Измерение TSP в пакете ARTA

[mixtar]

Легко и бесплатно измерить TSP можно с помощью программы "LIMP" из программного пакета "ARTA". Соответствующий перевод статьи из немецкого журнала выложен здесь:
http://www.tronak.de/impedanz.htm

[ZERO]

Измерил резистор,индуктивность,ВЧ,НЧ,АС
Похоже программа измеряет близко к истине. Не понял почему z динамика уменьшается на вч, а так весьма привлекательно.

[mixtar]

Легко и бесплатно измерить TSP можно с помощью программы "LIMP" из программного пакета "ARTA". Соответствующий перевод статьи из немецкого журнала выложен здесь:
http://www.tronak.de/impedanz.htm

ИЗМЕРЕНИЕ ИМПЕДАНСА ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
сокращённый перевод статей Бернда Тиммерманса (Bernd Timmermanns)

Только акустические измерения, то есть измерения звукового давления, трудны. Электрические измерения, а именно измерения импеданса, весьма просты. Подобные измерения дают возможность сильно продвинуться в технологии громкоговорителей.

Кривая частотной зависимости импеданса отдельного драйвера позволяет определить его параметры Тилле-Смолла. Измерения импеданса катушки или конденсатора сразу покажут их качество.

Единственное, что для всего этого нужно - это компьютер с звуковой картой. Необходимые программы бесплатно выложены в сети Интернет. Подключение звуковой карты к испытуемому объекту производится в соответствии со схемой, которая тоже будет приведена. Но всё по-порядку.

1. Зайдите на сайт www.fesb.hr/~mateljan/arta/download.htm
На этой странице находится актуальная версия программного пакета ARTA. Демо-режим этого пакета можно использовать бесплатно. Платная лицензия позволяет сохранять и загружать результаты измерений. Однако экспорт данных существует и в демо-режиме. Таким образом, используя буфер обмена Windows, можно импортировать эти данные в программу симуляции (например, бесплатную BOXSIM) для дальнейшей обработки.

2. Итак, Вы скачали пакет программ и проинсталлировали его. Теперь в Вашем компьютере в пакете "ARTA Software" три программы: ARTA, STEPS и LIMP. Мы запускаем "LIMP" - программу для измерения импеданса. В окне приветствия нажмите "продолжить в демо-режиме".

Функции распечатки в этой программе нет. С этой целью используйте средства "Windows": Strl+C задайте имя, далее OK. Можно открыть графическую программу, например "Paint" и нажать Strl+V, далее уже в графическом редакторе можно картинку обработать, сохранить или распечатать.

3. Изготовьте кабель в соответствии с приведенной схемой:



4. Не закрывая окна LIMP, откройте ещё два окна: микшер воспроизведения и микшер записи Вашей карты (точнее выходной и входной микшеры).
В выходном микшере поднимите до максимума "сумму" и "WAVE" и деактивируйте остальные фэйдеры.
Во входном микшере выключите микрофон. Линейный вход и "Запись" настройте в соотв. с п.6.

5. В LIMP войдите в Setup меню. Первый подпункт: "Audio Devices" далее Soundcard Setup.
Если в Вашей системе инсталлировано несколько звуковых карт - в этой закладке надо указать одну и ту же карту и на вход и на выход.

В подпункте 2, "Generator Setup", выберите или синус-сигнал, или шумовой сигнал. Измерения на синус-сигнале длятся дольше, однако позволяют более точно определить параметры Тиле-Смолла (TSP).
Для более быстрого измерения выберите "Pink PN". Выходной туровень сигнала установите 0 dB, то есть максимум.

6. Нажмите большую кнопку "Test". С помощью регулятора "уровня записи" (см. П. 4) отрегулируйте входной сигнал до максимума в "зелёной области" измерителя уровня.

7. Третий подпункт "Measurement Setup" выбирает референтный (проверочный, опорный) канал.

