Home

LIMP-Handbuch

1. 10 19 20 6 907 V Line amp Kopfh rer Ausgang Type Stereo 6 3mm Klinkenbuchse Max Ausgangspegel 4dBV THD N 0 003 A gewichtet Ausgangsleistung 100mW Max 32 ohm Impedanz 32 600 ohm Bild 2 1 4 Soundkarte Kopfh rerausgang Spezifikation ESI UGM96 ITTTTTTe LINE IN HEADPHONE S i si L L R Yo A 4 Kollitja 7 1 0777 Bild 2 1 5 Praktische Umsetzung von Bild 2 1 2 Bild 2 1 5 zeigt die praktische Umsetzung von Bild 2 1 2 Eine derartige Ausf hrung ist nicht zwingend erforderlich hilft jedoch bei der Vermeidung von Fehlern z B der Besch digung der Soundkarte Seite 8 von 34 LIMP 2 1 2 Impedanzmessung mit Leistungsverst rker Um die begrenzte Stromlieferf higkeit eines Kopfh rerausgangs zu umgehen kann er durch einen Leistungsverst rker ersetzt werden F r die Impedanzmessung ist das nicht unbedingt erforderlich f r akustische Messungen aufgrund des h heren Leistungsbedarfs jedoch unabdingbar In dieser Anordnung Bild 2 1 6 darf der Referenzwiderstand n ederohmiger sein die Empfehlung aus dem Originalhandbuch ist Rrer 27 Ohm Loudspeaker soundcard Bild 2 1 6 Impedanzmessung mit Leistungsverst rker Bei Verwendung eines Leistungsverst rkers muss beachten werden dass die Spannung am Aus gang des Leistungsverst rkers erheblich h her sein kann als am Kopfh rerausgang und somit die Eing nge der Soundkarte bersteuert oder gar besch digt werden k nn
2. 5 4 gms 3 12 Mms 9 20 grams Rms 0 309186 kgls Cms 0 001078 mM Yas 9 72 liters Sd 80 12 cm 2 El 6 597049 Tr ETA 0 33 Lpz gavi imi 58 97 dB Membrane diameter cm 10 1 Optimization Estimate TSP by L5E minimization r Estimate voice coil resistance Re u Estimate lossy inductor model Le L2IIR2 io Export Cancel te Eeo ne parameters Copy Ok Closed Box Method Box volume 5 40 liters Diameter 10 10 cm Bild 3 9b Berechnete TSP Durch Copy k nnen die errechneten Werte als ASCII in beliebige Dateien kopiert werden Die Ausgabe erscheint wie im Bild 3 9b gezeigt Seite 24 von 34 LIMP 34 TSsP Ermittlung Massemethode Die Prozedur zur Ermittlung der Thiele Small Parameter nach der Massemethode l uft wie folgt 1 Kalibrieren 2 Testmasse festlegen In Abh ngigkeit vom Durchmesser Membranfl che des zu messenden Lautsprechers ist ein Testmasse mit passendem Gewicht zu beschaffen Auch bei der Massemethode Bild 3 2 soll durch Aufbringen einer Zusatzmasse eine Reso 1000 nanzverschiebung zwischen 20 und 50 erreicht werden Eine Zusatzmasse in der Gr enordnung der Membranmasse Mymp f hrt in etwa zu einer Senkung der Resonanzfrequenz von 30 son Sollte die Membranmasse nicht bekannt sein so kann mit nebenstehendem Diagramm eine grobe Absch tzung vorgenommen werden Beispiel Bei einem 8 Zo
3. Unterlage eine zus tzliche Resonanz erzeugt wird Seite 17 von 34 LIMP i Magnitudeiohms Impedance Ar Magnitudeiohms Impedance Avg d Avg 1 Darm DDSaTM 10 20 50 100 10 20 50 100 Cursor 201 75 Hz 7 88 Ohm Frequency Hz Cursor 201 75 Hz 8 21 Ohm Frequency Hz B110 Horizontal harte Unterlage blau Schaumstoff rot B139 harte Unterlage blau Schaumstoff rot Bild 3 3 Einfluss der Messunterlage f r zwei Lautsprecher rot Schaumstoff blau MDF Wenn schon in vertikaler Lage gemessen wird dann sollte zumindest eine feste Unterlage gew hlt werden Ferner sollte bei d eser Lage nat rlich darauf geachtet werden dass eine eventuell vorhan dene Polkernbohrung frei atmen kann Vertikal Horizontal Bild 3 4 Messlage bei der Messung der TSP Bez glich der Auswirkung der Messlage horizontal vertikal auf die TSP des Chassis gibt es in Foren etliche Diskussionen Fakt ist dass sich in vertikaler Lage bedingt durch die Schwerkraft eine Verschiebung der Nulllage der Schwingspule ergibt Ob das von praktischer Bedeutung ist h ngt von den Parametern des Lautsprechers ab Die wirkende Kraft kann mit F m g und g 9 81m s ermittelt werden Richard Small und andere Auto ren empfehlen die Chassis in Einbaulage zu messen also mit horizontaler Lautsprecherachse 7 5 Insofern sollten zumindest die jenigen die sich dauerhaft dem Hobby L
4. r Copy Subtract Overlay war bereits im Abschnitt Kompensation von Messleitungen angef hrt Colors and gnd style W BAN background color Diese neue Funktionalit t er ffnet M glichkeiten die unter ande W Use thick pen rem f r qualit tssichernde Ma nahmen einsetzbar sind Beispiele hierf r w ren die Selektion von Lautsprecherchassis Eingangspr fungen im PA Verleih und anderes mehr Dazu im Folgenden eini ge Beispiele und Hinweise zur Nutzung Substract overlay Add overlay Eine Selektion oder eine Eingangspr fung setzt voraus dass Toleranzen oder Grenzwerte vorgege ben sind gegen die gepr ft wird Wie lassen sich jetzt Toleranzen oder Grenzwerte in LIMP dar stellen Ganz einfach durch Import einer Textdatei mit der Endung TXT oder ZMA Die Er zeugung ist mit jedem Texteditor oder mit Excel m glich Das Dateiformat ist wie folgt freq mag phase 91 1 0 0 0 0 91 1 22 0 00 116 9 0 0 0 0 116 9 22 0 0 0 Tabelle 4 1 ZMA Datei f r die Darstellung von Toleranz grenzen in der Vertikalen hier fs 104 12 9 Hz Bitte beachten Sie dass die Dezimale als Punkt ausgef hrt sein muss j Magnitude ohms Impedance 19 9 17 8 157 13 6 11 5 Avg g 4 73 52 L pane l 3 1 M P 1 0 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k Cursor 10 00 Hz 3 64 Ohm Frequency Hz fs und Ziff 38 Bild 4 1 Toleranzfelder fs 3s und Z f 3s Seite 27 von 34 LIMP Selbstverst ndlich k nnen auch geme
5. volume it 10 Optimization Estimate TSP by LSE minimization Estimate voice coil resistance Re Estimate lossy inductor model Le L2 R2 L3 1R3 Le IR2 IK Bild 3 6 Men Loudspeaker Parameters hier Closed Box Im Bereich Optimization befinden sich 3 Checkboxen und ein Drop Down Feld ber die Check boxen wird die Art der Optimierung gew hlt e Estimate TSP by LSE minimization e Estimate Voice Coil Resistance Re e Estimate lossy inductor model Sofern keine der Checkboxen aktiviert ist wird die klassische Methode zur Ermittlung der TSP an gewendet siehe LIMP Handbuch Abschnitt 5 2 2 Wird Checkbox TSP by LSE minimization aktiviert so erfolgt die Anpassung an die Impedanz kurve durch nichtlineare Optimierung Die G te der Optimierung kann grafisch durch Bet tigung der Funktionstaste F3 kontrolliert werden siehe Bild 3 8a oder 3 8b Wird die Checkbox Voice Coil Resistance Rg aktiviert ermittelt LIMP aus dem gemessenen Im pedanzverlauf den Gleichstromwiderstand Rz der Schwingspule Dies ist besonders interessant Seite 20 von 34 LIMP wenn kein Ohmmeter Multimeter zur Verf gung steht Achtung der per aktivierter Checkbox er mittelte Wert hat Vorrang vor dem eingegebenen Wert f r Re Durch Aktivierung der Checkbox Lossy Inductor Model kommt das im Drop Down Feld ge w hlte Modell f r die Schwingspuleninduktivit t Z x f r die Optimierung zur Anwendung ne na L L E
