Wykrywacz przycięć jest idealnym narzędziem, którego potrzebujesz, jeśli masz problem z wykryciem, kiedy w Twoim urządzeniu audio pojawiają się przycięcia.
Ponieważ wiele przycięć może wystąpić we wzmacniaczu, zanim użytkownik zauważy, detektor przycięć jest bardzo ważny. Bez niego nie będzie można wcześnie wykryć problemów z przycięciami.
Ponadto w Internecie dostępnych jest wiele różnych typów detektorów przycięć, więc możesz być zdezorientowany, dokonując idealnego wyboru. Na szczęście jesteśmy tu po to, aby ułatwić Ci sprawę.
W tym artykule przyjrzymy się szczegółowo detektorowi przycięć, jego działaniu i sposobom na jego łatwe skonstruowanie w Twoim układzie.
Zaczynajmy!
Spis treści
Co to jest detektor przycięć?
Co powoduje przycinanie?
Jak działa detektor przycinania?
Jak zrobić wykrywacz przycięć?
Rozwiązania dotyczące przycinania
Zaokrąglanie
Co to jest wykrywacz przycięć?
Zasadniczo detektor klipingu to akcesorium, które pomaga wykryć kliping w mikserach, wzmacniaczach i różnych innych urządzeniach audio. Detektory obcinania mogą również działać jako przenośne obwody, które sygnalizują wystąpienie obcinania na fali wyjściowej stopnia audio.
Miksery
Ponadto obcinanie występuje, gdy przebieg wyjściowy zbliża się do dopuszczalnego najwyższego napięcia międzyszczytowego, ale po przekroczeniu tego limitu spada i ulega przeciążeniu. Detektory obcinania mogą pomóc w zapobieganiu powstawania strasznych zniekształceń dźwięku w sprzęcie audio. Dlatego też układ detektora obcinania wskazuje, kiedy testowany sygnał uległ obcięciu. W rezultacie detektor staje się pomocny w rozwiązywaniu problemów związanych z irytującymi zniekształceniami we wzmacniaczach.
Co powoduje ścinanie?
Przycinanie jest rodzajem zniekształcenia przebiegu fali, które występuje tylko wtedy, gdy urządzenie audio zostanie przesterowane, czyli będzie pracować powyżej swoich maksymalnych możliwości. W tym stanie przesterowania urządzenie audio generuje prąd lub napięcie wyjściowe, które jest znacznie wyższe niż to, które może wytrzymać. W rezultacie występuje obcinanie.
Na przykład, jeśli obcinanie ma miejsce w głośniku po przesterowaniu go, zwykle słychać to jako zniekształcenia lub przerwy w odtwarzanym dźwięku. Pozostawienie głośnika w stanie przycięcia może spowodować jego przegrzanie i uszkodzenie. Na szczęście wiele głośników jest wyposażonych w układy zapobiegające przesterowaniu.
Głośnik
Jak działa czujnik przycięcia?
Istnieją dwa sposoby działania czujnika przycinania:
Metoda pierwszej czujki przycięcia
W szczególności za działanie czujnika przycięcia odpowiada komparator okienkowy.
Układ komparatora okienkowego
Źródło: Researchgate
Ponadto komparator okienkowy składa się z dwóch op-ampów, które tworzą jeden układ scalony IC1. Dzięki temu detektor może dawać dokładne i symetryczne odczyty za każdym razem, gdy testowany sygnał osiąga ujemną lub dodatnią wartość szczytową.
Ale to nie wszystko.
Diody w układzie pomagają również mieszać sygnały wyjściowe op-ampów, a kondensator i rezystor wygładzają sygnał. Tak więc tranzystor jest odpowiedzialny za podawanie dodatniego impulsu do sterownika LED, a kolejny kondensator umożliwia wykrywanie krótkich przycięć poprzez dodanie niewielkiego opóźnienia na wyjściu.
Metoda drugiej czujki przycięcia
Alternatywnie czujnik uaktywnia się w momencie, gdy urządzenie audio osiągnie maksymalny punkt napięcia sygnału wyjściowego. Wszystko zależy jednak od napięcia zasilania urządzenia audio. Ponadto, jeśli wytwarzany sygnał zmniejszy się przed osiągnięciem maksymalnego limitu, czujnik obcinania nie zostanie uaktywniony. Może on jednak wykryć natychmiastowe przycięcia w dowolnym momencie.
Proces działania czujnika przycięcia
Detektor obcinania wykorzystuje chwilową wartość napięcia zasilającego jako ostateczny punkt odniesienia. W związku z tym za pomocą tranzystorów stale mierzy sygnał wyjściowy względem napięcia zasilania.
Chociaż istnieje kilka układów detektorów obcinania, większość z nich opiera się na stłumionym sygnale wyjściowym (wersja zredukowana). Sygnał ten jest dostarczany do odpowiedniego układu komparatora. Zasada ta działa jednak lepiej przy stałym napięciu pierwotnym i doskonale regulowanym zasilaniu. Niestety, napięcie zasilające w każdym urządzeniu audio zmienia się z minuty na minutę, a nawet z godziny na godzinę.
W następnym rozdziale omówimy, jak wykonać detektor obcinania, który będzie zależał tylko od jednego czynnika;
"Jak blisko napięcia zasilania znajduje się sygnał wyjściowy w danym momencie".
