- Η κατανόηση της σύνθετης αντίστασης, της παραμόρφωσης, της απόκρισης συχνότητας και των αρμονικών είναι το κλειδί για την ερμηνεία αυτού που δείχνει ο παλμογράφος σε έναν ενισχυτή ήχου.
- Με ένα αυτοσχέδιο μίνι εργαστήριο (παλμογράφο, γεννήτρια ή λογισμικό και φορτία) μπορείτε να μετρήσετε είσοδο, έξοδο, THD, κορεσμό, θόρυβο και βουητό σε λυχνίες, τρανζίστορ και ενισχυτές κλάσης D.
- Η ανάλυση FFT και η απόκριση συχνότητας αποκαλύπτουν την αρμονική κατανομή και την τονική συμπεριφορά, αλλά θα πρέπει πάντα να ερμηνεύονται στο πλαίσιο της πραγματικής ακρόασης.
- Ο συνδυασμός ενός παλμογράφου και ενός δωρεάν λογισμικού μετατρέπει την κάρτα ήχου σε έναν αποτελεσματικό αναλυτή ήχου για την ανίχνευση ταλαντώσεων, παρεμβολών και προβλημάτων σχεδιασμού.
Όταν αρχίζουμε να πειραματιζόμαστε με τους ενισχυτές, αργά ή γρήγορα έρχεται η στιγμή να ξεπεράσουμε το τυπικό «ακούγεται δυνατά» και να θέλουμε να μάθουμε περισσότερα. τι κάνει πραγματικά το κύκλωμα εσωτερικά;Ειδικά όταν αγοράζουμε έναν φθηνό ενισχυτή Κλάσης D από το διαδίκτυο ή κατασκευάζουμε έναν αυτοσχέδιο ενισχυτή λυχνίας, είναι φυσιολογικό να αναρωτιόμαστε αν οι κυματομορφές που βλέπουμε στον παλμογράφο σημαίνουν ότι η συσκευή είναι καλή, κακή ή απλώς «αξιοπρεπής για την τιμή της».
Πολλοί ενθουσιώδεις εκπλήσσονται βλέποντας ότι ένας ενισχυτής δέκα ευρώ που αγοράζεται στο AliExpress εμφανίζει ένα μάλλον «βρώμικο» σήμα στον παλμογράφο, με υπολείμματα μεταγωγής και θόρυβο υψηλής συχνότητας, κι όμως, όταν παίζεται με πραγματική μουσική, ο ήχος είναι κάτι παραπάνω από αποδεκτός. Αυτού του είδους η κατάσταση μας αναγκάζει να καταλάβουμε ότι Η μέτρηση ενός ενισχυτή ήχου με παλμογράφο δεν αφορά μόνο τον έλεγχο της ομοιόμορφης κυματομορφής.αλλά μάλλον για να ερμηνεύσουμε αυτό που βλέπουμε, να γνωρίζουμε ποια στοιχεία έχουν νόημα και πώς να τα θέσουμε σε συνάρτηση με αυτά που ακούν τα αυτιά μας.
Γιατί είναι λογικό να μετράτε τους ενισχυτές ήχου με παλμογράφο
Όταν ξεκινάτε στον κόσμο των audiophiles ή της κατασκευής ενισχυτών DIY, είναι σύνηθες να πιστεύετε ότι αρκεί κάτι να μην παραμορφώνεται στο αυτί, να είναι αρκετά καλό. Αλλά σύντομα θα σας φανεί η περιέργεια να το δοκιμάσετε. Αν ο ενισχυτής σταματήσει, πόσο θόρυβο εισάγει, πώς χειρίζεται διαφορετικές συχνότητες; ή αν ταλαντώνεται εκεί που δεν πρέπει. Εκεί έρχεται στο προσκήνιο ο παλμογράφος, μαζί με μια γεννήτρια σήματος ή, σε περίπτωση που αυτό δεν είναι εφικτό, ένα δωρεάν λογισμικό που λειτουργεί τόσο ως γεννήτρια όσο και ως αναλυτής.
