید و نماد پاپ آپ را به خروجی مدار خود وصل کنید:

برای زیبایی شناسی، قبلاً نام ورودی و خروجی را به sin and out تغییر داده ام. باید چیزی شبیه این معلوم شود:

خوب، نیمی از کار در حال حاضر انجام شده است.

اکنون باقی مانده است که یک ابزار مهم را اضافه کنیم. همانطور که گفتم در ترجمه تحت اللفظی از انگلیسی "پاسخ فرکانس" نامیده می شود - "پاسخ فرکانس". برای انجام این کار، دکمه "نمودار" را فشار دهید و "فرکانس" را از لیست انتخاب کنید

چیزی شبیه به این روی صفحه ظاهر می شود:

ما دو بار LMB را کلیک می کنیم و چنین پنجره ای باز می شود که در آن مولد سینوسی (sin) خود را به عنوان سیگنال ورودی انتخاب می کنیم که اکنون فرکانس را در ورودی تنظیم می کند.

در اینجا محدوده فرکانسی را انتخاب می کنیم که به ورودی مدار خود "درایو" می کنیم. در این حالت، این محدوده از 1 هرتز تا 1 مگاهرتز است. هنگام تنظیم فرکانس شروع روی 0 هرتز، پروتئوس خطا می دهد. بنابراین فرکانس اولیه را نزدیک به صفر قرار دهید.

و در نتیجه پنجره ای با خروجی ما ظاهر می شود

کلید فاصله را فشار دهید و از نتیجه لذت ببرید

بنابراین، اگر به پاسخ فرکانسی خود نگاه کنیم، چه چیزهای جالبی می توان یافت؟ همانطور که می بینید، دامنه در خروجی مدار با افزایش فرکانس کاهش می یابد. این بدان معنی است که مدار RC ما نوعی است فیلتر فرکانس. این فیلتر عبور می کند فرکانس های پایین، در مورد ما تا 100 هرتز، و سپس، با افزایش فرکانس، شروع به "له کردن" آنها می کند. و هر چه فرکانس بالاتر باشد، دامنه سیگنال خروجی را بیشتر کاهش می دهد. بنابراین، در این مورد، مدار RC ما ساده ترین است fایلتروم nخوب ساعتفرکانس (LPF).

پهنای باند

در میان آماتورهای رادیویی و نه تنها اصطلاحی مانند. پهنای باند- این محدوده فرکانسی است که در آن پاسخ فرکانسی یک مدار یا دستگاه رادیویی به اندازه کافی یکنواخت است تا از انتقال سیگنال بدون اعوجاج قابل توجهی در شکل آن اطمینان حاصل شود.

چگونه پهنای باند را تعیین کنیم؟ انجام این کار بسیار آسان است. کافی است در نمودار پاسخ فرکانسی سطحی از -3 دسی بل را پیدا کنید حداکثر مقدارپاسخ فرکانس و پیدا کردن نقطه تلاقی خط با نمودار. در مورد ما، این کار را می توان راحت تر از شلغم بخار پز انجام داد. کافی است نمودار خود را به تمام صفحه گسترش دهیم و از نشانگر داخلی استفاده کنیم تا فرکانس 3- دسی بل را در نقطه تقاطع با نمودار پاسخ فرکانسی خود مشاهده کنیم. همانطور که می بینیم برابر با 159 هرتز است.

فرکانسی که در -3 دسی بل به دست می آید نامیده می شود فرکانس قطع. برای یک مدار RC، می توان آن را با استفاده از فرمول پیدا کرد:

برای مورد ما، فرکانس محاسبه شده 159.2 هرتز بود که توسط Proteus نیز تایید شده است.

کسی که نمی‌خواهد با دسی‌بل مشکل داشته باشد، می‌توانید خطی در سطح 0.707 از حداکثر دامنه سیگنال خروجی بکشید و تقاطع را با نمودار تماشا کنید. AT این مثال، برای وضوح، حداکثر دامنه را برای سطح 100٪ گرفتم.

