Image24 (8)

Komputery

w arkuszu kalkulacyjnym. Otrzymana charakterystyka znajduje się na rysunku 20.

Ćwiczenie 5 - Pomiar impedancji głośnika

Kolejnym interesującym pomiarem jest pomiar impedancji głośnika lub innego dwójnika (elementu, który ma dwa wyprowadzenia) . Wykorzystamy dzielnik napięcia z rezystorem mocy, który będzie służył za wzorzec. We wzmacniaczu masa kanału lewego i prawego ma być wspólna t nie może to więc być wzmacniacz mostkowy BTL) i ma ona być zwarta do masy komputera. Dlatego masy wszystkich elementów muszą być połączone - najlepiej w jednym punkcie. Na rysunku 21 znajduje się schemat połączeń. Jako źródło sygnału wykorzystamy sygnał z lewego kanału karty dźwiękowej. Sygnał musi zostać wzmocniony, można do tego wykorzystać każdy wzmacniacz o paśmie 20Hz do 20kHz i mocy 2W lub większej. Opór naszego rezystora pomiarowego powinien być zbliżony do oporu głośnika dla, napięcia stałego (pomiar oporu głośnika wykonany omomierzem).

Rys. 22

Jego moc ma wynosić przynajmniej IW. Jeżeli chcemy zmierzyć impedancję głośnika 80, to najlepiej wykorzystać do tego rezystor 812, chociaż każdy rezystor, którego opór mieści się w granicach od 2... 1012. też może być wykorzystany. Uruchamiamy program RightMark w opcjach znajdujących się w centralnej części okna głównego, zaznaczamy „Frequency Response*'. Dodatkowo opcja „Adjust playback/recording levels”, znajdująca się w dolnej części okna, powinna być zaznaczona. Pomiar uruchamiamy, naciskając na pierwszą z lewej ikonę w dolnej części okna. Wyświetli się okno służące do ustalenia głośności Regulujemy wzmocnienie wzmacniacza tak, aby w lewym kanale poziom wynosił -3dB. Następnie naciskamy „Can-cel’\ Po dokonanym pomiarze w oknie „Test results’* prawym przyciskiem myszy naciskamy komórkę tabeli w wierszu „Freąuency Response” odpowiadającą naszemu pomiarowi. Wybieramy „Show graph...” Zmierzona charakterystyka znajduje się na rysunku 22 Wykres lewego kanału przedstawia charakterystykę amplitudową sygnału ze wzmacniacza. Wzmacniacz, który wykorzystałem do wykonania pomiaru, ma dużą impedancję wyjściową, dlatego charakterystyka nie jest płaska. Jeżeli wykorzystalibyśmy wzmacniacz o malej impedancji wyjściowej, charakterystyka ta byłaby płaska. Kanał prawy przedstawia kształt charaktery styki głośnika. Bez żadnych obliczeń od razu możemy odczytać częstotliwość rezonansową głośnika - głośnik ma wtedy największą impedancję. Na przedstawionej charakterystyce wynosi ona około 160Hz. Aby otrzymać charakterystykę wyrażoną w omach, musimy dokonać kilku obliczeń Prawo Ohma głosi, iż żeby obliczyć opór, musimy znać napięcie na cle-menciei prąd, który przez niego płynie. Sygnał prawego kanału to nasze napięcie wyrażone w decybelach. Prąd głośnika jest równy prądowi rezystora i jest on proporcjonalny do napięcia na tym rezystorze. Różnica sygnałów pomiędzy lewym i prawym kanałem to napięcie na rezystorze - też wyrażone w decybelach.

Przykład obliczenia impedancji głośnika dla częstotliwości 1kHz;

Odczytujemy z charakterystyki poziomy lewego i prawego kanału:

Lewy = 0,2dH Prawy -5,15dB

Do obliczeń potrzebna nam jest nam także rezystancja opornika wykorzystywanego w pomiarze.

R = 7,2Ś2.

Następnie musimy przeliczyć napięcia wyrażone w decybelach na wolty. Napięcie to będzie powiększone o pewną stalą, nazwijmy ją „k” - zależną od poziomów napięć karty dźwiękowej. Jak się później okaże, nic musimy jej znać.

Poniższy wzór pozwala na obliczenie napięcia wyrażonego w woltach.

U[V]*k - lO^(L1^<łRJ/30)

U,[V]*k= !0<°^>*k= i o^(aui^,*k=l ,0233 *k[V] Up[V]*k= lO^ ^k- l0^AI™>⁴k-<),5527*k[V]

Prąd liczymy ze wzoru

1=(UL|V|*k - Ur|V|)*k)/R I=(l,0233*k-0,5527*k)/7,2=(0,4706*k)

/7,2= 0,0654*k |A)

Impedancję głośnika liczymy ze wzoru: Z= Up/1 = (0,5527*k)/(0,0654*k)=8,45i2

W trakcie dzielenia współczynniki „k” skróciły się. Dla częstotliwości 1kHz impe-dancja tego głośnika wynosi 8,4SQ.

Tak jak w ćwiczeniu numer4 obliczeń najwygodniej dokonywać za pomocą arkusza kalkulacyjnego, (idy raz napiszemy taki arkusz, będziemy mogli go wykorzystać przy kolejnych pomiarach. Rysunek 23 przedstawia charakterystykę badanego głośnika obliczoną za pomocą arkusza kalkulacyjnego.

Rys. 23 Wykres impedancji głośnika

	V _
^1

C„«te—«C»Ul

Dla częstotliwości rezonansowej, w tym przypadku równej 170Hz, opór głośnika wynosi 2712. Poniżej tej częstotliwości głośnik praktycznie nic odtwarza sygnału. Wraz ze wzrostem częstotliwości impedancja głośnika rośnie - wynika to z indukcyjności cewki. Dokładniejszych informacji można szukać w artykułach Pana Andrzeja Kisiela na łamach EdW i EP.

WinScope

W tym artykule chciałbym też przedstawić malutki (150kB) program WinScope. Okno główne tego programu znajduje się na rysunku 24. Program ten może pracować jako oscyloskop o podstawie czasu z przedziału 0,5 - 5ms/di\ oraz 5 - 50ms/div. Program może także pracować jako analizator widma.

Rys. 24

U mnie program ten dość trudno było zmusić do współpracy, aby poprawnie obrazował przebiegi, więc w menu opcji wybrałem „Timing...” i ustaliłem częstotliwość próbkowania równą 44100Hz oraz czas odświeżania równy lOOms - rysunek 28. Jego dużą zaletą jest możliwość zatrzymania przebiegu przyciskiem „HOŁD” oznaczonym ikoną „PAUSE” w górnym lewym regu okna. Program ten jest daleki od perfekcji, niemniej jednak często może być użyteczny i na pewno będzie lepiej działał na starszych komputerach. Został on napisany na komputery klasy 486

Roman Łyczko łyczko_ronum@.poczta ox.pl

Elektronika dla Wszystkich Lipiec 2005 29