Информация SpectraLab

Статус темы:
Закрыта.
  1. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    SpectraLab

    Добро пожаловать в SpectraLAB!

    SpectraLAB - мощный двухканальный анализатор спектра. Программа связывается с любой Windows совместимой звуковой картой. Обеспечивает спекральный анализ в режиме РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ, а также Запись, Воспроизведение и возможность Пост-Обработки;

    Она позволяет Вам получить частотную характеристику и искажение, а также позволяет провести функциональные измерения. Она поддерживает Быстрое Преобразование Фурье (FFT) (размеры – 65536), окно сглаживания, цифровую фильтрацию, перекрывающую обработку, усреднение, удержание пика, запуск, прореживание, сужение полосы или октавы (1/1, 1/3, 1/6, 1/9, 1/12) , масштабирует и отображает, экспортирует и печатает Временную Последовательность, Спектр, Фазу, график трехмерной поверхности, и Спектрограмму.

    Утилита Сигнального Генератора производит розовый/белый шум, свип-сигнал, тоны и импульсы. Хотя вся сигнальная обработка выполняется на ЦПУ, исполнение в режиме реального времени возможно с сегодняшними машинами (типичный показатель коррекции 30 Гц на 60 MГц Пентиум с 1024 точкой FFT)

    SpectraLab​.jpg

    1. Запуск Примеров

    Программой предусмотрен ряд примеров, которые помогут Вам изучить многие характеристики и возможности этой мощной программы. Иконы установлены на программном менеджере, чтобы позволить Вам быстро запускать анализатор с корректной установкой для каждого примера.
    Просто дважды нажмите на одной из иконок или используйте опцию Файл /Загрузка конфигурации для выполнения этого примера.

    2. Защита от копирования

    Это программное обеспечение является защищенной копией, использующей технику "Ключ Разрешения", которая ограничивает обработку в специфическом компьютере. Никакие аппаратные средства "dongle" не требуются.

    - Если Вы приобрели программное обеспечение, вам необходимо получить Ключ Разрешения, чтобы программное обеспечение было полностью функциональным.

    - Если Вы еще не приобрели программное обеспечение, Вы можете получить временный Ключ Разрешения бесплатно или под обязательство.

    - Независимо от лицензионного статуса, Вы можете использовать режим Пост-Обработки, чтобы проанализировать любой из .WAV файлов поставленного образца.

    3. Получение Ключа Разрешения

    "Ключ Разрешения" является уникальным кодом, который позволяет осуществить программную операцию. Эта Ключ Разрешения спаривается с "Централизованным Кодом", который является уникальным для вашего компьютера. Поскольку Централизованный Код является специфичным для каждого компьютера, мы не можем обеспечить Вас соответствующим Ключом Разрешения до тех пор, пока Вы не пришлете нам свой Централизованный Код. Этот Централизованный Код легко получить, выбрав команду меню License / Status and Authorization и следуя инструкциям на экране.

    Что такое Анализатор Спектра?
    Анализатор спектра является инструментом для преобразования сигнала из временной зависимости в частотную. Если Вы знакомы с обычным осциллографом, то Вы знаете, как выглядит временная зависимость.
    Частотная зависимость известна как спектр. Если Вы не измеряете единственный тон, то осциллограф дает немного информации в отношении частоты;
    Тем не менее, анализатор спектра, несомненно, показывает эту информацию. Звуковой Анализатор Спектра, по определению, ограничен обработкой сигналов на звуковой полосе (от 20 Гц до 20 000 Гц).
    Специфический предел частоты определяется возможностями вашей звуковой карты (смотри Частоту дискретизации для дополнительной информации).

    1. Что он может делать?

    Звуковой Анализатор Спектра рекомендуется для измерения компонентов фундаментальной частоты, которые содержатся в звуковом сигнале. Он может точно измерить частоту одного или многих тонов и определить различие частоты между ними.

    2. Как он работает?

    Программа работает вместе со звуковой картой на вашем компьютере. Подключите аудиосигнал, который должен быть измерен, к линейному входу или в гнездо микрофона на обратной стороне звуковой карты.
    SpectraLAB затем использует эту карту для того, чтобы выполнить "Аналого-цифровое" преобразование на аудиосигнале. Этот отцифрованный звук затем пройдет через математический алгоритм, известный как Быстрое Преобразование Фурье (FFT), который преобразует сигнал из временного интервала в частотный. Для выполнения этого преобразования на вашем компьютере используется CPU.

