Sử dụng chương trình RTA làm máy hiện sóng hoặc máy phân tích mạch: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Mục đích của thủ thuật này là cung cấp cho người xem và tùy chọn giá cả phải chăng để xem các tín hiệu điện của mạch và thiết bị của họ bằng cách sử dụng các chương trình phân tích thời gian thực (RTA). Lợi ích chính của cách tiếp cận này so với máy hiện sóng là các chương trình RTA có thể hoạt động như một máy hiện sóng để xem điện áp cũng như một RTA để xem đáp ứng tần số.

Máy hiện sóng phù hợp với các âm đơn giản, nhưng các tín hiệu phức tạp rất khó phân biệt. RTA cho biết phổ tần số của tín hiệu được kiểm tra. Điều này rất tốt để xác định nội dung hài trong tín hiệu, bất kỳ nội dung nhiễu tần số cao nào và cũng để xác định ảnh hưởng của các bộ lọc.

Các ứng dụng bao gồm:

• Xem hiệu ứng thực tế của các bộ lọc hoặc chéo thụ động để biết tác dụng chính xác của chúng. Điều này rất hữu ích cho các thiết kế loa tùy chỉnh với bộ phân tần thụ động tùy chỉnh.
• Xem đầu ra của mạch trước hoặc sau bộ lọc nhiễu, hoặc chỉ tìm kiếm nhiễu.
• Xem và lưu trữ các đầu ra hoặc dấu vết của máy hiện sóng.
• Xem và lưu trữ đầu ra đáp ứng tần số.
• Xem thời điểm bắt đầu cắt tín hiệu (vượt quá đường ray hoặc dải điện áp) và các sóng hài liên quan đến cắt xén. Điều này cũng cung cấp một cách tốt để kiểm tra bộ phát hiện cắt bằng cách theo dõi các điều kiện kích hoạt mạch.
• Khắc phục sự cố mạch bằng cách xem xét cả thành phần điện áp và tần số.
• Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại âm thanh và xác định xem có bộ lọc trong hệ thống hay không - điều này rất hữu ích khi xác định tín hiệu trông như thế nào trong hệ thống âm thanh OEM / Factory (xe hơi, dàn âm thanh nổi, v.v.). Nếu bạn muốn tạo ra âm thanh tốt hơn so với sản phẩm từ nhà máy, sẽ rất hữu ích nếu bạn biết mình đang làm việc với cái gì.

Video được nhúng cung cấp lời giải thích tường thuật về quá trình này. Hình ảnh bao gồm băng ghế thiết lập và sơ đồ khối của định tuyến tín hiệu.

Bước 1: Xác định điện áp hoạt động

Để sử dụng máy phân tích thời gian thực (RTA) dựa trên máy tính để đo hoạt động điện của mạch, bạn cần xác định dải điện áp mà mạch của bạn sẽ tạo ra. Đầu vào cho hầu hết các card âm thanh máy tính khá thấp, chỉ một vôn. KHÔNG VƯỢT QUA TỶ SỐ ĐIỆN ÁP ĐẦU VÀO! Điều này có nghĩa là các mạch có điện áp đầu ra cao hơn sẽ cần giảm điện áp đó xuống mức có thể chấp nhận được. Điều này có thể được thực hiện với mạng điện trở bộ chia điện áp hoặc mạch hoặc thiết bị chuyển đổi đầu ra đường dây. Nếu bạn đang xem xét đầu ra của một bộ khuếch đại âm thanh, thì một bộ chuyển đổi đầu ra dòng là một thiết bị hoàn hảo cho mục đích này. Bộ chuyển đổi đầu ra đường truyền lấy tín hiệu mức loa và giảm chúng xuống tín hiệu mức đường dây thông qua mạng điện trở hoặc một máy biến áp âm thanh. Bạn muốn xem xét các dải tần số vì một số bộ chuyển đổi đầu ra đường dây dựa trên máy biến áp sẽ ảnh hưởng đến đáp ứng tần số.