6. 0 05 Ohm sein Achtung verwenden Sie keine Verst rker mit virtueller Masse Br ckenverst rker f r Impedanzmessungen das k nnte Ihrer Soundkarte schlecht bekommen Wenn Sie nicht sicher sind welcher Bauart Ihr Verst rker ist so erkundigen Sie sich besser vor dem ersten Einsatz beim Hersteller Eine preiswerte Empfehlung die oben genannte Bedingungen erf llt und zus tzlich einem mobilen Einsatz durch geringe Ab messungen entgegen kommt ist der t Amp PM40C von Thomann siehe auch Kompendium Ka pitel 5 4 ARTA MessBox Die ARTA MessBox ist f r Impedanzmessungen nicht erforderlich erleichtert jedoch das Messle ben ungemein Beim Wechsel zwischen akustischen und elektrischen Messungen wird dann das l stige Umst pseln von Kabeln durch das einfache Umlegen eines Kippschalters ersetzt siehe auch Application Note Nr 1 Multimeter DMM Ein Multimeter ist f r das Messen mit LIMP nicht erforderlich jedoch f r die Kalibrierung der ARTA Messkette unabdingbar und dar ber hinaus nat rlich ein n tzliches Werkzeug f r den Messalltag Sofern Sie noch kein Multimeter besitzen sollten Sie sich idealerweise f r ein soge nanntes True RMS Multimeter entscheiden Das Angebot ist gro und auch unter 100 gibt es be reits brauchbare Ger te Kabel Zur Verbindung aller genannten Komponenten sind diverse Kabel erforderlich Sp testens wenn eines fehlt wei man deren Wert zu sch tzen Achten Sie be allen Verbindungen auf Qua
7. 1 2 2 2 Kompensation der Messleitunsen sea nr aa LSB Du Le 14 3 LIMP Ermittlung der Thiele Small Parameter 0000sssssssss000000000000000000000 16 3 1 Vorbereitung der TSP Mess ns u en a 16 31 1 Starkedes Anregsunsssisha a EHE ee 16 gt 12 Bsp le Be ee ee ee Bee Dee sh 17 3 1 3 Einspannbedingungen und Messlage 2200000sennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 17 Sl Erle Spree en ee nee ers 19 3215 Meun Ero Ra eene aaa aa a 19 32 Lautsprechermodelle zur TSP Ermitlluns 22 2 III 20 33 TSP Ermittlung Volumenmeth de nasse a u 23 3 4 TSP Ermitt lin Massemeth8de senmisin ea ea renereenen 25 4 LIMP Arbeiten mit Overlay und Target 00000000000000000000000uuu000000000000n0uu0000000 27 5 LIMP als REC Mele nn rannau PrE Ta VETER PSAN Ei naai 29 6 LIMP Genauigkeit der Messung 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 32 Ti ART ADphEeat ch Nolesann aus uni 33 8 Literaturliste E E A E A 33 9 Index EREE E RAR E E E E E E E E 34 Seite 3 von 34 LIMP 0 Vorwort Aufgrund des mittlerweile betr chtlichen Umfangs und der un bersichtlich gewordenen Struktur des ARTA Kompendiums wurde seitens vieler Anwender eine Aufteilung in separate Handb cher gew nscht Mit dem vorliegenden LIMP Handbuch wird der erste Schritt in Richtung separater Handb cher eingeleitet LIMP ist ein Programm zur Messung von komplexen Impedanzen an Bauteil
8. Bl 3 902635 Tm ETA 0 31 Lp 2 83V 1m 87 55 dB fs Qt 184 26 Bild 3 8b TSP und G te der Anpassung im Modell L3R alle Optimierungsparameter aktiv Wie wir sehen unterscheiden sich die Ergebnisse je nach gew hltem Modell geringf gig Der Quo tient fs Qt differiert um ca 3 die Ergebnisse f r Vas weichen um ca 13 voneinander ab Was hat das nun f r Auswirkungen auf die Abstimmung des Lautsprechers Bild 3 8c zeigt eine AJH S mulation mit den Parameters tzen aus Bild 3 8a Modell L2R 000 schwarz und Bild 3 8b Modell L3R 111 rot Die Interpretation der Bedeutsamkeit der Unter schiede die sich aus den zwei Parameters tzen ergeben bleibt dem Leser berlassen J SPL dB 55 BU r0 65 30 Si 100 200 tat Frequenz Hz Ane 500 Bild 3 8c Simulationsergebnisse f r Parameters tze aus Bild 3 8a und Bild 3 8b Seite 22 von 34 LIMP 3 3 TSsP Ermittlung Volumenmethode Die Prozedur zur Ermittlung der Thiele Small Parameter nach der Volumenmethode l uft wie folgt 1 Kal brieren siehe Abschnitt 2 2 1 2 Testvolumen festlegen In Abh ngigkeit vom Durchmesser Membranfl che des zu messenden Lautsprechers ist ein Testgeh use mit passendem und bekanntem Volumen zu beschaffen Eine k m grobe Absch tzung des erforderlichen Volumens f r das Testgeh use 10 kann mit nachfolgender Tabelle vorgenommen werden Es muss jedoch 13 nicht extra gefertigt werden denn jedes vorhandene G
9. Dazu wird die kurzgeschlossene Mess leitung gemessen Es sollte ein hnliches Ergebnis Inductive impedance at frequency 10044 238Hz wie in Bild 2 2 7 auf dem Monitor erscheinen Set R 29 972 mohm zen Sie den Cursor in etwa bei ca 45 Phasenwin kel und bet tigen den Button RLC in der Hauptme L 974 699 nH n leiste Dann erscheint das rechts gezeigte Men Impedance at Cursor und weist den Widerstand und die Induktivit t an der Cursorposition aus Diese Werte werden in das Men Cable Impedance Compensation bertragen Bild 2 2 8 Beachten Sie dabei bitte die Einheiten Sofern die Checkbox Automatically subtract cable impedance from measured Impedance akti viert ist werden die Korrekturen automatisch in jede Messung eingef gt Cable Impedance Compensation Automatically substract cable impedance from measured impedance C Cable resistance ohm 0 0299 Cable inductance nH 979 Bild 2 2 8 Men zur Kabelkompensation Eine zweite M glichkeit der Kompensation von Messleitungen besteht mittels der Funktion Sub tract Overlay Hierbei wird eine Nullmessung am Messkabel als Overlay gespeichert und nach jeder Messung vom Ergebnis subtrahiert Seite 15 von 34 LIMP 3 LIMP Ermittlung der Thiele Small Parameter LIMP unterst tzt die Ermittlung der TSP nach zwei unterschiedlichen Methoden e im Testgeh use mit bekanntem Volumen Volumenmethode Bild 3 1 a e durch Beschweren der
10. IIR2 Added Mass Method Added mass 11 00 grams Diameter 10 10 cm Export Lance Calculabe Export parameters En em Bild 3 11 Eingabe und Berechnung der TSP 7 Copy Durch Copy to Clipboard oder Export in CSV File k nnen die errechneten Parameter expor tiert werden Sofern mit mehreren Messungen Statistik betrieben werden soll empfiehlt s ch der CSV Export denn dann steht die volle Funktionalit t von Excel zur Verf gung Seite 26 von 34 LIMP 4 LIMP Arbeiten mit Overlay und Target Ab dem Release 1 8 stehen nun auch in LIMP im Men Overlay Overlay Edit View Rect ein Overlay sowie Targets zur Verf gung Die Funktion Set as Bpa i i Set a5 overlay curve Overlay l sst nur die Hinterlegung eines Overlays zu Eine erneu E te Aktivierung der Funktion bernimmt die aktuelle Kurve ins Load overlay curve Overlay und das alte Overlay wird automatisch gel scht Da die Delete overlay curve Overlayfunktion prim r f r die Berechnung der TSP gedacht ist macht diese Einschr nkung durchaus Sinn Die Funktion Set as Set as target curve Target l sst die Hinterlegung beliebig vieler Targets zu Dabei ist i Load target curve jedoch zu beachten dass alle Targets die gleiche Farbe haben Delete target curves Ferner sind im Men Edit mit Add und Subtract Overlay zwei Edit View Record Setup einfache Rechenfunktionen integriert Ein Anwendungsbeispiel f
