Ein Beitrag zur Verzerrungsmesstechnik schwach-nichtlinearer Systeme

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer speziell auf schwach- nichtlineare Systeme zugeschnittene Verzerrungsmesstechnik. Ziel ist es den, von der Aussteuerung unabhängigen, wahren linearen Frequenzgang, anstatt seiner Linearisierung, zu erfassen. Daneben sollen alle nichtlinearen Anteile der Systemantwort global und für typisches Programmmaterial repräsentativer als durch die etablierten Maße der klassischen Verzerrungsmesstechnik quantifiziert werden.

Zunächst wird dazu der allgemeine Zusammenhang zwischen der Amplitude der Anregung und der des Systemausgangs untersucht und die sogenannte Amplitudenkennlinie auch für allgemeine Multitöne hergeleitet. Basierend darauf werden effiziente Schätzer entwickelt, die auch für verrauschte Messsituationen konsistent sind und damit den wahren linearen Frequenzgang fehlerfrei identifizieren können. Mithilfe des so separierten linearen Teilsystems sind auch alle nichtlinearen Anteile der Systemantwort separierbar. Daraus lässt sich für Multitöne – im speziellen Maximalfolgen – ein auf einem dichten Raster über die gesamte Systembandbreite einheitliches, frequenzabhängiges Maß für die nichtlinearen Verzerrungen definieren. Durch Mitteln über dieses Störspektrum entsteht zudem ein einzahliges Maß, welches als globale, breitbandige Erweiterung von THD+N zu verstehen ist.

Die resultierende sogenannte polynomielle Verzerrungsmesstechnik erfüllt zuverlässig die gesetzten Ziele. Dies zeigt sich analytisch, sowie in Simulationen und auch bei elektroakustischen Messungen an einem Kopfhörer.