Az integrált Arta Box bekalibrálása.

Kalibráció nélküli mérés, csupán két egymásután mért érték összehasonlítására ill különbségeik meghatározására alkalmas. Mindazonáltal még így sem lehetünk biztosak az eredmény pontosságában, mivel például könnyen túlvezérelhetjük a hangkártyánkat úgy, hogy nem is érzékeljük azt. Nagyon valószínű, hogy a mérési eredmény nem megbízható lesz. A rendszert több részre oszthatjuk ami végül-is egy mérési lánc.

Hangkártya kimenet -> Végerősítő -> Mérendő hangsugárzó -> Mikrofon -> Mikrofon erősítő ->  Hangkártya bemenet

Első lépésként a hangkártyát kell ellenőrizni, hogy el tudjuk dönteni alkalmas-e a céljainkra. Egy ún. loopback kábellel kössük össze a a hangkártya kimenetét a bemenettel, és az Arta-t váltsuk SPA módba. A bemeneteket a minimum fölé a kimeneteket húzzuk teljes hangerőre és az egyéb hangot módosító effekteket kapcsoljuk ki(pl. equalizer). Amennyiben az Arta-Box-unk előlapjára kivezettük a jeleket RCA-ra is akkor akár ott is össze lehet kötni. Az ügyesebbek akár egy kapcsolót is szerelhetnek az előlapra.

Loopback kábel

A Generator / Configure menüben a következő beállításokat tegyük meg:



A Setup / Measurement menüben:



A Setup / Sprectum Scaling menüben pedig:

Kilépve a főmenübe a piros háromszög lenyomásával elindítható a mérés. Az alul pirossal írt RMS értékét -3dB közeli értékre kell beállítani a bemeneti hangerő csúszka állításával. Amennyiben a THD és a THD+N értéke kisebb mint 0,01% akkor nagyon jó minőségű a hangkártyánk és 0,1% -ig még megfelelő a céljainknak, azaz a harmonikus torzítás kellően kis mértékű. Az alábbi képen egy integrált hangkártya mérése látható.

A folytatáshoz váltsuk IMP módba és a piros háromszögre kattintással egy Impulse response measurement ablak nyílik meg , ahol a következő beállításokat tegyük meg.

A Generate gombra kattintás után a két zöld sávot kell látni, amennyiben piros vagy sárga lenne akkor a mixerben a húzzuk le a hangerőt addig, hogy a zöld csík -10dB ~ -20dB közé nem esik. A record gombra kattintás után elvégzi a mérést. Most kattintsunk a jobb oldali 2FR bordó és zöld színű ikonra, hogy megkapjuk a hangkártyánk átviteli görbéjét. Minél egyenesebb annál jobb. A ±0,5dB még elfogadható, de az igazán jó minőségűek ±0,1-en belül vannak. 20Hz-20000Hz-ig értékeljük ki. Ezek-után el tudjuk dönteni, hogy a rendelkezésre álló hangkártyánk megfelelő-e a céljainknak.

Manapság az integrált hangkártyák is megfelelő minőségűek.

Ezután már csak azt kell kiderítenünk mekkora a maximális kimenőjele, és a bemeneti érzékenysége a hangkártyának. Így biztosan nem fordulhat elő az az eset, amit feljebb említettem, hogy túlvezérelt jellel mérünk és ezáltal meghamisítjuk a mérésünk eredményét.

Mielőtt továbblépnénk le kell ellenőriznünk a multiméterünket, mennyire megbízhatóan mér váltakozó feszültséget 2V-os méréstartományban. Ehhez egyszerűen csatlakoztassuk a hangkártya bal oldali kimenetéhez, és a Limp sinus generátorával 10-20000Hz-ig mérjünk ugyanolyan amplitúdójú jeleket. Ezeket az eredményeket ábrázolva egy diagramban lesz egy lineáris tartomány ami jó esetben 100-1000Hz között található. Egy True RMS mérésére alkalmas eszköz az egész tartományban lineáris lesz, illetve elfogatható határokon belül marad. Akinek van oszcilloszkópja az azzal is ellenőrizheti, illetve inkább azzal. A lényeg számunkra az, hogy az 400 Hz-es mérés a lineáris tartományon belül legyen.

Az én UNI-T UT33A multiméterem

A Setup/Audio devices menü tulajdonképpen a kalibrációs adatlap. A fenti Soundcard mezőben a hangkártyánk be és kimenetét kell kiválasztani. Amennyiben kiemelkedő minőségű hangkártyánk lenne akkor a Wave Format mezőben a 24bit egyéb esetben a Float legyen kiválasztva.

