Uso de un programa RTA como osciloscopio o analizador de circuitos: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

El propósito de este truco es brindar a los espectadores una opción asequible para ver las señales eléctricas de sus circuitos y dispositivos utilizando programas de analizador en tiempo real (RTA). El beneficio principal de este enfoque sobre un osciloscopio es que los programas RTA pueden funcionar como un osciloscopio para ver el voltaje y como un RTA para ver la respuesta de frecuencia.

Un osciloscopio es bueno para tonos simples, pero las señales complejas son difíciles de discernir. Un RTA da una vista del espectro de frecuencia de la señal bajo prueba. Esto es bueno para identificar el contenido armónico en una señal, cualquier contenido de ruido de alta frecuencia y también para determinar los efectos de los filtros.

Las aplicaciones incluyen:

• Ver el efecto real de los filtros o cruces pasivos para ver cuál es su efecto exacto. Esto es útil para diseños de altavoces personalizados con cruces pasivos personalizados.
• Ver la salida de un circuito antes o después de los filtros de ruido, o simplemente buscar el ruido en sí.
• Visualización y almacenamiento de salidas o trazas de osciloscopio.
• Visualización y almacenamiento de salidas de respuesta de frecuencia.
• Visualización del inicio del recorte de la señal (superando los rieles o rango de voltaje) y los armónicos asociados con el recorte. Esto también proporciona una buena forma de probar los detectores de saturación mediante el seguimiento de las condiciones que activan el circuito.
• Solución de problemas de circuitos observando los componentes de voltaje y frecuencia.
• Medir la respuesta de frecuencia de los amplificadores de audio y determinar si hay filtros en el sistema: esto es útil para determinar cómo se ve la señal en los sistemas de audio OEM / Factory (automóviles, equipos de sonido, etc.). Si desea que algo suene mejor que el de fábrica, es útil saber con qué está trabajando.

El video incrustado ofrece una explicación narrativa del proceso. Las imágenes incluyen el banco de configuración y un diagrama de bloques de enrutamiento de señales.

Paso 1: Determine los voltajes operativos

Para utilizar un analizador en tiempo real (RTA) basado en computadora para medir el comportamiento eléctrico de su circuito, necesita determinar qué rango de voltaje producirá su circuito. La entrada a la mayoría de las tarjetas de sonido de computadora es bastante baja, solo un voltio. ¡NO EXCEDA EL RANGO DE VOLTAJE DE ENTRADA! Esto significa que los circuitos con voltajes de salida más altos deberán reducir ese voltaje a un nivel aceptable. Esto se puede hacer con una red de resistencia divisora de voltaje o un circuito o dispositivo convertidor de salida de línea. Si está mirando la salida de un amplificador de audio, un convertidor de salida de línea es un dispositivo perfecto para este propósito. El convertidor de salida de línea toma las señales de nivel de altavoz y las reduce a señales de nivel de línea a través de redes de resistencias o un transformador de audio. Desea tener en cuenta los rangos de frecuencia porque algunos convertidores de salida de línea basados en transformadores afectarán la respuesta de frecuencia.

Para determinar el voltaje de salida de su circuito o dispositivo (si aún no lo sabe), debe medirlo con un voltímetro para determinar las características de voltaje de CA y CC. Si es necesario reducir el voltaje, realice un seguimiento de la relación (salida: entrada) para que pueda traducir los resultados. También asegúrese de tener en cuenta que su DMM mide el voltaje promedio o RMS y su osciloscopio muestra fácilmente el voltaje pico, consulte la imagen adjunta.

Si el voltaje de salida es de 10 VCA y aplica una red de resistencia o un convertidor de salida de línea que lo reduce a 1 VCA, tiene una relación de 10: 1. Eso significa que una medida de 0.5 VCA en el programa se traducirá en una salida de circuito real de 5 VCA (0.5 x 10 = 5).

He usado este método para medir las salidas de amplificadores de audio de alta potencia. Simplemente realice un seguimiento de sus rangos de voltaje y preste atención a la carga que ve el dispositivo. Por supuesto, tiene otras etapas de ganancia disponibles, por lo que tiene sentido verificar un nivel medido con el programa y ajustar la ganancia de audio en la PC para lograr una relación utilizable.

Este es un buen momento para mencionar que cada circuito o dispositivo tiene una impedancia de salida y una impedancia de entrada. Su dispositivo o circuito ya debería tener esto en cuenta en el diseño y la mayoría de las entradas de audio tienen una impedancia de entrada alta (10k ohmios más o menos). Si se desea más información sobre este tema, hay videos en línea que explican este tema (busque conferencias como "resistencia de entrada y salida de circuitos y los divisores de voltaje").

