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Titolo: [TECNICO] THD: E SE NON CONTASSE UN "FISCHIO"?

Ciao a tutti!
Qualche giorno fa un oscuro "disturbatore" della tranquillità di questo NG
mi ha suggerito che "forse" le armoniche di distorsione NON ESISTONO! O
che, pur esistendo, non hanno in realtà molto senso come "indice di
qualità" del suono di un amplificatore.
Il ragionamento era il seguente: visto che nell'uso *normale* di un
amplificatore audio da questo esce musica, cioè un segnale assai più
complesso delle sinusoidi di prova ne consegue che la sua distorsione avrà
una composizione altrettanto più complessa di quella generata in presenza
di tali sinusoidi; in ogni caso abbastanza complessa da far dubitare del
fatto che abbia ancora senso la distinzione tra disto di ordine pari, di
ordine dispari, di basso e di alto ordine e via dicendo. Tanto più il
segnale di uscita diventa complesso (ad esempio quello di un bel pieno
orchestrale) e tanto più la distorsione generata dall'ampli somiglierà
semplicemente a del rumore aggiunto la cui unica correlazione con il
segnale è la sua ampiezza che mantiene grosso modo lo stesso rapporto con
l'ampiezza totale del segnale uscente (corrispondente alla disto totale
che, via via che aumenta la complessità del segnale cessa di avere
significati diversi da quello, appunto, di semplice rapporto tra segnale
riprodotto e componente aggiunta al medesimo).
L'oscuro "disturbatore" faceva notare come in tale situazione l'unica vera
differenza esistente tra amplificatori diversi consista praticamente
soltanto nella loro funzione di trasferimento (che è una curva che correla
l'ampiezza del segnale di ingresso con quello di uscita e i cui
scostamenti dalla linea retta, di qualsiasi natura siano, "modellano" il
segnale di uscita). Per semplificare il discorso si suppone che tali
amplificatori abbiano alimentatori ideali, esenti da disturbi, e che gli
stessi amplificatori siano costruiti in modo tale da non captare disturbi
o spurie di vario genere, ovvero che il segnale di uscita sia dovuto al
solo segnale fornito intenzionalmente in ingresso senza alcuna aggiunta,
salvo la distorsione intrinseca del circuito.
L'oscuro "disturbatore" ha lasciato il discorso a metà perché aveva
bisogno urgente di una tonnellata di Alka Selzer per risolvere un
gravissimo problema di acidità che lo tormenta da un po'; mi ha pregato
però di completare il suo discorso. Siccome è veramente un brav'uomo lo
accontento volentieri.
Tutti gli amplificatori audio hanno una curva di trasferimento che è tutto
tranne che una retta; questa curva può avere una o più "gobbe" che
modulano l'ampiezza del segnale (e qui chiedo soccorso a gente più ferrata
di me in matematica: le curve sono descritte da polinomi di vario grado e
io non sono andato più in là dei monomi...). Tali gobbe, in presenza di
segnali sinusoidali si manifestano con deformazioni la cui analisi
spettrale si traduce in uno spettro armonico il cui contenuto può essere
indipendente dall'ampiezza del segnale (caso molto semplice e "ideale") o
può invece dipendervi in maniera più o meno pesante via via che il numero
di "gobbe" sulla curva aumenta (caso questo molto più comune, non fosse
altro che per il fatto che un amplificatore "medio" ha più di uno stadio
attivo). In genere, in un caso ancora relativamente benigno, la curva è
una "S" la cui forma varia caso per caso (tale "S" esiste anche nei
"monotriodi"; la parte che manca al triodo viene fornita - spesso in dosi
generose - dal trasformatore di uscita). La forma di tali curve, pur
venendo appiattita dalla controreazione, conserva grosso modo la stessa
fisionomia (come dire che una "S" sarà più "sdraiata" su una retta e meno
pronunciata ma in ogni caso tende ad essere sempre una "S").
Finché attraverso tali curve transitano delle sinusoidi non c'è molto da
dire; oltre alle sinusoidi ci si ritrova con delle armoniche più o meno
"gustose" ma poco altro. Ma cosa succede se al posto di una sinusoide
facciamo passare attraverso la curva un succoso segnale musicale?. Faccio
qualche ipotesi, assumendo come valido il principio di sovrapposizione
delle ampiezze dei segnali.
1) Segnali di grande ampiezza si comportano come "portanti" di segnali di
ampiezza minore. La conseguenza è che un piccolo segnale può trovarsi a
lavorare in tempi diversi in punti diversi della curva di trasferimento
aventi non linearità statiche diverse.
2) Piccoli segnali trasportati da grandi segnali su punti di lavoro
diversi della curva possono, oltreché generare intermodulazione, anche
generare CONTENUTI DI DISTORSIONE ARMONICA DIVERSI, rendendo vana ogni
valutazione qualitativa basata sul contenuto di distorsione armonica
generato da un segnale sinusoidale di prova.
3) Via via che il segnale diventa più ricco diventa sempre più difficile
stabilire la "paternità" della distorsione, generata che tende a
comportarsi sempre più come un rumore "modulato" dall'ampiezza propria del
segnale. In realtà tale "modulazione" dovrebbe essere alla fine l'unica
caratteristica rilevabile della distorsione (sempre che sia di entità
sufficiente per una misura). In pratica si ha lo stesso fenomeno che rende
"naturale" il segnale uscente da un CDP nonostante la sua natura
"campionata"; l'errore (o distorsione) diventa "rumore" e pertanto, se il
rumore non ha variazioni di ampiezza e contenuto in frequenza che
segnalino in qualche modo la sua presenza, tende a mascherarsi da solo.
4) Se quanto detto sopra ha un senso, ne consegue che ogni valutazione
qualitativa basata sul contenuto di distorsione (o di errore per i CDP)
prodotto dal trasferimento (o dalla ricostruzione) di una forma d'onda
semplice come un segnale di prova in realtà non ha alcun valore quando si
debba valutare il trasferimento o la ricostruzione di segnali composti
come è il caso nella musica.
5) Ogni amplificatore, indipendentemente dal fatto che sia a tubi, a
transistori, o a ricariche per lavatrici, è tanto migliore quanto le sue
curve di trasferimento sono "trasparenti" ovvero quanto più esse sono
semplici ma soprattutto tali che per ogni ampiezza del segnale da
trasferire, quest'ultimo trovi sempre una curva, o una porzione di curva,
descritta sempre DALLO STESSO POLINOMIO, senza alcun riguardo per il fatto
che tale segnale sia "solo" o "portato" da altri segnali di ampiezza
maggiore a lavorare in punti diversi della stessa curva.
Per chiarire quest'ultimo punto possiamo immaginare al posto di un segnale
elettrico un segnale OTTICO in cui l'amplificazione sia attuata da una
LENTE. Tale "lente" sarà tanto migliore non solo quanto questa riuscirà ad
essere la meno deformante possibile ma anche, ed è un punto chiave, quanto
essa riuscirà ad essere la più "neutra" possibile nei confronti della luce
"bianca" (l'equivalente ottico di un segnale elettrico composto), ovvero
che possieda la più bassa tendenza possibile a trasformarsi in un prisma.
Chiudo qui, sperando di non averle sparate troppo grosse...
Ciao!
Piercarlo

