- LABORATORIUM URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH -

BADANIE SPRZĘTU ELEKTROAKUSTYCZNEGO

I. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i obsługi oraz podstawowych parametrów miksera (wzmacniacza) audio należącego do grupy elektroakustycznych urządzeń elektronicznych.

II. ZAKRES MATERIAŁU OBOWIĄZUJĄCY UCZNIA

• pojęcia miksera, korektora, konsolety, stołu mikserskiego;

• budowa i zasada działania mikrofonu;

• budowa i zasada działania głośnika;

• zasada działania korektora audio;

• kolumny i zwrotnice głośnikowe;

• parametry mikserów oraz metody ich wyznaczania;

• umiejętność przeliczania wzmocnienia ze skali decybelowej [dB] na liniową i odwrotnie;

III. WYKAZ APARATURY

• oscyloskop;

• miernik uniwersalny (multimetr);

• generator funkcyjny;

• miernik zniekształceń nieliniowych;

IV. PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Zapoznanie się z badanym mikserem (wzmacniaczem)

Przyjrzyj się badanemu mikserowi (wzmacniaczowi) określając funkcje poszczególnych gniazd oraz regulatorów umieszczonych na panelu czołowym miksera oraz tylnej ścianie.

Na wejście jednego z kanałów miksera podaj sygnał z generatora funkcyjnego o częstotliwości mieszczącej się w paśmie akustycznym, do wyjścia dołącz głośnik, obciążając mikser rezystancją R_O (rysunek 1). Zmieniając częstotliwość sygnału podawanego z generatora funkcyjnego zaobserwuj efekt zmian częstotliwości dźwięku wydobywającego się z głośnika.

Następnie na wejście jednego z kanałów miksera podaj sygnał z generatora funkcyjnego o stałej częstotliwości. Dokonaj regulacji parametrów tego kanału, wykorzystując do tego celu regulatory znajdujące się na panelu miksera. Zaobserwuj zmiany zachodzące w wydobywanym się z głośnika dźwięku.

Rys. 1. Schemat układu do badanie miksera (wzmacniacza)

2. Wyznaczanie pasma przenoszenia badanego miksera (wzmacniacza)

Zbudować układ pomiarowy jak na rysunku 1. Wykorzystując generator funkcyjny do jednego z kanałów miksera (wzmacniacza) doprowadzić sygnał o częstotliwości z zakresu od 10Hz do 30kHz. Amplitudę sygnału dobrać tak, by nie przesterować wzmacniacza (ciągła obserwacja kształtu przebiegu wyjściowego na oscyloskopie). Dla każdej z częstotliwości odczytać poziom amplitudy sygnału podawanego na wejście wzmacniacza oraz amplitudę sygnały na jego wyjściu. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli jak poniżej.

Uwaga!!! Zakres pracy stosowanych multimetrów podczas pomiaru wielkości zmiennych (AC) sięga wartości częstotliwości wynoszącej 20kHz. Powyżej tej wartości częstotliwości, pomiary mierzonych wielkości winny być wykonywane przy pomocy oscyloskopu.

Charakterystyka amplitudowa badanego wzmacniacza

f [Hz]	UWE [V]	UWY [V]	KU [V/V]	KU(dB) [dB]
10
20
40
50
70
100
300
500
700
1000
2000
5000
7000
10000
12000
15000
17000
20000
22000
25000
27000
30000

3. Pomiar współczynnika zniekształceń nieliniowych wzmacniacza

• zapoznać się z instrukcją obsługi miernika zniekształceń nieliniowych stanowiącej załącznik do niniejszego ćwiczenia;

• zbudować układ pomiarowy zgodnie z instrukcją dla miernika zniekształceń nieliniowych i dokonać pomiaru współczynnika zniekształceń nieliniowych h;

• wyniki pomiarów umieścić w tabeli jak poniżej:

Pomiar współczynnika zniekształceń nieliniowych

f=1kHz
UWE [V]	h [%]
0,1
0,3
0,5
0,7
1V

4. Wyznaczanie charakterystyk U_WY=f(U_WE) przy f=const

• zbudować układ pomiarowy o strukturze jak na rysunku 1;

• zwiększać amplitudę sygnału wejściowego od wartości minimalnej możliwej do ustawienia (przy stałej jego częstotliwości) do wartości napięcia przesterowania U_P, dokonać odczytu amplitudy napięcia wejściowego i wyjściowego. Krok przyrostu ustawionego napięcia obrać tak, by uzyskać co najmniej 10 punktów pomiarowych.