11. LIMP HANDBUCH Impedanzmessung Thiele Small Parameter TSP RLC Meter Basismaterial ARTA Handb cher amp ARTA Kompendium Dr Heinrich Weber deutsche Bearbeitung und Erg nzungen Dr Ivo Mateljan englische Originalhandb cher Weber Mateljan Version 2 40D Juni 2013 ARTA 1 80 LIMP nderungen Version 2 30D ARTA 1 80 Separierung vom ARTA Kompendium 2727 o o oZ oZ o o O Kompensation von Messleitungen Vorbereitung der TSP Messung Anregungssignal Messlage Einspielen RLC Meter Erg nzungen 6 0 Messgenauigkeit Erg nzungen Seite 2 von 34 LIMP Inhalt 0 NOFWOE Toiora DEPLRFERRERREREUENTERRRRERRRR DER LERERRUUERRRRUENHRRRRRERARRARFEFERT 4 1 LIMP BInlating seee nk 4 1 1 Voraussetzungen f r die Nutzung und Installation usssssssssnnnnnnsnenseseeeeneeeeeeeeeennnnn 4 1 2 Erforderliches und n tzliches Zubeh r ea hr hr I 4 1 3 Pinbelegung von NF Kabeln und NF Steckericunnicdisnann ea 6 2 LIMP Messprinzip und Messaufbau ses000sssssssssnuunnnssssssssssnnunnnnssssssssssnsnnnnnnnse 7 2 1 Messprinzip und praktische Umselzune ae E 7 2 1 1 Impedanzmessung am Kopfh rerausgang der Soundkarte uuusssssesssnnnnnnnnnnnnnnnnnenennnnen 7 2 1 2 I Impedanzmessung mit Leistungsverst rker uusssssssssnnnnnnnnnsssseeneennenennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 9 22 EINMP Bedienunp 2 3 seriellen 10 2 2 1 Grundemstell ngs von LIMP zeiten u US 1
12. Membran mit bekannter Zusatzmasse Massemethode Bild 3 1b V1 Veox VYkonus Bild 3 1a Volumenmethode Bild 3 1b Massemethode Prinzipiell sind beide Methoden gleichwertig jedoch sollte die Volumenmethode immer dann an gewendet werden wenn die Resonanzfrequenz des Lautsprechers sehr niedrig ist Bei Anwendung der Massemethode k nnte die Resonanzfrequenz zu so tiefen Frequenzen verschoben werden dass der lineare Messbereich der Soundkarte verlassen wird 3 1 Vorbereitung der TSP Messung Bevor es ans Messen geht lassen Sie uns noch einige berlegungen zu den Rahmenbedingungen anstellen indem wir dem Master Class Seminar Loudspeaker Parameters von Neville Thiele und Richard Small aus dem Jahre 2008 7 und einer Herstellerempfehlung 9 folgen Dort wurden neben anderen Themen die Bedingungen zur Ermittlung von TSP Parametern Signalst rke Messlage horizontal vertikal Einbau oder Einspannbedingungen und Break In diskutiert 3 1 1 St rke des Anregungssignals Bedenken Sie dass die TSP als Kleinsignalparameter deklariert sind Richard Small empfiehlt den Pegel des Messsignals soweit zu beschr nken dass gerade noch ein sauberes Messs gnal emp fangen wird In der Technical Note 9 von SB Acoustics wird empfohlen Tiefmittelt ner mit circa 1 Volt an der Resonanzfrequenz zu messen Der Standard AES2 2012 8 empfiehlt 0 1 Volt als typische Messspannung In diesem Zusammenhang muss auch beachtet werden
13. Messen a 16 Messlage des Lautsprechers 16 mit Zusatzmasse MESSEN eeeeeeeennneeeennnnn 25 V Verbindungskabel Steckerbele ging use 6 Seite 34 von 34
14. and Ry z B 8 2 Ohm 14 Watt 1 und den Lautsprecher in Reihe e Klemmen Sie eine 1 5 V Batterie an e Messen Sie mit einem Multimeter die Spannung Ugy ber dem Widerstand Ry und die Spannung Urs ber dem Lautsprecher e Der Gleichstromwiderstand des Lautsprechers berechnet sich wie folgt Roc Rv ULs Ury Beispiel 4 Ohm Tieft ner Gew hlt Ry 4 7 Ohm Gemessen Ugy 0 8368 V Urs 0 5591 V Berechnet Roc 4 7 0 5591 0 8368 3 14 Ohm Herstellerangabe 3 10 Ohm Hinweis Ab der Version 1 8 bietet LIMP eine Option zur Ermittlung von Rg aus dem Impedanz verlauf siehe hierzu Abschnitt 3 2 Seite 19 von 34 LIMP 3 2 Lautsprechermodelle zur TSP Ermittlung Ab der Version 1 8 bietet LIMP f r die Ermittlung der TSP neben der rechts gezeigten klassischen Methode 2 10 11 weitere Funktionalit t f r die Ermittlung der TSP Detaillier te Informationen zu den Hintergr nden sind 10 zu entneh men Im Folgenden sollen die Erweiterungen kurz erl utert werden Dazu schauen wir uns die Maske Loudspeaker Pa rameters an Im Bereich User Input m ssen die extern zu ermittelnden Basisparameter in Abh ngigkeit von der gew hlten Methode Masse oder Volumen eingegeben werden siehe auch 3 1 4 3 1 5 Loudspeaker Parameters Closed Box Method Impedance data User Input imax 0 00 ohm Fsoi 5 0 Hz Voice coil Resistance ohms 5 5 Zimin 0 00 ohm Membrane diameter cm 10 1 Closed box
15. autsprecherbau verschreiben wollen den Bau einer einfa chen Haltevorrichtung berdenken in der sowohl die normale Einbaulage als auch eine feste nicht nachgiebige Befestigung realisierbar ist Da auch hier die Gesetze der Physik gelten actio reactio ist zur Erf llung der letztgenannten Forderung ein wenig Masse erforderlich Bild 3 5 Einspannvorrichtungen f r TSP Messung Seite 18 von 34 LIMP Im ARTA Hardware amp Tools Manual aber auch in den einschl gigen Foren findet man hierzu di verse mehr oder minder einfach nachzubauende Beispiele Relativ einfach und preiswert in der Umsetzung ist die L sung in Bild 3 5 rechts 3 1 4 Ermittlung Sp F r die Berechnung der TSP muss die effektive Membranfl che Dp inkl 0 33 bis 0 5 Sicke SD oder der effektive Membrandurchmesser Dp bekannt sein Da neben der Membran auch ein Teil der Sicke mitschwingt ist dieser Anteil mit zu ber cksichtigen blich ist die Einbezie hung von einem Drittel bis zur H lfte der Sicke 3 1 5 Messung von Rpg Der Ermittlung des Gleichstromwiderstandes Rz der Schwingspule kommt hinsichtlich der Be stimmung der TSP einige Bedeutung zu Wenn Sie nicht sicher s nd ob Ihr Multimeter LCR Meter genau genug ist k nnen Sie sich mit dem folgenden Trick behelfen Selbst mit einem sehr einfa chen Multimeter lassen sich mit dieser Methode hinreichend hohe Genauigkeiten erzielen Ry i Us em RW e Schalten Sie einen bekannten Widerst