چگونه در عمل یک پاسخ فرکانسی بسازیم؟

چگونه می توان پاسخ فرکانسی را در عمل با داشتن در زرادخانه خود و؟

پس بزن بریم. ما زنجیره خود را در زندگی واقعی جمع می کنیم:

خوب حالا یک مولد فرکانس را به ورودی مدار قلاب می کنیم و به کمک اسیلوسکوپ دامنه سیگنال خروجی را زیر نظر می گیریم و دامنه سیگنال ورودی را هم نظارت می کنیم تا مطمئن شویم که یک سینوس با دامنه ثابت به ورودی مدار RC تغذیه می شود.

برای مطالعه تجربی پاسخ فرکانسی، باید یک شمکای ساده را جمع آوری کنیم:

وظیفه ما این است که فرکانس ژنراتور را تغییر دهیم و از قبل مشاهده کنیم که اسیلوسکوپ در خروجی مدار چه چیزی را نشان می دهد. ما مدار خود را از طریق فرکانس ها، از کوچکترین شروع می کنیم. همانطور که گفتم کانال زرد برای کنترل بصری است که ما صادقانه آزمایش را انجام می دهیم.

دی سی، با عبور از این مدار، در خروجی مقدار دامنه سیگنال ورودی را می دهد، بنابراین نقطه اول دارای مختصات (0؛ 4) خواهد بود، زیرا دامنه سیگنال ورودی ما 4 ولت است.

ما به مقدار زیر در اسیلوگرام نگاه می کنیم:

فرکانس 15 هرتز، دامنه خروجی 4 ولت. بنابراین، نکته دوم (15;4)

نکته سوم (72;3.6). به دامنه سیگنال قرمز خروجی توجه کنید. او شروع به افتادن می کند.

نکته چهارم (109;3.2)

نکته پنجم (159;2.8)

نکته ششم (201;2.4)

نکته هفتم (273;2)

امتیاز هشتم (361; 1.6)

امتیاز نهم (542;1.2)

امتیاز دهم (900; 0.8)

خوب، آخرین نقطه یازدهم (1907؛ 0.4)

در نتیجه اندازه گیری ها، یک صفحه به دست آوردیم:

ما یک نمودار با توجه به مقادیر به دست آمده می سازیم و پاسخ فرکانس آزمایشی خود را دریافت می کنیم ;-)

معلوم شد که مانند ادبیات فنی نیست. قابل درک است، زیرا X در مقیاس لگاریتمی گرفته شده است، و نه خطی، مانند نمودار من. همانطور که می بینید، دامنه سیگنال خروجی با افزایش فرکانس کاهش می یابد. برای اینکه بتوانیم پاسخ فرکانسی خود را با دقت بیشتری بسازیم، باید تا حد امکان امتیاز بگیریم.

بیایید به این شکل موج برگردیم:

در اینجا، در فرکانس قطع، دامنه سیگنال خروجی دقیقاً 2.8 ولت است که دقیقاً در سطح 0.707 است. در مورد ما، 100٪ 4 ولت است. 4x0.707 \u003d 2.82 ولت.

فیلتر میان گذر

مدارهایی نیز وجود دارند که پاسخ فرکانسی آنها شبیه تپه یا گودال است. بیایید به یکی از نمونه ها نگاه کنیم. به اصطلاح فیلتر باند گذر را در نظر خواهیم گرفت که پاسخ فرکانسی آن به شکل تپه است.

خود طرحواره:

و این هم پاسخ فرکانسی او:

یکی از ویژگی های چنین فیلترهایی این است که دارای دو فرکانس قطع هستند. آنها همچنین در سطح -3dB یا در سطح 0.707 حداکثر مقدار ضریب انتقال یا به طور دقیق تر K u max /√2 تعیین می شوند.

از آنجایی که نگاه کردن به نمودار در دسی بل ناخوشایند است، بنابراین من آن را به حالت خطی در امتداد محور Y منتقل می کنم و نشانگر را حذف می کنم.

