Što je distorzija?
Definicija distorzije
Distorzija odnosi se na promjene u signalu tijekom prijenosa, obrade ili pohrane koje nisu u skladu s originalnim signalom.
Klasifikacija distorzije
Linearna distorzija
Amplitudna distorzija: Omjer amplituda različitih frekvencijskih komponenti u signalu mijenja se. Na primjer, u audio sustavima, amplituda visokofrekvencijskih komponenti može biti prigušena, što može uzrokovati da zvuk postane utužan.
Fazna distorzija: Fazni odnos različitih frekvencijskih komponenti u signalu mijenja se. To može utjecati na vremenske svojstva signala, poput oblika impulsnog odziva.
Nelinearna distorzija
Harmonijska distorzija: Kada signal prođe kroz nelinearni sustav, generira se harmonijska komponenta koja je cijeli višekratnik frekvencije ulaznog signala. Na primjer, u pojačalu, ako je ulazni signal sinusoida, mogu se generirati druge, treće i sl. harmonike. Harmonijska distorzija može dovesti do toga da zvuk postane oštar ili bujan.
Intermodulacijska distorzija : Kada više signala različitih frekvencija istodobno prođe kroz nelinearni sustav, generiraju se nove frekvencijske komponente, a te nove frekvencije su linearni kombinacije frekvencija ulaznih signala. Intermodulacijska distorzija može dovesti do interferencije signala i povećanja stopa grešaka u bitskom prijenosu u komunikacijskim sustavima
Uzroci distorzije
Nelinearnost komponenata kruga: poput tranzistora, dioda i drugih komponenti pokazuju nelinearne karakteristike kada rade s velikim signalima.
Zasićenje pojačala: Kada je ulazni signal preveliki, pojačalo upada u regiju zasićenja, što rezultira distorzijom izlaznog signala.
Frekvencijska odziv filtra: Frekvencijske karakteristike filtra nisu ravnomjerne, što rezultira promjenama u amplitudi i fazi signala.
Nelinearni efekti u putanji signala: poput nelinearnih efekata kabela, lošeg kontakta konektora itd.
Utjecaj
Efekti na audio i video signale
U audio sustavima, distorzija može smanjiti kvalitetu zvuka, uzrokujući probleme poput šuma, iskrivljenog zvuka ili nepravilnih promjena glasnoće. U videosustavima, distorzija može dovesti do zamagljenosti slike, iskrivljenosti boja, titranja slike i drugih problema.
Utjecaj na komunikacijski sustav
U komunikacijskom sustavu, distorzija smanji kvalitetu signala, poveća stopu grešaka u bitskom prijenosu i utjecat će na pouzdanost komunikacije. Što je distorzija veća, to je veća šansa da se signal ne primi i ne dekodira ispravno.
Utjecaj na mjerne i kontrolne sustave
U mernim i kontrolnim sustavima, distorzija može utjecati na točnost mernih rezultata i stabilnost kontrolnih sustava. Na primjer, distorzija izlaznog signala senzora može dovesti do povećanja mernih grešaka, a distorzija povratnog signala kontrolnog sustava može unestoeniti sustav ili ga dovesti do pogrešnog funkcioniranja.
Načini smanjenja distorzije
Odabir pravog komponenta
Optimizacija dizajna krugova
Negativna povratna veza
Filtriranje
Digitalna obrada signala
Sažetak
Distorzija je često susretni problem u obradi i prijenosu signala. Značajno je razumjeti klasifikaciju, uzroke i efekte distorzije te poduzeti učinkovite metode za smanjenje distorzije kako bi se poboljšala kvaliteta signala i performanse sustava.