Nisam našao ništa slično na drugim forumima pa bih želeo da kompetentniji i iskusniji forumaši predlože nekoliko osnovnih testiranja audio pojačala i predpojačala osciloskopom.
Šta pojedini forumaši smatraju osnovnim testovima, kako se ti testovi vrše (sa opterećenjem ili bez njega), kako interpretirati oscilogram (nije valjda svaka nesavršenost četvrtke kvar), šta je to što predstavlja minimum rezultata testa osciloskopom što bi trebalo da prođe svako pojačalo da bi dobilo prelaznu ocenu, etc.
Ja baš ne mogu pomoći što se tiče toga jer sam relativno nedavno nabavio svoj prvi skop a iako sam elektrotehničar po struci rijetko sam se sretao sa njime,ali kako volim pisanu riječ(knjige) više nego googlanje i čitanje PDFova nabavio sam si ovu knjigu http://www.infoelektronika.net/knjiga/n=Nacrti .Po hrvatskim audio forumima su pohvalili tog autora i rekoh da vidim što on to piše. Ime knjige govori o nacrtima cijevnih pojačala i ja sam pomislio biti će tu svega za novajlije, ali već u predgovoru sam saznao da će ovdje biti malo drugačiji pristup šemama. Uglavnom da skratim, ima poglavlje o mjerenjima u hi-fiju i ja sam veoma zadovoljan što sam tamo pročitao, detaljno je opisano kako što testirati. Vjerojatno bi se na forumu moglo to detaljnije objasniti i možda naći neka zamjerka ali za svladati osnove i malo više je sasvim dovoljno ono ča piše u poglavlju o mjerenju u audio svrhe.
09-16-2014, 05:11 PM (This post was last modified: 09-16-2014, 05:12 PM by Braca.)
Osciloskop je pre svega instrument za vizuelnu inspekciju signala, a zavisno od modela, mogu se dobiti i neki kvantitativni rezultati. Dakle, osciloskopom mogu videti kako izgleda četvrtka, da li ima prebačaja odn. podbačaja na ivicama, izmeriti vreme porasta signala (digitalni modeli, mada ima i analognih sa tom funkcijom) i odatle izračunati napr. slew rate. Ako sklop osciluje to se na osciloskopu vidi i na vrlo visokim frekvencijama. Mogu pratiti signal od tačke do tačke, mogu čak videti i crossover izobličenje, ali ono što karakteriše upotrebnu vrednost uredjaja, a to su kvantitativni pokazatelji kao što su nivo izobličenja, frekventni opseg itd. ne mogu se dobiti pomoću osciloskopa. Čak i kod digitalnih osciloskopa (onih pritupačnih) rezolucija A/D konvertora je daleko ispod parametara dobrog pojačavačkog sklopa, bilo snagaškog ili linijskog.
Prema tome, osciloskop je dobar za preliminarnu procenu funkcije sklopa, a za detaljno testiranje u audio opsegu neophodna je dobra audio kartica koja ide do 200kHz pri 24 bita. Sa dobrim softverom, kao što je RMAA ili Arta, koji stavljaju u odnos odziv sklopa i korišćenu pobudu, dobijaju se svi kvantitativni pokazatelji neophodni za ocenu funkcionisanja sklopa sa aspekta njegove primarne namene, tj. slušanja muzike.
09-16-2014, 07:10 PM (This post was last modified: 09-16-2014, 07:14 PM by mikikg.)
>> za detaljno testiranje u audio opsegu neophodna je dobra audio kartica koja ide do 200kHz pri 24 bita.
Mala ispravka, u pitanju je 200ksps (kilo-semplova u sekundi), 200kHz je "malo-mnogo" za zvucnu karticu, tehnicki bi trebao 400ksps sampling rate da izvuce taj frekvetni opseg a takve zvucne karticu nisu bas uobicajene
I proizvodjaci to cesto mesaju, kada se tako kaze MORA da se naznaci da je sampling rate u pitanju ili da se koristi ksps jedinica.
Sto se tice osciloskopa, on je extra koristan za servis i diagnozu neispravnih pojacavaca i generalno za sve pojave koje se "lako" tumace u vremenskom domenu dok za analizu koju su vezane sa frekvetni domen nije bas zgodan mada uz pomoc nekih dodatnih sprava mogu neke analize i tu da se rade.
Kao sto je Braca rekao, sa osciloskopom se prate "oblici" signala i bazicno merenje nivoa i trajanje/vreme nekih pojava ali je vrlo nezgodno na taj nacin odrediti koliko je neki signal "nepravilan", da li 1%, 10% itd i tu ipak dominiraju merenja koja se vrse u frekvetnom domenu, najcesce sa zvucnim karticama.
