PC ses kartını audio analizör olarak kullanmak

[taydin]

Aslında bir PC ses kartını audio analizör olarak kullanmak doğrudan kullanmak mümkün. Ama bazan ölçülmesi gereken sinyal seviyesi ya çok düşük (mikrofon sinyali) veya çok büyük (amplifikatör çıkışı) olabiliyor. O yüzden bu işi doğru yapabilmek için bir arabirim devresi gerekir. Böyle bir arabirim devresinin en temel yapı bloklarını çizelim.

Burada girişte bir zayıflatıcı blok var. Tipik olarak bu röleler ile yapılandırılan bir gerilim bölücüdür. Ondan sonra VGA (variable gain amplifier) denen bir blok geliyor. Bu blok da, kazancı yapılandırılabilen bir yükselteç olarak görev yapıyor. Hemen ses kartı girişinde ise, çift yönlü bir TVS diyot var (Proteus nedense tek yönlü bir sembol kullanmış).

Çok küçük sinyal ölçeceğimiz zaman ATT bloğunda 0 dB zayıflatma, VGA bloğunda da mesela 40 dB kazanç yapılandırabiliriz. Amfi çıkışı ölçeceğimiz zaman da mesela 20 dB zayıflatma ve 0 dB kazanç yapılandırabiliriz.

TVS nin görevi de, ses kartı girişine 10 V dan daha fazla bir voltajın gelmemesini temin etmek. Bu değer, ses kartının gerçek limiti neyse ona göre seçilmeli tabiki.

 

[taydin]

Bu devreye üç tane iyileştirme daha yapılabilir.

1) İlave bir blok ile, gene röleler kullanarak giriş empedansını yapılandırmak.

2) Otomatik kademe seçimi yapmak. Bunun için gene ilave bir blok koyup, komparatörler kullanarak, değişik eşik değerlerinde ATT ve VGA bloklarını maksimum dinamik alan elde edecek şekilde yapılandırabiliriz.

3) İlave bir blok ile, gene röle kullanarak DC blokaj amaçlı bir kapasitör girişe seri bağlanabilir.

 

[taydin]

Çıkış katında da gene benzer bir yapı kullanılabilir. Yüksek seviyeli sinyal elde etmek için (mesela 20 V) ve düşük bir çıkış empedansı sağlamak için bir yükselteç (VGA) ve çok düşük seviyeli sinyal elde etmek için de bir attenuatör (zayıflatıcı) konabilir. Burada zayıflatıcının amacı, dijital bir devre olan ses kartının çözünürlük sınırlarında çalışmamak. Mesela 200 μVpp bir sinyal üretileceği zaman, ses kartına 20 mV ürettirip bunu düşük toleranslı, düşük gürültülü metalfilm dirençlerle 100 e bölmek daha iyidir.

 

[taydin]

Bu şekilde bir audio analizör arabirimi kuıllandığımız zaman, eğer yazılım da yeterince kaliteli ve işlevsel ise, bir audio analizörden beklenen işlevlerin çoğu yerine getirilebilir. Peki böyle bir yapı ile bir nevi audio analizör elde ediyorsak, son derece pahalı olan profesyonel audio analizörlere ne gerek var? Profesyonel audio analizörlerin ana hatlarıyla aşağıdaki avantajları var:

1) Son derece geniş bir dinamik alana sahipler. Mikrovolt seviyesinden yüz voltun üzerindeki seviyelerde ölçüm yapabilirler ve bu ölçümü yaparken çok az bir öz gürültü ve çok iyi bir lineerlik sağlarlar. Bizim yaptığımız arabirim devresinde ise iyi bir gürültü ve lineerlik sağlamak için çok çaba sarfetmemiz gerekecek ve gene de profesyonel bir cihaza göre performans anlamında geride kalacağız.

2) Birçok değişik fiziksek bağlantı arabirimini desteklerler. Örneğin balanssız RCA, balanslı diferansiyel giriş çeşidi olan XLR, SPDIF (hem TOSLINK hem de COAX), I2S, Bluetooth, PDM, HDMI gibi geniş spektrumdaki cihaza bağlantı olanağı vardır. Bizim yaptığımız arabirim devresi ise sadece balanssız sinyal girişini desteklemektedir.

3) Kullanılan kontrol yazılımı, tam olarak eldeki cihaz için yazılmış olduğu için, standart olarak birçok ölçüm ve yapılandırma olanağı sunacak. Halbuki bizim kullanacağımız yazılımlar, genel olarak birçok farklı ses kartı ile çalışabilecek şekilde yazıldıkları için karta özgü bazı özellikleri belki de kullanamıyor olacaktır.

4) Üretim sırasında otomatik olarak bir dizi testi çalıştırabilirler. Bizim yaptığımız arabirim devresinde ise böyle otomatik test için uygun işlevsellik ve uzaktan bir program ile kontrol olanağı yoktur.