Распродажа Eachine Tyro99 210 мм DIY Версия FPV Racing RC Дрон F4 OSD 30A BLHeli_S 40CH 600 мВт VTX 700TVL камера – Banggood Русский-arrival notice-arrival notice

Bandwidth, она же frequency response (частотный отклик)

диапазон частот, в котором датчик обнаруживает движение и выдает действительный выходной сигнал. В некоторых спецификациях приводится частотная характеристика датчика — зависимость электрического выходного сигнала акселерометра от внешних механических воздействий с фиксированной амплитудой, но различными частотами.

В пределах полосы пропускания неравномерность частотной характеристики не превышает заданной. В случае применения цифрового фильтра низких частот выбор полосы пропускания как раз позволяет изменять частоту среза, неизбежно оказывая влияние на скорость отклика датчика на изменения положения в пространстве.

Для акселерометров MPU-9250 границы полосы пропускания определяются так, чтобы внутри диапазона спектральная плотность сигнала отличалась от пиковой (на частоте 0 Гц) не больше, чем на -3дБ. Этот уровень примерно соответствуют падению до половины спектральной плотности (или 70.

$$display$$D_P = 10 lg{P_2 over{P_1}}$$display$$

Итог: сигналы, прошедшие через ФНЧ, менее зашумлены, у них лучшее разрешение, но при этом меньшая полоса пропускания.

Поэтому указание разрешения в спецификации без привязки к полосе пропускания смысла не имеет.

Delay (ms), или откуда берётся задержка

Из необходимости сохранять во внутреннем буфере переменные для деления фильтром сигнала на разные частоты

Итого. Чем ниже частота обрезания фильтра, тем меньше шума в сигнале. Но тут надо быть осторожным, потому что одновременно с этим вырастает и задержка. Кроме того, можно пропустить полезный сигнал [8].

И это лишь самые основные параметры.

Откуда что бралось:

1. Самый приятный документ от Freescale Semiconductor — «How Many Bits are Enough?»
2. [EE] — «Resolution vs Accuracy vs Sensitivity Cutting Through the Confusion»
3. [Время электроники] — «МЭМС-датчики движения от STMicroelectronics: акселерометры и гироскопы»
4. [LSB] — «An ADC and DAC Least Significant Bit (LSB)»
5. [Measurement Computing] — «TechTip: Accuracy, Precision, Resolution, and Sensitivity»
6. [KIT] — «Акселерометры Analog Devices — устройство и применение»
7. [Easyelectronics] — «Сигма-дельта АЦП»
8. [Радиолоцман] — «Магнитометры: принцип действия, компенсация ошибок»
9. [SO] — «Noise Measurement»
10. [Mide] — «Accelerometer Specifications: Deciphering an Accelerometer’s Datasheet»
11. [CiberLeninka] — Delta-Sigma ADC Filter
12. [SciEd] — «Особенности реализации цифровой фильтрации с изменением частоты дискретизации»
13. [MPU6050] — «Using the MPU6050’s DLPF»
14. [MPU9250_DLPF] — MPU9250 Gyro Noise DLPF work investigation
15. Understanding Sensor Resolution Specifications
16. Siemens Digital Signal Processing
17. МЭМС-датчики движения от STMicroelectronics
18. [TMWorld] — «Evaluating inertial measurement units»
19. [Sklyar] – Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение.

Mems-гироскоп

MPU-9250 состоит из трёх независимых одноосных вибрационных датчиков угловой скорости (MEMS гироскопов), которые реагируют на вращение вокруг X-, Y-, Z- осей. Две подвешенные массы совершают колебания по противоположным осям. С появлением угловой скорости эффект Кориолиса вызывает изменение направления вибрации ($inline$vec{F}_K = -2m[vec{omega} times vec{v}_r]$inline$, которое фиксируется емкостным датчиком.

Измеряемая дифференциальная емкостная составляющая пропорциональна углу перемещения [Время Электроники]. Получившийся сигнал усиливается, демодулируется и фильтруется, давая в итоге напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения. Данный сигнал оцифровывается с помощью встроенного в плату 16-битного АЦП.

Скорость оцифровки (sample rate) может программно варьироваться от 3.9 до 8000 выборок в секунду (samples per second, SPS), а задаваемые пользователем фильтры низких частот (LPF) предоставляют широкий диапазон возможных частот среза. ФНЧ нужен, в том числе, чтобы убирать вибрации от моторов (как правило, выше 20-25 Гц).

Вернёмся к разрешению

В спецификации на MPU-9250 сведений о разрешении в принципе нет, для BMI088 под именем «Разрешение» представлены цифровое разрешение (LSB) и чувствительность»:

Оценить разрешение для каждой полосы пропускания можно по пиковому шуму $inline$Noise_{pk-pk} = Total Noise_{RMS} times CrestFactor = Total Noise_{RMS}times 4.$inline$ Среднеквадратичная величина шума на выходе связана с указанной в спецификации спектральной плотностью (а вернее, корнем из неё) и эквивалентной шумовой полосой пропускания (equivalent noise bandwidth, ENBW, — полоса пропускания эквивалентной системы, имеющей прямоугольную АЧХ и одинаковые с исходной системой значение на нулевой частоте и дисперсию на выходе, при воздействии на входы систем белого шума):

$$display$$N_{RMS} = PSD times sqrt{ENBW}$$display$$

А шумовая полоса пропускания связана с 3dB полосой коэффициентами, соответствующим порядку низкочастотного фильтра:

$$display$$ENBW = 1.57cdot f_{3dB} textrm{ для 1-го порядка}$$display$$

$$display$$ENBW = 1.11cdot f_{3dB} textrm{ для 2-го порядка}$$display$$

$$display$$ENBW = 1.05cdot f_{3dB}textrm{ для 3-го порядка}$$display$$

$$display$$ENBW = 1.025cdot f_{3dB}textrm{ для 4-го порядка}$$display$$

Судя по исследованию в [MPU9250_DLPF], наш выбор 1.57. Полученное среднеквадратическое значение учитывает вклад белого шума (ни шума квантования, ни механического шума там нет). Например, для акселерометра расчётное значение для $inline$BW = 99Hz, PSD = 300mu g/sqrt{Hz}$inline$ получается $inline$N_{RMS} = 4mg$inline$.