Το κλειδί είναι να δημιουργηθεί ένα είδος οικιακό μίνι εργαστήριο όπου μπορούμε να εκτελέσουμε δοκιμές αρκετά παρόμοιες με αυτές σε έναν επαγγελματικό πάγκο δοκιμών, αλλά με άμεσα διαθέσιμα εργαλεία: έναν φυσικό παλμογράφο (ή λογισμικό που χρησιμοποιεί την κάρτα ήχου), μια γεννήτρια συναρτήσεων ή έναν υπολογιστή που εξάγει σαρώσεις και τόνους μέσω της εξόδου ήχου, και ορισμένα φορτία και εξασθενητές. Με αυτό, μπορούμε να λάβουμε πολύ χρήσιμα δεδομένα από οποιονδήποτε ενισχυτή, από έναν ενισχυτή λυχνίας υψηλής πιστότητας έως μια οικονομική μονάδα Κλάσης D.
Επιπλέον, αυτοί οι τύποι μετρήσεων βοηθούν στην κατάρριψη του μύθου ότι οποιαδήποτε «άσχημη» κυματομορφή είναι συνώνυμη με κακό ήχο. Μερικές φορές ισχύει το αντίθετο: Τα γραφικά μπορεί να είναι τρομακτικά, αλλά το ηχητικό αποτέλεσμα ταιριάζει απόλυτα. με αυτό που περιμένουμε από ένα φθηνό ή εισαγωγικό κομμάτι εξοπλισμού. Φυσικά, ο εξοπλισμός υψηλής τεχνολογίας απαιτεί άψογες κυματομορφές και παραμόρφωση, αλλά το περιεχόμενο είναι κρίσιμο.
Ένα άλλο ενδιαφέρον σημείο είναι ότι πολλές από αυτές τις δοκιμές βασίζονται σε Δωρεάν λογισμικό ανάλυσης ήχουΣχεδιασμένα για να λειτουργούν με την κάρτα ήχου ενός υπολογιστή, αυτά τα προγράμματα σάς επιτρέπουν να βλέπετε φάσματα, αρμονικές, απόκριση συχνότητας, επίπεδα THD κ.λπ., με έναν πολύ οπτικό τρόπο, καθιστώντας τα ιδανικό συμπλήρωμα για τον κλασικό παλμογράφο.
Με λίγα λόγια, η λήψη μετρήσεων με παλμογράφο και λογισμικό δεν είναι μόνο για μηχανικούς: οποιοσδήποτε χομπίστας με λίγη προσοχή και προθυμία για μάθηση μπορεί να το κάνει. αξιοποιήστε στο έπακρο τους ενισχυτές σας, να προσαρμόσετε τα σχέδια, να εντοπίσετε σφάλματα και, πάνω απ' όλα, να κατανοήσετε γιατί ο εξοπλισμός σας ακούγεται έτσι.
Βασικές έννοιες πριν από τη σύνδεση του παλμογράφου
Πριν ξεκινήσετε να τοποθετείτε τον αισθητήρα του παλμογράφου σε οποιοδήποτε μέρος του κυκλώματος, είναι καλή ιδέα να διευκρινίσετε μερικά πράγματα. ηλεκτρικές έννοιες που θα επανέρχονται ξανά και ξανάΣύνθετη αντίσταση, παραμόρφωση, απόκριση συχνότητας, αρμονικές, κορεσμός, θόρυβος υποβάθρου, βουητό δικτύου, κ.λπ. Δεν χρειάζεται να είσαι μηχανικός, αλλά πρέπει να ξέρεις τι στο καλό προσπαθείς να μετρήσεις.
Στις δοκιμές ενισχυτών ήχου, διακρίνουμε πάντα το μέρος του σήματα χαμηλής συχνότητας (κανονικός ήχος) Και, σε ορισμένες διατάξεις, ένα στοιχείο ραδιοσυχνότητας (RF), για παράδειγμα κατά την εργασία με ενισχυτές που λειτουργούν περίπου στο 1 MHz. Σε αυτά τα σενάρια, εμφανίζονται στοιχεία όπως ο αποκλειστής DC, ο τερματιστής 50 Ω και μερικές φορές συγκεκριμένοι εξασθενητές RF.
