Zaloguj się
Wszystkie
6 października 2025
7
Sprzętowy interfejs audio - wraz z oprogramowaniem Room Acoustics Software (REW) lub RightMark Audio Analyzer (RMAA) - daje spore możliwości oceny sprzętu. Sam korzystałem kiedyś z tego sposobu podczas uruchamiania, strojenia i testowania studyjnego sprzętu audio - używałem interfejsu MOTU828 i oprogramowania Adobe Audition, które - oprócz pomiarów - służyło też oczywiście do rejestracji i obróbki dźwięku. Nie była to najtańsza możliwa metoda, ale przy produkcji niskoseryjnej całkowicie akceptowalna kosztowo, w przeciwieństwie do rozwiązań w pełni profesjonalnych, takich jak np. analizator Audio Precision APx555 (fotografia 1).
Sprzęt ten - w podstawowej wersji - dostępny jest w cenie przekraczającej 40 000 dolarów (!). Jest to w zasadzie jedno z nielicznych dostępnych rozwiązań do specjalistycznych pomiarów audio. Z kronikarskiego obowiązku i czystej sympatii dla systemu Hameg HM8000 warto przypomnieć moduły generatora o niskich zniekształceniach HM8037 i współpracującego z nim miernika zniekształceń nieliniowych HM8027, pokazane na fotografiach 2a i 2b, których używam od końca lat 90. ubiegłego wieku do dziś…
Oczywiście współczesne oscyloskopy o 12-bitowej rozdzielczości, z niskim poziomem szumów oraz dopracowaną analizą FFT (pomocną do orientacyjnej oceny poziomu zniekształceń) także nadają się do pomiarów wstępnych - tym bardziej, że większość współczesnych modeli wspiera (wraz z współpracującym generatorem arbitralnym) automatyczne wykreślanie charakterystyk amplitudowo-fazowych Bodego, co daje nam możliwość szybkiej oceny pasma przenoszenia. W identyczny sposób do takich pomiarów można wykorzystać zestaw AnalogDiscovery3 z dostępnym pakietem Audio Analyzer Suite, ale pomimo większej rozdzielczości nie osiągniemy takiej jakości pomiarów, jak w przypadku karty dźwiękowej z przetwornikami 24-bitowymi, a nawet 32-bitowymi.
Istotnym ograniczeniem pomiarów pasma przenoszenia przy pomocy interfejsu audio jest maksymalna częstotliwość próbkowania równa 192 kHz - znacznie niższa, niż w przypadku oscyloskopu. Co prawda w nielicznych przypadkach karty dysponują próbkowaniem 352/384/768 kHz, ale tu już pojawiają się problemy z interfejsem komunikacyjnym (można tu w zasadzie zastosować tylko karty wewnętrzne PCIe) i stabilnym działaniem driverów programowych, szczególnie w przypadku produktów firm o niesprawdzonej renomie. A cena interfejsu renomowanej marki do najniższych niestety nie należy.
Istotnym problemem z punktu widzenia powtarzalności pomiarów jest płynna regulacja głośności, stosowana w niektórych interfejsach audio. Z takim rozwiązaniem wiąże się brak kalibracji poziomów sygnałów i wbudowanych tłumików - które dopasowane są do maksymalnych poziomów typowych w torach audio. Brak wbudowanych, skalibrowanych dzielników pomiarowych i stopni wyjściowych o większej wydajności prądowej także zawęża zakres możliwych do wykonania pomiarów. Jeżeli realizujemy pojedyncze pomiary, możemy pogodzić się z tymi niedogodnościami, oszczędzając nieco gotówki - a w zasadzie nie wydając jej wcale, bo kartę dźwiękową lub interfejs audio ma raczej każdy elektronik zainteresowany techniką audio i z pewnością nie mówimy tutaj o podłej jakości karcie USB. A i oprogramowanie udostępniane jest nieodpłatnie.
Jeżeli jednak wykonujemy większą liczbę pomiarów (w tym także powtarzalnych), a nie mamy zamiaru skupiać się na każdorazowym przygotowaniu i kalibrowaniu stanowiska oraz opracowaniu kilku brakujących elementów toru pomiarowego (takich jak dzielniki, wzmacniacze pomiarowe i moduły obciążenia), ani lub tym bardziej wydawać znacznych środków na sprzęt Audio Precision, warto przyglądnąć się rozwiązaniom amerykańskiej firmy QuantAsylum. Marka ta - borykając się z podobnymi problemami - opracowała modułowy zestaw pomiarowy przeznaczony stricte do pomiarów audio.
Zestaw pomiarowy składa się z kilku niezależnych modułów, o które można uzupełniać warsztat sukcesywnie, w zależności od typu wykonywanych pomiarów. Sercem i niezbędnym elementem zestawu pomiarowego jest analizator audio QA403 pokazany na fotografii 3, wraz z darmowym oprogramowaniem QA40x niewymagającym kluczy sprzętowych lub rejestracji oraz pozbawionym restrykcji pod względem ilości zainstalowanych instancji. Software pracuje na systemach Windows 10/11 oraz Linux.
