1. Pojęcia związane z dynamiką fazy dynamiczne sygnału

Podobne dokumenty
POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6b

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

TRANZYSTOROWY UKŁAD RÓŻNICOWY (DN 031A)

Ćw. 8 Bramki logiczne

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Układy i Systemy Elektromedyczne

Przetwarzanie AC i CA

Sposoby opisu i modelowania zakłóceń kanałowych

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA BRAMKI. Rev.1.0

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Wzmacniacze operacyjne

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Przetwarzanie A/C i C/A

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

Ćw. III. Dioda Zenera

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Badanie właściwości multipleksera analogowego

Wzmacniacze napięciowe i ograniczniki dynamiki

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH WYDZIAŁ EAIIE. Dydaktyczny model 4-bitowego przetwornika C/A z siecią rezystorów o wartościach wagowych

Podstawy budowy wirtualnych przyrządów pomiarowych

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Przyjazna instrukcja obsługi generatora funkcyjnego Agilent 33220A

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Ćwiczenie nr 28. Badanie oscyloskopu analogowego

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Przekształcenia sygnałów losowych w układach

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Wzmacniacze operacyjne

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Politechnika Białostocka

Układy i Systemy Elektromedyczne

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

Komputerowe projektowanie układów ćwiczenia uzupełniające z wykorzystaniem Multisim/myDAQ. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Sprzęt i architektura komputerów

1 Badanie aplikacji timera 555

Politechnika Białostocka

ĆWICZENIE nr 3. Badanie podstawowych parametrów metrologicznych przetworników analogowo-cyfrowych

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Badanie efektu Dopplera metodą fali ultradźwiękowej

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 1 Pomiar wielkości elektrycznych z wykorzystaniem instrumentów NI ELVIS II

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Temat ćwiczenia: Przekaźniki półprzewodnikowe

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

NIEZBĘDNY SPRZĘT LABORATORYJNY

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 4

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny Laboratorium Teletechniki

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

1.2 Funktory z otwartym kolektorem (O.C)

Przetworniki analogowo-cyfrowe

SOUNDPOL - NAGŁOŚNIENIA Utworzono : 06 luty 2017

Ćwicz. 4 Elementy wykonawcze EWA/PP

Akustyczne wzmacniacze mocy

Ćwiczenie 3 Badanie własności podstawowych liniowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych

Program ćwiczenia: SYSTEMY POMIAROWE WIELKOŚCI FIZYCZNYCH - LABORATORIUM

Uśrednianie napięć zakłóconych

Ćwiczenie 23. Temat: Własności podstawowych bramek logicznych. Cel ćwiczenia

LABORATORIUM. Technika Cyfrowa. Badanie Bramek Logicznych

Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Ćwiczenie 22. Temat: Przerzutnik monostabilny. Cel ćwiczenia

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Zakłócenia równoległe w systemach pomiarowych i metody ich minimalizacji

Laboratorium Elementów i Układów Automatyzacji

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Pomiary napięć i prądów zmiennych

Transkrypt:

Wprowadzenie Ćwiczenie obrazuje najważniejsze cechy cyfrowych systemów terowania dynamiką na przykładzie limitera stosowanego w profesjonalnych systemach audio, a szczególnie: Pokazuje jak w poprawny sposób wykonywać pomiary systemów dynamicznych: Jak przeprowadzić pomiary czasów Attack i Relase Jak zbadać zniekształcenia w stanie statycznym Jak dokonać pomiarów nieliniowości w funkcji częstotliwości i właściwie je zinterpretować Daje pogląd na sposób realizacji cyfrowego limitera Uwrażliwia na występowanie zniekształceń sygnału wynikające z niedokładnego pomiaru wartości chwilowej obwiedni lub RMS w typowych algorytmach układów sterowania dynamiką Rozważania techniczne 1. Pojęcia związane z dynamiką fazy dynamiczne sygnału Na poniższym rysunku przedstawiono fazy działania typowego systemu sterowania dynamiką systemu i jego reakcję na sygnał burst pozwalający na oszacowanie stałych czasowych sytemu. Rys. 1 Fazy dynamiczne sygnału i reakcja systemu sterowania dynamiką (Control Voltage odpowiada funkcji wyliczonej obwiedni) Poniżej (rys. 2) przedstawiono schemat blokowy systemu wraz z blokiem pomiaru wartości szczytowej (rys. 3) wykorzystywanego w algorytmie limitera. Blok ten służy do określenia funkcji przejścia tzn. w przypadku limitera wartość wzmocnienia jest odwrotnie proporcjonalna do wartości obwiedni patrz rysunek 4.

Rys. 2 Schemat blokowy typowego układu sterowania dynamiką układ jest prostym linowym systemem adaptacyjnym w którym adaptacji podlega parametr wzmocnienia (g(n)) w zależności od amplitudy sygnału wejściowego. Pomiar wartości szczytowej (1.1) (1.2) Rys. 3 Schemat układu do pomiaru wartości szczytowej (obwiedni) wykorzystujący stałe czasowe attack i relase zgodnie z rysunkiem 1.

LT 1/X Rys. 4 Schemat realizacji limitera (powyżej) oaz jego uproszczenie dla tzw. infinite limiter czyli ogranicznika amplitudy zastosowanego w module MWL. LT (limiter threshold) to próg limitera a LS (limiter slope) to nachylenie limitera. Badany moduł zawiera w sobie limiter którego schemat blokowy zawiera rysunek 4 wraz z pomiarem obwiedni (wartości szczytowej) za pomocą algorytmu przedstawionego na rysunku 3. Wartość poziomu sygnału wyjściowego opisuje wzór: U wy g( n) U we (1.3) Gdzie g(n) jest chwilowym wzmocnieniem zależnym od progu limitera LT i wyliczonej wartości XPEAK(n) : 1, dla XPEAK(n) LT g( n) (1.4) LT, dla XPEAK(n) > LT X PEAK Uwaga!!! XPEAK(n) jest liczone z uwzględnieniem stałych czasowych ta i tr co zapobiega nagłym zmianom wzmocnienia, które mogą objawiać się jako trzaski w konsekwencji otrzymujemy system o płynnie zmieniającym się wzmocnieniu.