Στο RF, μια τυπική συμβολοσειρά μπορεί να μοιάζει κάπως έτσι: Ενισχυτής RF → Αποκλεισμός DC → Φορτίο ή τερματιστής 50 ΩΗ κατανόηση της λειτουργίας κάθε εξαρτήματος αποτρέπει δαπανηρά λάθη, καθώς έχουμε να κάνουμε με επίπεδα ισχύος και συχνότητες όπου μια μόνο παράβλεψη μπορεί να καταστρέψει κάτι σε μια στιγμή. Στον καθαρό ήχο, ωστόσο, η κατάσταση αλλάζει και αντί να ανησυχούμε για γραμμές 50 Ω, εστιάζουμε στις σύνθετες αντιστάσεις εισόδου και εξόδου, την παραμόρφωση, την αποκοπή και τον θόρυβο.
Ένας παλμογράφος, όσο απλός κι αν είναι, μας επιτρέπει να βλέπουμε την κυματομορφή με την πάροδο του χρόνου, να ανιχνεύουμε ψαλίδισμα, ταλαντώσεις, παράξενες αιχμές, βουητό ή θόρυβος υψηλής συχνότηταςΑν διαθέτει και λειτουργία FFT ή αν τη συνδυάσουμε με λογισμικό ανάλυσης, μπορούμε επίσης να δούμε το περιεχόμενο συχνότητας και την κατανομή αρμονικών, κάτι που ανοίγει την πόρτα για αρκετά σοβαρές μετρήσεις THD και απόκρισης συχνότητας.
Τέλος, είναι σημαντικό να λάβουμε υπόψη τους περιορισμούς του ίδιου του εξοπλισμού μέτρησης: επιτρεπόμενο εύρος τάσης, σύνθετη αντίσταση εισόδου, εύρος ζώνης, τύπος αισθητήρα κ.λπ. Η γνώση αυτών των πληροφοριών είναι απαραίτητη για να αποφασίσουμε εάν μπορούμε να συνδέσουμε τον παλμογράφο απευθείας στην έξοδο του ενισχυτή ή εάν χρειάζεται... έναν αισθητήρα εξασθενητή 10:1 ή έναν επιπλέον εξασθενητή για να αποφευχθεί η υπέρβαση του εύρους ή η υπερβολική αλλοίωση του υπό δοκιμή κυκλώματος.
Βασικές δοκιμές σε ενισχυτές ήχου: τι αξίζει να μετρηθεί
Αν θέλετε να ξεπεράσετε το "ακούγεται καλό", θα πρέπει να εξετάσετε μια σχετικά τυπική σειρά δοκιμών που θα σας δώσουν μια τεχνική ιδέα για την απόδοση του ενισχυτή. Στον επαγγελματικό κόσμο, μετριούνται πολλές παράμετροι, αλλά με τον οικιακό εξοπλισμό, μπορούμε να επικεντρωθούμε... Μερικά που παρέχουν πολλές πληροφορίες χωρίς να περιπλέκουν τα πράγματα πολύ.
Μεταξύ των πιο χρήσιμων δοκιμών βρίσκουμε τη μέτρηση του αντίσταση εισόδου (για να γνωρίζουμε τι φορτίο βλέπει η πηγή σήματος), αντίσταση εξόδου (για να κατανοήσετε πώς ελέγχει το ηχείο και τον συντελεστή απόσβεσης), σύνθετες αντιστάσεις μεταξύ των σταδίων (πολύ ενδιαφέρον σε ενισχυτές λυχνιών με πολλά στάδια κέρδους), καθώς και διαφορετικούς τύπους αρμονικής παραμόρφωσης, τόσο με όσο και χωρίς συνδεδεμένη αρνητική ανάδραση.
Είναι επίσης πολύ διαφωτιστικό να μελετήσουμε το κορεσμός ενισχυτή με ημιτονοειδές κύμαΑυτό δείχνει το επίπεδο εισόδου μέχρι το οποίο το σήμα παραμένει καθαρό και σε ποιο σημείο ο ενισχυτής αρχίζει να αποκόπτεται. Ο παλμογράφος εμφανίζει με σαφήνεια τη μετάβαση από ένα "στρογγυλό" ημιτονοειδές κύμα σε ένα σήμα με πεπλατυσμένες κορυφές, είτε συμμετρικές είτε ασύμμετρες, ανάλογα με το σχεδιασμό του κυκλώματος.
