Evaluación objetiva

Published On Oct-05-2017

Transcripción

La evaluación objetiva de la fidelidad de un sistema consiste en realizar distintas mediciones para determinar el grado de similitud entre la señal original y la señal que está siendo reproducida.

Existen dos tipos de errores que pueden encontrarse en la señal reproducida: ruido y distorsión. El ruido es causado por una señal que se añade a la original. Por el contrario, la distorsión consiste en cambios hechos a la señal original.

Prueba de Distorsión Armónica

Una de las especificaciones más comunes en el equipo de audio es la cantidad de distorsión armónica producida. Para determinar este valor, se envía una onda sinusoidal de una frecuencia específica producida por un oscilador de bajo ruido al dispositivo a evaluar. Luego, se conecta la salida del dispositivo a un voltímetro de corriente alterna que mide la amplitud de la señal. En este punto, se calibra el voltímetro a 100%. Posteriormente, se aplica un filtro notch entre el dispositivo a prueba y el voltímetro, de manera que la frecuencia generada por el oscilador sea eliminada de la señal que recibe el voltímetro. En este punto, cualquier voltaje registrado es producto de los armónicos agregados por el dispositivo a prueba. Este voltaje se mostrará como un porcentaje del voltaje original.

Suponiendo que la prueba se realizó con una onda sinusoidal de 1 kHz y se obtuvo un voltaje de distorsión de 0.1% respecto a la señal original, la medición se expresaría con la siguiente nomenclatura:

THD + N at 1 kHz = 0.1%

Las siglas THD significan distorsión armónica total o Total Harmonic Distortion. La mayoría de fabricantes realizan esta prueba con una frecuencia de referencia de 1 kHz. Esta medición nos dice que, al procesar señales de 1 kHz, el 0.1% de la señal que sale del dispositivo a prueba es distorsión.

Es importante recalcar que esta especificación, por sí sola, no es determinante, pues no indica la cantidad de distorsión generada por el dispositivo para otras frecuencias ni la distribución de los armónicos. La distorsión generada en las frecuencias mayores a 10 kHz es de poca relevancia, ya que los armónicos se encontrarán fuera del rango audible humano.

Existen ciertos armónicos que no son captados efectivamente por la prueba THD + N. En la siguiente figura se observa el análisis espectral de una onda sinusoidal perfecta.

Figura 14.4. Análisis espectral de una onda sinusoidal perfecta.

Muchos circuitos analógicos y sistemas como el casete compacto presentan un fenómeno llamado ruido de modulación (modulation noise), que consiste en la aparición de frecuencias que rodean la frecuencia original, como se observa en la figura 7.4. Estos dispositivos son considerados de baja resolución.

Figura 14.5. Análisis espectral de una sinusoidal con ruido de modulación

Uno de los métodos para medir este tipo de distorsión utiliza una configuración similar a la medición de THD + N. Se envían dos ondas sinusoidales de frecuencia similar al dispositivo a prueba, por ejemplo una onda de 19 kHz y otra de 20 kHz. Si existe ruido de modulación, ambas frecuencias interactuarán entre sí, produciendo una frecuencia beat en 1 kHz. Posteriormente, se aplica un filtro band-pass que deje pasar únicamente la frecuencia beat. Luego, se utiliza un voltímetro para determinar la amplitud de la misma.

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