Misura della distorsione oltre la Distorsione Integrale: la DID

[TomCapraro]

Infine, a conferma che la NTD è passata da "test" a misura, andiamo a confrontare il risultato della DISTORSIONE INTEGRALE con quello della NTD con l'utilizzo del medesimo stimolo.

La DISTORSIONE INTEGRALE non necessita di alcun rigore sul mantenimento del medesimo circuito di clock, delle variazioni della fase, della risposta in frequenza...dunque "semplicemente" rappresentabile tramite un analizzatore di spettro.

Audio Precision l'ha integrata nei loro apparecchi di misura tramite i famosi 32 toni. (toni con una specifica cadenza spettrale)

Di contro, la NTD, necessita di una serie di accorgimenti che vertono ad eliminare preventivamente TUTTE le alterazioni di tipo lineare, ergo lasciando soltanto emergere quelle di tipo NON lineare...la distorsione.

Questa è la DISTORSIONE INTEGRALE in real time.



Questa è la NTD offline previa acquisizione ed eliminazione delle alterazioni di tipo lineare.



Come si evince il livello è perfettamente identico tra le due misure (grazie alla precisione del software) tranne un piccolo e spiegabile particolare...quel "pettine" che emerge dal resto del segnale.

Ebbene, quel pettine non è altro che il RESIDUO degli stessi toni (perchè anche i toni subiranno un alterazione e che verranno mascherati dall'ampiezza dello stimolo)

Anche in questo caso Audio Precision ha integrato una funzione che "elimina i toni di stimolo" quindi facendo emergere il cosiddetto pettine. (il grafico di AP è preso come esempio, e non è correlato alle misure di cui sopra)



A questo punto le conclusioni sarebbero queste: se la DISTORSIONE INTEGRALE misura i prodotti non lineari (armonico + d'intermodulazione + rumore) la NTD misura sia questi...che la stessa distorsione dei toni di stimolo.

[Carlo]

Forse l'unica difficoltà è capire quando si tratta di rumore e quando di distorsione?

[MarioBon]

Le misure di Distorsione Integrale e Densa con stimoli a 16 bit garantiscono un rapporto segnale rumore sufficiente almeno per la misura su altoparlanti. Se non lo fosse basta passare a stimoli a 24 bit.
E' comunque facile verificace il livello li rumore ambientale facendo una rilevazione con stimolo a zero (spento).

[TomCapraro]

Forse l'unica difficoltà è capire quando si tratta di rumore e quando di distorsione?

Relativamente a quanto postato (che sono misure prese dallo stadio analogico di un DAC) la misura di DISTORSIONE INTEGRALE e/o NTD include inconfutabilmente la somma di tutte le distorsioni e il rumore.
Nella DISTORSIONE INTEGRALE, ovvero nello spazio che intercorre tra i toni, si nota sia rumore che picchi dovuti alle intermodulazioni, di contro nella NTD questi picchi si notano molto meno (a meno che non succeda uno sfracello) per cui l'alterazione non lineare prende una forma piu omogenea (anche perchè lo stimolo non è a bande soppresse e/o multitono, ma rumore integrale continuo con fattore di cresta ancora piu basso)

Per poter distinguere il rumore termico dell'elettronica da quello che si eleva durante la riproduzione di un segnale, basta tracciare sull'analizzatore (fisico o software) una sessione di "rumore a vuoto"...ovvero l'acquisizione del rumore di fondo senza alcun segnale, quindi evidenziarlo nell'analizzatore come riferimento.
Alcuni DAC implementano dei circuiti di spegnimento dei convertitori in assenza di segnale, su questi va applicato un segnale digitale a -144dB, questo consentirà "l'accensione" dei convertitori e la produzione del realativo rumore di fondo.

Qui sotto due esempio di NTD e relativo rumore (in giallo il rumore dell'elettronica, in blu il segnale differenza non lineare)





Come si evince, il DAC con prestazioni migliori produce anche un rumore di fondo piu basso.
p.s da premettere che la scheda di acquisizione dell'analizzatore dovrà garantire un rumore di fondo inferiore all'elettronica sottoposta a verifica. (per i diffusori, come anticipato da Mario, serve un livello di accuratezza meno spinto)

[Carlo]

Perchè alle basse frequenze c'è una tendenza ad alzarsi?
Distorce di piu? in particolare l'ultimo grafico

[TomCapraro]

Perchè alle basse frequenze c'è una tendenza ad alzarsi?
Distorce di piu? in particolare l'ultimo grafico