Εκτός από αυτές τις δοκιμές που επικεντρώνονται περισσότερο στη γραμμικότητα, αξίζει να αφιερωθεί χρόνος σε μετρήσεις θόρυβος, βουητό από το δίκτυο, παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων και πιθανές ταλαντώσεις εκτός της ηχητικής ζώνης. Πολλοί φαινομενικά αθόρυβοι ενισχυτές στην πραγματικότητα ταλαντώνονται στην υπερηχητική περιοχή, γεγονός που μπορεί να θερμάνει εξαρτήματα, να προκαλέσει αστάθειες ή να επηρεάσει άλλον εξοπλισμό, ακόμα κι αν δεν γίνεται αντιληπτό τίποτα στο αυτί.
Τέλος, μπορούν να γίνουν αναλύσεις σε απόκριση συχνότητας και φάσματαΈλεγχος του τρόπου με τον οποίο ποικίλλει το κέρδος στα μπάσα, τις μεσαίες και τις υψηλές συχνότητες, πού αρχίζει να μειώνεται η στάθμη, εάν υπάρχουν ανεπιθύμητοι συντονισμοί κ.λπ. Σε ενισχυτές λυχνίας με μετασχηματιστή εξόδου, για παράδειγμα, αυτές οι δοκιμές βοηθούν να διαπιστωθεί σε ποιο βαθμό ο μετασχηματιστής περιορίζει τις ακραίες συχνότητες της ζώνης.
Χρήση του παλμογράφου σε διατάξεις RF: Αποκλεισμός DC, τερματιστής και εξασθενητής
Όταν ο ενισχυτής με τον οποίο εργαζόμαστε δεν προορίζεται μόνο για ήχο, αλλά και για Ενισχυτής RF που λειτουργεί περίπου 1 MHz ή περισσότερο, προκύπτουν μια σειρά από πρόσθετες παραμέτρους που σχετίζονται με την αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης και την προστασία του εξοπλισμού μέτρησης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, είναι πολύ συνηθισμένο να βρίσκουμε διατάξεις που περιλαμβάνουν αναστολείς DC και τερματιστές 50 Ω στην έξοδο.
Ο αναστολέας DC τοποθετείται σε εξαλείψτε οποιοδήποτε συνεχές στοιχείο που θα μπορούσε να προέρχεται από τον ενισχυτή και να προκαλέσει ζημιά τόσο στο φορτίο όσο και στον εξοπλισμό κατάντη. Ουσιαστικά, πρόκειται για έναν πυκνωτή που έχει μέγεθος που λειτουργεί στην επιθυμητή ζώνη συχνοτήτων χωρίς να προκαλεί αισθητή πτώση σήματος.
Στη συνέχεια, συνήθως συνδέεται ένας τερματιστής RF, συνήθως ένας Αντίσταση 50 Ω που λειτουργεί ως προσαρμοσμένο φορτίοΑυτό εμποδίζει το σήμα να ανακλάται από τη γραμμή και δημιουργεί σταθερές συνθήκες λειτουργίας για τον ενισχυτή. Εάν το σύστημα έχει σχεδιαστεί για 50 Ω, η χρήση αυτού του τύπου τερματιστή είναι πρακτικά υποχρεωτική.
Το τυπικό ερώτημα είναι αν ο παλμογράφος μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε αυτήν τη γραμμή RF ή αν χρειάζεται ένας συγκεκριμένος εξασθενητής. Η απάντηση εξαρτάται από το επίπεδο τάσης και την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή, καθώς και από τη χωρητικότητα του καναλιού του παλμογράφου. Σε πολλές περιπτώσεις, ένα Ο αισθητήρας 10:1 λειτουργεί ήδη ως εξασθενητής και μειώνει την πρόσκρουση στο κύκλωμαΩστόσο, σε καθαρές ραδιοσυχνότητες (RF) είναι επίσης πολύ συνηθισμένο να χρησιμοποιούνται βαθμονομημένοι εξασθενητές που διατηρούν την αντιστοίχιση των 50 Ω σε όλη την αλυσίδα.
