Sledovač audio signálů

 Při opravách či vývoji audio zařízení je mnohdy lepší signál spíše slyšet než vidět na osciloskopu. Původní sledovače signálu byly velice jednoduchá zařízení, kde se kladl důraz především na nízkou cenu, osciloskop býval nedostupným přistrojem a tato jednoduchá zařízení dokázala sledovat celou cestu signálu zařízením, RF signály dokázala demodulovat v amplitudě, nízkofrekvenční signály potom jen zesilovala. Dodnes lze původní historická zařízení koupit, však mnohdy za nehoráznou cenu a tak jsem se rozhodla vytvořit vlastní přístroj. Nikoliv z moderních, ale z dostupných součástek. 

Jádrem zapojení je integrovaný zesilovač MBA810. Tento IO je stále bezproblémově dostupný, protože toho naprodukovali tak strašlivá množství, že se to snad nespotřebuje do konce světa. Mnohé moderní obvody jsou díky celosvětové hře na křemíkovou krizi momentálně dostupné daleko hůře, takže v tom obvodu nevidím zásadní problém. Obvod je v katalogovém zapojení ke kterému není moc co dodat. Jeho vstup je buzen katodovým sledovačem Q1, přes nastavitelný útlumový článek. Systém R1, R4, R3 definuje reálnou složku vstupní impedance 1MΩ (kompatibilní se vstupem osciloskopu) a současně zajišťuje bias Q1. Ke vstupnímu konektoru je gate Q1 vázán kondenzátorem 100nF/630V, což je sice poněkud málo pro audio, avšak společně s nízkou kapacitou C9 tato kombinace potlačuje nízké kmitočty, což je výhodné pro použití s rozměrově malým reproduktorem, asi úplně nepotřebujeme aby vyletěl z bedny. Q1 sám o sobě nemá napěťové zesílení, čili i jeho vstupní kapacita by měla být víceméně snesitelná, nedělám si iluze na téma 16pF běžných u osciloskopu, ale řekněme, že by to neměla být katastrofa, tudíž lze se sledovačem použít běžnou osciloskopickou sondu. Ideální je nějaká přepínatelná 1:1/1:10, sledovač má potom v režimu 1:10 vysokou vstupní impedanci a v režimu 1:1 vysokou citlivost. Kmitočtový limit sondy v režimu 1:1 vzhledem k audio oblasti nemá smysl řešit. Pro demodulování vyšších kmitočtů bude potřeba použít demodulující sondu, na jejíž napájení je v kontrukci též pamatováno. (Samostatný článek o demodulující sondě bude, sonda je aktuálně ve vývoji, mám na ní trochu vyšší požadavky jak z hlediska citlivosti, tak z hlediska kmitočtového stropu, což mi trochu komplikuje konstrukci.)

Zdroj je v podstatě obvyklého zapojení, za zmínku stojí Q2 v roli násobiče kapacity. Emitor Q2 sleduje napětí na C17, které je přivedeno z filtru usměrňovače přes R9. β Q2 tedy efektivně násobi kapacitu C17. Zapojení se používá v případě, kdy potřebujete filtrovat zvlnění napájecího zdroje, ale současně nepotřebujete stabilizovat jeho výstupní napětí, případně lze zapojení použít jako předstupeň pro monolytický stabilizátor, který na určitých kmitočtech dokáže vstupní zvlnění dokonce zesílit. Zapojení je sice běžné a zřejmé, avšak v ČR je z nějakého ne úplně pochopitelného důvodu veskrze neznámé, proto se o něm zmiňuji. Druhou funkcí Q2 je omezení proudu ze zdroje. Rezistor R9 omezuje (z dlouhodobého hlediska) proud do báze Q2, jehož β je kolem 20 (což je pro násobič kapacity poměrně málo), čili zapojení se chová podobně, jakoby v serii se zdrojem byl rezistor 41Ω. Pokud by tedy U1 šel do saturace, bude maximální proud reproduktorem omezen na cca 250mA, přičemž na něm současně může být napětí pod 1V, což omezuje výkon na ¼W, což použitý 1W reproduktor ustojí bez poškození. Nemohu přeci signal tracer navrhnout tak, abych sáhnutím vedle zničila reproduktor, to by se z hlediska používání prodražilo. U sledovače nejde o věrnou reprodukci a výkon, jde především o dohledávání problémových míst včetně identifikace a dohledávání zdrojů rušivých signálů, takže na vstupu se může ocitnout víceméně cokoliv.

Určitou opatrnost je třeba věnovat externímu reproduktorovému vstupu. Pomocí SW1 lze přepojit reproduktor z výstupu signal traceru k vstupním zdířkám (používám bezpečnostní zdířky, aby případně bylo možné použít kabely k multimetru coby sondy), kam lze připojit například výstup z výkonového zesilovače. Samozřejmě s ohledem k parametrům reproduktoru signal traceru. Zde již žádné ochrany nejsou, takže je případně třeba použít dostatečně výkonově dimenzovaný útlumový článek.

Mechanické provedení se odvíjí od toho, co seženete. Já použila krabičku z Kradexu typu „rakev“, nicméně použít lze celkem cokoliv. U těchto krabiček je potřeba dávat pozor na jejich izolační pevnost, přesněji řečeno, vycházejte při konstrukci z toho, že jsou vodivé, ale neexistuje způsob, jak je uzemnit. Pro napětí nad 50V to tak bohužel je. Trochu to komplikuje zástavbu síťového zdroje. Vlastní zapojení je provedeno na bastltisku, je jednoduché. Q1 jsem dala do precizního jednořadého soklu. Je to přeci jen první součástka a tudíž si myslím, že by se jí mohlo podařit sestřelit. Sice se mi to zatím nepovedlo, ale jsem si jistá, že kdybych nepoužila sokl, už bych měnila. Mechanicky je největším problémem mřížka před reproduktorem. Původně jsem plánovala vyhlodat kruhovou díru a řeproduktor chránit mřížkou k ventilátorům, dají se najít kombinace reproduktorů a mřížek, které na sebe sedí, ovšem vyhlodat civilizovaně vypadající kruhovou díru rozměrů reproduktoru je daleko složitější, než vyhlodat pole menších děr (nebo si to alespoň myslím, ono také záleží jaké nástroje máte k disposici). Nicméně pro úplnost uvádím obě možnosti. 

Schéma zapojení: https://drive.google.com/file/d/1cDwGD6Tbf2vAFxXZMsxQGsaTEonJ29aN/view?usp=sharing