che possieda la più bassa tendenza possibile a trasformarsi in un prisma.
pienamente d'accordo, ma non esiste solo la THD ad 1 Khz. Con un po'
di impegno, e fino ad un po' di anni fa alcune riviste lo facevano, si
può fare la THD in funzione della potenza e della frequenza, magari su
carichi diversi, magari affiancandoci le TRITIM, o anche più delle
solite tre TIM, magari affiancandoci anche la potenza  in funzione del
carico e via discorrendo. Quello che ottieni alla fine non è ancora
sufficiente per caratterizzare completamente il sistema, essendo lo
stesso non lineare, ma da una bella ripassata alle caratteristiche
dello stesso. Questo che vuol dire? Che magari l'amplificatore sotto
esame, pur avendo passato, magari brillantemente, tutti i test, può
ancora riprodurre male il segnale in ingresso quando questo fosse
diverso dai segnali test, ma a questo punto la probabilità che ciò
accada è terribilmente bassa, tanto bassa che personalmente finora non
ho ancora visto un solo singolo caso di questo genere nel settore
degli amplificatori.
Saluti,
--
	Denis Sbragion
	InfoTecna
	Tel, Fax: 
+39 039 2324054
	URL: 
http://infotecna.home.dhs.org

         URL: 
http://infotecna.home.dhs.org
Ciao!
Nulla da dire su quanto dici. Ma il vero "punto" del mio post non era
questo. Era piuttosto un tentativo di mettere in discussione se abbia
senso parlare di "armoniche", "decadimento armonico delle armoniche" ecc.
quando si parla di distorsione senza poi andare a indagare DA DOVE HANNO
ORIGINE queste armoniche e soprattutto senza quasi mai indagare fino a che
livello di complessità del segnale abbia senso discutere di "composizione
spettrale delle distorsioni". La mia tesi è che oltre un certo livello di
complessità - quando si tratta di cominciare a capire la fisionomia della
foresta - non abbia più molto senso discutere della forma dei singoli
alberi. Se fosse altrimenti, un sistema come la campionatura e la
digitalizzazione dei segnali alla base del sistema CD (scusa la
ripetizione) semplicemente non sarebbe sopravvissuto a se stesso. E
invece...
Ciao!
Piercarlo

 wrote in message
piercarloboletti...@mi1-60.tiscalinet.it...