Audio Precision "cuvene" merne sprave za audio tehniku su ustvari spakovan racunar unutra sa zvucnom karticom i dobrim I/O pre/ampovima, software unutra je isti kao i spomenuti tipa Arta, RMA i slicni. Bukvalno isti princip kao PC+zvucna samo su audio HW detalji unutra dovedeni do perfekcije kako bi se izvukle sto bolje merne karakteristike tj bolje od najboljih audio sprava koje se vrte na trzistu jer drugacije nebi mogli da "izmere" ove najbolje
Sta mislite kako li tek "zvuci" njegov DAC ili ADC ?
Evo konkretno šta me zanima. Na diyaudio.com forumu je jedan graditelj radio LJM MX50X2 kineski kit projekat. To je klon jednog Musical Fidelity pojačala. Kinez je jednostavno preneo šemu originala na svoj dizajn pcb-a. Graditelj je na osciloskopu zapazio malu nestabilnost kod vršne snage uređaja koja je otklonjena dodavanjem bypass kondova od 100uF i 100nF na pločicu (određenim akrobacijama). Nije detaljno razjašnjeno da li je osciloskopom gledao izlaz iz tog snagaša bez opterećenja ili sa nekim opterećenjem. Zanima me da li ja, pošto nemam odgovarajuće otpore velike snage sa hlađenjem, mogu da vidim na osciloskopu takve nestabilnosti i bez opterećenja. Smem li ja da gurnem na ulaz jak signal i da zakačim masu sonde na minus izlaz za zvučnik a samu sondu na plus kuksnu zvučnika bez ikakvog opterećenja dok ne dobijem neki izlaz od +-20V (40V p/p)? I kako će da se manifestuje to oscilovanje, da li će da bude samo na pikovima signala ili će cela sinusoida da bude zahvaćena?
Ako je tu nestabilnost pojacavaca resio sa dodavanjem dodatnih kondeznatora na railove napajanja onda je definitivno merenje radio sa opterecenjem jer drugacije nebi mogla da mu se primeti takva pojava jer nema protoka (neke vece) struje kroz rejlove napajanja.
Verovatno je imao problema sa PCB i rutiranjem visokostrujnih veza, posebno ako je imao vise parova izlaznih tranzistora i nije vodio racuna o tome.
U svakom slucaju tesiranje treba raditi sa opterecenjem jer svakako necemo da "slusamo" pojacalo bez prikljucenih zvucnika
Moze bez zvucnika samo da se proveri da li je uopste OK pojacavac ali realni uslovi su ipak sa opterecenjem.
@ivanlukic, kad se kaze nestabilnost obicno se misli na mogucnost samooscilovanja pojacavaca. To se veoma lepo vidi na osciloskopu (superponirani VF na osnovni signal ili samo VF ako nema signala). Nema svrhe mriti bez opterecenja jer u normalnim uslovima pojacavac je uvek opterecen.
Taj kinez je verovatno sa tim kondenzatorima izvrsio dodatno rasprezanje napajanja i smanjio mogucnost samooscilovanja.
Osciloskopom se moze prolicno dobro odrediti propusni opseg nekog pojacavaca. Jednostavno zakacimo na ulaz neki sinusni generator promenljive frekvencije i pratimo signal na izlazu ampa. Kad amplituda izlaznog signala pocne da opada znaci da smo blizu propusnog opsega. Kad opadne za 3 dB tu smo.
Takodje mozemo proceniti i nelinearna izoblicenja samo sada na ulaz prikljucimo trougao i pratimo nelinearnost na izlazu ( linija mora da bude prava kao strela ). Naravno, ovom metodom ne mozemo izmeriti izoblicenja vec samo proceniti.
Dalje, mozemo videti trenutak kada amp klipuje i to se najlakse vidi pomocu trouglastog signala.
09-16-2014, 09:28 PM (This post was last modified: 09-16-2014, 09:35 PM by Macola.)
Nemam vremena da se ozbiljnije raspišem oko mogućnosti osciloskopa pošto sam trenutno u nekoj gužvi.
Kada se budem dohvatio vremena, napisaću raznorazne trikove merenja osciloskopom.
Ne treba podcenjivati osciloskop kao napravu. To je veoma moćan instrument pogotovo ako se opremi dodacima za određena merenja.
Osim meranja spektrum analizerom, izobličenja se veoma uspešno mogu meriti pomoću referentnog pojačavača, sa deklarisanim nivoom izobličenja (ili mnogo manjim od očekivanog na DUT), na takav način što taj referentni pojačavač sa istim gain kao i DUT invertovano pojača signal.