При этом в спецификации отдельно указан полный среднеквадратичный шум $inline$Total RMS Noise = 8mg.$inline$ Расхождение значительное. К сожалению, он указан лишь для одной полосы, а для акселерометра BMI088 в спецификации указано только PSD. Так что будем использовать что есть.

Внешний вид и удобство использования

Honor 50 поставляется в твердой картонной матовой коробке с золотистым тиснением.

В комплекте со смартфоном идет соединительный кабель USB-C и мощное сетевое зарядное устройство с максимальной выходной мощностью 66 Вт.

Honor 50 выпущен в хорошо знакомом «зализанном» дизайне, который красиво смотрится, но непрактичен. В руке за счет зауженных боковин и сильно загнутых краев стекол аппарат удерживается ненадежно. К тому же, покатые края экрана дают отблески на свету и приводят к ошибочным нажатиям. Задняя спинка тоже скользкая и загнутая, она скользит в пальцах, с ней аппарат соскальзывает с гладких поверхностей.

Корпус тонкий, менее 8 мм, и весит всего 175 г. Это позволяет с комфортом переносить аппарат в карманах одежды — если, конечно, кто-то решится использовать его без защитного чехла. С чехлом же он окажется не таким тонким. Кстати, в комплекте российской поставки чехла нет.

Поверхность гладкая, с зеркальным блеском. Боковая рамка металлическая, тоже гладкая, окрашена в общий цвет корпуса. Смотрится это эффектно.

Красивый симметрично оформленный блок с камерами и вспышкой заметно выпирает, поэтому с лежащим на столе смартфоном работать тяжело, он покачивается при прикосновениях к экрану.

Боковые кнопки тонкие, но заметно выпирают за пределы рамки, поэтому их легко нащупать вслепую. Ход кнопок упругий и четкий. Тактильно текстурой поверхности клавиши между собой не различаются.

Фронтальная камера установлена за круглым вырезом в матрице экрана по центру, а не в углу. Светодиодного индикатора событий нет.

Сканер отпечатков пальцев, установленный под стеклом экрана, работает быстро и срабатывает четко, претензий к нему нет. Правда, место касания пальца отображается лишь тогда, когда аппарат берется в руки.

В разъем на торце снизу можно установить две карты Nano-SIM, для карты памяти слота нет. Поддерживается горячая замена карточек.

На торце снизу разместились и все остальные элементы: динамик, микрофон, разъем USB Type-C. Разъема для наушников (3,5-миллиметрового миниджека) нет.

Honor 50 представлен в четырех цветах: «полночный черный», «изумрудно-зеленый», «мерцающий кристалл», а также необычно оформленный «перламутровый лого».

Воспроизведение видео

Данный аппарат не поддерживает DisplayPort Alt Mode для USB Type-C, поскольку для этого порта используется USB 2.0 — вывод изображения и звука на внешнее устройство при подключении к порту USB. (Отчет программы usbview.exe.) Поэтому пришлось ограничиться тестированием вывода изображения видеофайлов на экран самого устройства.

Для этого мы использовали набор тестовых файлов с перемещающимися на одно деление за кадр стрелкой и прямоугольником (см. «Методика тестирования устройств воспроизведения и отображения видеосигнала. Версия 1 (для мобильных устройств)»).

Снимки экрана с выдержкой в 1 с помогли определить характер вывода кадров видеофайлов с различными параметрами: варьировались разрешение (1280 на 720 (720p), 1920 на 1080 (1080p) и 3840 на 2160 (4K) пикселей) и частота кадров (24, 25, 30, 50 и 60 кадр/с).

Примечание: Если в обоих столбцах Равномерность и Пропуски выставлены зеленые оценки, то это означает, что, скорее всего, при просмотре фильмов артефактов, вызванных неравномерным чередованием и пропуском кадров, или не будет видно совсем, или их количество и заметность не будет влиять на комфортность просмотра.

По критерию вывода кадров качество воспроизведения видеофайлов на экране самого смартфона хорошее, так как кадры или группы кадров могут (но не обязаны) выводиться с более-менее равномерным чередованием интервалов и без пропусков. Частота обновления немного выше 60 Гц, порядка 61 Гц, поэтому даже в случае файлов с 60 кадр/с идеальной плавности не получается: где-то раз в секунду один кадр выводится с удвоенной длительностью, картинка заметно дергается.

Отметим, что в режиме 120 Гц не удалось получить вывод изображения видеофайлов с такой же частотой — выводятся все те же 60 кадр/с. При воспроизведении видеофайлов с разрешением 1920 на 1080 пикселей (1080p) изображение собственно видеофайла выводится условно один-в-один по пикселям, точно по высоте экрана (при ландшафтной ориентации), и конечно, часть картинки оказывается на загнутых краях с соответствующим искажением яркости и цвета.

Отображаемый на экране диапазон яркости соответствует фактическому для данного видеофайла, однако в тенях есть небольшой завал, и он немного увеличивается при снижении яркости. Отметим, что в этом смартфоне есть поддержка аппаратного декодирования файлов H.

265 с глубиной цвета 10 бит на цвет, при этом вывод градиентов на экран осуществляется с лучшим качеством, чем в случае 8-битных файлов (впрочем, это не доказательство истинного 10-битного вывода). Также поддерживается отображение файлов HDR (HDR10, H.265).

Время автономной работы

Смартфон Honor 50 получил батарею средней по сегодняшним меркам емкости, демонстрирует хорошую автономность — не максимальную, но вполне достойную, особенно для столь тонкого и легкого аппарата.