Jest to już czwarta wersja analizatora o całkiem sporych możliwościach pomiarowych. Jak zapewniają projektanci, nie mają oni zamiaru rywalizować z analizatorami przekraczającymi wartość samochodu, ale w 99% przypadków nie ma nawet takiej potrzeby. Dodatkowo niewielkie rozmiary (177×97×44 mm) i elastyczność oprogramowania znacznie ułatwiają testowanie urządzeń audio, nie tylko w warsztacie, ale także w warunkach polowych - a to za sprawą zasilania i komunikacji poprzez izolowany port USB (maksymalny pobór prądu to 900 mA). Analizator jest tak naprawdę wysokiej jakości, dwukanałowym interfejsem audio o rozdzielczości 32 bitów, maksymalnej częstotliwości próbkowania 192 kHz i uzupełnionym o wbudowane, kalibrowane wzmacniacze wejściowe i wyjściowe z tłumikami. Analizator pozbawiony jest jakichkolwiek elementów manipulacyjnych, gdyż obsługa odbywa się tylko programowo. Na froncie urządzenia umieszczono gniazda BNC, na które wyprowadzono dwa kanały symetrycznego interfejsu wejściowego i wyjściowego oraz diody sygnalizujące zasilanie, połączenie z oprogramowaniem i aktywny tłumik. Gniazda BNC w technice audio nie są stosowane zbyt często i wielu użytkowników wolałoby typowe gniazda XLR, jack 6,3 mm lub RCA, ale nie jest to problem spędzający sen z powiek. Impedancja wejściowa w trybie symetrycznym wynosi 200 kΩ, w trybie niesymetrycznym 100 kΩ. Podczas pomiarów w trybie niesymetrycznym, dla zachowania niskiego poziomu zakłóceń, należy zewrzeć wejścia „-”. Można zastosować w tym celu terminator BNC50W, nieznacznie pogarszając stosunek sygnał-szum (osobiście używam przerobionych terminatorów 50 Ω, w którym wbudowany rezystor 50 Ω zastąpiłem zworą). Maksymalne napięcie (AC+DC) na wejściu analizatora nie powinno przekraczać 56 Vpp, użyteczny zakres pomiarowy to +18 dBV (8 Vrms) przy wyłączonym tłumiku oraz +42 dBV przy tłumiku włączonym - jest on jednak ograniczony programowo do +32 dBV (40 Vrms). Wejście sprzężone jest zmiennoprądowo i przenosi sygnały od 1 Hz w górę. Poziom szumów wynosi -115 dBV przy zwartym wejściu i fs=48 kHz, poziom zniekształceń THD+N jest równy -105 dBV. Sygnał wyjściowy jest sprzężony stałoprądowo, impedancja wyjścia wynosi odpowiednio 200 Ω w trybie symetrycznym i 100 Ω w trybie niesymetrycznym (zalecane obciążenia >1 kΩ), a maksymalny poziom sygnału wyjściowego to +18 dBV (8 Vrms).
QA403 ma wbudowane automatyczne tłumiki 0, 10, 20 i 30 dB. Poziom szumów wynosi -105 dB przy sygnale wyjściowym 0 dBV (-100 dBV/15 dBV), a zniekształcenia THD+N utrzymują się na poziomie -105 dB. Dodatkowe złącze Expansion Connector umożliwia wyprowadzenie izolowanego interfejsu I²S, np. do testów przetworników D/A. Na tylnej ściance znajduje się tylko port komunikacyjny i zasilający USB z gniazdem typu A (przydałoby się już złącze typu C).
Pod względem konstrukcyjnym analizator - jak zapewnia producent - nie jest zlepkiem przypadkowych modułów, lecz opracowanym od podstaw systemem pomiarowym. Dobrze o tym wiedzieć, patrząc na jego aktualną cenę wynoszącą 600 dolarów... Całość zmontowana jest na jednej czterowarstwowej płytce drukowanej, głównym kontrolerem odpowiadającym za komunikację USB oraz obsługę wbudowanych przetworników A/D i D/A jest mikrokontroler LPC55S16 firmy NXP (ARM Cortex-M33). Tor wejściowy korzysta z 32-bitowego przetwornika A/D Sabre typu ESS9822 z buforami opartymi na OPA1612 i wzmacniaczu różnicowym OPA1632. Tor wyjściowy, z 32-bitowym przetwornikiem D/A Sabre typu ESS9038, służy natomiast jako generator przebiegów testowych. Jak widać, nie ma tu niepotrzebnych oszczędności, a zastosowane układy należą do czołówki współczesnych rozwiązań audio. Wsparcie użytkownika udzielane jest na forum: https://forum.quantasylum.com/
a samo oprogramowanie można pobrać ze strony: https://quantasylum.com/pages/downloads-1
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