    Системные Требования
    1. Аппаратные требования:

    - IBM PC или совместимый с 80386 DX CPU или выше (486DX минимально рекомендуемый) + минимум 8 Mб RAM.
    - Монитор VGA, способный отобразить 256 цветов.
    - Жесткий Диск со свободным пространством 4Mб. Требуется, чтобы дополнительное пространство хранило звуковые файлы.
    - Математический co-процессор.
    -Windows совместимая звуковая карта: рекомендуется 16-битовая карта
    - Мышь или другое координатное устройство.

    2. Программные требования:

    Microsoft Windows95, Windows 3.1 + Win32s, WindowsNT
    - Драйверы Звуковой Карты (поддерживающие вашу Звуковую Карту)

    1. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
    1.1 Основная Операция

    Программа имеет три специальных Режима обработки сигнала и пять способов Представления картины зависимости сигнала.

    1.1.1 Режимы обработки сигнала

    - В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ звук берется непосредственно со звуковой карты, программа обрабатывает его и отображает результаты. Необработанный цифровой звук не загружается в память и не может быть сохранен на диске. Вы можете, однако, прогнать его на неопределенном периоде времени.

    - РЕЖИМ РЕГИСТРАТОРА позволяет Вам сохранять необработанный цифровой звук на вашем жестком диске в формате .WAV файла. Вы можете также воспроизвести звук с помощью акустической системы, подключенной к Вашей звуковой карте.

    - РЕЖИМ ПОСТ-ОБРАБОТКИ позволяет Вам обрабатывать звуковые данные, которые были ранее записаны и загружены на диск как .WAV файл. Этот режим более подходит для анализа, чем предыдущие режимы. В частности, этот режим допускает использование Обрабатываемых Перекрытий, для того чтобы эффективно представитьвременное решение в Спектрограмме и ) Графике Трехмерной поверхности.

    1.1.2 Способы представления зависимости сигнала

    - Временная Серия показывает цифровую картину звука, похожую на картину на экране осциллографа (амплитуда против времени).

    - картину зависимости амплитуды сигнала от частоты позволяет увидеть представление в виде Спектра.

    - Фаза отображает зависимость фазы сигнала от частоты.

    - Спектрограмма показывает зависимость спектра от времени. Амплитуда показывается в цвете или полутоновой шкале.

    - представление в виде Трехмерной поверхности позволяет увидеть перспективу спектра во времени.

    1.2 Установка Анализатора

    Скачать программу SpectraLab и прочитать полный текст инструкции можно во вложении ниже ...

    Вложения:

    • SpectraLAB.pdf
      Размер файла:
      462,5 КБ
      Просмотров:
      165
    • SpectraLAB.rar
      Размер файла:
      2,2 МБ
      Просмотров:
      208
  2. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Шкалы программы SpectraLab
    1. Шкалы для измерения напряжений

    В анализаторе спектра программы SpectraLab всегда одновременно работают 2 вольтметра действующих (эффективных или среднеквадратических (rms – root mean square)) значений напряжения. Один измеряет действующее значение максимальной по уровню составляющей спектра и результат индицируется на табло Peak Amplitude rms. Другой вольтметр измеряет действующее значение всех составляющи х спектра в полосе от 20 до 20000 Гц, независимо от выбора частоты дискретизации. Результаты измерений этого вольтметра индицируются на табло Power Level. Вольтметр осциллографа измеряет пиковое значение напряжений. Один измеряет действующее значение максимальной по уровню составляющей спектра и результат индицируется на табло Peak Amplitude rms. Другой вольтметр измеряет действующее значение всех составляющи х спектра в полосе от 20 до 20000 Гц, независимо от выбора частоты дискретизации. Результаты измерений этого вольтметра индицируются на табло Power Level.

