DIY Audio Türkiye Forum

[hamist]

Audio ile ilgili arkadaşların çoğu
Nasıl ölçülür şu THD (total harmonic distortion) demiş olabilir.
İngilizcesi teknik düzeyden çok öte olmayan biri de, ben gibi,
araştırdıklarında ulaştıkları dökümanların daha kolay anlaşılır
olanlarına doğru yol arayışlarından sonra geri dönüp
kendisine en yakın ve en sağlıklı görülen devrenin
tasarımını detaylı inceleyerek bir şeylere ulaşır.

ESP nin ustası Rod Elliot'a bu alanda oldukça yüklü teşekkür borcum birikti.

THD ölçümü konusunda da birikiminden çok şey öğrenmiş oldum.

Prensip şu:
Öncelikle low noise bir notch filter hazırlanıyor.
Sonra bunun girişine uygulanan ölçülecek olan signal frekansına pot.lar yardımı ile
en düşük düzeyde ulaşılıyor.
Sonrasında, elde edilen ac çıkış voltajı, girişe uygulanan ac voltaja bölünüp 100 ile çarpılıyor.
Burada ESP analog ölçü aleti önermiş.
Digital de kullanılabilir, ancak true rms şartlarında iyi bir ac voltmetre gerekir sanırım.

Daha detaylı inceleme için
http://sound.westhost.com/project52.htm

[Icarus]

Aslında merak ediyorum,
Daha önce PIC kullanarak 100kHz sampe freq.'sı olan bir spectrometre yapmıştım. (PIC -> PC -> Matlab -> FFT)
Direkt böyle dijitalleştip ölçmek mi daha iyi ? yoksa full analog mu ?

[hamist]

Aslında merak ediyorum,
Daha önce PIC kullanarak 100kHz sampe freq.'sı olan bir spectrometre yapmıştım. (PIC -> PC -> Matlab -> FFT)
Direkt böyle dijitalleştip ölçmek mi daha iyi ? yoksa full analog mu ?

Gelişmiş full digital olanları elbette en iyisidir düşüncesindeyim,
ama onlar genellikle pro. düzeyde cihazlar ve oldukça pahalı.
PIC kullanılarak yapılanlar benim kafamda büyük soru işareti.
Yüksek kaliteli bir yazılım olmak zorunda,
analog karşılaştırma yöntemi ile digital değerlendirmeler
ne kadar gelişmiş sonuçlar verir bilemiyorum.
Bir de filtre devresi analog olup,
değerlendirmeyi PIC ile yapanlar var,
ki onlar da sadece digital gösterge olarak çalışırlar.

ESP bu devre için oldukça iyi veriler vermiş,
ancak pro. düzeyde bir cihaz bulunup karşılaştırılmalı.

[cakar]

Sn.Hamist,

Merak ettiğim bir konu FFT'li osiloskop ile THD ölçümü yapılabilir mi? Yapılırsa da skopun probları cihazla nasıl bağlanabilir ? İnternette araştırdım ancak benim anlayabileceğim basit bir anlatıma ulaşamadım. Yardımcı olabilirseniz çok memnun olacağım. Teşekkürler.

[hamist]

Sn.Hamist,

Merak ettiğim bir konu FFT'li osiloskop ile THD ölçümü yapılabilir mi? Yapılırsa da skopun probları cihazla nasıl bağlanabilir ? İnternette araştırdım ancak benim anlayabileceğim basit bir anlatıma ulaşamadım. Yardımcı olabilirseniz çok memnun olacağım. Teşekkürler.

Öncelikle scope problarının sıfır (comm) uçları devrenin sıfır uçlarına bağlanacak tabii.
Sonra problardan biri, devrede V1 ve diğeri de V2 noktalarına irtibatlandırılacak.
Sonra V1 voltajı signal generatörümüzden gelen frekans olacağı için 3-4VRMS civarına getireceğiz ki,
THD ölçümü için doğruluk payı yükselsin.
Sonra, eklediğim notch filterde de görüldüğü gibi,
dist. ölçümü yapılacak frekansta kazançlar olabildiğince yükseltilerek min.
düzeyde çıkış görmeliyiz.
Burada 1.107KHz -67 dB e kadar düşürülerek V2 voltajı tespit edilmiştir.
Sonuç olarak, scopta ya da ölçü aletinde okuyacağımız V2 değerini, V1 değerine bölüp
100 ile çarpacağız.
Tabii bu işlemler PIC kullanılarak direct ölçüm yapılabilir.
O zaman V1 ve V2 değerlerini yazılım vasıtası ile işlemek daha kolay olabilir.

