オーディオカード用の最も単純な減衰器

アマチュア無線工学、つまり低(音)周波数の増幅器を設計する分野では、測定にコンピューターを使用することは非常に便利です。

オーディオカードはほとんどすべての家庭用コンピューターで使用できますが、プロの測定器には多くの費用がかかります。 手頃な価格の多様なソフトウェアと一緒に、周波数応答(振幅-周波数特性)、THD(高調波歪みレベル)、S / N比、スペクトログラムなど、すべての基本特性を削除する便利なツールが得られます。







唯一の不便は、オーディオカードの過度に敏感な入力です。

0.5〜1.5ボルトの電圧を超える信号を印加することは不可能です。

そして、ここで減衰器が助けになります。



個別に組み立てることができます(また、そうすべきです)。 この実験では難しいことは何もありませんが、アンプの製造で最初のステップを踏む人にとっては、この資料は有用です。



減衰器は受動デバイスであり、実際、このケースに適用されるように、抵抗分圧器です。 その機能は、指定されたパラメーターに従って信号レベル(オーディオ周波数の交番電圧)を減衰させることです。 これらのパラメーターを定義しましょう。



挑戦する



オーディオカードを過負荷にせずに、パワーアンプの出力端子から取得した信号をオーディオカードのライン入力に適用する必要があります。 便宜上、減衰器の出力電圧を0.775v RMSに設定します。 このような電圧は、リニア入力を備えた最新のオーディオカードでは許容されます。さらに、デシベル単位で絶対値を測定する場合、通常は基準レベル( 0dBu )として0.775vが選択されます。



! dB u - , () ( . unloaded ).







測定値とデシベルについては、ミハイル・チェルネツキーの記事「私たちは何を測定しますか?」を読むことを強くお勧めします(サウンドエンジニアのウェブサイトの出版物へのリンクは投稿の最後にありますが[1] 、著者のサイトで読む方がはるかに快適です)



減衰器の入力電圧は、8オームの等価負荷で消費される電力に対応し、1Wに等しくなるように選択されます。



RMS電圧(RMS)の場合、次の電力計算式が有効です。



P = U a ^ 2 / 2Rに従って正弦波信号のパワーを考慮し、電圧の振幅値とrms値を混同する人もいます。 これらの測定には、オシロスコープに指先(?!)があるかもしれませんが、TrueRMS電圧計を使用し、振幅値とrms電圧値の差(および依存性)を知っています(忘れてしまったと思い込んで、すぐにメモリを更新する必要がある場合は、始めましょう)ラジオコットに直行します[2] )。

上記の式を使用して 、値2.83v (1Wの場合)、 4v (2Wの場合)、および5.66v (4Wの場合)を求めます。 通常、低電力アンプの特性を測定するには、これらの値で十分ですが、より大きな値が必要な場合は、自分で簡単に計算できます。

このような「小さな」電力値に驚かないでください。たとえば、謙虚な使用人のワンストロークチューブアンプ (クラス「A」動作モード)で2Wの電力(!)簡単に健全な床の音響効果を振るその構築についてですが、今のところ、この資料を公開することでトピックへの関心をテストすることにしました-少なくともコンピュータとの接続があります)。

したがって、入力データがあります-計算に進むことができます。



計算



一般的な場合、負荷なしで分周器を計算する式は次のようになります。







考慮すべき唯一のことは、抵抗器Z 1の値を8Ωの等価負荷よりも3〜4桁大きく選択する必要があることです。そのため、アンプの減衰器接続は「気付かれない」ままです(増幅器出力に関して、減衰器入力は等価負荷抵抗の値を実質的に変更しません) 、8オームの負荷と並列に接続されているため、並列に接続された抵抗を追加するルールを思い出してください[3] )。

