Utilisation d'un programme RTA en tant qu'oscilloscope ou analyseur de circuits : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Le but de cette astuce est de donner aux téléspectateurs une option abordable pour visualiser les signaux électriques de leurs circuits et appareils à l'aide de programmes d'analyse en temps réel (RTA). Le principal avantage de cette approche par rapport à un oscilloscope est que les programmes RTA peuvent fonctionner à la fois comme un oscilloscope pour voir la tension et comme un RTA pour voir la réponse en fréquence.

Un oscilloscope convient aux sons simples, mais les signaux complexes sont difficiles à discerner. Un RTA donne une vue du spectre de fréquences du signal testé. C'est bon pour identifier le contenu harmonique dans un signal, tout contenu de bruit à haute fréquence, et aussi pour déterminer les effets des filtres.

Les applications comprennent:

• Affichage de l'effet réel des filtres passifs ou des filtres pour voir quel est leur effet exact. Ceci est utile pour les conceptions d'enceintes personnalisées avec des croisements passifs personnalisés.
• Visualiser la sortie d'un circuit avant ou après les filtres de bruit, ou simplement rechercher le bruit lui-même.
• Affichage et stockage des sorties ou des traces d'oscilloscope.
• Affichage et stockage des sorties de réponse en fréquence.
• Affichage du début de l'écrêtage du signal (dépassement des rails ou de la plage de tension) et des harmoniques associées à l'écrêtage. Cela fournit également un bon moyen de tester les détecteurs d'écrêtage en suivant les conditions qui déclenchent le circuit.
• Dépannage des circuits en examinant à la fois les composants de tension et de fréquence.
• Mesurer la réponse en fréquence des amplificateurs audio et déterminer s'il y a des filtres dans le système - ceci est utile pour déterminer à quoi ressemble le signal dans les systèmes audio OEM/Factory (voitures, chaînes stéréo, etc.). Si vous voulez améliorer le son de quelque chose qu'il ne le fait en usine, il est utile de savoir avec quoi vous travaillez.

La vidéo intégrée offre une explication narrative du processus. Les images incluent le banc de configuration et un schéma fonctionnel du routage du signal.

Étape 1: Déterminer les tensions de fonctionnement

Afin d'utiliser un analyseur en temps réel (RTA) informatisé pour mesurer le comportement électrique de votre circuit, vous devez déterminer la plage de tension que votre circuit produira. L'entrée de la plupart des cartes son d'ordinateur est assez faible, seulement un volt. NE PAS DÉPASSER LA PLAGE DE TENSION D'ENTRÉE ! Cela signifie que les circuits avec des tensions de sortie plus élevées devront réduire cette tension à un niveau acceptable. Cela peut être fait avec un réseau de résistances diviseurs de tension ou un circuit ou un dispositif convertisseur de sortie de ligne. Si vous regardez la sortie d'un amplificateur audio, un convertisseur de sortie ligne est un appareil parfait à cet effet. Le convertisseur de sortie ligne prend les signaux de niveau haut-parleur et les réduit à des signaux de niveau ligne via des réseaux de résistances ou un transformateur audio. Vous souhaitez prendre en compte les gammes de fréquences car certains convertisseurs de sortie ligne à transformateur affecteront la réponse en fréquence.

Pour déterminer la tension de sortie de votre circuit ou appareil (si vous ne la connaissez pas déjà), vous devez la mesurer avec un voltmètre pour déterminer les caractéristiques de tension alternative et continue. Si la tension doit être réduite, gardez une trace du rapport (sortie: entrée) afin de pouvoir traduire les résultats. Assurez-vous également de noter que votre multimètre numérique mesure la tension moyenne ou RMS et que votre oscilloscope affiche facilement la tension de crête, reportez-vous à l'image ci-jointe.

Si la tension de sortie est de 10 Vca et que vous appliquez un réseau de résistances ou un convertisseur de sortie ligne qui la ramène à 1 Vca, vous avez un rapport de 10:1. Cela signifie qu'une mesure de 0,5 VCA sur le programme se traduira par une sortie de circuit réelle de 5 VCA (0,5 x 10 = 5).

J'ai utilisé cette méthode pour mesurer les sorties d'amplificateurs audio haute puissance. Gardez simplement une trace de vos plages de tension et faites attention à la charge que l'appareil voit. Bien sûr, vous avez d'autres étages de gain disponibles, il est donc logique de vérifier un niveau mesuré avec le programme et d'ajuster le gain audio sur le PC pour obtenir un rapport utilisable.

C'est le bon moment pour mentionner que chaque circuit ou appareil a une impédance de sortie et une impédance d'entrée. Votre appareil ou circuit doit déjà en tenir compte dans la conception et la plupart des entrées audio ont une impédance d'entrée élevée (10k ohms environ). Si vous souhaitez plus d'informations sur ce sujet, il existe des vidéos en ligne qui expliquent ce sujet (recherchez des conférences telles que "la résistance d'entrée et de sortie des circuits et les diviseurs de tension").