Để xác định điện áp đầu ra của mạch hoặc thiết bị của bạn (nếu bạn chưa biết), bạn nên đo bằng đồng hồ vôn để xác định cả đặc tính điện áp AC và DC. Nếu điện áp cần giảm, hãy theo dõi tỷ lệ (đầu ra: đầu vào) để bạn có thể dịch kết quả. Cũng cần lưu ý rằng DMM của bạn đo điện áp trung bình hoặc RMS và phạm vi của bạn dễ dàng hiển thị điện áp đỉnh, hãy tham khảo hình ảnh đính kèm.

Nếu điện áp đầu ra là 10VAC và bạn áp dụng mạng điện trở hoặc bộ chuyển đổi đầu ra đường dây đưa nó xuống 1VAC, bạn sẽ có tỷ lệ 10: 1. Điều đó có nghĩa là phép đo 0,5VAC trên chương trình sẽ chuyển thành đầu ra mạch thực tế là 5VAC (0,5 x 10 = 5).

Tôi đã sử dụng phương pháp này để đo đầu ra của bộ khuếch đại âm thanh công suất lớn. Chỉ cần theo dõi các dải điện áp của bạn và chú ý đến tải mà thiết bị nhìn thấy. Tất nhiên, bạn có sẵn các mức tăng âm khác nên việc kiểm tra mức đã đo được bằng chương trình và điều chỉnh mức tăng âm thanh trên PC để đạt được tỷ lệ có thể sử dụng là rất hợp lý.

Đây là thời điểm tốt để đề cập rằng mỗi mạch hoặc thiết bị có trở kháng đầu ra và trở kháng đầu vào. Thiết bị hoặc mạch của bạn nên đã cân nhắc điều này trong thiết kế và hầu hết các đầu vào âm thanh đều có trở kháng đầu vào cao (10k ohms hoặc hơn). Nếu muốn biết thêm thông tin về chủ đề này, có các video trực tuyến giải thích chủ đề này (tìm các bài giảng như "điện trở đầu vào và đầu ra của mạch và bộ phân áp").

Bước 2: Thu thập các thành phần cần thiết

Vì mẹo và thủ thuật này yêu cầu chương trình phân tích thời gian thực (RTA), bạn sẽ cần PC hoặc máy tính bảng có thẻ đầu vào hoặc tính năng âm thanh. Bạn cũng sẽ cần một chương trình RTA để chạy trên PC hoặc bảng. Có một số chương trình có sẵn (cả miễn phí và trả phí) cung cấp chế độ xem tần số và chế độ xem máy hiện sóng.

Tùy thuộc vào đầu ra điện áp của mạch, bạn có thể cần một mạch hoặc thiết bị chuyển đổi đầu ra dòng (xem Bước 1).

Bạn sẽ cần cáp để kết nối mọi thứ với nhau, chủ yếu là cáp âm thanh có đầu cuối tương thích với đầu vào âm thanh trên PC hoặc máy tính bảng của bạn.

Thiết bị hoặc mạch đang được kiểm tra sẽ cần thiết, cũng như bất kỳ phương tiện nào bạn sử dụng để cấp nguồn cho nó. Đối với một số thiết bị, điều này có thể yêu cầu nguồn điện mà bạn thường sử dụng để kiểm tra thiết bị.

Bước 3: Kết nối các thành phần

Vì bạn đang sử dụng chương trình RTA trên PC hoặc máy tính bảng để xem tín hiệu điện của mạch hoặc thiết bị của mình, bạn cần lấy tín hiệu từ mạch hoặc thiết bị vào PC hoặc máy tính bảng. Chương trình RTA cần được yêu cầu xem xét tín hiệu đầu vào âm thanh. Tham khảo hướng dẫn cho chương trình RTA của bạn để thực hiện việc này.

Nói một cách đơn giản, bạn kết nối dây với đầu ra của mạch hoặc thiết bị của mình và kết nối chúng với đầu vào âm thanh trên PC hoặc máy tính bảng. Tham khảo Bước 1 nếu bạn cần bộ chuyển đổi đầu ra đường dây giữa mạch và PC để giảm điện áp xuống phạm vi chấp nhận được.

