Návod k měření impedance a TS parametrů

1. Stáhni si program ARTA, obsahuje tři aplikace: Arta (měření frekvenční charakteristiky), Limp (impedance), Steps (zkreslení).

2. Otevři Limp, nemáš-li klíč, pokračuj v demu, neumí jen otevírat/ukládat. V Help otevři User manual, počti si, je tam všechno.

3. Klikni tam na 3. Measurement Hardware Setup, budeš měřit skrz zvukovku - vytvoř zapojení se 100Ω odporem (viz níže). Do cesty nepřidávej zesilovač, zanáší přídavný odpor, šum a brum, navíc TS parametry se měří při nízké úrovni napětí, pod 2 V. Sežeň si kabely, konektory, krokodýly. Kabel může být obyč SCY 0,75mm² (což je i nejlepší řešení), nesmí být příliš dlouhý a nesmí to být nitěnka! Sám mám téměř 2m spletenec, tedy čtyři žíly, odpor 0,06 Ω a díky spletení méně než poloviční indukčnost. Odpor kup 100 Ω/0.1 % (hnědá/černá/černá/černá/fialová), osobně mám dva MPR 200R 0,6W 0,1% 0207 paralelně (fotka níž je stará).

4. V Setup nastav Audio Devices. V Generator pak Output level na -20 dB. V Measurement použitý Reference channel, jeden bude ukazovat o 100 Ω víc. Hodnotu u Reference Resistor zadej 100 Ω. Frequency range třeba 2 - 20 000Hz, Sampling rate 44100 Hz, vyšší vzorkování zpřístupní měření nad 20 kHz, měření ale není, co do hustoty vzorků, přesnější. Stepped sine je úplně k ničemu nebo mi uniká jeho význam. V FFT mode nastav FFT size na maximálních 131072, Averaging na Linear, Max averages na 2, zaháčkutím Asynchrounous averaging bude mezi jednotlivými měřeními časová prodleva.

5. Zkontroluj si kvalitu tvé zvukovky - je třeba provést tzv. loop back, což je přímé spojení výstupu se vstupem. V Record/Calibrate generuj "zelený signál", klikni na Calibrate a vyčkej, vedle se ti zobrazí výsledek, je-li měření s a bez kalibrace značně rozdílný, kalibraci před každým měřením samozřejmě využívej. U kvalitních zvukovek (u mě ESI Maya44) je rozdíl tak malý (0,03 dB), že ji nepotřebují.

6. Připoj reproduktor, dej ho na místo s absolutním klidem a stabilitou, horizontálně magnetem dolů. Měnič s větracím otvorem podlož tak, aby skrz něj mohl neomezeně proudit vzduch.

7. Ověř, zda v menu vlevo nad grafem je Pink PN, spusť měření Record/Start. Nízká úroveň signálu dává ideální průběh rezonance nejméně ovlivněnou pohybem cívky a závěsů, průběh kolem rezonance může být po přiblížení ale zašumnělý/kostrbatý. Přidáním v Generator o pár dB výš se průběh vyhladí. Vrchol rezonance by měl být co nejostřejší a fáze co nejhladší.

8. Teď je možné se podívat na základní parametry, které jsme touto rezonancí dostali. V Analyze klikni na Loudspeaker parameters - Added mass method. Odpor cívky Voice coil Resistance lze v běžných podmínkách pouze odhadnout z tvaru průběhu před rezonancí (bývá menší než hodnota na nejnižším měřeném kmitočtu). Dále je tu Membrane diameter - průměr membrány včetně 1/3 závěsu, a jako poslední Added mass - použitá hmotnost. Všechna tahle tři políčka neberou čárku, desetinná místa odděluj tečkou! A kvákni po Calculate TSP - fs, Qms, Qes a Qts jsou na světě.

9. Chceš-li zjistit indukčnost cívky, klikni v grafu na 1 kHz a v Analyze na RLC impedance values at cursor position (to můžeš využít i u cívek a kondenzátorů). Zmiňuji to proto, že se v tabulce s TS parametry počítá Le poněkud zvláštně.

10. Pro dopočet zbývajících parametrů je třeba zjistit Mms. V Overlay klikni na Set as overlay. Na měnič přidej zátěž, nic feromagnetického, ideálně závaží připevněné oboustranou páskou (pozor, může trhat některé druhy papírových/lakovaných membrán!). Na plastovou, lakovanou nebo impregnovanou membránu možno i vodu (ml=g). U 10cm průměrů stačí cca 5 g, u 20cm cca 10 g... a změř ho znovu. Máš tak hnědou charakteristiku překrytou zelenou, opět je zapotřebí dosáhnout hladké rezonance s ostrým vrcholem. Opět Analyze... Změna polohy impedančního vrcholu by měla být mezi 20 a 30 %, viz Frequency shift.

11. Měříš-li měnič po nějaké době, po rozehrávání nebo laboruješ-li s přidáváním magnetů a znáš z předchozího měření Mms, netřeba na měnič přidávat hmotnost znovu. Mms se nemění, stačí změřit základní parametry a zbytek dopočítat v programu, v kterém simuluješ.

Tipy:

• Takto jsem popsal jednoduchý postup, jak se dostat ke všem parametrům prostřednictvím jednoho programu, není to ale úplně ideální cesta. fs a Q parametry je ideální měřit ve vertikální poloze - měnič lze dvěma dráty/oky zavěsit ze stolu; u nižších fs se jen tak dosáhne symetrického průběhu rezonance. Poté posadit horizontálně (ještě lépe vertikálně a závaží lepit) a změřit impedanci před a po přidání závaží a tak zjistit dvě hodnoty rezonance, pomocí kterých se zjistí Mms - nechat spočítat program nebo si odměřit oba vrcholy, kde je fáze v nule a hodit do Amplionu.

  

• Co se týče měření dvou stejných reproduktorů, běžně se výrobci nepodaří automatizovanou výrobou vyrobit kónus o rozdílných hodnotách Mms, takový rozdíl by měl být vždy menší než vlastní chyba měření (krom toho, v některých případech není snadné změřit Mms přesně - impedance se zátěží musí mít rezonanci po stranách plynulou a směrem k vyšším kmitočtům bez dalších rezonancí, tzn. musí splynout s původním průběhem). Proto, když už nelze měřit vertikálně, doporučuji měřit při více zátěžích a výsledky zprůměrovat a hmotnost použít pro oba měniče, Vas a zbylé parametry pak opět dopočítat.

Měřící aparát v celé své kráse (teď už ho mám bez krabičky) a pár ukázkových měření: Monacor SPX-30TB, SPH-176, SPH-275C