RTW 1170是RTW公司生产的一种模拟音频双声道相位相关表,采用21段红、绿、黄色LED灯显示,显示范围为-1到+1,分辨率为1/10r。带有反相位测量值保持显示功能。双声道模拟平衡式输入,最大输入电平+22dBu。RTW 1170是一种通用独立式仪表,后部通过32针DIN41612插座连接24V外置电源与平衡音频接口即可独立工作。
电平表的国内国际标准制定虽然很完善。但由于生产厂商众多。电路结构不同,在测量结果,特别是动态测量表现存在细微差异。RTW公司的系列电平表在国内广播电视系统使用占有率较高,一般作为播出传送等重要链路环节的基准表使用。在这里对电平表的工作原理进行分析,有助于我们对电平表使用观测结果的深入理解。
图2是电路结构,音频信号通过背板的平衡端子进入缓冲放大器变为单端信号,IC101为TL062双运放,每个作为一路输入缓冲/限幅放大器。C107、R113组成RC高通滤波器。截止频率为350Hz,每倍频程6dB衰减。这个频率以上是人声能量较为集中的频率区域。Cll0、Clll和C112组成二阶12dB衰减低通滤波器,截至频率3.5k。这个附加的滤波器出厂时并未使用,用户可以把一个焊点焊上,将这部分跳接入电路中。组成350-3.5k的带通滤波器,用以对人声语音的相位进行专门的监测。

图1 1170面板图

图2 1170C电路框图
IC101的1、2、3端组成高增益限幅放大器,增益高达40dB造成信号过载。同时D101/D102限幅二极管将输出电压钳制在1.4v峰峰值之间。通过削波把输入的音频信号非线性化,原始音频信号转换成类似方波信号。这样双声道信号预处理后保留了信号的相位特性,同时剔除两个信号的幅度特性不同对模拟乘法器结果的影响。IC103是XR2208四象限模拟乘法器。可以对两组具有正负极性的信号进行乘法运算。经过限幅处理的双声道信号进入乘法器的X、Y端,M(IC101的1、2脚)为输出端乘积信号。
乘法器的输出进入由c121、c122、r128、r129组成的积分电路,积分时间为0.5秒。完成一个相位-平均值关系的转换。IC104的反相输入端加入了由p101提供的+7.5v的参考电压。运算使积分平均值在7.5V±2.5v间,由于XR2208的1,2,脚为差分输出,正相信号接积分器的反相输入端,所以当信号相位相异时,乘法器的输出降低,但积分器的输出电压增高,成反比关系,既在0V—+2.5V时是反相区间。反之是正相区间。
1170c的一个特色功能就是带有反相相位保持功能,用户可以随时调出当前时间与清零时间点之间的最大反相指示值。当用户按下“MEM”键时,数字逻辑电路ic105通过T103和T104 两个FET模拟开关,切换通往显示部分的信号。一路是来自乘法-积分器的实时相位指示信号,一路是来自由IC107等组成的保持器信号。保持器的工作过程如下:
IC107是DAC1022,10Bit D/A转换器。IC108是MC14520双二进制计数器。IC109的5、6、7脚组成1.5kHz的时钟发生电路给IC108做计数脉冲源,同时IC109的1、2、3端给比较器提供基准参考电压,约3.2v。IC106的两个输入端分别接入来自乘法积分电路的输出信号和来自保持电路D/A变换器的信号,对这两个信号进行比较。当乘法-积分的输出小于D/A变换器的输出时(此时意味着信号向反相趋势扩大。)IC106的7脚输出高电平到达计数器的2脚ENABLE端,MC14520开始计数,计数的结果送入到D/A变换器,D/A输出电压上升,直到与来自积分器的电压一致,比较器输出低电平,MC14520使能端低电平停止计数,DA变换器电压停止上升。只有当积分器输出更高的电压时,会再次触发开始继续累计计数。所以这个保持电路是保持既往的最高电压值,就是反相情况最坏时刻的指示值。保持值的复零,当按下清零键后,MC14520的7,15脚电平为高,计数值清零,随之D/A变换器的值恢复参考值。电路又重新进入新一轮的比较-升压-保持过程。
IC113和IC114是国半生产的10位LM3914 LED驱动器,点柱两种显示方式,在1170中使用点状显示,正负(正反相)各使用一粒共20点,0.1r/每点。这里比较特殊的是中位显示“0”点,“0”虽排列在“-1”到“+1”的连续序列中,但并不代表信号的相位特性,它是当两个信号或其中之一缺失,或电平过低时乘法器输出值低于可用限度的指示。在1170中,“0”位是用一粒黄色的LED灯显示。他的显示机理如下:由于LM3914是阴极驱动方式,IC111三端稳压器专为LED管提供驱动电流,当乘法-积分电路的输出电压很低时(低于0.14v),IC113与114都不会有LED点亮,此时流过R136的电流为0,IC112比较器检测到后,输出高电平,单独驱动“0”位LED管显示。
1170C的电源采用24V外置单电源供电,电路中需要双电源供电的OP,乘法器等都使用分压电路产生的半电源电压作为参考地电位,其他电路用到的参考电压也较多。这部分有关电压的辅助电路占有较多比重。
1170C是独立的模拟相位相关表,它的设计思路与显示机理也应用在其他系列表头中。目前在我台录制机房、直播机房、主控机房均在应用。此产品目前还在销售,很多公司卖的调音台都是配置此表,了解显示机理对我们的日常观测判断很有帮助。