Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2018
Wayne Sward
EDN
Схема на Рисунке 1 позволяет эффективно контролировать сигналы цифрового аудио. Один из форматов для таких сигналов, установленных стандартом Общества звукотехники (AES), предусматривает частоту дискретизации 44.1 кГц или 48 кГц. Как правило, данные состоят из последовательного потока, передаваемого со скоростью примерно 1 Мбит/с. Поток данных разделен на кадры длиной 16-20 бит, синхронизируемые импульсами более низкой частоты, замешанными в сигнал. Амплитуда импульсов данных и синхронизации лежит в диапазоне от 3 до 12 В пик-пик; один период соответствует одному биту данных. Сигналы передаются по двухпроводному кабелю, который можно изолировать от земли с помощью трансформаторов или конденсаторов. Существует еще несколько стандартов передачи данных, в которых используется похожий формат. При таком характере сигнала устойчивая синхронизация осциллографа невозможна, поэтому наблюдать его на экране для устранения неполадок очень сложно.
Схема на Рисунке 1 состоит только из пассивных компонентов, имеет небольшие размеры и не нуждается в источнике питания. Два диода с соответствующими конденсаторами образуют удвоитель напряжения, вырабатывающий напряжение смещения приблизительно от –2 В до –10 В. Между этим напряжением смещения и одной из сигнальных линий включен 2-миллиамперный светодиод. Светодиод зажигается всякий раз, когда напряжение сигнальной линии превысит примерно 1.5 В. При скорости потока данных около 1 МГц и отсутствии неисправностей светодиод будет казаться горящим постоянно. Интенсивность свечения светодиода пропорциональна размаху напряжения и позволяет судить о его уровне. В случае нестабильности уровней, а также при наличии перекрестных или внешних помех, будет наблюдаться мерцание светодиода. Схема имеет дифференциальный вход и измеряет уровни напряжений между двумя сигнальными линиями. Синфазные шумы или сетевой фон на свечение светодиода не влияют. Удвоитель напряжения является эффективным способом увеличения чувствительности светодиода, не требующим использования дополнительного источника питания.
 |
||
| Рисунок 1. | Пассивная схема позволяет легко контролировать активность данных на линиях цифрового аудио. |
|
Два разделительных конденсатора пропускают высокочастотные данные, но отсекают любые низкочастотные синфазные шумы и сетевой фон. Для того чтобы иметь возможность более детального изучения формы сигналов, можно дополнить схему простым интерфейсом осциллографа. Резистор 15 кОм и конденсатор 100 пФ образуют простой, но эффективный фильтр, выделяющий бит синхронизации из потока данных. Этот бит используется для внешнего запуска осциллографа, обеспечивая устойчивое отображение кадра данных. Разделительные конденсаторы разрывают земляные петли между сигнальными линиями и заземленными экранированными входами осциллографа. Осциллограф позволит легко наблюдать амплитуду и форму импульсов данных и активность отдельных бит.