 trasferimento restano.
restano si' e se non fosse per i problemi di memoria tutta la
distorsione di nonlinearita' sarebbe misurabile dalla thd
non e' quindi colpa della forma del segnale se la thd non dice tutto ma
proprio delle proprieta' della funzione di trasferimento
ciao, gulp
PS se proprio non vogliamo chiamarle armoniche, termine comdo ma che
presuppone che siano multiplo di una fondamentale (che potrebbe non
essere definita esattamente dal campionamento discreto della DFT)
chiamiamole componenti di frequenza tot... ma la sostanza non mi pare
cambiare...

 wrote in message
1e86zr2.1bi...@isdn58.divtlc.unimi.it...

Mi sono espresso sbrigatamene, quando ho detto fft intendevo una qualsiasi
forma della trasformata, discreta o continua. Capisco che questa con
opportune condizioni ed estensioni può continuare ad essere calcolata, ma
che informazioni mi ritorna per un segnale non periodico.
Se ho una sinusoide posso vedere la TDH, se ne ho due posso vedere anche la
IMD, se ho un segnale complesso che altri fenomeni mi escono? Continuano a
dominare sempre TDH (che non è più nemmeno definibile, che cosa è la TDH di
un segnale non armonico?) ed IMD?
Ciao, Francesco

Chissā se ne verrebberō fuori delle misure significative oppure sono giochetti fini a se stessi.
...
proprio l'altro giorno facevo delle prove del genere usando SpectraLab
sui miei aggeggini autocostruiti (un preampli e un crossover
elettronico) usando degli operazionali. Risultato, una retta perfetta,
correlazione piena tra ingresso e uscita. Qualcuno potrebbe fare una
prova analoga su un attrezzo a valvole?


 >Chissà se ne verrebberò fuori delle misure significative oppure sono


invece...
...
sinceramente non ho capito. Cosa intendevi dire?
Grazie e scusa, con l'età i neuroni...


 IMD, se ho un segnale complesso che altri fenomeni mi escono?
questo e' tutto un altro discorso... :)))
ciao, gulp

 cambiare...
Ci sono anche trasformate che esprimono meglio le funzioni non stazionarie
(non periodiche), 
p.es
. la Tr. di Heaviside (Laplace).
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

 complessita' di Kolmogorov non e' una invenzione degli audiovenditori.
mi riferivo al luogo comune che il segnale audio e' complesso perche'
formato non da "poche" ma da "tante" sinusoidi... condito a volte dalla
"perla" (antropocentrica?) che gli ampli coi segnali "complessi" si
trovino a partito peggioore che con quelli "semplici"...
ciao, gulp

, 
sbra...@email.com
 (Sbragion
Denis) wrote:

No, no i tuoi neuroni sono a posto. Sono stato io che non ho brillato in
chiarezza. Riferendomi al sistema CD intendevo semplicemente dire che, se
veramente gli "alberi" fossero importanti al di là di un certo limite, il
campionamento digitale del segnale (con i suoi errori di quantizzazione
minimi finché si vuole ma ineliminabili perché intrinseci di un sistema
che limitando le informazioni a quelle che passano per una sorta di
"finestra" non può che introdurre delle approssimazioni) sarebbe
intollerabile all'ascolto. Così non è per tanti buoni motivi ma
soprattutto per il fatto che il nostro orecchio ha in realtà - IHMO - una
RISOLUZIONE INFERIORE a quella del CD. Ho semplicemente cercato di vedere
se questa "ipotesi" potesse applicarsi anche ad una discussione sulla
distorsione e sulla sua percepibilità reale.
Ciao!
Piercarlo

distorsione e sulla sua percepibilità reale.
ok, ora mi è chiaro e direi che sono *molto* d'accordo. Mi baso sulla
stessa convinzione quando affermo che in campo HiFi è possibile
raggiungere la perfezione, non in senso assoluto, ma nel senso che è
sufficiente andare oltre i limiti dell'orecchio umano. 
	L'importante è proprio stabilire dove stanno questi limiti e a
quanto pare i dati disponibili in proposito sembrano proprio pochini.
Secondo me bisognerebbe chiedere agli implementatori dei vari MP3,
MPEG2, ATRAC etc. Se sono riusciti ad ottenere fattori di compressione
così elevati con perdite di qualità tutto sommato limitate, tali
limiti dovrebbero conoscerli abbastanza bene.
Saluti,


