منظور از اعوجاج یا Distortion چیست ؟
در این مقاله به اعوجاج یا Distortion چیست میپردازیم. اعوجاج در صدا اصطلاحی است که بیشتر مردم با آن آشنا هستند، تا حد زیادی به لطف هنرمندانی مانند جیمی هندریکس، ادی ون هیلن، و هر کسی که تلاش کرده تا با بالا بردن ولوم تقویت‌کننده‌های خود تا نهایت ممکن، صدایی مشابه آن‌ها تولید کند. اما اعوجاج دقیقاً چیست؟ چه عواملی باعث آن میشود و چرا دشمن علاقه‌مندان به صدای باکیفیت (آدیوفیل‌ها) است؟
معمولاً مردم میتوانند اعوجاج قابل شنیدن را تشخیص دهند، هرچند که در اشکال مختلف ظاهر میشود. اعوجاج میتواند از تغییرات ظریف و غیرقابل‌تشخیص تا صدای “فاز” خفیف یا وزوز ناخوشایند روی برخی نُت‌ها یا فرکانس‌ها متغیر باشد، و در موارد شدیدتر حتی ممکن است به نظر برسد که دستگاه خراب است. اغلب، اعوجاج زمانی پدیدار میشود که صدای ولوم را بالا میبریم و دلایل مشخصی برای این موضوع وجود دارد.
چگونه اعوجاج را تعریف میکنیم ؟
اعوجاج به معنای تغییر شکل موج صوتی است، به این معنی که خروجی با ورودی تفاوت دارد. اگر یک فرکانس منفرد به سیستم وارد شود و خروجی شامل چندین فرکانس باشد، ما با اعوجاج غیرخطی مواجه هستیم. اگر هر خروجی متناسب با سطح سیگنال ورودی مقیاس نداشته باشد، به آن نویز گفته میشود که جدا از اعوجاج در نظر گرفته میشود.
سیگنال‌های صوتی به روشی مشابه تصاویر دچار اعوجاج میشوند، مثل زمانی که یک تصویر از طریق یک لنز کثیف یا شکسته عبور میکند یا زمانی که تصویر اشباع میشود. اعوجاج میتواند هم در ضبط و هم در پخش در چندین نقطه از زنجیره سیگنال صوتی رخ دهد.
چه عواملی باعث اعوجاج میشوند ؟
سیگنال زمانی دچار اعوجاج میشود که خروجی یک دستگاه صوتی نتواند ورودی را با دقت کامل دنبال کند. اجزای کاملاً الکترونیکی زنجیره سیگنال (مثل تقویت‌کننده‌ها و مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DACها)) معمولاً بسیار دقیق‌تر از اجزای الکتروآکوستیکی، که به عنوان مبدل‌ها شناخته میشوند، عمل میکنند.
مبدل‌ها سیگنال‌های الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکنند تا صدا تولید شود، مانند یک اسپیکر، یا بالعکس، مانند یک میکروفون. معمولاً اجزای متحرک و عناصر مغناطیسی مبدل‌ها در خارج از محدوده عملیاتی باریک خود غیرخطی میشوند. با این حال، تلاش برای تقویت بیش از حد سیگنال توسط الکترونیک نیز میتواند به سرعت منجر به صدای ناخوشایند شود.
اعوجاج یا دیستروشن در تولید موسیقی به‌صورت خلاقانه استفاده میشود، اما این موضوع خود به‌تنهایی یک مبحث جداگانه است. ما در اینجا بر روی اعوجاج در بازتولید صدا تمرکز داریم، یعنی مسیری که صدا از طریق آن پخش میشود، مثل زمانی که با اسپیکر یا هدفون گوش میدهید. در بازتولید دقیق صدا، که هدف اصلی محصولات HiFi است، هرگونه اعوجاج بد تلقی میشود و تولیدکنندگان تجهیزات سعی دارند آن را به حداقل برسانند.
اعوجاج خطی چیست ؟
به طور دقیق، هر دستگاهی که پاسخ فرکانسی کاملاً مسطحی نداشته باشد، باعث اعوجاج یا دیستروشن خطی میشود. این نوع اعوجاج سیگنال مانع از بازتولید صحیح محتوای طیفی اصلی سیگنال میشود. یک پاسخ فرکانسی ایده‌آل معمولاً به صورت یک خط مسطح بدون اعوجاج خطی در نظر گرفته میشود. البته باید توجه داشت که پاسخ ایده‌آل ممکن است بر اساس کاربرد دستگاه، لزوماً خط مسطح نباشد.
