Вимірювання амплітудно-частотних характеристик

Ампліту́дно-часто́тна характери́стика (АЧХ) — графік залежності амплітуди вихідного сигналу передавача від частоти вхідного сигналу сталої амплітуди.

В аудіотехніці рівномірність АЧХ у діапазоні відтворення є одним з необхідних критеріїв якості звуку. Наприклад, в діапазоні 20 — 20000 Гц високоякісна апаратура може мати граничне відхилення +/- 1 дБ, типова — +/- 10 дБ, виробник низькоякісної може вказати діапазон 20 — 20000 Гц, приховавши граничне відхилення у -80 дБ.

Існуючі методи та засоби вимірювання амплітудно–частотних характеристик базуються на використанні або лінійно–частотомодульованих сигналів (ЛЧМ), або дискретної множини частот (ДМЧ). Відомо, що форма обвідної спектра ЛЧМ сигналу залежить від часу, за який відбувається зміна миттєвої частоти від мініРисьного до максиРисьного значення. Що більший час зміни частоти ЛЧМ, то нижча нерівномірність амплітудно-частотного спектра (АЧС). Отже, для підвищення точності вимірювання необхідно збільшувати час вимірювання. На швидкість та точність вимірювання АЧХ також впливають динамічні похибки, які виникають при вимірюванні частотних характеристик кіл з інерційними елементами (ємностями, індуктивностями та інші). Для зниження динамічних похибок також необхідно збільшувати час вимірювання по за межі перехідних процесів, які наявні при зміні частоти тестового сигналу чотириполюсника.

Застосування багаточастотних сигналів дозволяє знизити вплив динамічних похибок на результат вимірювання та зменшити час вимірювання шляхом того, що усі точки вимірювання зондуються одночасно набором спектральних складових тестового сигналу.

АЧХ також є найважливішою характеристикою звукових фільтрів. В залежності від форми АЧХ розрізняють низькочастотні, високочастотні, смугові та режекторні фільтри.

АЧХ гучномовця, виміряна в незаглушеному (штрих), та заглушеному (нерозривна лінія) приміщенні

Поле допусків АЧХ за ГОСТ 23263-83 для а) вищої групи складності б) 1-ої групи складності в) 2-ої групи складності

Зразок АЧХ. Виробник може чесно зазначити діапазон 10-50000 Гц (при гучності, що прагне до нуля), але наклавши мініРисьні вимоги на граничне відхилення одержмо не більше ніж 50-18000 Гц

Відомі спектральні методи вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників дозволяють значно зменшити час вимірювання за рахунок уникнення перехідних процесів під час вимірювання (перехідні процеси проявляються значною мірою впродовж перших декількох періодів після появи тестового сигналу).

Відомі методи вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників із використанням багаточастотних сигналів мають певні недоліки. АЧС сигналів, які застосовуються у спектральних методах вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників, нерівномірний і розташований у відеодіапазоні (від 0 до fв), а це значно обмежує частотний діапазон.

Застосування сигналів із прямокутною обвідною амплітудно-частотного спектра у якості тестового сигналу для вимірювання АЧХ дозволить зменшити час вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників через те, що спектр вихідного сигналу чотириполюсника є пропорційним його частотній характеристиці у заданому діапазоні частот.

Таким чином, розробка нових спектральних методів вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників та пошук і дослідження нових багаточастотних вимірювальних сигналів є актуальною задачею як з точки зору підвищення точності вимірювання частотних характеристик лінійних чотириполюсників, так і з точки зору зменшення часу проведення вимірювань.