Тестирование традиционно проводилось на обычном уровне энергопотребления без использования функций энергосбережения, хотя таковые в аппарате имеются. Условия тестирования: выставлен минимальный комфортный уровень яркости (примерно 100 кд/м²). Тесты: беспрерывное чтение в программе Moon Reader (со стандартной, светлой темой); беспрерывный просмотр видео в HD-качестве (720р) через домашнюю сеть Wi-Fi; игра Injustice 2 с автонастройками графики.

Все это — максимально возможные цифры, полученные в «идеальных» условиях, в том числе без установленных SIM-карт. Любые изменения в сценарии эксплуатации, скорее всего, приведут к ухудшению результатов.

Поддерживается быстрая зарядка с выходной мощностью 66 Вт. От комплектного зарядного устройства смартфон будет заряжаться до 100% всего 45 минут. Беспроводная зарядка не поддерживается.

Доставка

Общее расчетное время, необходимое для получения заказа, показано ниже:

Общее время доставки рассчитывается с момента размещения вашего заказа до момента его доставки. Общее время доставки разбито на время обработки и время доставки.

Время обработки: Время, необходимое для подготовки вашего(их) товара (ов) для отправки из нашего склада. Это включая подготовку ваших товаров, проверку качества и упаковку для отправки.

Время доставки: Время нужно вашему(им) товару(ам) для отправления из нашего склада в вашего назначения.

Рекомендуемые способы доставки для вашей страны/региона приведены ниже:

Примечание:

(1) Время доставки, указанное выше, относится к расчетному времени рабочих дней, которое будет отправлена после отправки заказа.

(2) Рабочие дни не включают субботу/воскресенье и любые праздничные дни.

(3) Эти оценки основаны на нормальных обстоятельствах и не являются гарантией сроков доставки.

(4) Мы не несем ответственности за сбои или задержки в доставке в результате любого форс-мажорного события, такого как стихийное бедствие, непогоды, войны, таможенные вопросы и любые другие события, находящиеся вне нашего прямого контроля.

(5) Ускоренная доставка не может использоваться для адресов PO Box

расчетные налоги:предполагаемые налоги: может применяться налог на товары и услуги.

Как этот lsb посчитать? инструкция по добыче

Допустим, наш акселерометр сейчас работает в диапазоне измерений $inline$FS = pm 2g$inline$, то есть полный размах возможных значений будет $inline$2 cdot FS = 4g$inline$. Соответствующие им значения напряжений оцифровываются 16-битным АЦП, который может разбить весь интервал максимально на $inline$2^{16} = 65536$inline$ ступеней.

Минимальный инкремент, который можно засечь, — это как раз одна ступенька $inline$LSB = 2 cdot FS/65536$inline$. Тут надо помнить, что счёт ведётся с нуля, так что на самом деле максимально измеряемое значение будет $inline$2 cdot FS_{true} = (2^{16} – 1)

чувствительность (иногда называется масштабным коэффициентом, sensitivity scale factor)

датчика на конкретном диапазоне будет определяться как соотношение электрического выходного сигнала и механического воздействия. Традиционно указывается для частоты сигнала 100 Гц и температуры $inline$T= 25^{circ}C.$inline$ Для MPU-9250 чувствительность составляет $inline$2^{16}/(2cdot FS)$inline$ ступеней на каждые g или $inline$^{circ}/s$inline$ ($inline$LSB/g$inline$, $inline$LSB/(^{circ}/s)$inline$)

Варианты FS вытаскиваем из спецификации на гироскопы и, чтобы дважды не вставать, акселерометры.

FS для акселерометров я брала ещё и из документации на BMI088 (см. ниже).

Всё, вроде бы, встало на свои места, можно идти дальше. В некоторых случаях (ниже, например, вырезка из документации на BMI088) отдельно указывается такой параметр, как разрешение (Resolution).

По факту, вроде бы, получается, что это должен быть LSB. Но почему тогда мы видим одно значение вместо нескольких, завязанных на конкретные диапазоны? Пришлось расширять список исследуемых источников в поисках ответов.

Камера

Сзади у Honor 50 установлено четыре модуля: две снимающих камеры и два мелких вспомогательных модуля с сенсорами по 2 Мп:

• 108 Мп, 1/1,52″, 0,7 мкм, f/1,9, PDAF (основной)
• 8 Мп, f/2,2, 120˚, 17 мм (сверхширокий)
• 2 Мп, f/2,4 (макро)
• 2 Мп, f/2,4 (глубины сцены)

Основной 108-мегапиксельный модуль по умолчанию снимает в 12 Мп с функцией объединения пикселей (9 в 1), есть возможность переключиться на съемку в 108 Мп, для этого придется листать и отыскать во вкладке «Еще» иконку «High-res». Переключение не быстрое, но и далеко не всегда нужное: как показывает сравнение, на ближних и средних планах разницу от максимального разрешения практически не видно, если не рассматривать снимки в полный размер.

Камера снабжена адекватным фазовым PDAF-автофокусом, но стабилизатора нет. Оптика качественная, смазов не дает. Камера выдает четкие, сочные снимки с хорошей контрастностью, объемом и верной цветопередачей. На экранах мобильных устройств 12-мегапиксельная картинка смотрится более красочно и объемно за счет подтянутой резкости и контрастности.

К тому же, такие снимки более светлые, экспозиция немного поднята по сравнению с полноразмерными 108-мегапиксельными фотографиями. Так что если у вас нет намерения производить обработку в фоторедакторе, то нет и смысла увеличивать втрое размер файла.

Конечно, бывают сложные условия освещения, когда камера, например, выбеливает небо, стараясь подтянуть общую экспозицию, но такое может случиться почти с любым смартфоном. В целом же, это не топовая, но вполне достойная камера.

