Politechnika Rzeszowska Zakład Metrologii i Systemów Diagnostycznych |
Grupa L2/3 |
1. Post Patrykkierownik 2. Marcinowski Adrian3. Sawa Tomasz 4. Koralewicz Marcin |
Data 20.05.2016 |
Laboratorium Elektroniczne yrządy i techniki pomiarowe |
|||
POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO | Nr ćwicz. | Ocena | |
6 |
I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych zagadnień związanych z wyznaczaniem i oceną wybranych parametrów opisujących tory foniczne w układach scalonych procesorów audio.
II. Przebieg ćwiczenia
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia zapoznano się z aparaturą niezbędną do wykonania ćwiczenia.
Spis przyrządów
Nanowoltomierz selektywny UNIPAP 237
Zakres pomiarowy: 1uV – 100mV
Zakres częstotliwości: 1 Hz – 99,9 kHz
Oscyloskop cyfrowy RIGOL DSC1062C
Czułość: 2 mV – 5 V
Podstawa czasu: 5ns – 50s
Generator funkcyjny Hung Chang 9205C
Zakres napięć wyjściowych 2Vpp – 20Vpp
Zakres częstotliwości 0,02Hz – 2MHZ
Wyznaczanie charakterystyki dla regulatora Treble
Pomiarów dokonano przy neutralnych położeniach pozostałych regulatorów oraz przy podanym na wejście sygnale sinusoidalnym: 2.8 Vpp i częstotliwości 11kHz.
Położenie regulatora | Uwy [Vpp] | Wzmocnienie [dB] |
---|---|---|
-7 | 0,564 | -13,91757855 |
-6 | 0,564 | -13,91757855 |
-5 | 0,572 | -13,79524005 |
-4 | 0,578 | -13,70460386 |
-3 | 0,608 | -13,26508904 |
-2 | 0,796 | -10,92489927 |
-1 | 1,24 | -7,074726924 |
0 | 2,56 | -0,778361321 |
1 | 4,64 | 4,387198984 |
2 | 6,56 | 7,394916161 |
3 | 8 | 9,118639113 |
4 | 8,48 | 9,624756418 |
5 | 8,88 | 10,02509869 |
6 | 8,88 | 10,02509869 |
7 | 8,88 | 10,02509869 |
Rysunek 1. Zależność napięcia wyjściowego od położenia regulatora treble
Rysunek 2. Zależność wzmocnienia w zależności od położenia regulatora Treble w skali decybelowej
Wyznaczanie charakterystyki regulatora Bass
Pomiarów dokonano przy neutralnych położeniach pozostałych regulatorów oraz przy podanym na wejście sygnale sinusoidalnym: 2,8 Vpp i częstotliwości 71 Hz.
Położenie regulatora | Uwy [Vpp] | Wzmocnienie [dB] |
---|---|---|
-7 | 0,316 | -18,94941897 |
-6 | 0,316 | -18,94941897 |
-5 | 0,32 | -18,84016106 |
-4 | 0,324 | -18,73226042 |
-3 | 0,348 | -18,11157575 |
-2 | 0,492 | -15,10385857 |
-1 | 1,06 | -8,437043322 |
0 | 2,56 | -0,778361321 |
1 | 5,04 | 5,105450102 |
2 | 6,72 | 7,604224834 |
3 | 7,36 | 8,39439566 |
4 | 7,68 | 8,764063774 |
5 | 7,68 | 8,764063774 |
6 | 7,68 | 8,764063774 |
7 | 7,68 | 8,764063774 |
Rysunek 3. Zależność napięcia wyjściowego od położenia regulatora Bass
Rysunek 4. Zależność wzmocnienia w zależności od położenia regulatora Bass w skali decybelowej
Wyznaczanie charakterystyki regulatora Balance
Pomiarów dokonano przy neutralnych położeniach pozostałych regulatorów oraz przy podanym na wejście sygnale sinusoidalnym: 2,8 Vpp i częstotliwości 1 kHz.
Położenie regulatora | Uwy [Vpp] | Tłumienie [dB] |
---|---|---|
0 | 2,4 | -1,338935793 |
1 | 1,08 | -8,274685517 |
2 | 0,42 | -16,47817482 |
3 | 0,154 | -25,19274621 |
4 | 0,064 | -32,81956115 |
5 | 0,032 | -38,84016106 |
6 | 0,02 | -42,92256071 |
7 | 0,02 | -42,92256071 |
Rysunek 5. Zależność napięcia wyjściowego od położenia regulatora Balance
Rysunek 6. Zależność tłumienia kanału w zależności od położenia regulatora Balance w skali decybelowej
Wyznaczanie charakterystyki regulatora Volume
Pomiarów dokonano przy neutralnych położeniach pozostałych regulatorów oraz przy podanym na wejście sygnale sinusoidalnym: 2,8 Vpp i częstotliwości 1 kHz.
Położenie regulatora | Uwy [Vpp] | Wzmocnienie [dB] |
---|---|---|
-7 | 0,01 | -48,94316063 |
-6 | 0,01 | -48,94316063 |
-5 | 0,01 | -48,94316063 |
-4 | 0,02 | -42,92256071 |
-3 | 0,034 | -38,31358229 |
-2 | 0,064 | -32,81956115 |
-1 | 0,472 | -15,46432065 |
0 | 2,1 | -2,498774732 |
1 | 4,08 | 3,270042635 |
2 | 10,2 | 11,22884281 |
3 | 10,2 | 11,22884281 |
4 | 10,2 | 11,22884281 |
5 | 10,2 | 11,22884281 |
6 | 10,2 | 11,22884281 |
7 | 10,2 | 11,22884281 |
Rysunek 7. Zależność napięcia wyjściowego od położenia regulatora Volume
Rysunek 8. Zależność wzmocnienia w zależności od położenia regulatora Volume w skali decybelowej
Rysunek 9. Zrzut z oscyloskopu przy maksymalnym położeniu regulatora Volume
Wykonanie pomiarów współczynnika zniekształceń nieliniowych
Pomiarów dokonano za pomocą oscyloskopu cyfrowego. W celu wyeliminowania składowej podstawowej sygnału wykorzystano funkcje filtru środkowo zaporowego. Do obliczenia samego współczynnika wykorzystano wzór: $h = \frac{U_{(2:n)}}{U_{c}}*100\ \lbrack\%\rbrack$.
Pomiary przy sygnale niezniekształconym |
---|
Częstotliwość |
1 kHz |
10 kHz |
20 kHz |
Pomiary przy sygnale maksymalnie przesterowanym |
---|
Częstotliwość |
1 kHz |
10 kHz |
20 kHz |
Wnioski
Podczas pomiarów wyznaczaliśmy charakterystyki poszczególnych regulatorów stosowanych w torach audio. Zaobserwować można, że podczas regulacji wzmocnienia wyjściowego układu, czyli potocznie zwanym potencjometrem Volume następuje bardzo wcześnie przesterowanie sygnału, co wiąże się ze znacznymi zniekształceniami nie pozwalającymi na selektywny odsłuch muzyki. W badanym układzie regulacja tonów wysokich(Treble) mieści się w zakresie -13 ÷ +10 dB. Natomiast regulacja tonów niskich znajduje się w granicach -19 ÷ +9 dB. Tłumienność kanału podczas regulacji potencjometrem Balance dla maksymalnego położenia wyniosła ponad 42 dB. Kolejnym krokiem było wyznaczenie współczynnika zakłóceń nieliniowych. Zaobserwować można, że wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta zawartość zniekształceń nie liniowych. Przy maksymalnym przesterowaniu wartości te są już bardzo duże i znacznie utrudniające słuchanie muzyki, wiąże się to z duża zawartością składowych harmonicznych. Sygnał sinusoidalny przy mocnym przesterowaniu zamienia się w sygnał prostokątny. W pomiarze THD uwzględniane sa również szumy posiadające różne składowe harmoniczne.