• pomiary przeprowadzić dla następujących wartości częstotliwości sygnału wejściowego: 20Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 5kHz, 10kHz, 16kHz, 20kHz. Wyniki pomiarów dla każdej z częstotliwości umieścić w tabeli jak poniżej:

Charakterystyka U_WY=f(U_WE) przy f=const

f=...........................................

UWE [V]

UWY [V]

V. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW

1. Wymień gniazda oraz regulatory znajdujące się na płycie czołowej oraz tylnej ściance wzmacniacza. Opisz realizowane przez nie funkcje.

2. Wykreśl charakterystykę amplitudową wzmacniacza K_U(dB)= f(f) oraz w sposób graficzny wyznacz jego pasmo przenoszenia spadku 3-decybelowego. Oś częstotliwości należy opisać w skali logarytmicznej.

3. Wykreśl charakterystykę zależności h=f(f). Oś częstotliwości należy opisać w skali logarytmicznej.

4. Dla każdej z częstotliwości wskazanych w punkcie 4, w osobnym układzie współrzędnych sporządzić charakterystyki zależności U_wy=f(U_we). Otrzymane charakterystyki zinterpretować i zanalizować.

5. Przedstawić własne wnioski, spostrzeżenia i przemyślenia dotyczące przeprowadzonych pomiarów i badań.

VI. PRZYKŁADOWE PYTANIA I ZADANIA

1. Jakiemu wzmocnieniu w skali liniowej odpowiada wzmocnienie w skali decybelowej równe 100dB?

2. Jakiemu wzmocnieniu w skali decybelowej odpowiada wzmocnienie w skali liniowej równe 100V/V?

3. Omów budowę oraz zasadę działania głośnika.

4. Omów budowę oraz zasadę działania mikrofonu.

5. Scharakteryzuj najważniejsze parametry mikserów.

6. Wyjaśnij czym są: mikser audio, korektor audio, konsoleta, stół mikserski.

7. Scharakteryzuj podstawowe parametry głośnika.

8. Scharakteryzuj podstawowe parametry mikrofonu.

9. Dokonaj podziału słuchawek w zależności od ich zasady działania i scharakteryzuj każdą z grup.

10. Wymień znane Tobie typy obudów stosowanych dla kolumn głośnikowych i scharakteryzuj każdą z nich. Jaki jest cel stosowania zwrotnic w kolumnach głośnikowych.?

ZAŁĄCZNIK 1
INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH

1. Zmontować układ według schematu:

2. Przed dokonaniem pomiaru należy skorygować wskazanie miernika do zera (wszystkie diody wygaszone na zakresie od 0,013%). W tym celu należy:

• ustawić napięcie wyjściowe generatora i wejściowe miernika na zakres 1V;

• przełączyć przełącznik TEST w pozycję WŁ;

• wygasić wszystkie diody poprzez przestrajanie pozycji potencjometrów, których pokrętła znajdują się na prawej bocznej ściance miernika;

• wyłączyć TEST;

3. Ustawić napięcie wyjściowe generatora zależnie od czułości wejściowej badanego wzmacniacza oraz napięcie wejściowe miernika tak aby zaświeciła się dioda zielona oznaczona „OK.” Gdy napięcie wejściowe jest za małe lub za duże świeci się jedna z czerwonych diod oznaczonych strzałkami (linijka świetlna wygaszona), należy zmienić zakres napięcia wejściowego miernika w kierunku wskazanym strzałką.

4. Dobieramy odpowiedni zakres pomiarowy zniekształceń i odczytujemy wartość wskazania.

5. Uzyskaną wartość wpisujemy do tabeli.

6. Czynności pomiarowe powtarzamy by wyznaczyć kolejne punkty mierzonej charakterystyki.

3

ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH NR 3

im. gen. prof. Sylwestra KALISKIEGO

w ZAMOŚCIU

PRACOWNIA ELEKTRONICZNA