    spectralab_2.jpg
    Шкалы вольтметров анализатора спектра
    Линейная шкала вольтметра rms

    spectralab_3.jpg
    Линейная шкала милливольтметра rms
    Вольтметр осциллографа измеряет пиковое значение напряжений. Шкалы этих вольтметров могут быть градуированы в процентах относительно максимально допустимого напряжения, вольтах или милливольтах (peak или rms). Для измерения уровней сигналов по мощности шкалы этих вольтметров могут быть также отградуированы в децибелах шкалы FS.

    spectralab_4.jpg
    Осциллограммы с разными амплитудными шкалами
    Линейная шкала (в вольтах)

    spectralab_5.jpg
    Линейная шкала (в процентах)
    К сожалению, линейная шкала часто искажает вид измеряемой АЧХ, особенно когда измерения производятся при сильно отличающихся уровнях тестового сигнала.

    Этого недостатка лишены логарифмические амплитудные шкалы. Для примера на рис. изображены две частотные характеристики в разных шкалах. На рис.А по вертикали отложено реальное выходное напряжение исследуемого устройства в вольтах. Как видим, эти две АЧХ не очень то похожи. На рис. B по вертикали отложены не вольты, а децибелы. Сразу видно, что эти характеристики идентичны, только одна находится чуть выше, а другая - ниже.
    spectralab_6.jpg
    АЧХ регулятора тембра
    A. Линейная шкала Uвых

    spectralab_7.jpg
    B. Логарифмическая шкала Uвых
    2. Шкалы для измерения уровней сигналов

    В программе SpectraLab измерение уровней аналоговых электрических сигналов с помощью вольтметров может производится в шкалах dBu, dBV и dB FS (Full Scale). Обычно в аналоговых трактах диапазон шкалы dBV простирается от минус 3 до +25 dBu. К сожалению пиковое входное напряжение звуковых карт не превышает 5 В, поэтому в программе SpectraLab шкала уровней ограничена сверху значением +6…12 dBV .

    spectralab_8.jpg
    Логарифмическая шкала амплитуд dB FS
    В программе SpectraLab основной шкалой измерения уровней сигналов является шкала dBFS (Full Scale). В этой шкале 0 дБFS соответствует цифровой сигнал с во всех разрядах которого только логические единицы, это может быть 24, 16 или 8 бит.
    Этому уровню может соответствовать любое пиковое напряжение, не превышающее максимально допустимый по перегрузке входной уровень звуковой карты. Диапазон измеряемых уровней по этой шкале простирается от 0 до минус 190 dBFS, градуируется она в уровнях эффективного значения напряжения. (по уровням мощности).

    В программе SpectraLab предусмотрена возможность представления осциллограммы, в которой измерение уровня сигнала производится по шкале FS с использованием для измерения напряжения вольтметра действующих значений (рис.выше).
    В аудиотехнике звуковое давление и интенсивность звуковых колебаний обычно измеряется в децибелах в шкале dBSPL (Sound Pressure Level). Такая возможность пред усмотрена в программе SpectraLab.
    В этой шкале за нулевой уровень интенсивности условились принимать интенсивность звука, равную I0 = 10 (в –12 степени) Вт/м2. Нулевой уровень по звуковому давлению P0 определяется расчетным путем по формуле

    spectralab_9.jpg
    и он равен 2.04 10(в –5 степени) Па.
    В этой формуле p – удельное сопротивление воздуха, p = 1.23 кГ/м3, Сs-скорость распространения звука, Cs = 340 м/с.

    Для иллюстрации на рис. ниже приведен график возможных уровней звукового давления.
    На этом рисунке приведены две шкалы : в децибелах - шкала линейная, а в Паскалях – нелинейная, поэтому пользоваться ей затруднительно.
    В программе SpectraLab в режиме логарифмической шкалы измерения производятся в шкале SPL, а в режиме линейной шкалы – в Паскалях.
    spectralab_10.jpg
    Частота тональных звуков, кГц
    Частотная зависимость абсолютного и болевого порогов слышимости​

    Для того чтобы измерение уровней звукового давления можно было производить в шкале FS необходимо эту шкалу согласовать со шкалой SPL. Для этого надо задаться максимальным уровнем звукового давления в шкале SPL - Lmax , который будет соответствовать 0 дБ в шкале FS. Тогда при измерениях уровня звукового давления 0 dB в шкале SPL будет соответствовать уровень минус Lmax в шкале FS.
    По этому уровню устанавливается график абсолютного порога слышимости в шкале FS.