Simulasyonda scop görünümünde alttaki turuncu signal V1
kırmızı olan üstteki de V2.
Ve V1 5V/cm
V2 500uV/cm (0.5mV)

Bu tip devrelerde gerçeğe yaklaşma oranımız
kullanılacak opamp ve diğer malzemelerin kalite,
noise, THD verileri ile yakın ilişkili olduğundan
yüksek kaliteli olmaları gerekiyor.
Tabii ölçüm için, ölçüm frekansında en düşük çıkış seviyesine
yaklaşma ve doğru okuma oranımız da gözden kaçmamalı.
Çok düşük THD oranlarında osiloskobumuzun giriş kazancı çok yükseleceği için
üreteceği noise sorun olabilir, zira görsel amaçlı düşünüldükleri için
orta sınıflardaki osiloskoplarda ölçüm hatası yüksek olabilir.

Gerçi TFT scoplarda artık PP freq. averaj, period gibi veriler
kendiliğinden bizlere sunulduğu için bazı hallerde daha iyi bile olabilir.

Umarım faydalı olabilmişimdir.

[cakar]

Açıklamanız içi teşekkür ederim.

[hamist]

Daha önce konu ile ilgili bilgi amaçlı eklediğim bu paylaşımı,
çok düşük THD değerlerini okuyabilme amaçlı olarak
aynı notch filtreden 2 adet kurgulayıp seri bağladım,
ki daha önce -63dB olan ölçüm düzeyini bu şekilde -93dB e indirdim.
Devrede kutucuk olarak görülen (subcircuit) bloklar ilk sunumdaki
notch filtrelerin aynısı içeriyor.

Referans sinyalimiz THD 0.0000dB olduğuna göre,
bu devrenin çıkışında voltaj okumamalıydık ki,
sonuçda öyle zaten.

Bilgiyi paylaşma amaçlı olarak kurgulanmış olup,
masaya oturup çalıştırmak için her şeyden önce aynı
düşük düzeyde audio sinyal jeneratore ihtiyaç vardır (THD 0.001dB) ki,
bu da en az THD meter kadar zordur.
Zira %0.1 THD ile bir sinyal jeneratör oldukça başarılıdır.

Selamlarımla...

Hamit

[hamist]

Belamız harmonik.

Önceki mesajlarımda 0.0000dB harmonik nedeni ile harmonikleri göremiyorduk.
Bu defa devreye eklediğim 2 adet 1N4148 ile %0.143 harmonik oluşturarak
bunu görebildim.

Scop. da biri harmoniksiz diğeri 170uS periodlu harmonikleri görebilirsiniz,
ki kabaca 6KHz e yakın.

4V rms signal içinde 1.93mV rms harmonik, hangi kulak bunu yakalayabilir?
Odyofil olarak sıfatlanmış kimselerin kulakları evrenin mucizesi olmalı.


Selamlar...

[Icarus]

Gene doğruyu söyleyip kötü adam olayım.
Sizin sadece bir tek dirençten kaynaklanan parazitiniz -100dB civarında ki birde bunu yükseltiyorsunuz.
Bu bize sadece simulasyonun ne kadar yanlış olduğunu gösteriyor.

[hamist]

Gene doğruyu söyleyip kötü adam olayım.
Sizin sadece bir tek dirençten kaynaklanan parazitiniz -100dB civarında ki birde bunu yükseltiyorsunuz.
Bu bize sadece simulasyonun ne kadar yanlış olduğunu gösteriyor.

Burada ideal şartlardan söz ediyoruz.
Devremizin simulasyonda gürültü hesabı yapmadığından yola çıkmak,
sanırım yanlış sayılmaz.
Kaldı ki, bu devreyi aynı kalitede yapmış olsak bile aynı sonuçları alacağımız iddiasında değilim.
Bir de referans sinyalimiz 1KHz ve -100dB notch filter bu 1KHz dışında kalan frekanslara izin veriyor.
Yani buradabir direnç -100dB gürültü ve harmoniklere sebep oluyorsa,
bu frekans dışında kalan kısmını amplifiye ediyoruz.
Eğer, devre içinde toplam bir noise ya da harmonik oluşuyorsa,
onlar da -100dB dışında kalanlar olarak ölçüme dahil olacaktır.
Sonuç olarak, bu simulasyonu prensip olarak paylaşmak istedim.
Sanmıyorum ki faydalanmak isteyenler faydalanmayacaktır.
Geçmişte üretilen pro. cihazlara bakarsak, bulabildiklerimin hepsi bu prensipten yola çıkmış
ve %1 üzerine çıkabilen pek de olamamış.

Günümüz şartlarında çok kere digital filtreler ile yine bu prensipten yola çıkılmış.
Yoksa %0.00003 dB gibi değerleri okuyup bunları datasheetlerine koymaları mümkün olamazdı.

Simulasyonun her zaman güvenilir olmadığı iddiasına katılmıyorum.
Bilirsiniz ESR metrenin tüm ön çalışmalarını bu simulasyon ile yaptım,
sonuçta ciddi bir değişiklik de yapmadım.
Daha önce de 100W+ bir subwoofer amplifikatörü yapmıştım.
Halen beklentilere cevap veren oldukça kaliteli bir devre olarak çalışıyor.

İlginize teşekkürler...