Použitie programu RTA ako osciloskopu alebo analyzátora obvodu: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Cieľom tohto triku je poskytnúť divákom a cenovo dostupnú možnosť prezerať elektrické signály ich obvodov a zariadení pomocou programov analyzátora v reálnom čase (RTA). Primárnou výhodou tohto prístupu oproti osciloskopu je, že programy RTA môžu fungovať ako osciloskop na sledovanie napätia, ako aj RTA na sledovanie frekvenčnej odozvy.

Osciloskop je vhodný pre jednoduché tóny, ale zložité signály je ťažké rozpoznať. RTA poskytuje pohľad na frekvenčné spektrum testovaného signálu. To je dobré na identifikáciu obsahu harmonických v signáli, akéhokoľvek vysokofrekvenčného obsahu šumu a tiež na určenie účinkov filtrov.

Medzi aplikácie patrí:

• Zobrazenie skutočného účinku pasívnych prechodov alebo filtrov a zistenie ich presného účinku. To je užitočné pri návrhoch vlastných reproduktorov s vlastnými pasívnymi crossovermi.
• Zobrazenie výstupu obvodu pred alebo za hlukovými filtrami alebo len hľadanie samotného šumu.
• Zobrazenie a ukladanie výstupov alebo stôp osciloskopu.
• Zobrazenie a ukladanie výstupov frekvenčnej odozvy.
• Zobrazenie začiatku orezávania signálu (prekračujúce napäťové koľajnice alebo rozsah) a harmonických spojených s orezaním. To tiež poskytuje dobrý spôsob testovania orezávacích detektorov sledovaním podmienok, ktoré spúšťajú obvod.
• Riešenie problémov s obvodmi pri pohľade na napäťové aj frekvenčné zložky.
• Meranie frekvenčnej odozvy zosilňovačov zvuku a určenie, či sú v systéme filtre - je to užitočné pri určovaní toho, ako vyzerá signál v OEM/Factory audio systémoch (autá, stereofónne zariadenia atď.). Ak chcete, aby niečo znelo lepšie ako v továrni, je užitočné vedieť, s čím pracujete.

Vložené video ponúka vysvetlenie procesu. Obrázky obsahujú inštalačnú lavicu a blokový diagram smerovania signálu.

Krok 1: Stanovte prevádzkové napätie

Aby ste mohli používať počítačový analyzátor v reálnom čase (RTA) na meranie elektrického správania vášho obvodu, musíte určiť, aký rozsah napätia bude váš obvod vytvárať. Vstup do väčšiny počítačových zvukových kariet je pomerne nízky, iba voltový. NEPREKRAČUJTE ROZSAH VSTUPNÉHO NAPÄTIA! To znamená, že obvody s vyšším výstupným napätím budú musieť znížiť toto napätie na prijateľnú úroveň. To sa dá dosiahnuť pomocou siete rezistorov s deličom napätia alebo obvodu alebo zariadenia prevodníka linkového výstupu. Ak sa pozeráte na výstup zvukového zosilňovača, prevodník linkového výstupu je na tento účel dokonalým zariadením. Konvertor linkového výstupu prijíma signály na úrovni reproduktorov a redukuje ich na signály na úrovni liniek prostredníctvom odporových sietí alebo zvukového transformátora. Chcete vziať do úvahy frekvenčné rozsahy, pretože niektoré transformátory linkových výstupov založené na transformátoroch budú mať vplyv na frekvenčnú odozvu.

Ak chcete určiť výstupné napätie vášho obvodu alebo zariadenia (ak ho ešte nepoznáte), mali by ste ho zmerať voltmetrom, aby ste určili charakteristiky striedavého aj jednosmerného napätia. Ak je potrebné napätie znížiť, sledujte pomer (výstup: vstup), aby ste mohli preložiť výsledky. Nezabudnite tiež, že váš DMM meria priemerné alebo RMS napätie a váš prístroj ľahko zobrazuje špičkové napätie, pozrite si priložený obrázok.

Ak je výstupné napätie 10 VAC a použijete odporový sieťový alebo linkový výstupný prevodník, ktorý ho zníži na 1 V AC, máte pomer 10: 1. To znamená, že meranie 0,5 VAC v programe sa prevedie na skutočný výstup obvodu 5 V AC (0,5 x 10 = 5).

Túto metódu som použil na meranie výstupov vysokovýkonných zvukových zosilňovačov. Sledujte svoje rozsahy napätia a dávajte pozor na to, aké zaťaženie zariadenie vidí. K dispozícii máte samozrejme aj ďalšie stupne zisku, takže má zmysel kontrolovať nameranú úroveň pomocou programu a upravovať zosilnenie zvuku na počítači, aby ste dosiahli použiteľný pomer.

Je vhodné spomenúť, že každý obvod alebo zariadenie má výstupnú impedanciu a vstupnú impedanciu. Vaše zariadenie alebo obvod by to už pri návrhu malo vziať do úvahy a väčšina zvukových vstupov má vysokú vstupnú impedanciu (približne 10 k ohmov). Ak sú k tejto téme požadované ďalšie informácie, existujú online videá, ktoré túto tému vysvetľujú (vyhľadajte prednášky ako „vstupný a výstupný odpor obvodov a deličov napätia“).

