Çarpıtma - Distortion

Bozulma , bir şeyin orijinal şeklinin (veya diğer özelliğinin) değiştirilmesidir. Olarak iletişim ve elektronik bu değiştirilmesini anlamına dalga formu bir bilgi taşıyan bir sinyal gibi en, ses sinyalinin bir ses ya da temsil video sinyali , bir elektronik cihaz ya da görüntüleri temsil eden, iletişim kanalı .

Bozulma genellikle istenmeyen bir durumdur ve bu nedenle mühendisler onu ortadan kaldırmaya veya en aza indirmeye çalışır. Ancak bazı durumlarda bozulma istenebilir. Örneğin , Dolby sistemi gibi gürültü azaltma sistemlerinde , bir ses sinyali, sinyalin elektriksel gürültüye maruz kalan yönlerini vurgulayacak şekilde kasıtlı olarak bozulur , daha sonra gürültülü bir iletişim kanalından geçtikten sonra simetrik olarak "bozulmaz", böylece gürültüyü azaltır. Alınan sinyaldeki gürültü. Distorsiyon , özellikle elektro gitarlarda müzikal bir efekt olarak da kullanılır .

İlavesi, gürültü ve diğer dış sinyalleri ( hum , parazit etkileri olsa da), distorsiyon olarak kabul edilmez niceleme bozulma bazen gürültü dahil edilir. Hem gürültüyü hem de bozulmayı yansıtan kalite ölçütleri, sinyal-gürültü ve bozulma (SINAD) oranını ve toplam harmonik bozulma artı gürültüyü (THD+N) içerir.

elektronik sinyaller

Bir dalga biçiminin grafiği ve aynı dalga biçiminin bazı bozuk versiyonları

Olarak telekomünikasyon ve sinyal işleme , gürültüsüz sistemi , bir ile karakterize edilebilir transfer fonksiyonunun çıkışı, öyle ki girişinin bir fonksiyonu olarak yazılabilir olarak

Transfer fonksiyonu yalnızca bir mükemmel kazanç sabiti A ve mükemmel gecikme T'yi içerdiğinde

çıktı bozulmamış. Bozulma, transfer fonksiyonu F bundan daha karmaşık olduğunda meydana gelir . Eğer F a, doğrusal fonksiyonu , olan kazanç ve / veya geciktirme frekans ile değişir, örneğin bir filtre, sinyal doğrusal bozulmasını uğrar. Doğrusal bozulma, bir sinyale yeni frekans bileşenleri getirmez, ancak mevcut olanların dengesini değiştirir.

Bu diyagram, bir sinyalin (bir kare dalganın ardından bir sinüs dalgasından oluşan ) davranışını, çeşitli çarpıtma işlevlerinden geçerken gösterir.

  1. İlk iz (siyah) girişi gösterir. Ayrıca, bozulmayan bir transfer fonksiyonundan (düz çizgi) çıktıyı da gösterir.
  2. Bir Yüksek geçirgen filtre (yeşil iz), düşük frekanslı bileşenlerini azaltmak bir kare dalga şekline deforme eder. Darbelerin tepesinde görülen "düşüş"ün nedeni budur. Bu "darbe distorsiyonu", bir atım dizisinin AC-bağlı (yüksek geçişli filtreli) bir amplifikatörden geçmesi gerektiğinde çok önemli olabilir. Sinüs dalgası sadece bir frekans içerdiğinden şekli değişmez.
  3. Bir düşük-geçiş filtresi (mavi iz) yüksek frekans bileşenlerini kaldırarak darbeleri yuvarlar. Tüm sistemler bir dereceye kadar düşük geçişlidir. Bu Not faz sinüs dalgasının bağlı filtrelerin faz bozulma, alçak ve yüksek geçirgen durumlar için farklıdır.
  4. Hafifçe doğrusal olmayan bir aktarım işlevi (mor), bu, tipik bir tüp ses amplifikatöründe olduğu gibi sinüs dalgasının tepe noktalarını nazikçe sıkıştırır. Bu, küçük miktarlarda düşük dereceli harmonikler üretir.
  5. Sabit kırpma aktarım işlevi (kırmızı), yüksek dereceli harmonikler üretir. Transfer fonksiyonunun bölümleri düzdür, bu da bu bölgede giriş sinyali hakkındaki tüm bilgilerin kaybolduğunu gösterir.

