Кіріспе
Сигналдың бастапқы пішінін өзгерту, әсіресе электр техникасы саласында. Сигналды өңдеуде бұрмалау – сигналдың бастапқы пішінін (немесе басқа да қасиеттерін) өзгерту. Байланыс және электроникада бұл ақпаратты жеткізетін сигналдың – мысалы, дыбысты бейнелейтін аудиосигнал немесе бейнелерді бейнелейтін бейнесигналдың – электрондық құрылғыда немесе байланыс арнасындағы толқын пішінінің өзгеруін білдіреді. Бұрмалау көбінесе қаланбайды, сондықтан инженерлер оны жоюға немесе азайтуға тырысады. Дегенмен, кейбір жағдайларда бұрмалау қажет болуы мүмкін. Мысалы, Dolby жүйесі сияқты шуды азайту жүйелерінде аудиосигнал электр шуына бейім сигналдың бөліктерін күшейту үшін әдейі бұрмаланады, содан кейін шулы байланыс арнасынан өткеннен кейін симметриялық түрде "қалпына келтіріледі", бұл қабылданған сигналдағы шуды азайтады. Бұрмалау музыкалық эффект ретінде де қолданылады, әсіресе электр гитараларында. Шудың немесе басқа сыртқы сигналдардың (гул, кедергі) қосылуы бұрмалау деп есептелмейді, бірақ кванттау бұрмалануының әсері кейде шуға жатқызылады. Шу мен бұрмалауды ескеретін сапа өлшемдеріне сигнал мен шу және бұрмалау (SINAD) арақатынасы және жалпы гармоникалық бұрмалау және шу (THD+N) жатады.
technology, especially electrical engineering
In signal processing, distortion is the alteration of the original shape (or other characteristic) of a signal. In communications and electronics it means the alteration of the waveform of an information bearing signal, such as an audio signal representing sound or a video signal representing images, in an electronic device or communication channel. Distortion is usually unwanted, and so engineers strive to eliminate or minimize it. In some situations, however, distortion may be desirable. For example, in noise reduction systems like the Dolby system, an audio signal is deliberately distorted in ways that emphasize aspects of the signal that are subject to electrical noise, then it is symmetrically "undistorted" after passing through a noisy communication channel, reducing the noise in the received signal. Distortion is also used as a musical effect, particularly with electric guitars. The addition of noise or other outside signals (hum, interference) is not considered distortion, though the effects of quantization distortion are sometimes included in noise. Quality measures that reflect both noise and distortion include the signal to noise and distortion (SINAD) ratio and total harmonic distortion plus noise (THD+N).
Амплитуданың бұрмалануы
Амплитудалық бұрмалану – белгілі жағдайларда жүйеде, жүйенің бөлігінде немесе құрылғыда шығыс амплитудасы кіріс амплитудасына пропорционалды болмағанда туындайтын бұрмалану.
Гармониялық бұрмалау
Гармониялық бұрмалау дыбыс толқынының жиілігінің толық сан еселігі болып табылатын жоғарғы гармоникаларды қосады. Аудио жүйелеріндегі амплитудалық бұрмалауға себеп болатын сызықтық емес қасиеттер көбінесе жүйеге жіберілген таза синусоидалық толқынға қосылған гармоникалар (жоғарғы гармоникалар) арқылы өлшенеді. Гармониялық бұрмалау жеке компоненттердің салыстырмалы күші бойынша, децибелмен немесе барлық гармоникалық компоненттердің квадратуралық орташасымен: Жалпы гармониялық бұрмалау (THD) проценттік арақатынас ретінде беріледі. Гармониялық бұрмалаудың естілу деңгейі бұрмалаудың нақты табиғатына байланысты. Бұрмалаудың әртүрлі түрлері (мысалы, кроссовер бұрмалау) басқа түрлеріне қарағанда (мысалы, жұмсақ қиылу) жақсырақ естіледі, тіпті THD өлшемдері бірдей болса да. Радиожиілік қолданыстарында гармониялық бұрмалау THD ретінде сирек көрсетіледі.
Жиілік респонденциясының бұрмалануы
Тегіс емес жиілік жауабы — сүзгіде әртүрлі жиіліктер әртүрлі деңгейде күшейтілген кезде туындайтын бұрмалау түрі. Мысалы, айнымалы токпен байланыстырылған каскадты күшейткіштің біркелкі емес жиілік жауап қисығы жиілік бұрмалануының мысалы болып табылады. Аудио жағдайында, мұның басты себептері бөлменің акустикасы, нашар динамиктер мен микрофондар, динамиктердің ұзын кабельдері және динамиктердің жиілікке тәуелді кедергісі болып табылады.
Фазалық бұрмалану
Бұрмалаудың бұл түрі көбінесе электрлік реактансқа байланысты туындайды. Мұнда кіріс сигналының барлық компоненттері бірдей фазалық өзгеріспен күшейтілмейді, нәтижесінде шығыс сигналының кейбір бөліктері шығыстың қалған бөлігімен фазадан қалыс қалады.