Αν χρησιμοποιούμε ένα ενισχυτής χαμηλού κόστους για εργασία με ακριβό εξοπλισμόΕίναι απαραίτητο να γνωρίζετε τη μέγιστη τάση που μπορεί να παρέχει η βαθμίδα, τον τύπο φορτίου για τον οποίο έχει σχεδιαστεί και τους περιορισμούς του παλμογράφου σας. Αυτό θα καθορίσει εάν ένας απλός εξασθενημένος αισθητήρας είναι επαρκής, εάν χρειάζεται ένας σταθερός εξασθενητής, για παράδειγμα, 10 dB ή 20 dB ή εάν είναι ωφέλιμο να διαχωρίσετε ένα μέρος του σήματος χρησιμοποιώντας έναν διαχωριστή ή έναν κατευθυντικό ζεύκτη.
Ενισχυτές λυχνιών μέτρησης: τυπικές δοκιμές και πώς να τις ερμηνεύσετε
Οι ενισχυτές λυχνιών έχουν μια ιδιαίτερη γοητεία: αναμειγνύονται Δεξιοτεχνία, κλασικός σχεδιασμός και μια καλή δόση ηχητικής υποκειμενικότηταςΩστόσο, πέρα από το γεγονός ότι το αποτέλεσμα ακούγεται «κουλ» στο αυτί, είναι πολύ χρήσιμο να τους υποβάλλουμε σε μια σειρά από τυπικές δοκιμές για να καταλάβουμε τι πραγματικά κάνουν και τι περιθώρια βελτίωσης έχουν.
Μία από τις πρώτες συνιστώμενες μετρήσεις είναι η αντίσταση εισόδουΗ γνώση της σύνθετης αντίστασης εισόδου της πηγής σήματος (προενισχυτής, DAC, πεντάλ κ.λπ.) βοηθά στην αποφυγή υπερβολικά χαμηλών φορτίων που θα μπορούσαν να επιβαρύνουν το προηγούμενο στάδιο, να αλλάξουν την απόκριση συχνότητας ή να εισαγάγουν πρόσθετη παραμόρφωση. Μια υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι γενικά άνετη για την πηγή, αν και μπορεί επίσης να κάνει το κύκλωμα πιο ευάλωτο σε θόρυβο και μακριά καλώδια.
La αντίσταση εξόδου Αυτό είναι εξίσου σημαντικό, καθώς καθορίζει τον βαθμό στον οποίο ο ενισχυτής ελέγχει την κίνηση του ηχείου. Στους ενισχυτές λυχνίας, ο μετασχηματιστής εξόδου παίζει βασικό ρόλο και ο σχεδιασμός του επηρεάζει τόσο τον συντελεστή απόσβεσης όσο και την επέκταση των συχνοτήτων μπάσων και υψηλών. Μετρώντας πώς συμπεριφέρεται η έξοδος υπό διαφορετικά φορτία, μπορούμε να σχηματίσουμε μια ιδέα για την πραγματική αντιστοίχιση μεταξύ του ενισχυτή και των ηχείων.
Είναι επίσης ενδιαφέρον να αναλυθεί η σύνθετες αντιστάσεις μεταξύ των σταδίων εντός του ίδιου του ενισχυτήΑυτό ισχύει ιδιαίτερα σε σχέδια με πολλαπλές βαλβίδες κέρδους και καθοδικούς ακόλουθους. Η κακή σύζευξη μεταξύ των σταδίων μπορεί να οδηγήσει σε πτώσεις στάθμης, αποκοπή υψηλής ζώνης ή ακόμα και αστάθειες, ενώ το σωστό μέγεθος εξασφαλίζει καθαρή και προβλέψιμη μεταφορά σήματος.
Ένας άλλος βασικός τομέας είναι η μελέτη των ολική αρμονική παραμόρφωση (THD) με και χωρίς αρνητική ανάδρασηΗ ανάδραση μειώνει σημαντικά την παραμόρφωση και συνήθως ισοπεδώνει την απόκριση συχνότητας, αλλά μεταβάλλει επίσης την κατανομή των αρμονικών (ζυγές, περιττές, ανώτερης τάξης, κ.λπ.). Μετρώντας με ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα και παρατηρώντας το φάσμα, μπορούμε να δούμε ποιες αρμονικές υπερισχύουν και πώς αλλάζει το επίπεδό τους όταν ο βρόχος ανάδρασης είναι συνδεδεμένος ή αποσυνδεδεμένος.
