Semantik: Tonkurva/frekvensrespons

[Flint]

Det där tycker jag låter vettigt.

[IngOehman]

Åh...

Tack Bagheera!


Repetera gör nytta uppenbart, det jag skrev i första inlägget var väl i det stora hela samma sak.


Vh, iö

[Flint]

Jag hade tyvärr inte tid att läsa det första, eller så var det skrivet i traditionell prenumerationsform och därmed aningen ogreppbar. Jag vet inte. Kanske var jag upptagen på granntråden, den om mickförstärkare.

[IngOehman]

Visst. Jag menade inte att repetitionen "tog på dig" (att du är tjatmottaglig), bara att repetition är bra! (I största allmänhet.)

I förekommande fall (i detta tydligen) är den bra, för att man kan missa några av gångerna om det finns en repetition.


Vh, iö

[Flint]

Ett renodlat budskap, strukturerat presenterat.

[IngOehman]

Tackar och bockar!


Vh, iö

- - - - -

PS. Hur är det fatt?

[Flint]

Jag fattar det inte själv. Det kanske smittar.

[Morello]

Ingen mer än jag som tycker det verkar knasigt att trumma in ny nomenklatur och dessutom göra det utan att berätta att den är ny och att man därmed ifrågasätter den vedertagna?

Vågar vi ana ett retoriskt tjyyyvknep?

[IngOehman]

När du säger ny så menar du alltså... vaddå?

Begreppet tonkurva är åtminstone >50 år gammalt!

Begreppet frekvensgång vet jag inte hur gammalt det är, men det har alltid använts för att beskriva hur en kurva ändrar sig som funktion av frekvensen. Exempel: -Vilken frekvensgång har tonkurvan?
Att sedan folk slarvat och sagt: -Vilken frekvensgång har högtalaren? (underförstått: Dess tonkurva) är väl föga förvånande. Slarv är inget nypåfund heller.
"Frekvensgång" är alltså inte en namn på själva grafen, utan en egenskap hos den, om grafen är kurva med frekvensberoende. Alla kurvor med frekvens på X-axeln har en frekvensgång.

Så har det alltid varit. Det är således ingen nyhet det heller.


Vh, iö

- - - - -

PS. Några frågor (till Morello) av ren nyfikenhet:

1. Vad kallar du en graf som i X-ledd har frekvens och i Y-ledd har impedans?

2. Vad kallar du en graf som i X-ledd har frekvens och i Y-ledd har distorsion?

[petersteindl]

av Morello » 2006-10-04, 10:23

Tycker det blir helknasigt om alla ska sitta i sin stuga och konstruera ny nomenklatur som strider mot gängse standard.


Frekvensgång motsvarar beloppet av systemets överföringsfunktion och frekvenssvar motsvarar överföringsfunktionen. Frekvenssvaret kan åskådliggöras grafisk medelst tex. bodediagram eller nykvistdiagram.

Allt detta finns nedpräntat i tusentals vetenskapliga verk.

Exempel på referens är "signaler och system", prof. em. Anders Svärdström.


Redan 2006 var detta utrett här i kanalen!

Om man tar det engelska uttrycket Frequency response, vill du översätta det med frekvensgång eller frekvenssvar?

[petersteindl]

De föregående och detta och nästkommande är inlägg från en annan tråd. Eftersom dessa är helt OT i den tråden så fortsätter debatten bäst här.

Om man utgår från engelskans Frequency response, så är det det kvantitativa måttet på utgående spektrum hos ett system som svar på ett stimulus. Det är ett mått på amplituden och fasen hos utsignalen som funktion av frekvens i jämförelse med insignalen. Om en sinuston med given frekvens är insignal till ett system så kommer ett linjärt system svara med samma frekvens med en viss amplitud och en viss fasvinkel relativt ingångssignalen. Så är exempelvis inte fallet hos system som inte är minimum fas d v s de flesta högtalare.