16. brate Status Seq length 39768 False ae ra m Not calibrated Sampling rate 33000 output Number of averages Output volume dB 1 Input Level Monitor L R 50 Bild 2 2 5 Measurement Setup von LIMP Seite 13 von 34 LIMP Generate wird durch Bet tigung des Buttons Calibrate die Ka librierung der beiden Eingangskan le vorgenommen Nach Ab schluss der Kalibrierung wechselt der Status von Not Calibrated Calibrated for auf Cal brated for Status Seq length 32768 Achtung die Kalibrierung gilt jeweils nur f r die gew hlte Einstel Fs 44100 Hz lung Wenn Sie also die Sampling Rate oder die L nge der FFT Se ei kT quenz wechseln m ssen Sie neu kalibrieren Die ausgewiesene Kanaldifferenz in diesem Beispiel 0 11 dB wird rechnerisch ausgeglichen Wenn die Differenz gt 2 dB ist gibt es eine Fehlermeldung Bild 2 2 6 x N Something is wrong channel difference larger than 2d8 Check whether left and right input channels are connected on generator output Check whether input level controls are at same position Check whether input probes hawe same gain Check whether cables and connectors are OK Bild 2 2 6 Fehlermeldung beim Kalibrieren von LIMP Die Fehlermeldung beinhaltet Hinweise auf m gliche Ursachen f r die Kanaldifferenzen e Richtiger Referenzkanal siehe Bild 2 1 2 Bild 2 1 6 Bild 2 2 4 Gleiche Verst rkung f r beide Eingangskan le siehe Kompendi
17. dass der Energiegehalt der in LIMP zur Verf gung stehenden Messsignale PN Stepped Sine unterschiedlich ist Bild 3 2 zeigt die Impe danzverl ufe f r beide Anregungssignale bei identischer Verst rkung Die rote Kurve gilt f r die Anregung mit Sinus und die schwarze Kurve f r das Rauschsignal Es ist deutlich zu sehen dass das energiereichere Sinussignal erwartungsgem zu einer tieferen Resonanzfrequenz f hrt Es ist bekannt dass sich die Resonanzfrequenz in Abh ngigkeit von der Anregungsamplitude ver ndert Cus 1st keine Konstante Insofern sollte nicht erwartet werden dass unterschiedliche Anre gungsspannungen oder gar Messmethoden identische Ergebnisse liefern Seite 16 von 34 LIMP i Magnitude ohms Impedance 58 5 52 0 45 5 39 0 32 5 Avg 0 Den 5 10 20 50 100 200 500 Cursor 51 74 Hz 36 00 Ohm Frequency Hz SIN rot PN schwarz Bild 3 2 Impedanzg nge bei unterschiedlicher Anregung rot Sinus schwarz PN Wichtig ist hingegen dass der unter den jeweiligen Bedingungen ermittelte Parametersatz in sich schl ssig ist und sich damit zur Berechnung Simulation eignet Bei Hifi Selbstbau wird dazu ein n tzliches Tool namens TSP Check angeboten 12 Ansonsten ist der Vergleich der Quotienten fs Qts ein erster Hinweis ob sich die beiden Parameters tze im Simulationsergebnis deutlich unter scheiden werden 3 1 2 Einspielen Break In Die AES2 2012 9 sagt hierzu Es st wahrschein
18. e Impedance Measurement Bild 3 9 Impedanzgang des LS im Geh use blau und free air rot 6 ber das Men Analyze gt Loudspeaker parameters Closed box method k nnen nun die erforderlichen Parameter Rpc Dp Vr im Bereich User Input eingegeben werden siehe auch Abschnitt 3 1 Seite 23 von 34 Loudspeaker Parameters Closed Box Method x Impedance data User Input Zimax 46 94 ohm Fsol 85 0 Hz voice coil Resistance ohms 5 5 zimin 6 23 ohm Membrane diameter cm 10 1 Overly data Zemax 53 37 ohm Fsoz 50 5 Hz Closed box wolume clit 5 4 z2min 6 15 ohm Freguency shift 40 5 Optimization i optimal shift is 20 to 50 Estimate TSP by L5E minimization m Estimate voice coil resistance Re E Estimate lossy inductor model W Le L2IIR2 Export Cancel Copy OR Calculate parameters k Bild 3 9a Men f r die Berechnung der TSP LIMP Falls die Eingabefelder f r Eingaben gesperrt sind graue Hinterlegung ist noch kein Overlay de finiert Durch Bet tigung von Calculate errechnet LIMP die TSP s Bild 3 7b 7 Copy Loudspeaker Parameters Closed Box Method x User Input Loudspeaker Parameters Fs 51 16H2 Re 5 50 ohms dc Yoice coil Resistance ohms 55 Le 251 42 uH Le 220 61 uH Rz 7 47 ohms Ob 0 3z Qes 0 56 Closed box volume lit
19. e Impedanz an der Cursorposition einen resistiven Anteil von 0 312 Ohm L 336 919 uH und einen imagin ren induktiven Teil mit einem Wert von 0 336 mH hat Auf gleiche Weise werden mit LIMP auch Kondensatoren oder reine Widerst nde gemessen F r die Durchf hrung von RLC Messungen ist es wichtig dass vor der Messung eine Kalibrierung durchgef hrt wird denn selbst bei kleinen Differenzen in der Empfindlichkeit beider Eingangska n le der Soundkarte z B 0 1dB kann es passieren dass LIMP unter bestimmten Bedingungen fehlerbehaftete Ergebnisse liefert da die Phase einer Induktivit t nahezu 90 Grad und die eines Kondensators nahezu 90 Grad betr gt F r den Fall dass die ber dem Generator gemessene Spannung V1 und die ber der Impedanz Z gemessene Spannung V2 durch Unterschiede in der Empfindlichkeit der beiden Messkan le ver f lscht wird kann das dazu f hren dass die ermittelte Impedanz auch Phasenwerte von mehr als 90 Grad ausweist und die Phase einen Sprung um 180 Grad macht s Bild 5 3 Seite 29 von 34 LIMP Rref 1 generalor Reference resistor se eg v1 impedance impedance Eu a a un a a Bild 5 2 Messaufbau f r eine Impedanzmessung Bild 5 3 zeigt das Ergebnis einer Kapaz t tsmessung ohne Kalibrierung Bis ca 1200 Hz l uft die Phase bei nahezu 90 Grad und vermittelt so den Eindruck dass es sich um eine Induktivit t han delt Bild 5 4 zeigt das Ergebnis der Messung nach einer Kalib
20. eh use in dieser 17 Gr enordnung ist geeignet vorausgesetzt es f hrt zu einer Resonanz 2 verschiebung des Lautsprechers im Bereich zwischen 20 und 50 Die Resonanzverschiebung wird durch LIMP kontrolliert und angezeigt s zA Bild 3 9a Beispiel Laut Tabelle soll f r ein 17 cm Chassis das Volumen des Testgeh uses in etwa 12 Liter betragen Bei der Eingabe des Testvolumens Closed Box Volume in der Maske Closed Box Me thod ist zu ber cksichtigen dass zu dem exakten Volumen der Testbox das Volumen des Laut sprecherkonus addiert werden muss s Bild 3 1a 3 Messung des Lautsprechers free air 4 Die free air Messung mit Overlay gt Set speichern Kurve wird gelb 5 Die Messung des LS m Testgeh use durchf hren s Bild 3 1a F 5ws424600 FA SIN 5 4 Ltr lim Limp E joj xi Fie Omerlay Edt Yiew R cord Setup Analyze Help lol S W a r n m __Loudspeaker parameters Added mass method Loudspesker parameters Closed box method Gen Pirk PN v Feat 5 RLC impedance values at cursor postion Wagnitudeiohms d Phase n agnitude ohms mpedance ase SE Marz F 58 5 ATN Fr 52 0 A H Mi Eai 45 5 humanen ode 39 0 Resonanzverschiebung en 32 5 k 26 0 FrlLow af r 19 5 6 5 0 0 5 10 20 50 100 200 500 IK 2E 5E 10k 20K Zurs r 20515 50 HZ 36 93 Ohm 57 0 deg Fre uencev Hz Estimate loudspeaker parameters Closed Box method L 0de R 0d