Tada se invertovan signal referentnog, i signal DUT pojačavača jednostavno sumiraju pomoću dva precizna otpornika, i taj se sumiran rezultat može naknadno pojačati takođe drugim referentnim pojačavačem ako je potrebna vanserijska osetljivost.
Na čvorištu sumatora se vidi razlika između DUT i referentnog amp, i to su u stvari izobličenja svih tipova sumirana na jednom mestu.
Taj signal se posle, do nekih frekvencija može izmeriti čak i običnim a malo boljim DVM-om, dok se osciloskopom sve to može pregledati i popisati u ogromnnom frekventnom rasponu (uzevši u obzir ne veliki audio opseg, koji se praktično prostire svega nekoliko desetina KHz, sa sve neophodnih margina van opsega).
Uz poznata i kalibrisana pojačanja referentnih amps, izobličenja se veoma lako mogu brojno izraziti, a signali kojim se pobuđuju DUT i reff amp mogu biti vrlo raznoliki i namenjeni raznim oblicima merenja (sinus, trougao, pravougaoni, dvotonski itd itd...).
Mnogi sa foruma koji su pravili na primer Bato MM imaju već na raspolaganju izuzetan op-amp LM4562 (LME49710, LME49720) koji inicijalno ima ekstremno mala izobličenja (možete biti "mrtvi" zadovoljni i na samom vrhu top liste u svetskoj konkurenciji ako napravite power amp sa nivoom izobličenja i šuma koji ima LME), odnosno, LME je onaj sa mnogo manjim THD od power DUT.
Dakle, taj op-amp sa minimumom perifernih komponenti (naravno kvalitetnih) može poslužiti kao referentni amp-invertor sa excelent osobinama u odnosu na bilo koji power amp.
LME će bez problema proizvesti nekoliko volti signala sa zadržaniim vrhunskim performansama, a odnosom sumirajućih otpornika se to može prilagoditi i signalima iz power amps sa izlazom reda stotine volti.
Istim ili nekim drugim op-ampom vrlo visokih performansi (naravno da LME nije jedini, već samo jedan od vrhunskih po vrlo povoljnoj ceni), može se napraviti i selektivni pojačavač, kao aktivni filter, samo za vrlo uzak raspon učestanosti a sa tačno deklarisanim pojačanjem na centralnoj frekvenciji, koja na primer može biti peti harmonik test signala, ako nas baš taj zanima, tj. njegovo učešće u onome što izlazi iz DUT.
I tako dalje i tako dalje...
Dakle, za svako merenje može postojati više validnih načina ukoliko znamo šta hoćemo.
Van teme o izobličenjima, osciloskopom se uz malo pomoćnih sredstava mogu meriti: induktiviteti, kapaciteti, dobrota kalemova, D faktor kondenzatora i ko zna šta sve još...
Mogućnosti su neiscrpne.
Mnogi instrumenti se mogu veoma dobro upotrebiti za precizno i validno merenje van osnovnog načina primene.
Poput one stare: "U rukama mandušića Vuka..."
Obična "lopata" od kineskog kazaljkaša, nultom mostnom metodom može izmeriti neku veličinu preciznije od Fluke koji košta 1000 eura, samo ako mu ne zaglavljuje kazaljka :-)
Samo je potrebno znati načine.
Pre mnogo godina nisu postojali tako moćni i "na gotovo" instrumenti koji veoma olakšavaju merenja, pa se ipak dolazilo do etalonskih merenja koja i dan danas imaju okvire najveće preciznosti.
---------------
Vratiću se na testiranje pojačavača pravougaonim signalom i posmatranjem izvora i rezulatata paralelno, a pomoću osciloskopa.
Kao što Braca reče, to je odlična preliminarna slika koja govori o nivou izobličenja nekog pojačavača.
Da bi neki pojačavač vrlo verno ispratio signal sa odskočnim ivicama, on bezuslovno mora imati veoma mali nivo izobličenja i povratna veza mu mora raditi "kao sat", jer nemoguće bi bilo da rezultat bude sa malenim razlikama u odnosu na izvor, ukoliko DUT ima veća izobličenja bilo kog tiipa, od amplitudnih pa do faznih!
Što manja razlika - to je bolji DUT.
Naravno, te razlike se mogu posmatrati na razne načine "razvlačenjem" slike osciloskopa u interesnoj zoni.
