Абсолютная фаза: понятие и применение в звуке и электронике.
Absolute phase
Абсолютная фаза звука: что это такое? Сохранение исходной полярности сигнала при воспроизведении через наушники и колонки. Важно для точной передачи звука.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Абсолютная фаза — это фаза волновой формы относительно некоторого стандарта (строго говоря, фаза всегда является относительной). Если этот стандарт принят всеми заинтересованными сторонами, можно говорить об абсолютной фазе в данной области применения.
Absolute phase is the phase of a waveform relative to some standard (strictly speaking, phase is always relative). To the extent that this standard is accepted by all parties, one can speak of an absolute phase in a particular field of application.
Воспроизведение звука
При воспроизведении звука через наушники или динамики, абсолютная фаза относится к фазе воспроизведенного сигнала относительно исходного, сохраняя исходную полярность. Положительное давление на микрофон воспроизводится как положительное давление динамиком или драйвером наушников. Например, взрывной звук "п" от вокалиста посылает начальную положительную волну давления воздуха к микрофону, который реагирует начальным движением диафрагмы внутрь, от вокалиста. Для сохранения абсолютной фазы, динамик, воспроизводящий этот звук, должен излучать начальное положительное давление наружу, в сторону слушателя. В аудио, изменение полярности означает равномерный сдвиг фазы на 180° во всем частотном диапазоне, обычно достигаемый на одном канале путем перестановки подключения двух проводов. Некоторые аудиофилы утверждают, что одновременное изменение полярности всех каналов вносит едва заметную, но ощутимую разницу в воспроизводимом звуке, даже если относительные фазы всех каналов остаются неизменными. Слух чувствителен к периодичности формы сигнала на низких частотах; тесты показали, что абсолютную фазу иногда можно услышать испытуемым при прослушивании в монофонических условиях (один динамик или наушники, подающие одинаковый сигнал на оба уха). Аудиоинженер Дуглас Селф заключает, что "есть веские основания полагать, что абсолютная фаза может быть слышимой", особенно для звуков с резкими импульсами, таких как ударные. Концепция абсолютной фазы становится неактуальной для любого струнного инструмента (например, гитары или фортепиано) или для двух и более инструментов, играющих одновременно. Известно, что сложные звуки, подобные этим, имеют неопределяемую фазовую взаимосвязь.
In the reproduction of sound by headphones or speakers, absolute phase refers the phase of the reproduced signal relative to the original signal, retaining the original polarity. A positive pressure on the microphone is reproduced as a positive pressure by the loudspeaker or headphones driver. For instance, the plosive "p" sound from a vocalist sends an initial positive air pressure wave toward the microphone which responds with an initial inward movement of the microphone diaphragm, away from the vocalist. To maintain absolute phase, a loudspeaker reproducing the sound would send an initial positive pressure outward from the loudspeaker, toward the listener. In audio, a change in polarity refers to an equal phase shift of 180° at all frequencies, usually produced on one channel by reversing the connections of two wires. Some audiophiles claim that reversing the polarities of all the channels simultaneously makes a subtle perceptible difference in the reproduced sound, even though the relative phases of all the channels are preserved. The ear is sensitive to the periodicity of a waveform at low frequencies; tests have shown that absolute phase can sometimes be heard by test subjects listening with monaural conditions (a single loudspeaker, or headphones sending the same signal to both ears.) Audio engineer Douglas Self concludes "there is a prima facie case for the audibility of absolute phase", especially for high impulse sounds such as percussion. The concept of absolute phase is rendered irrelevant for any instrument with strings (such as a guitar or piano), or for two or more instruments played together. Complex sounds such as these are known to have an undetectable phase relationship.
Электроника мощности
При работе с силовой электроникой важна фаза напряжения и тока в различных точках системы по отношению друг к другу. Если интересующие точки значительно удалены друг от друга в пространстве, измерить относительную фазу может быть затруднительно. Для решения этой проблемы фаза сигналов измеряется относительно абсолютного времени (UTC) с использованием приборов, основанных на GPS. Сравнение двух абсолютных фаз таким образом позволяет вычислить относительную фазу удаленных сигналов.
When dealing with power electronics, the phase of the voltage and current at various points in the system relative to one another are important. If the points of interest are widely separated in space, it can be difficult to measure the relative phase. To solve this problem, the phase of the signals relative to absolute time (UTC) is measured using instruments relying on GPS. Comparison of two absolute phases in this sense allows the relative phase of distant signals to be computed.
Обработка сигналов
В обработке сигналов импульс или конечное волновое колебание можно рассматривать как сигнал одной частоты, модулированный огибающей, или как суперпозицию бесконечного числа бесконечно малых волн различных частот. В первом случае можно говорить о фазе волны относительно огибающей как об абсолютной фазе. Во втором представлении речь идет об относительной фазе компонентных частот. Примерами могут служить физические эффекты, обусловленные фазой сигналов с одинаковым спектром мощности.
In signal processing a pulse or finite wavetrain can be considered as a signal of a single frequency modulated by an envelope, or as a superposition of an infinite number of infinitesimal waves of different frequencies. In the first case, one may speak of the phase of the wave with respect to the envelope as the absolute phase. In the second picture, it is a question of the relative phase of the component frequencies. For examples of physical effects due to the phase of signals with the same power spectrum.