21. en Aus diesem Grunde ist es ratsam die Soundkarten Eing nge durch einen Spannunssteiler Voltage Probe abzusichern Dazu folgendes Beispiel Hi Z Instrumenteneingang Type unsymmetrisch 6 3mm Klinke Max Eingangspegel 4 5dBV max THD N 0 003 A gewichtet Impedanz 500 kOhm Bild 2 1 7 Soundkarte Line IN Spezifikation ESI UGM96 Max Eingangsspannung Soundkarte Un max 4 5 dBV 1 0 10 4 5 20 1 679 V RMS Eingangs mpedanz der Soundkarte Zn 500 kOhm Leistung des Verst rkers P 20 Watt Unter Anwendung des ohmschen Gesetzes berechnet sich die maximale Ausgangsspannung an einer Lastimpedanz von Z 8 Ohm wie folgt U SQRT P Z U SQRT 20 8 12 65 V Gy Un max Uour amp max 1 679 12 65 0 1327 17 54 dB Es ist also ein Spannungsteiler mit ca 18 dB Abschw chung erforderlich Soundcard j R1 Rx Zn s R2 Zn R2 1 il G Rx R1 Rx 2 R1 Rx G Rx 3 Seite 9 von 34 LIMP Bei einer Eingangsimpedanz der Soundkarte von Zw 500 kOhm und einem gew hlten Wert f r R2 10 kOhm berechnet sich R1 mit 1 und 3 wie folgt Rx 500000 10000 500000 10000 9803 92 Ohm R1 Rx G Rx 9803 92 0 1327 9803 92 64076 42 Ohm gt 68 kOhm Gin 9803 92 68000 9802 92 0 126 17 99 dB Zur Bemessung des Spannungsteilers siehe auch Kapitel 6 Die oben eingezeichneten Zener Dioden grau sind nicht unbedingt erforderlich bieten jedoch ei n
22. en LCR Meter Lautsprechern und Systemen sowie zur Ermittlung der sogenannten Thiele Small Parameter TSP von Lautsprecherchassis Als Anregungssignal stehen ein Rauschsignal P nk PN und ein gestufter Sinus Stepped Sine zur Verf gung LIMP Impedanzmessung TSP RLC Meter Qualit tssicherung Das vorliegende Handbuch soll Anwendern die Nutzung von LIMP aus der ARTA Programmfamilie nahe bringen Das LIMP Handbuch ist weder eine bersetzung noch ein Ersatz f r das englischsprachige Originalhandbuch Es wird daher empfohlen das Originalhandbuch pa rallel zu Rate zu ziehen Eine zus tzliche Informationsquelle stellt die ARTA Homepage dar Dort werden f r den Anwen der aktuelle Informationen und Application Notes bereitgestellt Es ist vorgesehen das Handbuch im Laufe der Zeit st ndig zu erg nzen und zu aktualisieren Den noch bitten wir um Verst ndnis wenn nicht jederzeit jede Maske dem aktuellen ARTA Release entspricht Verbesserungs und Korrekturvorschl ge sowie Anregungen zu Programmerweiterun gen sind nat rlich jederzeit willkommen 1 LIMP Einleitung 1 1 Voraussetzungen f r die Nutzung und Installation Die Nutzung der Programme der ARTA Familie setzt voraus dass die folgenden Bedingungen er f llt sein m ssen Betriebssystem Windows 98 ME 2000 XP VISTA Windows 7 Windows 8 Prozessor Pentium 400 MHz oder h her Speicher 128k Soundkarte voll duplexf hig 1 x Line Out 2 x Line In Die Ins
23. en zus tzlichen Schutz f r den Line IN Eingang der Soundkarte Entscheiden Sie also in Abh n gigkeit von Ihrer eigenen Risikobereitschaft ber den Einsatz der Zener Dioden siehe hierzu auch 11 2 2 LIMP Bedienung Wie bei allen Programmen der ARTA Familie sind auch bei LIMP die wesentlichen Befehle und Operationen in der oberen Men leiste in der Er ffnungsmaske Bild 2 2 1 enthalten Eile Overlay Edit Wiew Record Setup Analyze Help U a FT e c RLC mag mer Feat 2 H Fetopfhz 20000 Ava Magnitudelohms Im pedance Eu aeh Id Frequency Hz LOdE R db Impedance Measuremen Bild 2 2 1 Er ffnungsmaske von LIMP Die Symbolleiste in der Er ffnungsmaske von LIMP enth lt alle wesentlichen Bedienelemente und ist weitgehend selbsterkl rend Bild 2 2 2 Die Systematik entspricht der des Schwesterprogramms ARTA Seite 10 von 34 LIMP Open file Copy dicke d nneLinie Kalibrieren Generator RLC Meter Amplitude Phase a r T n CAL mm DS CO RLC mag meP Save file SW Farbe Record Kabelkompensation Setup Messung Amplitude Bild 2 2 2 Symbolleiste in der Er ffnungsmaske von LIMP Weitere Erl uterungen werden im folgenden Text an den entsprechenden Stellen gegeben 2 2 1 Grundeinstellung von LIMP Vor der ersten Messung mit LIMP sind einige Einstellungen zu pr fen bzw vorzunehmen Soundkarte und Ein und Ausgabekan le in Soundcard Setup w hlen Messparameter im Measurement Se
24. ent time ms 100 Max averages 100 20000 High cut off Intra burst pause ms 100 Asynchronous averaging Low cut off Mute switch off transients Bild 2 2 4 Measurement Setup von LIMP Sampling rate Measurement config Im Bereich Measurement Config werden die allgemeinen Messparameter festgelegt Reference channel e Referenzkanal Default ist der rechte Eingangskanal Reference Resistor 10 59 e Referenzwiderstand Siehe Abschnitt 2 1 1 bzw 2 1 2 Achtung den Referenzwiderstand bitte genau aus Frequency range Hz messen High aut off 20000 e Obere Frequenzgrenze Stopwert siehe unten e Untere Frequenzgrenze Startwert siehe unten Low cut off i Die Frequenzgrenzen sind auch ber die obere Men leiste zu steuern sampling rate Fstart Hz 10 Fstop Hz 20000 Stepped sine mode Im Bereich Stepped Sine Mode werden die Parameter f r Frequency increment die Anregung mit gestuftem Sinus definiert Min integration time ms 00 Alle Parameter dieses Bereiches sind im ARTA Kompen dium Abschnitt 9 1 erl utert Die eingestellten Default Transient time ms 100 Werte siehe links m ssen nicht ver ndert werden Intra burst pause ms 100 Mute switch off transients blendet die Knackser am Ende eines jeden S nuspakets aus Mute switch off transients FFT mode pink noise excitation Im Bereich FFT Mode werden die Parameter f r die Anre gung mit rosa Rauschen definiert ii e FFT Size Anzahl der Wer
25. l zus tzliches Equipment durchzuf h ren ist die Nutzung des Kopfh rerausgangs der Soundkarte Es wird lediglich ein Referenzwider stand Rrer sowie ein wenig Kabel ben tigt Der Messaufbau ist Bild 2 1 2 zu entnehmen Als Referenzwiderstand Rg r wird im LIMP Originalhandbuch ein Wert von 100 Ohm empfohlen Je nach Soundkarte sollte der Widerstand Werte zwischen 33 Ohm und 100 Ohm einnehmen nghi in Loudspeaker soundcard Bild 2 1 2 Impedanzmessung am Kopfh rer Ausgang der Soundkarte Der hohe Wert des Referenzwiderstandes ist der Tatsache geschuldet dass Kopfh rerausg nge von Soundkarten in der Regel nicht f r den Betrieb von Lautsprechern ausgelegt sind Bild 2 1 3 zeigt den Impedanzverlauf eines g ngigen Kopfh rers und eines Lautsprechers im Vergleich Frei nach Seite 7 von 34 LIMP dem Motto wenig Ohm viel Strom wird deutlich dass ein Kopfh rerausgang schnell berfordert sein kann Magn tude ohms Impedance EN Mn une ec peda 45 0 40 0 35 0 30 0 a Avg d 20 0 15 0 10 0 5 0 M 0 0 20 50 100 200 500 k 2K Sk 10K 20k Cursor 10 00 Hz 34 33 Ohm Frequency Hz Lautsprecher rot Kopfh rer schwarz Bild 2 1 3 Impedanzverlauf Kopfh rer schwarz vs Lautsprecher rot Bild 2 1 4 zeigt die Spezifikation des Kopfh rerausgangs zwei g ngiger Soundkarten Die ESI UGM96 liefert eine max Ausgangsspannung von 4 dBV 1 0 104 20 1 584 V eine RME Fireface UC liefert 19 dBu 0 775