Si ottiene, in quel segmento, una risoluzione "inferiore" specificamente legata a quel tipo di stimolo...il rumore bianco.
Il modulo dello spettro del rumore bianco è piatto, ma se tu applicassi un filtraggio sul segnale ed estraessi "3 decadi" (20-200)...(200-2000)...(2000-20000) noteresti che l'ampiezza dell'inviluppo tra la prima decade e la seconda differisce di circa 10dB come valore RMS.
Se si aumentasse l'ampiezza dell'inviluppo della prima decade (allo stesso livello RMS della seconda) si otterrebbe una distribuzione -uniforme- dell'alterazione non lineare...in soldoni: servirebbe piu ampiezza sulla gamma bassa.

Il rumore ROSA, per questo scopo, si presta meglio:

1) perchè ha un inviluppo (ampiezza) meglio distribuito.

2) perchè il modulo dello spettro risulta essere molto simile al modulo della stragrande maggioranza di registrazioni musicali.


Qui sotto la stessa misura con l'utilizzo di entrambi i segnali (Bianco e Rosa)
La misura con il rumore Rosa risulta omogenea, quella con il rumore Bianco "perde" circa 8dB a salire di risoluzione nel comparto delle basse e bassissime frequenze.

[Carlo]

Ok grazie Tom
Ultima curiosità, sei d'accordo con le prove il cui livello viene regolato a seconda della distorsione? voglio dire se un segnale ampio tende a produrre distorsione dopo lo si abbassa fino a farla stazionare a livelli presentabili

[MarioBon]

A che scopo si farebbe una cosa del genere?
I risultati su dispositivi diversi non sarebbero più confrontabili.

[TomCapraro]

Ok grazie Tom
Ultima curiosità, sei d'accordo con le prove il cui livello viene regolato a seconda della distorsione? voglio dire se un segnale ampio tende a produrre distorsione dopo lo si abbassa fino a farla stazionare a livelli presentabili

Premesso che ogni tipo di segnale con una determinata ampiezza generino una quantità " a se stante" di distorsione.
Sull'adeguamento del livello non trovo spiegazione e utilità, sarebbero risultati incomparabili e fuorvianti.
Personalmente (ma ci vorrebbe piu tempo) utilizzerei per le sorgenti 4 livelli diversi, -3dB...-2dB...-1dB e 0dB.
In questo modo mi renderei conto della tendenza dell'elettronica a distorcere (o non..) con i segnali ad ampiezza elevata.
Ma non basterebbe nemmeno questo, per esperienza ho rilevato comportamenti il cui livello di distorsione cambiava radicalmente al passare tra un segnale a -0,2dB e -0,1dB. (sorgenti e DAC abbastanza economici e "stranamente" progettati)
A questo punto partirei dal segnale piu alto (picco allo 0dBFS) per poi, a seconda di come si comporta, fissarne il livello di maggior rendimento.
Potrebbe essere utile sui DAC, e per chi usa musica liquida con player corredati da ottimi attenuatori digitali a 32/64 bit.
Riviste e testate del settore non hanno certamente tutto questo tempo (e ritorni...) per dedicarsi a scavare fino in fondo su un elettronica.
Mi sembrano cose da effettuare in proprio, quindi potendoci dedicare tutto il tempo che si vuole.

[AndreaLanari]

buongiorno, stanotte mi sono iscritto al forum ma leggo ormai da diverso tempo i vari thread, vorrei da tempo dotarmi di un sistema di misura valido che mi consenta oltre alla misura THD anche di provare a misurare la Distorsione Integrale,(argomento che mi ha tenuto sveglio e che vorrei approfondire) navigando in rete mi sembra che il top (ad un prezzo accettabile) possa essere la Clio Pocket (comprensiva di microfono calibrato), il software consente di caricare volendo un file wav personalizzato per fare poi l'analisi spettrale, leggendo il manuale però non capisco se l'analizzatore integrato metta poi in evidenza la "parte nera" di rumore e distorsione che negli screenshot di Mario Bon risulta invece molto chiara e netta, inoltre rimane l'ostacolo del file multitono che pur capendone il principio di funzionamento non saprei come generarlo. volendo ho a disposizione anche schede audio professionali M-Audio e Motu Ultralite, mi mancherebbe comunque un buon microfono e un pre adeguato, pertanto pensavo alla Clio come soluzione completa.

Andrea Lanari