Напруга лінійного виходу

Re: Напруга лінійного виходу. Що за звір такий

[QUOTE = Шпунтик; 505932] Чому вимірювати напругу на лінійному виході - заняття, яке не має глибокого сенсу

видання друге
доповнене, перероблене

коротка відповідь:
тому, що кожен виробник апаратури, зацікавлений в тому, щоб його апаратура змогла зайняти своє місце в типовій системі, а для цього йому необхідно забезпечити сумісність (в тому числі і за рівнями входів / виходів), тобто слідувати певним усталеним нормам або (нехай і де-факто) "стандартам".
Таким чином, набуваючи компонент системи з якоїсь стандартної функцією (в даному випадку, лінійним виходом) можна бути впевненим, що цей компонент буде сумісний з стандартної (типової) системою.
Винятки з цього простого (і вигідного всім) правила дуже рідкісні.

більш детальну відповідь (за браком часу, тезовий):

все різноманіття апаратури для простоти ділимо на "джерела" (оснащені лінійним виходом) і "підсилювачі" (з лінійним входом)
сумісність джерел з підсилювачами забезпечується як ступенем проходження "стандарту" ( "не менш") так і деякими регулюваннями (зазвичай на підсилювачах)

але визначимося для початку, що таке лінійний вихід і що за напругу на ньому вимірюють.

напруги:
для систем змінного струму при вимірюванні параметрів (струмів, напруг) потрібно вказувати про який саме саме значенні параметра йдеться (наприклад, про повну загальну середню, чинному / ефективному, амплитудном / максимальному або про розмах)
за замовчуванням прийнято, що вимірюються і наводяться значення діючих напружень, але правилом хорошого тону вважається вказівку типу вимірюваної напруги і умов вимірювання.

Далеко не всі виробники дотримуються цих правил і в своїй документації можуть (іноді, навмисне) привести цифрове значення параметра без уточнюючого опис.
Це може заплутати споживача, адже (для синусоїдального сигналу) Uразмаха = 2 * Uмакс = 2.8 * Uефф (Urms).
Скажімо, написано "5 Вольт", але це може означати як 5 / 2.8 = 1.8 Вольт чинного напруги якщо "5 Вольт" - це розмах, так і чесні 5 Вольт (що малоймовірно, оскільки для формування і передачі таких рівнів потрібні спеціальні схеми харчування і посилення). Різниця - в рази.
Тут, начебто, можна взяти і поміряти цікавить напруга, але, на жаль, ця нескладна процедура лише "уточнить" значення, але не закриє питання сумісності (якщо він стоїть).
Чому - див. Нижче.

Лінійний вихід:
Дати єдине вірне визначення терміну "лінійний" неможливо. Історично воно змінювалося і в різний час акценти робилися на різних параметрах.
"Чесний" лінійний вихід - це вихід для нерегульованого (ні по якому параметру), передпідсилення (по напрузі і потужності) до деякого обумовленого рівня, лінійно залежить від вхідного в даний блок, сигналу.
Відповідно, лінійний вхід - це вхід для сигналів з лінійного виходу.

На практиці нерегульованість часто не дотримується і, як наслідок, основною ознакою "лінійності" в побуті вважаються параметри напруги і вихідного опору для лінійного виходу.

Стандарти різних років, різних країн і для різної апаратури по різному визначають ці параметри, але можна взяти якісь середні, "нейтральні" значення, яке задовольняє більшість побутових застосувань (в т.ч. автозвукових):
вихідний опір лінійного виходу: не більше 1кОм
номінальну напругу лінійного виходу: 0.5 Вольт (еф) (0.7 Вольт (Ампл); 1.4 Вольт (розмах))

історично це напруга пріявязано до фізичних особливостей типового джерела (звукознімач), але і сучасні "джерела" (ЦАПи) формують напруги близько 1 Вольт (еф), тому можна орієнтуватися на цю цифру (незгірш від) для будь-яких "лінійних" або майже лінійних виходів .

Максимальна напруга на лінійному виході може сильно відрізнятися від номінального (скажімо, в 5-7 разів). Це робиться, в основному, для підвищення перешкодозахищеності при передачі сигналів по лініях зв'язку. Як наслідок, лінійні входи повинні мати можливість приймати сигнали високих рівнів, причому не тільки "терпіти" їх (перевантажувальна здатність входу), але і працювати з ними штатно. Такий діапазон рівнів вхідних сигналів вже вимагає введення схем регулювання для нерегульованих (по початкової ідеї) "лінійних" з'єднань.

