Pomiary Oscyloskopem

[theoevo]

Witam.

 

Chcąc konstruować sobie lepsze układy audio, nabyłem oscyloskop. Na początek postanowiłem pomierzyć DAC własnej konstrukcji CS8416+PCM1798 z konwersją na WO mniej więcej zgodnie z notą katalogową. Jako źródło sygnału wypaliłem sobie płytkę CD z rożnymi przebiegami sinus, prostokąt itp, dla kilku częstotliwości 100Hz, 1000Hz itd. Płytkę wrzuciłem do transportu NAD C542, sygnał cyfrowy po kabelku wrzuciłem dalej na swój przetwornik analogowo-cyfrowy i sygnał na wyjściu DACa użyłem do pomiaru, do porównania na drugi kanał (dolny) wrzuciłem sygnał analogowy z NADa. Nausznie słychać od razu własna konstrukcja gra lepiej od NADa, ale do ideału jeszcze daleko. Poniżej zrzuty z oscyloskopu dla prostokąta 1000Hz dwa pierwsze i trzeci - 10000Hz.

 

Nie wiem jak zinterpretować przebiegi.

 

Na pierwszy rzut oka widać NAD na przebieg pofalowany i mniej strome narastanie sygnału - pewnie stąd przewaga brzmieniowa własnego DACa.

 

I pytania do bardziej doświadczonych konstruktorów:

- czy zafalowania amplitudy na początku i na końcu prostokąta to coś złego,

- co je powoduje i jak je ograniczyć bo patrząc na katastrofalne przebiegi dla 10 000Hz to widzimy w zasadzie dwa nałożone zbocza,

- co wpływa na szybkość narastania sygnału w DAC (bo konwersja i filtr nie - sprawdziłem).

 

Ciekawie z prostokątem radzi sobie wzmacniacz Yaqin MC-100L...

 

Pierwszy plik się nie wczytał.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

Cześć.

Aby łatwo było dyskutować postaraj się zamieścić obrazy w komentarzu a nie linki do pobierania.

Powinieneś również wskazać miejsca w których dokonywałeś pomiarów (schemat) oraz jaką sondą.

[dio]

Jako że jestem zainteresowany tematem, pomogę koledze.

Tylko 3 bo jeden się dubluje.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Jeszcze dobrze by było mieć widoki oryginalnych, wygenerowanych sygnałów prostokąta.

[theoevo]

Pomiary robiłem w sposób następujący: interkonekty (firmy Nemesis Audio Projekt model Analog Silver Special) podpinałem z jednej strony do wyjścia urządzenia a drugi wolny koniec do sondy oscyloskopowej - myślę że dzięki temu uzyskałem identyczne warunki pomiaru i badałem cały system od transportu do wzmacniacza.

 

Sondy oscyloskopowe - GTP-060A-4 dostarczone razem z oscyloskopem, dla współczynnika tłumienia 1:1 Pasmo - DC-6 MHz, Pojemność wejściowa 200 pF, rezystancja 1Mom, sondy oczywiście skompensowane zgodnie z instrukcją oscyloskopu. Pomiary robiłem przy tłumieniu sondy ustawionym na 1:1.

 

Oryginalny sygnał wygenerowałem programem NCH Tone Generator, plik wav nagrałem na płytkę CD i wrzuciłem do transportu.

Widzimy więc prostokąt zdekodowany przez kość przetwornika DAC. Dlatego porównuję DAC mojej konstrukcji i fabryczny w NADzie. DIY - kolor żółty, NAD - niebieski.

[jar1]

A możesz zrobić zrzut ekranu generowanego sygnału prostokątnego? Chodzi o to, by mozna było się odnieść do wzorca. Czyli jak wygląda sam plik wav.

[pkrecz]

"Oryginalny sygnał wygenerowałem programem NCH Tone Generator, plik wav nagrałem na płytkę CD i wrzuciłem do transportu."

 

Ja też tak swego czasu spróbowałem zrobić (tylko, że do CD) i niestety na wyjściu CD nie przypominało to prostokąta :))))

[theoevo]

U mnie dla 10k Hz nie przypomina ale dla 50Hz, 100Hz i 1000Hz prostokąt wychodzi bez problemu. In wyższa częstotliwość prostokąta tym więcej ciekawych rzeczy wychodzi. Dla 1000 Hz widać wyraźnie że przebieg dla konstrukcji DIY jest poprawniejszy - zafalowania oraz szybkość narastania. Tylko skąd te "pofalowane różki" dla 1000Hz na załamaniach prostokąta i jakie mają wpływ na dźwięk?