    spectralab_11.jpg
    АЧХ громкоговорителя в 1/3 октавной шкале частот
    слева шкала FS, справа шкала SPL
    Обычно принимается, что Lmax 120 dBspl , тогда в шкале FS 0 dBspl = -120 dBFS . На рис.выше приведены АЧХ одной и той же фонограммы в шкалах FS и SPL . Они выполнены в предположении, что Lmax = 90 dBspl , поэтому графики просто сдвинуты по шкале на эти 90 децибел. При этом 0 dB SPL в шкале FS соответствует минус 90 dB FS.
  3. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    3. Частотные шкалы

    В программе SpectraLab при измерении АЧХ частотная шкала может быть линейной, логарифмической и октавной.

    Линейная частотная шкала в электроакустике применяется редко, когда необходимо снять АЧХ в узком диапазоне частот.
    Логарифмическая частотная шкала в электроакустике применяется для измерения АЧХ электрических трактов. Логарифмическая шкала обладает свойством периодичности (рис.ниже). Она состоит из последовательности одинаковых основных логарифмических шкал, отличающихся масштабом в 10 раз: 1, 10, 100, 1000, 10000, 100000 Гц. Основная логарифмическая шкала частот имеет диапазон в одну декаду с отношением частот в начале и конце шкалы, равным 10. В пределах этой шкалы длина отрезка шкалы b от начала нач F до заданной частоты F пропорциональна логарифму отношения этих частот где D физическая длина основной логарифмической шкалы.

    spectralab_12.jpg
    Логарифмическая шкала частот
    spectralab_13.jpg
    В основной логарифмической частотной шкале нет отсчетных точек в частотных интервалах 1 – 2 , 10-20, 100-200….Гц. При построении графиков приведенная формула позволяет получить местоположение точек для частот в этих интервалах. Если например, длина шкалы основной логарифмической шкалы равна 3 см, и требуется определить м е- сто отсчета частоты 16 кГц. По приведенной формуле получим: b 0,6 см.

    Логарифмическая шкала исключительно удобна для отображения очень больших диапазонов по частоте как при электрических, так и электроакустических измерениях. Это связано с тем, что современные электрические и электроакустические тракты имеют очень широкий частотный диапазон. Так отношение верхней частоты к нижней в звуковом диапазоне частот равно 1000, и такой широкий диапазон в линейной шкале просто невозможно представить. Частотный диапазон современных усилителей на интегральных микросхемах еще шире – от нуля до 10 и более МГц.

    spectralab_14.jpg
    АЧХ в логарифмической шкале частот
    В электроакустике дополнительным преимуществом логарифмической шкалы частот является то, что ощущение высоты тона пропорционально логарифму воздействия. Поэтому в музыке ноты, различающиеся по частоте в два раза, воспринимаются как одна и та же нота, а интервал между нотами в пол тона соответствует отношению их частот 21/12.
    Именно поэтому нотная шкала — логарифмическая.
    Однако, логарифмическая шкала для измерения АЧХ громкоговорителей применяется редко, так как в этой шкале невозможно измерить звуковое давление громкоговорителя и на АЧХ видны даже очень короткие пики и провалы, которые на слух не воспринимаются (рис.выше.)

    Октавная шкала частот. В этой шкале диапазон звуковых частот может быть разделен на октавы и доли октавы (1/2, 1/3,1/6 ….). Если в эту шкалу в ходит частота 1 кГц, она называется основной шкалой. Значения октавной шкалы частот определяются расчетным путем по формуле

    spectralab_15.jpg
    где x = 0,1,2,3,.... m = 1,2,3,6,12... . При m = 1 - это октавная шкала частот, m 2 - это полу октавная шкала частот m 3 - это треть октавная шкала частот. Для не специалистов в области электроакустики эти частоты выглядят необычно. Наиболее часто используется 1/3 октавная шкала частот: 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500…….Гц

    Именно в этой шкале по стандарту AES17 требуется измерять АЧХ громкоговорителей по точкам, логарифмическим скользящим тоном и розовым шумом. Это связано с тем, что только при таких измерениях площадь АЧХ пропорциональна давлению громкоговорителя.

    spectralab_16.jpg
    Спектры одной фонограммы в октавной шкале частот с различной полосой усреднения
    В программе SpectraLab одновременно с АЧХ измеряется уровень мощности всех составляющих спектра. По этому уровню рассчитывается звуковое давление громкоговорителя в заданном диапазоне частот. Выбор 1/3 октавной шкалы связан с тем, что по стандарту пики и провалы АЧХ шириной меньше 1/6 октавы на слух не воспринимаются.
    Поэтому они исключаются при измерении неравномерности АЧХ и расчете звукового давления.

