Il piacere di misurare i segnali audio

Presentazione:

In questa anteprima vediamo una parte di una prossima video esperienza che descrive lo schema a blocchi di un Network Analyzer Scalare che ho realizzato utilizzando un anziano ma glorioso HP3581A ed un validissimo generatore di funzioni HP33120A. HP-IB sempre indispensabile e valida. Già questa anteprima è così ricca di dettagli che merita uno spazio tutto suo. Almeno questo è il mio pensiero. Spero davvero che piaccia anche a te quanto sta piacendo a me. Buona visione :)

Il testo di questa video esperienza:

Questo è lo schema a blocchi dei nostri elementi messi insieme, chiaramente è uno schema a blocchi, quindi è semplificato. E abbiamo il nostro computer, nel mio caso ho un portatile, dove invierò il segnale di comando e poi riceverò i dati dallo strumento per poter fare la traccia. Innanzitutto devo dare il comando al generatore di funzione per generare in sequenza tutte le diverse frequenze. Ho utilizzato come generatore di frequenza l'HP 33120A comandato tramite HPB, quindi abbiamo segnale che esce dal computer USB, entra sull'interfaccia USB HPB e va a pilotare lo strumento. Il generatore di funzioni genera praticamente una sinusoide a 100 mV RMS, che è il segnale minimo richiesto, e lo applica all'ingresso oscillatore locale. E poi vedremo con che modalità, perché non se noi vogliamo far generare all'HP 3581 1 kHz, non dobbiamo applicare 1 kHz all'ingresso dell'oscillatore locale, ma poi vedremo nel dettaglio esattamente quale frequenza fargli generare. Che cosa succede? Il generatore di funzione applica un segnale da 100 mV RMS con la frequenza giusta, mettiamo per esempio per far generare un segnale da 1 kHz al nostro HP 3581A Wave Analyzer. Questo strumento prevede un'uscita posteriore che viene chiamata semplicemente out e in uscita avremo esattamente un bel segnale ad 1 kHz di livello preciso che può essere anche regolato.

Questo segnale entra nel dispositivo sotto test, che può essere un filtro, un amplificatore, un equalizzatore, quello che vogliamo noi, lo applichiamo all'ingresso, prendiamo l'uscita da questo dispositivo sotto test e l'applichiamo all'ingresso dell'HP 3581. Quindi praticamente in questo modo questo strumento sta sta da network analyzer e mette un segnale ad una frequenza ben precisa, fa passare questo segnale all'interno del nostro dispositivo sotto test, prende l'uscita di questo segnale, riceve e misura il livello. Misurato il livello, questo valore viene preso in uscita apposita che mi dà un'uscita, una tensione continua che è pari alla posizione della lancetta. Quando la lancetta è al suo massimo, mi dà 5 V. Quando la lancetta è al suo minimo, mi dà 0 V. Quindi la lancetta che seguirà esattamente l'andamento del livello del segnale, avrà e verrà riportata in uscita con una tensione continua che è la replica del comportamento della lancetta. In realtà questa tensione in uscita è proprio la tensione che comanda lo strumentino e che determina, che ci fa capire quant'è il livello del segnale.

Questo segnale analogico, che è una continua praticamente, viene presa da un convertitore analogico-digitale a 10 bit e poi vedremo che non servono di più. Io ho provato con 12 bit, 14 bit, ma in realtà la differenza non c'era e poi ragionandoci sopra 10 bit sono più che sufficienti. Questo valore binario, che corrisponde alla tensione che noi abbiamo applicato all'ingresso della DC, viene inviato alla ad un altro ingresso USB e quindi la nostra catena è decidiamo che frequenza deve generare il generatore di funzioni. In base alla frequenza che lui genera, il HP 3310 A genererà una determinata frequenza, un segnale di determinata frequenza e livello, lo applicherà al segnale al dispositivo sotto test. Questo segnale in uscita verrà ripreso, misurato, convertito da un convertitore analogico-digitale e rimandato nuovamente al computer. Quindi noi adesso, istantaneamente, contemporaneamente, abbiamo due informazioni. Abbiamo esattamente il la frequenza che abbiamo detto allo strumento di generare, perché l'abbiamo impostato tramite l'interfaccia HPB, e abbiamo anche il livello che abbiamo in uscita al dispositivo. Quindi, quando abbiamo una serie di coppie frequenza-livello, possiamo poi costruire un grafico come quello che vediamo nello schermo del computer.