Jedina mana takvog merenja je to što je veoma nezgodno rezultate brojno izraziti bez mnogo uzastopnih merenja, sa drugačijim podešavanjem osciloskopa i mernog signala, popisivanjem ili snimanjem toga, potom obračunavanjem toga u izlaznu brojčanu vrednost.
Ipak danas postoji gomila "instant" metoda koja nam štedi vreme.
Ipak je metoda testa pravougaonim signalom jedna od najbržih preliminarnih metoda, koja nam "u jednom dahu" može reći ogroman broj podataka o DUT.
Čini mi se da je negde bio Borin projekat kako da se napravi opterećenje za testiranje pojačala od više otpornika velike snage ali ja to više nigde ne mogu da nađem. Da li je to uopšte bilo negde ili sam ja to umislio?
To nije nikakav problem. Prvo trebaš znati do koje snage želiš ići,jer će o tome ovisiti koliko snažne i koji broj otpornika ćeš koristiti. Drugo hoćeš li ići na više izvoda ili samo jedan,bilo bi šteta da se napravi dummy load za pojačala od samo recimo 8ohma,bolje da se otpornici iskombiniraju i napravi za barem 4 i 8 ohma terete.
Kako to izvesti nije nikakav problem,jer i sa najmanjim znanjem elektronike se da, treba samo sjesti(možda se podsjetiti) kako paralelni i serijski spoj otpornika funkcionira i malo matematike i to je to.
(09-17-2014, 06:50 AM)ivanlukic Wrote: Čini mi se da je negde bio Borin projekat kako da se napravi opterećenje za testiranje pojačala od više otpornika velike snage ali ja to više nigde ne mogu da nađem. Da li je to uopšte bilo negde ili sam ja to umislio?
Ako ti odgovara 4 oma 200W posalji mi adresu i dobices postom (naravno ti placas postarinu).
Ja ih donosio u Kg na druzenje ali niko nije hteo da uzme.
Uzeću ovaj dummy od Goshe za 4 oma testiranje, a napraviću za 8 oma. Nije mi nikakav problem da izračunam kako povezati otpornike, nego mi je problem kako da obezbedim hlađenje.
Prijatelj sa drugog foruma je napravio sebi jedan takav uređajčić od 2-8ohma, strpao ga u kutiju i stavio ventilator. Što se tiče hlađenja riješio je tako da je stavio u kutiju mali trafo, ispravljač te ventilator koji hladi te otpornike. Još je dodao regulaciju ventilatora uz pomoć temperaturnog senzora ali to recimo nije potrebno. I naravno ako napraviš dummy load od 100W nećeš spajati ništa jačega da ne bi bilo vatre.
Evo tog uratka http://diy-audio.com.hr/viewtopic.php?f=...load#p8427
Kada ćeš raditi najbolje je napraviti tako nešto sa više izlaza da ti je univerzalno,staviti u kutiju i mirna bosna.
(09-18-2014, 04:49 PM)ivanlukic Wrote: A da li treba opterećenje i kad testiramo predpojačala, i koliki otpor treba staviti?
Opseg u kome se kreće opterećenje možeš da nadješ u DS izlaznog opampa koji imaš u pretpojačalu, tj. proizvodjači testiraju na nekim tipičnim opterećenjima. Opterećenje od 600R se smatra nekom vrstom "worst case" testa (Bruno je sa tim opterećenjem testirao svoj preamp), ali je malo verovatno da se takva ulazna impedansa susretne u audio tehnici. Naravno, lepo je videti da neki preamp i pod tim uslovima ima odlične performanse, jer će one pod lakšim opterećenjem biti samo još bolje.
Ulazni kapacitet potrošača je druga priča. Ako se očekuje da će preamp napajati neki duži kabel, onda to teba uzeti u obzir pri testiranju.
Ja sam probao preko ove metode sa osciloskopom da izmerim L i mogu da kazem da se dobiju vrlo fini rezultati i to mereni pri ucestanostima koje me interesuju (npr 100k ili 400k)!
Merna postavka se sastoji od sinusnog generatora, jednog otpornika i osciloskopa sa dva kanala.
Konkretno sam pravio prigusnicu za Class-D filter, trebalo mi je 7uH i moj Tecpel RCL612 mi je za to vracao 14uH (@1kHz) sto mi je bilo prilicno sumljivo i onda sam uradio merenja sa ovom metodom na 100kHz i 400kHz (400kHz je freq PWM-a od TAS5630) i tu sam vec dobio rezultat koji ima smisla prema proracunu koji sam koristio za namotavanje prigusnice sa jezgrom T106-2/23 navoja. http://toroids.info/T106-2.php
Ovo mi je vrlo bitna stvar jer sam dobio tacnu induktivnost pri frekvenciji sa kojom ce ta prigusnica i da radi!