در نتیجه بازسازی، پاسخ فرکانس زیر مشخص شد:

حداکثر مقدار در خروجی 498 میلی ولت با دامنه سیگنال ورودی 10 ولت بود. Mdya، یک "تقویت کننده" خوب) بنابراین، مقدار فرکانس ها را در سطح 0.707x498 = 352mV پیدا می کنیم. نتیجه دو فرکانس قطع است - فرکانس 786 هرتز و 320 کیلوهرتز. بنابراین، پهنای باند این فیلتراز 786 هرتز تا 320 کیلوهرتز

در عمل برای به دست آوردن پاسخ فرکانسی از دستگاه هایی به نام کاراکتروگرافی برای مطالعه پاسخ فرکانسی استفاده می شود. این همان چیزی است که یکی از نمونه های اتحاد جماهیر شوروی به نظر می رسد

PFC مخفف پاسخ فرکانس فاز، پاسخ فاز - پاسخ فاز است. مشخصه فرکانس فاز، وابستگی تغییر فاز بین سیگنال های سینوسی در ورودی و خروجی دستگاه به فرکانس نوسان ورودی است.

اختلاف فاز

من فکر می کنم شما بیش از یک بار چنین عبارتی را شنیده اید که "او تغییر فاز داشت". این عبارت نه چندان دور وارد فرهنگ لغات ما شد و به این معنی است که فرد کمی ذهن خود را به حرکت درآورده است. یعنی همه چیز خوب بود و دوباره! و همه :-). و در الکترونیک، این نیز اغلب اتفاق می افتد) تفاوت بین فازهای سیگنال در الکترونیک نامیده می شود اختلاف فاز. به نظر می‌رسد که سیگنال‌هایی را به ورودی هدایت می‌کند، و سیگنال خروجی، بدون هیچ دلیلی، نسبت به سیگنال ورودی، در زمان گرفته شده و تغییر می‌کند.

برای تعیین اختلاف فاز باید شرایط زیر رعایت شود: فرکانس سیگنال باید برابر باشد. حتی یک سیگنال با دامنه کیلو ولت و دیگری بر حسب میلی ولت باشد. ایرادی نداره! اگر فقط برابری فرکانس ها رعایت می شد. اگر شرط برابری برآورده نمی شد، تغییر فاز بین سیگنال ها همیشه تغییر می کرد.

برای تعیین تغییر فاز از یک اسیلوسکوپ دو کاناله استفاده می شود. اختلاف فاز اغلب با حرف φ نشان داده می شود و در اسیلوگرام چیزی شبیه به این است:

ساخت PFC مدار RC در پروتئوس

برای مدار مورد بررسی ما

برای نمایش آن در پروتئوس، تابع "پاسخ فرکانس" را دوباره باز می کنیم

ما همچنین ژنراتور خود را انتخاب می کنیم

فراموش نکنید که محدوده فرکانس آزمایش شده را بگذارید:

بدون فکر کردن طولانی، در اولین پنجره خروجی خود را انتخاب می کنیم

و اکنون تفاوت اصلی: در ستون "Axis"، نشانگر را روی "راست" قرار دهید

کلید فاصله و voila را فشار دهید!

قابل گسترش به تمام صفحه

در صورت تمایل، این دو ویژگی را می توان در یک نمودار ترکیب کرد.

توجه داشته باشید که در فرکانس قطع، تغییر فاز بین سیگنال ورودی و خروجی 45 درجه یا بر حسب n/4 رادیان است (برای بزرگنمایی کلیک کنید)

در این آزمایش در فرکانس بیش از 100 کیلوهرتز، اختلاف فاز به مقدار 90 درجه (بر حسب رادیان π/2) می رسد و دیگر تغییر نمی کند.

ما PFC را در عمل می سازیم

PFC در عمل را می توان به همان روشی که پاسخ فرکانسی را اندازه گیری کرد، به سادگی با مشاهده اختلاف فاز و نوشتن قرائت ها روی صفحه. در این آزمایش، ما به سادگی مطمئن خواهیم شد که در فرکانس قطع واقعاً اختلاف فاز بین سیگنال ورودی و خروجی 45 درجه یا π / 4 بر حسب رادیان خواهد بود.

