• 1.摘要
  • 2.概述
  • 2.1.放大器的失真度定义
  • 2.2.音箱的失真度定义
  • 3.分类
  • 4.测量
  • 4.1.模拟法
  • 4.2.数字化方法
  • 5.EIDC智能失真度控制技术图
  • 5.1.示例:
  • 5.2.EIDC技术的核心:
  • 5.3.EIDC在多媒体音箱中应用框图:
  • 5.4.EIDC技术特点

失真度测量

通常提到的失真度指非线性失真。纯正弦信号通过非线性系统后会产生非线性失真,输出信号中出现有新的谐波频率,即原来的频谱结构发生了变化。

概述

失真度测量

英文名称:Distortion   失真有多种: 谐波失真、 互调失真、 相位失真等等。我们平常所说的失真度的技术术语为 总谐波失真,英文为:Total Harmonic Distortion,简称 THD。一般在 多媒体音箱的 功放电路上,THD的指标是指在 fo=1KHz 正弦波输入,功率在1/2额定 输出功率时的总谐波失真,这个指标我们可以很容易地做到0.5%以下。但是,当音量开大,功放的功率达接近 额定功率时,THD会开始急剧增加,这主要是由于电源功率的限制,使功放输出出现了 削波现象,也就是我们所说的 削波失真,这个时候它是THD中的最主要成分。  谐波失真是由 放大器的 非线性引起的,失真的结果是使放大器输出产生了原 信号中没有的 谐波分量,使声音失去了原有的音色,严重时声音会发破、刺耳。多媒体音箱的谐波失真在标称额定功率时的失真度均为10%,要求较高的一般应该在1%以下。谐波失真还有奇、偶次之分,人们通过试验和分析发现: 奇次谐波使人烦躁不爱听,而少量的 偶次谐波则能使音色更好听。

放大器的失真度定义

失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较,被放大过的信号与原信号之比的差别,我们称之为失真度。其单位为百分比。

音箱的失真度定义

音箱的失真度定义与放大器的失真度基本相同,不同的是放大器输入的是 电信号,输出的还是电信号,而音箱输入的是电信号,输出的则是声波信号。所以音箱的失真度是指 电声信号转换的失真。声波的失真允许范围是10%内,一般人耳对5%以内的失真不敏感。大家最好不要购买失真度大于5%的音箱。

分类

有谐波失真、互调失真和 瞬态失真之分。谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的 高次谐波成分而导致的失真;互调失真影响到的主要是声音的音调方面;瞬态失真是因为 扬声器具有一定的 惯性质量存在,盆体的震动无法跟上瞬间变化的电信号的震动而导致的原信号与回放音色之间存在的差异。它在 音箱与扬声器系统中则是更为重要的,直接影响到 音质音色的还原程度的,所以这项指标与音箱的品质密切相关。这项常以 百分数表示,数值越小表示失真度越小。普通 多媒体音箱的失真度以小于0.5%为宜,而通常 低音炮的失真度普遍较大,小于5%就可以接受了。

测量

目前测量 失真度的原理大致分为两类: 基波剔除法频谱分析法。  一般模拟式的 失真度测量仪都采用基波剔除法,通过具有频率选择性的 无源网络(如: 谐振 电桥,文式电桥,双T 陷波网络等)抑制基波,由总电压 有效值和抑制基波后的谐振 电压有效值计算出失真度。  第二类失真度测量采用频谱分析法,通过计算出各次 谐波的大小来计算失真度。此类测量方法测量的最小频率是2Hz;  测量方法可以分为 模拟法和数字化方法。

模拟法

模拟法是只指测量中直接应用 模拟电路对 信号处理测量失真度的方法。基于模拟法的失真度测量仪由于前级电路 有源器件的非线形,因此对小信号的测量不够准确。模拟法又可分为基波抑制法和谐波分析法。基波抑制法的失真度测量仪采用基波抑制原理,通过具有频率选择性的无源网络抑制基波,由总的电压有效值和抑制基波后的谐波电压有效值计算出失真度。基波抑制法构成的失真测量仪可以解决的频率的范围为1Hz~1MHz,但 测量准确度为5%~30%,因此本实验中不采用该种方法;谐波分析法的失真度测量中,用了 频谱分析仪和波形分析仪检测信号中的基波和各次谐波的电压,获得基波和各次谐波的电压并带,从而计算出失真度。

数字化方法

数字化方法是指先通过将信号数字化并送入计算机,在由计算机计算出失真度的测量方法。根据失真度的计算方法可分为FFT法和 曲线拟合法。

EIDC智能失真度控制技术图

E.I.D.C.的英文全称是Edifier Intelligent Distortion Control,即Edifier智能失真度控制系统,目前已在中国、美国等多个国家 申请专利。EIDC采用 单片微处理器对功率输出进行失真度的采集、计算,自动控制放大器的增益,以实现对不同音源的高低 电平输入兼容,避免硬件损坏,呵护您的听觉。

示例:

漫步者移动系列M3(国外型号为MP300)是第一款采用EIDC技术的产品,EIDC在她身上是看得着,听得见的技术。您可以这样试验一下,把声卡的输出调到最大,播放一些力度比较强劲的乐曲,然后把M3的音量按到最大(看电源指示灯变成快速闪烁),这个时候声音可能会变得很嘈杂,即有明显失真出现。请保持注视指示灯,您就可以发现指示灯会有若干次闪烁,这就是EIDC根据失真度自动控制音箱的增益。指示灯每闪烁一下,说明音箱增益作一次调整。一会儿,音箱的声音变得不嘈杂了,基本上听不出有明显的失真。