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谐波失真测量的进化

发布时间:2013/7/11 20:09:52 访问次数:1017

    谐波失真测量的经812HM-1C-CM17224DC/15A典做法是,以lkHz作为测量频率,滤除lkHz基频信号,然后测量剩余信号的幅度。在那个时代,对电子管放大器进行测试,采用这种测量法是恰当的。现在,以这种测量法来测试晶体管放大器,难免会遭到非难。因为没有顾及各个谐波的分布,也没有顾及谐波所带来的主观听感影响。
    给各个谐波赋予不同的权重( weighting),然后进行累加,就能测得一个失真
123数据。利用权重作补偿,所测数据可以反映出失真的主观听感。关于各个谐波权重应如何确定,前人已提出了很多种主张。
    1950年,Shorter提出川,谐波的权重应以n2/4作为系数来计算(聆为谐波的阶次):
    从胛到2n的频率跨距是一个倍频程(octave,简写为oct),因此,按dB/oct
计的斜率为:
    因此,除了测量各个谐波的幅度并进行THD的计算外,还要通过增设滤波器,给常规的失真测量仪表加上这个12dB/oct的上升响应。为了便于与常规仪表作比较,使得测lkHz时,所测纯2次谐波的结果具有可比性,故将这个滤波器设置为,在2kHz频点具有OdB的响应。请注意,由于要配用滤波器,而滤波器具有幅频响应上的偏移,因此可看出,计权失真测量只能采用它所指定的测量频率。

          
    可是,如何实现n2/4计权,问题还有待解决。以lkHz测量为例。由于20kHz的频率是2kHz的10倍,以12dB/oct这一上升速率计算,滤波器在20kHz频点上的增益应比2kHz高出40dB。因此,漶波器的幅频响应在20kHz频点上,至少要有40dB的增益偏移量。可是,人耳听不到20kHz的信号,测量结果在整体上需与人耳的主观听感相吻合,所以,还要使用20kHz低通滤波器。
    Shorter的计权方法,尽管已成功地把谐波的主观听感引入到失真测量中,但这种测量方法,难免带有时代的局限。在那个时代,所用器材的失真度相当高(不计权失真的RMS值为0.41%至3.7%),扬声器则是不标明失真特性的“号筒式宽频同轴( wide-rang coaxial-horn)”扬声器。
    Lindos Electronics公司的Peter Skirrow主张,应该采用符合CCIR468-2标准的计权滤波器,以lkHz信号来进行失真的测量;因为这种滤波器的响应,是根据不同频率信号的人耳主观听感而确定下来的。大体上说,随着频率的增加,CCIR468-2计权滤波器的幅频响应将以6dB/oct速率升高,在lkHz时为OdB;在6.3kHz时到达幅频响应的峰值点,为12dB;过了峰值点后响应曲线急速下降,见图3.2。

    谐波失真测量的经812HM-1C-CM17224DC/15A典做法是,以lkHz作为测量频率,滤除lkHz基频信号,然后测量剩余信号的幅度。在那个时代,对电子管放大器进行测试,采用这种测量法是恰当的。现在,以这种测量法来测试晶体管放大器,难免会遭到非难。因为没有顾及各个谐波的分布,也没有顾及谐波所带来的主观听感影响。
    给各个谐波赋予不同的权重( weighting),然后进行累加,就能测得一个失真
123数据。利用权重作补偿,所测数据可以反映出失真的主观听感。关于各个谐波权重应如何确定,前人已提出了很多种主张。
    1950年,Shorter提出川,谐波的权重应以n2/4作为系数来计算(聆为谐波的阶次):
    从胛到2n的频率跨距是一个倍频程(octave,简写为oct),因此,按dB/oct
计的斜率为:
    因此,除了测量各个谐波的幅度并进行THD的计算外,还要通过增设滤波器,给常规的失真测量仪表加上这个12dB/oct的上升响应。为了便于与常规仪表作比较,使得测lkHz时,所测纯2次谐波的结果具有可比性,故将这个滤波器设置为,在2kHz频点具有OdB的响应。请注意,由于要配用滤波器,而滤波器具有幅频响应上的偏移,因此可看出,计权失真测量只能采用它所指定的测量频率。

          
    可是,如何实现n2/4计权,问题还有待解决。以lkHz测量为例。由于20kHz的频率是2kHz的10倍,以12dB/oct这一上升速率计算,滤波器在20kHz频点上的增益应比2kHz高出40dB。因此,漶波器的幅频响应在20kHz频点上,至少要有40dB的增益偏移量。可是,人耳听不到20kHz的信号,测量结果在整体上需与人耳的主观听感相吻合,所以,还要使用20kHz低通滤波器。
    Shorter的计权方法,尽管已成功地把谐波的主观听感引入到失真测量中,但这种测量方法,难免带有时代的局限。在那个时代,所用器材的失真度相当高(不计权失真的RMS值为0.41%至3.7%),扬声器则是不标明失真特性的“号筒式宽频同轴( wide-rang coaxial-horn)”扬声器。
    Lindos Electronics公司的Peter Skirrow主张,应该采用符合CCIR468-2标准的计权滤波器,以lkHz信号来进行失真的测量;因为这种滤波器的响应,是根据不同频率信号的人耳主观听感而确定下来的。大体上说,随着频率的增加,CCIR468-2计权滤波器的幅频响应将以6dB/oct速率升高,在lkHz时为OdB;在6.3kHz时到达幅频响应的峰值点,为12dB;过了峰值点后响应曲线急速下降,见图3.2。

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