Messpraxis
Audio-Messtechnik ohne Masse-Probleme
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die pseudo-symmetrische Analyse
Das Signal des 8903B im erdfreien Modus ist nicht symmetrisch. Zur Entfernung des Erdschleifenrauschens benutzt der HP 8903B ein Subtraktionsverfahren am Analysatoreingang als elektronisches Werkzeug zur Realisierung eines erdfreien Ausgangs. Das Erdschleifenrauschen lässt sich also nur dann unterdrücken, wenn sowohl die Signalquelle als auch der Analysator im erdfreien Modus sind. Deshalb wird dieses Verfahren auch pseudo-symmetrische Analyse genannt.
Im Gegensatz zu seinem Vorgänger 8903B verfügt der Audio-Analysator Agilent U8903A nicht über einen solchen erdfreien Modus. Wie viele moderne Audio-Analysatoren auf dem Markt bietet er symmetrische Signalquellen; das Ausgangssignal des Prüflings kann mittels unsymmetrischem oder symmetrischem Eingang analysiert werden. Die symmetrische Verbindung ist eine bessere Lösung für das Reduzieren des Erdschleifenrauschens als die erdfreie Verbindung.
Der Analysator U8903A bietet duale Kanäle für symmetrische und unsymmetrische Ein- und Ausgänge, wobei der BNC-Steckverbinder für unsymmetrische und der XLR-Steckverbinder für symmetrische Verbindungen benutzt wird.
Dennoch gibt es zahlreiche Anwender des früheren Analysators, die aufgrund ihrer vorhandenen Testumgebungen gerne weiterhin im erdfreien Modus arbeiten würden.
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Hierzu ist anzumerken, dass im Jahre 1975 die AES Working Group beschloss, dass XLR eine generische Steckverbindung ist und keine proprietären Restriktionen aufweist. Auf dieser Grundlage lässt sich nun ein Zusatzkabel bauen, das eine XLR-Buchse mit zwei BNC-Steckern verbindet (Bild 4).
Damit lassen sich die Eingänge der Prüflinge versorgen, ohne Änderungen an dem Prüfplatz vornehmen zu müssen. Ein solches XLR-Hilfskabel als Option ermöglicht die Migration von dem mittlerweile obsoleten HP 8903B zu moderneren und technisch überlegenen Audio-Analysatoren wie dem U8903A bei unveränderter Testumgebung. Gleichzeitig sichert es ein genaueres symmetrisches Signal vom XLR-Ausgang im Audio-Analysator.
Der Agilent U8903A (Bild 5) ist ein Audio-Messsystem auf der Basis der digitalen Signalverarbeitung (Digital Signal Processing) und kombiniert einen Audio-Generator mit einem Analysator. Das Gerät verfügt über je zwei Kanäle für den Generator und den Analysator. Jeder der vier Kanäle ist über einen symmetrischen und einen asymmetrischen Steckverbinder zugänglich. Darüber hinaus sind die Eingangs- und Ausgangskonfigurationen völlig unabhängig voneinander.
Der Audio-Generator U8903A hat einen Frequenzbereich von 5 Hz bis 80 kHz mit einem Sinus-Amplitudenbereich von 0 bis 8 V (effektiv, also 11,3 V Spitze) für die unsymmetrische sowie von 0 V bis 16 V (effektiv, also 22,6 V Spitze) für die symmetrische Ausgangskonfiguration.
Er liefert nicht nur Sinus-, sondern auch Rechteck-, Doppelsinus-, Mehrton- und wahlfreie Wellenformen, Signale mit variabler Phase sowie Rauschen und Gleichspannung. Der Audio-Analysator U8903A hat einen Frequenzmessbereich von 10 Hz bis 100 kHz mit einem Amplitudenmessbereich von <1 μV bis 140 V (effektiv, 200 V Spitze). Dazu kommen Graphenfunktionen für den Frequenz- und Zeitbereich sowie Wobbelmöglichkeiten für Frequenz, Amplitude und Phase.
Damit empfiehlt sich das Gerät für eine große Reihe von Audio-Parameter-Messungen wie Spannung, Frequenz, harmonische Verzerrungen plus Rauschen (Total Harmonic Distortion plus Noise - THD + N), Signal, Rauschen und Verzerrung (Signal, Noise and Distortion - SINAD), Signal-Rauschverhältnis (Signal-to-Noise-Ratio - SNR), Rauschpegel, SMPTE-Intermodulationsverzerrung, Differenzfrequenzverzerrung (Difference Frequency Distortion - DFD), Phase und Übersprechen. Der Agilent U8903A bietet übrigens auch Kommunikationsmöglichkeiten via GPIB, USB und LAN.
Literaturnachweise:
[1] HP 8903B Audio Analyzer Operation and Calibration Manual.
[2] Davis, G.; Jones, R.: Sound Reinforcement Handbook. Ausgabe 1990. [3] A brief history of the XLR connector (www.soundfirst.com/xlr.html).
[4] Balanced Audio Technology FAQ (www.balanced.com/faq/balanced.html).
[5] Balanced Audio (www.arcam.co.uk/advice-and-support/technical-articles/balanced-audio.htm).
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- Die pseudo-symmetrische Analyse
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