Hvorfor vises der ikke distortioncurves på alle enheder?

Det er specielt hifi-enhedsproducenter der undlader at opgive dem modsat PA-enhedsproducenter som næsten altid har dem med...

Hvad bevirker til en lav distortioncurve (teoretisk og praktisk)?

Hvor stor en betydning har forvrængingen?

Er forvrængingen generelt lavere på en hifi-enhed?

 

Lad os blive klogere!

__________________
Højttalere: Epos ELS 3
Forstærker: Luxman LV-100
CD-afspiller: NAD C521BEE

Adamfelix skrev: Hvorfor vises der ikke distortioncurves på alle enheder? Det er specielt hifi-enhedsproducenter der undlader at opgive dem modsat PA-enhedsproducenter som næsten altid har dem med... Hvad bevirker til en lav distortioncurve (teoretisk og praktisk)? Hvor stor en betydning har forvrængingen? Er forvrængingen generelt lavere på en hifi-enhed?   Lad os blive klogere!

Jeg genopliver lige denne her

__________________
Højttalere: Epos ELS 3
Forstærker: Luxman LV-100
CD-afspiller: NAD C521BEE

Man kan dele forvrængning ind i forskellige typer. Harmonisk forvrængning er den mest kendte (THD). Harmonisk forvrængning følger af, at lydsystemer er svingningskredse, ligesom en guitar eksempelvis er det.

Når man anslår en guitarstreng vil strengens grundtone anslås, men der vil også anslås toner med en frekvens der er et multiplum af grundtonen, eksemeplvis 2f, 3f, 4f osv. Vi kalder dem harmoniske overtoner, og de er i høj grad med til at give lydinstrumenter deres klang. Overtoner er forøvrigt også meget vigtige i den menneskelige stemme.

Når lyden skal gennem et lydsystem er der igen tale om svingningskredse. Lad os som et eksempel se på en højttaler der skal gengive lyden fra en guitarstreng. Højttaleren skal blandt andet gengive grundtonen, men når højttaleren sætter sig i bevægelse for at gengive den, vil højttaleren også have en tendens til at gengive tonens højere harmoniske, ligesom guitarstrengen gjorde. I højttaleren har man så gjort en del for, at de højere harmoniske er så små som mulig (lav THD), fordi man jo helst ikke vil ændre på "klangen" af guitarens lyd.

Men i bund og grund betyder THD, at højttaleren ikke blot gengiver højere harmoniske som var i det oprindelige signal, men også tilføjer sine egne højere harmoniske. Derved forandres lydens klang, hvilket naturligvis er irriterende, men omvendt er det jo harmonisk forvrængning: THD ændrer nok klangen, men det lyder stadig klangfuldt (harmonisk). THD er efter min opfattelse den mindst alvorlige af de forskellige forvrængningstyper.

Det er meget værre med den uharmoniske forvrængning. Her er der tale om forvrængning med frekvenser der ikke er harmoniske overtoner. I guitaren opstår de, når strengen anslås - der er en skarp lyd, som ikke er specielt harmonisk at høre på, indtil strengen finder sit harmoniske leje. Også højttaleren kan give ikke-harmonisk forvrængning ved pludselige anslag, samt ved kraftige membrambevægelser, hvor membramen begynder at opføre sig anderledes end et stempel - den "bryder op". Her tale vi om en forvrængningstype der skal "holdes nede" på et absolut minimum, fordi det lyder afskyeligt. Mine første højttalere i de unge år havde tydelige opbrudstendenser - de "pruttede" ved hvert trommeslag.

Bemærk at horn (eksempelvis trompeter) har ikke-harmoniske overtoner - derfor hornenes lidt specielle klang. Dette kan udnyttes til at give en lækker lyd (mundingsstykket i en klarinet, eksempelvis), hvis det gøres rigtigt. De ikke-harmoniske overtoner i en hornhøjttaler har ikke noget med højttalerenheden at gøre - de skyldes hornets form. Hyperbolske horn er tættest på harmoniske overtoner, koniske er længst fra og eksponentielle er midt imellem. Men det er værd at huske, inden man investerer i en horn-diskant: Sørg for at høre den først, for at vurdere om du bryder dig om dets ikke-harmoniske forvrængning. Der er ikke meget sjov ved et fint mellemtonehorn der lyder som en megafon!

Endelig er der faseforvrængning. Faseforvrængning viser sig ved, at forskellige lydfrekvenser ikke når frem på samme tid. Det gør at dynamikken i lyden kan blive markant anderledes. Faseforvrængning bekæmpes bedst i opbygningen af delefilteret (faselineære delefilter), i placeringen af højttalerenhederne (akustisk faselinearitet), samt i frekvenskarakteristikken der hører uløseligt sammen med impulskarakteristikken (det har vi vist allerede talt en del om). 