 

Tak sobie mierze na oscyloskopie i sygnał narasta przez ok 22 us (przejście ze stanu wysokiego w niski) co odpowiada częstotliwości jakieś 44kHz próbka dźwięku ma właśnie 44 kHz. Dlatego zbocze nie jest idealne to znaczy pionowe.

[jar1]

ZA pomocą programików komputerowch do syntezy prostokąta można też zrozumieć w jaki sposób taka santeza działa i dlaczego są przerzuty. Wystarczy poobserwować generowane przebiegiu w zależności od częstotliwowści próbkowania, jaką się wybierze.

 

 

[Muzg]

One czasem nie są wynikiem skończonej ilości harmonicznych w sygnale?

Yakin będzie słabo przenosił prostokąt, bo ma słabe pasmo przenoszenia.

Do przeniesienia kolejnych harmonicznych w sygnale prostokątnym potrzebne jest spore pasmo od góry.

[Edward]

- czy zafalowania amplitudy na początku i na końcu prostokąta to coś złego,

To jest dzwonienie a dzwonią filtry na wyjściu DAC-a, mniej lub bardziej ale dzwonią zawsze. Górny przebieg pokazuje lepszą pracę filtra, dzwonienie wygasa błyskawicznie. Oba przebiegi mieszczą się spokojnie w granicach normy, szczególnie gdy porówna się te przebiegi z wynalazkami gdzie filtra nie stosuje się wcale.

[theoevo]

Dzięki za wyjaśnienie.

Wrzucę jeszcze prostokąt 1000Hz po przejściu przez wzmacniacz Yaqin MC-100l.

Na żółto przebieg z DACa, na niebiesko sygnał wzmocniony, który idzie na głośniki.

 

Przebieg poniżej.

 

[jar1]

W przypadku wzmacniacza to mozna juz coś powiedzieć, bo wiadomo co jest na wyjściu a co na wyjściu.

Tak nie powinno być dla 1 kHz. Przebiegi nie powinny się róznić. Wygląda na znaczne ograniczenie pasma od dołu.

Jesli pomiary są prawidłowe, to źle śwaidczą o wzmacniaczu. Myślę, o opadaniu sygnału na obrazkach.

[Edward]

theoevo,

 

a co obciążało wzmacniacz przy pomiarach? W zasadzie warto zacząć od zapięcia na wyjściu wzmacniacza zwykłego rezystora powiedzmy około 8 omów, z niego zbierać pomiar i patrzyć co się dzieje, gdy wzmacniacz pracuje w najbardziej dla siebie komfortowych warunkach. Potem można podłączyć kolumny i zobaczyć jak na przebieg wpływa realne obciążenie. Możesz też trochę podnieść wzmocnienie, bo tutaj masz raptem 100 mV międzyszczytowo. Trzeba tylko pilnować mocy rezystorów, które się zaczną w pewnym momencie solidnie grzać.

 

Niemniej jednak jar1 ma rację, że ten przebieg nie wygląda najlepiej.

[Buzzer]

Wygląda to fatalnie, tak jak napisali koledzy, coś jest nie w porządku. Po pierwsze masz bardzo niskie napięcie na wyjściu, po drugie nie wiemy w jaki sposób podłączasz oscyloskop do wzmacniacza (pamiętaj, że w oscyloskopie dwukanałowym masy kanałów są połączone wewnętrznie i często też połączone z kołkiem uziemiającym w przewodzie sieciowym oscyloskopu). Wygląda na to, że pasmo przenoszenia masz od (powiedzmy z grubsza) 1000Hz. Może spróbuj ustawić sprzężenie DC a nie AC w oscyloskopie. Bardzo możliwe, że wejście oscyloskopu tak zawęża pasmo (źle to świadczy o samym oscyloskopie, takie coś mogło by się zdarzyć przy pojedynczych Hz a nie sygnałach rzędu kHz).

 

Pozdrawiam

[theoevo]

Dla wzmacniacza obciążeniem są głośniki KEF iQ7, podpięte do zacisków 4 om. Masa sondy podłączona do minusa na wyjścia wzmaka, sonda do plusa. Barwa dźwięku jest trochę dziwna. Napięcie na wyjściu było niskie bo gdyby było wysokie to ciężko było by je znieść. Wzmak w trybie pentodowym ma mieć 65 W a w triodowym 30W. Niemniej zaraz spróbuje tak żeby było ponad 1V na wyjściu. Mam na dzieje że żaden sąsiad się nie zjawi :).

 

Przebieg poniżej.

 

 

I przebieg przy obciążeniu samym opornikiem 7,94 om poniżej.

Czyli wszystko ze wzmacniaczem w porządku?

