Сдвиг по фазе
Обычно среди технических характеристик, которые приводят фирмы в описаниях, присутствуют частотный диапазон, выходная мощность, коэффициент нелинейных искажений, отношение сигнал/шум. Однако существует множество и других параметров, о которых, как правило, изготовители ничего не сообщают.
Среди технических параметров, которые являются предметом умолчания по причине своей якобы простоты и понятности, есть, например, фаза. Наиболее явно это понятие визуализируется при подключении акустики, когда инструкции требуют соблюдения «фазировки»: плюс к плюсу, а минус к минусу.
Еще такое же дискретное изменение фазы сигнала на противоположную осуществляется, например, в активных сабвуферах с помощью соответствующего переключателя. Но за понятием фазы, особенно в отношении цифровых источников, скрывается значительно больше.
Как правило, измерения проводятся с использованием синусоидальных тестовых сигналов. И если сравнивать на экране осциллографа, например, два синусоидальных сигнала, сдвинутых относительно друг друга по фазе, то будет видно, что один имеет временную задержку.
О заметности подобных искажений нет общего мнения. Некоторые считают, что они заметны, другие полагают обратное.
Еще в 19 веке знаменитый физик Гельмгольц экспериментально продемонстрировал, что относительный фазовый сдвиг двух синусоид незаметен на слух.
Скорее всего, это происходит потому, что в спектре синусоидального сигнала присутствует только одна частота.
Но все музыкальные сигналы имеют очень сложный характер. Во-первых, звуки музыкальных инструментов содержат много высших гармоник.
А во-вторых, они еще и взаимно модулируются сложной комбинацией гармоник звуков других инструментов.
Поэтому для исследования аппаратуры, предназначенной для воспроизведения музыки, желательно использовать и другие сигналы. Первым и самым простым приближением является измерение интермодуляции, при котором используются два синусоидальных сигнала (низкочастотный и высокочастотный), очень отдаленно имитирующих взаимодействие в реальном сигнале.
Тут желательно использовать сигналы, которые, с одной стороны, легко генерировать, а с другой — являются хотя бы отдаленным подобием музыкального. Этим условиям удовлетворяет прямоугольный периодический сигнал (меандр), который содержит некоторое число нечетных гармоник. Так меандр частотой 1 кГц содержит компоненты с частотами 3, 5, 7, 9 кГц, и выше.
Другими словами, такой сигнал состоит из суммы нескольких синусоидальных сигналов с определенными соотношениями амплитуд и фаз. Если теперь эта сумма проходит через устройство с линейной фазовой характеристикой (показывающей зависимость фазы от частоты), то, как и в случае с одной синусоидой, форма меандра не изменится.
Так, например, сигнал частотой 11 кГц при сдвиге фазы на 180° имеет такую же временную задержку, как и сигнал частотой 22 кГц со сдвигом 360°. И если временная задержка, которая пропорциональна сдвигу фазы и обратно пропорциональна частоте, для всех частот одинакова, то это просто приведет к временному сдвигу (задержке) сигнала. Еще это называют групповой задержкой, то есть для группы частот. Но большинство реальных устройств имеет нелинейную фазовую характеристику.
Источники: По морозу в одном платье + Особую популярность духи Robert Piguet приобрели у прекрасных дам.
