LABORATORIUM INśYNIERII DŹWIĘKU 2 ĆWICZENIE NR 1 Wzmacniacze napięciowe i ograniczniki dynamiki Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem pomiarów i parametrami wzmacniaczy napięciowych liniowych i mikrofonowych, jak teŝ urządzeń kształtujących dynamikę sygnału tj. kompresorów i ograniczników. Uwaga: Wszystkie badane urządzenia zamontowane są w stojaku przejezdnym. Są to urządzenia o wejściach i wyjściach symetrycznych. Pod kaŝdym z urządzeń znajdują się ich złącza przyłączeniowe: jedno gniazdo wejściowe i dwa (zrównoleglone) wyjściowe. Zasilenie urządzenia, sygnalizowane diodą LED, poprzez dołączenie wtyku 32 kontaktowego do gniazda (docisk urządzenia poprzez płytę czołową). A. Wzmacniacz liniowy WLF-01 I. Pomiary wzmocnienia 1. Połączyć za pomocą kabli symetrycznych: wyjście (Analog Output) analizatora APx525 z wejściem WLF-01; wyjście WLF-01 z wejściem (Analog Input) analizatora APx525. 2. Uruchomić oprogramowanie analizatora APx525. 3. W okienku Signal Path Setup dokonać następujących nastaw rys. 1 1
Output Configuration Connector: Analog Balanced Channels: 1 Input Configuration Connector: Analog Balanced Channels: 1 4. Włączyć generator (Generator ON) 5. Przy poprawnych połączeniach w okienku Monitors pojawi się przebieg sinusoidalny. 6. Zaznaczyć i rozwinąć okienko Level and Gain. 7. Włączyć generator (Generator ON) 8. Wybrać odczyt wzmocnienia (Gain) rys. 2 9. Operacje z punktów 7 i 8 przeprowadzić ponownie po ustawieniu na wzmacniaczu WLF-01 wzmocnienia +9 db (ustawienie wzmocnienia przełącznikiem wewnątrz wzmacniacza; sygnalizacja tego typu trybu pracy wzmacniacza Ŝółtą diodą LED na płycie czołowej). II. Pomiary odstępu sygnału od zakłóceń (stosunku sygnał/szum) 1. Z listy pomiarów Project wybrać Signal to Noise Ratio 2
rys. 3 2. W okienku Signal Acquisition and Analysis wybrać: Low pass Filter: 22 khz Noise Filter: 22 Hz highpass 3. Wykonać pomiar (Start) 4. Zmierzyć stosunek sygnał/szum z uŝyciem filtru waŝącego A. W tym celu naleŝy zmienić ustawienia w okienku Noise Filter wybierając A-wt. (20-20kHz). III. Pomiary tłumienia sygnału współbieŝnego (CMRR) 1. Z listy pomiarów Project wybrać Reference Levels 3
rys. 4 2. Włączyć generator (Generator ON) 3. Mierzone napięcie wyjściowe przyjąć jako napięcie odniesienia dla miary decybelowej (dbr). W tym celu naleŝy otworzyć okienko Set dbr, uruchomić Set A i zamknąć okienko (Close) 4. Z listy pomiarów Project wybrać Signal Path Setup 5. W okienku Output Configuration otworzyć Settingsi i w zakładce Configuration wybrać CMTST i zamknąć okienko (Close) 4
rys. 5 6. Włączyć generator (Generator ON) 7. Na wykresie zmienić jednostki Unit na dbra i odczytać wartość tłumienia sygnału współbieŝnego dla ustawionej częstotliwości generatora (f = 1 khz) 8. PowyŜszy pomiar powtórzyć dla częstotliwości generatora f = 16 khz i f = 31,5 Hz. 9. Po zakończeniu pomiarów w okienku Output Configuration otworzyć Settingsi i w zakładce Configuration wybrać Normal. IV. Pomiary charakterystyki przenoszenia 1. Do podstawowej listy pomiarów Project dodać pomiary z przestrajaniem częstotliwości.. W tym celu naleŝy otworzyć folder Add Measurements a w nim zakładkę Sweeps 5
