Parliamo di misure di distorsione: THD o TND ?

[F.Calabrese]

Tempo fa vi accennai ad una mia obiezione fondamentale nei confronti della misura di TND proposta ed attuata da Audioreview.

Ho scoperto che alle stesse conclusioni era arrivato anche nientemeno che Steve F. Temme, uno dei progettisti dello splendido Analizzatore B&K 2012, che mi onoro di possedere (come pezzo da museo...).

Proverò a riassumere la questione, utilizzando i commenti di Temme pubblicati sul Journal of Audio Engineering Society.

Alla fine del ragionamento scoprirete che è possibile misurare la distorsione dei diffusori in modo affidabile e correlabile con le sensazioni all'ascolto.

Partiamo da questa constatazione:

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Come giustamente afferma Temme, è assai diverso misurare un ampli o un diffusore con segnali sinusoidali (=di ampiezza nota e stabile), oppure con segnali musicali o random (= di ampiezza continuamente variabile e nota solo in forma statistica).

Se però l'entrata in distorsione dell'oggetto che si misura è graduale, come accade nei diffusori (in gamma media), allora le due tecniche di misura forniscono risultati paragonabili, anche se occorre scalarli opportunamente. Come potete vedere nel grafico qui sopra.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

La situazione cambia invece completamente quando l'oggetto che si misura è caratterizzato da una entrata in distorsione brusca, come accade quando gli ampli clippano, o quando i woofers arrivano a fondo corsa.

In questi casi la misura della distorsione armonica con segnali sinusoidali illustra bene il brusco aumento, mentre la misura con segnali musicali o con rumore rosa nasconde la posizione della soglia oltre la quale l'ampli o il woofer distorcono. Si può dunque affermare che la misura della potenza di un ampli con segnale musicale non è affatto una buona idea... anzi...1

TND_Temme_2.jpg (105.31 KiB) Visto 4318 volte

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

La spiegazione di quanto scritto nei due post che precedono è semplice: un segnale sinusoidale passa velocemente per i valori vicini allo zero, mentre si ferma quasi quando raggiunge i valori di picco positivo e negativo, che infatti sono rappresentati nella statistica da due stretti picchi di probabilità (vedi sotto, la curva più chiara chiaro).

Diversamente, i segnali musicali, il Pink Noise ed anche i segnali multitono, restano solo per brevi istanti sui valori di picco, mentre sono statisticamente assai più frequenti su valori prossimi allo zero... come potete vedere nel grafico che segue (da Temme), nelle curve più scure.

TND_Temme_3.jpg (164.04 KiB) Visto 4317 volte

Se ne deduce che le misure con segnale musicale, multitono o random finiscono per dare un risultato che è influenzato maggiormente dai valori a basso e bassissimo livello...

In due parole: quando vedete valori dell'ordine del 10-20 e più per cento, in una misura di TND di Audioreview... Beh... aspettatevi che il diffusore stia in realtà spernacchiando alla stra-grande...! Il problema è che di diffusori che vanno così male se ne incontrano ogni mese, su Audioreview...!!!

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F.C.

[F.Calabrese]

A questo primo (ed enorme problema) se ne aggiunge un altro: il fatto che la distorsione misurata finisce per dipendere dallo spettro del segnale, come dice anche Temme...

TND_Temme_3b.jpg (107.86 KiB) Visto 4316 volte

In effetti questa cosa era perfettamente nota anche dalle parti di AudioReview... da cui abbiamo preso questo grafico che mostra come basta introdurre un filtro passa-alto per far "magicamente" diminuire la distorsione di un diffusore... (togliendo le bassissime frequenze, che causano le maggiori escursioni).

TND_AR269_3.jpg (306.63 KiB) Visto 4316 volte

Ora però attenzione: AudioReview impiega come segnale di prova del Rumore Rosa, il cui spettro contiene già MOLTE MENO bassissime frequenze di quante ne contenga un normale brano musicale, specie di pop-rock...!!!

Ancora una volta vi sottolineo che, nonostante queste possibili "accortezze", ci sono parecchi diffusori -come le Rosso Fiorentino in prova questo mese su AR- i cui valori di distorsione di TND sfiorano il 50% ad appena 100 dB ad un metro...!!! Provate soltanto ad immaginare come suonino sul serio...!

Per ora vi ho postato queste anticipazioni, ma domani conto di proseguire con gli altri grafici di Temme.

A domani
F.C.