Еще примеры фотографий, сделанных в автоматическом режиме:

Широкоугольный модуль на удивление слабый: детализация низкая, смазы по краям, блеклая картинка.

Длиннофокусного объектива у смартфона нет. Зум здесь лишь цифровой, однако качество обработки на вполне приличном уровне. При двукратном приближении за счет огромного запаса по разрешению сенсора детализация вообще очень неплохая, но на максимальном зуме 10× картинка, конечно, уже совсем рыхлая.

Есть портретный режим, он тоже неплохо справляется со своими задачами: четко вырезает центральный объект, ровно размывает фон.

Ночной режим работает классическим способом: старается проэкспонировать снимок на долгой (склеенной) выдержке, чтобы получить максимум деталей, а потом борется с шумами. Но вместе с шумами ИИ затирает и детали, поэтому их потом «дорисовывает» заново.

Простенький по возможностям 2-мегапиксельный модуль предназначен для макросъемки объектов с близкого расстояния. Качество снимков ожидаемо низкое, подойдет разве что для соцсетей и для просмотра на экране смартфона. Лучше снять макросцену на основную камеру, выйдет качественнее.

Селфи-камера с сенсором 32 Мп тоже снимает с функцией объединения пикселей и выдает 8-мегапиксельные фотографии весьма достойного качества. Она хорошо прорабатывает света и тени, обеспечивает высокую детализацию с хорошей контрастностью, яркостью и цветопередачей.

Смартфон умеет снимать 4К-видео с 30 fps, а частота кадров 60 fps доступна при съемке в 1080р. Это же самое можно сказать про стабилизацию: в максимальном режиме она чисто электронная, а в 1080р появляется уже гибридная стабилизация на основе работы гироскопа (gyro-EIS).

Картинка становится гораздо более плавной и не дергается, а вот с 4К процессор не справляется — есть явные подергивания. Сама картинка неплохая, цветопередача в норме, звук тоже записывается качественно. Ночной режим, кстати, любопытный: он дает хоть и шумную, но резкую и светлую картинку, похожую на то, что мы видим на ночных фотографиях со смартфона. В целом неплохо для решения среднего уровня.

• Ролик №1 (3840×2160@30 fps, H.264, AAC)
• Ролик №2 (1920×1080@60 fps, H.264, AAC)
• Ролик №3 (3840×2160@30 fps, H.264, AAC, ночь)
• Ролик №4 (3840×2160@30 fps, H.264, AAC)

Наследие древнего рима

Частота дискретизации децимация $inline$Delta Sigma $inline$-АЦП = скорость обновления данных (digital output data rate, ODR)

С частотой дискретизации (она же частота семплирования) всё понятно — это количество взятых за секунду точек непрерывного по времени сигнала при его дискретизации АЦП. Измеряется в герцах.

$$display$$Fs=frac{1}{delta t}$$display$$

Для того, чтобы в выборку попало значение, приближенное к пиковой амплитуде сигнала, важно брать частоту дискретизации минимум в 10 раз больше частоты полезного сигнала. MPU-9250 предлагает три варианта Fs = 32kHz, 8kHz, 1kHz.

Но это абсолютно не значит, что сигнал на выходе акселерометра или гироскопа появляется с тем же периодом.

Если взять те же дроны, тут всё упирается в борьбу за снижение энергопотребления, повышение скорости вычислений и снижение шума выходных данных. Можно понизить частоту обновления данных на выходе, позволив внутренним алгоритмам интегрировать входную информацию в течение некоторого периода времени.

Тут лучше сразу вспомнить теорему Котельникова. Она обещает, что при дискретизации аналогового сигнала можно избежать потерь информации (то есть восстановить сигнал без искажений), если частота полезного сигнала будет не больше половины частоты дискретизации, называемой также частотой Найквиста.

На практике классический антиалайзинговый фильтр (фильтр низких частот, уменьшающий вклад побочных частотных компонентов в выходном сигнале до пренебрежимо малых уровней — ГОСТ Р 8.714-2023) требует в большинстве случаев разницу минимум в 2.5 раза [Siemens].

Для Fs = 32kHz частота Найквиста будет 16kHz. При этом полезный сигнал вряд ли выйдет за полосу fa = 20Hz (мало кто может менять направление движения чаще 20 раз в секунду). Итого, частота дискретизации значительно превышает частоту, требуемую для сохранения информации, содержащейся в полосе fa (40Hz, в 400 раз превышает), то есть полезный сигнал избыточно дискретизирован.

Полоса между частотами fa и fs-fa не содержит никакой полезной информации. Можно уменьшить частоту дискретизации (на диаграмме это сделано с коэффициентом М, [7]), проредив последовательность семплов (отсчётов). Этот процесс и называется децимацией.

Согласно спецификации на MPU-9250, акселерометры снабжены сигма-дельта АЦП. Схемы на его основе потребляют минимальную мощность. Надо отметить, что полоса пропускания у данных преобразователей весьма узкая, не превышает звукового диапазона [Easyelectronics], но для штатного квадрокоптера больше и не нужно. Состоят они из двух блоков: $inline$ Sigma Delta $inline$-модулятора и цифрового децимирующего фильтра низких частот.

Производительность

Honor 50 работает на однокристальной системе Qualcomm SM7325 Snapdragon 778G 5G с 8 процессорными ядрами (4×Cortex-A78 @2,4 ГГц 4×Cortex-A55 @1,8 ГГц). Роль графического процессора выполняет GPU Adreno 642L.

Объем оперативной памяти составляет 6 или 8 ГБ, объем хранилища — 128 или 256 ГБ. Карту памяти в смартфон установить нельзя. Поддерживается подключение внешних устройств к порту USB Type-C в режиме USB OTG.

Snapdragon 778G 5G — платформа высокого, субфлагманского уровня, она производится по техпроцессу 6 нм, включает модем 5G. Платформа очень добротная, демонстрирует высокие цифры в популярных бенчмарках и в реальной эксплуатации обеспечивает уровень производительности, достаточный для выполнения любых задач, от плавной работы интерфейса до игр.

