Spectrum Analyzer für Klirrfaktormessung

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inexxon
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 30. Nov 2014, 14:17
Hallo liebe Elektronikfreunde,

ich habe eine Frage bzgl. der Anschaffung eines gebrauchten Audio Spectrum Analyzers zur Klirrfaktormessung von Verstärkern. Anwendung: Ich würde gern in naher Zukunft das Klirrverhalten von elektrostatischen Kopfhörerverstärken sinnvoll messen, Problem sind allerdings hierbei die hohen Ausgangsspannungen welche bis zu 500V betragen, wobei hier als Kompromiss sicherlich auch bis 300V möglich wären. Welche Geräte gern auch älter, da positive Erfahrungen sind diesbezüglich zu empfehlen oder welche sinnvollen Möglichkeiten sind hier überhaupt ratsam und in welchen Investitionsrahmen bewegen wir uns da?

Anmerkung: Als Signalgenerator nutze ich derzeit einen Leader LAG-26 mit 0,5% Klirrfaktor was vermutlich auch nicht der Weisheit letzter Schluß ist und welcher ersetzt werden könnte oder alternativ wenn sinnvoll der PC das Signal über eine externes Interface zukünftig liefert. Als Messgeräte stehen neben einen 2 Kanal 40 MHz Digitalspeicheroszilloskop noch die Messsoftware Arta zur verfügung.

Die Messgenauigkeit sollte sich mindestens im Bereich von 0,05+/- und 20-20kHz bewegen.

Vielen Dank im Voraus!


[Beitrag von inexxon am 30. Nov 2014, 14:39 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#2 erstellt: 30. Nov 2014, 15:01
Meine Meinung,

man solte heutzutage immer den PC als Messwerkzeug im
Audiobereich verwenden (kostenlose SW, alle erdenklichen Möglichkeiten)
In deinem Fall wäre der Aufbau oder Kauf eines
geeigneten Messverstärker mit galvanischer Trennung Bedingung.

Im einfachsten Fall, ein anständiges analoges/Audio-mv-Meter
mit einer passenden Bereichsumschaltung/Überspannungsschutz
verwenden
und hinter dem Messverstärker das Signal per anständigem
Übertrager zur Soundkarte auskoppeln
Kay*
Inventar
#3 erstellt: 30. Nov 2014, 15:05
ergänzend,
suche nach Uwe Beis AD-Wandler

den AD-WAndler nebst VV könnte man leicht für deinen Zweck modden
und dann per S/P-Dif (optisch=galvanische Trennung) auf deinen PC gehen
inexxon
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 30. Nov 2014, 16:08
Hallo,

danke für die Tipps!

Also so wie ich das jetzt verstanden habe benötige ich ein Audio mV Meter vielleicht so etwas hier:

http://www.ebay.de/i...-300-V-/361017397567

und dann noch einen sehr guten A/D Wandler wie z.B. den Beis, den ich übrigens schon einmal gebaut hatte für einen anderen Einsatzzweck :-) oder aber gleich ein sehr gutes PC Interface wie z.B. RME Fireface wobei der Beis vermutlich sogar besser ist.
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 30. Nov 2014, 18:17
Meine 2 cent dazu:

Für die Fummelei an KH-Verstärkern für Elektrostaten besorgst Du dir erstmal sowas:

http://tmi.yokogawa....probe-100-mhz1400-v/

Wenn Du nur gelegentlich "so zum Spass" am Schreibtisch sitzt, um einen oder zwei Verstärker ein paar mal zu vermessen, dann
liegt die Lösung mit PC-Software am nahesten.
Ich gehe mal schwer davon aus, dass Du quasi "sogut wie nichts" investieren möchtest? Dann schlage auch ich die die Soundkarte mit ihren vielen Unannehmlichkeiten vor.
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 30. Nov 2014, 18:19

Also so wie ich das jetzt verstanden habe benötige ich ein Audio mV Meter vielleicht so etwas hier:


Was willst Du denn damit?
inexxon
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 30. Nov 2014, 18:32