26. lectrical circuit Mechanical circuit L a Wideband analogous circuit L3R R R L L2RK x O b Low frequency analogous circuit c Models for Z p Bild 3 7 Ersatzschaltbild eines Lautsprechers mit verschiedenen Modellen f r Zig Daf r stehen drei unterschiedliche Modelle zur Verf gung Bild 3 7c Models for Zie Interessant ist diese Erg nzung f r diejenigen die mit Ersatzschaltbildern in der Simulation operieren da sich die G te der Abbildung des Impedanzverlaufs ber den gesamten Frequenzbereich deutlich verbes sert 700 Magnitude ohms Impedance Loudspeaker Parameters Fs 96 94 Hz Re 6 60 ohmsl dc Qt 0 51 Qes 0 56 Qms 5 37 Mms 2 25 grams Rms 0 255123 kg s Cms 0 001197 m N Vas 1 72 liters Sd 31 97 cm 2 Bl 4 011855 Tm ETA 0 27 a Lp 2 83V 1m 87 22 dB 5 0 2 50 100 200 500 1k 5k 10k 20k fs Qt 190 08 Cursor 20515 50 Hz 24 79 Ohm Frequency Hz L2R 000 Bild 3 8a TSP und G te der Anpassung im Modell L2R alle Optimierungsparameter inaktiv Seite 21 von 34 Magnitude ohms Impedance 70 0 63 0 56 0 49 0 42 0 35 0 Avg 28 0 21 0 14 0 3 70 M P 0 0 5 10 20 50 100 200 500 ik 2k 5k 10k 20k Cursor 20515 50 Hz 24 79 Ohm Frequency Hz L3R 111 LIMP Loudspeaker Parameters Fs 97 66 Hz Re 7 07 ohmsl dc Qt 0 53 Qes 0 59 Qms 5 20 Mms 1 97 grams Rms 0 243228 kg s Cms 0 001369 m N Vas 1 97 liters Sd 31 97 cm 2
27. lich dass vor der Messung der TSP der Laut sprecher mehrere Minuten betrieben werden muss um ein Driften der Resonanzfrequenz zu stop pen SB Acoustics 7 spielt ihre Lautsprecherchassis vor der TSP Messung ca 10 Minuten mit einem Sinussignal bei 0 8 fs ein Die Spannung wird dabei so gew hlt dass der Lautsprecher im Bereich der maximalen Auslenkung betrieben wird Nach dem Einspielen ist darauf zu achten dass der Lautsprecher gen gend Zeit bekommt um wieder auf Raumtemperatur abk hlen zu k nnen Andere Quellen berichten auch von einer mehrst ndigen Einspielzeit Vance Dickason 2 sagt hingegen dass das Einspielen von Lautsprecherchassis lediglich f r die Fr h Erkennung von ver deckten Defekten erforderlich ist 3 1 3 Einspannbedingungen und Messlage Unter welchen Bedingungen sollten die TSP gemessen werden Fest eingespannt am Faden h n gend lose n der Hand Richard Small empfiehlt eine feste Einspannung n Einbaulage siehe Bild 3 5 linkes Teilbild Er zeigt in seinem Vortrag beispielhaft was passiert wenn dem Masse Feder System Lautsprecher unbewusst weitere Elemente beigef gt werden Bild 3 3 zeigt ein nachgestelltes Messbeispiel in dem Chassis auf unterschiedlichen Unterlagen hart rot Schaumstoff blau gemessen wurden Das Chassis im linken Teilbild hat eine Memb ranmasse von 11g und das im rechten Teilbild von 43g Es ist sehr sch n zu sehen dass durch die Zuschaltung der weichen federnden
28. lit t Wackelkontakte schlechte Schirmung etc k nnen einem das Messleben verg llen s auch Kom pendium Kap 6 0 1 Bitte achten Sie darauf dass alle Verbindungen nur so lang wie n tig sind Seite 5 von 34 LIMP 1 3 Pinbelegung von NF Kabeln und NF Steckern Unsymmetrisch Symmetrisch KLINKE STEREO Geh use Masse GROUND SHIELD Pin 1 Masse GROUND SHIELD Spitze Plus LIFE Pin 2 Plus LIFE Ring Minus LIFE Pin 3 Minus LIFE Bild 1 3 1 Steckerbelegung von Verbindungskabeln Seite 6 von 34 LIMP 2 LIMP Messprinzip und Messaufbau 2 1 Messprinzip und praktische Umsetzung Das Prinzip der Impedanzmessung mit LIMP ist im Bild 2 1 1 dargestellt Durch Messung der Rref To 1 4 generator Reference resistor Measurod gari Eon inpu Y1 Imgedance ERBEN eu B a u u m Bild 2 1 1 Prinzip der Impedanzmessung Spannung U1 Line IN rechter Kanal ber Referenzwiderstand Rggr und Lautsprecher sowie U2 Line IN linker Kanal ber dem Lautsprecher ergibt sich die Impedanz Z Rrer X U2 f Ulf U2 f Im LIMP Originalhandbuch wird auf zwei Messaufbauten Bezug genommen e Impedanzmessung am Kopfh rerausgang der Soundkarte Bild 2 1 2 e Impedanzmessung mit Leistungsverst rker Bild 2 1 5 Im Folgenden werden diese beiden Varianten der Impedanzmessung beschrieben 2 1 1 Impedanzmessung am Kopfh rerausgang der Soundkarte Die einfachste M glichkeit eine Impedanzmessung ohne vie
29. ll Chassis wird Myp gem 10 Diagramm zwischen 15 und 50 Gramm betragen Eine Zusatzmasse von 25 Gramm sollte f r den ers ten Versuch passen und zu einer auswertbaren Messung f hren 1 2 3 4 5 10 20 Nenndurchmesser in Zoll 3 und 4 Punkt 3 und Punkt 4 werden analog der Volumenmethode gehandhabt 5 Die Messung des LS mit Zusatzmasse durchf hren s Bild 3 1b r Magn tudelohms Impedance Fhase Massemethode Resonanzverschiebung 5 10 20 50 100 200 500 1k 2K 5k 1 k 20k Cursor 20515 50 Hz 36 63 Ohm 56 8 deg FreqguencveHz Massernelhode Bild 3 10 Lautsprecher mit rot und ohne gr n Zusatzmasse Seite 25 von 34 LIMP 6 ber das Men Analyze gt Loudspeaker Parameters Added Mass Method k nnen nun die erforderlichen Parameter Rpc Dp Mapp im Bereich User Input eingegeben werden siehe auch Abschnitt 3 1 Loudspeaker Parameters Added Mass Method X User Input Loudspeaker parameters FEsel dar Yoice coll resistance Re ohms 55 Re 5 50 ohms dc Le 231 49 uH Membrane diameter fcm L2 ZzU 61 uH R2 7 47 ohms Qt 0 32 Added mass g 11 ges 11 36 gms 3 12 Optimization Estimate TSP by LSE minimization Mms 10 96 grams Rms 1 082545 kgls Cms 0 000905 rm N Yas 8 16 liters Scd 50 12 cm 2 El 7 198573 Tm ETA 0 27 Lpz 83v imi 88 11 dB Estimate voice coil resistance Re E Estimate lossy inductor model I Le L2
30. lten nur an die Krokodilklemmen geklemmt sind gibt es in der Abfolge variable bergangswiderst nde was der Reproduzierbar keit von Messungen nicht gerade zutr glich ist Wenn Sie derartige Produkte verwenden dann bitte jede Verbindung nachl ten und vor Verwendung den Widerstand messen Nicht selten haben diese Kabel auch nach dem L ten aufgrund des verwendeten minderwertigen Materials noch Widerst nde zwischen 0 5 und 1 Ohm Seite 32 von 34 1 I H IMI IV V VI VII VIII IX 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 LIMP ARTA Application Notes No 1 ARTA MessBox No 2 RLC Messung mit LIMP No 3 Why 64 Bit Processing No 4 Ermittlung des Freifeldfrequenzgangs No 5 Die ARTA Mikrofonkalibrierkammer f rs untere Ende No 6 Directivity und Polar No 7 Ermittlung der linearen Auslenkung mit STEPS No 8 Wiederholmessungen mit der Scriptsprache Auto IT No 9 In Situ Messung zur Absch tzung von Absorptionskoeffizienten mit ARTA dem n chst Literatur Mateljan Ivo ARTA Manuals D Appolito Joseph Lautsprechermesstechnik Elektor Verlag 1999 Vance Dickason Lautsprecherbau Bew hrte Rezepte f r den perfekten Bau Elektor Verlag 6 Auflage 2001 ARTA Hardware amp Tools Manual Anderson Derivation of Moving Coil Loudspeaker Parameters using Plane Wave Tube Techniques Master Thesis 2003 Withold Waldman Non Linear Least Squares Es