همچنین ممکن است شکل موج صوتی تغییر کند بدون اینکه محتوای فرکانسی آن تغییر یابد، که این از طریق تغییر در زمان‌بندی نسبی رسیدن فرکانس‌های مختلف اتفاق می‌افتد (مثلاً در کراس‌اوورهای پسیو اسپیکر). برای آزمایش این نوع اعوجاج میتوان از موج‌های مربعی استفاده کرد، زیرا تغییرات در شکل آن‌ها خطاهای زمانی را نشان میدهد و بررسی موج میتواند مشکلات را به سرعت شناسایی کند.
اعوجاج غیر خطی چیست ؟
یک موج سینوسی کامل فقط شامل یک فرکانس است، اما دستگاه‌های واقعی دارای غیرخطی‌هایی هستند که هارمونیک‌هایی اضافه کرده و سیگنال را به مقدار کم یا زیاد اعوجاج میدهند. این غیرخطی‌ها در دستگاه‌هایی ذاتی هستند که ویژگی ورودی-خروجی آن‌ها یک خط مستقیم نیست. اعوجاج هارمونیک به اضافه شدن صداهای جدید به سیگنال صوتی اشاره دارد.
THD چیست ؟
اعوجاج کل هارمونیکی (THD) مجموع تمام هارمونیک‌های اندازه‌گیری شده در خروجی یک محصول است. اندازه‌گیری THD با جمع کردن انرژی اضافی هارمونیک‌ها و تبدیل آن به یک مقدار واحد بیان میشود که به صورت درصد (که معمولاً در مقیاس لگاریتمی نشان داده میشود) یا به صورت dB نمایش داده میشود، و نشان‌دهنده نسبت انرژی در مقایسه با سیگنال اصلی یا مطلوب است.
نسبت THD یک مقدار درصدی کمتر از 100% یا یک مقدار دسی‌بل منفی خواهد بود. به عنوان مثال، 1% THD معادل -42 دسی‌بل و 89% THD معادل -1 دسی‌بل است. هنگام انجام این اندازه‌گیری‌ها، تحلیلگر باید اعوجاج کمتری نسبت به دستگاه تحت آزمایش داشته باشد.
کلام آخر
اعوجاج در صدا یکی از عوامل مهمی است که میتواند کیفیت تجربه شنیداری را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. در حالی که در تولید موسیقی، گاهی اوقات از اعوجاج به عنوان یک ابزار خلاقانه استفاده میشود، در سیستم‌های پخش صوتی مانند اسپیکرها و هدفون‌های HiFi، هرگونه اعوجاج به عنوان یک نقص در بازتولید صدا تلقی میشود. از این رو، تولیدکنندگان تلاش میکنند با بهبود طراحی و فناوری‌های استفاده شده در تجهیزات صوتی، این اعوجاج‌ها را به حداقل برسانند.
اعوجاج خطی و غیر خطی هر دو میتوانند باعث تغییر شکل سیگنال صوتی شوند و نتیجه آن صدایی متفاوت از آنچه که انتظار میرود خواهد بود. از این رو، آگاهی از نوع و میزان اعوجاج در دستگاه‌های صوتی اهمیت بسیاری دارد. به ویژه اندازه‌گیری اعوجاج کل هارمونیکی (THD) به عنوان یکی از معیارهای اصلی برای سنجش کیفیت صدا، میتواند به مصرف‌کنندگان کمک کند تا دستگاه‌هایی با کیفیت بالاتر و دقت بیشتر را انتخاب کنند.
برای علاقه‌مندان به صدای باکیفیت (آدیوفیل‌ها)، هدف نهایی باید دستیابی به بازتولید دقیق و بدون اعوجاج صدا باشد. با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و طراحی دقیق، میتوان کیفیت صدای پخش شده را بهبود بخشید و تجربه شنیداری نزدیک به حالت ایده‌آل را ایجاد کرد.
پاسخگوی سوالات شما هستیم
دیدگاهی وجود ندارد!