Zosilnovac na meranie reproduktorov

[Wili]

Stale ked robim nejake pokusy a potrebujem nahodou zosilnovac, nikdy ziadny malicky a jednoduchy nemam po ruke, vzdy musim odpojit nejaky co pouzivam u PC a nebavi ma stale vsetko odpajat a pouzivat nejaky iny velky je velmi neprakticke. Neviem preco som si toto nepostavil uz ovela skor, ale konecne som sa dokopal. Uz ho mam rozpracovany asi od minuleho roka, este nemam vsetko uplne hotove, ale vyzera to nadejne tak to sem postupne pridam.


Nizsie popisem jednotlive funkcne celky meracieho zariadenia + popis...


Zosilnovac je velmi malicky ale pritom parametrovo velmi dobry a takmer neznicitelny s pevne danym zosilnenim +20dB (aby nastavovanie v dB cez REW sa dalo lahko dopasovat kam treba). Je to klasicka celosymetrika, ale dimenzovana pre nizke vykony. Zosilnovac som popisal v inom vlakne tu...



Prepinac vystupov aby som konecne pri merani roznych repro nemusel vkuse prehadzovat kable ale mohol len jednoducho pohodlne prepnut DUT je tu jednoduchy otocny prepinac. Vsetko sa nakabluje dopredu a potom len prepnem co chcem merat.

Prepinac roznych modov merania 3-polohovy packovy prepinac

• meranie frekvencnej charakteristiky, vtedy to je obyc zosilnovac s prepinatelnym vystupom
  
• meranie impedancie, vtedy je vystup napojeny cez seriovy 33R odpor z ktoreho su dostupne vystupy cez BNC. Je tu jednoduchy delic 2:1 aby signal bol urovnovo akurat pre zvukove rozhrania
  
• meranie samotneho zosilnovaca, vtedy je vystup odpojeny a da sa kalibrovat/merat samotny zosilnovac pre velmi presnu kompenzaciu merani, pripadne pre ine pokusy. Vystup je zase cez 2:1 BNC
  

Prepinac pevnych vstupnych urovni zosilnovaca - nepouzil som potenciometer ale zase 3-polohovy prepinac s pevnymi hodnotami, uroven sa pri merani aj tak casto nastavuje na zvukovej karte alebo priamo v programe. Nastavitelne hodnoty som dal takto:

• direct
  
• -6dB
  
• mute
  

Zapojenie prepinani:



dalej tu este bude:

Presny analogovy meraci pristroj
Pre meranie reproduktorov, ich dB kalibraciu, a meranie roznych referencnych hodnot je vzdy dobre vediet aka je vystupna uroven. Aby som nemusel este popri tom celom bordeli stale tahat este externy merak, tak som tu integroval velmi presny analogovy meraci pristroj, ktorym je mozne merat RMS napatie sinusoveho signalu.

Preco som sa rozhodol pre analog? lebo mozem nakalibrovat priebeh stupnice ako len chcem (kdezto priebeh digi je presne dany). Tiez mozem pri jednej urovni zobrazovat dve hodnoty naraz (napatie aj dB) a vyzera to pekne retro tak som neodolal

Kedze je to analog a chcem presne merat aj nizke aj vysoke urovne, potrebujem dve stupnice. Samozrejme by som mohol pouzit jednoduchy prepinacik na rozdielne rozsahy, ale uz dlho mam v hlave auto-ranger, tak som si ho chcel skusit postavit

Na meranie je pouzity TL074. Aby vstupne napatie nepresahovalo napajacie napatie oz, je na vstupe zase delic 2:1 pre zachovanie cim vyssieho rozlisenia merania. Prvy oz je oddelovaci a sluzi ako buffer. Signal sa za bufferom rozdeluje na dve vetvy:
1) druhy oz, ktory funguje ako budic analogoveho meraku s diodovym mostikom v regulovatelnej spatnej vazbe pre kalibraciu
2) autoranger, kde treti oz zapojeny ako usmernovac signalu, napaja stvrty oz zapojeny ako komparator s hystereziou. Na vystupe je antiparalelne zapojena LED signalizujuca preklopenie komparatora a aktivny merany rozsah na prednom panely. V pripade ze vstupne napatie presiahne 2.1V (3Vrms na vystupe zosilnovaca) komparator okrem signalizacie inou LEDkou, vybudi pjf tranzistor ktory prepne rozsah druheho oz = budica meraku. Aby kazdy rozsah bol samostatne kalibrovatelny je tu aj separatny kalibracny trimer.

