Meranie parametrov reproduktorov

...Návod na Arta/LIMP...

SK | EN

Často, hlavne v autohifi, sa stretneme s reproduktormi ku ktorým výrobca z rôznych dôvodov nedodal TS-parametre, ktoré sú potrebné ak si chceme v nejakom simulačnom softvéri k nim navrhnúť ozvučnicu. Väčšinou je to práve z dôvodu neserióznosti výrobcu, ak ale uvedie aspoň odporúčané parametre, tak väčšinou nie je čo riešiť. Čo ale ak je výrobca s parametrami ozvučnice rovnako seriózny ako s meraním parametrov? Ani ak výrobca parametre udá, niesú vždy správne, ba dokonca niekedy pôsobia až neuveriteľne.

Preto môže byť veľmi užitočné ak si dokážeme parametre zmerať sami. Čo k tomu treba?

  • - PC s operačným systémom MS Windows 98/Me/2000/XP/Vista/7 a zvukovou kartou
  • - 2 jacky 3,5mm (v závislosti od zvukovej karty), káblik, presne zmeraný rezistor
  • - odváženú plastelínu

Prvé, čo musíme spraviť je stiahnuť si zo stránok www.fesb.hr/ softvérový balík, ktorého súčasťou sú programy ARTA, STEPS a LIMP. Po stiahnutí nainštalujeme. Ide o shareware, no obmedzenie je len v tom, že výsledky merania nebudeme môcť ukladať priamo v programe (samozrejme to ide inak).

Za ďalšie si potrebujeme vyrobiť meraciu aparatúru. Nejde o nič komplikované, zapojenie vyzerá nejako takto:
Je využitý jeden kanál výstupu zo zvukovky, ktorý je pripojený na odpor. Obidva vývody rezistora sú pripojené na vstup zvukovky, jeden na pravý kanál, druhý na ľavý, cez odpor je na výstup zapojený aj reproduktor. Hodnota odporu rezistora nemusí byť 100ohm, menej ale radšej nie.

Po zapojení "aparátu" do zvukovej karty si spustíme program Limp, potvrdíme že nám stačí demo. Najprv klikneme na Setup/Audio Devices a vyberieme zariadenia ktoré chceme použiť na zvukový výstup a na vstup. Samozrejme musíme vhodne nastaviť aj nastavenie zvuku vo Windowse (vstup nesmie byť stlmený). Ďalej si v setup môžme nastaviť metódu merania, či budeme merať metódou stepped sine (program bude púšťať v krátkych intervaloch do reproduktora tón s danou frekvenciou) alebo nám môže program počítať rýchlou fourierovou transformáciou, teda pustí na výstup ružový šum a výslednú impedanciu meria zo spektra (to robí viackrát, pričom jednotlivé merania priemeruje, metódu priemerovania si tiež môžme nastaviť) - FFT metóda je rýchlejšia. V tomto okienku si tiež nastavíme referenčný kanál a presnú hodnotu odporu.



Nastavenie máme hotové, teraz skalibrujeme zvukovú kartu, takto si zaistíme rovnakú úroveň na oboch vstupných kanáloch pri odpojenej záťaži - reproduktor teda musí byť odpojený. Klikneme na record - calibrate a tam na Generate. Vidíme úroveň na jednotlivých vstupných kanáloch, mala by byť zhruba rovnaká, ak nie je, je zle nastavené ovládanie hlasitosti vo windowse (to ale závisí od zvukovej karty, takže to tu nebudem písať). Ak sú obidva grafy na približne rovnakej úrovni, môžeme tú úroveň nastaviť ovládaním hlasitosti výstupu a citlivosti vstupu v ovládaní hlasitosti windowsu, tak aby nesiahala do červenej, ale je dobré ak sa drží čím vyššie. Nízka úroveň rozhádže nameranú charakteristiku. Ak to máme, klikneme na Calibrate a máme nakalibrované.


