在音技90期裡,我們討論一個高性能的圖示等化器,它可配合即時分析儀使用,以發揮它的性能,現在我們就來談這個即時分析儀。
圖六A是圖示等化器/分析儀組合的完整流程方塊,本分析儀可以直接介入圖示等化器中,圖六B是等化器測試的方塊流程圖。
簡單的分析測試程序如下所述:首先將粉紅色雜訊(pink noise)加到等化器的右聲道輸入,等化後的輸出到放大器及喇叭後,再由麥克風拾取,另經前置放大器後再加到等化器的左聲道。等化器內的十二組濾波器輸出再分別各驅動一個簡單的檢波器及含十三只的表頭,以便指示出頻率響應的差異,如果各個表頭的偏移角度相同,便表示此系統的頻率反映曲線已達平直。
左聲道的輸出必須接地,以防止被放大後的麥克風訊號從左聲道的喇叭回去,而影響測試的進行,甚至產生振盪,而形成吵人的嘶叫聲。對於左聲道的測試,則如上述程序進行,只不過插孔需互相調換。
圖七是分析儀的完整線路圖,IC2及IC3組成一個數位式白色雜訊產生器,IC3A及IC3B是一個方波振盪器的組合,輸出頻率大約是100KHz,它經由IC2(18級移位寄存器)並把第14及17級做XOR(Exclusive-or),這種邏輯功能可以隨機產生『0』或『1』,並且都是在位移至第17級時發生,我們稱它做『隨機連續產生器』,如果在其輸出端接用一個低通濾波器,則產生的會是很純的白色雜訊頻譜,IC3C及其復健可以防止IC2在『皆零」狀態後次序亂掉。
R29至R32級C20至C23則形成一個粉紅色濾波器,這種網路組合的增益──頻率曲線平均大約以3dB/oct的程度往下掉,其響應時間會比單級的RC濾波器加長一倍。雜訊經由IC4B放大並且壓制高頻訊號以補償測試聲道在高頻時高增益,濾波器輸出經由C25做交流耦合後,由R32來控制幅度大小,雖然亦可由放大器的主音量控制器來控制,但由本分析儀來控制會比較方便些。喇叭發出雜音後由麥克風再進入分析儀,藉著前置放大器及電子式麥克風,本分析儀可達到±1dB的精確度。
IC1B這級有27倍的增益,麥克風訊號由IC1A做更進一步的放大後,經過R48及C32以便測試等化器內的濾波器,測試時,往往等化器的輸入會忘記拔掉,因此利用R48來做防護措施,除了等化器內的十組帶通濾波器外,IC1C及IC1D分別可濾去40道100Hz及140Hz左右的頻率,以利等化器的低音效果調整。
從等化器出來並被濾過歸隊的訊號分別經由C1~C10交流耦合,以去除直流成分,並分別由D3~D12檢波,為了儘量降低因二極體開態電壓(on voltage)的存在所影響的誤差,因此讓微量電流經D15並由IC4A做緩衝,以補償電表正端因二極體開態電壓而存在的誤差,如此表頭便能反應出雜音的均值,而不是峯值,用均值比峯值更適合本分析儀,而且精確得多。
IC1C及IC1D的輸出分別經由R18 R19 R24及R25和C12 C16所組成的RC濾波器,以消除低頻波段指示表頭的顫動。電阻R17及二極體D16提供+9V以供麥克風及白色雜訊產生器,同時也供給IC1偏壓。
圖八是PC板,圖九是介面用板,元件放置示意圖見圖十。除了滑動型可變電阻外,所有零件都放在PC板上,兩條跳線記得焊接,IC各腳位置也需注意;二極體及電容的極性也需格外小心,IC2及IC3是CMOS,因此必須注意一切靜電問題,插進IC座之前,最好安放在導電棉上。
本機要配合前述的圖示等化器使用並不困難,首先關掉本機,把等化器的輸出接到立體音響,但等化器的輸入暫時不用接任何音源,並把測試開關撥到"EQ",等化器開關扳到"in"並把所有十三個控制開關調到0dB,把測試用的麥克風放置在適當位置,此時再把音響、等化器及本分析儀的電源開關打開,把麥克風前置的增益加大到指示表針偏至某個位置,這表示已測試室內所存在的雜音大小。隨後把增益再度減小,使所有指針偏轉都在10%以內,然後慢慢加大雜訊幅度及音響系統的音量控制,直到表頭上的指針平均大約有70%偏轉,接著就可以調節各段的響應,看著相對的指針,減小各頻率波段的增益,然後放不同的音樂而重新調整。 (取材自Computers & Electronics 1983 January)
轉載音響技術第92期AUG. 1983 製作一台頻譜分析儀/許明國
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