Det finns därför villkor för att detta med Frequency response skall gälla. Systemet måste vara linjärt och tidsinvariant. Då finns enkelt samband mellan fas och amplitud. Det blir då enkelt att uttrycka Frequency response i Bode diagram.

Vid akustiska mätningar på högtalare så är det inte helt entydigt att högtalaren med delningsfilter uppfyller villkoren ovan. De flesta högtalare som system är inte minimum fas system och uppfyller inte villkoren. Då finns inget samband mellan frekvens och fas på utsignalen i jämförelse med signalen på ingången.

På den tiden det begav sig användes oftast uttrycket tonkurva vid akustiska mätningar på högtalare.

Jag skulle kunna tänka mig att man använde annan benämning än frekvenskurva eller frekvensgång just på grund av högtalarnas olinjäritet och istället använde man tonkurva som begrepp istället för frekvenskurva eller frekvensgång. Tonkurvan kan vara rak och faskurvan kan var allt annat än motsvarande fas om systemet vore linjärt. Så kan fallet ej få vara om man använder uttrycket frekvensgång.

Mvh
Peter

[petersteindl]

Om man utgår från engelskans Frequency response, så är det det kvantitativa måttet på utgående spektrum hos ett system som svar på ett stimulus. Det är ett mått på amplituden och fasen hos utsignalen som funktion av frekvens i jämförelse med insignalen.

Näe, det är Bode plot som du kommer in på längre ner. Frequency response är det vi här kallar frekvensgång, frekvenskurva eller tonkurva.

Googla gärna på Frequency response. Du kommer bl a hit. https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_response
Så här står det bl a på Wiki.

Frequency response is the quantitative measure of the output spectrum of a system or device in response to a stimulus, and is used to characterize the dynamics of the system. It is a measure of magnitude and phase of the output as a function of frequency, in comparison to the input. In simplest terms, if a sine wave is injected into a system at a given frequency, a linear system will respond at that same frequency with a certain magnitude and a certain phase angle relative to the input.

Vad jag förstår är Frequency response ett mått på amplituden och fasen hos utsignalen som funktion av frekvens i jämförelse med insignalen. Sedan är frågan vilka uttryck man vill använda på svenska. Denna frequency response kan åskådliggöras på olika sätt.

Om en sinuston med given frekvens är insignal till ett system så kommer ett linjärt system svara med samma frekvens med en viss amplitud och en viss fasvinkel relativt ingångssignalen. Så är exempelvis inte fallet hos system som inte är minimum fas d v s de flesta högtalare.

En högtalare med fasvridning kommer också svara med samma frekvens med en viss amplitud och viss fasvinkel rel. stimuli. Samma samma!

Att frekvensen inte ändras får vi ta som ett litet axiom då det gäller "normala" högtalare. (Fast styr man ut en högtalare med 10 Hz så kan amplituden i rummet vara betydligt större vid 20 Hz). I ett minimum fas system då man exempelvis ökar frekvensen till det dubbla och amplituden är oförändrad så fås en given motsvarande fasvinkel. I en högtalare så kan amplituden vara oförändrad vid dubblerad frekvens medans fasvinkeln kan ha ändrats magnituder mer än motsvarande minimum fas system. Det betyder att fas och amplitud inte följer varandra på samma sätt som man skulle kunna förutspå om det vore ett minimum fas system. Det är inte samma samma som jag ser det. En skillnad mellan sådana system kan man se ur grupplöptiden om jag förstått saken rätt.

Det finns därför villkor för att detta med Frequency response skall gälla. Systemet måste vara linjärt och tidsinvariant. Då finns enkelt samband mellan fas och amplitud. Det blir då enkelt att uttrycka Frequency response i Bode diagram.

Det kravet har jag aldrig stött på tidigare. Olinjära system kan mycket väl ha en frekvensgång. Om den sen skiljer sig något vid olika styrka på insignalen är en annan fråga.

