Meten aan/en Buizenversterkers

Kalibreren van de Arta-2 unit

Om te kalibreren hebben we een vaste referentie nodig. Die vinden we in de vermogensmaat decibel. Omdat decibel relatief is (ten opzichte van), gaan we hier eerst een vaste referentie van maken. En dat wordt 0 dBV =1 Vrms. 

Buizenversterkers horen we gewoonlijk bij 1 Watt te meten. Dat is ons normale luisterniveau. Maar dat is tegenwoordig ook al vrij luid, want het rendement van de gemiddelde luidspreker ligt tegenwoordig al op zo'n 90dB per Watt gemeten op een afstand van 1 meter.

Omdat we versterkers gaan meten bij 1 Watt, gebruiken we +6 dBV= 2 Vrms bij 4 Ohm of +9 dBV=2,83 Vrms bij 8 Ohm luidsprekerimpedantie.

Een rekenvoorbeeld. Als we bijvoorbeeld een luidsprekerimpedantie van 4 Ohm gebruiken met een wisselspanning van 2 Vrms (geluid is een wisselspanning), dan wordt de formule 2 Vrms x 2 Vrms / 4 Ohm=1 Watt. Deze formule pas je ook toe voor 2,83 Vrms en een 8 Ohm luidsprekerimpedantie.

Dan het kalibreren van Arta met de Arta-2 meetunit. Het doel is dat in het programma Arta, onder de knop SPA (spectrum Analyzer) de meting bij 1kHz 0dBV aangeeft, en dan moet aan de uitgang van de Arta-2 meetunit een spanning van precies 1 Vrms verschijnen, onverzwakt. Dan is de Arta-2 meetunit goed ingesteld en bruikbaar. Als men een kabel gebruikt met een signaalverzwakker ertussen, dan moet er uiteraard, als men verzwakt met een factor 10 een spanning van 100mV aan het eind van de kabel staan.

Wat hebben we nodig om te kalibreren? 

Benodigdheden:

  • Een digitale multimeter. Deze multimeter moet wel overweg kunnen met   frequenties van 1 kHz of nog hoger. Veel multimeters gaan niet verder dan 200 of 400 Hz. Is je multimeter niet geschikt, dan moet je ijken op 200 of 400 Hz.

Dan heeft Windows wat aanpassingen nodig.

  1. Klik met de rechtermuisknop op het luidspreker icoontje rechtsonder in de hoek van je beeldscherm (Ik heb Windows 10), en selecteer "geluidsinstellingen openen".
  2. Ga dan naar "configuratiescherm geluid" rechtsboven in je beeldscherm.
  3. Open hier het tabblad Afspelen (line out) en Opnemen (Line in) in het plaatje hiernaast. Onder "Afspelen" gaan we "Speakers" selecteren  en dan naar "eigenschappen".
  4. Bij "Opnemen" doe je hetzelfde.

Onder "Niveaus" in "afspelen" en "opnemen",  de lijn in- en uitgang op 100% zetten, en schakel de rest uit (Klik op de foto's om te vergroten). Doe hetzelfde onder het tabblad "opnemen". Dit is 1 manier om te kalibreren. Men kan ook de uitgang op 100% en de ingang op 75% zetten. Er zijn verschillende manieren. Dat kan per geluidskaart anders zijn. Het doel is een zo laag mogelijke eigen vervorming van de geluidskaart.

Het komt er gewoon op neer dat je alles uitschakelt, behalve de line in en line out. Dus geen systeemgeluiden aan, en ook geen special effects. Dat geldt ook voor Windows XP en 7, als je die nog gebruikt. Als je een speciale ASIO-driver voor je geluidskaart hebt, gebruik die dan. Je geluidskaart wordt dan rechtstreeks aangestuurd, en Windows wordt als 'tussenpersoon' uitgeschakeld. Of je gebruikt  ASIO4all. Dat is een algemene driver, die je kunt gebruiken als er geen ASIO-driver bij jou geluidskaart bijgeleverd wordt. Asio4all werkt niet bij elke geluidskaart, maar dat is een kwestie van proberen.

 

  1. Ga naar "Geavanceerd" onder de tabbladen "Afspelen en Opnemen", en stel de gewenste "standaardindeling" in. Het ligt aan je geluidskaart welke mogelijkheden er zijn. Stel dit later ook zo in Arta in.
  2. Exclusief beheer niet aanvinken.
  3. Hardwareversnelling wel aanvinken.
  4. Onder tabblad "ruimtelijk geluid" alles uitzetten. Dat geldt ook voor de speciale effecten onder het tabblad "verbeteringen".

Je bent nu klaar in Windows.