__________________
Med venlig hilsen Stig

sebl skrev: Man kan dele forvrængning ind i forskellige typer. Harmonisk forvrængning er den mest kendte (THD). Harmonisk forvrængning følger af, at lydsystemer er svingningskredse, ligesom en guitar eksempelvis er det. Når man anslår en guitarstreng vil strengens grundtone anslås, men der vil også anslås toner med en frekvens der er et multiplum af grundtonen, eksemeplvis 2f, 3f, 4f osv. Vi kalder dem harmoniske overtoner, og de er i høj grad med til at give lydinstrumenter deres klang. Overtoner er forøvrigt også meget vigtige i den menneskelige stemme. Når lyden skal gennem et lydsystem er der igen tale om svingningskredse. Lad os som et eksempel se på en højttaler der skal gengive lyden fra en guitarstreng. Højttaleren skal blandt andet gengive grundtonen, men når højttaleren sætter sig i bevægelse for at gengive den, vil højttaleren også have en tendens til at gengive tonens højere harmoniske, ligesom guitarstrengen gjorde. I højttaleren har man så gjort en del for, at de højere harmoniske er så små som mulig (lav THD), fordi man jo helst ikke vil ændre på "klangen" af guitarens lyd. Men i bund og grund betyder THD, at højttaleren ikke blot gengiver højere harmoniske som var i det oprindelige signal, men også tilføjer sine egne højere harmoniske. Derved forandres lydens klang, hvilket naturligvis er irriterende, men omvendt er det jo harmonisk forvrængning: THD ændrer nok klangen, men det lyder stadig klangfuldt (harmonisk). THD er efter min opfattelse den mindst alvorlige af de forskellige forvrængningstyper. Det er meget værre med den uharmoniske forvrængning. Her er der tale om forvrængning med frekvenser der ikke er harmoniske overtoner. I guitaren opstår de, når strengen anslås - der er en skarp lyd, som ikke er specielt harmonisk at høre på, indtil strengen finder sit harmoniske leje. Også højttaleren kan give ikke-harmonisk forvrængning ved pludselige anslag, samt ved kraftige membrambevægelser, hvor membramen begynder at opføre sig anderledes end et stempel - den "bryder op". Her tale vi om en forvrængningstype der skal "holdes nede" på et absolut minimum, fordi det lyder afskyeligt. Mine første højttalere i de unge år havde tydelige opbrudstendenser - de "pruttede" ved hvert trommeslag. Bemærk at horn (eksempelvis trompeter) har ikke-harmoniske overtoner - derfor hornenes lidt specielle klang. Dette kan udnyttes til at give en lækker lyd (mundingsstykket i en klarinet, eksempelvis), hvis det gøres rigtigt. De ikke-harmoniske overtoner i en hornhøjttaler har ikke noget med højttalerenheden at gøre - de skyldes hornets form. Hyperbolske horn er tættest på harmoniske overtoner, koniske er længst fra og eksponentielle er midt imellem. Men det er værd at huske, inden man investerer i en horn-diskant: Sørg for at høre den først, for at vurdere om du bryder dig om dets ikke-harmoniske forvrængning. Der er ikke meget sjov ved et fint mellemtonehorn der lyder som en megafon! Endelig er der faseforvrængning. Faseforvrængning viser sig ved, at forskellige lydfrekvenser ikke når frem på samme tid. Det gør at dynamikken i lyden kan blive markant anderledes. Faseforvrængning bekæmpes bedst i opbygningen af delefilteret (faselineære delefilter), i placeringen af højttalerenhederne (akustisk faselinearitet), samt i frekvenskarakteristikken der hører uløseligt sammen med impulskarakteristikken (det har vi vist allerede talt en del om).

En forsinket tak skal der lyde herfra for et godt og dybdegående svar!

Men jeg undrer mig stadig over at man fx. ikke bliver oplyst om forvrængnings kurver på hifi-enhedsproducenter, er det fordi at de for høje?

__________________
Højttalere: Epos ELS 3
Forstærker: Luxman LV-100
CD-afspiller: NAD C521BEE

sebl skrev: Bemærk at horn (eksempelvis trompeter) har ikke-harmoniske overtoner - derfor hornenes lidt specielle klang. Dette kan udnyttes til at give en lækker lyd (mundingsstykket i en klarinet, eksempelvis), hvis det gøres rigtigt. De ikke-harmoniske overtoner i en hornhøjttaler har ikke noget med højttalerenheden at gøre - de skyldes hornets form. Hyperbolske horn er tættest på harmoniske overtoner, koniske er længst fra og eksponentielle er midt imellem. Men det er værd at huske, inden man investerer i en horn-diskant: Sørg for at høre den først, for at vurdere om du bryder dig om dets ikke-harmoniske forvrængning. Der er ikke meget sjov ved et fint mellemtonehorn der lyder som en megafon!

Hejsa,

Lige min kæphest

Men ved hornet som lydgiver, mener du så at hornet ikke bidrager med harmonisk forvrængning i sig selv (hvis en ren 1kHz påtrykkes hornet kommer der også kun 1kHz ud)?

Du har lidt ret med mellemtonehornet, men den megafon agtige lyd kan være forårsaget af ujævn frekvensgang hvor enkelte toner forstærkes ekstra og andre dæmpes. Selv bruger jeg et stort læbehorn (440Hz->7kHz) og den lyder sådan set fri for det nasale afhængig af kildematerialet. Ellers vil jeg mener at hornet gengiver det som driveren påtrykker hornet indenfor sit frekvensområde? For mit vedkommende vil et 1kHz så gengives med harmoniske op til 7kHz

Og med hensyn til hifi enheders forvrængning (mest aktuelt for bas) er producenter slet ikke særlig glad for at vise forvrængningskurver herfor. Den er nemlig høj

Fra min studietid har jeg i akustik set forvrængningsdata på en 8" Peerless enhed i et basrefleks system med 2nd harmonisk ligeså kraftig som grundtonen (@ 30Hz) 

Fra producentens side hævdes det belejligt at det er svært at høre i området 20Hz - 100Hz, så det er defineret som noget vi må leve med og har derfor vænnet os til den lydopfattelse. Ved PA enheder er der derimod skrappe krav til denne forvrængning da denne ellers vil blive voldsomt forstærket op i et efterfølgende horn.

PA bas enheder har også en relativ kort slaglængde men med et kraftigt magnetsystem som også her hjælper på at holde 2. ordens nede. Samtidig er opbygningen noget grundigere (ikke udstandsede blikplader). Det betyder dog at fn er knap så lavt som på såkaldte "hifi" enheder.

Hilsen Flemming

 

__________________
Rør med følelse og horn i panden :-)