Signalförvrängning

Signalförvrängning är ett begrepp inom signalbehandling som beskriver hur en utsignal blir olika än ingångs- eller avsedd signal efter passage genom ett system eller medium. Förvrängningen kan uppträda som förändringar i amplitud, fas eller i själva signalens vågform.

Orsaker och typer: Linear förvrängning beror på frekvensberoende förstärkning och fasförskjutning, vilket gör att olika frekvenser förstärks olika mycket. Nonlinear förvrängning uppstår när systemet inte följer en proportionalitetsrelation mellan insignal och utsignal och skapar nya frekvenser, såsom harmoniska (multiplar av grundfrekvensen) och intermodulationsförvrängning (IMD) när flera frekvenser blandas.

Mått och analys: Vanliga mått är totalharmonisk förvrängning (THD) och intermodulationsförvrängning (IMD). Frekvensgång och fasrespons används för att beskriva linjär förvrängning, medan kvantisering- och clipping-relaterad förvrängning förekommer i digitala system. Distortion är ofta särskilt relevant när signalens integritet är avgörande, exempelvis i ljud- och kommunikationssystem.

Betydelse och exempel: Signalförvrängning är en viktig faktor i ljudutstyrsel, radiokommunikation och bild-/videosystem samt mätinstrument. Oönskad förvrängning kan färga ljudåtergivning, orsaka interferens i kommunikationskanaler eller leda till felaktiga mätresultat.

Förebyggande och utjämning: För att reducera signalförvrängning används designval som lågdistortionsförstärkare med negativ återkoppling, pre-distortion och linjärriktande algoritmer, samt filter som begränsar frekvensgången. I digitala system används högre precision, dither och korrekt sampling för att minimera kvantisering och clipping. Att hålla tillräckligt headroom minskar också signalförvrängning.