بنابراین، من این شکل موج را در فرکانس قطع 159.2 هرتز دریافت کردم

ما باید تفاوت فاز بین این دو سیگنال را بدانیم

کل دوره 2p است، بنابراین نیمی از دوره π است. ما در هر نیم سیکل حدود 15.5 تقسیم داریم. بین دو سیگنال تفاوت 4 تقسیم است. نسبت می دهیم:

بنابراین x = 0.258p، یا می توان گفت تقریبا 1/4p. بنابراین، اختلاف فاز بین این دو سیگنال برابر با n/4 است که تقریباً دقیقاً با مقادیر محاسبه شده در پروتئوس منطبق است.

خلاصه

پاسخ فرکانسمدار وابستگی سطح در خروجی این دستگاه را به فرکانس سیگنال ارسالی در دامنه ثابت سیگنال سینوسی در ورودی این دستگاه نشان می دهد.

پاسخ فازوابستگی تغییر فاز بین سیگنال های سینوسی در ورودی و خروجی دستگاه به فرکانس نوسان ورودی است.

نسبت انتقالنسبت خروجی مدار به ولتاژ ورودی آن است. اگر ضریب انتقال بزرگتر از یک باشد، پس مدار الکتریکیسیگنال ورودی را تقویت می کند، اگر کمتر از یک باشد، سپس ضعیف می شود.

پهنای باند- این محدوده فرکانسی است که در آن پاسخ فرکانسی یک مدار یا دستگاه رادیویی به اندازه کافی یکنواخت است تا از انتقال سیگنال بدون اعوجاج قابل توجهی در شکل آن اطمینان حاصل شود. با سطح 0.707 از حداکثر مقدار پاسخ فرکانسی تعیین می شود.

من هدفون بلوتوث موتورولا Pulse Escape را خریدم. به طور کلی صدا را دوست داشتم، اما یک لحظه نامفهوم ماند. طبق دستورالعمل، آنها یک سوئیچ اکولایزر دارند. احتمالاً هدفون دارای چندین تنظیمات داخلی است که در یک دایره جابجا می شوند. متأسفانه نتوانستم از طریق گوش تعیین کنم که چه تنظیماتی وجود دارد و چه تعداد از آنها وجود دارد و تصمیم گرفتم با کمک اندازه گیری ها را پیدا کنم.

بنابراین، ما می‌خواهیم پاسخ دامنه فرکانس (AFC) هدفون را اندازه‌گیری کنیم - این نموداری است که نشان می‌دهد کدام فرکانس‌ها با صدای بلندتر و کدام یک ساکت‌تر هستند. به نظر می رسد که چنین اندازه گیری ها را می توان "روی زانو"، بدون تجهیزات ویژه انجام داد.

ما به یک رایانه ویندوزی (من از لپ تاپ استفاده کردم)، یک میکروفون و همچنین یک منبع صدا - نوعی پخش کننده با بلوتوث (من گوشی هوشمند گرفتم) نیاز خواهیم داشت. خوب، خود هدفون، البته.

(زیر برش - تعداد زیادی عکس).

آموزش

اینجا یک میکروفون است که در میان ابزارهای قدیمی پیدا کردم. میکروفون پنی است، برای صحبت کردن، برای ضبط موسیقی در نظر گرفته نشده است، بسیار کمتر برای اندازه گیری.

البته، چنین میکروفونی پاسخ فرکانسی خاص خود را دارد (و با نگاه به آینده، الگوی جهت‌گیری)، بنابراین نتایج اندازه‌گیری را تا حد زیادی مخدوش می‌کند، اما برای این کار مناسب است، زیرا ما چندان به ویژگی‌های مطلق علاقه‌مند نیستیم. هدفون، اما نحوه تغییر آنها هنگام تعویض اکولایزر.

لپ تاپ تنها یک جک صوتی ترکیبی داشت. ما میکروفون خود را در آنجا وصل می کنیم:

ویندوز می پرسد چه نوع دستگاهی را متصل کرده ایم. ما پاسخ می دهیم که این یک میکروفون است:

ویندوز آلمانی است، ببخشید. قول دادم از مواد بداهه استفاده کنم.