Om kravet är att man från en given frekvenskurva skall kunna få fram motsvarande faskurva så gäller Frequency response under förutsättning att systemet är LTI vilket betyder Linear time-invariant. Systemet skall vara linjärt och tidsinvariant. Är systemet linjärt så är det också ett minimum fas system. Högtalare är inte minimum fas. Även om högtalaren har rak tonkurva i passbandet, låt säga från 20 Hz till 20 kHz så kan fasen exempelvis variera 180 grader mer än hos ett minimum fas system.

Då man konstruerar förstärkare eller kontrollsystem så kan man möjligtvis/troligtvis behandla dessa som linjära system och kan applicera teorierna för Frequency response i Bode och Nyqvist, men med högtalare är det inte på samma sätt. Så har jag uppfattat saken. Jag vill påpeka att jag försöker ge en möjlig förklaring till varför benämningen tonkurva används ibland och varför frekvensgång används. Själv finner jag det naturligt att använda ordet tonkurva i högtalarsammanhang och frekvensgång i elektroniska sammanhang, exempelvis hos förstärkare.

Då jag skrivit detta ser jag att tråden gäller D/A. Vi är nog helt OT i denna tråd. Men så blir det på detta forum. Nu ger jag med gott samvete ordet till IÖ, Morello och Svante och övriga.

Mvh
Peter

[petersteindl]

Vad jag förstår är Frequency response ett mått på amplituden och fasen hos utsignalen som funktion av frekvens i jämförelse med insignalen. Sedan är frågan vilka uttryck man vill använda på svenska. Denna frequency response kan åskådliggöras på olika sätt.

Det kan inte vara ett mått då gain/magnitud mäts i tex. volt eller dB. Fas mäts ex. i grader.

Bode plot = frequency response + phase response.

Piotr, jag tror du missförstår det jag skriver. I ett LTI vilket betyder Linear time-invariant system så räcker det med frequency response för att få fram fasvinkeln. Man behöver inte mäta fasen för sig. Så är det inte med högtalare som inte är minimum fas och MF högtalare är synnerligen sällsynta på marknaden, men visst finns det några.

Systemet skall vara linjärt och tidsinvariant. Är systemet linjärt så är det också ett minimum fas system.

Nix, systemet kan vara linjärt och fasvrida mer än MF.. såklart..

Jag vet inte om du missförstår det jag skriver, men jag citerar Wiki:

In control theory and signal processing, a linear, time-invariant system is said to be minimum-phase if the system and its inverse are causal and stable.

Att diskutera ostabila eller ickskausala system anser jag vara överkurs i sammanhanget. Återstår då att ett linjärt tidsinvariant system är minimum fas.

Högtalare är inte minimum fas. Även om högtalaren har rak tonkurva i passbandet, låt säga från 20 Hz till 20 kHz så kan fasen exempelvis variera 180 grader mer än hos ett minimum fas system.

Högtalare kan vara MF (i stort sett), men är det oftast inte.

Artikeln du länkar till känns lite tafflig, men läser du hela ser du att texten går mer i min linje.

Piotr, de absolut flesta högtalare på marknaden är inte MF. Skulle tippa att mindre än 1 promille är det. Du och jag har olika syn och även vad gäller texten. Jag känner mig inte övertygad om att du och jag kommer längre i denna debatt.

Mvh
Peter

[Piotr]

Om det du vill ha sagt är att man kan utläsa (beräkna) fas ur en frekvensrespons på ett minfas-system så är jag såklart med på det. Ser dock inte hur det på något vis borde sätta normen för hur uttrycket används då det ju som bekant finns icke minfas-system också.

Att merparten av kompletta högtalare fasvrider duktigt ändrar inte på det faktum att det finns system som är i princip minfas, och de separata högtalarelementen är väl i stort minfas också. Du skrev ju faktiskt "högtalare är inte minfas" vilket känns som ett inkorrekt påstående då det inte är allmängiltigt.

I engelskan finns begreppeen "frequency response" och "phase response". De används för att beskriva det vi kallar för frekvensgång, tonkurva eller frekvensrespons respektive fasrespons. Tillsammans kan de utgöra en "Bode plot".

Jag har aldrig stött på någon eller något som inte är i linje med det. Den artikeln du länkar till separerar de två om du läser hela vägen ner.