Tuy nhiên, hãy CẨN THẬN để không đưa điện áp cao vào PC của bạn, nếu không bạn có thể làm hỏng bo mạch âm thanh!

Bước 4: Hiểu kết quả

Chương trình RTA trong ví dụ này cho phép cả chế độ xem máy hiện sóng và chế độ xem phổ tần số. Chế độ xem máy hiện sóng hoạt động tương tự như máy hiện sóng truyền thống. Vì đầu vào âm thanh có độ lợi đầu vào có thể điều chỉnh trên PC hoặc máy tính bảng và vì bạn có thể đang thay đổi điện áp tín hiệu đến mức có thể chấp nhận được, bạn cần xác định tỷ lệ thực tế để sử dụng chế độ xem máy hiện sóng để đo điện áp. Làm điều này bằng cách sử dụng đồng hồ đo vôn của bạn trên đầu ra mạch và so sánh nó với hiển thị trên màn hình. Điều chỉnh các giai đoạn khuếch đại hoặc âm lượng có sẵn để bạn có một tỷ lệ hợp lý để làm cho phép toán dễ dàng. Nếu mạch hoặc thiết bị của bạn có điện áp đầu ra có thể điều chỉnh, hãy thực hiện các phép đo ở các mức khác nhau để xác minh rằng bạn có mối quan hệ tăng ích tuyến tính (nghĩa là tỷ lệ không đổi ở các dải âm lượng khác nhau). Nếu bạn không quan tâm đến mức điện áp thực tế vì bạn đã biết chúng, bạn có thể bỏ qua bước này.

Chế độ xem phổ tần số là lợi ích chính của phương pháp này. Trong chế độ xem này, bạn sẽ có khả năng chọn độ phân giải của chế độ xem của mình và điều này được quan sát trong quãng tám (hoặc phần nhỏ của quãng tám). 1/1 quãng tám có độ phân giải thấp nhất, chế độ xem 1/3 quãng tám có độ phân giải cao gấp 3 lần. 1/6 quãng tám có độ phân giải gấp 6 lần so với 1/1 quãng tám. Chương trình này giảm xuống độ phân giải 1/24 quãng tám cho phép hiển thị chi tiết hơn. Bạn chọn độ phân giải nào tùy thuộc vào điều bạn quan tâm. Đối với hầu hết các mục đích, bạn thường mong muốn xem độ phân giải cao nhất có thể.

Một giá trị quan tâm khác là giá trị trung bình. Điều này xác định cách chương trình RTA sẽ tính trung bình các kết quả. Việc sử dụng biến này tùy thuộc vào những gì bạn quan tâm. Nếu bạn muốn xem các thay đổi trong thời gian thực, hãy giữ giá trị trung bình rất thấp (từ 0 - 5). Nếu bạn muốn xem biểu diễn "trạng thái ổn định" của mạch, các giá trị trung bình lớn hơn 20 là hữu ích. Lưu ý rằng bạn sẽ phải đợi kết quả lâu hơn và để xem các thay đổi nếu mức trung bình cao.

Nếu bạn đang muốn tìm hiểu đáp ứng tần số của mạch âm thanh, bạn sẽ muốn mạch cố gắng tạo ra tín hiệu bao phủ toàn bộ dải tần có thể sử dụng (thường là 20Hz đến 20, 000Hz). Điều này có thể được thực hiện bằng cách để mạch tái tạo tiếng ồn màu hồng không liên quan hoặc quét âm trong khi theo dõi đầu ra trên RTA.

Hình ảnh là kết quả đầu ra từ các mạch đo bao gồm các điểm giao nhau của bộ phân tần thụ động, EQ của nhà máy và phản hồi đã hiệu chỉnh của Honda Accord 2014, EQ xuất xưởng của Malibu LT 2017 ở 5 mức âm lượng, chế độ xem dao động ký của âm cắt 1kHz và tần số chế độ xem đáp ứng của các âm 50Hz được cắt bớt và không bị cắt bớt.

Về nhì trong Thử thách Mẹo & Thủ thuật Điện tử