Тестирование в комплексных тестах AnTuTu и GeekBench:

Все результаты, полученные нами при тестировании смартфона в самых свежих версиях популярных бенчмарков, мы для удобства свели в таблицы. В таблицу обычно добавляется несколько других аппаратов из различных сегментов, также протестированных на аналогичных последних версиях бенчмарков (это делается лишь для наглядной оценки полученных сухих цифр).

К сожалению, в рамках одного сравнения нельзя представить результаты из разных версий бенчмарков, поэтому «за кадром» остаются многие достойные и актуальные модели — по причине того, что они в свое время проходили «полосу препятствий» на предыдущих версиях тестовых программ.

Тестирование графической подсистемы в игровых тестах 3DMark и GFXBenchmark:

Тестирование в браузерных кросс-платформенных тестах:

Результаты теста AndroBench на скорость работы с памятью:

Тестирование под нагрузкой для обнаружения тротлинга процессора:

Спектральная плотность

Иногда сигнал удобнее рассматривать в частотной области, где его описание называется

спектром

(зависимость амплитуды и фазы от частоты). Одна из возможных характеристик шума в спецификациях зовётся

power spectral density of noise (PSD), noise spectral density, noise power density,

или попросту

noise density

). Описывает распределение мощности шума по диапазону частот. Вне зависимости от представления электрического сигнала через ток или напряжение мгновенную рассеиваемую на нагрузке мощность можно нормировать (R = 1 Ом) и выразить её как $inline$p(t)={nu}^2(t)/R = i^2(t)R=x^2(t).$inline$ Средняя мощность, рассеиваемая сигналом в течение промежутка времени $inline$(-T/2, T/2),$inline$

$$display$$P_x^T=frac{1}{T} int^{T/2}_{-T/2}x^2(t),dt.$$display$$

Мощность – скорость поступления энергии. Через энергию определяются детерминированные и непериодические сигналы. Периодические и случайные сигналы выражаются через мощность, поскольку они не ограничены по времени и, соответственно, энергии, при этом в любой момент времени их средняя мощность отлична от нуля

$$display$$P_x = lim_{T to infty} frac{1}{T} int^{T/2}_{-T/2} x^2(t),dt.$$display$$

Можно вспомнить [Sklyar], что произвольный периодический сигнал выражается через комбинацию бесконечного числа гармоник с возрастающими частотами:

$$display$$x(lambda ) = frac{a_0}{2} sum_{n=1}^{infty} (a_n cos n lambda b_n sin n lambda),$$display$$

что после представления косинуса и синуса в экспоненциальной форме

$$display$$coslambda = frac{e^{i lambda} e^{-i lambda}}{2}, sin lambda =frac{e^{i lambda} – e^{-i lambda}}{2i}$$display$$

и замены $inline$lambda = omega t=2pi f_0 t = frac{2pi t}{T_0}$inline$ можно записать в виде

$$display$$x(t) = frac{a_0}{2} frac{1}{2} sum_{n=1}^{infty}[(a_n – ib_n) e^{in omega t} (a_n ib_n) e^{-in omega t}] = sum_{n=- infty}^{infty} c_n e^{in omega t},$$display$$

где комплексные коэффициенты (спектральные компоненты) ряда Фурье для $inline$x(t)$inline$,

$$display$$begin{equation} c_n = frac{1}{T_0}int^{T_0/2}_{-T_0/2} x(t)e^{-i nomega t},dt = begin{cases} frac{1}{2}(a_n-ib_n), & n>0\ frac{a_0}{2}, & n=0\ frac{1}{2}(a_n ib_n), & n

В общем случае эти коэффициенты представимы следующим образом:

$$display$$c_n=|c_n|e^{i theta_n},$$display$$

$$display$$|c_n|=frac{1}{2}sqrt{a_n^2 b_n^2}, theta_n=arctan left( frac{b_n}{a_n}right), b_0=0, c_0=frac{a_0}{2}.$$display$$

Амплитудным и фазовым спектром называют графики зависимости $inline$|c_n|$inline$ и $inline$theta_n$inline$ от частоты. Спектральная плотность мощности $inline$PSD(f)$inline$ периодического сигнала $inline$x(t)$inline$ даёт распределение мощности сигнала по диапазону частот:

$$display$$PSD(f) = sum^{infty}_{n=-infty}|c_n|^2 delta (f-nf_0)$$display$$

и имеет размерность $inline$[Вт/Гц] = [x^2/Гц].$inline$ Средняя нормированная мощность действительного сигнала будет

$$display$$P_x = int^{infty}_{-infty}PSD(f),df.$$display$$

Непериодические случайные сигналы (в частности, шум) можно описать как периодические в предельном смысле. Если $inline$T_0$inline$ стремится к бесконечности, последовательность импульсов превращается в отдельный импульс $inline$x(t)$inline$, число спектральных линий стремится к бесконечности, график спектра превращается в гладкий спектр частот $inline$X(f).$inline$ Для данного предельного случая можно определить пару интегральных преобразований Фурье

$$display$$X(f)=int^{infty}_{-infty}x(t)e^{-i 2pi f t},dt$$display$$

$$display$$x(t) = int^{infty}_{-infty}X(f)e^{i 2pi f t},df,$$display$$

где $inline$X(f)$inline$ — Фурье-образ.

Спектральная плотность мощности случайного сигнала определяется через предел

$$display$$PSD(f)= lim_{T to infty} frac{1}{T}|X_T(f)|^2.$$display$$

и описывает распределение мощности сигнала в диапазоне частот.

