Απάντηση: EMU 0404 για μετρήσεις
Πρώτα απ´ όλα να ευχηθώ χρόνια πολλά σε όλους του φίλους και ιδιαίτερα τους ομοιοπαθείς που νοιάζονται και παθιάζονται με τις μετρήσεις.
Η EMU 0404 σε ρόλο γεννήτριας.
Έχοντας δει τις αρετές του (ομολογουμένως πολύ καλού) ADC της EMU 0404 νομίζω πως σειρά έχει ο DAC. Όχι όμως από τη πλευρά του ηχητικού χαρακτήρα, αλλά από τη πλευρά του εργαλείου που λέγεται γεννήτρια. Νομίζω πως αυτή θα μας απασχολήσει ιδιαίτερα διότι αποτελεί το βασικό σημείο έναρξης κάθε μέτρησης. Ας μη ξεχνάμε πως κάθε μέτρηση είναι στη καλύτερη περίπτωση τόσο καλή, όσο είναι η πηγή του σήματος που χρησιμοποιούμε για αναφορά.
Γενικό setup
Η κάρτα δοκιμάστηκε με το Spectrum Lab σε Η/Υ 64bit με Win server 2003 σε σύνδεση USB 2. Η ρύθμιση της δειγματοληψίας ήταν στα 192/24 (όπου και έδωσε τις καλύτερες μετρήσεις). Στο δικό μου set up το ασφαλέστερο είναι να ρυθμιστεί πρώτα η δειγματοληψία στην εφαρμογή της EMU 0404 και μετά να βάλω τις ίδιες ρυθμίσεις στο Spectrum Lab.
Η στάθμη της γεννήτριας ήταν σταθερά στα 0db όπως φαίνεται στη εικόνα
Είχε προηγηθεί βαθμονόμηση στο σχετικό menu του Spectrum Lab. Εδώ πρέπει να δοθεί προσοχή, διότι κάθε αύξηση πέρα από την απόλυτη τιμή των 0db οδηγεί σε κατακόρυφη αύξηση της παραμόρφωσης, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα με στάθμη μόλις +1db
Αυτό συμβαίνει διότι η εικονική γεννήτρια δίνει ψηφιακές τιμές πέρα από το μέγιστο σημαντικό ψηφίο και κατά συνέπεια πέρα από το όριο του DAC.
Για το λόγο αυτό καλό είναι όταν χρησιμοποιούμε τη γεννήτρια να έχουμε τουλάχιστον αρχικά μια εικόνα του φάσματος όπως αυτό φαίνεται στηn εικόνα
Να τονιστεί πως αυτό που βλέπουμε στον αναλυτή φάσματος των ανωτέρω εικόνων είναι η ανάλυση του ψηφιακού σήματος που αποστέλλεται στο DAC (μαθηματική έξοδος της γεννήτριας) και όχι η πραγματική έξοδος της EMU 0404. Αυτή θα ήταν δυνατόν να αναλυθεί μόνο με κλειστό βρόχο (σύνδεση από την έξοδο στην είσοδο της EMU). Όμως αυτό ακριβώς προσπαθούμε να αποφύγουμε, να μη κάνει δηλαδή την ανάλυση του εαυτού της η ίδια η κάρτα, αλλά ένα σύστημα εξωτερικής ανάλυσης που δεν θα αντισταθμίσει τίποτα και θα έχει μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων και δυναμική περιοχή, ώστε να αναδειχθούν τα όρια της κάρτας.
Ολοκληρώνοντας με τις ρυθμίσεις, θα πρέπει στο διάγραμμα του Spectrum Lab Components να απενεργοποιηθεί ο ADC και τα φίλτρα να μην παρακάμπτονται. Σε αντίθετη περίπτωση θα εισαχθεί θόρυβος, που θα αθροιστεί μέσω του εικονικού μικτή. Η εικόνα του Spectrum Lab Components πρέπει να είναι όπως στην εικόνα
(ή κάπως έτσι…με το
κόκκινο Χ και τα
Ο.Κ δείχνω τα σημεία ρύθμισης).
Για τις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν :
Γεννήτριες για πιστοποίηση μετρήσεων: Tek SG505 mod WQ και SG505 mod WR, Αναλυτής για μέτρηση THD + Ν και IMD: Tek AA501A option 01 +02
Για επιλεκτική μέτρηση THD φίλτρο notch Tek 067 0938 00 calibration fixture
Πιστοποίηση συχνότητας Tek DC 5009 και Tek DC 503A αμφότερα με oven stability
Πολύμετρο Tek DM 501A, Tek DM 5120 και B&K2426, όπου χρειάστηκε μικροβολτόμετρο χρησιμοποιήθηκε η αντίστοιχη λειτουργία του Tek ΑΑ501Α (σε σήματα < 200μV). Επικουρικά το σήμα επιβεβαιωνόταν με μικρό παλμογράφο Tek SC501. Τα καλώδια είχαν συνολική χωρητικότητα 569 pF (με D = 0,055), αυτεπαγωγή 1,4μH (με Q = 0,03) και συνολική ωμική αντίσταση 0,1ohm (μετρημένα με γέφυρα Gen Rad 1658).