Gokväll... eller gonatt snarare!

[petersteindl]

Om det du vill ha sagt är att man kan utläsa (beräkna) fas ur en frekvensrespons på ett minfas-system så är jag såklart med på det. Ser dock inte hur det på något vis borde sätta normen för hur uttrycket används då det ju som bekant finns icke minfas-system också.

Att merparten av kompletta högtalare fasvrider duktigt ändrar inte på det faktum att det finns system som är i princip minfas, och de separata högtalarelementen är väl i stort minfas också. Du skrev ju faktiskt "högtalare är inte minfas" vilket känns som ett inkorrekt påstående då det inte är allmängiltigt.

I engelskan finns begreppeen "frequency response" och "phase response". De används för att beskriva det vi kallar för frekvensgång, tonkurva eller frekvensrespons respektive fasrespons. Tillsammans kan de utgöra en "Bode plot".

Jag har aldrig stött på någon eller något som inte är i linje med det. Den artikeln du länkar till separerar de två om du läser hela vägen ner.

Gokväll... eller gonatt snarare!

Men Piotr, jag har hela tiden sagt eller försökt göra mitt bästa för att säga att man kan utläsa (beräkna) fas ur en frekvensrespons på ett minimumfas-system. Jag har också försökt säga att det kan finnas viss anledning varför man i Svenska språket har ordet tonkurva samt orden frekvenskurva och/eller frekvensgång. Nattlorden skrev att det kanske är så att tonkurva kommer från Tyska språket. Låt oss gå in på Tyska Wiki för att se vad som står där.

Der Frequenzgang ist der Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangssignal eines linearen zeitinvarianten Systems (LZI-System) bezüglich der Amplitude und der Phase. Er ist die Fourier-Transformierte der Impulsantwort des Systems. Der Frequenzgang ist eine komplexe Funktion der Frequenz. Er gibt für sinusförmige Signale das Verhältnis zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal an.

Das Ausgangssignal hat wegen des linearen Verhaltens des Systems dieselbe Frequenz wie das Eingangssignal. Die beiden Signale unterscheiden sich jedoch in der Amplitude und in der Phase. Das Verhältnis der Amplituden von Eingangssignal und Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Frequenz ist der Amplitudengang. Der Unterschied der Phase zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Frequenz ist der Phasengang.

Där är Frequenzgang kopplat till linjärt tidsinvariant system. Jag vill alltså inte göra gällande att det faktiskt är så men det verkar som det skulle kunna vara så. I så fall kan det vara tillräckligt för di gamle att använda två olika ord där tonkurva företrädelsevis används på system som inte är linjära och som tillhör tonfrekvensområdet d v s högtalare. Det behöver inte vara så men det skulle kunna vara så. Jag söker alltså en plausibel förklaring på den nomenklatur som finns där tonkurva ingår i nomenklaturen men även frekvenskurva och frekvensgång. Normalt sett så finns det en förklaring till varför man använder ett visst ord.

Natti natti
Peter

[PerStromgren]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

[paa]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

Tala latin med bönder, och med lärde på bönders vis. Eller hur det nu var...

[PerStromgren]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

Tala latin med bönder, och med lärde på bönders vis. Eller hur det nu var...

Visst, fast det ligger något nedvärderande i det där gamla talesättet. Vad det handlar om är att helt enkelt alltid göra sitt bästa för att den man talar med ska förstå vad man säger. Det kan vara nog så knepigt, även i vår lilla värld...

[paa]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

Tala latin med bönder, och med lärde på bönders vis. Eller hur det nu var...

Visst, fast det ligger något nedvärderande i det där gamla talesättet. Vad det handlar om är att helt enkelt alltid göra sitt bästa för att den man talar med ska förstå vad man säger. Det kan vara nog så knepigt, även i vår lilla värld...

Du läste således inte vad jag skrev?

[PerStromgren]

Tala latin med bönder, och med lärde på bönders vis. Eller hur det nu var...

