 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( март 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Ограничение - это форма искажения, которая ограничивает сигнал, когда он превышает пороговое значение. Ограничение может происходить, когда сигнал записывается датчиком , у которого есть ограничения на диапазон данных, которые он может измерять, это может происходить, когда сигнал оцифровывается , или это может происходить в любое другое время, когда аналоговый или цифровой сигнал преобразуется, особенно в наличие усиления или перерегулирования и недорега .
Ограничение можно охарактеризовать как жесткое в случаях, когда сигнал строго ограничен пороговым значением, производя плоское срезание; или он может быть описан как мягкий в случаях, когда ограниченный сигнал продолжает следовать за оригиналом с уменьшенным усилением. Жесткое ограничение приводит к появлению многих высокочастотных гармоник ; мягкое ограничение приводит к меньшему количеству высших гармоник и компонентов интермодуляционных искажений.
Аудио [ править ]
В частотной области ограничение приводит к появлению сильных гармоник в высокочастотном диапазоне (так как ограниченный сигнал приближается к прямоугольной волне ). Избыточное взвешивание сигнала на высоких частотах может привести к повреждению твитера с большей вероятностью, чем если бы сигнал не был ограничен.
Многие электрогитары игроки намеренно перегрузить свои усилители (или вставить «фуз окна») , чтобы вызвать отсечение, чтобы получить желаемый звук (см искажения гитары ).
Как правило, искажение, связанное с ограничением, нежелательно и видно на осциллографе, даже если его не слышно. [1]
Изображения [ редактировать ]
В области изображения отсечение выглядит как ненасыщенные (размытые) яркие области, которые становятся чисто белыми, если все компоненты цвета отсекаются.
Причины [ править ]
Аналоговая схема [ править ]
Разработчик схем может намеренно использовать ограничитель или фиксатор, чтобы удерживать сигнал в желаемом диапазоне.
Когда усилитель подталкивается к созданию сигнала большей мощности, чем он может поддерживать, он усиливает сигнал только до максимальной мощности, после чего сигнал больше не усиливается.
- Интегральная схема или дискретный твердотельный усилитель не может дать выходное напряжение больше , чем напряжение он питается от (обычно в 24- или 30-вольтовым распространения для операционных усилителей , используемых в линии уровня техники).
- Вакуумная труба может двигаться только ограниченное число электронов в количестве времени, в зависимости от его размера, температуры и металлов.
- Трансформатор (наиболее часто используется между этапами в трубке оборудования) будет обрезать , когда его ферромагнитного сердечника становится электромагнитно насыщенным .
Цифровая обработка [ править ]
При цифровой обработке сигналов ограничение происходит, когда сигнал ограничивается диапазоном выбранного представления. Например , в системе , использующей 16-разрядные подписанные целых числа, 32767 является наибольшим положительным значением , которое может быть представлено, и если во время обработки амплитуды сигнала в два раз, образец значение 32000 должно стать 64000, но вместо этого они усечены к максимум, 32767. Отсечение предпочтительнее альтернативы в цифровых системах - переноса, которая происходит, если цифровому оборудованию разрешено « переполняться », игнорируя наиболее значимые биты величины, а иногда даже знак значения выборки, что приводит к грубое искажение сигнала.
Частоту отсечения можно значительно снизить, используя числа с плавающей запятой вместо целых. Однако числа с плавающей запятой обычно менее эффективны в использовании, иногда приводят к потере точности , и они все равно могут обрезаться, если число слишком велико или мало.
Как избежать обрезки [ править ]
Ограничение можно обнаружить, просмотрев сигнал (например, на осциллографе) и заметив, что вершины и основания волн больше не гладкие. При работе с изображениями некоторые инструменты могут выделять все пиксели, которые являются чисто белыми, что позволяет пользователю идентифицировать большие группы белых пикселей и решать, произошло ли слишком большое обрезание.
Чтобы избежать клиппинга, сигнал можно динамически уменьшить с помощью ограничителя . Если не сделать это осторожно, это все равно может вызвать нежелательное искажение, но предотвратит полную потерю любых данных.
Восстановление обрезанного сигнала [ править ]
Когда происходит ограничение, часть исходного сигнала теряется, поэтому безупречное восстановление невозможно. Таким образом, гораздо предпочтительнее вообще избегать обрезки. Однако, когда ремонт - единственный вариант, цель состоит в том, чтобы сделать правдоподобную замену обрезанной части сигнала.
См. Также [ править ]
- Динамический диапазон
- Сжатие динамического диапазона
Ссылки [ править ]
- ^ Zottola, Тин (1996). Обслуживание вакуумных ламп, гитар и бас-усилителей . Смелый штраммер. п. 6. ISBN 0-933224-97-4.
