Ano ang Audio Distortion, at Ano ang Nagdudulot Nito?


Gumugol ng anumang oras sa pamimili ng mga produktong audio, ito man ay isang Bluetooth speaker o isang audiophile headphone amp, at maririnig mo ang tungkol sa pagbaluktot. Ngunit ano ang audio distortion, at saan ito nanggaling sa unang lugar?

Ano ang Audio Distortion?

Hindi nakakatulong na ang kahulugan ng distortion ay napakalabo, kahit na nililimitahan mo ito sa audio distortion lang. Kung ang isang audio waveform ay lumabas sa isang ibinigay na signal na nagbago o na-deform kumpara sa input signal, iyon ay technically distortion.

Mayroong dalawang uri ng audio distortion: linear at non-linear. Ang linear distortion ay isang pagbabago sa amplitude ng isang signal, habang ang non-linear distortion ay isang pagbabago sa frequency content ng isang signal. Bagama't pareho ang mga anyo ng audio distortion, kapag ang karamihan sa mga tao ay nagsasalita tungkol sa naririnig na distortion, pinag-uusapan nila ang non-linear distortion.

Ang linear distortion ay hindi nagdaragdag ng anuman sa isang signal. Sa halip, direkta nitong binabago ito. Ito ay maaaring sa napakapansing paraan tulad ng pagpapalit ng pitch o volume ng isang tunog, o sa mas banayad na paraan tulad ng pagbabago sa phase ng isang signal.

Ang non-linear distortion ay nagdaragdag ng mga karagdagang frequency sa signal. Ang mga ito ay maaaring parang butil na texture sa ibabaw ng tunog, halos parang nakikinig ka sa isang lumang vinyl record. Maaari itong magdagdag ng paghiging, pagsirit, o pagkaluskos na tunog sa mga pag-record.

Sabi nga, hindi palaging hindi kasiya-siya ang non-linear distortion. Karamihan sa produksyon ng pop music ay gumagamit ng iba't ibang anyo ng non-linear distortion sa buong proseso ng paghahalo, kahit na parang malinis at malinis ang mga recording.

Sa artikulong ito, tumutuon kami sa hindi kasiya-siyang bahagi ng pagbaluktot ng audio sa tatlong pinakakaraniwang anyo na malamang na makaharap mo. Ito ang kabuuang harmonic distortion, clipping, at distortion ng speaker.

Total Harmonic Distortion (THD)

Ang Harmonic distortion ay mga tunog na idinagdag sa orihinal na mga frequency na nasa isang signal. Ang kabuuang harmonic distortion ay isang pagsukat kung gaano karami sa isang audio signal ang binubuo ng mga bagong idinagdag na harmonic frequency kumpara sa orihinal.

Ang mga maharmonya na frequency ay hindi palaging hindi gusto. Kung ang musika ay ang lahat ng mga pangunahing frequency, ito ay medyo boring. Ang mga harmonika sa tunog ang nagbibigay sa mga instrumento ng kanilang natatanging timbre. Ang mababang E string sa isang gitara ay humigit-kumulang 83 Hz, ngunit ang mga harmonika sa iba't ibang mga frequency ang nagbibigay dito ng tunog ng isang string ng gitara.

Ito ay hindi lahat ng harmonic ay kapaki-pakinabang para sa. Bilang halimbawa, ang mga audio engineer ay kadalasang magpapahusay sa mga harmonic na frequency sa paligid ng mga instrumento ng bass upang matiyak na maririnig mo ang mga ito sa mas maliliit na speaker na pisikal na hindi kayang kopyahin ang pangunahing frequency.

Kapag ang mga bahagi sa iyong stereo system ay nagdagdag ng mga harmonic sa isang signal, kadalasang hindi kaaya-aya ang mga ito. Ito ang dahilan kung bakit nilalayon ng mga tagagawa na panatilihing mababa hangga't maaari ang kabuuang harmonic distortion ng kanilang mga bahagi. Ang THD ng isang class D amplifier, halimbawa, ay regular na mas mababa sa isang porsyento.