Rolf2001 (Beitrag #5) schrieb:
Meine 2 cent dazu:

Für die Fummelei an KH-Verstärkern für Elektrostaten besorgst Du dir erstmal sowas:

http://tmi.yokogawa....probe-100-mhz1400-v/

Wenn Du nur gelegentlich "so zum Spass" am Schreibtisch sitzt, um einen oder zwei Verstärker ein paar mal zu vermessen, dann
liegt die Lösung mit PC-Software am nahesten.
Ich gehe mal schwer davon aus, dass Du quasi "sogut wie nichts" investieren möchtest? Dann schlage auch ich die die Soundkarte mit ihren vielen Unannehmlichkeiten vor.


Hallo,

danke für die Infos aber das mit dem Schreibtisch ist nicht das Problem der PC steht ja sowieso direkt in der Werkstatt. Und nur so zum Spaß ist das natürlich auch nicht gedacht mir geht es um die Überprüfung der Spezifikation des Klirrfaktors der Verstärker meist gemessen bei 1 kHz, 100 V r.m.s..

Die Frage der Investition steht eher noch im Raum, da ich hier keinerlei Vorstellungen habe und natürlich ersteinmal nach einen Lösungsansatz suche!?


[Beitrag von inexxon am 30. Nov 2014, 18:33 bearbeitet]
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 30. Nov 2014, 19:27

Und nur so zum Spaß ist das natürlich auch nicht gedacht mir geht es um die Überprüfung der Spezifikation des Klirrfaktors der Verstärker meist gemessen bei 1 kHz, 100 V r.m.s..


Hallo Inexxon,
wie oft wird das Equipment denn pro Monat verwendet? Täglich einige Stunden, einmal die Woche, einmal im Jahr? Als Bastelei zwischendurch, oder quasigewerblich, da du "die Verstärker" schriebst?
Und was soll alles gemessen werden? Nur Klirr ?

Es wundert mich schon ein wenig, dass Du der Sache so unentschlossen und hilflos gegenüberstehst. Vermutlich wäre "echte" Messtechnik viel zu teuer, oder?
inexxon
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 30. Nov 2014, 19:49

Rolf2001 (Beitrag #8) schrieb:

Hallo Inexxon,
wie oft wird das Equipment denn pro Monat verwendet? Täglich einige Stunden, einmal die Woche, einmal im Jahr? Als Bastelei zwischendurch, oder quasigewerblich, da du "die Verstärker" schriebst?
Und was soll alles gemessen werden? Nur Klirr ?

Es wundert mich schon ein wenig, dass Du der Sache so unentschlossen und hilflos gegenüberstehst. Vermutlich wäre "echte" Messtechnik viel zu teuer, oder?


Hallo Rolf,

danke für die Antwort!

Einsatz würde ich sagen so 2-3 mal wöchentlich, gewerblich und es soll außschließlich der Klirr bis zur Genauigkeit 0,0x wie schon bereits geschrieben gemessen werden. Natürlich ist mir auch klar das gute Messtechnik nicht günstig ist auf der anderen Seite sollte es natürlich für mich wirtschaftlich sinnvoll sein und ich kaufe normalerweise Messtechnik nicht der Messtechnik wegen sondern wegen des Einsatzes auch bevorzuge ich gern die Nutzung der heute zur Verfügung stehenden Rechentechnik mit all seinen Möglichkeiten. Alternativ stelle ich mir aber auch den Einsatz eines gebrauchten stationären Verzerrungsanalyzers gekoppelt mit einem klirrarmen Signalgenerator vor, der müsste aber für die relativ hohen Spannungen ausgelegt sein. Budget würde ich mal sagen kurzfristig max. 1T€, höher wäre zwar auch möglich aber dann müsste ich das Projekt etwas schieben.
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#10 erstellt: 30. Nov 2014, 20:08
Den Generator und den Analyzer kann eine Soundkarte für <100€ bieten. Das reicht für Messungen bis zu -90dB Klirrgämpfung. Eventuell auch etwas mehr. Die hohen Spannungen sollten schon galvanisch getrennt und heruntergeteilt werden, da viele HV-Hopfhörerverstärker im Brückenbetrieb laufen.

