Измеритель уровня шума звукового оборудования — самодельный шумомер



Пока в мастерской не появился этот измеритель уровня шума, при настройке УНЧ просто приставлял ухо к динамику. Любые определения шумов были по принципу — шумит или не шумит. Такого типа прибор полностью меняет подход к настройке аппаратуры аудио, особенно высокого качества. Ведь само по себе использование дорогостоящего супер малошумящего операционного усилителя ещё не гарантирует низких шумов на выходе АС.

Измеритель служит для измерения собственных шумов усилителей мощности, предусилителей или преобразователей ЦАП, а также блоков питания. Является незаменимым приспособлением любого конструктора аудиотехники. Благодаря ему упрощается подбор значений радиоэлементов, усиления, укладки провода или установки трансформаторов блоков питания.

Как работает шумомер

Фактически это микровольтметр переменного напряжения, который характеризуется возможностью изменения ширины полосы измерений. Принцип действия довольно прост. Очень низкое напряжение шума необходимо многократно усилить, чтобы позволить его измерить обычным вольтметром. Чтобы измерить очень низкое напряжение шума, порядка 1 мкВ, необходимо применить усиление порядка 100 000 раз, а сам усилитель должен обладать очень низкими собственными шумами.

Схемы прибора

Далее мы видим блок-схему прибора и две принципиальные схемы. Макет был разбит на две платы, плату усилителя и фильтров с выпрямителем. Усилитель состоит из нескольких ступеней усиления. Первый из них имеет наибольшее усиление (100x) и это он отвечает за шум всей системы. Поэтому он состоит из четырех пар параллельно соединенных транзисторов. Параллельное подключение уменьшает шум до большой степени. Каждое удвоение количества транзисторов снижает шум на 3 дб. Разумно поставить четыре пары.

Конечно же подбор транзисторов — это тоже довольно важный этап. При настройке проверялись разные транзисторы. Сначала знаменитые BC550, которые оказались довольно посредственные. Они имеют более низкий шум чем стандартные BC547, но обычные высоковольтные BC546 превзошли их на голову. Конечно, специализированные малошумящие транзисторы показали бы здесь свое преимущество. В любом случае в этой системе достигается минимум шумов на одной, максимум двух парах. Увеличение их количества не приносило уже никакой выгоды, а только убытки в виде потраченных денег. Поэтому восемь штук популярных BC546 с ОУ NE5532 оказалось самым дешевым и лучшим решением.

Еще три каскада усиливают сигнал в 10 раз каждая, заодно переключая диапазоны измерений.

На второй схеме блок переключаемых фильтров, выпрямитель и регулируемый усилитель для наушников. Фильтры — это типичные ступени с фиксированной полосой передачи снизу и сверху. Фильтр „кривая А” — это фильтр с так называемой обратной характеристикой человеческого уха. Используется только в измерении шума звукового оборудования. Не имея в распоряжении подробные данные этого типа фильтра был разработан свой.

Полезное:  Автоматическое включение света ИК датчиком приближения

Еще один блок — это выпрямитель среднего значения с усилением, установленным так, чтобы выходное напряжение давало результат эффективного значения. Для настройки нуля и симметрии служат два переменника. Также есть еще потенциометр и усилитель для наушников. Все питается специальным малошумящим блоком питания. Применены две ступени стабилизации напряжения, это необходимо, чтобы пульсации питания были как можно ниже.

Стабилизаторы предварительные 7815/7915 и конечные LM317/337. Сам блок питания был помещен так, чтобы магнитное поле трансформатора как можно меньше проникало на чувствительный вход прибора. Вход и первый каскад усиления желательн экранировать. При измерениях необходимо позаботиться о том, чтобы возле входа не появились какие-то источники помех.

Точность измерения зависит от калибровки измерителя чистыми синусоидальными сигналами. Пригодятся здесь прецизионные резисторы, хотя в любительском приборе и 5 % тоже достаточно. Тем более, что сам вольтметр аналоговый и имеет класс точности 2,5.

Давайте прикинем соотношение сигнал/шум для, например, какого-то предусилителя. Мы знаем, что его фактический уровень шума на выходе 20uV, а номинальное выходное напряжение 2 В, рассчитываем:

  • 2 В / 0,00002 В = 100.000 и далее 100.000 LOG * 20 = 100 дб.

Теперь для ошибки 5%, то есть нашего прибора 19uV к 21uV

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

Оба результата после округления до целых децибел дадут это же значение, т. е. 100 дб интервала сигнал шума. Таким образом, 5% точности, в данном случае, — это достаточно.

Использование измерителя

Управление интуитивно понятно. Подключаем измерительный вход прибора к выходу исследуемого аудиотракта или выходного напряжения блока питания. Переключая диапазоны измерения ищем средний уровень по шкале, выбираем предел измерений.

При подключении наушников можем услышать что за шум/помехи создает измеряемый аппарат. Ступени усиления могут перегрузить сигналами за пределами диапазона измерения (прибор не имеет детектора клиппинга). Кроме того, не устанавливайте чувствительность так, чтобы индикатор отклонялся на максимум.



Оцените: (1 - 5,00 из 5)
Загрузка...

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