Hva er forvrengning?

Hva er forvrengning?

Definisjon av forvrengning

Forvrengning refererer til endringer i signalet under overføring, behandling eller lagring som ikke er konsistente med det opprinnelige signalet.

Klassifisering av forvrengning

Lineær forvrengning

• Amplitudens forvrengning: Forholdet mellom amplituden til ulike frekvenskomponenter i signalet endres. For eksempel kan i lydsystemer amplituden til høyfrekvenskomponentene bli dempet, noe som kan føre til at lyden blir sliten.

• Faseforvrengning: Faserelasjonen mellom ulike frekvenskomponenter i signalet endres. Dette kan påvirke tidsegenskapene til signalet, som for eksempel formen på impulsresponsen.

Ikke-lineær forvrengning

•  Harmonisk forvrengning: Når signalet passerer gjennom et ikke-lineært system, genereres en harmonisk komponent som er et heltallig multiplum av frekvensen til inngangssignalet. For eksempel kan i en forsterker, hvis inngangssignalet er en sinusbølge, genereres andre harmoniske, tredje harmoniske osv. Harmonisk forvrengning kan føre til at lyden blir rå eller støyende.

• Intermodulasjonsforvrengning : Når flere signaler med ulike frekvenser passerer gjennom et ikke-lineært system samtidig, genereres nye frekvenskomponenter, og disse nye frekvensene er lineære kombinasjoner av frekvensene til inngangssignalene. Intermodulasjonsforvrengning kan føre til signalforkastning og økt bitfeilrate i kommunikasjonssystemer
  

Årsaker til forvrengning

• Ikke-linearitet av kretskomponenter: som transistorer, dioder og andre komponenter viser ikke-lineære egenskaper når de jobber med store signaler.

• Forsterkersaturasjon: Når inngangssignalet er for stort, går forsterkeren inn i saturasjonsområdet, noe som fører til forvrengning av utgangssignalet.

• Frekvensresponsen til filteret: Frekvensresponsens egenskaper hos filteret er ujevn, noe som fører til endringer i amplituden og fasen til signalet.

• Ikke-lineære effekter i signalkjeden: som ikke-lineære effekter av kabler, dårlig kontakt av koblinger osv.

Påvirkning

Effekter på lyd- og videosignaler

I lydsystemer kan forvrengning redusere lydkvaliteten, noe som kan føre til problemer som støy, forvrettede lyder eller uregelmessige volumendringer. I videosystemer kan forvrengning føre til bildeblur, fargeforvrengning, bildehopp og andre problemer.

Påvirkning på kommunikasjonssystemet

I kommunikasjonssystemet vil forvrengning redusere signalkvaliteten, øke bitfeilraten og påvirke kommunikasjonens pålitelighet. Alvorlig forvrengning kan også føre til at signalet ikke mottas og dekodes riktig.

Påvirkning på måle- og styresystemer

I måle- og styresystemer kan forvrengning påvirke målingsresultatets nøyaktighet og stabiliteten i styresystemer. For eksempel kan forvrengning av sensorutsignalet føre til økte målefeil, og forvrengning av tilbakemeldingssignalet i styresystemet kan gjøre systemet ustabil eller feiloperativt.

En måte å redusere forvrengning

• Velg riktige komponenter

• Optimalisering av krettsdesign

• Negativ tilbakemelding

• Filtering

• Digital signalbehandling

Oppsummering

Forvrengning er et vanlig problem i signalbehandling og -overføring. Det er viktig å forstå klassifisering, årsaker og effekter av forvrengning, og å bruke effektive metoder for å redusere forvrengning for å forbedre signalkvaliteten og systemytelsen.