Нелинейные искажения

Различают два вида нелинейности: нелинейность сте­пенного типа и нелинейность из-за амплитудного огра­ничения. Первая характеризуется зависимостью ..., где и – коэффициенты пропорци­ональности; – мгновенные значения первичного сиг­нала; – мгновенное значение вторичного.

Амплитудное ограничение бывает сверху и снизу (центральное). При ограничении сверху (рис. 1.6) ха­рактеристика тракта до некоторого значения может быть линейной. Сигналы с амплитудами больше ограничиваются. При центральном ограничении (рис. 1.6, б) слабые сигналы (меньше ) срезаются, а осталь­ные искажаются.

Рис. 1.6 – Амплитудное ограничение для сигналов с большой и небольшой амплитудами: а) ограничение сверху; б) снизу (центральное)

Исследование показало, что искажения, вызванные амплитудным ограничением сверху, мешают восприятию сигналов меньше, а при центральном ограничении – больше, чем искажения степенного типа. Нелинейные искажения степенного типа в виде гармонических составляющих вызывают ощущения дребезжания, а нелинейные искажения в виде разностных тонов вызывают ощущение модуляции громкости звука (обычно это заметно на низких часто­тах).

Результаты исследований показали, что слушатель меньше замечает несимметричные искажения, когда наибольшей по амплитуде оказывается вторая гармоника, так как она находится в октаве с основной частотой, Симметричные искажения более заметны, так как третья гармоника получается очень большой и оказыва­ется в квинте с основной. При сужении полосы частот заметность искажения уменьшается. Это объясняется тем, что ряд гармоник и комбинационных составляю­щих оказывается за пределами передаваемого диапазо­на частот.

Нелинейные искажения чаще всего оцениваются с помощью коэффициента нелинейных искажений (КНИ)

, (1.30)

где – амплитуды гармоник сигнала, начиная со вто­рой; – амплитуда основной составляющей [14].

Кроме такой оценки, существуют методы разностных колебаний взаимной модуляции и другие.