便宜上、 Z 1 = 20 kOhmを選択すると、下側の抵抗の公称値( Z 2 )は次の式で計算されます。



Z 2 = 0.775 * 20,000 / 2.828-0.775 = 7550オーム

同様に、他の入力電圧の定格を計算します: 4v (2Wの場合)および5.66v (4Wの場合)。



細心の注意を払った読者は、おそらくオーディオカードの入力インピーダンスをどこにも考慮していないことにすでに気付いているでしょう。 事はこれです:ほとんどすべてのサウンドカードは、抵抗Z 2の抵抗を変更します。これは、実際にはそれに並列に接続された抵抗であるためです。 これは私たちにとって何を意味するのでしょうか? これは、減衰器の出力電圧が0.775v(sic!)の計算で計算された電圧よりわずかに低いことを意味します。

「だから、ビジネスのライン入力の抵抗を測定する必要がある!」とあなたは言います。 しかし、すべてがそれほど単純ではありません。サウンドカードの入力にコンデンサがあります。カードの入力抵抗は、従来のマルチメーターでは測定できません。 ここでは、ジェネレーターとオシロスコープが必要ですが、それらのすべてが持っているわけではないため 、この記事のフレームワークでは、計算でオーディオカードの入力インピーダンスを考慮しません



ただし、サウンドカードの線形入力インピーダンスが既にわかっている場合(たとえば、仕様に示されている場合)、減衰器を計算するときにサウンドカードの入力インピーダンスを考慮する式を与えます。







ここで、 Z Lはオーディオカードの線形入力の抵抗です。



減衰器回路図







この図は、セルゲイ・コマロフの原作者の概念を図で示しています。 [5]をダウンロードして使用することをお勧めします。



構造と詳細



バナナタイプのコネクター(2個)(またはアンプと互換性のある他のコネクター)、1つのRCAコネクター、ロータリースイッチとそのハンドル(1/4 ")、および抵抗器(参照回路内の宗派)。

ケースとして、私はチップとディープでプラスチックのケースを購入しなければならず、90ルーブルが必要でした。 しかし、彼は本当にサイズ(65x45x22mm)を思いつきました。







ロータリースイッチの選択は好みの問題です。 最も安い中国語を選択できますが、高品質を選択できます。 2番目のオプションを選択し、高価なGrayhill 71BD36-01-1-AJNを注文しました。 50,000ターンのリソースで、ローター接点は金(30マイクロインチ- コーティングの厚さの奇妙な単位 )、「軍事受け入れ」、本物のアメリカの生産で覆われています。 私は決してキャンペーンをしていませんが、データシートへのリンクを提供します[4]







スイッチには10の位置がありますが、必要なのは3つだけです。

ルーラーまたはノギス、ドリル、「多面体」キー(ハンドルをシャフトに固定するための)が必要です。



アースバスは、銅の単導体で作成するのが最適です。 適切な直径が手元になかったので、銅導体(22AWG)を作り、鉛フリーの銀含有はんだで灌漑しました。







1〜2ワットの任意の抵抗を使用できます。 ワイヤーまたはフォイルを選択するのが理想的です-ノイズが最小です。 私は無誘導のワイヤーミルを選びました。

接点へのはんだ付けは非常に便利です-大きな段差があり、スイッチハウジングは熱可塑性樹脂で作られており、熱いはんだごての先端で損傷することを恐れることはできません。



コネクタを固定し、抵抗器をはんだ付けしたら、ケースをカバーで閉じ(ケースの半分のすべての部品を固定)、スイッチナットを締め、2本のネジ(ケースに取り付けられている)を入れ、ハンドルをシャフトに固定し、ケースの入力電圧値に署名します。







フィニッシュ! 測定を開始できますが、これは別の記事のトピックです。



便利なリンク



[1] 「私たちは何を測定していますか?」 (雑誌「サウンドプロデューサー」のアーカイブ)

[2] 「オーディオアンプの出力電力の測定」 (Radiokotからの教示)

[3] 抵抗器の並列接続 (Wikipediaの抵抗器ページ)

[4] Grayhillシリーズ71のデータシート

[5] 「古き良き概念のグラフィックス」 (著者Sergey Komarov)



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