Поскольку мы предполагаем, что среднее для белого шума датчиков в неподвижном состоянии равно нулю ($inline$overline x = overline x^2 = 0$inline$), то квадрат среднеквадратического значения равен дисперсии и представляет собой полную мощность в нормированной нагрузке:

$$display$$Noise_{RMS}^2 = sigma_x^2 = P_x = int^{infty}_0 PSD(f),df = int^{Bandwidth}_0 PSD(f),df = PSD(Badnwidth – 0)$$display$$

$$display$$Noise RMS = sqrt{Noise Density times Bandwidth}$$display$$

Смотрим в спецификации — там на самом деле под именем спектральной плотности указан квадратный корень из неё с соответствующей размерностью $inline$[^{circ}/s/sqrt{Hz}]$inline$ или $inline$[mu g/sqrt{Hz}].$inline$ То есть значение RMS шума без указания полосы частот, на которой он считался (Bandwidth), бессмысленно.

Среднеквадратичное значение шумов во всём спектральном диапазоне — total rms (root mean square) noise

Уровни шума можно определять несколькими способами. Можно рассматривать их во временной или частотной области (после преобразования Фурье). В первом случае берут остаточный шум как среднеквадратичное значение сигналов от неподвижного датчика (по факту это стандартное отклонение для выборки при $inline$ overline x = 0$inline$) за некоторый промежуток времени:

$$display$$x_{RMS} = sigma_X = sqrt{sum_{i=1}^n {(x_i – overline x)}^2 over{n-1} }$$display$$

Ускорения или угловые скорости вращения меньше уровня широкополосного шума будут неразличимы — вот и фактическое разрешение. Среднеквадратичное значение переменного напряжения или тока (часто называется действующим или эффективным) равно величине постоянного сигнала, действие которого произведёт такую же работу в активной (резистивной) нагрузке за время периода. Наиболее эффективен такой подход при оценке широкополосного шума, где доминирует белый шум.

Для белого шума отношение амплитуды (мгновенного пикового значения) к среднеквадратчному с вероятностью 99.9% составляет $inline$N_{PP}/N_{RMS} = 6.6.$inline$ Называется такое отношение крест-фактором (crest factor, cross ratio). Можно выбрать вероятность 95.5% — крест фактор будет равен 4.

На деле же сигналы шума ведут себя не так хорошо и могут выдавать пики, увеличивающие крест-фактор до 10 раз. В некоторых спецификациях можно найти значения $inline$N_{PP}$inline$ или сам множитель.

В узкой низкочастотной полосе 0.1-10 Гц основную роль играет фликкер-шум “1/f”, для оценки которого используют значение размаха шумового сигнала (peak-to-peak).

Телефонная часть и коммуникации

Смартфон поддерживает работу с сетями 5G, в сетях 4G поддерживает большое количество частот, включая наиболее распространенные у российских операторов. На практике в пределах городской черты московского региона аппарат демонстрирует уверенную работу в беспроводных сетях, не теряет связь, быстро восстанавливает связь после вынужденного обрыва.

• 4G FDD LTE: диапазоны B1/B2/B3/B4/B5/B7/B8/B12/B17/B18/B19/B20/B26/B28/B66
• 4G TDD LTE: диапазоны B34/B38/B39/B40/B41 (2496—2690 МГц)
• 5G WCDMA: диапазоны NR N1/N3/N7/N8/N28/N38/N40/N41/N77/N78 (3300—3800 МГц), UL 625 Мбит/с, DL 2,3 Гбит/с NSA/SA

Также в смартфоне установлен беспроводной адаптер с поддержкой Wi-Fi 6 (802.11a/b/g/n/ac/ax, 2,4 и 5 ГГц, 2×2 MIMO) и Bluetooth 5.2, реализована полноценная поддержка NFC с Google Pay.

Навигационный модуль работает с GPS (с A-GPS), Глонасс, BDS, Galileo, QZSS. Первые спутники при холодном старте обнаруживаются быстро, точность позиционирования не вызывает претензий.

Голос собеседника в динамике громкий и разборчивый. Вибромотор средней мощности.

Чуть подробнее про выбор полосы пропускания

На выходе MEMS-датчика мы получаем сигналы разной частоты. Предполагается, что мы заранее имеем некое представление об измеряемых нами процессах. К примеру, при определении вектора ускорения дрона шумом являются вибрации аппарата. Отделить их от полезного сигнала можно с помощью фильтра низких частот, который обрежет все частоты выше указанной (к примеру, 200 Гц).

DLPFCFG

. Расшифровывается он как Digital Low Pass Filter Configuration. Далее в спецификации там и тут всплывали не менее загадочные выражения типа (DLPFCFG = 2, 92Hz), но за расшифровкой пришлось лезть в другой документ, “Register Map and Descriptions”. Там показано, какие наборы битов в какие регистры надо записать для достижения желаемых эффектов:

Опуская технические подробности конфигурирования, можно сказать следующее. В данном датчике осуществляется настраиваемая фильтрация показаний не только акселерометров, гироскопов, но и температурного датчика. Для каждого существует в общей сложности от 7 до 10 режимов, характеризующихся такими понятиями, как полоса пропускания (Bandwidth) в Гц, задержка в мс, частота дискретизации (sampling frequency, Fs) в кГц.

В таблицу режимов фильтра акселерометра добавилась колонка «Плотность шума» в $inline$mu g/rtHz = mu g/ sqrt{Hz}$inline$, а “Bandwidth” колонка дополнилась значением “3dB”.

Легче не стало, так что пройдёмся прямо по списку.

Экран

Смартфон Honor 50 оснащен AMOLED-дисплеем с диагональю 6,57 дюйма и разрешением 1080×2340, прикрытым стеклом с сильно загнутыми краями. Физические размеры экрана составляют 70×152 мм, соотношение сторон — 19,5:9, плотность точек — 392 ppi. Ширина рамки вокруг экрана составляет по 1 мм с боков, 3,5 мм сверху и менее 5 мм снизу. Рамка минимальная. Для экрана поддерживается частота обновления 120 Гц.