31. r 1 sein Bei blichen Lautsprechermessungen und sauberem Messaufbau ist der Messfehler mit LIMP also kleiner als 1 Sollte das nicht gegeben sein so st h ufig eine der folgenden Fehlerquellen daf r verantwortlich 1 Die Empfindlichkeit der Eingangskan le der Soundkarte ist unterschiedlich 2 Die Soundkarte hat eine zu niedrige Eingangsimpedanz 10 20 kOhm 3 Das Messkabel zwischen Leistungsverst rker und Lautsprecher ist zu lang Abhilfe kann durch folgende Ma nahmen geschaffen werden 1 Kalibrierung der Soundkarte siehe Kapitel 2 2 1 2 Eine Soundkarte mit hoher Eingangsimpedanz verwenden Spezifikation pr fen professionel le Soundkarten haben Eingangsimpedanzen von 1MOhm oder einen Eingangsbuffer vorschal ten siehe z B http www maazl de electronic LCR LCR htm 3 Bei zu langen Messkabeln gehen die induktiven oder kapazitiven Kabelanteile in die Messung ein Das gilt auch f r bergangswiderst nde an Klemmen oder Steckern Die Devise lautet al so a Kurze Messkabel mit hinreichendem Querschnitt ca 1 5 mm oder sr er verwenden b Falls l ngere Messkabel verwendet werden m ssen den Referenzwiderstand m glichst in der N he der Lautsprecherklemme anbringen c Auf saubere Kontakte achten Nur Stecker und Klemmen von unzweifelhafter Qualit t verwenden Anmerkung Messleitungen wie im rechten Bild dargestellt sind oft eine Fehlerquelle bei Messungen an Lautsprechern Da die Kabel nicht se
32. rierung Es ist zu sehen dass die Phase sich im gesamten Frequenzbereich nun so verh lt wie erwartet an Magnitudelohms Impedance Fhase 7 sun P Me 1 1 RE RE RE RR RE DR ED EI HE u FISHER LEHE FEN z Cursor 1009 3 Hz 32 82 Ohm 89 7 deg Freien Bild 5 3 Unkalibriert ermittelte Impedanz eines Kondensators mit 4 7uF 250V Magnitudelohms Impedance Fhase 245 0 90 0 EHER EHER SEEN _ A S T A j Ht t A EEE 100 1000 10000 Cursor 242 7 Hz 132 39 Ohm 89 4 deg Frequengy Hz Bild 5 4 Kalibriert ermittelte Impedanz eines Kondensators mit 4 7uF 250V Um richtige Messwerte f r Kapazit t und Induktivit t zu erhalten sollte der Cursor auf eine Fre quenz gesetzt werden bei der die Impedanz kleiner ist als 100 Ohm Das stellt sicher dass die Messungen im Bereich von ca 1 Toleranz liegen Erl uterung siehe Kapitel 6 Seite 30 von 34 LIMP Die folgenden Beispiele sollen einen Eindruck von der Leistungsf higkeit von LIMP als RLC Meter m Vergleich zu einem 4 Leiter RLC Meter TH2821 und einem Mittelklasse RLC Meter Peaktech PT2165 vermitteln Gemessen wurde mit einer Mittelklasse Soundkarte EMU Tracker Pre am Kopfh rerausgang ohne Spannunssteiler siehe dazu auch Kapitel 6 Alle Werte mit Ausnahme von zwei kleinen Induktivit ten liegen unterhalb einer Abweichung von 1 Bei der Messung von Induktivit ten f llt auf dass das Peaktech PT2165 fast deckungsgleiche Ergebnisse liefert und somit a
33. ssene und anschlie end manipulierte Impedanzverl ufe als Toleranzgrenzen verwendet werden siehe Bild 4 1 Bild 4 2 zeigt die Messung der Resonanzfrequenz von 32 kleinen Tiefmittelt nern Aus einer vor herigen Bestellung war bekannt dass die Resonanzfrequenz fs 104 12 9 Hz betrug Mittels Load target curve wurden die Toleranzwerte aus Tabelle 4 1 als ZMA File importiert Wlagn tudefohrs Impedance Phase FALL i p er 0 0 45 0 90 0 Awg EX9 ug r 20 0 100 00 500 Cursor 10 00 Hz 3 64 Ohm 5 0 deg Freguencyi Hi fs Mittelwert 35 104 12 9 HZ Bild 4 2 Selektion von LS Toleranzfeld fs 3s Seite 28 von 34 LIMP 5 LIMP als RLC Meter LIMP ermittelt den Wert von Widerst nden Kondensatoren und Spulen durch Berechnung des re sistiven induktiven oder kapazitiven Anteils der Impedanz Bild 5 1 zeigt als Beispiel die Impe danzkurve einer Spule mit einem nominalen Wert von 0 33 mH Magnitudelohrms impedance Fhase g 96 0 j 90 0 56 4 MH aer 45 0 76 8 0 0 67 2 45 0 57 6 40 0 ii Avg ir 33 4 25 0 19 2 L 96 tl FP 0 0 10 20 50 100 200 S00 dk 2k Sk 10k Z0k Cursor 5 06 Hz 0 33 Ohm 2 5 deg FrequencyeHz 0 33 mH ohne Bild 5 1 Impedanzverlauf einer 0 33 mH Spule Zj ber das Men Analysis gt RLC Impedance value Inductive impedance at frequency 1003 91Hz at cursor position erh lt man das Ergebnis wie links gezeigt R 312 388 mohm LIMP weist aus dass die gemessen
34. tallation der Programme ist sehr einfach Kopieren Sie die Dateien in ein Verzeichnis und entpacken Sie sie anschlie end Das ist alles Alle erforderlichen Eintr ge in die Registry werden nach dem ersten Programmstart automatisch gesichert 1 2 Erforderliches und n tzliches Zubeh r Einleitend eine kleine St ckliste mit erforderlichem und n tzlichem Zubeh r jeweils versehen mit ersten Hinweisen sowie Querverweisen auf vertiefende Stellen im Kompendium Soundkarten Soundkarten k nnen in drei Gruppen klassifiziert werden l Standard Soundkarten die sich auf dem Motherboard des Computers befinden Onboard 2 Zusatz Soundkarten f r den PCI oder ISA Bus Steckkarten 3 Soundkarten die ber eine USB oder Firewire Schnittstelle mit dem Computer verbunden sind Seite 4 von 34 LIMP Prinzipiell sind alle drei Typen f r den Einsatz von LIMP geeignet sofern sie einen Ausgangskanal Line Out und zwei Eingangskan le Line In besitzen Bei den Onboard Soundkarten in Laptops ist das in der Regel nicht gegeben der Eingangskanal ist oft nur einkanalig Mono als Mikrofon eingang Mic In ausgef hrt Leistungsverst rker Unter der Voraussetzung dass die Soundkarte einen Kopfh rerausgang Phone Out hat ist f r die Impedanzmessung kein Leistungsverst rker erforderlich Ansonsten ist jeder Leistungsverst rker mit linearem Frequenzgang und einer Leistung gt 5 bis 10 Watt geeignet Der Ausgangswiderstand R sollte lt