Τέλος, οι δοκιμές του κορεσμός και αποκοπή με ημιτονοειδή σήματα Μας δείχνουν πώς συμπεριφέρεται ο ενισχυτής καθώς πλησιάζει το όριό του. Το πλάτος του σήματος εισόδου αυξάνεται σταδιακά μέχρι να εμφανιστούν επίπεδες κορυφές στον παλμογράφο. Ο τύπος της αποκοπής (μαλακός, σκληρός, συμμετρικός, ασύμμετρος) αποκαλύπτει πολλά για τον χαρακτήρα της συσκευής και βοηθά στην κατανόηση του γιατί ορισμένοι ενισχυτές «χαλάνε» πιο ευχάριστα από άλλους όταν πιέζονται.
Απόκριση συχνότητας και χρήση ελεύθερου λογισμικού
Μία από τις πιο ικανοποιητικές δοκιμές, ακόμη και με πολύ βασικό εξοπλισμό, είναι η μέτρηση του απόκριση συχνότητας ενισχυτήΣτόχος είναι να κατανοηθεί πώς το κέρδος ποικίλλει σε ολόκληρο το ηχητικό εύρος (για παράδειγμα, από 20 Hz έως 20 kHz) και να εντοπιστούν πτώσεις, κορυφές ή ανωμαλίες που στη συνέχεια μεταφράζονται σε έναν πιο σκοτεινό, φωτεινότερο ή «φουσκωμένο» ήχο.
Για να εκτελέσετε αυτήν τη δοκιμή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια γεννήτρια συναρτήσεων που εκτελεί σάρωση συχνότητας, αλλά πολλοί άνθρωποι καταφεύγουν σε Δωρεάν λογισμικό που δημιουργεί σάρωση ή ροζ/λευκό θόρυβο από τον υπολογιστή και τον στέλνει μέσω της κάρτας ήχου. Μια άλλη επιλογή είναι να αναπαράγετε έτοιμα αρχεία WAV με σαρώσεις ή δοκιμαστικούς θορύβους και να λαμβάνετε την έξοδο του ενισχυτή για ανάλυση.
Η μέτρηση μπορεί να ληφθεί απευθείας με έναν παλμογράφο στην έξοδο του ενισχυτή, σημειώνοντας το πλάτος του σήματος σε διαφορετικές συχνότητες και στη συνέχεια κατασκευάζοντας την καμπύλη. Ωστόσο, είναι πολύ πιο βολικό στη χρήση. η ίδια η κάρτα ήχου ως όργανο μέτρησης, συνδέοντας την έξοδο του ενισχυτή στην είσοδο γραμμής του (πάντα με κατάλληλους εξασθενητές και προστασίες) και αφήνοντας το λογισμικό να σχεδιάσει το γράφημα μεγέθους και ζυγής φάσης.
Υπάρχουν πολλά δωρεάν προγράμματα σχεδιασμένα για τη μέτρηση ηχητικού εξοπλισμού: σας επιτρέπουν να δείτε την καμπύλη απόκρισης συχνότητας, να αναλύσετε το φάσμα θορύβου, να υπολογίσετε την THD κ.λπ. Σε συνδυασμό με την ελάχιστη προσοχή για την αποφυγή υπερφόρτωσης της εισόδου του υπολογιστή, μπορούν να μετατρέψουν έναν συνηθισμένο υπολογιστή σε έναν... οικονομικός αναλυτής ήχουΕίναι σημαντικό να θυμάστε ότι η κάρτα ήχου έχει και αυτή τους περιορισμούς της, αλλά για τις περισσότερες εφαρμογές DIY είναι υπεραρκετή.
Αυτού του είδους οι εξετάσεις μπορούν να τις ανιχνεύσουν εύκολα. πτώσεις σε σοβαρή κατάσταση λόγω του μετασχηματιστή εξόδουΠροοδευτικές απώλειες στα πρίμα λόγω παρασιτικών χωρητικοτήτων, ανεπιθύμητοι συντονισμοί σε ορισμένες ζώνες, ακόμη και η επίδραση της ανάδρασης στην επιπεδότητα της καμπύλης. Από εκεί, μπορούν να γίνουν τροποποιήσεις στο κύκλωμα, την καλωδίωση ή την επιλογή των εξαρτημάτων για τη βελτίωση της απόδοσης.