КАЛИБРОВКА

Калибровать лучше при подключенном тест-объекте. Выберите Record - Calibrate или кнопка "CAL".
Нажмите "Generate". При работающем генераторе замкните накоротко резистор R mess. Уровни каналов разойдутся в разные стороны, но должны почти одинаково относительно предыдйщего положения..
Выключите генератор и включите "Calibrate". Через несколько секунд нажмите "OK". Кнопка "CAL" посветлела - значит процедура свершилась.
Процедуру калибровки необходимо проводить не реже раза в час.
Теперь можно измерять импеданс. Нажмите кнопку "Старт" (красная стрелка). Если перепутаны каналы - перемените. Остановить измерение - нажпть кнопку с красной точкой.
Для сравнения результатов с последующим измерением - нажмите Overlay - Set as overlay.

ПАРАМЕТРЫ ТИЛЕ-СМОЛЛА
При измерении TSP ни в коем случае не закрывать громкоговоритель или отверстия в нём.
После первого измерения драйвера положите на мембрану точно известную массу, например, пластилин из расчёта от 10 гр. для 13см низкочастотника до 50 гр. для 30 см сабвуфера.
Сделайте второе измерение импеданса. Кликните на диаграмме и протащите красную линию на минимум импеданса справа от резонансного максимума. Выберите "Analyze - RLC - impedance values at cursor position". Кроме прочего, открывшееся окно покажет и сопротивление головки постоянному току. Теперь выберите "Analyze - loudspeaker parameters - added mass method". Задайте запрашиваемые данные: сопротивление постоянному току, диаметр мембраны (между центрами подвеса) и присоединенную массу.
Кликните на "Calculate TSP" - появится искомая таблица.
Измеренные на синусоидальном сигнале параметры более точные.
Мелкие драйвера измеряйте на сигналах от 20 Гц до 1000 Гц, Большие - на частотах от 10 до 500 Гц.
Кольцо из пластилиновой "колбаски" должно располагаться как можно ближе к колпачку и надёжно прикреплено, то ксть составлять единую колебательную систему, чтобы избежать фальшивых результатов измерений.
Более точные результаты даёт применение усилителя мощности и "ARTA Mess Box", описание которого находится на упомянутом сайте.


ЛИНЕАРИЗАЦИЯ ИМПЕДАНСА
Одним из важнейших применений измерения импеданса является линеаризация последнего. Это необходимо, по крайней мере, в том случае, когда усилитель мощности имеет плохой демпфунг-фактор (большое выходное сопротивление). Это типично для ламповых усилителей.
Рассчёт линеаризующей цепи будет приведён позже.

ИЗМЕРЕНИЕ НОМИНАЛОВ РАДИОДЕТАЛЕЙ
Измерение импеданса позволяет очень точно определить наминал резистора, катушки индуктивности и конденсатора.
Для наиболее точных результатов нужно сначала измерить внутреннее сопротивление измерительных проводов. Для этого соедините накоротко кабель и проведите измерение импеданса на шумовом сигнале. Если, например, в результате получится 0,14 Ом, то эту величину нужно отнимать от результатов при каждом измерении реальных радиодеталей.
При этом коаксиальный кабель, соединяющий измерительный резистор (100 Ом) с компьютером, не оказывает никакого влияния на результаты измерений и может быть существенно удлинён.
При измерении индуктивности более точные результаты получаются при более низкой частоте, при измерении малых ёмкостей - наоборот.

[ZERO]

пластилиновая колбаска это гут,
однако динамик то надо бы измерять так как он стоит а АС, т.е. горизонтально.

есть и лекарство от косяков , кстати!

[AleX902101]

Я только ей и меряю, очень удобная

[variator]

С любым ли типом звуковых карт работает эта и аналогичные программы? У меня интегрированная. Калибровку вроде проходит, при любом включении входов предлагает " их поменять", но все равно включает "старт", а вот измерения импеданса-нет, какой-то шум, какие-то килоомы...

Offтопик:
"то ли лыжи не едут- то ли я... не в себе

. Менеджер аудио- Риэлтек АС97.