Visst, fast det ligger något nedvärderande i det där gamla talesättet. Vad det handlar om är att helt enkelt alltid göra sitt bästa för att den man talar med ska förstå vad man säger. Det kan vara nog så knepigt, även i vår lilla värld...

Du läste således inte vad jag skrev?

V.S.B.

[Svante]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

Ja, *tonkurva*, man blir nästan lite kär.

Vackert är det.

[Morello]

Nej, det låter inrökt - frekvensgång är det vedertagna begreppet och det inskränker sig inte till registret upp till 20 kcps.

[Svante]

Nej, det låter inrökt - frekvensgång är det vedertagna begreppet och det inskränker sig inte till registret upp till 20 kcps.

Frekvensgång låter som ett av alla modeord för nya gymaktiviteter. Idag har jag varit ute på frekvensgång. Jag fick upp gångfrekvensen rejält.

[PappaBas]

Här ett tydligt exempel på hur "frekvensgång" kan se ut



Här ser vi en "tonkurva"



QED

[IngOehman]

Jag tycker att ordet "tonkurva" är vackert - som något som har med musik att göra - så jag använder det även om det skulle vara dumt ur någon ingenjörsmässig eller språklig synvinkel. De flesta jag pratar med vet inte innebörden av någotdera orden...

Tala latin med bönder, och med lärde på bönders vis. Eller hur det nu var...

Visst, fast det ligger något nedvärderande i det där gamla talesättet. Vad det handlar om är att helt enkelt alltid göra sitt bästa för att den man talar med ska förstå vad man säger. Det kan vara nog så knepigt, även i vår lilla värld...

Varför är det nedvärderande att göra sitt bästa för att den man talar med skall förstå vad man säger, om det innebär att man vill veta något om den man talar med för att kunna välja så rätt språk som möjligt?

Jag får mera känslan att den som ser ordspråket (det riktiga, inte det skojförvrängda) som nedvärdernade tampas med sina egna värderingar.

Hur som helst behöver du inte vara orolig för att tonkurva skulle vara dumt sett ur en ingenjörsmässig synvinkel. Det är ett begrepp som har sitt ursprung just från det hållet. Det är inte bara ett vackert ord, det är det bästa också, eftersom det är entydigt.

En tonkurva visar förstärkningens/verkningsgradens frekvensgång.
Tonkurvan visar en egenskap hos en överföringsfunktion (hur objektet påverkar frekvensinnehållet). Så en spektralkurva är bara en tonkurva om signalens energi haft rätt sorts* frekvensoberoende. Men en spektralkurva av musik är inte en tonkurva.

På samma sätt som en impedanskurva visar impedansens frekvensgång.
Impedanskurvan visar objektets lastegenskaper.


Vh, iö

- - - - -

*Om man t ex gör en spektralanalys med konstant bandbredd så behöver insignalen bara t ex en dirac eller vitt brus för att resulterande kurva skall vara en tonkurva för objektet. Mäter man med konstant relativ bandbredd (t ex 1/16 oktav) så måste insignalen vara t ex rosa brus för att resulterande kurva skall vara en tonkurva för objektet. I alla brusmätningar så finns fel som beror på bandbredd och mättid. Så skall man vara noga så kanske man bör säga att man med brusmätningar approximerar tonkurvan.

[IngOehman]

Nej, det låter inrökt - frekvensgång är det vedertagna begreppet och det inskränker sig inte till registret upp till 20 kcps.

Nej, du har fel. Frekvensgång däremot låter... Tyskt.

Frekvensgång är inte synonymt med tonkurva, ens om man bortser ifrån vilka frekvenser som är hörbara och vilka som inte är det. Och problemet med "frekvensgång" är att det därtill ett obestämt begrepp tills man redovisar VAD kurvan ifråga visar frekvensgången för (amplitud? fas? impedans? distorsion?). Man kanske skulle kunna säga att frekvensgång är ett vedertaget begrepp - för att berätta att en kurva visar "någontings" (oftast amplitud och fas) frekvensberoende? Ett vedertaget delbegrepp.