Tak więc, gdy nastąpi zmiana napięcia zasilania, detektor zmieni się wraz z nim. Ponadto takie układy mogą wykrywać ukradkowe krótkie przycięcia, które przeskakują przez próg detekcji.
Jak zrobić Wykrywacz przycięć?
W tym przypadku mamy do czynienia z prostym detektorem zadziałania, który również wykorzystuje prostą metodę działania opisaną powyżej. Zacisk "External" na poniższym schemacie służy do tego, aby dodatkowe kanały mogły korzystać z tego samego obwodu rozciągania impulsów.
Z tego powodu możliwe jest skonfigurowanie wielu detektorów obcinania przy użyciu jednej diody obcinającej. Jednak każdy czujnik korzysta z innego napięcia zasilania wzmacniacza.
Poniżej znajduje się schemat układu, z którym będziemy pracować:
Schemat układu
Elementy
R1= 1K
R2= 1K
R3= 100K
R4, R5= 1K
R6, R7= 100K
R8= Opornik zrzutowy
Rezystor kroplowy
Źródło: Pixlr
R9= Rezystor odniesienia obcinania
R10, R11= Rezystory wejściowe opampa
R12= 100K
R13= 27K
R14= 100K
R15= 1K
D1, D2, D3, D4= 1N4004
D5, D6=1N4148/1N4148
D7=ZD 12V
D8+= LED
U1A/U1B= LM358
Q1, Q2=PNP/NPN
Kroki
Zmontuj swój układ na płytce drukowanej dobrej jakości lub standardowej.
Możesz zasilić obwód baterią 9V PP3.
Na koniec skalibruj przebieg za pomocą potencjometru R5.
Uwagi dotyczące projektu
Dwa tranzystory (Q1 i Q2) wykrywają te obwody. Podczas gdy działanie tranzystora Q1 rozpoznaje pik dodatni, funkcja Q2 rozpoznaje pik ujemny.
Gdy urządzenie audio pracuje normalnie, bez przycinania, Q1 pozostaje w stanie uniesionym. Jego konstrukcja umożliwia dezaktywację tranzystorów. Tworzy on również napięcie odniesienia (zwykle 3 V) na rezystorze emiterowym 1k za pośrednictwem rezystora R9. Załóżmy, że napięcie wyjściowe kanału ujemnego lub dodatniego wzrośnie na tyle, że osiągnie wartość napięcia zasilania i będzie równe napięciu odniesienia. W takim przypadku spowoduje to wyłączenie Q1 i wymusi zwiększenie napięcia bazy do poziomu wyższego niż napięcie emitera bez prądu bazy. To właśnie wykryje op-amp U1A.
Układ rozciągania impulsów wykrywa krótkie okresy obcinania dzięki szybkiej reakcji i wysokiej czułości na zmienne napięcie zasilania. Wystarczy 1ms, aby zapewnić niezawodną detekcję w dowolnym materiale programowym.
Należy również uważać przy wyborze tranzystorów do detektora. Tranzystory muszą mieć wartości znamionowe odpowiednie dla napięcia zasilania.
Ponadto nie trzeba używać szybkich komparatorów. Możesz więc mieć podstawowy i tani układ U1. W tym przypadku jest to LM358. Polecamy go, ponieważ posiada połączenia rail-to-rail dla sygnałów wyjściowych i wejściowych.
Co więcej, niektóre rezystory musimy ustawić ręcznie.
Poniżej znajduje się tabela, której użyjemy do ustawienia mocy znamionowej i masy rezystora upustowego (R8).
Tabele z wartościami rezystorów w detektorach obcinania obrazu
Tabela 1: Wartość rezystora R8 dla zasilacza
Poniżej podano również wartości rezystorów dla doboru mocy znamionowej i masy rezystora referencyjnego obcinania napięcia 3 V.
Tabela 2: Wartość rezystora R9 dla obcinania napięcia 3 V
I na koniec, oto tabela wyboru wartości i wagi rezystorów R10 i R11.
Rozwiązania dotyczące obcinania napięcia
Nie ma wątpliwości, że rozwiązywanie problemów z przycinaniem jest proste. Po pierwsze, wykrywacz zawsze poinformuje Cię o zbliżającym się przycięciu. W ten sposób można tego uniknąć. Można także dodać normalizację do dźwięku. W ten sposób można zwiększyć głośność do maksimum, nie powodując przy tym szczytowania.
Chodzi przede wszystkim o to, aby upewnić się, że źródło dźwięku nie osiąga szczytów i nie jest gotowe do spowodowania problemów z przycięciami. Należy także upewnić się, że dźwięk w oprogramowaniu jest na poziomie 100% lub niższym. Dlatego nie należy przekraczać 100%.
Zaokrąglanie
Wykrywacz przycięć pełni ważną rolę w sprzęcie audio. Ponadto ostrzega, gdy urządzenie audio jest przesterowane i obcina sygnał audio.
System dźwiękowy
Jeśli nie podejmie się odpowiednich działań, przycinanie może zagrozić sprzętowi i spowodować nieodwracalne szkody. Na szczęście masz informacje o tym, jak zbudować prosty obwód wskaźnika obcinania, który uchroni Twój sprzęt audio przed uszkodzeniem.
Na koniec, jeśli masz jakieś pytania lub sugestie, skontaktuj się z nami, a my chętnie Ci pomożemy.