Zaloguj się
Wszystkie
14 października 2024
580
Pomiary zniekształceń intermodulacyjnych
Zwykły pomiar zniekształceń harmonicznych wytwarzanych przez jednotonowe fale sinusoidalne, nawet o różnych częstotliwościach, nie dostarcza wielu informacji wymaganych do oceny potencjalnej jakości wzmacniacza. Układ powinno się też oceniać pod kątem zniekształceń intermodulacyjnych (IMD) wytwarzanych po podaniu na wejście jednocześnie dwóch lub więcej określonych tonów. Co prawda tego typu zniekształcenia są badane głównie w kanałach komunikacyjnych wielkiej częstotliwości, bo tam stają się bardzo uciążliwe, jednak testowanie wzmacniaczy audio jest również praktykowane i użyteczne.
IMD powstaje, gdy dwa lub więcej tonów audio intermoduluje ze sobą w urządzeniu nieliniowym, tworząc niepożądane nowe tony. Podstawowym mechanizmem wytwarzającym IMD w większości urządzeń jest AM (modulacja amplitudy), która tworzy wstęgi boczne, stanowiące sumę i różnicę częstotliwości oryginalnych tonów audio. Na przykład, jeśli tony audio o częstotliwościach 2 kHz i 7 kHz przechodzą przez urządzenie nieliniowe i ulegną zniekształceniom intermodulacyjnym AM, sygnał wyjściowy będzie zawierał nowe tony (produkty modulacji) przy 9 kHz (suma tonów) i przy 5 kHz (różnica tonów). Produkty modulacyjne mogą również intermodulować ze sobą i z oryginalnym sygnałem audio, tworząc jeszcze więcej produktów modulacji.
Na rysunku 35 pokazano, jak powstają zakłócenia intermodulacyjne z dwóch tonów podstawowych o częstotliwościach f1 i f2. Najbardziej niepożądane są sygnały IMD 3. rzędu o częstotliwościach 2f1–f2 i 2f1–f1, bo znajdują się zawsze w paśmie użytecznym i nie można ich odfiltrować.
Pomiar zniekształceń IMD zaczynamy od ustawienia generatora, tak by generował odpowiedni sygnał dwutonowy. W tym celu klikamy zakładkę Multitone, a potem Dual Tones – rysunek 36.
Można tu wybrać kilka standardów częstotliwości oraz stosunku amplitud. Jedną z najbardziej znanych i chyba najstarszą jest metoda SMPTE. Sygnał testowy składa się z tonów o niskiej częstotliwości (zwykle 60 Hz) i wysokiej częstotliwości (zwykle 7 kHz), zsumowanych razem w stosunku amplitudy 4 do 1. Inne współczynniki amplitudy i częstotliwości (np. DIN 250 Hz + 8 kHz) są używane sporadycznie. Sygnał SMPTE jest podawany do testowanego urządzenia, a sygnał wyjściowy bada się pod kątem modulacji składowej o górnej częstotliwości przez ton niskiej częstotliwości. Drugi ważny test określany jest skrótem CCIF. Test zniekształceń CCIF IM różni się od testu SMPTE tym, że do badanego urządzenia przykładana jest para tonów o zbliżonej częstotliwości i tych samych amplitudach. Nieliniowość w testowanym urządzeniu powoduje intermodulację między dwoma sygnałami, które są następnie mierzone. Dla typowego przypadku sygnałów wejściowych, przy 19 kHz i 20 kHz, składowe intermodulacyjne będą miały częstotliwości 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz itd. oraz 18 kHz, 21 kHz, 17 kHz, 22 kHz, 16 kHz, 23 kHz itd.
Okno RTA dla pomiaru IMD metodą SMPTE dla mocy wyjściowej 2 W zostało pokazane na rysunku 37. Oprócz wartości zniekształcania IMD wyliczane jest również zniekształcenie Multi-tone Total Distortion Plus Noise, czyli TD+N dla dwóch tonów.
Mamy tu IMD=0,022% i TD+N=0,024%. To dobry wynik. Przypomnijmy, że THD+N wyniósł 0,0036%, ale wzmacniacz przy pomiarze IMD pracuje w trudniejszych warunkach.
Na rysunku 38 pokazano pomiar IMD metodą CCIF. IMD jest tutaj większe, bo na poziomie 0,036%. Na wykresie widać składową d2L o częstotliwości 1 kHz, będącą wynikiem różnicy częstotliwości testowych 20 kHz i 19 kHz. Test CCIF ma tę zaletę, że generuje zniekształcenia w paśmie słyszalnym.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
