Представлены принципиальная схема, описание работы, чертежи возможной печатной платы внешнего двухканального универсального изолирующего адаптера звуковой карты.
Известно достаточное количество программных приложений для персональных компьютеров (ПК) типа виртуального осциллографа, анализатора спектра, измерителя сопротивлений, емкостей, индуктивностей (LRC-метры), использующих звуковую карту (ЗК). Мне больше всего импонирует свободно распространяемое приложение итальянца Альфредо Аккаттиса (Alfredo Accattatis) под названием «Visual Analyser». Все желающие могут найти его на страничке [1]. Проект существует с 2010 года и поддерживается до сего времени; последняя новая версия (пока только «бета») вышла в 2022 году. Проект интересный. Вводная статья есть на сайте журнала Радио Лоцман [2]. Информации в мировой паутине можно найти много.
Использовать такой инструмент начинающим радиолюбителям и студентам соответствующих факультетов нужно и полезно. Есть одно большое НО – без правильных внешних устройств (в интернете есть множество проектов, есть и промышленные изделия) это будет опасно для звуковой карты и для компьютера.
Чтобы обезопасить ЗК от случайного разрушения нужно выполнить следующие условия:
- Не превышать допустимое напряжение на входе ЗК; обычно это не более 2 В. Смотрите документацию на вашу ЗК.
- Не нагружать выходы ЗК недопустимой нагрузкой. Обычно допускается не меньше 30…60 Ом, но, опять же, загляните в документацию.
- Гальванически разделить внешние устройства и ЗК. Никаких проводящих электрический ток соединений между вашей конструкцией и ПК быть не должно!
Первые два требования выполнить несложно. Сложнее гальванически отделить ЗК от ваших внешних устройств. Если этого не сделать, то на входы или внешние разъемы ЗК и ПК от тестируемого прибора может попасть статическое электричество или напряжение сети 220 вольт через общий провод. Это может нанести непоправимый урон вашему карману.
 |
|
| Рисунок 1. | Схема универсального адаптера для звуковой карты. |
Предлагается применить одинаковые двухканальные адаптеры с гальваническим разделением и защитой для входов и выходов ЗК. Принципиальная схема адаптера приведена ниже на Рисунке 1. Адаптер состоит из:
- Двух аудио джеков J1 и J2;
- Двух разделительных звуковых трансформаторов T1 и T2;
- Четырех красных светодиодов VD1-VD4;
- Двух электролитических конденсаторов.
Адаптер всегда подключается к ЗК со стороны, которая обозначена как «К ЗК», вне зависимости от того, к какому разъему ЗК подключение – хоть к входу, хоть к выходу. Если подключено наоборот, не всегда будет работать правильно.
Сигнал звукового диапазона от/на звуковую карту проходит через малогабаритные разделительные трансформаторы T1 и T2 с импедансом 600:600 Ом, сопротивлением постоянному току около 100 Ом и коэффициентом трансформации 1:1. Такие трансформаторы достаточно распространены и дешевы. К другой обмотке трансформаторов подключены бустерные светодиоды VD1-VD4. Светодиоды обладают свойством стабилизации напряжения. Красные светодиоды не только ограничивают амплитуду напряжения на уровне 1.7…1.8 вольт, но и служат индикаторами перегрузки. Допустимый ток через светодиоды зависит от применяемого типа, начиная от 10 мА. В любом случае не следует допускать перегрузки адаптера, за которой можно следить по свечению светодиодов. В отсутствие перегрузки диоды не светятся. Некоторые ваши внешние относительно ЗК приборы могут подавать постоянное напряжение на адаптер. Поэтому в цепь включены разделительные конденсаторы C1 и C2 с рабочим напряжением 16 вольт. Адаптер, несмотря на простоту, обладает хорошей защитой от помех, в том числе со входа. В рабочем режиме адаптер практически не вносит шума, помех и искажений во всем диапазоне звуковых частот. Коэффициент вносимых нелинейных искажений не более 0.05%.
Рабочий диапазон частот зависит от применяемых деталей. При использовании деталей с указанными на схеме номиналами – от 20 Гц до 50 кГц по уровню –3 дБ. В диапазоне 100 Гц…20 кГц передаточная характеристика линейна.
Готовое изделие лучше поместить в металлический корпус, который нужно электрически соединить с общим проводом обоих каналов (ввод S аудио джека J1).
Возможная разводка односторонней печатной платы без соблюдения истинных размеров приведена на Рисунке 2.
 |
|
| Рисунок 2. | Возможная разводка односторонней печатной платы. Вид со стороны меди. |
Возможное размещение деталей и соединений на такой печатной плате с указанием размеров приведено на Рисунке 3.
 |
|
| Рисунок 3. | Возможное размещение деталей и соединений печатной платы. Вид со стороны деталей. |
Такое устройство было мною собрано и протестировано. Адаптер обладает одинаковыми входным и выходным импедансами 600 Ом на частоте 1 кГц. Амплитуда выходного переменного напряжения ограничивается на уровне 1.8 В при изменении амплитуды входного переменного напряжения от 0 до 10 В. При амплитуде входного переменного напряжения 1.7 В КНИ не превысил 0.05% в диапазоне частот 20 Гц…20 кГц. Измерения проводились с использованием встроенной звуковой карты в программе Visual Analyser OS Windows.
Самая простая проверка собранного изделия выполняется подключением ваших наушников или активных колонок через этот адаптер. При воспроизведении вы должны услышать качественный звук в обоих каналах.
Всем удачи!
