Co to jest zniekształcenie?

Co to jest zniekształcenie?

Definicja zniekształcenia

Zniekształcenie odnosi się do zmian w sygnale podczas transmisji, przetwarzania lub przechowywania, które są niezgodne z oryginalnym sygnałem.

Klasyfikacja zniekształceń

Liniowe zniekształcenia

• Zniekształcenie amplitudowe: Stosunek amplitud różnych składowych częstotliwościowych w sygnale ulega zmianie. Na przykład, w systemach audio, amplituda składowych o wysokiej częstotliwości jest osłabiona, co może spowodować, że dźwięk staje się przytłumiony.

• Zniekształcenie fazowe: Relacje fazowe różnych składowych częstotliwościowych w sygnale ulegają zmianie. Może to wpłynąć na właściwości sygnału w dziedzinie czasu, takie jak kształt odpowiedzi impulsowej.

Nieliniowe zniekształcenia

•  Zniekształcenie harmoniczne: Gdy sygnał przechodzi przez układ nieliniowy, generuje on składowe harmoniczne, które są całkowitolicznymi wielokrotnościami częstotliwości sygnału wejściowego. Na przykład, w wzmacniaczu, jeśli sygnał wejściowy jest falą sinusoidalną, mogą być wygenerowane drugie, trzecie itd. harmoniczne. Zniekształcenie harmoniczne może powodować, że dźwięk staje się szorstki lub hałaśliwy.

• Intermodulacyjne zniekształcenie : Gdy wiele sygnałów o różnych częstotliwościach przechodzi jednocześnie przez układ nieliniowy, powstają nowe składowe częstotliwościowe, a te nowe częstotliwości są liniowymi kombinacjami częstotliwości sygnałów wejściowych. Zniekształcenie intermodulacyjne może prowadzić do zakłóceń sygnału i zwiększenia wskaźnika błędu bitów w systemach komunikacyjnych
  

Przyczyny zniekształceń

• Nieciągłość elementów obwodowych: takich jak tranzystory, diody i inne elementy pokazują charakterystykę nieliniową, gdy pracują z dużymi sygnałami.

• Nasycenie wzmacniacza: Gdy sygnał wejściowy jest zbyt duży, wzmacniacz wchodzi w region nasycenia, co powoduje zniekształcenie sygnału wyjściowego.

• Odpowiedź częstotliwościowa filtru: Charakterystyka częstotliwościowa filtru jest nierównomierne, co powoduje zmiany amplitudy i fazy sygnału.

• Efekty nieliniowe w ścieżce sygnałowej: takie jak efekty nieliniowe kabli, słabe połączenia konektorów itp.

Wpływ

Wpływ na sygnały audio i wideo

W systemach audio, zniekształcenia mogą pogorszyć jakość dźwięku, powodując problemy takie jak szum, zniekształcony dźwięk lub niestabilne zmiany głośności. W systemie wideo, zniekształcenia mogą prowadzić do rozmycia obrazu, zniekształcenia kolorów, drgań obrazu i innych problemów.

Wpływ na system komunikacji

W systemie komunikacji, zniekształcenia będą obniżać jakość sygnału, zwiększać wskaźnik błędu bitów i wpływać na niezawodność komunikacji. Poważne zniekształcenia mogą również uniemożliwić prawidłowe odbiór i dekodowanie sygnału.

Wpływ na systemy pomiarowe i sterujące

W systemach pomiarowych i sterujących, zniekształcenia mogą wpływać na dokładność wyników pomiarów i stabilność systemów sterowania. Na przykład, zniekształcenie sygnału wyjściowego czujnika może prowadzić do zwiększenia błędów pomiarowych, a zniekształcenie sygnału sprzężenia zwrotnego systemu sterowania może sprawić, że system stanie się niestabilny lub działa nieprawidłowo.

Sposób redukcji zniekształceń

• Wybór odpowiednich komponentów

• Optymalizacja projektu obwodu

• Ujemna sprzężenie zwrotne

• Filtrowanie

• Przetwarzanie sygnałów cyfrowych

Podsumowanie

Zniekształcenia to powszechny problem w przetwarzaniu i transmisji sygnałów. Jest bardzo ważne, aby zrozumieć klasyfikację, przyczyny i skutki zniekształceń oraz stosować skuteczne metody ich redukcji, aby poprawić jakość sygnału i wydajność systemu.