Αρμονικές, FFT και η σχέση τους με αυτό που πραγματικά ακούμε
Μια άλλη πολύ ισχυρή οικογένεια δοκιμών περιστρέφεται γύρω από το αρμονικές και φασματικό περιεχόμενο του σήματοςΗ τυπική προσέγγιση εδώ είναι να εφαρμοστεί το καθαρότερο δυνατό ημιτονοειδές κύμα στην είσοδο του ενισχυτή και να αναλυθεί η έξοδος με ένα FFT, είτε με τον ίδιο τον παλμογράφο (εάν περιλαμβάνει αυτή τη λειτουργία) είτε με λογισμικό που χρησιμοποιεί την κάρτα ήχου ως front-end καταγραφής.
Στο πεδίο συχνοτήτων, ο στόχος είναι να δούμε ποιες αρμονικές εμφανίζονται εκτός από τις θεμελιώδεις και ποια είναι τα σχετικά επίπεδά τους. Μας ενδιαφέρει να διακρίνουμε μεταξύ άρτιες και περιττές αρμονικέςοι οποίες συνήθως γίνονται αντιληπτές διαφορετικά από το αυτί, καθώς και μεταξύ παραμόρφωσης χαμηλής τάξης (η οποία συχνά είναι ευχάριστη ή «μουσική») και παραμόρφωσης υψηλής τάξης, η οποία είναι πιο επιθετική και κουραστική.
Εδώ ακριβώς έρχεται στο προσκήνιο μια περίεργη πτυχή: Αυτό που φαίνεται απαίσιο στην οθόνη δεν ταιριάζει πάντα με αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως κακό όταν το ακούμε.Για παράδειγμα, ένας πολύ φθηνός, μικρός ενισχυτής Κλάσης D μπορεί να εμφανίσει μια μάλλον δυσάρεστη κυματομορφή σε έναν παλμογράφο, με υπολείμματα της συχνότητας μεταγωγής, θόρυβο υψηλής συχνότητας και μικρές ανωμαλίες. Ωστόσο, όταν δοκιμάζεται στην πραγματικότητα ακούγοντας μουσική μέσω ηχείων, ο ήχος μπορεί να αποδειχθεί απόλυτα αποδεκτός για το εύρος τιμής του.
Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι το ανθρώπινο αυτί φιλτράρει πολλές από αυτές τις ατέλειες, ειδικά όταν βρίσκονται εκτός του ακουστού εύρους ή σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Επιπλέον, τα ηχεία και τα φίλτρα εξόδου του ενισχυτή εξασθενούν μεγάλο μέρος του θορύβου μεταγωγής. Ως εκ τούτου, ειδικά σε φθηνοί ενισχυτές ή απλά έργα DIYΕίναι καλύτερο να μην κολλάμε σε κάθε μικρή αιχμή FFT, αν το πρακτικό αποτέλεσμα ανταποκρίνεται στις ανάγκες μας.
Στον εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας, φυσικά, η ιστορία αλλάζει: η κυματομορφή αναμένεται να είναι υποδειγματική, το αρμονικό περιεχόμενο να ελέγχεται αυστηρά και τα επίπεδα THD εξαιρετικά χαμηλά. Αλλά ακόμη και σε αυτό το πλαίσιο, η κατανόηση του είδους της παραμόρφωσης που παράγεται βοηθά στην εξήγηση του γιατί ορισμένοι ενισχυτές, με πολύ παρόμοιες προδιαγραφές, ακούγονται διαφορετικοί όταν τους ακούμε στην πραγματικότητα.
Θόρυβος, βουητό, ραδιοσυχνότητες και ταλαντώσεις που περνούν απαρατήρητες
Πέρα από την αρμονική παραμόρφωση, ο παλμογράφος είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για την επιδίωξη θόρυβοι και ταλαντώσεις που μερικές φορές συγχέονται με «φυσιολογικά πράγματα» Ή είναι μόλις αισθητά αλλά υπάρχουν, θερμαίνοντας εξαρτήματα ή επηρεάζοντας άλλες συσκευές. Πολλά από αυτά τα προβλήματα σχετίζονται με την τροφοδοσία ρεύματος, τη γείωση και την εσωτερική καλωδίωση.