Dazu eignet sich ein Differenzialtastkopf (ab 300 € neu) ganz gut. Seine Verzerrungen sind gering genug, um das Ergebnis nicht allzusehr zu verfälschen.
-80 dB oder mehr Klirrdämpfung sind da üblich. Könnte bei Bedarf nochmal prüfen wie sich die Dinger diesbez. verhalten.

Was aber den Bedienungskomfort, und somit die die Sorglosigkeit und Fehlerarmut, sowie den Funktionsumfang betrifft bin ich von Geräten der Firma Audio Precision überzeugt.
inexxon
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 30. Nov 2014, 20:22
Hallo Rolf,

danke für die Tipps da werde ic mich mal bzgl. Differentialtastkopf kundig machen, ein relativ gutes Soundinterface + Arta Software ist ja schon vorhanden mit dem ich Kopfhörermessungen durchführe. Und die Audio Precision Geräte sind natürlich mehr als interessant und vielleicht mittelfristig eine Überlegung wert, gff. kann man ja auch mal gebraucht auch an so etwas kommen.


[Beitrag von inexxon am 30. Nov 2014, 20:23 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#12 erstellt: 30. Nov 2014, 22:06

Die hohen Spannungen sollten schon galvanisch getrennt und heruntergeteilt werden


das ist auch das wesentliche Problem an der ganze Sache.

Die "Unannehmlichkeiten" einer Soundkarte lassen sich
mit einem durchdachten Messplatzaufbau,
sprich einmal aufbauen und nicht mehr ändern,
sicherlich in den Griff bekommen


Was aber den Bedienungskomfort, und somit die die Sorglosigkeit
und Fehlerarmut, sowie den Funktionsumfang betrifft bin ich von Geräten
der Firma Audio Precision überzeugt.


die Sorglosigkeit setzt guten (Kalibrier-) Service voraus
und der kostet auch.

Es ist nicht meine Entscheidung,
aber für dreimal die Woche ...
etwas mehr Aufwand

p.s.
neben Arta auch mal Audiotester ansehen,
auch wenn's nicht ganz kostenlos ist
www.audiotester.de
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 01. Dez 2014, 16:20

Die "Unannehmlichkeiten" einer Soundkarte lassen sich
mit einem durchdachten Messplatzaufbau,
sprich einmal aufbauen und nicht mehr ändern,
sicherlich in den Griff bekommen


Hallo Kay,
das ist alles in den Griff zu bekommen, und die Trennung könnte man wie Du bereits anmerktest noch günstiger mit einem Übertrager realisieren.
In diversen Speisegeräten der Fa. Stax sind ja bereits welche drin, die man evtl "reverse" betreiben könnte, falls man eines schlachtet.

Ich habe selbst einige Zeit mit Soundkarten gemessen und habe sogar heute noch ein Setup am Arbeitsplatz, obwohl ich das nur selten verwende.
Ein Kompromiß bleibt sowas aber immer, denn Soundkarten sind nunmal nicht für diese Aufgabe gebaut worden. Es wird also immer hier und da einige Störer nahe dem Noisefloor geben, die entweder von der PC-Hardware, oder der Festplatte kommen. Auch hier kann man natürlich Linderung einbauen, was aber wiederum Messtechnik erfortert.


die Sorglosigkeit setzt guten (Kalibrier-) Service voraus
und der kostet auch.

