Harmonische Vervorming [tube/transistor]

[CraZ]

Wellicht een ietwat complex onderwerp.. maar goed.

Harmonische Vervorming (Harmonic Distortion) is voor mij eigenlijk nooit meer geweest dan een.. erm.. specificatie. Hoe vaak zie je het niet staan bij de specs van een apparaat : THD 0.0007%

Nou ben ik toevallig het een en ander aan het bestuderen.. en kom er achter dat het voornaamste verschil tussen buizen- en transistor-versterking 'm zit in die harmonische vervorming. Bij buizen zit die vervorming in de tweede harmonische.. terwijl bij een transistor de vervorming in de derde harmonische optreedt.

Vervorming in de tweede harmonische ligt 'lekker' in het gehoor.. en zorgt ervoor dat we buizen-geluid 'warm' vinden klinken. Vervorming in de derde harmonische ligt echter helemaal niet lekker in het gehoor.. en wordt vaak aangeduid als 'harsch' of 'scherp'.

Veel meer weet ik er niet over.. maar ik vond het wel het vermelden waard.

 

[JohnnyBusca]

Maar het gaat dus om de harmonische bij een vervorming.

Wat moet ik voorstellen bij bijvoorbeeld drums die vervormd worden. Is er dan een soort van basis frequentie waardan de tweede / derde harmonische van vervormd worden?

Wat ik wil weten is hoe de theorie in praktijk klinkt... Effecten zoals ringmoduleren, FM en vervorming kan ik volgen bij pure sinusgolven, maar hoe gedraagd het zich bij andere vormen?

Is de vervorming van een buis op elke frequentie gelijk of is er een soort van vervormingsrichtingscoefficient in de tijd..

Oftewel... Ik snap er nog weinig van.

 

[fuse]

Hehe, ik zat dus op die musicdsp.org site te kijken naar diverse algoritmes over vervorming. Dat gaat eigenlijk nergens over maar zo zie je wel hoe zoiets gemaakt kan worden. En dan zie je ook dat ze dingen gaan bedenken die volgens de natuur niet kan eigenlijk. Da's best wel freaky want dan krijg je leuke onverwachte geluiden die nog nooit iemand heeft gehoord.

 

[CraZ]

Origineel geplaatst door JohnnyBusca
Maar het gaat dus om de harmonische bij een vervorming.

Wat moet ik voorstellen bij bijvoorbeeld drums die vervormd worden. Is er dan een soort van basis frequentie waardan de tweede / derde harmonische van vervormd worden?

Wat ik wil weten is hoe de theorie in praktijk klinkt... Effecten zoals ringmoduleren, FM en vervorming kan ik volgen bij pure sinusgolven, maar hoe gedraagd het zich bij andere vormen?

Nou ja.. erm.. het is in dit geval een (voor-)versterker. Die versterkt alle frequenties die er binnenkomen. Ik neem dan ook aan dat die Harmonische vervorming voor het geheel geldt.. dus voor alle voorkomende frequenties.

Ik redeneer vanuit een microfoon-perspectief.. niet vanuit een zuiver golfvorm (wat overigens niet mag uitmaken).

Is de vervorming van een buis op elke frequentie gelijk of is er een soort van vervormingsrichtingscoefficient in de tijd..

In de tijd niet... dat hangt van het ingangs-signaal af. Maar het zal zeker frequentie-afhankelijk zijn. Al is het natuurlijk de bedoeling van de techneuten/fabrikanten om ook deze vervorming een zo vlak mogelijke fequentie-respons mee te geven..

 

[Bert ten Hove]

Vervorming in de tweede harmonische ligt 'lekker' in het gehoor.. en zorgt ervoor dat we buizen-geluid 'warm' vinden klinken. Vervorming in de derde harmonische ligt echter helemaal niet lekker in het gehoor.. en wordt vaak aangeduid als 'harsch' of 'scherp'.

Dit is dus precies waarom gitaristen, die het vaak moeten hebben van de vervorming, wat ze dan distortion of overdrive noemen, nog steeds kiezen voor buizenversterkers.

 

[SaintEric]

Ja dat klopt, samen met het feit dat buizen (als ze de vervorming ingaan) nog een aardig stuk dynamiek overhebben. Dat integenstelling tot de transistor die dan bijna gelijk aan z'n eind zit.

Groet,
Eric.

 

[olafmol]

http://www.sospubs.co.uk/sos/oct00/articles/pcmusician.htm

 

[DJB]

Over de theorie: vervorming introduceert nieuwe frequentiecomponenten
die in het originele signaal niet aanwezig waren.

Het is vrijwel nooit zo dat er slechts 1 component vervormd wordt
(zoals de tweede of 3e harmonische). Het is vrijwel altijd een
hele set van extra tonen. Zie onderstaand voorbeeld.

Neem bijvoorbeeld een enkele sinustoon van 400 Hz.
Als je deze gaat vervormen (wat in principe betekent dat je elke sample
door een niet-lineaire functie haalt, bijv. y=sign(x)*abs(x)^a met a <1)
krijgt het resultaat, y, allerlei nieuwe componenten die een veelvoud zijn
van de grondtoon. Bijvoorbeeld als a=0.9 (je comprimeert de golfvorm,
dit is iets wat transistoren e.d. ook vaak doen) dan krijg je
een extra sinus op 1200 Hz, op 2000 Hz, op 2800 Hz, enzovoorts.
Men zegt dan dat er oneven harmonischen gegenereerd worden,
omdat de harmonischen op 3x, 5x, 7x de grondtoon liggen.

Een gelijkrichter produceert weer een heel ander vervormingspatroon:
hierbij genereer je nieuwe frequenties op 800, 1600 , 2400 Hz, etc.
Dit zijn even harmonischen, dus 2x, 4x, 6x, etc de grondtoon.

Hoe de vervorming er precies uit ziet heeft dus invloed op welke
boventonen er gegenereerd worden door de vervorming.
Je kunt je wel voorstellen dat dat dus ook invloed heeft op hoe
het resultaat klinkt.

Bovenstaand voorbeeld is voor slechts 1 sinus. Vaak pas je vervorming
toe op een hele set sinussen tegelijk (een enkele toon met veel boventonen,
zoals bijv. een enkele gitaarsnaar) of zelfs complete accoorden.
Dan wordt het vervormingspatroon nog een stuk ingewikkelder. Behalve
dat er even en oneven harmonischen van de aanwezige grondtonen bijkomen,
komen er ook nog eens harmonischen van alle verschilfrequenties die in het signaal
aanwezig zijn erbij. Dus als je een toon hebt van 200 en van 220 Hz, dan zullen
er ook nog componenten met een veelvoud van 20 Hz bij komen, bovenop de
componenten van 200 en 220 Hz zelf.