rys. 6 Z przedstawionej tam listy pomiarów wybrać Stepped Frequency Sweep i dodać (Add) do listy pomiarów Project. Zamknąć okienko (Close). 2. Przed uruchomieniem przestrajania (Start) zmienić na wykresie jednostki osi Y na dbra, jak teŝ wybrać autoskalowanie. W tym celu nacisnąć prawy klawisz myszy, gdy kursor ustawiony jest w polu wykresu. W zakładce Autoscale zaznaczyć takŝe Y Axis. 3. Uruchomić przestrajanie (Start) 6
rys. 7 4. Po zakończeniu kreślenia odczytać z wykresu lub z tabeli z wynikami pomiaru (ikona nad wykresem Show graph data) tolerancje charakterystyki dla częstotliwości granicznych podanych w danych technicznych badanego urządzenia. 5. Podczas pomiaru charakterystyki przenoszenia mierzone są teŝ inne parametry (okienka pod wykresem), z których naleŝy zapisać przebieg charakterystyki współczynnika THD+N (THD+N Ratio). B. Wzmacniacz mikrofonowy WMF-01 PowyŜsze pomiary (I-IV) naleŝy powtórzyć dla wzmacniacza mikrofonowego WMF-01 dla wybranego ustawienia wzmocnienia tego wzmacniacza. Uwaga: Dla danego wzmocnienia tak dobrać wielkość napięcia podawanego z generatora, by nie przekroczyć maksymalnego poziomu wyjściowego sygnału podanego w danych technicznych urządzenia. C. Wzmacniacz - ogranicznik WOF-01 Wzmacniacz - ogranicznik WOF-01 moŝe pracować w trzech trybach wybieranych za pomocą przycisku i przełącznika na płycie czołowej: Wzmacniacz wyciśnięty przycisk OGR; Kompresor - wciśnięty przycisk OGR i przełącznik wyprowadzony na płytę czołową w górnym połoŝeniu; Ogranicznik - wciśnięty przycisk OGR i przełącznik wyprowadzony na płytę czołową w dolnym połoŝeniu. Dla powyŝszych trybów pracy naleŝy zmierzyć charakterystykę transmitancji dla wybranej częstotliwości sygnału. 7
I. Pomiary charakterystyk transmitancji 1. Do podstawowej listy pomiarów Project dodać pomiary z przestrajaniem poziomu sygnału wejściowego. W tym celu naleŝy otworzyć folder Add Measurements a w nim zakładkę Sweeps (patrz rys. 6). Z przedstawionej tam listy pomiarów wybrać Stepped Level Sweep i dodać (Add) do listy pomiarów Project. Zamknąć okienko (Close). 2. Jednostki wykresu zarówno dla osi X jaki Y zmienić na dbu, jak teŝ wybrać autoskalowanie wykresu (patrz punkt IV.2). 3. Dobrać zakres przestrajania. W tym celu w okienku Signal Generation wpisać Start Level 50mV rms a Stop Level 5V rms rys. 9 4. Uruchomić przestrajanie (Start). 5. Aby zarejestrować wszystkie charakterystyki na tym samym wykresie naleŝy zaznaczyć okienko Append. 6. Zmienić tryb pracy urządzenia i uruchomić przestrajanie (Start). Zagadnienia do przygotowania 1. Podstawowe parametry sygnałów fonicznych. 2. Wzmacniacze mikrofonowe i liniowe obszary zastosowań. 3..Kompresory i ograniczniki charakterystyki urządzeń. Literatura [1] Wykład, Urządzenia elektroakustyczne [2] Hlibowicki S., Idczak H., Kulesza B., Ćwiczenia laboratoryjne z systemów elektroakustycznych, Skrypt PWr, Wrocław 1975, s.20-31 8
[3] Urbański B., Elektroakustyka w pytaniach o odpowiedziach, WNT W-wa 1984, s.96-109 [4] Instrukcje fabryczne wzmacniaczy 9