35. te f r die FFT Aufl sung De ee Art der Mittelung keine linear exponen ie Max averages 100 e Max Averages maximale Zahl der Mittelwertbildun gen Asynchronous averaging e Asynchronous Averaging asynchrone Mittelung an aus Seite 12 von 34 LIMP Ad c Bevor es ans Messen geht ist zu berpr fen ob der eingestellte Ausgangspegel nicht zur U bersteuerung der Eingangskan le f hrt Dazu ist das Generator Setup gut geeignet Generator Setup eneralor e Anregungsart PN oder Stepped Generator Sine Ausgangspegel 0 bis 15 dB Type Fink PN Sine freg H 1000 EEA e Frequenz bei Sinusanregung e Eckfrequenz bei Anregung mit Output level ode Pink cut off Hz 100 ch ad sung Input level monitor Input Level Monitor i i0 dB Durch Dr cken von Test wird das EE oben eingestellte Signal gestartet und im Peak Level Meter angezeigt Sollte Cancel die Anzeige rot oder gelb sein ist der Pegel zu reduzieren Dabei ist zu beachten dass der Energiegehalt der beiden Anregungssignale PN und Sinus sehr un terschiedlich ist d h bei Wechsel der Anregungsart sollte der Pegel neu gepr ft werden Im Men Generator Setup sind alle erforderlichen Einstellungen m glich Ad d Im Men Calibrate Input Channels wird die Kalibrierung der Soundkarte durchgef hrt Der Vorgang selbst ist u erst simpel Nach Pr fen der Einstellwerte und des Pegels im Abschnitt Cal brate Input Channels Generate Cali
36. timation of Thiele Small Parameters from Impedance Measurements 1993 Preprint 3511 Neville Thiele Richard Small Loudspeaker Parameters Tutorial AES 124 Convention 2008 AES2 2012 AES standard for acoustics Methods of measuring and specifying the perfor mance of loudspeakers for professional applications Dive units AES 2012 SB Acoustics Technical note Measuring Thiele Small Parameters Ivo Mateljan Marjan Sokora Estimation of Loudspeaker Driver Parameters Sth Congress of the Alps Adria Acoustics Association 2012 IEC 60268 5 2003 Elektroakustische Ger te Teil 5 Lautsprecher www hifi selbstbau de TSP checken einfach gemacht Seite 33 von 34 9 Index I Impedanz Messfehler 0000c0scsceseenenneneeeneen 32 Installation Programie a 4 K Kopfh rer VApedanZ sun ee 8 L Lautsprecher effektive Membranfl che 19 Einspielenass seen 17 RE mit Multimeter messen 19 LIMP Kondensator messen cccneeeseenee 29 Spulen Messen ie 29 Widerstand messen ccccnseseeeeeeennnn 31 M Messkabel LIMP Kompensiefen assetnste nee 14 Q Qualit tssicherung Toleranzen eingeben 27 S Selektion von Lautsprecherchassis 21 Soundkarte ASIO Treiber 11 Spannungsteiler ucseeeeeesneennnnnnnnnennnnn 9 T TSP Anregungspegel w hlen 16 im Testgeh use messen 23
37. tup einstellen Rgef eingeben Pegel der Soundkarte m Generator Setup einstellen System Kalibrieren im Men Cal brate Input Channels en Ad a Im Soundcard Setup Bild 2 2 3 ist zu pr fen ob die Soundkarte erkannt wurde Die Bet tigung des Men punktes Soundcard Driver zeigt Ihnen vorhandene Karten an Wann immer f r Ihre Soundkarte verf gbar nutzen Sie den ASIO Treiber W hlen Sie den Treiber sowie den Ein gangs und den Ausgangskanal f r Ihre Soundkarte Soundcard Setup Soundcard driver BEHRINGER USE AUDIO Control Panel Input channels 1 2 Wave Format Output channels 1 2 16 bit canca Bild 2 2 3 Soundcard Setup von LIMP Mit dem Control Panel k nnen je nach gew hltem Treiber entweder der Windows Mixer oder das ASIO Control Panel ge ffnet werden F r LIMP sind hier keine weiteren Einstellungen vorzunehmen Ad b Im Measurement Setup ist in der Regel nur der Wert des Referenzwiderstandes einzugeben ansonsten sind die Default Werte gut voreingestellt Das Measurement Setup von LIMP hat drei Bereiche e Measurement Config Links e Stepped Sine Mode Mitte e FFT Mode Pink Noise Excitation Rechts Seite 11 von 34 Measurement Setup Measurement config Stepped sine mode FFT mode pink noise excitation Reference channel Frequency increment FFT size 32768 Reference Resistor 10 59 Min integration time ms 200 Averaging Frequency range Hz Transi
38. uch bei den Ausrei ern 0 18mH und 0 33mH vom TH2812 differiert Tabelle 5 1 Vergleich LIMP vs RLC Meter Kondensator Werte in uF Tabelle 5 2 Vergleich LIMP vs RLC Meter Induktivit t Werte in mH 1 0 URU E u 2 3 4 5 Abweichung TH2821 in 6 1 8 sri a EF e E RR 0 01 0 10 1 00 10 00 100 00 Rx inkOhm Bild 5 5 Vergleich LIMP vs RLC Meter Widerstand Werte in kOhm Seite 31 von 34 LIMP 6 LIMP Genauigkeit der Messung Die Leistungsgrenzen von LIMP als RLC Meter werden durch die Eingangsimpedanz der Sound karte und den Messaufbau bestimmt Beste Werte liefern die Messungen wenn die Soundkarte eine hohe Eingangsimpedanz aufweist und ohne vorgeschalteten Spannungsteiler gearbeitet wird denn der Parallelw derstand des Spannunssteilers wirkt hier kontraproduktiv Die Grenzen dessen was noch sauber messbar ist deuten sich im Messdiagramm durch verrauschte Messkurven an siehe Bild 5 5 rechtes Teilbild 100 kOhm Genau aus diesem Grund ist die ARTA MessBox ein Kompromiss zwischen Messgenauigkeit und Bedienkomfort der Messfehler sollte jedoch mit den Standardwerten der Application Note I bis ca 100 Ohm kleiner 1 se n Anmerkung Wenn die eingesetzte Soundkarte eine Eingangsimpedanz gt 500 kOhm auf weist dann k nnen die Werte des Spannungsteilers RI R2 und R3 R4 in der ARTA MessBox um den Faktor 10 erh ht werden Danach sollte der Messfehler bis 1000 Ohm kleine
39. um Abschnitt 2 Beide Spannungsteiler gleich sofern vorhanden Kabel und Verbindungen in Ordnung 2 2 2 Kompensation der Messleitungen Beim Messen gilt der Grundsatz Alle Verbindungen so kurz wie m glich Wer das beherzigt kann diesen Abschnitt fast berlesen Auch die k rzeste Leitung aus Kupfer hat einen Widerstand n mlich 0 017241 Q mm m Bild 2 2 7 zeigt den Impedanzgang unterschiedlicher Messleitungen aus Kupfer Von oben nach unten sind 5 5 mals 2 5 mm 4 m als 4 mm und 0 9 m als 4 mm rot via ARTA MessBox an Rger 20 Ohm blau via Kopfh rerausgang an Rrer 68 Ohm abgebildet Je nach L nge und Querschnitt sind zwischen 0 03 Q bis 0 23 Q zu verzeichnen Wer es nachrechnet wird feststellen dass die gemessenen Werte nicht g nzlich durch den reinen Leitungswiderstand zu erkl ren sind ber sgangswiderst nde an Schaltern Klemmen sowie Bananensteckern leisten ebenfalls einen Beitrag wie am Beispiel der ARTA Messbox im Vergleich zur Kopfh rerversion zu sehen ist Seite 14 von 34 LIMP Magnitudefohms Impedance Phase 0 r 930 0 Be 45 0 Be 0 0 2 5 mm 5 5m Avg 15 vZ 10 20 50 100 200 500 1k 2K 5k 10k 20k Cursor 1003 91 Hz 0 03 Ohm 12 7 deg Frequency Hz 2 5mm 2 5 5m 4 0mm 2 4 0m 4 0mm 2 0 9m 4 0Omm 2 0 9m Phone Bild 2 2 7 Impedanz von diversen Messleitungen Mittels des Men s Cable Impedance Compen x sation lassen sich die Kabelwiderst nde kom pensieren

LIMP-Handbuch

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents