Jednoduché měření impedance, fáze a TS parametrů

6.1 2008 15:52

K potřebnému vybavení patří PC, fullduplex zvuková karta, zesilovač a pár kabelů, konekterů, součástek. Pak už stačí trochu času a chuť do práce. Hlavní část obstará program Limp od Arta software.
Program je možné stáhnout ode mě ze stránek. Je to zřejmě free demoverze, výsledky není možné uložit do datového souboru. Měření TS parametrů je možné, impedanci i fázi je možné uchovat prostým screenshotem. Po sériovém čísle se mě prosím neptejte, nemám ho.
To, co vám tady budu popisovat, je zjednodušený a hlavně český návod. Zkušenější i neanglicky hovořící si vystačí s obrázky z cizího návodu. Já budu vysvětlovat pouze tu část bez mikrofonu, sám žádný vhodný nemám.
Podle uvedených obrázků je potřeba sestavit obvod, níže uvedená ukázka mojí "konstrukce" slouží spíš jako ostudný příklad toho, jak se to dělat nemá, celé se to dá pěkně zabudovat do euro krabičky. Věci nepotřebné pro verzi bez mikrofonu jsou přeškrtány, jeden dvojtý přepínač a rezistor není potřeba. Ve schématu je na něm označen trvalý stav propojení. Seznam součástek: referenční rezistor 27Ohmů 10W, 1% rezistory: R1, R3 - 8k2; R2, R4 - 910; R6 - 1k; D1, D2, D3, D4 - Zenerova dioda 4,1V (nebo drobet méně) 0,5W; jednoduchý páčkový přepínač, stereo Jack samec. Jak si vyřešíte krabičku a konektory mezi zesilovačem, obvůdkem a reproduktorem nechám na vás. Stíněný kabel musí být pro výstup do zvukovky. Výstup ze zvukovky vede do zesilovače, z jeho repro výstupu pak signál jde do vstupu obvodu (zesilovač). Výstup pro měřený měnič je označen (repro), výstup pro zvukovou kartu též (line-in PC).
Zvuková karta je chráněna zenerovými diodami. Zesilovač se musí ochránit sám, tím myslím, že musíte brát v potaz jmenovitou impedanci měřeného repra a zesilovače. Kupříkladu na mém Technicsu je přepínač mezi 4 a 8Ohm impedancí. Nicméně při hlasitostech, za kterých se měří, se celkem nemůže nic stát. Na zesilovač nesmí být po dobu měření zapojena jiná než měřená reprosoustava či měnič. Např na zapojení do B svorek zapoměňte, v drtivé většině případů bývají A s B paralelně zapojeny a nelze třeba pouze A vyřadit z provozu. Za schéma ani bezpečnost neručím, nevymýšlel jsem ho! Nejsem vzdělaný jako elektrotechnik, popisuji zde pouze způsob, jakým to dělám já a jak mi to funguje.
Před zapojením je potřeba v Ovládání hlasitosti (Start/Programy/Příslušenství/Zábava/Ovládání hlasitosti), po přepnutí na záznam (Soubor/Vlastnosti/zaškrtnout záznam a vybrat Line-in/OK), sundat hlasitost vstupu asi na polovinu. V přehrávání nastavte Wave a Master Volume na maximum. Okno si nechte otevřené. Toto nastavení je možné, a někdy i nutné, udělat v ovladačích zvukové karty. Na potenciometru zesilovače nastavte minimální hlasitost a zapojte vše podle schématu včetně měřeného reproduktoru/reprosoustavy.
Otevřete soubor Limp.exe. Poprvé je potřeba nastavit hodnotu referenčního rezistoru na 27Ohmů v okně Setup/Measurement skupina Measurement config, v tomtéž okně - skupině Frequency Range nastavte Low cut-off na 5Hz. V Setup/Graph nastavte impedanční rozsah od 0 až třeba k 100Ohmům, frekvenci opět od 5Hz. Můžete se pustit do měření.
Tlačítkem CAL (calibrate), v horní části okna programu, otevřete okno, zmáčkněte tlačítko Generate, na zesilovači dolaďte hlasitost na úroveň šepotu, aby ste zkrátka něco slyšeli. Překročit určitou mez hlasitosti nesmíte, nelíbí se to zesilovači, ale to určitě poznáte časem (doporučuji to nezkoušet na výškovém reproduktoru). Generátor šumu ukončíte opětovným stisknutím tlačítka Generate. Zmáčkněte tlačítko Calibrate, souběh kanálů by měl být menší než 2dB. Obvod přepněte do polohy měření, červeným trojůhelníkem měření začnete, puntíkem ukončíte. Pokud se v měření objevují nečekané hrby např. na 50Hz, zvyšte trochu hlasitost. V levo je ukázka měření dvoupásmové bassreflexové reprosoustavy s Monacorem SPH-170C a Seasem 25TAF/D.


Měření TS parametrů měniče se provádí obdobně přes kroky kalibrace a měření. Po ukončení prvního měření zvolte Overlay/Set as overlay a přidejte hmotnost na membránu, nebo měnič zabudujte do ozvučnice známých rozměrů. Poté proveďte další měření. Výsledné TS parametry obdržíte po vyplnění dat a pomocí tlačítka Calculate v okně Analyze/Loudspeaker parameters - Added Mass nebo Closed box method. To už záleží, jestli jste přidávali hmotnost nebo poddajnost. Trojci parametrů je potřeba vyplňovat s desetinnou tečkou, protože, co je za čárkou, program nebere v potaz.
V zájmu přesnosti je vhodné přidávat hmotnost o velikosti asi 50% odhadnuté hodnoty Mms reproduktoru, případně měnič zabudovávat do ozvučnice odpovídající jeho průmeru. Ve škole nás učili provádět víc měření a ty průměrovat. Osobně při měření používám přidanou zátěž - mince. Hmotnosti českých mincí jsou takovéto: 50h 0,9g; koruna 3,6g; dvojkoruna 3,7g; pětikoruna 4,8g; desetikoruna 7,62g; dvacetikoruna 8,43g; padesátikoruna 9,7g (výrobní tolerance od 1/10g až po 1/4g). Pro větší měniče se dají používat vakuově balené potravinářské výrobky, přesnější kuchyňská váha na větší basáky stačí. K 18" např dobře sedly dvě čínské polívky po 50g :). Po letmém pohození předmětu na membráně se někde v řádu stovkek hz objeví hrbík, který je způsoben nepevným uchycením hmotnosti, není potřeba ho řešit.
Poslední vývoj je takový, že pro mikroměniče používám padesátníky a pro zbytek uřízlou asi 50mm odpadní trubku, na konci ve třech bodech opatřenou oboustrannou lepící páskou. Před prvním přilepením je potřeba pásku trochu umatlat, aby tolik nelepila. 10g hmotnosti mi zatím stačilo pro rozměry 4" až 8".
Závěrem bych rád poděkoval Kyselimovi, který mě na Artu navedl a poradil.