بنابراین، تنها رابط صوتی اشغال شده است، به همین دلیل است که یک منبع صوتی اضافی مورد نیاز است. ما یک سیگنال صوتی آزمایشی ویژه را برای تلفن هوشمند دانلود می کنیم - به اصطلاح نویز صورتی. نویز صورتی صدایی است که شامل کل طیف فرکانس ها و قدرت برابر در سراسر محدوده است. (آن را با نویز سفید اشتباه نگیرید! نویز سفید دارای توزیع قدرت متفاوتی است، بنابراین نمی توان از آن برای اندازه گیری استفاده کرد، زیرا می تواند به بلندگوهای شما آسیب برساند.)

سطح حساسیت میکروفون را تنظیم کنید. ما روی نماد بلندگو در ویندوز کلیک راست می کنیم و تنظیم دستگاه های ضبط را انتخاب می کنیم:

ما میکروفون خود را پیدا کردیم (من آن را جک میکروفون گرفتم):

ما آن را به عنوان یک دستگاه ضبط (پرنده ای در یک دایره سبز) انتخاب می کنیم. سطح حساسیت آن را نزدیک به حداکثر تنظیم می کنیم:

تقویت میکروفون (در صورت وجود) حذف می شود! این یک تنظیم خودکار حساسیت است. برای صدا - خوب است، اما در طول اندازه گیری فقط تداخل ایجاد می کند.

برنامه اندازه گیری را روی لپ تاپ نصب می کنیم. من TrueRTA را به دلیل توانایی دیدن چندین نمودار در یک صفحه در یک صفحه دوست دارم. (RTA - در پاسخ فرکانسی انگلیسی). در نسخه آزمایشی رایگان، برنامه پاسخ فرکانس را در مراحل اکتاو اندازه گیری می کند (یعنی نقاط اندازه گیری مجاور از نظر فرکانس 2 برابر متفاوت است). این، البته، بسیار بی ادبانه است، اما برای اهداف ما انجام خواهد شد.

با استفاده از نوار چسب، میکروفون را نزدیک لبه میز ثابت می کنیم تا بتوان آن را با گوشواره پوشاند:

مهم است که میکروفون را به گونه ای تعمیر کنید که در طول فرآیند اندازه گیری حرکت نکند. هدفون را با سیم به تلفن هوشمند وصل می کنیم و یک گوشی را در بالای میکروفون قرار می دهیم تا آن را از بالا محکم ببندیم - چیزی شبیه به این، هدفون گوش انسان را می پوشاند:

گوشی دوم آزادانه زیر میز آویزان است، که از آن سیگنال تست همراه را می شنویم. ما مطمئن می شویم که هدفون پایدار است، همچنین نمی توان آنها را در طول فرآیند اندازه گیری جابجا کرد. می توانید شروع کنید.

اندازه گیری ها

ما برنامه TrueRTA را راه اندازی می کنیم و می بینیم:

قسمت اصلی پنجره یک فیلد برای نمودارها است. در سمت چپ آن دکمه های ژنراتور سیگنال قرار دارد، ما به آن نیاز نخواهیم داشت، زیرا ما یک منبع سیگنال خارجی، یک گوشی هوشمند داریم. در سمت راست نمودار و تنظیمات اندازه گیری هستند. در بالا - برخی تنظیمات و کنترل های بیشتر. رنگ سفید فیلد را برای دیدن بهتر نمودارها تنظیم می کنیم (منو View → رنگ پس زمینه→ سفید).

ما حد اندازه گیری را روی 20 هرتز و تعداد اندازه گیری ها را مثلاً 100 تنظیم می کنیم. برنامه به طور خودکار تعداد مشخص شده اندازه گیری را در یک ردیف انجام می دهد و نتیجه را میانگین می کند، این برای سیگنال نویز ضروری است. نمایش نمودارهای میله ای را خاموش کنید، اجازه دهید نمودارها به جای آن رسم شوند (دکمه در بالا با تصویر میله ها در تصویر بعدی مشخص شده است).