Mükemmel kazanç ve gecikme ile ideal bir amplifikatörün transfer fonksiyonu sadece bir tahmindir. Sistemin gerçek davranışı genellikle farklıdır. Doğrusal olmayan bir transfer fonksiyonu aktif cihaz (örneğin, vakum tüpleri , transistörler ve işletme amplifikatörleri ) doğrusal olmayan distorsiyon ortak bir kaynak; pasif bileşenlerde (bir koaksiyel kablo veya optik fiber gibi ), doğrusal bozulma , yayılma yolundaki homojen olmama, yansımalar ve benzerlerinden kaynaklanabilir .

genlik bozulması

Genlik bozulması, belirli koşullar altında çıkış genliği giriş genliğinin doğrusal bir fonksiyonu olmadığında bir sistem, alt sistem veya cihazda meydana gelen bozulmadır.

Harmonik bozulma

Harmonik bozulma ekler aşırı tonların olan bir tam sayı , bir ses dalgasının frekanslarının katları. Ses sistemlerinde genlik bozulmasına yol açan doğrusal olmayanlıklar, çoğunlukla sisteme beslenen saf sinüs dalgasına eklenen harmonikler (tonlar) cinsinden ölçülür . Harmonik bozulma, tek tek bileşenlerin bağıl gücü, desibel cinsinden veya tüm harmonik bileşenlerin kök ortalama karesi cinsinden ifade edilebilir : Yüzde olarak toplam harmonik bozulma (THD). Harmonik bozulmanın duyulabilir hale geldiği seviye, bozulmanın tam doğasına bağlıdır. THD ölçümleri aynı olsa bile, farklı bozulma türleri ( çapraz bozulma gibi ) diğerlerinden daha duyulabilirdir ( yumuşak kırpma gibi ). Radyo frekansı uygulamalarında harmonik bozulma nadiren THD olarak ifade edilir.

Frekans yanıtı bozulması

Düz olmayan frekans tepkisi, bir filtrede farklı frekanslar farklı miktarlarda yükseltildiğinde ortaya çıkan bir bozulma şeklidir . Örneğin, AC-bağlantılı kademeli yükselticinin düzgün olmayan frekans yanıt eğrisi , frekans bozulmasının bir örneğidir. Ses durumunda, buna esas olarak oda akustiği, zayıf hoparlörler ve mikrofonlar, frekansa bağlı hoparlör empedansı ile birlikte uzun hoparlör kabloları vb. neden olur.

Faz bozulması

Bu bozulma şekli çoğunlukla elektriksel reaktanstan dolayı oluşur . Burada, giriş sinyalinin tüm bileşenleri aynı faz kayması ile güçlendirilmez, bu nedenle çıkış sinyalinin bazı kısımları çıkışın geri kalanıyla faz dışı yapar.

Grup gecikme bozulması

Sadece dispersif ortamlarda bulunabilir . Bir olarak dalga kılavuzu , faz hızı frekans ile değişir. Bir filtrede, grup gecikmesi kesme frekansının yakınında zirve yapma eğilimindedir ve bu da darbe bozulmasına neden olur. Örneğin 12 kanallı taşıyıcıda analog uzun mesafeli hatlar yaygın olduğunda, tekrarlayıcılarda grup gecikme bozulmasının düzeltilmesi gerekiyordu .

Bozulmanın düzeltilmesi

Sistem çıkışı y(t) = F(x(t)) ile verildiğinden, o zaman F -1 ters fonksiyonu bulunabilir ve kasıtlı olarak sistemin girişini veya çıkışını çarpıtmak için kullanılırsa, distorsiyon düzeltilir.

Benzer bir düzeltmenin bir örneği, LP/ vinil kayıtlarının veya FM ses aktarımlarının bir lineer filtre tarafından kasıtlı olarak önceden vurgulandığı durumlarda , çoğaltma sisteminin, genel sistemi bozulmamış hale getirmek için bir ters filtre uygulamasıdır.