Μεταξύ των πιο συχνών φαινομένων συναντάμε το θερμικός θόρυβος υποβάθρου και θόρυβος από τα ίδια τα ενεργά εξαρτήματα, το οποίο εμφανίζεται στην οθόνη ως ένα είδος τυχαίας ομίχλης· ο κλασικός βόμβος 50/60 Hz και οι αρμονικές του, που προκαλούνται από πηγές με κακό φιλτράρισμα ή βρόχους γείωσης· παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων που συζεύγνυνται μέσω του αέρα ή καλωδιώσεων με κακή θωράκιση· και ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας που παράγονται από ανατροφοδότηση με κακή αντιστάθμιση ή απρόσεκτο σχεδιασμό πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.
Για αυτόν τον τύπο δοκιμής, η είσοδος του ενισχυτή συνήθως αφήνεται ανοιχτή. βραχυκυκλωμένο (με τη γείωση)Η έξοδος συνδέεται σε ένα κατάλληλο φορτίο και ο παλμογράφος χρησιμοποιείται για την παρατήρηση αυτής της εξόδου με διαφορετικές χρονικές κλίμακες και ευαισθησίες. Η αλλαγή της χρονικής βάσης καθιστά ορατό τόσο έναν βουητό χαμηλής συχνότητας όσο και πιθανές ταλαντώσεις στην περιοχή kHz ή ακόμα και MHz, οι οποίες μπορεί να είναι αόρατες στο αυτί.
Αυτά τα προβλήματα είναι ιδιαίτερα συνηθισμένα στους ενισχυτές λυχνιών, καθώς περιλαμβάνουν υψηλές τάσεις, ογκώδεις μετασχηματιστές, καλωδίωση από σημείο σε σημείο και κατανεμημένες γειώσεις οι οποίες, εάν δεν σχεδιαστούν προσεκτικά, δημιουργούν πρόσφορο έδαφος για βουητό, σύνδεσμοι και λήψη RFΟ παλμογράφος βοηθά στον εντοπισμό του σημείου στο κύκλωμα που εμφανίζεται το πρόβλημα και ποιες τροποποιήσεις (αναδιάταξη γειώσεων, συστροφή ζευγών καλωδίων, βελτίωση θωράκισης κ.λπ.) έχουν πραγματικό αποτέλεσμα.
Εάν ο παλμογράφος συνδυαστεί με λογισμικό ανάλυσης φάσματος, προκύπτει μια πολύ σαφής εικόνα των συχνοτήτων στις οποίες συγκεντρώνεται ο θόρυβος. Αυτό μας επιτρέπει να διακρίνουμε εάν η πηγή είναι το ηλεκτρικό δίκτυο (50/60 Hz και πολλαπλάσια), οι ίδιοι οι ημιαγωγοί, ο μετασχηματιστής εξόδου, ένας κακός σχεδιασμός πλακέτας ή εξωτερικές παρεμβολές από ραδιόφωνα, δρομολογητές, ασύρματα τηλέφωνα κ.λπ. Με αυτόν τον τρόπο, οι βελτιώσεις δεν γίνονται πλέον «τυφλά» και αρχίζουμε να εργαζόμαστε με... αντικειμενικές δοκιμές που επιβεβαιώνουν εάν μια τροποποίηση ήταν χρήσιμη ο όχι.
Στο τέλος, με έναν βασικό παλμογράφο, κάποιο δωρεάν λογισμικό, μερικά δοκιμαστικά φορτία και προθυμία για πειραματισμό, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα Εκπληκτικά ικανό μίνι οικιακό εργαστήριοΕίτε ο στόχος είναι να αποσπάσουμε και την τελευταία σταγόνα απόδοσης από μια εξαιρετικά φθηνή μονάδα Class D είτε να τελειοποιήσουμε ένα έργο λυχνίας υψηλής τάσης, οι ίδιες τεχνικές μέτρησης, όταν κατανοηθούν σωστά, μας επιτρέπουν να συμβιβάσουμε τους αριθμούς και τα γραφήματα με αυτά που μας λένε τα αυτιά μας και να μάθουμε στην πορεία γιατί ένας φθηνός ενισχυτής που μοιάζει με καταστροφή στην οθόνη λειτουργεί περισσότερο από επαρκώς στο σαλόνι, ενώ ένας πιο προσεκτικός σχεδιασμός αποκαλύπτει στα γραφήματα γιατί ακούγεται τόσο καθαρός και ελεγχόμενος.