[mixtar]

В одноканальном режиме - с любым типом, в двухканальном - не с любым. Главное, чтобы карта была полностью дуплексная, то есть с независимыми входами - выходами. Список протестированных карт, хорошо работающих с Артой находится на упомянутом сайте Мательяна. Поделюсь своим опытом: у меня была "серьёзная" карта Аудиотрак Продиджи и знаменитый микрофон Беринджер ЕСМ8000. И то и другое пришлось выбросить. Карту - по причине безобразного интерфейса, сочинённого программистами, не знакомыми со звуком, микрофон - по причине невероятного шума, собственного, независимого от усилителя. Сейчас использую самодельный измерительный микрофон из капсюля CZ04 с усилителем МПА102 от монакора.

[Живой]

Измеряю параметры Т-С в Limp. Динамик 25Гд26. На воздухе резонанс 42 герца. Все параметры вот:
Fs = 42.41 Hz
Re = 3.70 ohms[dc]
Le = 644.93 uH
L2 = 411.11 uH
R2 = 0.64 ohms
Qt = 0.64
Qes = 0.75
Qms = 4.28
Mms = 26.23 grams
Rms = 1.632251 kg/s
Cms = 0.000537 m/N
Vas = 30.48 liters
Sd= 201.06 cm^2
Bl = 5.862800 Tm
ETA = 0.30 %
Lp(2.83V/1m) = 90.18 dB
Поместил динамик в ящик 25 литров грязного объема(25АС-302) и получил такую картину(во вложении). Высокий пик - динамик подвешен на веревке к потолку. Размазанный пик импеданса МЕНЬШЕЙ частоты - в закрытом ящике. Что я не так делаю? Ведь в ЗЯ резонанс должен быть больше, чем на воздухе.

[variator]

А как в корпусе со щелями? Мелкий пик ~95 Гц - как второй при ФИ (ну очень ненастроенный ФИ) ?

[Живой]

Щели есть, но совсем маленькие. Не должны они так влиять.

Мелкий пик, что забавно, примерно на частоте, соответствующие длине волны, равной внутренней высоте корпуса. Но, опять же, разве из-за стояка резонанс в ЗЯ так снижается?

Добавлено

Была плохо зафиксирована передняя панель. (25АС)

[mixtar]

РАССЧЁТ ЛИНЕАРИЗИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

1. Из произведённого измерения мы знаем резонансную частоту Fs
2. Максимальный импеданс на этой частоте Zmax
3. Сопротивление R, которое равно минимальному импедансу.
4. Средняя величина Zср=√Zmax*R
5. f1 "слева" от резонанса и f2 "справа".
6. Добротность Q= fx*√R / (f2-f1)*√Zmax
7. Rk = Zmax*R / Zmax-R
8. Lk = Q*Rk / 2п*fk
9. Ck = 1 / 2пfk*Q*Rk
10. Выбираются звенья цепи Rk Ck Lk из ближайших значений к нормализованному ряду E12

[variator]

mixtar, здравствуйте!
Месяц назад задавал "тупой" вопрос... Переустановил драйвер аудио- получил измерение F, Q! Тем не менее после калибровки программа открывает окно с предложениями коррекции уровней, смены каналов, то есть , формально калибровка не прошла, но, после ОК и СТАРТ получаю измеренную добротность и рез. частоту, причем значения близки к полученным "вручную"! Значит- работает, но в финальном окне с ТС-параметрами не запрашивает ввод добавленной массы или объема (в зависимости от режима). Мне нет проблемы по двум частотам на калькуляторе посчитать, но хотелось бы понять- я неправильно работаю или это особенности демо-версии?
Программа понравилась простотой в обращении ну и "бесплатностью" то же. Спасибо Вам за "наводку"! Возможно АудиоТестер и получше, но "шароварность" версии мне не позволила ни с чем разобраться.

применение усилителя мощности и "ARTA Mess Box"

Если не трудно- поясните "с усилителем" только с "МессБокс" или просто с "Лимпом" добавить усилитель-делитель ? Хочется измерять не на милливаттах. (Я, конечно, уже попробовал и вылезли новые вопросы...) Есть, ли, особенности калибровки?