 trovino a partito peggioore che con quelli "semplici"...
Si', capisco; io volevo sottolineare il fatto che se stiamo analizzando
un sistema non lineare (magari dinamico - la "distosrione con memoria"
di cui parlava Franco) la semplice analisi di Fourier non e' lo strumento
definitivo. Mi ricordo la lezione introduttiva del capitolo "sistemi
non lineari" nel corso di Controlli Automatici: "Purtroppo tutte le
belle cose che abbiamo visto finora non si possono usare..."
E' vero che le nonlinearita' si spera siano piccole, ma e' anche
vero che tutta la parte lineare noi non la consideriamo e ci concentriamo
sulle cause di distorsione.
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

 limiti dovrebbero conoscerli abbastanza bene.
Le prove nel sito ABX che ci hai segnalato (segnalazione di cui non ti
ringrazierò mai abbastanza ;-) ti danno già una prima risposta: in
http://www.oakland.edu/~djcarlst/abx_md.htm
 è riportato il confronto tra
un brano musicale ascoltato dalla sorgente e lo stesso inciso e poi
riprodotto da minidisc. 213 prove su 15 ascoltatori, che solo nel 55%
delle prove hanno distinto tra originale e copia (forse giova ricordare
che basta tirare a indovinare per azzeccarci nel 50% dei casi ;-).
Perché tutti sentissero la differenza tra originale e copia su minidisc,
son dovuti ricorrere a segnali campione studiati apposta per mettere in
evidenza le differenze (seconda prova riportata nella pagina).
Concorderai con me che questa ultima somiglia più una prova strumentale
che a una prova di ascolto musicale. E non credi anche tu che chi
afferma di basarsi *solo* sull'ascolto potrebbe cominciare a prendere in
considerazione il minidisc? Cosa che io, da parte mia non intendo fare.
Anche per la distorsione armonica ritengo valgano discorsi simili, e in
sostanza sono d'accordo con Piercarlo: all'ascolto, può essere facile
distinguere tra una sinusoide pura e una con aggiunto il 3% di
distorsione; ma ci sono elementi per ritenere che, ascoltando un
programma musicale, distinguere tra l'incisione originale e la stessa
con il 3% di distorsione armonica aggiunta sarebbe più problematico.
Con tutto ciò, non nego a nessuno il diritto di affermare che lui ha un
orecchio che altro che il barone di Munchausen. Basta che non faccia
la povera vittima quando si dà a certe affermazioni lo stesso valore di
quelle del suddetto barone.
Altrettanto diritto ha di argomentare che, siccome i vestiti
dell'imperatore li ha pagati lui, e anche piuttosto cari, allora quei
vestiti esistono eccome. Però cade nel patetico se tratta da
intollerante chi afferma, di solito con argomentazioni meno risibili
delle sue, che il re è nudo.
Ciao
Tullio
--
Tullio Mariani, Pisa, Italia.
"Alcuni vorrebbero ammazzarmi, altri vorrebbero conversare
a lungo con me. Dai primi la legge mi difende".
http://www.geocities.com/vienna/strasse/5513/
Sent via Deja.com 
http://www.deja.com/
Before you buy.

con il 3% di distorsione armonica aggiunta sarebbe più problematico.
personalmente non ne sarei così certo. Finché si parla di segnali test
appositamente realizzati per mettere in crisi il sistema come nel caso
della prova del MiniDisc, può darsi. Ma in altri casi ho il sospetto
che il nostro sistema percettivo si trovi meglio a fare distinzioni
con i programmi musicali. Magari non percepisce le distorsioni come
tali, però secondo me è in grado di percepire meglio le differenze.
Naturalmente stiamo ragionando coi "se" e coi "ma", per cui non ci
scommetterei nemmeno 50 lire, però se ne avessi l'opportunità una
prova la farei. Con le schede audio attuali, i programmi per PC
disponibili attualmente e un po' di "art of computer programming" non
dovrebbe essere così difficile. Magari, in qualche momento di follia,
PCABX alla mano, mi ci metto dietro.
	Se non sbaglio però Franco sta facendo fare esattamente lo
stesso lavoro ad un tesista. Vero che ci farà avere i dati? :)


 stesso lavoro ad un tesista. Vero che ci farà avere i dati? :)
Temo che 'neanche sotto tortura' ;-)


Temo che 'neanche sotto tortura' ;-)
Temo anch'io, perň, non si sa mai, la speranza č sempre l'ultima a
morire...