    На рис.выше приведены спектры одной и той же самой фонограммы в октавной шкале частот, измеренные с помощью розового шума с использованием разных полос усреднения: 1, 1/3, 1/6 и 1/24 октавы. Даже на взгляд можно определить насколько сильно отличаются их неравномерности.

    4. Шкалы для измерения спектрограмм

    В программе SpectraLab возможно измерять двумерные и трехмерные спектрограммы фонограмм (рис.ниже) в масштабе: частота – время и время – частота – амплитуда. При этом уровень сигнала выделяется цветом.

    spectralab_17.jpg
    Слева 2D спектрограмма, справа 3D спектрограмма
    5. Тестовые сигналы программы SpectraLab

    Шум и его характеристики

    Уровень мощности шума – это уровень суммарной мощности всех составляющих спектра в Ln в установленном диапазоне частот в шкале FS. При измерении этот уровень индицируется на табло Power Level или Total Prw. Пиковые уровни шума индицируются на табло Peak Amplitude. В осциллографе уровень мощности шума измеряется вольтметром действующих значений в полосе от 0 до частоты Найквиста и индицируется на его дисплее.

    Уровень спектральной плотности мощности - это уровень мощности шума в полосе частот шириной 1 Гц.

    Спектр шума – это графи к зависимости уровня спектральной плотности мощности шума от частоты.

    Неравномерность спектра шума - это разность в децибелах максимального и минимального уровней спектра шума.

    Белый шум – это шум, у которого уровень спектральной плотности мощности не зависит от частоты. Спектр такого шума измеряется в логарифмической шкале частот. Теоретически график спектра должен быть в виде прямой линии вдоль оси частот.

    В программе SpectraLab спектр белого шума существенно отличается от теоретического, и его неравномерность в диапазоне 20-20000 Гц достигает 20 дБ (рис.ниже С).

    spectralab_18.jpg
    С. Спектр белого шума в логарифмической шкале частот

    spectralab_19.jpg
    D. Спектр розового шума в 1/24 октавной шкале частот
    Средний уровень спектральной плотности мощности белого шума Lds в диапазоне от 0 до частоты Fmax Найквиста рассчитывается по формуле
    spectralab_20.jpg
    При Fmax = 20000 Гц уровень Lds ниже уровня Ln на 43 дБ (рис.С). По этой формуле решается и обратная задача, когда по измеренному уровню Lds определяется уровень мощности шума Ln .

    Спектр шума на графиках определяется линией Noise floor.(рис.Е). Этот уровень отличается от уровня спектральной плотности мощности тем, что измеряется полосой сканирования не равной 1 Гц. Для перехода от уровня Noise floor ( Lnfloor ) к уровню Lds необходимо ввести поправочный коэффициент Kww.

    spectralab_21.jpg
    spectralab_22.jpg
    К определению уровня спектральной плотности мощности шума
    Эта поправка зависит от коэффициента оконной функции SB , частоты дискретизации fs и FFTsize быстрого преобразования Фурье. Рассчитывается она по формуле

    spectralab_23.jpg
    В зависимости от поправочного коэффициента уровень Noise floor поднимается или опускается. При правильно выбранных параметрах Фурье преобразования поправочный коэффициент близок к нулю и тогда Lds = Lnfloor . Среднее значение Lnfloor измеряется с помощью перекрестия на частоте 1000 Гц.

    Неравномерность спектра белого шума N определяется как разность в децибелах ма ксимального и минимального уровней Noise floor в интересующем диапазоне частот. Неравномерность измеряется по дисплею анализатора спектра с помощью перекрестия, вызываемого нажатием левой кнопки мышки.