 

I jeszcze porównanie opornik 8 om - niebieski, głośnik - żółty, wzmacniacz w trybie ultralinearnym

oraz w triodowym

A może obciążenie/głośniki za trudne do wzmacniacza?

Albo tanie chińskie wzmaki nie są takie dobre jak piszą. Nie mniej i tak gra lepiej od NADA C352 czy gainclona.

[jar1]

Normalnie to takie testy wzmacniacza robi się na obciążeniu liniowym. Szkoda, że od razu nie napisałeś, że był pod kolumnami ;)

[dino]

Baardzo uważaj traktując generatorem wzmacniacz podłączony do głośników.

Wystarczy mały błąd w "kliknięciu" myszka i możesz się pożegnać z wysoko tonowymi głośnikami, a przy prostokącie również z reszta głośników.

Pamiętaj, ze 20Khz nie usłyszysz więc trudno Ci będzie kontrolować poziom głośności a napięcie, które normalnie dociera do gwizdków jest dużo niższe niż reszta sygnału i co ważniejsze nie jest na stałym poziomie.

[theoevo]

Dzięki za wpisy, czyli wszystko działa jak należy.

 

Przy okazji, mógłby ktoś polecić jakąś stronkę gdzie można się dokształcić z interpretacji przebiegów oscyloskopowych i ogólnie pomiarów w technice audio. Kupić sobie miernik to kwestia tylko gotówki. Z rozsądnym użyciem jest znacznie gorzej. Nie chciałbym zaśmiecać forum lamerskimi wpisami.

[Edward]

A to wzmacniacz lampowy był i to z podłączonymi kolumnami? No to przeżyłeś zderzenie z rzeczywistością :-) O interpretację tego, tego co się dzieje, trzeba pytać kolegów lampowców.

[max-bit]

Im wzmacniacz ma większy współczynnik tłumienia tym prostokąt będzie bardziej "kontrolowany" przez wzmacniacz (tzn będzie mniej głośnik dodawał od siebie)

[Rambo]

Dzięki za wpisy, czyli wszystko działa jak należy.

 

Przy okazji, mógłby ktoś polecić jakąś stronkę gdzie można się dokształcić z interpretacji przebiegów oscyloskopowych i ogólnie pomiarów w technice audio. Kupić sobie miernik to kwestia tylko gotówki. Z rozsądnym użyciem jest znacznie gorzej. Nie chciałbym zaśmiecać forum lamerskimi wpisami.

Jest książka Rydzewskiego - Pomiary oscyloskopowe. Co gorsze jest dostępna w necie i nie wiem czy nie naruszono tym samym praw autorskich ;).

[theoevo]

Książkę Rydzewskiego przeglądałem. Książka ma niestety swoje lata. Nim się włączy oscyloskop trzeba ją przejrzeć żeby wiedzieć co do czego służy. Kupowałem oscyloskop żeby sprawdzić czy mi się układy nie wzbudzają albo czy nie mam jakiś grubych błędów w stylu kanały nie grają z równym poziomem głośności, pomylone kabelki i sygnał przesunięty w fazie o 180o itp. Nie wszystko da się łatwo zmierzyć multimetrem bądź usłyszeć. Natomiast widzę, że możliwości oscyloskopu są dużo większe. Trzeba się dokształcić żeby wiedzieć jak wyniki interpretować np. w przypadku ustrojstw lampowych. Wracając do przebiegów odnoszę wrażenie że Kefy są trochę za trudne do lampy.

[krzysztof.kr]

Też robiłem takie pomiary i moim zdaniem to nie jest dzwonienie filtra ani przerzuty bo to zafalowanie przebiegu występuje przed opadaniem zbocza przebiegu więc przed wystąpieniem przyczyny. Może to jest tak jak pisze kolega Muzg tzn. skończona liczba harmonicznych czyli nie da się zsumować idealnego prostokąta. Dlaczego powstają te zafalowania w procesie tworzenia prostokąta w przetworniku C/A nawet z idealnego sygnału cyfrowego jakoś nie udało mi się dowiedzieć. Może ktoś z kolegów potrafi to w przystępny sposób ( bez wyższej matematyki )wytłumaczyć.

[DoubleG]

theoevo

 

Czy przypadkiem w swojej konstrukcji nie używasz konwersji Sampling Rate do 192khz albo 96khz to by wyjaśniło tak duże różnice. wynik Nada jest jak najbardziej normalny przy SR 44,1khz. SR ma ogromne znaczenie bo trzeba super szerokiego pasma żeby wygenerować prostokąt. Natomiast podłącz swoją konstrukcje do kompa i wygeneruj prostokąt ale z SR 192khz i powinien być już znacznie ładniejszy.

