TS paraméterek számítása 2. rész

Elöljáróban annyit leszögeznék ,hogy nem igazán az általánosan ismert eljárást használom , minden bizonnyal nagy vitákat fog eredményezni. :-) Az utolsó fontos TS paraméter a Vas . Ennek meghatározásához szükségünk lesz egy ismert térfogatú zárt dobozra, amiben jól tömítetten rögzíthető a mérendő hangszóró. A következő felsorolás ajánlott dobozméreteket tartalmaz.

Ø 130 (5") - 3,5 Liter
Ø 200 (8") - 15  Liter
Ø 250 (10") -30 Liter
Ø 300 (12") - 60 Liter
Ø 380 (15") - 120 Liter
Ø 460 (18") - 170 Liter

Első dolgunk a doboz belső térfogatának kiszámolása legyen , a kivágott kör alakú nyílást is ki kell vonni. Ehhez egy segédprogramot használok ,amit excelben hoztam össze.

A beállítások sorban :

• Hsz átmérő - ezt egy mérőszalaggal lemérhetjük.
• Hsz metszeti átmérő - Kicsit bonyolultabb de nem kell megijedni. Egy fehér cérnával le lehet mérni ,úgy hogy a kezdethez kötök egy csomót , végénél megjelölöm egy filc-el. amit  könnyedén lemérhetjük egy mérőszalaggal. Így akár a recés hangszórók pontos felületét is megkaphatjuk, négyzetcentiméterben . Jele :Sd
• A doboz előlapján kivágott kör átmérője mm-ben
• A doboz előlapjának anyagvastagsága
•  A hangszóró belső térfogata, és a kivágott kör összesen, amit hozzá adunk a dobozunk pontosan kiszámított térfogatához. Ezt nevezik Vb -nek.

A metszeti átmérő lemérése cérnával.

Szereljük be a dobozba a hangszórót , körbe a peremet tömítsük. Erre a célra alkalmas a FIDEKA , vagy a TEROSTAT tömítő.

A LIMP-ben legyen benn a hangszóró doboz nélküli mérése. Válasszuk az Overlay/Set as overlay menüpontot ,amitől besárgul a görbe. Most mérjünk újra  , láthatóan az Fs jól megemelkedett.

CFs=70 ,de inkább nevezzük Fb-nek

Az én dobozom belső térfogata 15.75 liter + 1.48 liter = 17.23 Liter =Vb

Vas =( Vb*((Fb^2/Fs^2)-1) = 155.47 Liter
Sd = 377 cm2 lenne ha a kúp felületét néznénk de általánosságban a hasznos átmérőből számolják a kör területét  (D/2)^2*Pi = 359,68 cm2 lesz , a továbbiakban én is ezzel számolok.


A számításokat elvégezhetjük egy gombnyomásra is , Analyze menü, Closed box method menüpontjának választásával, és értelemszerű kitöltésével. De furcsa értéknél ellenőrizzük le kézi számítással is.

Itt letölthető a hangszóró felületét számoló excel tábla.

TS paraméterek számítása

Ha már sikerült ,az előzőekben leírt módon felvenni egy hangszóró impedancia menetét , akkor már annak alapján könnyedén számolható az összes TS paramétere a Vas kivételével.

Kezdjük a legegyszerűbbel : Fs , ez a rezonancia frekvenciája a hangsugárzónknak . A LIMP -ben tudunk egy sárga függőleges vonalat kattintásra húzogatni .Álljunk be a görbe csúcsához ,és olvassuk le alul . Nálam  Fs=22.11 Hz. Jegyezzük fel azt is , hogy Fs-nél mennyi volt az impedancia.nevezzük  Zmax nak , ez nem TS paraméter hanem majd a számításokhoz fog kelleni. Zmax=32,71 Ohm

 A következő az Re. A hangszóró egyenáramú ellenállása. DMM-el lemérhetjük, de ne felejtsük el levonni a mérőzsinórok saját ellenállását. Re=6.7 Ohm .Ezután szükség van egy közbenső számításra nevezzük csak simán Zx -nek .
Zx=Gyök (Re * Zmax)=14,804 Ohm

Most meg kell  keresni az impedancia görbén azt a két pontot ,ahol az impedancia Zx értékével azonos vagy nagyon közeli értéket vesz fel. Nevezzük el F1 nek és F2 nek. F1=12,42 Hz ; F2 = 38,11 Hz

  QMS = (Fs*GYÖK(Zmax/Re))/(F2-F1) = 1,90
  QES=    QMS/((Zmax/Re)-1)                  = 0,49
  QTS=    QMS/(Zmax/Re)                        =0,39


Van még egy az EBP , ez nem TS paraméter de néha szokták használni. EBP=Fs/QES=45

Ezek alapján könnyedén elkészíthet  mindenki magának egy kis EXCEL számoló táblát, vagy a LIMP gombnyomásra kiszámolja helyettünk , ha ellátogatunk az Analyze menüpont , Closed Box method menüpontjához.