    Розовый шум – это шум, у которого уровень спектральной плотности мощности с повышением частоты уменьшается обратно пропорционально частоте. У такого шума мощность шума в октавной полосе частот одинакова во всем звуковом диапазоне. Поэтому при использовании розового шума для измерения АЧХ можно использовать только октавную шкалу частот с интервалом усреднения 1/12 или 1/24 октавы. В такой шкале в программе SpectraLab спектр розового шума имеет вид близкий к прямой линии вдоль оси частот, его частотный диапазон измерения 30-16000 Гц, неравномерность спектра достигает 6- 8 дБ (рис.D).

    Сигнал скользящего тона

    Характеристики сигнала скользящего тона : начальная и конечная частоты, время сканирования, закон изменения частоты (линейный и логарифмический).

    Выбор закона изменения частоты скользящего тона зависит от используемой часто тной шкалы анализатора спектра. В случае линейной и логарифмической шкал необходимо использовать линейный закон изменения частоты. Если используется дробная октавная шкала, то необходимо выбирать логарифмический закон.

    Частота скользящего тона при линейном законе увеличивается линейно со временем, поэтому при логарифмической шкале частот на низких частотах возникают динамические погрешности. Они тем больше, чем меньше время сканирования и выше разрешающая способность анализатора спектра. Частотный диапазон измерения 2-20000 Гц, на частотах ниже 200 Гц большие инструментальные погрешности измерения уровня АЧХ (рис.Е).

    spectralab_24.jpg
    Е. Частотная характеристика звуковой карты
    Скользящий тон с линейным законом​

    spectralab_25.jpg
    F. Частотная характеристика звуковой карты
    Скользящий тон с логарифмическим законом​

    Частота скользящего тона при логарифмическом законе на низких частотах нарастает медленнее, а на высоких – быстрее, чем при линейном законе. Поэтому при октавной шкале частот на низки х частотах динамические погрешности существенно меньше. Частотный диапазон измерения 30-16000 Гц, инстументальные погрешности невелики (рис.F).
  4. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Сигнал с линейно нарастающим напряжением

    Характеристики сигнала с линейно нарастающим по времени напряжением : начальный и конечный уровни сигнала, частота сигнала и время нарастания. На рис.G. преднамеренно приведены осциллограммы сигнала с линейно нарастающим напряжением в линейной и логарифмической шкалах, для того чтобы продемонстрировать преимущество логарифмических шкал. Как видно, в линейной шкале графи к больше похож на экспоненциальную или квадратическую функцию, тогда как в логарифмической шкале – это пила.

    G. Осциллограммы линейно нарастающего напряжения тестового сигнала с частотой 1000 Гц

    spectralab_26.jpg
    Линейная шкала амплитуд

    spectralab_27.jpg
    Логарифмическая шкала амплитуд
    6. Измерение технических характеристик электроакустического тракта

    Измерение шума тракта

    В программе SpectraLab с помощью анализатора спектра измеряются : спектр шума и уровень мощности шума в выбранном диапазоне частот, уровень Noise floor, неравномерность спектра и средний уровень спектральной плотности мощности шума. С помощью осциллографа измеряется интегральный уровень мощности шума в диапазоне час-тот от 0 до частоты Найквиста.

    Измерение THD, THD+N, SNR и DR в программе SpectraLab

    Коэффициент гармонических искажений THD определяется как отношение суммарного действующего значения напряжения гармоник к действующему значению напряжения первой гармоники сигнала. Этот коэффициент измеряется в процентах, с индикацией результата измерения на табло THD.
    spectralab_28.png
    Коэффициент нелинейных искажений THD+N определяется как отношение суммарного действующего значения напряжения гармоник и шума к действующему значению напряжению всего сигнала V . Измеряется этот коэффициент в процентах и результат измерения индицируется на табло THD+N.

    spectralab_30.jpg
    В технически х характеристиках электроакустических зв уковых трактов част о значения THD и THD+N приводят в децибелах. Переход от процентов к децибелам производится по формулам:

    spectralab_31.jpg
    Коэффициенты THD и THD+N могут измеряться при любом уровне сигнала.

    В программе SpectraLab SNR определяется как отношение мощности первой гармоники сигнала P1 к суммарной мощности гармоник и шума Pn , включающего в себя и все не гармонические дискретные составляющие спектра, если они есть. Измеряется в децибелах при любых уровнях сигнала с индикацией результата измерения на табло SNR .

    spectralab_32.jpg
    В этой формуле высшая гармоника определяется частотой Найквиста или полосовым фильтром на входе анализатора спектра. Сравнивая приведенные выше формулы, можно видеть, что


    spectralab_33.jpg
    В цифровом тракте значение SNR может зависеть от уровня сигнала, из-за увеличения нелинейных искажений в АЦП при уровне сигнала близком к 0 dB FS . Поэтому в программе SpectraLab для характеристики отношения сигнал/шум измеряемого тракта нужно использовать максимальное значение SNR max. Уровень сигнала, при котором этот параметр измеряется, подбирается экспериментально. Обычно, это от минус 0,1 до минус 3 дБ FS.

    Измерение SNR по стандарту AES17

    В цифровом тракте отношение сигнал/шум определяется как отношение максимального уровня сигнала (0 dBFS) , независимо от величины нелинейных искажений, к уровню шума в тракте при отсутствии сигнала (пауза). По стандарту AES17 AES SNR равен уровню мощности шума Ln с обратным знаком

    spectralab_34.jpg
    Измерения должны производиться с использованием взвешивающего фильтра типа A с тем, чтобы результаты измерений лучше коррелировались со слуховым восприятием.
    В программе SpectraLab предусмотрена возможность измерения мощности шума с тремя взвешивающими фильтрами типа: A, B и С. Их частотные характеристики приведены на рис.H. Измеренное по стандарту AES17 значение SNR всегда больше, чем SNR max , измеренное в программе SpectraLab.

    spectralab_35.jpg
    Рис.H. Взвешивающие кривые
    Измерение динамического диапазона DR по стандарту AES17

    В цифровом тракте динамический диапазон определяется как отношение максимального уровня сигнала (0 dBFS) , независимо от величины нелинейных искажений, к уровню шума и нелинейных искажений в тракте при наличии сигнала. DR - это характеристика АЦП. По определению DR это (THD+N)dB c обратным знаком.

    В соответствии со стандартом AES17 значение THD+N dB измеряется на частоте 997 Гц при уровне сигнала минус 60 дБ с тем, чтобы снизить влияние нелинейных искажений АЦП и ошибок квантования. Измерения должны производиться с использованием взвешивающего фильтра типа A с тем, чтобы результаты измерений лучше коррелировались со слуховым восприятием. При этом DR рассчитывается по формулам

    spectralab_36.jpg

    spectralab_37.jpg
    Всегда DRaes больше DRmax и фирмам производителям звуковых карт это нравится. Измеренные по стандарту AES17 значения SNR и DR отличаются мало. Именно поэтому эти две характеристики часто отождествляются.

    Измерение интермодуляционных искажений IMD

    В программе SpectraLab измеряется коэффициент интермодуляционных искажений IMD с помощью двух стандартных тестовых сигналов с частотой 250 и 8020 Гц. Сигнал высокой частоты по уровню меньше низкочастотного на 12 дБ. Коэффициент IMD определяется как уровень мощности разностных продуктов нелинейных искажений третьего порядка . Измеряется этот коэффициент в процентах, и результат измерения индицируется на табло IMD.

    Измерение амплитудно-частотнах характеристик (АЧХ)

    В программе SpectraLab АЧХ исследуемого тракта измеряется как комплексная передаточная функция (модуль и фаза). Эта функция вычисляется как разность уровней входного и выходного уровней исследуемого тракта, поэтому амплитудные и фазовые искажения тестовых сигналов при таком измерении исключаются.

    Это позволяет для измерения АЧХ использовать белый и розовый шум, сигналы линейного и логарифмического скользящего тона с любой частотной шкалой с примерно одинаковой погрешностью измерения.
    На рис.I. в качестве примера приведена АЧХ профессиональной звуковой карты, снятой с помощью белого и розового шума, а также линейно скользящего тона. Все графики сливаются, а неравномерность АЧХ не превышает 0,015 дБ в диапазоне от 1 до 20000 Гц.

    spectralab_38.jpg
    Рис. I. АЧХ профессиональной звуковой карты
Статус темы:
Закрыта.