[krzysztof.kr]

u mnie na PHILIPS 963SA przebieg prostokątny 10kHz wygląda jak spłaszczona na wierzchołkach sinusoida ale nic się nie nakłada. Ciekawe są przebiegi 1kHz bo na kilku różnych odtwarzaczach zawsze wyglądają bardzo podobnie jak u Ciebie i mają taką samą liczbę zafalowań na grzbietach, to musi z czegoś wynikać, nie ma takich zbiegów okoliczności

[wiatrak]

Tak z dawnych czasów, to pamiętam że dość dobrym sygnałem do testowania jest prostokąt 1kHz z nałożoną sinusoidą 10 kHz o bodajże 10-o krotnie mniejszej amplitudzie.

[Molibden]

Zafalowanie wynika z ograniczenia pasma od góry przy jakiś (strzelam) 80-100kHz czy to w LPF czy końcówce mocy.

[Buzzer]

Co do zafalowań, to jest to w pełni normalne i oczekiwane w opisanych warunkach zjawisko. Wynika to z rozkładu sygnału w szereg Fouriera. Przebieg prostokątny zawiera tylko nieparzyste harmoniczne o amplitudach zmieniających się wraz z numerem harmonicznej jak 1/n, gdzie n to numer harmonicznej. Obrazując to na przykładzie:

 

Dla sygnału prostokątnego o częstotliwości powtarzania 1kHz, rozłożenie w szereg Fouriera da następujące częstotliwości [kHz]: 1, 3, 5, 7, ... o amplitudach znormalizowanych odpowiednio: 1, 1/3, 1/5, 1/7, ... jeśli chcemy poprawnie odtworzyć sygnał prostokątny, musimy zsumować wszystkie przebiegi, problem w tym, że składowych jest nieskończenie wiele. Im węższe pasmo, tym mniej harmonicznych zostanie zsumowanych i tym większe zafalowania będą na krańcach przebiegu.

 

Na wyjściu CD i każdego DAC (no, może są nieliczne wyjątki) jest filtr rekonstruujący, jest to filtr dolnoprzepustowy, którego zadaniem jest tłumienie składowych powyżej częstotliwości fs/2 (fs jest to częstotliwość próbkowania). W sygnale spróbkowanym z częstotliwością fs najwyższą częstotliwością, którą będzie można odtworzyć będzie fs/2 (wynika to z twierdzenia Nyquista).

 

Jeśli fs = 44.1kHz to najwyższą częstotliwością odtworzoną poprawnie będzie 22.05kHz. Jeśli spróbujemy wygenerować prostokąt o częstotliwości 1kHz to "załapią się" częstotliwości [kHz]: 1, 3, 5, ..., 19 czyli 10 składowych. Umownie przyjmuje się, że aby prostokąt był "ładny" to potrzeba około 30 składowych.

 

Proponuję eksperyment: przy częstotliwości próbkowania 44.1kHz (standardowej dla CD), wygeneruj prostokąt. Jak myślisz, co zobaczysz na oscyloskopie zaraz na wyjściu CD (DAC)?

 

Pozdrawiam, Buzzer

[theoevo]

<br />theoevo<br /><br />Czy przypadkiem w swojej konstrukcji nie używasz konwersji Sampling Rate do 192khz albo 96khz to by wyjaśniło tak duże różnice. wynik Nada jest jak najbardziej normalny przy SR 44,1khz. SR ma ogromne znaczenie bo trzeba super szerokiego pasma żeby wygenerować prostokąt. Natomiast podłącz swoją konstrukcje do kompa i wygeneruj prostokąt ale z SR 192khz i powinien być już znacznie ładniejszy.<br />

<br /><br /><br />

 

Dokładnie w mój DAC CS8416+PCM1798 wbudowałem kilka zworek. Mam ustawione 24bit na stałe.

Sprawdzałem właśnie na oscyloskopie kilka rzeczy:

- filtr wbudowany w PCM Fast/Slow Filtre Skope - Slow daje przebieg prostokąta jak NAD z zafalowaniem.

- 128Fs/256FS - 256FS powoduje ciekawy szum, który następnie filtr aktywny wycina i otrzymuje przebieg taki sam jak dla 128FS.

- De-emphasis - enble/disable.

 

W efekcie zabawy z oscyloskopem system skonfigurowałem bodajże następująco: we wzmaczniaczu ustawiłem tryb triodowy, głośniki podpięte pod zaciski 8om; DAC - Filtre Skope ustawiony na Slow i 256FS - i gra najlepiej.

 

Jak widać kombinacji jest trochę za dużo.