Môžeme sa teda pustiť do samotného merania. Pripojíme k meraciemu aparátu reproduktor, klikneme na ikonku Start rec (červený trojuholník "play"). Počkáme kým nebudeme mať vyhladený priebeh so zreteľnou rezonančnou špičkou a stlačíme Stop Rec. Toto je nameraná impedančná charakteristika reproduktora. Ak sú hodnoty vyššie ako by mali byť (napr. minimálna impedancia vychádza nad 100 ohm), tak máme v nastaveniach prehodený referenčný kanál.
Tu je dobré ak si z nameranej krivky necháme určiť indukčnosť pri kurzore nastavenom na 1kHz.
Klikneme na Overlay - Set as overlay.
Teraz nasleduje kľúčová operácia, plastelínu, ktorú sme si vopred odvážili pripevníme na membránu reproduktora - tak aby tam držala, nebola len voľne položená.
Znovu klikneme na Start rec. Začne sa nám ukazovať nová charakteristika, s rezonančným hrbom posunutým nižšie. Po ukončení merania vidíme dve charakteristiky, klikneme na Analyze - Loudspeaker Parameters - Added mass method. Do kolóniek zadáme jednosmerný odpor reproduktora (odmeriame jednosmerným ohmmetrom, trebarz aj bežným multimetrom, samozrejme od nameraného odporu odpočítame odpor ktorý nameriame ak sondy multimetra spojíme nakrátko), priemer membrány (zmeriame pravítkom priemer membrány + zhruba 1/3 zo závesu) a pridanú hmotnosť (to je hmotnosť tej plastelíny, tú zmeriame napríklad na kuchynskej váhe) a klikneme na calculate TSP. Pri zadávaní hodnôt treba dbať na to, aby sme na oddelenie desatinných miest nepoužívali našu čiarku ",", ale bodku ".", desatinné číslo teda musí vyzerať nejak takto: "6.4". Program nám vypočíta hodnoty Thiele-Small parametrov, ktoré si môžeme skopírovať a uložiť napríklad v notepade.

Pre čo najpresnejšie meranie potrebujeme kvalitnú zvukovku, kvalitne spravený aparát (čím kratšie a čím hrubšie káble) a tichú miestnosť, hluk má totiž tiež dosť výrazný vplyv na meranie - neodporúčam merať cez deň na internáte :D
Taktiež musíme pri meraní vhodne voliť pridanú hmotnosť, ak má reproduktor veľkú a ťažkú membránu, alebo tuhý záves, musí byť hmotnosť vyššia. Musíme dosiahnuť Frequency Shift (tento parameter nám ukazuje program v tabuľke s nameranými hodnotami predtým nez mu dáme vypočítať namerané TSP) ideálne od 20 do 50%.
TS parametre sa menia s vekom reproduktora, hlavne prvých pár dní hrania - tým že sa rozhýbe a zmäkne záves, preto je dobré pred meraním reproduktora ho nechať rozohrať.
PRI POPÍSANOM SPÔSOBE REPRODUKTOR NEMERIAME V OZVUČNICI!!!


Výsledný graf impedančného priebehu reproduktora (žltý) a s pridanou hmotnosťou (zelený), sivý je priebeh fázy.

Skoky v charakteristike (ďalšie rezonancie) ktoré vzniknú pri druhom meraní sú spôsobené pridanou hmotnosťou, ak napr. zaťažujete reproduktor vreckom s vodou tak tieto rezonancie vzniknú, alebo tiež ak bude mať pridaná záťaž nejakú časť ktorá má tendenciu kmitať. Pre neskreslenosť merania teda odporúčam merať reproduktor vo zvislej polohe a ako záťaž používať len plastelínu, ktorú dostatočne veľkou plochou prilepíte o membránu.


Budem vďačný ak mi zašlete vami namerané parametre (samozrejme spolu so značkou a modelom reproduktora a vašim menom či nickom) na môj mail:
tomkocur@gmail.com
predmet: TSP

Moje namerané parametre