Вимірювач рівня шуму звукового обладнання — саморобний шумомір

Поки в майстерні не з’явився цей вимірювач рівня шуму, при налаштуванні УНЧ просто приставляв вухо до динаміка. Будь-які визначення шумів були за принципом — шумить або не шумить. Такого типу прилад повністю змінює підхід до налаштування апаратури аудіо, особливо високої якості. Адже саме по собі використання дорогого супер малошумящего операційного підсилювача ще не гарантує низьких шумів на виході АС.

Вимірювач служить для вимірювання власних шумів підсилювачів потужності, предусилителей або перетворювачів ЦАП, а також блоків живлення. Є незамінним пристосуванням будь-якого конструктора аудіотехніки. Завдяки йому спрощується підбір значень радіоелементів, посилення, укладання дроти або установки трансформаторів блоків живлення.

Як працює шумомір

Фактично це мікровольтметр змінної напруги, який характеризується можливістю зміни ширини смуги вимірювань. Принцип дії досить простий. Дуже низька напруга шуму необхідно багаторазово посилити, щоб дозволити його виміряти звичайним вольтметром. Щоб виміряти дуже низька напруга шуму, близько 1 мкв, необхідно застосувати посилення близько 100 000 разів, а сам підсилювач повинен володіти дуже низькими власними шумами.

схеми приладу

Далі ми бачимо блок-схему приладу і дві принципові схеми. Макет був розбитий на дві плати, плату підсилювача і фільтрів з випрямлячем. Підсилювач складається з декількох ступенів посилення. Перший з них має найбільше посилення (100x) і це він відповідає за шум всієї системи. Тому він складається з чотирьох пар паралельно з’єднаних транзисторів. Паралельне підключення зменшує шум до великій мірі. Кожне подвоєння кількості транзисторів знижує шум на 3 дб. Розумно поставити чотири пари.

Звичайно ж підбір транзисторів — це теж досить важливий етап. При налаштуванні перевірялися різні транзистори. Спочатку знамениті BC550, які виявилися досить посередні. Вони мають більш низький шум ніж стандартні BC547, але звичайні високовольтні BC546 перевершили їх на голову. Звичайно, спеціалізовані малошумливі транзистори показали б тут свою перевагу. У будь-якому випадку в цій системі досягається мінімум шумів на одній, максимум двох парах. Збільшення їх кількості не приносило вже ніякої вигоди, а лише збитки у вигляді витрачених грошей. Тому вісім штук популярних BC546 з ОУ NE5532 виявилося найдешевшим і найкращим рішенням.

Ще три каскаду підсилюють сигнал в 10 разів кожна, заодно перемикаючи діапазони вимірювань.

На другій схемі блок перемикаються фільтрів, випрямляч і регульований підсилювач для навушників. Фільтри — це типові ступені з фіксованою смугою передачі знизу і зверху. Фільтр «крива А» — це фільтр з так званої зворотної характеристикою людського вуха. Використовується тільки в вимірі шуму звукового обладнання. Не маючи в розпорядженні докладні дані цього типу фільтра був розроблений свій.

Ще один блок — це випрямляч середнього значення з посиленням, встановленим так, щоб вихідна напруга давало результат ефективного значення. Для настройки нуля і симетрії служать два переменніка. Також є ще потенціометр і підсилювач для навушників. Все харчується спеціальним малошумливим блоком живлення. Застосовані два ступені стабілізації напруги, це необхідно, щоб пульсації харчування були якомога нижче.

Стабілізатори попередні 7815/7915 і кінцеві LM317 / 337. Сам блок живлення був поміщений так, щоб магнітне поле трансформатора якомога менше проникало на чутливий вхід приладу. Вхід і перший каскад посилення бажано екранувати. При вимірах необхідно подбати про те, щоб біля входу не з’явились якісь джерела перешкод.

Точність вимірювання залежить від калібрування вимірювача чистими синусоїдальними сигналами. Стануть в нагоді тут прецизійні резистори, хоча в аматорському приладі і 5% теж досить. Тим більше, що сам вольтметр аналоговий і має клас точності 2,5.

Давайте прикинемо співвідношення сигнал / шум для, наприклад, якогось зовнішній підсилювач. Ми знаємо, що його фактичний рівень шуму на виході 20uV, а номінальна вихідна напруга 2 В, розраховуємо:

  • 2 В / 0,00002 В = 100.000 і далі 100.000 LOG * 20 = 100 дб.

Тепер для помилки 5%, тобто нашого приладу 19uV до 21uV

  • 2В / 0,000021 = 95238,1 і далі LOG * 20 = 99,58 дБ
  • 2В / 0,000019 = 105263,2 і далі LOG * 20 = 100,44 дб.

Обидва результати після округлення до цілих децибел дадуть це ж значення, т. Е. 100 дб інтервалу сигнал шуму. Таким чином, 5% точності, в даному випадку, — це досить.

Використання вимірювача

Управління інтуїтивно зрозуміло. Підключаємо вимірювальний вхід приладу до виходу досліджуваного аудиотракта або вихідної напруги блоку харчування. Перемикаючи діапазони вимірювання шукаємо середній рівень за шкалою, вибираємо межа вимірювань.

При підключенні навушників можемо почути що за шум / перешкоди створює вимірюваний апарат. Сходинки посилення можуть перевантажити сигналами за межами діапазону вимірювання (прилад не має детектора кліппінга). Крім того, не встановлюйте чутливість так, щоб індикатор відхилявся на максимум.

Ссылка на основную публикацию