Op de Arta-unit zet je de beide Gain knoppen  op stand 1, en de twee schakelaars op on. Je hebt hiermee de linker input verbonden met de rechter input, en de rechter input verbonden met de linker output van de geluidskaart. Dat is de zogenaamde "loop" stand. De draaiknop moet op Cal. Staan. De schakelaars voor de koppelcondensatoren zet je op DC.

Power uiteraard op On.

Doe dit ook op de Computer of laptop.

Start Arta op, ga naar "SPA" en dan "setup" en  "audio devices".

Zet "Ext.left preamp gain" op 1. Het rechterkanaal laat je meestal altijd op 1 staan.

Kies in het veld soundcard jouw eigen soundcard met de bijbehorende in en uitgang.

Bij “Wave format” kies je de resolutie wat je in Windows opgegeven hebt in "standaardindeling" of kies Float. Als je Windows 10 gebruikt wordt het aangeraden om Float te gebruiken. Als je een Asio-driver gebruikt wordt "Wave format" uitgeschakeld. 

Het ijken:

Start Arta, ga naar "SPA", en dan in "Setup" naar "Calibrate devices".

Klik op "Generate Sinus", en meet dan met een multimeter de wisselspanning aan de linker output van de Arta-unit. Die moet rondom de 1 Vrms liggen of lager. Ligt die waarde veel hoger dan 1 Vrms , bijv. 1,5 Vrms, zet dan de output level op -6dB of nog lager. Klik dan nog wel even opnieuw op "generate Sinus", om de nieuwe waarde in werking te laten treden. Dit doen we, omdat de ingangsbuffers van de ARTA-2 Unit niet meer dan 1 Vrms aankunnen.

Noteer de waarde die je nu krijgt, in mVrms in veld 3. Klik nogmaals op "Generate Sinus", om te stoppen en klik vervolgens op "Accept".

Klik op veld 3 "Estimate Peak Input", en regel met de volumeknop van de  Arta-unit, de sterkte van het signaal zo af dat de balk onder net groen blijft. Maar meestal blijft de draaiknop op cal. (volledig open) staan.

Zonodig een paar keer herhalen. Meet dan met de multimeter de waarde aan de left input van de Arta-unit, en noteer die waarde in mVrms in veld 2.

 Belangrijk: Nadat je de waarde hebt ingevoerd, klik dan nogmaals op "Estimate Peak Input" , en klik dan vervolgens op "Accept".  De waardes in "Estimated en current" moeten namelijk bijgewerkt worden.

Doe hetzelfde met het rechterkanaal. Klik op "OK" en sluit af.

Ga nu in "SPA" naar "generator" en dan naar "configure".

Pas de waarde bij "level (dB FS)"  zo aan dat bij "RMS Voltage" precies 1 Volt komt te staan. Of nog beter, meet met een multimeter aan de left input van de Arta unit tot daar precies 1 Volt komt te staan.

Verander nu ook gelijk de "level (dB FS)" in het rechter veld (blauw). Die moet 6 dB FS lager zijn dan het linker veld.

"Dither level "moet je uitproberen. Ik haalde het beste resultaat met "Dither level" op uit.

Klik op OK en sluit af.

We gaan nu de kwaliteit van de geluidskaart testen, en of het ijken goed gegaan is.

Zet de volumeknop weer volledig open (Cal.), en met de schakelaars nog steeds op on.

Ga nu in "SPA" naar "Setup" en dan naar "Spectrum Scaling" en vul in en vink aan zoals hiernaast.

"Scaling" op dB (V, SPL) en "Voltage Units" op dBV.

"Pressure Units" op "dB re 20 uPa"

Klik op OK en sluit af.

Klik nu op de rode pijl en meet met de multimeter aan de Left input van de Arta unit of er bij 0 dBV =1 Vrms wordt aangegeven.

 

Het kan zijn dat de RMS-waarde + of – 0,1 dBV aangeeft na het ijken, dan kun je dit nullen door de waarde van "LineIn Sensitivity" iets te wijzigen. De spanning van 1 Vrms aan de uitgang blijft hetzelfde.

Sla vervolgens het ijkbestand op met "Save setup", en laad dit bestand vervolgens weer in Steps met "Load setup".

Sluit Arta nu af en open het programma Steps.


In Steps open je via "Setup", "Measurement" en verander de "Generator level" in dezelfde waarde als wat je in "Spa","Generator","Configure" en dan in het linkerveld hebt opgegeven.

Je bent nu bijna klaar om te meten.

Arta heeft nog wat extra instellingen nodig om er betrouwbaar mee te kunnen meten. Dit behandelen we op de pagina "extra instellingen".