با انجام تنظیمات، اولین اندازه گیری را انجام می دهیم - این اندازه گیری سکوت خواهد بود. پنجره ها و درها را می بندیم، از بچه ها می خواهیم ساکت باشند و برو را فشار می دهیم:

اگر همه چیز به درستی انجام شود، یک نمودار در فیلد ظاهر می شود. بیایید صبر کنیم تا تثبیت شود ("رقصیدن" به جلو و عقب متوقف شود) و روی Stop کلیک کنید:

می بینیم که "حجم سکوت" (صدای پس زمینه) از -40dBu تجاوز نمی کند و (دسی بل کنترل پایین در سمت راست پنجره) حد پایین نمایش را روی -40dBu تنظیم می کنیم تا نویز پس زمینه را از صفحه حذف کنید و ببینید یک نمودار بزرگتر از سیگنال مورد علاقه ما.

حالا بیایید سیگنال آزمایش واقعی را اندازه گیری کنیم. پخش کننده را روی گوشی هوشمند روشن می کنیم و با صدای کم شروع می کنیم.

اندازه گیری را در TrueRTA با دکمه Go شروع می کنیم و به تدریج صدای گوشی هوشمند را افزایش می دهیم. صدای خش خش از یک گوشی آزاد شنیده می شود و نموداری روی صفحه ظاهر می شود. حجم را تا زمانی که نمودار به ارتفاع -10...0dBu برسد اضافه کنید:

پس از انتظار برای تثبیت نمودار، اندازه گیری را با دکمه Stop در برنامه متوقف می کنیم. این بازیکن نیز فعلا متوقف شده است. پس در نمودار چه چیزی می بینیم؟ بیس خوب (به جز عمیق ترین ها)، مقداری به وسط و کاهش شدید به فرکانس های بالا کاهش می یابد. به شما یادآوری می کنم که این پاسخ فرکانس واقعی هدفون نیست، میکروفون کمک می کند.

ما این نمودار را به عنوان یک مرجع در نظر خواهیم گرفت. هدفون از طریق سیم سیگنال دریافت می کند، در این حالت آنها به عنوان بلندگوهای غیرفعال بدون هیچ اکولایزر کار می کنند، دکمه های آنها کار نمی کند. نمودار را در حافظه شماره 1 ذخیره کنید (از طریق منوی View → Save to Memory → Save to Memory 1 یا با فشار دادن Alt+1). می‌توانید نمودارها را در سلول‌های حافظه ذخیره کنید و از دکمه‌های Mem1..Mem20 در قسمت بالای پنجره برای فعال یا غیرفعال کردن نمایش این نمودارها روی صفحه استفاده کنید.

اکنون سیم را جدا می کنیم (هم از هدفون و هم از تلفن هوشمند) و هدفون را از طریق بلوتوث به تلفن هوشمند متصل می کنیم و سعی می کنیم آنها را روی میز حرکت ندهیم.

پخش کننده را دوباره روشن می کنیم، اندازه گیری را با دکمه Go شروع می کنیم و با تنظیم صدا در گوشی هوشمند، نمودار جدید را از نظر سطح به مرجع می رسانیم. نمودار مرجع با رنگ سبز و نمودار جدید به رنگ آبی نشان داده شده است:

اندازه گیری را متوقف می کنیم (اگر صدای خش خش گوش آزاد باعث تحریک نشدن پخش کننده نمی شود) و خوشحال می شویم که توسط هدفون بلوتوثهمان پاسخ فرکانسی را که روی سیم وجود دارد ارائه دهید. نمودار را به حافظه شماره 2 (Alt + 2) می آوریم تا از صفحه خارج نشود.

