pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
www.audioton.republika.pl Mapa serwisu | Księga Gości | O mnie | Kontakt |
>>> diy > Pomiary oscyloskopem
| Pre-Mini | Preamp "Nr1/2" | Preamp "Nr 1" | Preamp "Nr 2" | Preamp "Nr 3" | Bufor lampowy | Wzm. słuchawkowy |
| Wzm. słuchawkowy OTL | Wzm. na EL84 | Wzm. gitarowy | Wzmacniacz SE | Wzmacniacz na LM3875 | Wzm. triodowy |
| Buforek | Pomiary oscyloskopem | Tuning gramofonu | PÅ‚ytka drukowana | Podstawki | Bass-trap | Tipsy| Circlotron |
| HybrydaNowa! |
Zbudowany przedwzmacniacz, bufor czy wzmacniacz lampowy gra wspaniale, ale wypadałoby dowiedzieć się coś o
jego parametrach, a nie tylko oceniać na słuch. Do tego będą potrzebne trzy urządzenia: oscyloskop, generator
funkcyjny i częstotliwościomierz. Urządzenia te przydadzą się tym bardziej, gdy wzmacniacz nie chce grać...
Generator funkcyjny można kupić, zrobić samemu (schematy w czasopismach elektronicznych, w Internecie na
stronach poświęconych elektronice) lub kupić gotowy kit np. w sklepach internetowych. Zwykle są to proste generatory
o nie najwyższych parametrach, lecz będą bardzo przydatne do pomiaru wielu ważnych parametrów. Od jakości
generatora zależy dokładność naszych pomiarów. Powinien mieć szeroki zakres częstotliwości (np. 10 Hz-200kHz),
które powinien generować LINIOWO w całym zakresie, czyli bez nagłych spadków czy podbić amplitudy sygnału.
Zniekształcenia nieliniowe generowanego sygnału powinny być niezbyt wysokie. Do naszych pomiarów potrzebne będą
sygnały: sinusoidalny, trójkątny i prostokątny. Przydatne są też sygnały piłokształtne, dodatnie i ujemne. Dobrze by
było, gdyby wartość (amplitudę) sygnału sinusoidalnego i trójkątnego można było płynnie regulować.
Można też użyć sygnałów wygenerowanych przez różne programy komputerowe. Jakość sygnału będzie zależała od
jakości karty dz
więkowej, a pasmo będzie ograniczone do 15, maksymalnie do 20 kHz. Ponadto wyższe częstotliwości
(powyżej 10 kHz) generowane przez komputer mają znaczne zniekształcenia sygnału, spowodowane ograniczoną liczbą
próbek. Zwróćmy bowiem uwagę, że przy częstotliwości próbkowania 44.1 kHz (standard audio) sygnał o częstotliwości
20 kHz jest próbkowany 2.2 razy, co jak domyślamy się da nam np. sygnał sinusoidalny w postaci schodków a nie
sinusa. Wprawdzie taki sygnał wygładzany jest przez filtr, lecz na ekranie oscyloskopu widzimy go w postaci szerokiej
"wstążki" o kształcie zbliżonym do sinusoidy a nie cienkiej linii, jak z dobrego generatora.
Ale do wielu pomiarów wystarczy prosty generator, nawet w postaci programu komputerowego. Jeżeli nie masz jeszcze
takiego programu to możesz go sobie ściągnąć z tej strony. Program jest autorstwa Tomasza Śliwy i udostępniam go za
jego zgodÄ….
Generator (100kb)
Profesjonalny częstotliwościomierz nie jest tani. Można go zbudować samemu, kupić kit, lub kupić multimetr z
wbudowanym pomiarem częstotliwości (takie multimetry można kupić już od 90-100 zł). Z reguły pomiar częstotliwości
w tańszych multimetrach jest ograniczony od 10 Hz do 20 kHz, ale od biedy do pomiaru wzmacniacza
wystarczy. Częstotliwość sygnału można zmierzyć też za pomocą oscyloskopu (z przebiegu rysowanego na ekranie),
jest to mniej wygodne, ale wielu przypadkach wystarczające. Dobre oscyloskopy podają częstotliwość przebiegu wprost
na ekranie, co jest idealnym rozwiÄ…zaniem.
Bywają generatory w wbudowanym pomiarem częstotliwości, można też zrobiony przez siebie generator (pokrętło)
wyskalować, korzystając np. z oscyloskopu, o czym napiszę dalej.
Oscyloskop
Jest wiele typów oscyloskopów, od bardzo prostych, do niezwykle rozbudowanych (pomijając już podział na analogowe
i cyfrowe i in.). W naszych pomiarach przydatny będzie każdy rodzaj oscyloskopu, nawet ten najprostszy. Chciałbym
zachęcić osoby nieobeznane, do pracy z oscyloskopem - nie jest to takie trudne.
Podczas pomiarów będziemy używali tylko wejścia Y oraz - pomijając wstępne ustawienia jasności i wielkości plamki -
pokręteł (klawiszy, przycisków) wzmocnienia oraz podstawy czasu.
Pokrętłem czy przyciskami wzmocnienia ustawiamy wzmocnienie tak, by badany przebieg mieścił się na ekranie, a
pokrętłem (przyciskami) podstawy czasu dopasowujemy częstotliwość obrazu na ekranie, odpowiednio do
częstotliwości mierzonego sygnału.
Podczas pomiarów sygnałów o wysokim napięciu przyda się sonda wysokonapięciowa, np. 1:10, co pozwala na pomiar
sygnału o dziesięciokrotnie większym napięciu od dopuszczalnego dla danego oscyloskopu.
1 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
Ekran oscyloskopu podzielony jest zwykle na 10 części w poziomie i 8 w pionie za
pomocÄ… linii, tworzÄ…cych siatkÄ™. Kratki podzielone sÄ… dodatkowo na (zwykle) 5
części. Podziałkę tę widać na środkowych liniach symetrycznie dzielących ekran.
Ułatwia to dokładniejszy odczyt parametrów mierzonego sygnału. W przypadku
większych ekranów podziałek jest więcej (np. 3 w poziomie) lub są dokładniejsze.
Na rysunku - standardowy ekran oscyloskopu.
Przy pomiarach, gdzie wynik chcemy otrzymać w dB, za poziom 0 (zero) dB
przyjmujemy, że wartość sygnału wzorcowego zajmuje 5 lub 7 kratek (działek).
Ponieważ dwukrotna różnica wzmocnienia we wzmacniaczach nie powoduje jeszcze
wyraz
nych zmian w głośności, przyjęto, że wszelkie pomiary będą podawane z
dwukrotnym spadkiem wartości sygnału, co daje różnicę 3 dB.
Spadek o 3 dB odpowiada ok. 71% wartości początkowej. Można przyjąć inną wartość początkową niż 5 czy 7 kratek
na ekranie oscyloskopu i odpowiednio przeliczyć.
Na ekranie oscyloskopu spadek o 3 dB daje zmniejszenie amplitudy sygnału z 5 do 3.5 kratki. Gdy za poziom 0 dB
przyjmiemy 7 działek, to spadek o 3 dB (71%) będzie odpowiadał 5 kratkom.
Na początek proponuję przyjęcie 5 kratek za poziom wzorcowy, 0 dB.
Przeliczenie działek ekranu na decybele (z dokładnością do 1/5 kratki) wygląda następująco:
Spadek wartości sygnału poniżej poziomu 0 dB (5,0 Wzrost wartości sygnału powyżej 0 dB (5,0 kratek - 0,00
kratek - 0,00 dB) dB)
4,8 dz. - (-) 0,35 dB 4,0 dz. - (-) 1,9 dB 5,2 dz. - +0,82 dB 6,2 dz. - +1,86 dB
4,6 dz. - (-) 0,72 dB 3,8 dz. - (-) 2,38 dB 5,4 dz.- +0,67 dB 6,4 dz. - +2,14 dB
4,4 dz. - (-) 1,11 dB 3,6 dz. - (-) 2,85 dB 5,6 dz. - +0,98 dB 6,8 dz. - +2,67 dB
4,2 dz. - (-) 1,51 dB 3,5 dz. - (-) 3,09 dB 6,0 dz. - +1,58 dB 7,0 dz. - +2,92 dB
Jak widać "na plusie" decybele przyrastają nieco inaczej.
Co można mierzyć?
Za pomocą oscyloskopu i generatora funkcyjnego będziemy mierzyć:
1. Wzmocnienie wzmacniacza lub przedwzmacniacza,
2. Moc wyjściową wzmacniacza mocy,
3. Pasmo przenoszenia,
4. CharakterystykÄ™ przenoszenia,
5. Zniekształcenia wzmacnianego sygnału
6. Możemy zgrubnie ocenić inne parametry, jak szybkość wzmacniacza czy wprowadzane zniekształcenia nieliniowe .
Kilka ogólnych uwag
Dla zachowania bezpieczeństwa badanych wzmacniaczy musimy zastosować się do kilku wskazówek:
- gdy mamy zamiar pierwszy raz włączyć wzmacniacz mocy do sieci, dobrze by w szereg pomiędzy wzmacniaczem a
zasilaczem był włączony bezpiecznik o niewielkim prądzie, tak by w przypadku błędnego montażu, zwarcia czy tp. nie
uległ zniszczeniu sam wzmacniacz. Przydatny jest zasilacz o ogranicznikiem natężenia prądu. W przypadku
wzmacniaczy lampowych, najpierw włączamy zasilanie żarzenia , a potem anodowe, najlepiej mierząc prąd anodowy,
czy nie przekracza dopuszczalnego, a napięcie anodowe nie przekracza napięcia pracy kondensatorów
elektrolitycznych. PrÄ…d spoczynkowy w przypadku wzmacniaczy tranzystorowych nie przekracza kilku-kilkunastu
miliamper, w przypadku wzmacniaczy lampowych jest nieco większy. Duży prąd pobierany jest w czasie pracy
wzmacniacza klasy A tak tranzystorowego jak i lampowego. Obserwujemy elementy, czy nie nagrzewajÄ… siÄ™
nadmiernie. W przypadku wzmacniaczy lampowych, z
ródeł ciepła jest wiele, ale nic nie powinno się dymić, palić itp.
- wzmacniacze mocy z reguły badamy po obciążeniu wyjścia impedancją 4 lub 8 omów. W żadnym wypadku, (na
początek), nie należy podłączać głośników lecz rezystor o oporności 4 lub 8 omów i dużej mocy (mocno się grzeje!).
Rezystor powiniem mieć moc przynajmniej taką, jakiej spodziewamy się uzyskać z naszego wzmacniacza (np. nawet
100W).
Rezystory mogą mieć mniejszą moc, ale musimy wtedy zrezygnować z pomiarów mocy maksymalnej wzmacniacza.
Spotkałem się z propozycją, by kilkuwatowe rezystory obciążające wzmacniacz, zanurzyć w celu lepszego chłodzenia
w naczyniu z wodÄ….
- kolumny możemy podłączyć dopiero po ustaleniu, że wzmacniacz działa prawidłowo, że się nie wzbudza (np. na
wysokich, niesłyszalnych częstotliwościach). Potencjometr głośności powinien być skręcony na zero! Unikamy
"podkręcania" potencjometru głośności i manipulowania przy wzmacniaczu. Każde zwarcie, zaiskrzenie, czy
wzbudzenie się wzmacniacza może uszkodzić kolumny jeśli użyliśmy ich do testów.
- w żadnym wypadku nie sprawdzamy jak radzą sobie kolumny na wysokich częstotliwościach, podając mocny, o
wysokiej częstotliwości sygnał z generatora . Takie "przegwizdanie" wzmacniacza i kolumn z reguły kończy się
spaleniem głośnika wysokotonowego.
2 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
Do pomiarów w wysokich częstotliwościach używamy wyłącznie rezystorów obciążających wzmacniacz!
Sprawdz
generator
Generator, szczególnie ten wykonany własnym sumptem powinniśmy zbadać oscyloskopem. Obserwujemy kształt
sygnału przy różnych częstotliwościach. Nie powinien on zbyt zmieniać kształtu do przynajmniej 20 kHz. Badamy też
liniowość wzmocnienia. Polega to po prostu na ustawieniu wzmocnienia np. sygnału trójkątnego na 5 kratek i
obserwowaniu czy ten poziom wzmocnienia jest zachowany przy różnych częstotliwościach. Bo w jaki sposób zbadamy
charakterystykę przenoszenia wzmacniacza, gdy nasz generator już przy 20 kHz będzie miał spadek wzmocnienia np. -2
dB?
Dobry generator ma jednakową amplitudę sygnału wyjściowego w całym swoim paśmie.
Badamy
Uruchomiliśmy wzmacniacz, bufor czy przedwzmacniacz, nic się w nim nie pali, nic nadmiernie nie grzeje, możemy
przystąpić do pomiarów. Na wejście badanego urządzenia podajemy sygnał z generatora (oczywiście przez kabel
koncentryczny) na wyjście podłączamy obciążenie (rezystor) - w przypadku wzmacniacza mocy - natomiast preamp czy
bufor nie obciążamy. Częstotliwość sygnału ustawiamy na 1 kHz, która jest ogólnie przyjętą częstotliwością
pomiarowÄ….
Każdy wzmacniacz ma ograniczone możliwości wzmocnienia sygnału. Przy zbyt
wysokiej wartości sygnału wejściowego, wzmacniacz zaczyna "obcinać" wierzchołki
sygnału, przez co zniekształcenia nieliniowe drastycznie rosną. Moc znamionową jak i
współczynnik wzmocnienia badamy przy takiej wartości sygnału wejściowego, by
obcinanie sygnału nie było nadmiernie duże. Zniekształcenia nieliniowe wtedy są na
poziomie 2-5%, co jest jeszcze akceptowalne słuchowo.
Praktycznie odbywa się to w ten sposób, że po podłączeniu generatora do wejścia
wzmacniacza, potencjometrem głośności ustalamy taki poziom, by na ekranie
oscyloskopu dało się zauważyć niewielkie zniekształcenie sygnału. Do takich
obserwacji lepszy jest sygnał trójkątny niż sinusoidalny. Natomiast do badania mocy znamionowej wzmacniacza używa
się sygnału sinusoidalnego, więc będziemy musieli obserwacje przeprowadzić na takim sygnale.
Na rysunku: wzmacniany sygnał trójkątny zaczyna być obcinany.
1. Wzmocnienie.
Jest to najprostszy pomiar. Na wejście podajemy sygnał trójkątny (można użyć też sinusa) o częstotliwości ok. 1 kHz,,
powoli zwiększając amplitudę sygnału za pomocą potencjometru głośności. Na oscyloskopie podłączonym do wyjścia
obserwujemy kształt sygnału, aż do momentu gdy wzmacniacz zaczyna obcinać wierzchołki sygnału.
Następnie oscyloskopem mierzymy poziom sygnału na wejściu, pokrętłem wzmocnienia (już na oscyloskopie) ustalamy
wysokość obrazu np. na jedną kratkę. Potem, nie zmieniając położenia potencjometrów, mierzymy poziom sygnału na
wyjściu. Stosunek wartości amplitud wejścia do wyjścia jest współczynnikiem wzmocnienia wzmacniacza.
Np. sygnał na wejściu mieści się w 1 kratce, na wyjściu w 5, tak więc wzmacniacz wzmacnia 5 razy. Trudniejszy jest
pomiar, gdy obraz sygnału na wyjściu nie mieści się na ekranie (duże wzmocnienie). Pozostaje tak zmniejszać wartość
wzmocnienia na wejściu by wzmocniony sygnał mieścił się na ekranie.
W przybliżony sposób można mierzyć wzmocnienie za pomocą multimetru cyfrowego, ale pod warunkiem że nasz
multimetr prawidłowo odczytuje częstotliwość sygnału sinusoidalnego 1 kHz. W tanich multimetrach częstotliwość ta
zwykle nie przekracza 100 Hz, dlatego pomiar będzie obarczony większym błędem, co w ostatecznym rozrachunku nie
jest takie istotne. Informacji o częstotliwości pomiaru szukaj w instrukcji obsługi multimetru. Zasada pomiaru
wzmocnienia jest taka sama - stosując sygnał sinusoidalny, mierzymy wartość sygnału przed i po wzmocnieniu przy
częstotliwości dostosowanej do możliwości multimetru (np. 100 Hz).
2. Moc wyjściowa wzmacniacza mocy.
Pomiaru dokonuje się przy pomocy sygnału sinusoidalnego, przy zasilaniu oryginalnym zasilaczem. Wzmacniacz należy
obciążyć rezystorem o takiej mocy by nie uległ spaleniu i o rezystancji dopasowanej do naszego wzmacniacza (np. 4
omy). Możesz zaryzykować i podłączyć kolumny, wtedy pomiar będzie dokonany w warunkach rzeczywistego
obciążenia, ale bezpieczniej jest użyć rezystora. W przypadku wzmacniacza stereofonicznego rezystorem obciążamy
oba kanały. Na oba wejścia podajemy sygnał sinusoidalny, 1 kHz.. Wzmocnienie ustalamy w taki sposób, by szczyty
sygnału zostały lekko obcięte. Moc oddawana w takich warunkach będzie mocą maksymalną (sinusoidalną).
W jaki sposób obliczyć moc? Liczymy ile kratek zajmuje wzmocniony sygnał. Na
pokrętle (klawiszu) wzmocnienia oscyloskopu odczytujemy ile wynosi współczynnik
wzmocnienia. Np. sygnał zajmuje 6 kratek Współczynnik wzmocnienia oscyloskopu
jest ustawiony na 5V/działkę, czyli międzyszczytowa amplituda sygnału wynosi: 6 x
3 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
5V=30V. Amplituda sygnału wynosi połowę tej wartości, czyli 15V. Wartość
skuteczna sygnału sinusoidalnego wynosi 0,707 amplitudy (pamiętamy z fizyki?),
czyli 0,707x15V=10,6V. Moc obliczamy ze wzoru: P=U2/R. w naszym przypadku
będzie to: P=(10,6)2/4=112,36/4=28,09W.
Jeżeli napięcie zasilające w sieci będzie nieco wyższe lub niższe, moc będzie nieco inna, podobnie jak po zmianie
obciążenia z 4 na 8 omów. Podanie sygnału muzycznego spowoduje, że moc naszego wzmacniacza będzie wyższa.
Na rysunku: wzmacniacz zaczyna obcinać wierzchołki sygnału sinusoidalnego, amplituda międzyszczytowa wynosi 6
działek.
Oczywiście mocy wyjściowej nie oblicza się dla przedwzmacniacza czy bufora.
3. Pasmo przenoszenia
Ten pomiar też nie sprawi Ci kłopotów. Jak wiemy, każdy wzmacniacz czy kolumna
głośnikowa, tak niskie jak i wysokie częstotliwości przenosi z "normalnym"
wzmocnieniem tylko do pewnego zakresu. Poniżej i powyżej tych częstotliwości
wzmocnienie szybko spada. Pasmo przenoszenia urzÄ…dzenia audio, to po prostu taki
zakres skrajnych częstotliwości, w których wzmocnienie urządzenia będzie
dwukrotne niższe, czyli inaczej spadek wzmocnienia będzie wynosił (-)3 dB.
Przyjmuje się, że im szersze pasmo przenoszenia, tym lepiej. Kolumny głośnikowe
przenoszą niskie częstotliwości od 30-50 Hz a wysokie do 20-30 kHz. Gdy
wzmacniacz lampowy ma pasmo przenoszenia 20-30 kHz, jest to dobry wynik,
natomiast dla tranzystorowca nie jest to żadna rewelacja. Współczesne wzmacniacze
(także lampowe, chociaż nie aż tak) przenoszą częstotliwości od blisko zera do
100-150 kHz/-3dB. Oczywiście, uczciwość producenta nakazuje, by podał on
rzetelnie wartość spadków na krańcach pasma, bowiem jeżeli przyjmiemy, że
dopuszczalne spadki wynoszą np. do -6dB, to każdy wzmacniaczyk w najtańszym
nawet jamniku będzie miał rewelacyjne parametry.
Pomiaru dokonujemy sygnałem sinusoidalnym lub trójkątnym. Poziom wzmocnienia
wzmacniacza nie musi być bliski maksymalnemu, nawet lepiej jak pokrętło
potencjometru ustawimy niżej, np. na 10 lub 20% mocy. Wzmacniacz mocy
obciążamy rezystorem, natomiast preamp czy bufor nie obciążamy.
Podłączamy oscyloskop na wyjście, generator na wejście. Wyłączamy generator,
wtedy na oscyloskopie pojawi się linia podstawy czasu. Pokrętłem ustawiamy ją na
samym dole ekranu, jak na rysunku pierwszym. Oscyloskop powinien mieć
ustawiony przełącznik wejścia Y na sprzężenie stałoprądowe (DC). Przestrajamy
generator na częstotliwość ok. 1kHz. Pokrętłem (klawiszem) wzmocnienia na
oscyloskopie ustawiamy połówkę sinusoidy na wysokość 5 kratek (działek).
Pokrętłem regulacji częstotliwości na generatorze zmniejszamy częstotliwość, aż
wysokość wierzchołków sinusoidy zmniejszy się do wysokości 3,5 działki. Będzie to
szukany spadek (-)3 dB. Podobnie postępujemy z częstotliwościami wysokimi.
Nieco łatwiej jest mierzyć nie amplitudę, a wartość międzyszczytową, czyli pełną
sinusoidę. Początkową sinusoidę ustalamy na 7 działek i granicą pomiaru będzie
wtedy 5 działek (kratek) na ekranie oscyloskopu co da nam szukany spadek o 3 dB.
Częstotliwość przy której sygnał ma graniczną wartość 3.5 działki (lub 5 działek, zależnie od systemu pomiaru)
odczytujemy na częstotliwościomierzu.
Jeżeli nie mamy do dyspozycji częstotliwościomierza, nic straconego. Trzeba tak ustawić regulator podstawy czasu na
oscyloskopie, by na ekranie uzyskać dwie połówki sinusoidy. Mierzymy okres przebiegu (od początku pierwszej, do
początku drugiej sinusoidy, lub od końca co końca - jak na rysunku) - w naszym przykładzie to 5 działek. Sprawdzamy
na oscyloskopie jaki jest współczynnik podstawy czasu (pokrętło lub klawisz), niech to będzie np. 15 ms/działkę. Daje to
okres przebiegu T=5 x 15=72ms. Częstotliwość obliczymy ze wzoru: f=1/T, tak więc f=1/72=0,012kHz, czyli 12 Hz..
Podobnie oblicza się górną częstotliwość graniczną.
4. Charakterystyka przenoszenia
Jeżeli wprawiliśmy się już w określaniu pasma przenoszenia, to nic prostszego jak sprawdzić jaka jest charakterystyka
przenoszenia wzmacniacza. Polega to po prostu na przestrajaniu generatora od najniższej częstotliwości do najwyższej
częstotliwości i obserwowaniu przy jakich częstotliwościach następują spadki, ewentualnie podbicia wzmocnienia. Jeżeli
chcesz, możesz narysować charakterystykę
wzmocnienia w funkcji częstotliwości
swojego wzmacniacza. Przeliczenie "działek
na decybele" ułatwi Ci tabela powyżej. Jest to
4 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
dość pracochłonne, ale charakterystyka nie
musi być bardzo dokładna. Wystarczy kilka-
kilkanaście punktów pomiaru, bowiem
prawidłowo zbudowany wzmacniacz nie ma
jakichś nagłych spadków czy podbić w swoim paśmie.
Na rysunku przykładowa charakterystyka przenoszenia wzmacniacza dla obciążenia 4 i 8 omów. Widoczne obniżenie
charakterystyki dla 4 omów w zakresie 500-1000 Hz (oczywiście przykładowe).
Zniekształcenia nieliniowe
Dobrze zaprojektowane wzmacniacze mają minimalne zniekształcenia nieliniowe, których wartość jest niższa niż 1% (o
ile wzmacniacz nie jest przesterowany). Dobry wzmacniacz (szczególnie tranzystorowy) ma zniekształcenia sięgające
ułamka procenta. W przypadku wzmacniaczy lampowych zniekształcenia bywają wyższe, co jednak nie przekreśla ich
jako wzmacniaczy, a wręcz przeciwnie, mają one przez to pewien "lampowy" rys brzmienia, ceniony przez wielu
użytkowników.
Niskich zniekształceń nie można zmierzyć za pomocą oscyloskopu. Ale obecność wyższych zniekształceń możemy
zauważyć oceniając sygnał trójkatny.
Pomiar
Wzmacniacz mierzymy pod nominalnym obciążeniem, sygnałem trójkątnym o częstotliwości 1 kHz, podkręcając
potencjometr tak, by wierzchołki trójkąta nie były jeszcze obcinane (blisko mocy maksymalnej).
Jeżeli zbocza trójkąta są proste, zniekształcenia są niewielkie. Jeżeli zbocza są wygięte, sygnał jest mocno
zniekształcony.
1 kHz.
1 kHz.
Sygnał trójkątny
Sygnał nieprawidłowy,
prawidłowy,
zniekształcenia
zniekształcenia
nieliniowe są zbyt duże.
nieliniowe minimalne.
Badanie sygnałem prostokątnym
Badanie sygnałem prostokątnym jest bardzo przydatne i niesie wiele informacji. Dla doświadczonego elektronika jeden
rzut oka na ekran oscyloskopu wystarcza, by wiedzieć czy wzmacniacz ma ograniczone pasmo, czy się wzbudza czy tp.
Badanie
W zasadzie do badania wystarczą sygnały prostokątne o częstotliwościach: 20 Hz, 1 kHz oraz 20 kHz. Jeżeli generator
ma możliwość płynnego przestrajania częstotliwości, to tym lepiej.
Pierwszym krokiem jest sprawdzenie jak wygląda sygnał bezpośrednio z generatora - w tym celu do oscyloskopu
podłączamy generator z ustawioną częstotliwością 1 kHz (i pozostałymi). Jeżeli wzmacniacz ma regulatory barwy
dz
więku, ustawiamy je w pozycji neutralnej ("0"). Następnie do wejścia wzmacniacza podłączamy generator, a do
wyjścia wzmacniacza (przedwzmacniacza), oscyloskop.
Obserwujemy przebieg dla częstotliwości 20 Hz, 1 kHz i 20 kHz. Jeżeli wzmacniacz nie przenosi bardzo niskich
częstotliwości, to zamiast 20 Hz stosujemy wyższą, np. 50 Hz.
Przedwzmacniacz badamy nie obciążony, wzmacniacz mocy natomiast możemy badać nieobciążony, obciążony
kilkuwatowym rezystorem i rezystancji NIE mniejszej niż zalecana impedancja kolumn głośnikowych (np. 4 lub 8
omów). W niektórych przypadkach, gdy chcemy sprawdzić zachowanie się wzmacniacza mocy podczas pracy z
"trudnymi" obciążeniami, do rezystora dołączamy kondensator o pojemności ok. 1 uF.
Uwaga:
Jeżeli wzmacniacz mocy badamy obciążony rezystorem, to potencjometr głośności ustawiamy na taką wartość, by nie
przekroczyć mocy wydzielanej na rezystorze, inaczej ulegnie on "przepaleniu".
Nigdy nie badamy wzmacniacza obciążonego kolumnami głośnikowymi! No, chyba że lubimy emocje i nie zależy nam
na głośnikach...:)
Dla zobrazowania podam kilka oscylogramów przebiegu prostokątnego o częstotliwości 1 kHz, "przepuszczonych"
przez wzmacniacz z regulacjÄ… barwy dz
więku.
5 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
20 kHz
Sygnał wzorcowy,
mierzony na wyjściu
generatora.
Widać lekkie
1 kHz
zaokrąglenia naroży.
Sygnał wzorcowy, mierzony na wyjściu
Spowodowane jest to
generatora.
ograniczonym pasmem
generatora (200 kHz) jak
i pojemnościami
przewodów
pomiarowych.
Bas mocno ograniczony.
Bas obniżony (ograniczone pasmo od (szybkie opadanie
dołu) charakterystyki w
dolnym zakresie)
Wysokie częstotliwości
(soprany) obniżone.
Bas "podbity" na regulatorze.
Inaczej - ograniczone
pasmo od góry.
Wysokie częstotliwości
mocno "podbite"
Wysokie częstotliwości "podbite"
("górka" na
charakterystyce).
Obniżenie i podbicie określonych częstotliwości (pasm) polega na obniżeniu lub podwyższeniu ich amplitudy w
stosunku do pozostałej części sygnału. Na charakterystyce częstotliwościowej będzie to dołek lub górka w określonym
paśmie.
Jak widzimy, jeżeli sygnał na wyjściu wzmacniacza nie jest prostokątem, rzut oka wystarczy by z grubsza ocenić jak
może wyglądać jego charakterystyka.
Ale przebieg sygnału prostokątnego może nieść więcej informacji. Oprócz nierówności charakterystyki, wzmacniacz ma
ograniczone pasmo, tak od dołu, jak i od góry. Bardzo dobre wzmacniacze, przenoszą sygnał od zaledwie kilku Hz (to
już prawie prąd stały), do setek kHz. Te informacje niesie także sygnał prostokątny.
O spadku wzmocnienia na dolnych częstotliwościach świadczy kształt sygnału pomiarowego 20 Hz (50 Hz) a o spadku
(ograniczeniu) w zakresie wysokich częstotliwościach - sygnał 20 kHz.
Podane tutaj częstotliwości pomiarów są typowe, natomiast w mniejszym lub większym stopniu odkształcenia sygnału
wystąpią przy innych częstotliwościach pomiaru.
Kilka przykładów:
Sygnał 20 kHz.
Widoczne lekkie
zaokrąglenia naroży
Idealny przebieg
sygnału, oraz niewielkie
sygnału
nachylenia zboczy
prostokÄ…tnego.
świadczy o bardzo dobrych
Raczej teoria...
właściwościach
wzmacniacza w zakresie
wysokich częstotliwości.
6 of 7 2010-04-25 10:22
pomiary oscyloskopem http://www.audioton.republika.pl/pomiary-oscylo.html
Sygnał 1 kHz. (lub
mniej)
Zwis poziomych
Sygnał 1 kHz (lub mniej)
odcinków sygnału
Przerost odcinków świadczy
świadczy o
o podbiciu charakterystyki
ograniczeniu w
w zakresie niskich
zakresie dolnych
częstotliwości (linie ukośne
częstotliwości. Im
mogą mieć też kształt łuków
większy zwis, tym
jak na zdjęciach powyżej).
gorzej (linie ukośne
mogą mieć też
kształt łuków).
Sygnał 20 kHz.
Sygnał 20 kHz. Zafalowania świadczą o
Mocne zaokrÄ…glenia podbiciu charakterystyki w
sygnału świadczą o zakresie wyższych
ograniczeniu pasma częstotliwości. Podbicie
w zakresie górnych może być większe lub
częstotliwości. Im mniejsze, najczęściej w
większe łuki, tym paśmie do 50 kHz. Ilość i
pasmo węższe. gęstość zafalowań informuje
o częstotliwości podbicia.
Sygnał 20 kHz (lub
nawet niższy) Sygnał 1 kHz lub wyższe.
GasnÄ…ce oscylacje Widoczne oscylacje
świadczą o podbiciu świadczą o stałym
ch-tyki w zakresie wzbudzaniu siÄ™
wysokich wzmacniacza, najczęściej na
częstotliwości wys. częstotliwościach.
(umownie pow. 50 Im "gęstsza" sinusoida
kHz) lub o oscylacji, tym większa
wzbudzaniu się częstotliwość na której
wzmacniacza. wzmacniacz siÄ™ wzbudza
Oscylacje sÄ… wtedy (setki kHz)
dłuższe.
Wyjaśnienie:
Zwis jest wtedy, gdy pozioma linia (czasem wygięta w łuk) opada poniżej teoretycznego (prawidłowego) przebiegu
sygnału prostokątnego.
Przerost - linia pozioma (czasem wygięta w łuk) przebiega ukośnie powyżej teoretycznego (prawidłowego) przebiegu
sygnału prostokątnego.
Powrót do góry >>>
| Pre-Mini | Preamp "Nr1/2" | Preamp "Nr 1" | Preamp "Nr 2" | Preamp "Nr 3" | Bufor lampowy | Wzm. słuchawkowy |
| Wzm. słuchawkowy OTL | Wzm. na EL84 | Wzm. gitarowy | Wzmacniacz SE | Wzmacniacz na LM3875 | Wzm. triodowy |
| Buforek | Pomiary oscyloskopem | Tuning gramofonu | PÅ‚ytka drukowana | Podstawki | Bass-trap | Tipsy| Circlotron |
| HybrydaNowa! |
© 2000-2006 StanisÅ‚aw ChrzÄ…szcz | Projekt strony: StanisÅ‚aw ChrzÄ…szcz | Wszelkie prawa zastrzeżone
7 of 7 2010-04-25 10:22