Problém k řešení: Audio zesilovač napájený z USB 5 V výstupu počítače má zesilovat zvuk z téhož počítače. Připojením audio části vznikne zemní smyčka, která je slyšitelná, obtěžující a je třeba ji zcela eliminovat.
Rychlá odpověď a řešení: Audio isolator / transformátor jako oddělovač/izolátor zemní smyčky – vstup zesilovače bude galvanicky oddělelen od zdroje signálu. Transformátor Bourns LM-NP-1001-B1L z [mouser.com] je dostupný a použitelný. Levnější řešení by mohl být [EI14].
Podrobněji
Hledám vhodný transformátor; takový, aby byl levný a použitelný. Co třeba použít transformátory určené pro modemy na vyrovnání linkového vstupu (line matching transformer). Mají poměr 1:1 a impedanci 600 Ω používanou u telefonních linek.
[mouser] Bourns LM-NP-1001-B1L má podle datasheetu frekvenční rozsah 200 Hz to 3.5 kHz, což je pro audio na první pohled nepoužitelné.
Pojďme si to změřit.
 |
| Data z měření uloží osciloskop ve formátu CSV a grafy jsou vyhlazené průběhy z Libre Office Calcu. |
Abychom mohli změřit výstup transformátoru, potřebujeme pro osciloskop oddělit země – generátor a CH1 připojené na primárním vinutí a na měření ze sekundárního vinutí nemůžu použít sondu připojenou do CH2, protože zem je pro všechny sondy společná. Nabízí využití diferenciální sondy. Mám jen Miscig DP10013 pro měření do 1.5 kV pro experimentování s elektronkami a katodovými trubicemi.
 |
| Diferenciální sonda má útlum 50× (měří do 130V a chci měřit milivolty) |
 |
| Jednoduše výstup 100× zesílíme |
 |
| Na osciloskopu nastavím pro CH2 útlum 0.5× a měřím správně |
Jak má vypadat průběh ideálního audio transformátoru? Zisk má být 0dB beze změny v celém slyšitelném pásmu a fazový posun má být minimání např. ±15° by bylo naprosto skvělé.
Modrá křivka je zisk/gian a červená je fázový posun na výstupu oproti vstupu.
LM-NP-1001-B1L jako audio izolátor hraje skvěle. V poslechovém testy byl za sebou propojen [gramofon], pro každý audio kanál jeden oddělovací transformátor, koncový [elektronkový zesilovač] a reproduktory [Magnat Signature 503].
 |
| Se zátěží 600 Ω je transformátor pro audio nepoužitelný |
 |
| Zátěž sériově konezátor 100 nF a 12 kΩ rezistor – fázový překmit je pro audio neakceptovatelný |
 |
| Takto vypadá Bode plot na osciloskopu Rigol DHO924S |
 |
| Při buzení 100mV nedochází k saturaci jádra cívky ani k nežádoucí rezonanci. Tohle měření je zde kvůli budoucímu použití se zesilovačem HT6872 a vypadá velmi dobře. |
Výsledek: palec hore!
Běžně pro přehrávání bezztrátově komprimovaného zvuku používám Raspberry Pi 4B a HifyBerry DAC+; původně byly v signálu ruchy při přístupu na SD kartu, které byly v tichu slyšitelné. Audio izolátor vše vyřešil.
Přenést data z osciloskopu a zpracovat je jinde pomůže. Nastavím-li 300 bodů měření, tak reálně provede 1200 měření exportovatelných do CSV souboru.
 |
| 1200 měření (200mV, 470kΩ ||150pF) na obrazovce osciloskopu fáze v podobě [Lissajousouvých obrazců] [lissajous.eva.town] dva stejně velké signály ve fázi 0° nebo v protifázi 180˚ vytvoří úsečku 45° nebo 135° elipsu a posun fáze 90° vytvoří přesnou kružnici viz [wiki] |
1200 měřících bodů, logaritmicky rozmítaný sinus 200mV do zátěže 470kΩ || 150pF (kondenzátor je pro simulaci [Millerovy kapacity] elektronky 6SL7 při zesílení 70× dle [výpočet])