De az én táblám is használható.

Impedancia mérés ARTA-val.

Kicsit módosítanék ,mert az ARTA egy 3 db-os programcsomag ,ARTA, STEPS, és a LIMP. Mi az utóbbit fogjuk használni.

Az ARTA programcsomag SHAREWARE , két fajta licenc van hozzá , magánszemély 79 € -ért , többfelhasználós licenc 149 €-ért vásárolható meg. De a lényeg az ,ha kulcs nélkül használjuk akkor DEMO módban használható teljes funkcionalitásban , kivétel a mentés és a töltés funkciók. Nagy ajándék ez a program fejlesztőjétől Ivo Mateljan -tol.

Első lépésként látogassunk el az ARTA honlapjára , és töltsük le a legfrissebb verziót.

• Csatlakoztassuk az ARTA-BOX -ot a hangkártyánk bemenetéhez (kék)
• A mérőerősítönk bemenetét kössük össze ,a hangkártya kimenetével (zöld) A jobb csatornát használjuk azaz RIGHT , és ha egy olyan kábelt veszünk ,mint én akkor a fekete RCA dugót kell használni.
  
• A mérőerősítő kimenetét ,egy alkalmas hangszóró vezeték darabbal kapcsoljuk össze az ARTA BOX , To Power Amp OUT feirtatú csatlakozójával
  
• Az ARTA BOX , LOUDSPEAKER csatlakozójára egy alkalmas mérővezetéket kapcsolunk. Nálam ez két kroki csipesz . De ha ráforrasztjuk a hangszórót abból rossz kontakt nem lehet.
• Mielőtt bekapcsolnák a mérőerősítőt ,ne feledjük lehalkítani!
  

Mostmár elindíthatjuk a LIMP-et. Első utunk Setup / Audio Devices menüpont legyen ,itt beállíthatjuk a használni kívánt hangkártyát. Ez akkor hasznos ,ha több hangkártyánk is van a gépben , akár két eszköz egyidejűleg.

Menjünk a Setup / Measurement fülre. A beállítandók sorban:

• Reference channel :  Left
• Reference resistor : 27  - Az ARTA-BOX megépítésekor ezt lemértük pontosan.
• High cut off -Low cut off : 20000-20 - itt be lehet határolni a mérést
• Sampling rate : a hangkártya által még támogatott legmagasabb érték
• FFT size : 65536 - de lehet kísérletezni vele
• Averaging : Linear
• Max averages: 10 - az átlagolások számát adja meg
• A Stepped Sine mode-nál levő beállítások most nem érdekesek.
• OK
  

Az ARTA-BOX -ot kapcsoljuk át ebbe az állásba.

Menjünk a hangkártyánk mixer beállításaihoz és tiltsuk le az összes kimenetet kivétel a Hangerő és Hanghullám . A bemenetek közül válasszuk ki a Vonalbemenetet. Hangkártyánként eltérő lehet a kinézet , és az elnevezés , de mindegyiknél be lehet állítani.

Katt a CAL gombra ,és válasszuk a Generate gombot. A zöld csíkot kb -10 dB értékre állítsuk be ,a mérőerősítő hangerő szabályzójával. Ha ez megvan akkor a Calibrate gomb lenyomásával ,bekalibrálja magát a mérőmű. Nálam bevált , hogy kalibrálás idejére a két kroki csipeszt összeakasztom. A Status ablakban a kalibráció sikerességéről kapunk tájékoztatást.

Ezek-után az ARTA-BOX ot kapcsoljuk mérés állásba.

Mivel szeretünk alaposak lenni ellenőrzésképpen lemérünk egy ismert értékű ellenállást, amit a  kroki csipeszekkel fogunk meg. Katt a piros háromszögre , ekkor elindul a mérés, és ahogy az átlagolással halad ,úgy simul ki a zöld csik.

Valami hasonlót kell kapnunk. Az én ellenállásom 10 ohm-os , ez jól leolvasható.