Schema:



DPS:





Stupnicu meraku som velmi presne nakalibroval pre RMS hodnoty sinusoveho signalu. Nie je to true-rms, a pri merani obdlzniku je odychlka cca 20% pretoze oz mera strednu hodnotu signalu. Merat obdlznik ale ani nie je ucelom tohoto meraku a predpoklada sa ze pri merani reproduktorov bude vzdy pouzity sinus s cim nizsim skreslenim. Toto je aj napisane na finalnej stupnici aby bolo jasne ze to mera presne len rms sinusu

Referencia pre meranie repro je vacsinou 1W a tak som sem pre orientaciu znazornil aj dBW stupnicu dopovedajucu zatazi 4R. Merak este skompletovany uplne nemam ale nejake fotky z kalibrovania vam sem hodim...

Ako analogovy merak som nechcel univerzalne riesenie. Aby to vyzeralo naozaj profi, "vyrobil" som si zase svoj vlastny merak. Ako motor som pouzil nejaky lacny merak z gme co mi lezal nevyuzity v pivnici uz par rokov a konecne nasiel svoj ucel Vykuchal som z neho motor s rucickou, a vyrobil k nemu vacsi domcek s trochu vacsou stupnicou. Tento novy merak ma aj integrovane podsvietenie dvoma 5mm bielymi LEDkami a bude mat ozajstne sklo z klipoveho ramceku, ziadne lacne plexi.

Ako som pisal vyssie o presnej kalibracii - pre tento ucel som najprv na povodnej stupnici znazornil kde je obluk pohybu spicky rucicky:



Odfotil som si to, hodil do ilustracneho programu a nakreslil nove pozadie kde bol prazdny obluk. Zosilnovac som napojil na 4R umelu zataz a meral vystup digi osciloskopom pre kalkulaciu presnej hodnoty RMS napatia:



Trimrami som doladil min/max podla mechanickeho maxima co dovoli pohyb rucicky + nejaka rezerva a tenkou fixkou som postupne oznacil referencne body stupnice:




na zaklade nazberanych dat som si nakreslil novu presnu stupnicu... (fotku pridam neskor) Takze ci oz mera strednu hodnotu alebo aku chce, rucicka ukazuje spravnu a presnu hodnotu RMS signalu. To plati len u sinusoveho signalu a cim viac sa lisi tym je merana chyba o par % vyssia. Co sa tyka frekvencneho rosahu merania je chyba nulova v rozsahu cca 10Hz-60kHz co pre zamyslane ucely plne vyhovuje.

Teraz bude dlhsia pauza (cakam na quickpanel) a potom pokracovanie mechanickej stavby...

[Otas]

Při měření impedance soustavy se mi (i vzhledem k nepříliš stabilnímu TG) vyplatil dvoukanálový osciloskop, jeden kanál měří před sériovým rezistorem a druhý za ním. Mým zájmem je obvykle jen odměřit minimální impedanci soustavy v rozsahu zvukového signálu a rezonanční kmitočet BR. Při vhodném poměru rezistoru a impedance soustavy, ladící s poměrem odlišných rozsahů na osciloskopu pro každý kanál je to pak velmi jednoduchá a rychlá záležitost. Shodou okolností jsem došel ke stejné hodnotě rezistoru 33 ohmu
Překvapuje mne, že lze dostat na analogu s TL074 přesnou odezvu i na 60 kHz. To se nesmí chtít od IC2b žádné zesílení, vše musí jít jen na usměrnění signálu o relativně vysoké hodnotě. Tedy měří se jen při velké hlasitosti, pokud to správně chápu. Trochu bych se pak bál o výškový měnič.
Jinak samozřejmě pěkná práce, jako ostatně od Tebe obvykle.

[Wili]

Otas diky, mozno to TLko ide tak vysoko pretoze merak ma dost nizky odpor (len okolo 40R) a ano mera sa len pri relativne vysokych urovniach

VF kompenzacia merania by sa samozrejme dala osetrit lokalnou kompenzaciou cez R24 a R7 pripadne znizenim/odstranenim C13, ale meracik ide cez kabliky tak je to taky cajk a nejake sialene VF tu merat nepotrebujem.

k impedancii… vidis dvojkanalovym osciloskopom mi to ani nenapadlo merat pouzivam rew cez zvukovu kartu, tam sa aj kalibruje kompenzacia toho odporu a pripojenych kablov a robi to pekne grafy

[Wili]

Uz mam hotovu stupnicu na meracik... (fotka prilepena sekundakom)

to zelene pozadie neberte ak velkostnu referenciu, merak je podlozeny a robi to perspektiva viditelne okno meraku bude mat 106x56mm

[nalimko33]

fotka? ako? vytlačené doma či v automate?

[Wili]

normalna klasicka fotka... nasvietena laserom, vyvolana vo vyvojke

este som rozpisal mechaniku...

Mechanicka stavba:

Zohnat v dnesnej dobe peknu krabicu je ako vieme celkom narocne a ja som do toho nechcel velmi vela investovat... Najprv som chcel nejaku klasicku pristrojovu krabicku, a vyrobit si ju na mieru by vyslo minimalne na 2000,- no tak som sa hrabal na aliku a celkom sa mi pacili rozne hlinikove krabicky. Lenze aby bola dost velka a vyzerala aspon trochu normalne s postou vychadzala na 1000-1500,- a to uz som blizko ceny krabice na mieru.

Nedavno som ale meral plnu krabicu elektroniek a tak mi napadlo ze postavim zase retro meraci kufrik!

Cim viac som nad tym premyslal tym viac sa mi napad pozdaval aj z ergonomickeho hladiska, pretoze ked nieco meram, chodim okolo reprosustavy, kable natahane po zemi a taky kufrik je na toto ako stvoreny. Chcel som to ale cim mensie, co som samozrejme ako obycajne az trochu prehnal, a potom som sa musel pri navrhu trochu obmedzovat Snazil som sa najst cenovo najvyhodnejsi a najmensi kufrik do ktoreho by som to vtrepal a nakoniec som skoncil u "papundekloveho" kufrika z Temu za 300 korun (velky presne ako A4 papier, vysoky asi 8cm)

Na spodnej stene kufrika som zamatove futro vytrhal prec a asi tu polepim samolepiacu hlinikovu foliu pre dotatocne odtienenie signalu:



Aby to vyzeralo profi a stylovo pasovalo ku kufriku, dal som si vyrobit v quickpaneli prirodne eloxovany panel s ciernymi pismenkami. Farebne pismenka som este od nich nikdy neskusal som som velmi zvedavy ako to dopadne... viac menej mam vsetko nachystane a cakam len na panel. Co som usetril na krabici som sice preinvestoval na paneli no co uz

Aby som ho vyuzil cim viac, bude zaroven pouzity ako chladic zosilnovaca. Sice to bude cele naplocho ale predpokladane vyuzitie zosilnovaca len par Wattov, takze by to panel mohol zvladnut uchladit tak akurat. Pre zvacsenie plochy pre lepsie chladenie budu vyfrezovane drazky a z predoslych skusenosti viem ze taketo chladenie funguje celkom dobre - uvidite az pride, nafotim

Vsetky moduly budu namontovane a nakablovane priamo na paneli = cele zariadenie bude spolu s panelom jeden funkcny celok. Aby nebolo vidno ziadne srubky budu zo zadnej strany panela viacere M4 slepe zavity. Aby to bolo mozne namontovat do kufrika a cele vyberat, vytlacil som na to nosny montazny ram, ktory bude len o dno kufrika prichyteny zopar srubkami - na tento ucel som pouzil mosadzne zavitove vlozky. Ramcek je zo 4 kusov+podpera na stred, a zlepim ho dokopy az bude prisrubovany o finalny panel:







Tiez aby na kufriku nekrical skaredy cierny napajaci konektor spricol som ho striebornou farbou



Aby nosny ram vydrzal aj vysoke teploty chladica=panela a nezmakol, je vytlaceny z polykarbonatu. (PC je stabilny do 120°C, makne az pri 150°C) Pri dizajne som ale natrafil na zaujimavy jav tepelnej roztaznosti materialu vzdy som o tom cital no nikdy to nebol taky problem ako tu. Vytlacil som tycku ktora mala mat 298mm a v reale mala 295,5 = 2,5mm to je sakra velky rozdiel! tak nejak by som cakal ze inteligentna bambulabka toto vykompenzuje a kto vie... mozno pri pouziti ich filamentu ano, no ja som mal inu znacku filamentu. Vypocital som ze ak model zvacsim o 0,838% tak to bude presne a fakt bolo.