Proracun sam napravio kao Google spreadsheet.
Na slici se vide formule koje su upisane u zelenim poljima (fizicki stoje u prvom levom polju do njih).
Ulazni parametri se unose u zutim poljima i rezultat je u crvenom polju.
Napon za A1 i A2 je Vpp meren prema GND (tu su postavljene sonde osciloskopa).
Mala formica na E/F poljima je pomocna koja sluzi da se pretvori fazna razlika izrazena u stepenima za razliku datu kao vreme (npr: dve sinusoide sa 0.71us pomeraja pri 0.1MHz imaju fazu od 25.56 stepeni).
Ovo sam dodao posto merenje faze imaju samo noviji digitalni osciloskopi pa ovako mozete na analognom samo vreme da izmerite (horizontalni razmak gde sinusoide prolaze kroz nulu) i da to pretvorite u fazu znajuci pri tome ucestanost generisanog sinusnog signala.
PS: Google Spreadsheet i njegove SIN, COS, TAN i ATAN funkcije rade sa RADIAN jedinicama pa je zato koriscena funkcija RADIANS() za pretvaranje iz jedinice u stepenima i DEGREES() za obrnuto.
PS2: Formule su prepisane prema onima koje se nalaze u linkovanom dokumentu od Tektronix. Na slican nacin moze i kapacitet/ESR da se meri/izracuna.
Da nebiste prekucavali sa slike, evo formule za polja pa uradite copy/paste, sa sve znakom "=".
Evo i jednog jednostavnijeg metoda koji se zasniva na merenju sopstvene učestanosti oscilatornog kola i, bar za jedan broj primena, ne traži spoljašnji signal generator. Naime, za pobudu se koristi generator četvrtki koji poseduje svaki osciloskop, i čija je frekvencija obično 1kHz.
Zavojnici čija se induktivnost meri vežemo paralelno kondenzator dobrog kvaliteta (NP0, polipropilen ili sl.) i što bolje tačnosti. Vrednost kondenzatora odredimo tako da sopstvena učestanost osc. kola bude 4-5 puta viša od frekvencije generatora. Pretpostavka je da imamo neku predstavu o tome kolika je induktivnost zavojnice.
Jedan kraj osc. kola onda spojimo sa generatorom četvrtki kondenzatorom reda veličine 50-500pF, a drugi kraj sa masom. Jedan kanal osiloskopa spojimo sa izlazom generatora četvrtki (taj kanal će biti i triger osciloskopa), a drugi kanal na vrući kraj osc. kola (iza sprežnog kondenzatora). Vremensku bazu podesimo tako da vidimo jednu poluperiodu četvrtki.
Pod dejstvom odskočne pobude, koja po prirodi sadrži veliki broj viših harmonika, doći će do rezonantnog oscilovanja LC kola. Sada je potrebno odrediti tu frekvenciju i na osnovu poznatog kapaciteta iz jednačine za sopstvenu učestanost izračunati induktivnost.
Evo i praktičnog primera: zavojnica koju imam (jedna polovina mrežnog filtera) ima induktivnost od oko 40mH. Sa paralelnim kondom od 10nF očekivana sopstvena učestanost je 7,96kHz. Za spregu sa osciloskopom koristim NP0 kond od 470pF (probao sam prvo sa 47pF da ne bih previše opteretio gen. četvrtki, ali je oscilacija bila slaba).
Na priloženoj slici sa osciloskopa vide se detalji merenja. Unutar jedne poluperiode četvrtki imamo tri upotrebljive periode osc. kola. Postavljanjem markera izmedju dve periode dobijamo frekvenciju od 4,08kHZ, koju moramo da pomnožimo sa 2 da bismo dobili pravu vrednost rezonantne frekvencije, tj. 8,16kHz. Tačnost nije loša, pogotovo ako se uzmu u obzir tolerancije komponenata i rezolucija vremenske baze osciloskopa.
U principu, markere treba postaviti izmedju maksimalno mogućeg broja perioda jer se tako implicitno vrši osrednjavanje merenog rezultata. Pritom treba izbegavati pikove koji se poklapaju sa udarnom i padnom ivicom četvrtke jer oni predstavljaju tzv. prinudne oscilacije, za razliku od slobodnih, koje se nalaze izmedju. U konkretnom slučaju, uz malo podešavanja po horizontali mogao sam ovde da izvršim merenje preko tri periode, ali je za demonstaciju metoda i ovo dovoljno.