Βασική εκτίμηση
Εκτιμήθηκαν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της εξόδου, τα οποία εν συντομία είναι:
α) Μεγίστη τάση = 4,135 V (σε φορτίο 100 Kohm στο 1 KHz)
β) Μεγίστη τάση = 1,4431 V (σε φορτίο 600 ohm στο 1 KHz)
Η σύνθετη αντίσταση εξόδου μετρήθηκε στο 1,12 Kohm (με μικρές διακυμάνσεις σε εύρος 50 - 2.000 Hz). Η σχετικά μεγάλη τιμή της αντίστασης εξόδου επιβάλει προσοχή όσο αφορά τη συνολική χωρητικότητα (καλώδια και είσοδο ενισχυτή) που θα οδηγήσει η EMU 0404. Σε γενικές γραμμές, χωρητικότητα πάνω από τα 5 nF (και σε συνεκτίμηση με την ωμική αντίσταση εισόδου), θα έχει επίδραση στο ακουστό φάσμα. Ίσως εδώ να έχουν βάση τα παράπονα μερικών για τον ηχητικό χαρακτήρα της κάρτας.
Μετρήσεις
I) Σήμα προς θόρυβο (S/N στο 1 KHz σε db RMS και Average)
Η πρώτη σειρά μετρήσεων αφορά το λόγο S/N, με σήμα 1KHz (εκτίμηση με RMS και Average μέτρηση). Χρησιμοποιήθηκαν φορτία 100 Kohm και 600 ohm με διάφορες συνθήκες φιλτραρίσματος. Προέκυψαν τα ακόλουθα:
α) σε φορτίο 100 Kohm με Vmax 4,135V (0db)
Τιμή RMS
- 67,7 db χωρίς φίλτρο (εύρος περιοχής 300 KHz)
- 86,2 db με φίλτρο 80 KHz (low pass Butterworth)
- 91,0 db με φίλτρο 30 KHz (low pass Butterworth)
- 92,2 db με όλα τα φίλτρα (30 KHz low pass και 400 Hz high pass Butterworth)
Τιμή Average
- 68,0 db χωρίς φίλτρο (εύρος περιοχής 300 KHz)
- 90,5 db με φίλτρο 80 KHz (low pass Butterworth)
- 94,5 db με φίλτρο 30 KHz (low pass Butterworth)
- 98,0 db με όλα τα φίλτρα (30 KHz low pass και 400 Hz high pass Butterworth)
β) σε φορτίο 600 ohm Vmax 1,4431V (0db)
Τιμή RMS
- 64,8 db χωρίς φίλτρο (εύρος περιοχής 300 KHz)
- 85,6 db με φίλτρο 80 KHz (low pass Butterworth)
- 90,9 db με φίλτρο 30 KHz (low pass Butterworth)
- 92,0 db με όλα τα φίλτρα (30 KHz low pass και 400 Hz high pass Butterworth)
Τιμή Average
- 66,2 db χωρίς φίλτρο (εύρος περιοχής 300 KHz)
- 89,9 db με φίλτρο 80 KHz (low pass Butterworth)
- 94,6 db με φίλτρο 30 KHz (low pass Butterworth)
- 98,4 db με όλα τα φίλτρα (30 KHz low pass και 400 Hz high pass Butterworth)
ΙΙ) Ακρίβεια συχνότητας.
Το λάθος της γεννήτριας από τα 10 Hz και μέχρι τα 95 KHz είναι αμελητέο. Η μέγιστη διακύμανση ήταν ± 0,004% ενώ στο μεγαλύτερο τμήμα του φάσματος των συχνοτήτων η ακρίβεια κυμάνθηκε στο 0,001%. Για τις τυπικές εφαρμογές νομίζω πως το αποτέλεσμα είναι παραπάνω από ικανοποιητικό. Οι μετρήσεις επαναλήφθηκαν τρεις φορές (για μεγαλύτερη ακρίβεια), ενώ η ορθότητα επιβεβαιώθηκε από δυο συχνόμετρα ,μετά από τουλάχιστον 1 ώρα λειτουργίας (σταθεροποίηση του φούρνου του ταλαντωτή). Στις χαμηλές συχνότητες χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος μέτρησης της περιόδου, με χρονικό παράθυρο 10sec και εν συνεχεία έγινε μετατροπή σε μονάδες συχνότητας.
Συνεχίζεται..........