[F.Calabrese]

E la battuta "alla Totò" è arrivata subito...

14:14 (October 20 02:14PM )
Posts: 49,023Member
...
Ora...se vogliamo affrontare il discorso seriamente io sono qui (anche in compagnia di altra gente competente) altrimenti continuiamo a parlare di cose fuorvianti.
A me farebbe piacere enorme affrontare il discorso misure in modo serio, dimostrabile, replicabile e ripetibile.

saluti, Tom.

Bene... io ho incominciato....

Prosegui tu o ricomincia... come vuoi...!

Ma non ti tirare indietro, questa volta...!!!

Saluti
F.C.

[F.Calabrese]

Vista la fulminea defezione di Gefrusti... noi proseguiamo con le osservazioni di Steve F. Temme, della Bruel & Kjaer:

TND_Temme_4.jpg (172.5 KiB) Visto 4315 volte

TND_Temme_4b.jpg (173.9 KiB) Visto 4315 volte

TND_Temme_5.jpg (206.67 KiB) Visto 4315 volte

Ecco che Temme introduce un concetto importantissimo: quello della necessità di tener conto del diverso rendimento dei diffusori alle frequenze dei vari prodotti di distorsione. Come potete vedere dall'ultimo grafico, normalizzando i risultati in funzione di questo, si ottiene la sovrapposizione dei risultati delle misure effettuate con toni puri o multitoni.

Dall'ultimo grafico si deduce anche che la misura con segnali musicali o con Rumore casuale PRODUCE RISULTATI FALSAMENTE FAVOREVOLI...

Nel prossimo post, le deduzioni.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

In premessa, ricordiamo che Steve F. Temme, della Bruel & Kjaer, è uno dei massimi esperti del pianeta, in materia di apparati e tecniche di misura.

Le conclusioni di un suo ampio studio, pubblicato sul Journal of Audio Engineering Society, sono abbastanza sconcertanti, ma verificabili per vere.

1)- Temme spiega il perché le misure di distorsione con segnali musicali o rumore (come la TND di AudioReview) diano risultati all'acqua di rose, specie alle frequenze medie ed alte. Il motivo è che il segnale raggiunge i livelli di picco solo per una quota minima del tempo di misura, mentre per il resto oscilla su valori bassissimi (ai quali la distorsione è ovviamente inesistente). Dunque quello che vediamo nei grafici di AR è una media tra la potenza indicata e zero...

2)- Temme rivaluta moltissimo la misura della Distorsione Armonica, in quanto è l'unica che fornisce una indicazione precisa dei limiti alle basse frequenze tipici dei diffusori. Anche nel caso degli ampli, la misura della Distorsione Armonica è l'unica che mostra l'insorgere brusco del clipping...

3)- Temme suggerisce nuove tecniche di misura,con segnali multitono, ma osserva che queste tecniche NON sono utilizzabili alle basse frequenze, come invece fa AudioReview con le misure di MIL e MOL...

In sintesi: misurando la progressione dei livelli di Distorsione Armonica al crescere del livello si ottengono molte più informazioni sul comportamento di ampli e diffusori di quante se ne ottengano con qualsiasi altra tecnica di misura nota.

Saluti
F.C.

[Ute]

Due domande:
-sei sicuro che Audio review usi ancora il pink noise? Ormai tutti (persino io a casa mia ) usano almeno il Logchirp.
-non è che il punto 3 oggi sia stato superato, dallo stesso Temme? Mi riferisco a questo:
https://www.listeninc.com/resources/tec ... t-stimuli/

[F.Calabrese]

Due domande:
(1) -sei sicuro che Audio review usi ancora il pink noise? Ormai tutti (persino io a casa mia ) usano almeno il Logchirp.
(2) -non è che il punto 3 oggi sia stato superato, dallo stesso Temme? Mi riferisco a questo:
https://www.listeninc.com/resources/tec ... t-stimuli/

1)- Purtroppo il segnale della TND è -in pratica- Rumore Rosa filtrato a bande alterne di un terzo di ottava...

2)- NO... i due scritti di Temme dicono la stessa cosa: un tono duale ha sempre una componente "differenza" collocata a frequenze così basse da non essere emessa efficientemente in ambiente... e tuttavia il sistema ha raggiunto il suo limite...!

Se ci pensiamo, a noi le misure servono per capire "fino a dove" il sistema funziona... ragion per cui... EVVIVA la buona e vetusta THD...!!!

Saluti
F.C.