اکنون اکولایزر را با دکمه های هدفون تغییر می دهیم. هدفون با صدای شاد زنانه "EQ تغییر کرد" گزارش می دهد. اندازه گیری را روشن می کنیم و پس از انتظار برای تثبیت نمودار، می بینیم:

هوم در بعضی جاها اختلاف 1 دسی بل وجود دارد، اما این به نوعی جدی نیست. بیشتر شبیه یک خطای اندازه گیری است. ما همچنین این نمودار را در حافظه ذخیره می کنیم، دوباره اکولایزر را تغییر می دهیم و پس از اندازه گیری نمودار دیگری را می بینیم (اگر خیلی دقیق نگاه کنید):

خب قبلا فهمیدی هرچقدر اکولایزر رو روی هدفون گذاشتم هیچ تغییری نداد!

در این مورد، در اصل، می توانیم کار را به پایان برسانیم و نتیجه گیری کنیم: این هدفون اکولایزر کار نمی کند.. (حالا معلوم شد که چرا صدای او شنیده نشد).

با این حال، این واقعیت که ما هیچ تغییری در نتایج مشاهده نکردیم، ناامیدکننده است و حتی در مورد صحت روش شناسی تردید ایجاد می کند. شاید ما چیزی را اشتباه اندازه گرفتیم؟

ابعاد پاداش

برای اطمینان از اندازه گیری پاسخ فرکانسی و نه آب و هوای ماه، بیایید EQ را در مکان دیگری بچرخانیم. ما یک پخش کننده در گوشی هوشمند داریم! بیایید از اکولایزر آن استفاده کنیم:

دستگاه های خطی دارای پاسخ فرکانسی هستند، دستگاه های غیر خطی پاسخ فرکانسی ندارند، زیرا دارای اعوجاج طیفی هستند که منجر به مجموعه ای نامتناهی از اجزای طیفی می شود.

مشخصه های فاز و دامنه در بیشتر موارد به هم مرتبط هستند.

روش های بدست آوردن پاسخ فرکانسی:

1) به دست آوردن پاسخ فرکانسی توسط نقاط:

پاسخ فرکانسی به طور منحصر به فردی با ضریب انتقال K(w) مرتبط است.

با تنظیم فرکانس ژنراتور، با دامنه سیگنال ثابت، این سیگنال را به عنوان یک عمل ورودی برای مدار مورد مطالعه اعمال می کنیم. ما پاسخ را از خروجی مدار مورد مطالعه حذف می کنیم؛ این به یک ولت متر یا یک اسیلوسکوپ نیاز دارد. برای ساخت پاسخ فرکانس، مقدار ولتاژ خروجی را مطابق با فرکانس های ژنراتور در محور فرکانس یادداشت می کنیم.

محدوده دینامیکی دستگاه مورد مطالعه باید به گونه ای باشد که در طی یک حرکت ژنراتور هیچ اعوجاجی ایجاد نشود (به عبارت دیگر تقریباً هر دستگاهی فقط در محدوده خاصی از اقدامات ورودی خطی است و فراتر از آن دیگر از بین می رود. خطی و به دست آوردن پاسخ فرکانسی آن منطقی نیست). محدوده فرکانسولت متر باید باند فرکانس کاری دستگاه مورد مطالعه را برآورده کند.

نقص:به صورت دستی، این یک فرآیند نسبتا طولانی است، به خصوص زمانی که نیاز به کسب تعداد زیادی امتیاز باشد.

2) تحلیلگر پاسخ فرکانس خودکار.

برای سرعت بخشیدن به حذف پاسخ فرکانسی، از تحلیلگرهای پاسخ فرکانسی خودکار استفاده می شود. ساختار چنین تحلیلگر در زیر نشان داده شده است:

یک سیگنال هارمونیک (G1) به میکسر اعمال می شود و موج مربع(G3)، در مقطعی از زمان، فرکانس G1 (مولد فرکانس جابجایی) و فرکانس سیگنال های پالس با هم مطابقت دارند و مولفه های اختلاف (fgkch - fi) = 0، در نتیجه مولفه های ثابت در خروجی میکسر ("bursts" - لحظه های برابری fgkch و f) این انفجارها از طریق فیلتر پایین گذر به تقویت کننده ها وارد می شوند.

قبل از استفاده از آنالایزر، مطمئن شوید که مسیر اندازه گیری کالیبره شده است.

میزبانی شده در Allbest.ru