- - -

Så jag avråder från begreppet helt och hållet, oavsett vad man menar med det. Det fungerar bara tillsammans med information om vad som finns på Y-axeln. Men visst, då fungerar det, men "tonkurva" är ändå mycket elegantare och som sagt - det är entydigt, vedertaget och det har användts sedan urminnes tider.

Sen är det naturligtvis ofta så att man använder begreppet "frekvensgång" tillsammans med att man även visar frekvensgången ifråga, och då går det ju att läsa vad som står på axlarna. Så att begreppet bara säger att något varierar med frekvensen är ju oproblematiskt, just i sådana fall.

Och talar man om ett objekt där det är rimligt självklart att det är en överföringsfunktion man talar om fungerar det väl också hyggligt att tala om frekvensgång, t ex tror jag de flesta översätter ett RIAA-stegs frekvensgång till ett RIAA-stegs överföringsfunktions frekvensgång (alltså tonkurvan). Då är det ju amplitudens och fasens frekvensgångar man talar om, om man känner sig säker på att impedansen är skapligt resistiv.

Men är det ett RIAA-steg för MM-pickuper så faller oftast impedansen mot högre frekvenser och även impedansens frekvensgång kan redovisas med en kurva... För det mesta väljer man dock en enklare redovisning än så - resistans och parallell kapacitans.


Vh, iö

[Piotr]

*Om man t ex gör en spektralanalys med konstant bandbredd så behöver insignalen bara t ex en dirac eller vitt brus för att resulterande kurva skall vara en tonkurva för objektet. Mäter man med konstant relativ bandbredd (t ex 1/16 oktav) så måste insignalen vara t ex rosa brus för att resulterande kurva skall vara en tonkurva för objektet.

Ja, eller logsvep.

I alla brusmätningar så finns fel som beror på bandbredd och mättid. Så skall man vara noga så kanske man bör säga att man med brusmätningar approximerar tonkurvan.

Med undantag för periodiskt brus naturligtvis.. och man kan väl kanske sträcka sig till att säga att oavsett stimuli så är det fråga om en approximering.

Fixat citat /Andreas

[IngOehman]

Visst, på allt det där, i varje fall nästan*.

Men du borde fixa citatet.
(Edit: Tack Andreas!)


Vh, iö

- - - - -

*Det finns ett potentiell problem med att kombinera frekvenssvep med någon form av deloktavanalys. Potentiellt, inte ett garanterat problem.

Problemet är att man innan man vet om det går att välja logsvep som insignal, behöver veta att inte analysen sker just med hjälp av svep!

En spektralaalys kan ju göras på många olika sätt, och ANTINGEN insignalen ELLER analysmetoden behöver vara statisk om det skall fungera.

Vet man att insignalen är ett statiskt brus som kan man analysera med svepfilter (så mätte t ex Stig totalljudskurvan - på ett fullt exiterat rum), men vet man att insignalen är en svepsignal så måste analysen ske med statiska metoder, t ex parallella fasta filter (eller självklart AD-omvandling och digital postprocessning, om man skall vara lite mera modern, men jag ville skilja mellan princip och praktik, så allt blir tydligt). Fasta filter är för övrigt inte samma sak som svepfilter även om de har samma bandbredd. En mätning medsvepfilter är utjämnad men utan att information har gått förlorat. Med fasta filter (vilket man ofta använder nuförtiden, även digitala realiseringar) så går däremot information förlorad/mätfel uppstår.

[rikkitikkitavi]

Nej, det låter inrökt - frekvensgång är det vedertagna begreppet och det inskränker sig inte till registret upp till 20 kcps.

Och cps är inte inrökt? Sist jag såg det var på en gammalt analogt instrument med vibrerande blad som användes för att fasa in en generator. Cps stod det för övrigt i manualen. Den var skriven på maskin.

SI please.

[UrSv]

Åja, det var väl inte förrän på 60-talet cps ersattes av Hz? Själv läste jag kiloparsec och tyckte att det blev en bra lång kurva...