May dahilan para sa isang porsyentong figure na ito: iyon ang antas kung saan magsisimulang mapansin ito ng mga tao. Bagama't ilang tao lang ang nakakarinig ng distortion na mas mababa sa isang porsyento, mapapansin ng karamihan kapag lumampas ito sa figure na iyon.

Ang Harmonic distortion ay nasa anumang produkto na may kasamang amplification stage, mula sa iyong telepono hanggang sa iyong home theater system. Sa kabutihang palad, hindi mo ito madalas marinig, at hindi mo kailangang mag-alala tungkol dito.

Clipping

Ang pag-clip ay kung ano ang nangyayari kapag ang isang signal ay lumampas sa isang partikular na threshold. Ang threshold na ito ay kadalasang ang power rating ng isang amplifier, ngunit maaaring mangyari ang clipping sa isang audio signal sa maraming iba't ibang yugto para sa iba't ibang dahilan.

Hindi mahalaga kung paano o bakit lumampas ang signal sa threshold, epektibo nitong pinuputol ang mga taluktok ng signal. Kung saan sa isang signal chain nangyayari ang clipping ay tutukuyin kung gaano ito biglaang nangyayari, ibig sabihin, ang clipping ay maaaring mula sa halos hindi kapansin-pansing distortion hanggang sa isang malakas, punit-punit na tunog na nag-dive sa iyo para sa power button sa iyong stereo.

Ang digital clipping ay karaniwang ang pinaka-hindi kasiya-siyang uri. Ito ay maaaring mangyari sa software, analog to digital (ADC) o digital to analog (DAC) converter ng isang component, o sa isang standalone na produkto tulad ng external na DAC. Anuman ang mangyari, hindi ito isang bagay na gusto mong marinig.

Siyempre, kung gaano hindi kasiya-siya ang mga tunog ng clipping ay kadalasang resulta ng kung paano mo ito ginagamit, at sa analog na mundo maaari itong pakinggan. Ang pagbaluktot ng gitara at overdrive ay parehong anyo ng clipping, na hinahayaan ang isang gitara na kumanta sa paraang hindi nito magagawa.

Sabi nga, kapag nangyari ang pag-clipping sa iyong stereo system, dahil sa hindi pagkakatugma ng bahagi o simpleng paglakas ng volume ng masyadong malakas, hindi ito kailanman isang magandang bagay.

Distortion ng Speaker

Ang pagbaluktot ng speaker ay eksakto kung ano ang tunog nito, at parang sinusubukan ng iyong speaker na punitin ang sarili nito.

Ang magandang balita ay, kadalasan, kung ano ang iyong naririnig bilang isang tagapagsalita na distorting ay maaaring aktwal na pinuputol. Ito ay marahil ang iyong amplifier na nagpupumilit na paandarin ang speaker at distorting dahil ito ay lumalampas sa pinakamataas na rating ng kapangyarihan nito upang subukang magdala ng tunog sa speaker. Hinaan ang volume at ito ay titigil.

Sa ibang pagkakataon, ang iyong naririnig ay hindi linear na paggalaw sa driver ng speaker, na nilalayong gumalaw nang linear. Ito ay maaaring resulta ng paggamit ng masyadong malakas na amplifier o isang ohm mismatch sa pagitan ng speaker at amplifier.

Sa isang speaker, habang ang signal ng kuryente ay tumama sa voice coil ng driver, ang driver ay dapat na lumipat sa waveform. Kung ang audio signal ay masyadong malakas, ang paggalaw ay maaaring magsimula sa ibaba sa sukdulan, ibig sabihin ay hindi ito makapagtulak ng mas maraming hangin. Dito ka magsisimulang makarinig ng aktwal na pagbaluktot ng speaker.

Kung magpapatuloy ito, maaari itong pisikal na makapinsala sa speaker, kaya kung sa tingin mo ay nakakarinig ka ng mga speaker na nagdistort, tiyaking babaan ang volume nang mabilis hangga't maaari. Kahit na ito ay naging clipping, karaniwan itong nangangahulugan na may hindi tama sa iyong stereo o home theater system.

Upang matiyak na nai-hook up mo nang tama ang lahat, tingnan ang aming gabay sa mga koneksyon sa mga wiring sa home theater.