I/O Amplifier Interface mezőben a hangkártya ki és bemeneti érzékenysége fog szerepelni, valamint a beépített végerősítő és mikrofon erősítő erősítési értékei. Ezek mérését bővebben is ki fogom fejteni. Végül a Microphone mezőben tegyük be a pipát és a Left Ch legyen kiválasztva. Ha Panasonic WM61A  kapszulánk van akkor a Sensitivity mezőbe 6 mV/Pa legyen beírva az adatlap alapján. Ezeknek a mezőknek az értékeit még demó módban is el lehet menteni és akár visszatölteni.


Elsőnek a sensitivity mezőket fogjuk kitölteni. Setup / Calibrate menüben a bal oldali mező a hangkártya kimeneti érzékenységének lemérésére használható. A kimeneti hangerőt húzzuk a maximumra és katt a Generate 400Hz Sinus gombra. Output level -3dB. A DMM-el mérjük meg a bal csatorna kimeneti jelét. Ha az integrált Arta Box előlapjára szereltünk RCA-t is akkor most nagy hasznát vehetjük. A stop gomb lenyomása után írjuk be a 3-as mezőbe a mért értéket és katt az Estimate gombra. Végül a Accept gombal elfogadhatjuk a becslés eredményét, és a mért érték bekerül a megfelelő rekeszbe a kalibrációs táblában.

Most ,hogy ismerjük a hangkártyánk kimeneti jelének nagyságát, meg kell mérni a maximális bementi feszültséget.  Setup / Calibrate menü középső menüjében elsőnek a bal csatornát válasszuk ( ez egyébként 3.5mm -es jack hegye). Most szükség lesz egy RCA-"loopback" kábelre és át kell hidalni a hangkártyánk bal kimenetét a bal bemenettel.

A be -és kimeneti csatornák hangerejét húzzuk a max-ra. Kezdésnek az output level értékét -20dB-re állítjuk és mérjük meg DMM-el (Generate gomb). A mért értéket a középső mező 2-es cellájába kell írni. Nálam 119 mV. Most rányomhatunk az Estimate max Input mV gombra. Akkor jó ha a felső zöld csík -10 dB ig megy ki. Ha nem így lenne akkor a -20dB értékét kell csökkenteni, és természetesen mérni kell DMM-el is. Ismételjük meg a right csatornával is és az Accept gombbal bekerül az érték a kalibrációs táblába. Ezzel a hangkártyánk be van mérve és állítva.

A folytatásban kiszámoljuk az Ext right preamp gain értékét az alábbi képlettel. (A két függőleges vonal a replusz műveletet jelenti.)

R1 és R2 az Arta Box-ba épített L-Pad ellenállásai. A Zin a hangkártya bemeneti impedanciája, a 10k az egy tipikus érték. Ha ezeket az ellenállásokat használtuk akkor egyszerűen csak írjuk be: 0.0923

Az Arta tizedes pont-al dolgozik! Nem vesszővel...

Már csak két mező maradt az egyik a Power amp gain, ami tulajdonképpen az Arta-Box-ba épített végerősítő nyeresége, a másik az Ext.left preamp gain ami a mikrofon erősítőé.

A beépített végerősítő nyeresége, mindenkinél más lesz, hiszen a tápfeszültségek is eltérőek lehetnek, a beépített hálózati transzformátortól függően. Ennek az értéknek FR1 módban van jelentősége. A méréséhez egy speciális kapcsolást kell létrehozni ideiglenesen. Erre az Arta Box alapkapcsolása nem képes, de könnyen átalakíthatjuk. Forraszuk le mindhárom kapcsoló középső vezetékét, és egy RCA "loopback" kábellel hidaljuk át a bal kimenetet a bal bemenettel. Aki az ajánlásnak megfelelően ON-OFF-ON kapcsolókkal építette meg annak elég középállásba váltani, és természetesen ar RCA-val áthidalni.

Az alábbi képen az általam 'átláthatóvá tett Arta Box kapcsolása látható, ahol jól lehet tanulmányozni a fent leírt módosításokat.

A méréshez az alábbi beállításokat tegyük meg FR2 módban. Már nem írom csak a képeken bejelölöm.

Generator  / Configure

Setup / Audio Devices

Jobb oldalon a SET gomb

Setup / Measurement

Végezetül ha mindent jól csináltunk akkor az alábbihoz hasonló eredményt kell kapnunk a mérés elindítása után.