[mixtar]

1. Особенности демоверсии, хотя глюков хватает и в платной. Профессор звуковых дел мастер, преподаёт. Для него программирование и отладка - хобби. Хотя и в крутейшем софте от мелких гигантов полно глюков, вспомним висту, некоторые версии неро и т.д...
2. С усилителем мощности и коробочкой работать сплошное удовольствие, мне проблемы не встречались, кроме шума карты и плохого микрофона. Измерительное сопротивление в коробочке - 27 Ом. Я работаю с усилителем на LM4700

[Nota Bene]

хотя глюков хватает и в платной.

В демо-версии нет сохранения НИКАКИХ результатов. В том числе и результатов калибровки. Особенных глюков в ARTA я не заметил. Ищите валидный серийный номер и будет вам Щастье

[Lexus]

Кстати, уже доступна версия 1.6.1. Еще в 1.6.0 разработчик наконец-то исправил "косяк" с измерением индуктивности. Теперь полный порядок. Я описывал работу с Limp на другом форуме: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=52980

[AleX902101]

В поле "Type" по умолчанию задан тип сигнала "Pink PN" (периодический розовый шум), его и оставляем. В поле "Pink cut-off" (частота среза розового шума) по умолчанию установлено значение 100 Hz. Можно установить и другое значение (например, 20, и получить наклон АЧХ тестового сигнала как у истинного розового шума), но разницы в измерениях нет никакой. Единственное неудобство при установке среза 20 Hz - при измерениях методом добавочной массы, груз на диффузоре начинает дребезжать, вызывая шероховатые ИЧХ.

Pink PN разве подходит для измерения т-с параметров нч динамиков?
Мне показалось, что синусом точнее, шумом резонанс гораздо выше получается.
Я почему предположил что нч, т.к. ниже вч предлагается синусом померить.

[Yauhen]

Pink PN разве подходит для измерения т-с параметров нч динамиков?
Мне показалось, что синусом точнее, шумом резонанс гораздо выше получается.
Я почему предположил что нч, т.к. ниже вч предлагается синусом померить.

Розовый шум очень хорошо подходит, даже лучше, чем синус. Резонанс очень мало отличается от результата на синусе.
Но измеряя импеданс на синусе, мы неизбежно ловим стояки помещения. При использовании шумового сигнала подобных проблем нет.
Груз, само собой, должен быть достаточно прочно закреплён на диффузоре. Применяю в качестве добавленной массы бублики скульптурного пластилина, он, при некотором навыке, не оставляет неустранимых следов.
Правда, всё сказанное относится к измерениям в ЛспЛАБе.

[AleX902101]

Я сравнивал, на синусе ниже резонанс получается...
Вобщем надо ещё раз попробывать...
И в арте и джасте это замечал.

Груз, само собой, должен быть достаточно прочно закреплён на диффузоре.

Пластилин использую.

[Lexus]

AleX902101, периодический розовый шум очень хорошо подходит для измерений Т/С. Я пользовался разными программами, результаты измерений очень схожи. Временно в наличии есть Dayton WT3, он измеряет свип-тоном. С ним разница есть, но не такая большая, особенно если учесть, что ток через драйвер у WT3 ограничен 15-16 мА.
Разработчики Arta в "хэлпе" рекомендуют измерять на синусе. Для твитера это единственная возможность измерить параметры и не повредить его, так как при измерении синусом есть возможность установить нижнюю границу частотного диапазона. Если использовать это ограничение при измерении на PN, то тестовый сигнал остается с полным частотным диапазоном, но на экране кривая импеданса отображается с установленной частоты.

[AleX902101]

Когда я меряю синусом, то могу без проблем определить ток при котором производится измерение, а как при измерении шумом узнать какой ток?
Например если я померил синусом при 50мА и сразу не меняя настроек мерию шумом ток будит меньше? Может из-за этого у меня наблюдается разница? А это в свою очередь наверно зависит от линейности упругих сил динамика, у кого линейнее, у того менее заметна разница между разными сигналами.