Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Przystawka do pomiaru zespołów głośnikowych

Article Image
Elmax
Opisywany układ stanowi uzupełnienie komputerowej karty dźwiękowej, umożliwiając pomiar głośników, zespołów głośnikowych oraz elementów zwrotnic – cewek, kondensatorów i innych dwójników. Dzięki opisywanej przystawce i odpowiedniemu oprogramowaniu pomiar i dostrajanie zwrotnic, głośników i zespołów głośnikowych stają się całkiem łatwe.
Specyfikacja
  • pomiar charakterystyki częstotliwościowej i fazowej głośników;
  • pomiar względnego poziomu ciśnienia akustycznego głośnika (SPL); pomiar poziomu bezwzględnego jest możliwy przy użyciu zewnętrznego źródła kalibracyjnego;
  • wyrównywanie opóźnień czasowych głośników (z pomocą oscyloskopu);
  • pomiar impedancji głośników, elementów zwrotnic głośnikowych itp.
  • pomiar kondensatorów, cewek (zakres od μH do mH) i rezystorów;
  • zawiera przedwzmacniacz mikrofonowy i stopień wyjściowy niewielkiej mocy;
  • zakres częstotliwości: 10 Hz...20 kHz (zależy od karty dźwiękowej);
  • szczytowa moc wyjściowa (nie ciągła ze względu na ograniczenia zasilacza): około 5 W przy obciążeniu 8 Ω;
  • wzmocnienie wzmacniacza: przełączane pomiędzy +14 dB i +34 dB;
  • współczynnik tłumienia zakłóceń wspólnych (CMRR): > 60 dB w prototypie (w pasmie 20 Hz...20 kHz);
  • THD+N: < 0,01 % w całym zakresie akustycznym;
  • zakłócenia 50/100 Hz: mniejsze niż –100 dB w odniesieniu do pełnego zakresu;
  • zasilanie „phantom” mikrofonu: 48 V, wybierane zworą na płytce drukowanej;
  • zasilanie: 15 V~1,2 A z transformatora wtyczkowego.

Do projektowania i budowy zespołów głośnikowych konieczne jest użycie zestawu pomiarowego wyposażonego w dobry mikrofon. Zestaw powinien zapewniać możliwość pomiaru impedancji głośników i elementów zwrotnic głośnikowych. Dzięki naszej przystawce testowej wszystkie pomiary głośników można przeprowadzać w warunkach domowych, nie wydając fortuny na sprzęt pomiarowy. Przystawka jest interfejsem do komputera osobistego. Umożliwia pomiar impedancji zespolonej, co bardzo pomaga przy konstruowaniu zwrotnic. Przy tym zadaniu nie pomoże nawet najlepszy multimetr, jako że impedancja jest zależna od częstotliwości i zawiera składniki rzeczywiste i urojone. Do przystawki można dołączyć mikrofon, co umożliwi analizę działania głośników.

Rysunek 1 przedstawia przykładowy wykres impedancji i fazy 12-calowego głośnika niskośredniotonowego większej mocy, o częstotliwości rezonansowej 60 Hz. Przy tej częstotliwości, na wykresie fazy (kropkowanym) występuje raptowny skok od około +55° do –55°. Tego rodzaju wykres można oczywiście sporządzić ręcznie na papierze w oparciu o wyniki pomiarów z użyciem oscyloskopu. Komputer i karta dźwiękowa, uzupełnione naszą przystawką testową, mogą jednak wykonać tego rodzaju pomiar w ciągu kilku sekund.

Rysunek 1. Wartość bezwzględna i faza impedancji głośnika niskotonowego, zmierzone bez obudowy. Widoczny jest wysokie maksimum impedancji – około 80 Ω przy 60 Hz i raptowna zmiana fazy w jego pobliżu

Na rysunku 2 pokazano schemat toru pomiarowego opartego na koncepcji „Wallin Jig”, za której twórcę uchodzi Eric Wallin. Koncepcja ta stanowi de facto standard testowania systemów głośnikowych z pomocą komputera. Tor pomiarowy wykorzystuje lewy kanał wyjściowy karty dźwiękowej komputera jako źródło sygnału sterującego, doprowadzanego poprzez dodatkowy stopień mocy i szeregowy rezystor odniesienia do testowanego elementu (DUT) – „Device Under Test”; przypis redaktora. Lewy kanał wejściowy karty mierzy sumę napięć na rezystorze odniesienia i na testowanym elemencie, prawy kanał wejściowy – napięcie bezpośrednio na testowanym elemencie.

Rysunek 2. Podstawowy układ „Wallin Jig” do pomiaru impedancji. Wzmacniacz mocy (POWER AMP) i przedwzmacniacz mikrofonowy (MICROPHONE PREAMP) standardowo stanowią układy dodatkowe. Prezentowana przystawka zawiera te układy, tworząc poręczny i zwarty system pomiarowy

Pełny tor pomiarowy wymaga następujących elementów:

  • Komputer PC lub Mac z kartą dźwiękową.
  • Oprogramowanie testowe. Polecamy Room EQ Wizard (REW, Windows/Mac) lub stary dobry Speaker Workshop (tylko Windows). Oba są bezpłatne.
  • Mikrofon pomiarowy.
  • Przystawka do pomiaru zespołów głośnikowych, opisana w tym artykule, w skład której wchodzą:
    • Wzmacniacz audio o mocy kilku watów
    • Przedwzmacniacz mikrofonowy
    • „Skalibrowany” rezystor odniesienia o mocy kilku watów
    • Układ przełączający

Bardzo przydatne będą również:

  • Kontrolne zespoły głośnikowe dołączone do wyjść karty dźwiękowej (stanowiących wejście przystawki pomiarowej), umożliwiające zarówno monitorowanie sygnałów testowych, jak i zwykłe korzystanie z karty dźwiękowej poza pomiarami.
  • Oscyloskop do kontrolowania sygnału mikrofonu dołączonego do przystawki.

Konstrukcja przystawki wykazuje dwie istotne cechy. Po pierwsze, ma niezależne, „pływające” zasilanie, co pozwala uniknąć pętli masy i związanych z tym zakłóceń indukowanych. Po drugie, wzmocnienia wejść sygnałowego i mikrofonowego są nastawne, co umożliwia testy „bliskiego pola” i „dalekiego pola”.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich styczeń 2026
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Poziomy logiczne
1/10 Jakie rodziny układów logicznych są najczęściej stosowane współcześnie?
UK Logo