Wykonanie ćwiczenia Cześć I. Kalibracja dla pomiarów dynamicznych. 1. Do lewego wejścia XLR modułu MWL znajdującego się na ściance tylnej doprowadzić sygnał wyjściowy z modułu pomiarowego EMU. 2. Wyjście lewe XLR modułu MWL znajdujące się na ściance tylnej podłączyć do wejścia liniowego modułu pomiarowego EMU. 3. Podłączyć oscyloskop kablem BNC do gniazda Wejście AINL+ 4. Należy ustawić maksymalny (!) poziom wyjściowy interfejsu pomiarowego EMU 0404 dla właściwego wysterowania limitera. Odczytać poziom wyjściowy na oscyloskopie i obliczyć poziom w dbu w przy podłączonym (obciążonym) interfejsie E-MU modułem MWL. Wyłączyć kalibrację i ustawić poziom sygnału wejściowego (zmniejszyć czułość potencjometrem wejściowym) na +-50%FS. Następnie dokonać kalibracji z oznaczonym poziomem wejściowym zmierzonym na oscyloskopie. 5. W menu Limiter określić poziom (regulując próg limitera) dla którego sygnał zaczyna być tłumiony i pojawiają się znaczące zniekształcenia harmoniczne. W ten sposób określamy poziom sygnału w dbfs dla modułu MWL i przetwornika A/C Uwaga!!! +6dB progu limitera odpowiada 0dBFS!!!! Zmierzony poziom 0dBFS wykorzystać do określenia DR (SNR) modułu MWL (wraz z wynikami z poprzednich zajęć laboratoryjnych). Cześć II. Pomiary zniekształceń nieliniowych limitera w module MWL. 1. Dla układu podłączonego i skalibrowanego jak w części pierwszej wykonać następujące pomiary we wszystkich opcjach dynamicznych wolny, sredni i szybki (razem 27 pomiarów!): a. THD, THD+N dla progu limitera -6dB, -12dB,-24dB dla częstotliwości 1kHz b. THD, THD+N dla progu limitera -6dB, -12dB,-24dB dla częstotliwości 100Hz c. THD, THD+N dla progu limitera -6dB, -12dB,-24dB dla częstotliwości 5kHz 2. Korzystając z wbudowanej funkcji SpectraPLUS dokonać pomiaru THD+N w funkcji częstotliwości dla różnych nastaw dynamicznych i poziomów limitera -12dB i 24dB (w sumie 6 pomiarów). Wyniki w postaci zrzutów ekranu zamieścić w sprawozdaniu. Uwaga!!! W opcjach pomiaru THD+N vs Freq wybierz Fequency step size 1/3 lub 1/6 oktawy Cześć III. Pomiary dynamiczne obserwacje czasów attack i relase Pomiary należy przeprowadzić dla sygnału jak na rysunku 1. Program spectraplus nie dysponuje takim generatorem 1, stąd pomiary wykonujemy w dwóch częściach (oczywiście dla wszystkich trzech nastaw dynamicznych): 1. Attack time ustawiamy generator na funkcję Tone Burst o częstotliwości 1kHz czasie trwania 1sekundy i cyklu 10sekund. Dokonujemy pomiarów dla progu -12dB, -24dB. Zarejestrować przebiegi czasowe (zrzuty ekranu) oszacować czas ataku 2. Relase time ustawiamy generator na funkcję Level Sweep o częstotliwości 1kHz czasie trwania przynajmniej 50sekund realizującego zmianę wzmocnienia od -20dB do 0dB. Dokonujemy pomiarów dla progu -12dB, -24dB. Zarejestrować przebiegi czasowe (zrzuty ekranu) oszacować czas zwolnienia. 1 ostatecznie taki sygnał można wygenerować np. w Matlabie i zapisac do pliku wave i zastosować jako user defined generator

Pytania (odpowiedzi w sprawozdaniu): 1. Dlaczego używając limitera jesteśmy w stanie zmierzyć poziom 100%FS (0dBFS) badanego systemu? 2. Jak zmierzyć zakres dynamiczny modułu MWL? Ile on wynosi? 3. Dlaczego poziom zniekształceń THD zależy od częstotliwości, nastaw dynamicznych oraz od progu limitera? Skomentuj zależność THD+N w funkcji częstotliwości. 4. Dlaczego zarejestrowane czasy ataku i zwolnienia zależą od poziomu limitowania? Jak oszacować rzeczywiste czasy ta i tr dla modułu pomiaru wartości szczytowej (pamiętaj, że badamy sygnał zgodnie wyjściowy ze wzorami (1.3) i (1.4) a czasy dotyczą liczenia obwiedni XPEAK(n)) 5. Skomentuj wyniki pomiarowe podaj jakie słyszalne efekty powoduje zbyt długi czas ataku lub zwolnienia. Literatura: [1]. Wykład [2]. Udo Zölzer: Digital Audio Signal Processing, Wiley 2008 [3]. Udo Zölzer: DAFX Digital Audio Effects, Wiley 2002 [4]. Rane Note 141 Good dynamics processing, Rane Coroporation 1998 [5]. Basic Compressor/Limiter Design THAT Coroporation Application Note 100A [6]. The Mathematis of Log-Based Dynamic Processors - THAT Coroporation Application Note 101A