Топтық кідіріс бұрмалауы
Тек дисперсиялық ортада ғана табылады. Толқын жетекте фазалық жылдамдық жиілікке қарай өзгереді. Сүзгіде топтық кешігу кесу жиілігіне жақын ең жоғары мәнге жетеді, нәтижесінде импульс бұрмаланады. Аналогтық ұзақ қашықтықтағы байланыс желілері кең таралған кезде, мысалы 12 арналы жүйеде, топтық кешігу бұрмалануын репитерлерде түзету қажет болды.
Бұрмалауды түзету
Жүйенің шығысы y(t) = F(x(t)) арқылы берілгендіктен, егер кері функция F⁻¹ табылып, жүйенің кірісін немесе шығысын қасақана бұрмалау үшін қолданса, онда бұрмалау түзеледі. Мұндай түзетуге мысал: LP/винил жазбалары немесе FM аудио хабарлары сызықты сүзгі арқылы әдейі алдын ала күшейтілген жағдайда, қайта өндіру жүйесі жалпы жүйені бұрмаламау үшін кері сүзгі қолданады. Егер кері функция болмаса, түзету мүмкін емес – мысалы, егер трансферт функциясының тегіс кескіндері болса (кері функция бірнеше кіріс нүктесін бір шығыс нүктесіне бейімдейді). Бұл түзетуге келмейтін ақпаратты жоғалтуға алып келеді. Мұндай жағдай күшейткіштің шекті мәнінен асып кетуі кезінде туындауы мүмкін, нәтижесінде сигнал кесілуі немесе бұрқалу жылдамдығының бұрмалануы пайда болады, себебі қысқа мерзімге күшейткіштің қасиеттері ғана, кіріс сигналы емес, шығысты анықтайды.
Жұп реттік гармониялық бұрмалауды жою
Көптеген симметриялық электрондық схемалар күшейткіш компоненттерінің сызықтық еместігінен туындаған жұп гармоникалардың амплитудасын азайтады. Бұл, схеманың қарама-қарсы жартыларынан алынған екі сигналды біріктіру арқылы жүзеге асырылады, мұнда шамамен бірдей амплитудадағы, бірақ фазасы қарама-қарсы бұрмалау компоненттері болады. Мысалдарға түрткі-тарту күшейткіштері және ұзын құйрықты жұптар жатады.
Телетайп машинасы немесе модем сигналы
Қос циклдік сигналдау, мысалы FSK-де, бұрмалау – сигнал импульстарының маңызды сәттерінің бастапқы импульстің басына қатысты дұрыс орналасқан уақытынан ығысуы. Бұрмалаудың мөлшері идеалды бірлік импульстің ұзындығының пайызымен өлшендіріледі. Бұл кейде смещениелік бұрмалау деп те аталады. Телеграфтық бұрмалау – бұл оған ұқсас, бірақ көне проблема, ол белгі және үзіліс аралықтарының қатынасын бұрмалайды.
Дыбыс бұрмалануы
Аудиода бұрмалау – шығыс толқын формасының кіріске қарағанда кез келген деформациясы, әдетте, клиппинг, гармоникалық бұрмалау немесе интермодуляциялық бұрмалау (араласу құбылыстары), электрондық компоненттердің сызықтық емес қасиеттерінен және қуат көзінің шектеулерінен туындайды. Сызықтық емес аудио бұрмалаудың нақты түрлеріне кроссовер бұрмалау және жылдамдықтан туындайтын бұрмалау (SID) жатады. Дыбыстың басқа да бұрмалау түрлеріне – тегіс емес жиілік жауабы, сығу, модуляция, алиасинг, кванттау шуы, винил пластинкалары мен магниттік таспалар сияқты аналогтық орталардан туындайтын вау және флаттер жатады. Адам құлағы фазалық бұрмалауды естімейді, бірақ ол стерео бейнелеуге әсер етуі мүмкін. Көптеген салаларда бұрмалау – сигналға қажетсіз өзгеріс ретінде сипатталады. Музыкада бұрмалау жиі, мысалы, хэви-метал және панк-рок сияқты рок музыка стильдерінде электр гитара сигналына қолданғанда әсер ретінде қасақана қолданылады.
Өнердегі бұрмалау
Көркемдік әлемде бұрмалау – суретшінің идеяны білдіру, сезімді жеткізу немесе көрнекі әсерді күшейту үшін нысанның мөлшеріне, пішініне немесе көрініс сипатына енгізетін кез келген өзгеріс. Мұндай бұрмалаулар немесе "абстракциялар" көбінесе фотореалистік перспективадан немесе нақты пропорциядан саналы түрде бас тартуды білдіреді. Мысалы, Пикассоның "Шырылдаған әйел" және Эль Греконың "Көрегендердің табынуы" туындыларын қарастырайық, ондағы адам бейнелері стандартты перспективада мүмкін емес, тепе-теңдіксіз және (көп жағдайда физикалық бұрмалауларда болатындай) асимметриялық пропорцияда бейнеленген.
Оптика
Оптикада бейне / оптикалық бұрмалау – оптикалық жүйенің оптикалық осьінен алшақтаған сайын үлкейтудің өзгеруінен туындайтын түзу сызықты проекциядан ауытқу.
Карталық проекциялар
Картографияда бұрмалау – нысанның ауданының немесе пішінінің дұрыс емес бейнеленуі. Мысалы, Меркатор проекциясы жоғары ендіктегі аймақтардың мөлшерін үлкейту арқылы бұрмалайды.