Matematicky funfact: velkost modelu 100,84% nie je zvacsenie o 0,84%

A este test-fit, montazny ramik v kufriku:

[jardag69]

Hlavně všude dobře udělanej zemák, když je to z aluminia.

[Wili]

(edit: funguje vam postimg? ja tu tie obrazky nevidim a nechce mi ich nacitavat...)

Dnes prisiel Quickpanel prvykrat som skusil prirodny elox + vyplnene pismenka farbou a vyzera to nadherne!



Kedze panel je hlavny stavebny prvok celeho zosilnovaca, ktory drzi vsetko pokope, konecne som mohol zosilnovac skompletovat Panel som vymyslel tak ze nebude viditelna ziadna srubka.



Takze aj pre montaz koncovych tranzistorov som pouzil zafrezovane slepe zavity, trochu som sa tohoto riesenia obaval ale drzi to pekne silno. Panel je zaroven chladicom, pre zvacsenie plochy su tu zafrezovane akoze rebra aj ked ich prinos je otazny kedze je to cele horizontalne ale skor pre dobry pocit a chladeny vykon je malicky. Medzi koncovymi tranzistormi je aj zafrezovana jamka pre snimaci tranzistor riadenia kludoveho prudu:



Zohnat kvalitne, kovove a izolovane BNC konektory je bud nemozne, alebo niesu dost kvalitne alebo su nezmyslene drahe, preto som si na 3D tlaciarni vytlacit take izolacne priechodky. Tu je dokonaly priklad naco casto pouzivam 3D tisk... presne taketo serepeticky co sem tam treba dokonale na mieru ale nie je to ako vyrobit...



Kedze BNC maju kratky zavit a panel je celkom tucny + cosi zoberu aj izolacne podlozky je tu zo zadnej strany este zafrezovana kapsa:





Dalsi adept 3D tisku je moj RMS meracik, ten som postoval uz minule takze len montaz do panelu... aby sklicko nerezonovalo a bolo zaroven prachotesne oblepil som zafrezovany otvor tenkou textilnou paskou:







detail napojenia na meraciu dosku + podsvietenie:



Bocnik merania impedancie (33R/3W) som pritlacil cez thermal pad o panel, takze ak by bol nahodou z neznamych pricin pretazeny mal by mat dodatocne chladenie



Hotova vnutorna kablovacka... samozrejme ze som zase na seba uplietol bic a je to cele az tak malicke, ze som musel ohnut fastony aby mi to voslo na vysku do kufrika







Vnutro pod zosilnovacom som podlepil hlinikovou paskou ktora je podlepena aj na drziacom rame o panel ktory je ukostreny, takze je zosilnovac odtieneny aj zo spodnej strany. "Hlinikovy" papundeklovy kufrik z temu na sebe ma plastovu foliu ktora nie je elektricky vodiva





fotky hotoveho pristroja... kufrik je velky priblizne ako balik A4 papierov (ma to len 8cm na vysku)












A este video ako funguje autoranger:

(ked uz ten blby postimg nefunguje aspon jutub ide )

https://youtu.be/Qo_5x2GDLf8?si=viUDziLt3RDFKJdj

[jardag69]

Hlásim, že obrázky vidim. I video.

[Wili]

super, dik, mne ten postimg nejak dost blbne poslednu dobu

[BV]

2 Wili
Paráda!!!

[YRY]

Prostě radost se dívat. Profi provedení.

[antonio]

Tak, a teď můžeme čekat spoušť bednoprojektů, to půjde jako po másle.

[kaed]

Fakt zajímavý řešení, mechanicky jednoduchý, přístupný, prostě super.

[Otas]

Fakt nádherné provedení , jen zírám, přímo zlaté ručičky.
Toho jsem nikdy nebyl ani schopen.

A jsem líný. Třebas zesílení by nejspíš musel odpracovat nějaký LM, tam bych se s nějakým diskrétním zesem nemazal (pokud by se mi něco nevyužitého doma neválelo). Naproti tomu s měřením bych si asi vyhrál víc ve snaze linearizovat stupnici. To ale není z důvodu, že bych byl takový punťa na měření. Důvodem je má lenost a nešikovnost, protože bych prostě nechtěl kreslit stupnici !
A teď ještě generátor růžového šumu a měřící mikrofon , to ovšem dá dobrá karta.

Je to hezká hračka, nádherně provedená. A teď už jen ty projekty beden, jak napsal Antonio.