1000 Hz-nél leolvasott értéket el kell osztani 20 -al és a 10-et kell hatványozni vele.

Power Amplifier Gain = 10^(28,04/20) = 25.235

Ha most FR1 módba váltunk, akkor 0dB környékén kell mérnünk kb ±0,5 dB pontossággal. Az hogy miért nem pontosan 0, arra eddig nem sikerült rájönnöm, de szerintem fél dB nem olyan nagy eltérés. Talán az ellenállások pontatlansága, vagy a vezetékek belső ellenállása okozhatja. Ha szükségesnek látjuk akkor a számolt értéket korrekciózhatjuk. Ez az érték csak FR1 módban számít. Ezzel a módszerrel lemérhetjük a beépített mikrofon erősítőnket és az L-Pad-ek tényleges csillapítását is akár. 

Végül a mikrofon korrekciója maradt. Az Ext. left Preamp Gain és a Sensitivity együtt adják ki a szükséges értéket. Ha ismert a mikrofon érzékenysége akkor beírhatjuk. Pl Panasonic WM61A esetében ez 6 mV/Pa. Ha nem, vagy nem bízunk benne akkor inkább írjunk 1-et és a maradék egészbe n kerül meghatározásra. Szükség lesz a továbbiakban egy mély-közép hangszóróra és egy hozzá méreteiben illő zárt dobozra. Az elv a következő: lemérünk egy mély-közép hangszórót a Limp-el, a görbét rámásoljuk az overlay-ra, dobozba építve újra lemérjük. Az Analyse / Closed box methode menüben kiszámoljuk a T/S paramétereket. Ami tartalmaz egy átlagos hangnyomás értéket is. Mi ehhez az értékhez fogjuk hozzáigazítani a mérőrendszerünket.

A mély-közép mérése doboz nélkül.

Beépítve egy 15.2 liter-es zárt dobozba, az előző mérés az overlay-en.

A kikalkulált T/S paraméterek.

Nyissuk meg a Pasive Crossover Designer-t és válasszuk a Box Response and Impedance modelling tools-t

A Limp-ben kiszámolt T/S paraméterek alapján méretezzünk zárt dobozt, a VAB-hoz  a mérődobozunk térfogatát kell írni. A kész görbét mentsük el egy .frd fájlba. 

Ne feledjük a tizedes vesszőket pontra cserélni. :)

Csatlakoztassuk a mérőmikrofont az egységhez és állítsuk be 1 cm távolságra a még dobozba szerelt hangszóró porvédőjétől. A következő beállításokat FR2 módban végezzük el.

Set gomb a jobb oladlon

Setup / Audio Devices

Generator / Configure

Setup / Measurement

Ezek után elvégezhetjük a mélyközép hangszórónk közeltéri mérését. Ha elkészült akkor IMP módba kell váltani és a jobb oldali zöld-bordó 2FR módot. Az Overlay / Load target response menüben töltsük be a lemért T/S paraméterekből modellezett .frd fájlunkat. Ha grafkon függőleges tengelyét 50 dB -re állítjuk akkor kb egy ilyent kell látnunk.

Most ki kell számolni azt, hogy mennyivel mértük magasabb hangnyomást azáltal, hogy 1 cm távolságról mértünk egy méter helyett.
a= 16,5  -  a mért hangszóró átmérője. (Én a membránszél közepétől szoktam mérni)
d= 1       -  a távolság cm ben megadva
PNF = +20 log ((a/2d)/200)
PNF = +20 log ((16.5/2)/200)
(számológépen ezeket üsd be 0,04125 log *20)
PNF =  27.69 dB

Edit / Scale level menüben megadva a kiszámolt értéket a zöld csík lejjebb ugrik.

A maradék a kalibrációs érték.

Az Edit / Scale level menüben további értékek megadásával , rá kell illeszteni a zöld görbét a pirosra.

Nekem összesen -27.5dB -t kellett beírnom ahhoz,hogy fedjék egymást.

Gain = 10^(27.5/20)
Gain = 23.714

A kapott értéket írjuk a Sensitivity mezőbe.

Ezzel el is készültünk. A következő mérést 1m távolságból végezve 90dB magasságában kell lennie a görbénknek. Ha van a mikrofonunkhoz kalibrációs fájlunk akkor azt töltsük be a Setup/Fr compensation menüben. Az általam használtat itt lehet letölteni.

Amennyiben elakadnál valahol, akkor vedd fel a kapcsolatot velem és segítek megoldani.