З огляду на широкий діапазон рівнів лінійних виходів виробники пристроїв з лінійним входом полегшують (змушені) собі і споживачам життя введенням різних регулювань. На жаль, принцип дії цих регулювань не завжди очевидний.
Для отримання номінальної потужності при фіксованому коефіцієнті посилення основного каскаду посилення можна використовувати як пасивний регулятор (дільник напруги), так і попередній підсилювач зі змінним коефіцієнти посилення. У будь-якому випадку, найперший каскад підсилювача має чутливість (достатня для роботи всього підсилювача напруга), яка визначається схемотехнікою цього каскаду і складову, як правило, частки вольта (0.1 - 0.2 Вольт). Оскільки напруга на лінійному вході свідомо більше цього значення, то може бути використаний тільки вхідний дільник, але іноді чутливість входу навмисно загрубляти (може бути корисно для завадостійкості) і вводять каскад з регульованим посиленням.
Виробники не обов'язково вказують тип регулювання (Sens або Gain) або вказують його неправильно, а він важливий. Наприклад, значення параметра "сигнал / шум" підсилювача залежить від положень його регуляторів і від рівнів вхідного сигналу. Невірна установка рівнів і регуляторів (а іноді, рідко, і несумісність з джерелом) може привести до горезвісного "шипіння" підсилювача і, як наслідок, розладу нервів.

Як міряти:
Тут деякі дотепні товариші пропонували міряти напругу. вольтметром. Не будемо їх раастраівать, підемо їх глибокодумною рекомендації.
Широкодоступні вольтметри (практично всі стрілочні і сучасні цифрові тестери / мультиметри) вимірюють діюче значення синусоїдальної напруги в широкому діапазоні частот (для визначеності можна вибрати з "стандартного" набору: 50, 400 або 1000 Гц)

Крім, власне, вольтметра і лінійного виходу нам знадобиться деяка вправність, щоб примудритися і змусити лінійний вихід сформувати сигнал, який потрібно міряти. Тут нас можуть чекати труднощі, в т.ч. непереборні.
Справа в тому, що вимірюється вольтметром напруга буде змінюватися разом з гучністю і записом.
Значить, потрібно домовитися про спосіб вимірювання: вибрати еталонну запис і умови вимірювання.

Логічно за еталонну запис прийняти запис синусоїдального сигналу максимальної для даного джерела амплітуди, тобто 0dB
для CD-програвача це зробити нескладно, а ось для магнітофона або радіо - вже складніше. Обмежимося програвачем CD, знайдемо на тестовому диску трек із записом сигналу Full Scale (0dB; FS).

З умовами вимірювання справа йде гірше. Регульованість лінійного виходу псує всю малину, оскільки невідомо при якому рівні гучності (і інших регуляторів) проводити вимірювання. Припустимо, що всі регулювання (баланси, еквалайзери, улучшайзери і т.п.) можна відключити або поставити в "одиничне" / нейтральне положення, але з гучністю питання залишається, оскільки для установки "правильної" (тобто самої "чистої" , "якісної") гучності необхідно знати конкретний спосіб реалізації регулятора гучності в даному апараті. У 90% випадків цей спосіб невідомий. І, отже, неможливі надійні вимірювання.
O.K. У нас залишається варіант встановити максимальну гучність. Припустимо, що нам пощастило і ми не напоролися на обмеження сигналу (в 90% випадків це не так) та іншу нелінійність і, як наслідок, його (сигналу) спотворення. Тепер іможно міряти. Тут можуть бути сюрпризи (занадто малі або занадто великі щодо очікуваних значення), але цифра отримана і це радує. У будь-якому випадку, ця цифра потрапить в діапазон регулювань підсилювача (і навіщо ми тоді міряли?) Але, припустимо, ця цифра 3 Вольта (еф). Чи допоможе вона нам жити? Допоможе, але тільки до моменту установки всіх регулювань в осмислене положення (при цьому рівень напруга може змінитися в будь-яку сторону, причому бути частотнозавісімой) і до включення типовий (далекої від Full Scale, тобто від 0dB) записи. Це кінець (приїхали)

Що робити з виміряним значенням:
в переважній більшості випадків - нічого
просто знати про нього і внутрішньо радіти цьому знанню
адже визначити чутливість лінійного входу підсилювача (а, тим більше, залежність його параметра "сигнал / шум" від положення і типу регуляторів) вже не так просто.

Разом, основні проблеми:
- регулируемость "лінійних" виходів
- відсутність в документації вказівок на тип вимірюваного параметра (діюче значення, rms)
- невизначена методика вимірювань вихідної напруги для джерела і діапазонів чутливості або загального коеффициента посилення для підсилювачів
- різний спосіб регулювання в підсилювачах (Чутливість / Посилення. Sensitivity / Gain)
- різні підходи до регулювання гучності (і її індикації) в джерелах (цифрові / аналогові, нормовані / ненормовані, з доп. посиленням / без нього)
- ненормований рівень записи на носіях (касетах, дисках)

----
перепрошую за стислість викладу цієї великої теми
все на бігу, багато, напевно, упустив
як завжди, не вистачає часу [/ QUOT