Лицевая поверхность экрана выполнена в виде стеклянной пластины с зеркально-гладкой поверхностью, устойчивой к появлению царапин. Судя по отражению объектов, антибликовые свойства экрана лучше, чем у экрана Google Nexus 7 (2023) (далее просто Nexus 7).

Экран у Honor 50 заметно темнее (яркость по фотографиям 101 против 110 у Nexus 7) и не имеет выраженного оттенка. Двоение отраженных объектов в экране Honor 50 очень слабое, это свидетельствует о том, что между слоями экрана нет воздушного промежутка.

За счет меньшего числа границ (типа стекло/воздух) с сильно различающимися коэффициентами преломления экраны без воздушного промежутка лучше смотрятся в условиях интенсивной внешней засветки, но вот их ремонт в случае потрескавшегося внешнего стекла обходится гораздо дороже, так как менять приходится экран целиком.

На внешней поверхности экрана Honor 50 есть специальное олеофобное (жироотталкивающее) покрытие (эффективное, заметно лучше, чем у Nexus 7), поэтому следы от пальцев удаляются существенно легче, а появляются с меньшей скоростью, чем в случае обычного стекла.

При выводе белого поля во весь экран и при ручном управлении яркостью ее максимальное значение составило 470 кд/м² в обычных условиях, а на очень ярком свету оно повышается до 660 кд/м². В данном случае чем меньше площадь белого на экране, тем он светлее, то есть фактическая максимальная яркость белых участков будет почти всегда выше указанных значений.

В итоге читаемость экрана днем на солнце должна быть на хорошем уровне. Минимальное значение яркости — 3 кд/м², то есть пониженный уровень яркости без проблем позволяет использовать устройство даже в полной темноте. Работает автоматическая регулировка яркости по датчику освещенности (он расположен под экраном в правом верхнем углу).

Работа этой функции зависит от положения ползунка регулировки яркости: им пользователь может попытаться выставить желаемый уровень яркости в текущих условиях. Если оставить все по умолчанию, то в полной темноте функция автояркости уменьшает яркость до 4 кд/м² (очень темно), в условиях освещенного искусственным светом офиса (примерно 550 лк) устанавливает на 110 кд/м² (нормально), в очень ярком окружении (условно соответствует нахождению на прямом солнечном свету)

повышает до 660 кд/м² (до максимума, так и нужно). Результат нас не совсем устроил, поэтому мы в полной темноте чуть увеличили яркость, получив для трех условий, указанных выше, следующие значения: 10, 110, 660 кд/м² (что и было нужно). Получается, что функция автоподстройки яркости работает адекватно и в какой-то степени позволяет пользователю настраивать свою работу под индивидуальные требования.

На высоком и среднем уровне яркости присутствует значимая модуляция с частотой примерно 60 или 120 Гц. На рисунке ниже приведены зависимости яркости (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось) для нескольких значений настройки яркости. Сначала для режима с частотой обновления 60 Гц:

Видно, что на высокой (как «100 » мы обозначили режим с дополнительной засветкой датчика освещенности ярким светом) и средней яркости амплитуда модуляции не очень большая (точнее скважность явно низкая), в итоге видимого мерцания нет. При сильном понижении яркости появляется модуляция с большой относительной амплитудой, но высокой частотой (1,9 кГц) поэтому видимое мерцание все также отсутствует.

В настройках экрана можно включить режим с повышенной до 120 Гц частотой обновления:

В режиме 120 Гц плавность прокрутки заметно повышается. Посмотрим, изменится ли при этом характер модуляции:

Видно, что на высокой и средней яркости частота модуляции увеличилась в 2 раза, а на низкой яркости модуляция стала менее выраженной, при этом максимум амплитуды приходится на частоту порядка 3,8 кГц. В итоге видимого мерцания снова нет.

В этом экране используется матрица AMOLED — активная матрица на органических светодиодах. Полноцветное изображение создается с помощью субпикселей трех цветов — красного, зеленого и синего в равном количестве. Это подтверждается фрагментом микрофотографии:

Для сравнения можно ознакомиться с галереей микрофотографий экранов, используемых в мобильной технике.

Фрагмент выше (экран в ландшафтной ориентации) соответствует участку 6×6 пикселей. На нем можно насчитать 3×8=24 триад субпикселей, тогда как должно быть 6×6=36 триад. То есть на один пиксель приходится ⅔ триады вместо одной, как это обычно бывает. Недостача триад и пересчет шести строк к восьми ни к чему хорошему не приводит.

Вывод в истинном разрешении уже невозможен, всегда будет интерполяция для пересчета к фактическому расположению субпикселей. В частности, ни горизонтальную, ни вертикальную миру через пиксель на таком экране не получается вывести в виде ровных и четких полосок.

Экран характеризуется великолепными углами обзора. Даже белый цвет при отклонении меняет оттенок в малой степени, что для AMOLED-экранов редкость. Черный цвет остается просто черным под любыми углами. Он настолько черный, что параметр контрастности в данном случае неприменим.

Для сравнения приведем фотографии, на которых на экраны Honor 50 и второго участника сравнения выведены одинаковые изображения, при этом яркость экранов изначально установлена примерно на 200 кд/м², а цветовой баланс на фотоаппарате принудительно переключен на 6500 К.

Белое поле (профиль Яркие [цвета]):

Отметим хорошую равномерность яркости и цветового тона белого поля (за исключением едва видимого затемнения и изменения оттенка к загнутым краям).

И тестовая картинка (профиль Обычные [цвета]):

Цветопередача хорошая, цвета в меру насыщенные, цветовой баланс у экранов немного различается. Напомним, что фотография не может служить надежным источником сведений о качестве цветопередачи и приводится только для условной наглядной иллюстрации.