Krok 2: Zhromaždite potrebné súčasti

Pretože tento tip a trik vyžaduje program analyzátora RTA (real time analyzer), budete potrebovať počítač alebo tablet so vstupnou zvukovou kartou alebo funkciou. Na spustenie na počítači alebo stole budete potrebovať aj program RTA. K dispozícii je niekoľko programov (bezplatných aj platených), ktoré ponúkajú zobrazenie frekvencie a zobrazenie osciloskopu.

V závislosti od výstupného napätia obvodu môžete potrebovať obvod alebo zariadenie prevodníka linkového výstupu (pozri krok 1).

Na prepojenie všetkého budete potrebovať káble, väčšinou ide o zvukové káble s koncovkami, ktoré sú kompatibilné so zvukovým vstupom vo vašom počítači alebo tablete.

Bude potrebné testované zariadenie alebo obvod a tiež všetky prostriedky, ktoré na jeho zapnutie použijete. U niektorých zariadení to môže vyžadovať napájací zdroj, ktorý bežne používate na testovanie zariadenia.

Krok 3: Pripojte komponenty

Pretože na sledovanie elektrického signálu vášho obvodu alebo zariadenia používate program RTA na počítači alebo tablete, musíte signál z obvodu alebo zariadenia dostať do počítača alebo tabletu. Programu RTA je potrebné povedať, aby sa pozrel na zvukový vstup signálu. Postupujte podľa pokynov pre váš program RTA.

Jednoducho povedané, k výstupu vášho obvodu alebo zariadenia pripojíte vodiče a prepojíte ich so zvukovým vstupom v počítači alebo tablete. Ak potrebujete prevodník linkového výstupu medzi obvodom a počítačom na zníženie napätia na prijateľný rozsah, pozrite si krok 1.

Dávajte si však pozor, aby ste do počítača nevkladali vysoké napätie alebo by ste mohli poškodiť zvukovú dosku!

Krok 4: Pochopenie výsledkov

Program RTA v tomto prípade umožňuje zobrazenie osciloskopu aj zobrazenie frekvenčného spektra. Pohľad na osciloskop sa správa podobne ako tradičný osciloskop. Pretože zvukový vstup má nastaviteľný vstupný zisk na počítači alebo tablete a pretože možno meníte napätie signálu na prijateľnú úroveň, musíte na meranie napätia použiť zobrazenie osciloskopu skutočný pomer. Vykonajte to pomocou svojho voltmetra na výstupe obvodu a porovnajte ho so zobrazením na obrazovke. Upravte dostupné stupne zisku alebo hlasitosti, aby ste mali primeraný pomer, aby bola matematika jednoduchá. Ak má váš obvod alebo zariadenie nastaviteľné výstupné napätie, vykonajte merania na rôznych úrovniach a overte, či máte lineárny zosilňovací vzťah (to znamená, že pomer zostáva konštantný v rôznych rozsahoch hlasitosti). Ak vás aktuálne úrovne napätia nezaujímajú, pretože ich už poznáte, môžete tento krok preskočiť.

Pohľad na frekvenčné spektrum je hlavným prínosom tejto metódy. V tomto zobrazení budete mať možnosť zvoliť si rozlíšenie svojho pohľadu, a to sa pozoruje v oktávach (alebo zlomkoch oktáv). 1/1 oktáva má najnižšie rozlíšenie, 1/3 oktáva má 3x väčšie rozlíšenie. 1/6 oktávy má 6x vyššie rozlíšenie ako 1/1 oktávy. Tento program klesá na rozlíšenie 1/24 oktávy, ktoré umožňuje viac detailov. To, aké rozlíšenie zvolíte, závisí od toho, čo vás zaujíma. Na väčšinu účelov je zvyčajne žiaduce vidieť najvyššie možné rozlíšenie.

Ďalšou hodnotou záujmu je priemerná hodnota. To určuje, ako program RTA bude priemerovať výsledky. Použitie tejto premennej závisí od toho, čo vás zaujíma. Ak chcete vidieť zmeny v reálnom čase, ponechajte priemernú hodnotu veľmi nízku (medzi 0 - 5). Ak chcete vidieť reprezentáciu obvodu v „ustálenom stave“, sú užitočné priemerné hodnoty vyššie ako 20. Upozorňujeme, že ak sú priemery vysoké, budete musieť dlhšie čakať na výsledky a zmeny.

Ak sa chcete naučiť frekvenčnú odozvu zvukového obvodu, budete chcieť, aby sa obvod pokúsil generovať signál, ktorý pokrýva celý použiteľný frekvenčný rozsah (typicky 20 Hz až 20 000 Hz). To sa dá dosiahnuť tým, že obvod reprodukuje nekorelovaný ružový šum alebo tónu, pričom monitoruje výstup na RTA.

Obrázky sú výstupmi z meraných obvodov vrátane bodov kríženia pasívneho crossoveru, továrenského ekvalizéra a opravenej odozvy Hondy Accord 2014, továrenského ekvalizéra 2017 Malibu LT s 5 úrovňami hlasitosti, osciloskopu orezaných tónov 1 kHz a frekvencie zobrazenie odozvy tónov 50 Hz je orezané a nie orezané.

Víťaz v súťaži Tipy a triky v oblasti elektroniky