Paso 2: reúna los componentes necesarios

Debido a que este consejo y truco requiere un programa analizador en tiempo real (RTA), necesitará una PC o tableta con una función o tarjeta de entrada de audio. También necesitará un programa RTA para ejecutarse en la PC o la mesa. Hay varios programas disponibles (tanto gratuitos como de pago) que ofrecen una vista de frecuencia y una vista de osciloscopio.

Dependiendo de la salida de voltaje del circuito, es posible que necesite un circuito o dispositivo convertidor de salida de línea (consulte el Paso 1).

Necesitará cables para conectar todo junto, principalmente cables de audio con terminaciones que sean compatibles con la entrada de audio de su PC o tableta.

Se necesitará el dispositivo o circuito bajo prueba, así como cualquier medio que use para encenderlo. Para algunos dispositivos, esto puede requerir la fuente de alimentación que normalmente usa para probar el equipo.

Paso 3: conecte los componentes

Debido a que está utilizando el programa RTA en la PC o tableta para ver la señal eléctrica de su circuito o dispositivo, necesita obtener la señal del circuito o dispositivo en la PC o tableta. Es necesario indicar al programa RTA que busque la señal en la entrada de audio. Consulte las instrucciones de su programa RTA para hacer esto.

En pocas palabras, conecta los cables a la salida de su circuito o dispositivo y los conecta a la entrada de audio en la PC o tableta. Consulte el Paso 1 si necesita un convertidor de salida de línea entre el circuito y la PC para reducir el voltaje a un rango aceptable.

Pero, ¡TENGA CUIDADO de no inyectar altos voltajes en su PC o puede dañar la placa de audio!

Paso 4: Comprensión de los resultados

El programa RTA en este ejemplo permite tanto una vista de osciloscopio como una vista de espectro de frecuencia. La vista del osciloscopio se comporta de manera similar a un osciloscopio tradicional. Debido a que la entrada de audio tiene una ganancia de entrada ajustable en la PC o tableta, y debido a que es posible que esté cambiando el voltaje de la señal a un nivel aceptable, debe determinar la relación real para usar la vista del osciloscopio para medir el voltaje. Haga esto usando su voltímetro en la salida del circuito y compárelo con la visualización en la pantalla. Ajuste las etapas de ganancia o volumen disponibles para tener una proporción razonable para facilitar las matemáticas. Si su circuito o dispositivo tiene voltajes de salida ajustables, tome medidas en diferentes niveles para verificar que tiene una relación de ganancia lineal (lo que significa que la relación permanece constante en diferentes rangos de volumen). Si no está interesado en los niveles de voltaje reales porque ya los conoce, puede omitir este paso.

La vista del espectro de frecuencias es el principal beneficio de este método. En esta vista, tendrá la posibilidad de elegir la resolución de su vista y esto se observa en octavas (o fracciones de octavas). 1/1 de octava tiene la resolución más baja, la vista de 1/3 de octava tiene 3 veces más resolución. 1/6 de octava tiene 6 veces más resolución que 1/1 de octava. Este programa desciende a una resolución de 1/24 de octava, lo que permite obtener más detalles. La resolución que elija dependerá de lo que le interese. Para la mayoría de los propósitos, generalmente se desea ver la resolución más alta posible.

Otro valor de interés es el valor promedio. Esto determina cómo el programa RTA promediará los resultados. El uso de esta variable depende de lo que le interese. Si desea ver cambios en tiempo real, mantenga el valor medio muy bajo (entre 0 y 5). Si desea ver una representación de "estado estable" del circuito, es útil promediar valores superiores a 20. Tenga en cuenta que tendrá que esperar más tiempo para obtener resultados y ver cambios si los promedios son altos.

Si está buscando aprender la respuesta de frecuencia de un circuito de audio, querrá que el circuito intente generar una señal que cubra todo el rango de frecuencia utilizable (generalmente de 20 Hz a 20 000 Hz). Esto se puede hacer haciendo que el circuito reproduzca un ruido rosa no correlacionado o un barrido de tono mientras se monitorea la salida en el RTA.

Las imágenes son salidas de circuitos medidos, incluidos los puntos de cruce de un cruce pasivo, el ecualizador de fábrica y la respuesta corregida de un Honda Accord 2014, el ecualizador de fábrica de un Malibu LT 2017 a 5 niveles de volumen, vista de osciloscopio de tonos recortados de 1 kHz y frecuencia. vista de respuesta de tonos de 50Hz recortados y no recortados.

Finalista en el desafío de trucos y consejos de electrónica