В частности, выраженный красноватый оттенок белого и серого полей, присутствующий на фотографиях экрана Honor 50, при перпендикулярном взгляде визуально отсутствует, что подтверждается аппаратными тестами с помощью спектрофотометра. Причина в том, что спектральная чувствительность матрицы фотоаппарата неточно совпадает с этой характеристикой человеческого зрения.

Заметим, что в данном случае картинка занимает в высоту (при ландшафтной ориентации экрана) всю доступную для вывода изображения область и заходит на загнутые края экрана, что приводит к легкому затемнению и искажению цвета. Также на свету эти области почти всегда бликуют, что еще больше мешает при просмотре изображений, выведенных на весь экран. И даже картинка фильмов с соотношением сторон 16:9 заходит на загибы, что очень не к месту в случае видео.

Фотография выше получена после выбора профиля Обычные в настройках экрана, всего их два:

Профиль Яркие [цвета] (выбран по умолчанию) отличается немного увеличенной насыщенностью цветов:

Теперь под углом примерно 45 градусов к плоскости и к стороне экрана.

Белое поле:

Яркость под углом у обоих экранов заметно уменьшилась (чтобы избежать сильного затемнения, выдержка увеличена в сравнении с предыдущими фотографиями), но в случае Honor 50 падение яркости выражено гораздо меньше. В итоге при формально одинаковой яркости экран Honor 50 визуально выглядит гораздо более ярким (в сравнении с ЖК-экранами), так как на экран мобильного устройства часто приходится смотреть как минимум под небольшим углом.

И тестовая картинка:

Видно, что цвета не сильно изменились у обоих экранов и яркость у смартфона Honor 50 под углом заметно выше.

Переключение состояния элементов матрицы выполняется практически мгновенно, но на фронте включения может присутствовать ступенька шириной примерно 17 мс (что соответствует частоте обновления экрана примерно в 60 Гц) или примерно 8 мс (120 Гц). Например, так выглядит зависимость яркости от времени при переходе от черного к белому для режимов 60 Гц и 120 Гц:

В некоторых условиях наличие такой ступеньки приводит к шлейфам, тянущимся за движущимися объектами, которые в режиме 120 Гц, разумеется, менее заметны, чем в режиме 60 Гц.

Построенная по 32 точкам с равным интервалом по численному значению оттенка серого гамма-кривая показала, что существенного завала нет ни в светах, ни в тенях. Показатель аппроксимирующей степенной функции равен 2,24, что чуть-чуть выше стандартного значения 2,2, при этом реальная гамма-кривая мало отклоняется от степенной зависимости:

Напомним, что в случае OLED-экранов яркость фрагментов изображения динамично меняется в соответствии с характером выводимого изображения — чуть уменьшается для светлых в целом изображений. В итоге полученная зависимость яркости от оттенка (гамма-кривая), скорее всего, не соответствует гамма-кривой статичного изображения, так как измерения проводились при последовательном выводе оттенков серого почти на весь экран.

Цветовой охват в случае профиля Яркие немного шире sRGB:

При выборе профиля Обычные охват сжимается до границ sRGB:

В первом случае спектры компонент очень хорошо разделены, но перекрестное подмешивание есть:

В случае профиля Обычные с коррекцией цветового охвата компоненты цветов подмешиваются друг к другу в большей степени:

Отметим, что на экранах с широким цветовым охватом (без соответствующей коррекции) цвета́ обычных изображений, оптимизированных для устройств sRGB, выглядят неестественно насыщенными. Отсюда и рекомендация: в большинстве случаев смотреть кино, фотографии и все естественное лучше при выборе профиля Обычные.

В случае профиля Обычные баланс оттенков на шкале серого хороший, так как цветовая температура близка к стандартным 6500 К, и отклонение от спектра абсолютно черного тела (ΔE) меньше 10 единиц, что для потребительского устройства считается приемлемым показателем.

При этом цветовая температура и ΔE мало изменяются от оттенка к оттенку — это положительно сказывается на визуальной оценке цветового баланса. (Самые темные области шкалы серого можно не учитывать, так как там баланс цветов не имеет большого значения, да и погрешность измерений цветовых характеристик на низкой яркости большая.)

В этом устройстве есть возможность скорректировать цветовой баланс с помощью выбора профиля цветовой температуры или регулировки оттенка на цветовом круге, но особого смысла это делать нет, достаточно выбрать профиль Обычные.

Разумеется есть функция снижения интенсивности синей компоненты.

В ее описании, конечно, приведена дезинформация про УФ-излучение и усталость глаз, но такая коррекция, в принципе, может быть полезной, что разъяснено в нашей статье про iPad Pro 9,7″. В любом случае, при развлечении с планшетом или смартфоном на ночь глядя лучше просто снизить яркость экрана до низкого, но еще комфортного уровня. Дополнительно желтить экран никакого смысла нет.

Подведем итоги. Экран имеет очень высокую максимальную яркость (660 кд/м²) и обладает отличными антибликовыми свойствами, поэтому устройством без особых проблем можно пользоваться вне помещения даже летним солнечным днем. В полной темноте яркость можно понизить до комфортного значения (вплоть до 3 кд/м²).

Допустимо использовать режим с автоматической подстройкой яркости, который работает адекватно. К достоинствам экрана нужно отнести эффективное олеофобное покрытие, режим с высокой частотой обновления (120 Гц), отсутствие видимого мерцания, а также близкий к sRGB цветовой охват и хороший цветовой баланс (при выборе правильного профиля).

Заодно напомним про общие достоинства OLED-экранов: истинный черный цвет (если в экране ничего не отражается) и заметно меньшее, чем у ЖК, падение яркости изображения при взгляде под углом. В целом качество экрана очень высокое. Отдельно отметим, что с точки зрения качества изображения, от загнутых краев только вред, так как эта дизайнерская находка вносит искажения цветового тона и уменьшает яркость на краях картинки, а в условиях внешней освещенности приводит к неизбежным бликам вдоль хотя бы одной длинной стороны экрана.