Étape 2: Rassemblez les composants nécessaires

Étant donné que ce truc et astuce nécessite un programme d'analyse en temps réel (RTA), vous aurez besoin d'un PC ou d'une tablette avec une carte ou une fonction d'entrée audio. Vous aurez également besoin d'un programme RTA pour s'exécuter sur le PC ou la table. Il existe plusieurs programmes disponibles (gratuits et payants) qui offrent une vue de fréquence et une vue d'oscilloscope.

Selon la tension de sortie du circuit, vous aurez peut-être besoin d'un circuit ou d'un dispositif convertisseur de sortie de ligne (voir l'étape 1).

Vous aurez besoin de câbles pour tout connecter ensemble, principalement des câbles audio avec des terminaisons compatibles avec l'entrée audio de votre PC ou tablette.

L'appareil ou le circuit testé sera nécessaire, ainsi que les moyens que vous utilisez pour l'alimenter. Pour certains appareils, cela peut nécessiter l'alimentation que vous utilisez normalement pour tester l'équipement.

Étape 3: connectez les composants

Étant donné que vous utilisez le programme RTA sur le PC ou la tablette pour afficher le signal électrique de votre circuit ou de votre appareil, vous devez transmettre le signal du circuit ou de l'appareil au PC ou à la tablette. Il faut dire au programme RTA de regarder l'entrée audio du signal. Reportez-vous aux instructions de votre programme RTA pour ce faire.

En termes simples, vous connectez des fils à la sortie de votre circuit ou appareil et connectez-les à l'entrée audio du PC ou de la tablette. Reportez-vous à l'étape 1 si vous avez besoin d'un convertisseur de sortie ligne entre le circuit et le PC pour réduire la tension à une plage acceptable.

Mais, ATTENTION à ne pas injecter de hautes tensions dans votre PC ou vous pourriez endommager la carte son !

Étape 4: Comprendre les résultats

Le programme RTA de cet exemple permet à la fois une vue d'oscilloscope et une vue de spectre de fréquence. La vue de l'oscilloscope se comporte comme un oscilloscope traditionnel. Étant donné que l'entrée audio a un gain d'entrée réglable sur le PC ou la tablette et que vous pouvez modifier la tension du signal à un niveau acceptable, vous devez déterminer le rapport réel pour utiliser la vue de l'oscilloscope pour mesurer la tension. Pour ce faire, utilisez votre voltmètre sur la sortie du circuit et comparez-le à l'affichage à l'écran. Ajustez les niveaux de gain ou de volume disponibles afin d'avoir un rapport raisonnable pour faciliter les calculs. Si votre circuit ou appareil a des tensions de sortie réglables, prenez des mesures à différents niveaux pour vérifier que vous avez une relation de gain linéaire (ce qui signifie que le rapport reste constant à différentes plages de volume). Si vous n'êtes pas intéressé par les niveaux de tension réels parce que vous les connaissez déjà, vous pouvez sauter cette étape.

La vue du spectre de fréquence est le principal avantage de cette méthode. Dans cette vue vous aurez la possibilité de choisir la résolution de votre vue et cela s'observe en octaves (ou fractions d'octaves). 1/1 octave a la résolution la plus basse, la vue 1/3 octave a 3 fois plus de résolution. 1/6 d'octave a 6 fois plus de résolution que 1/1 d'octave. Ce programme descend à une résolution de 1/24 octave qui permet plus de détails. La résolution que vous choisissez dépend de ce qui vous intéresse. Dans la plupart des cas, il est généralement souhaitable de voir la résolution la plus élevée possible.

Une autre valeur intéressante est la valeur moyenne. Cela détermine comment le programme RTA fera la moyenne des résultats. L'utilisation de cette variable dépend de ce qui vous intéresse. Si vous voulez voir les changements en temps réel, gardez la valeur moyenne très basse (entre 0 et 5). Si vous voulez voir une représentation "en régime permanent" du circuit, des valeurs moyennes supérieures à 20 sont utiles. Notez que vous devrez attendre plus longtemps les résultats et voir les changements si les moyennes sont élevées.

Si vous cherchez à connaître la réponse en fréquence d'un circuit audio, vous souhaiterez que le circuit tente de générer un signal qui couvre toute la plage de fréquences utilisable (généralement de 20 Hz à 20 000 Hz). Cela peut être fait en faisant en sorte que le circuit reproduise un bruit rose non corrélé ou un balayage de tonalité tout en surveillant la sortie sur le RTA.

Les images sont sorties de circuits mesurés, y compris les points de croisement d'un filtre passif, l'égaliseur d'usine et la réponse corrigée d'une Honda Accord 2014, l'égaliseur d'usine d'une Malibu LT 2017 à 5 niveaux de volume, une vue oscilloscope de tonalités écrêtées à 1 kHz et la fréquence vue de réponse des tons 50 Hz écrêtés et non écrêtés.

Finaliste du défi des trucs et astuces électroniques