Eztán jöhet a hangszóró. Mérésnél ,legyen csend, ne érjen semmi se hozzá. A legjobb az lenne ha satuba lehetne fogni. Az olyan hangszóróknál amiknek ki van fúrva a pólusvas ,azt szabadon kell hagyni. Ezt 4 db FIDEKA ,TEROSTAT  ,vagy akár gyurma golyóval szoktam megoldani, úgy hogy a hangszóró ezeken ül. Ezeket kell használni a hangszóró beépítésénél, persze a gyurma erre a célra nem jó.

Így néz ki az ,én mérésem . Ez egy hangszóró impedancia görbéje . Ebből meg lehet határozni a Thiele-Small paraméterek nagy részét.Fs ,QMS ,QES ,QTS. Ezenkívül még nagyon fontos a Vas paraméter ,de ezt majd egy külön cikkben írom le.

ARTA BOX

Először bemutatnám a Thiele-Small paraméterek méréséhez szükséges felszerelést.

ARTA BOX :

Elkészítése nem igényel nagy felkészültséget , kb 2000 Ft anyagárban , már szép minőségben elkészíthető.

Az alkatrészekről: a 910 Ohm -os ellenállásokat 10k és 1k ellenállások párhuzamos kapcsolásával készítettem el, de ha van 910 Ohm akkor azt is nyugodtan beépíthetjük. A 715 ohm, 1k2 és 1k8 értékű ellenállások párhuzamos kötésével, és párba válogatásával könnyedén elkészíthető.A beszerezhetetlen 4V1 zener diódák helyett ,én 5V1 -et használtam, de létezik 4V3 -as is. A 27 Ohm-os teljesítmény ellenállás pontos érékét célszerű lemérni ,és feljegyezni , mivel számítanak a tizedek is. Digitális multiméter esetében ne felejtsük levonni a mérővezeték saját ellenállását is. 27 Ohm/17W ellenállást nem kaptam ,csak 10W -ot , eddig elegendőnek bizonyúlt.Ha van lehetőségünk akkor a boltban méréssel válasszunk ki egy 27 Ohm-os pélányt. ;-)

 

Itt az ARTA-BOX kapcsolási rajza látható .

Az elkészítés: Olyan méretű dobozt válasszunk amire fel tudjuk szerelni a csatlakozókat a fenti kép szerint. Ha ez megtörtént , érdemes kinyomtatni a huzalozási rajzot , és az elkészült kötéseket ,ezen áthúzkodni.Így minimálisra lehet csökkenteni a hibalehetőségeket. A kötésekhez használjunk vastag vezetékeket , a jobb oldali árnyékolt legyen.

Ezen  ,vagy ezen a linken megtalálható az ARTA BOX elkészítési leírása.

Szükségünk lesz még egy mérő erősítőre.

Nálam eddig bevált a TDA2030 IC erre a célra. Nem kell nagy dolgokra gondolni , egy olyan trafó már elég bele ami le 1A áram ladására képes ,12-18 volt feszültségen. Nálam ez 15 V/2A. A táp szimpla ,nem stabilizált , a puffer 2200uF /25 V.Az erősítő az adatlap alapján készült. Nagyon egyszerű , csak egy kimenet , egy bemenet , és egy hangerő szabályzó van benn. Az IC kivételével minden alkatrészt a fiókból "kukáztam" össze. :)

 Innen le lehet tölteni a TDA2030A-hoz tartozó nyáktervet,amit az EAGLE-vel lehet megnyitni.

Ezenkívül még szükség van némi kábelra is.

Mindenképpen szükség lesz egy jó minőségű hangkártyára a számítógépünkben .

• RME Fireface 800, RME HDSP
• Duran Audio D-Audio, EMU 1616m, EMU 0404USB
• M-audio Audiophile 2496, USB Transit, Delta 44,
• Terratec EWX 24/96, YAMAHA GO46
• Digigram VxPocket 440 - a notebook PCMCIA card
• Echo Layla 24
• TASCAM US-122 - USB audio
• ESI Quatafire 610, U24 USB and Waveterminal,
• Soundblaster Live 24 and Extigy-USB (but only at 48kHz sampling frequency),
• Turtle Beach Pinnacle and Fuji cards,

De impedancia méréshez SB Live! 4.1-esek, illetve szinte bármi, ami fullduplex üzemben működik 48k 16 bit módban. Mostanság az alaplapi integráltak is megteszik.