Tersi mevcut değilse, örneğin transfer fonksiyonu düz noktalara sahipse (tersi birden çok giriş noktasını tek bir çıkış noktasına eşlerse) düzeltme mümkün değildir . Bu, düzeltilemez bir bilgi kaybına neden olur. Böyle bir durum, bir amplifikatör aşırı yüklendiğinde ortaya çıkabilir - bir an için, giriş sinyali değil, yalnızca amplifikatör özellikleri çıkışı belirlediğinde, kırpma veya dönüş hızı bozulmasına neden olur .

Çift sıralı harmonik bozulmanın iptali

Birçok simetrik elektronik devre , kabaca aynı büyüklükte fakat faz dışı olan distorsiyon bileşenlerinin olduğu devrenin zıt yarısından gelen iki sinyali birleştirerek, amplifikatör bileşenlerinin doğrusal olmayanlıkları tarafından üretilen harmoniklerin büyüklüğünü azaltır. Örnekler, itme-çekme amplifikatörlerini ve uzun kuyruklu çiftleri içerir .

Teledaktilo veya modem sinyalizasyonu

FSK gibi ikili sinyalleşmede bozulma, sinyal darbelerinin önemli anlarının başlangıç darbesinin başlangıcına göre uygun konumlarından kaymasıdır . Bozulmanın büyüklüğü, ideal bir birim darbe uzunluğunun yüzdesi olarak ifade edilir . Buna bazen önyargı distorsiyonu denir .

Telgraf distorsiyonu, işaret ve boşluk aralıkları arasındaki oranı bozan benzer ve daha eski bir problemdir .

Sanatta çarpıtma

Sanat dünyasında çarpıtma, bir sanatçı tarafından bir fikri ifade etmek, bir duyguyu iletmek veya görsel etkiyi arttırmak için bir formun boyutunda, şeklinde veya görsel karakterinde yapılan herhangi bir değişikliktir. Bu tür çarpıtmalar veya "soyutlamalar", öncelikle fotogerçekçi perspektiften veya gerçekçi orantılılıktan amaçlı sapmalara atıfta bulunur . Örnekler arasında , Picasso'nun " Ağlayan Kadın " ve El Greco'nun " Çobanların Tapınması ", insan konuları düzensiz ve (çoğunlukla fiziksel çarpıtmalarda olduğu gibi) standart perspektifte mümkün olmayan bir şekilde asimetrik orantılıdır .

ses bozulması

Bir dalga biçiminin grafiği ve aynı dalga biçiminin bozulmuş versiyonu

Ses ile ilgili olarak, bozulma , elektronik bileşenlerin doğrusal olmayan davranışından ve güç kaynağı sınırlamalarından kaynaklanan , genellikle kırpma , harmonik bozulma veya intermodülasyon bozulması ( karıştırma fenomeni) olmak üzere, girişine kıyasla bir çıkış dalga biçiminin her türlü deformasyonunu ifade eder . Doğrusal olmayan ses bozulmasının belirli türleri için terimler şunları içerir: çapraz bozulma ve dönüş kaynaklı bozulma (SID).

Ses bozulmasının diğer biçimleri, düz olmayan frekans tepkisi , sıkıştırma , modülasyon , örtüşme , nicemleme gürültüsü , vinil kayıtlar ve manyetik bant gibi analog ortamlardan gelen wow ve çarpıntıdır . İnsan kulağı , stereo görüntülemeyi etkilemesi dışında faz bozulmasını duyamaz .

Çoğu alanda bozulma, bir sinyalde istenmeyen değişiklik olarak tanımlanır. Müzikte bozulma, ağır metal ve punk rock gibi rock müzik tarzlarında bir elektro gitar sinyaline uygulandığında genellikle kasıtlı olarak bir efekt olarak kullanılır .

Optik

Olarak optik görüntü optik / bozulma gelen bir sapma olduğu doğrusal çıkıntı bir değişiklikten kaynaklanan büyütme artan mesafe ile optik eksene bir optik sistemin.

Harita projeksiyonları

Gelen kartoğrafya , bir bozulma bir özelliğin alanı ya da şekli beyan olur. Merkatör çıkıntı , örneğin, yüksek bölgelerin büyüklüğü abartılarak bozan enlem .

Ayrıca bakınız

Referanslar

 Bu makale , Genel Hizmetler İdaresi belgesindeki kamu malı materyali içermektedir  : "Federal Standart 1037C" .( MIL-STD-188'i desteklemek için )

Dış bağlantılar

  • İlgili Medya Bozulma Wikimedia Commons