Nein, überhaupt nicht. Ich verwende neben UPL, UPD und einigen anderen Geräten auch zwei AP. Ein 2522 und ein 322. Das 322 kann man -wenn man möchte- innerhalb von 20 Minuten selbst kalibrieren. Die Software dafür liegt auf dem AP-Server. Dazu braucht man lediglich einen Frequenzzähler und ein Millivoltmeter. Den Rest liefert das Gerät quasi selbst. Das ist keine große Sache.
Ich habe in den letzten 5 Jahren 5 oder 6 System one repariert bzw. kalibriert, und kein Gerät war nach Jahren der Nichtkalibrierung so verstellt, dass man damit nicht perfekt hätte arbeiten können.
Das 2322 (und die Versionen darüber) sind bei weitem weniger Anfällig für Langzeitdrift. Mein 2522 ist von 2001 und wurde zuletzt 2005 amtlich kalibriert. Es ist vollkommen in specs.

Die APwin Software hat eine Testroutine an Bord, mit der alle (!) Parameter des AP innerhalb von etwa einer Minute geprüft (grafisch dargestellt) und protokolliert werden.
Alles in specs! Seit 10 Jahren.


Es ist nicht meine Entscheidung,
aber für dreimal die Woche ...
etwas mehr Aufwand


Ich möchte nie mehr "alleine" auf die Ergebnisse einer Soundkarte angewiesen sein. Allerdings ist das alles auch eine Frage der finanziellen Bereitschaft., des Interesse an Messtechnik und der Zeit, die man damit verbringen möchte oder eben muss.


[Beitrag von Rolf2001 am 01. Dez 2014, 16:39 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#14 erstellt: 02. Dez 2014, 14:28
Danke für die Infos betr. AP, Rolf!

Mich hätte mal eine Schaltung vom Eingangsteil, alles vor dem AD-Wandler, interessiert


Allerdings ist das alles auch eine Frage der finanziellen Bereitschaft.

ich hatte oben auf den AD/Wandler von Uwe Beis hingewiesen.

Sowas als Front-End, per S/P-Dif in den PC
und irgendwelche Störer vom PC sind erledigt

Derartige Lösungen bedeuten aber auch etwas Aufwand,
da müsste der TE abwägen
inexxon
Hat sich gelöscht
#15 erstellt: 02. Dez 2014, 15:36
Hallo,

also derzeit habe ich als Denkansatz den Differenzialtastkopf TT-SI 9001 auf dem Schirm zur Spannungsteilung z.B. von 100V auf 1V und den Einsatz meines USB Soundinterfaces Steinberg UR-44 (mit Arta gemessener THD 0,0099) + Arta als Signalgenerator und Spectrum Analyzer. Thema wäre hier noch wenn sinnvoll die galvanische Trennung des USB Kabels duch einen USB Isolator. Leider habe ich keinen optischen Digitaleingang am Interface um den Beis A/D Wandler vorzuschalten.


[Beitrag von inexxon am 02. Dez 2014, 15:40 bearbeitet]
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#16 erstellt: 02. Dez 2014, 15:41


Mich hätte mal eine Schaltung vom Eingangsteil, alles vor dem AD-Wandler, interessiert


Da der offizielle Support für das System one afair 2011 eingestellt wurde, hat man auf dem AP-Server das komplette SM abgelegt.
Auch die AD und DSP Sektion des SYS322.

Freier Download nach Registrierung.

Alles was danach kam, also ab SYS2322 unterliegt "strengster" Geheimhaltung. AP rückt da mit absolut nichts raus. "Bitte zum Service " heisst es dann.
Ab dem 2322 ist das Selberreparieren m.E. wegen der vielen Spezialteile ohnenin -wenn überhaupt- auf die Analogsektion beschränkt.


ich hatte oben auf den AD/Wandler von Uwe Beis hingewiesen.

Den kenne ich nicht.


[Beitrag von Rolf2001 am 04. Dez 2014, 22:00 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#17 erstellt: 02. Dez 2014, 16:01
Danke Rolf!


Differenzialtastkopf TT-SI 9001

wäre mir zuteuer
allerdings ist es nicht so einfach,
einen Vorverstärker mit freq-kompensiertem Teiler,
der sowohl hochohmig, alsauch die hohe Spannungen verkraftet,
selbst zubauen.

Wenn man es kann, so wäre im billigsten Fall,
eine gal. Trennung per LTR-110 (Monacor, Übertrager)
denkbar.
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#18 erstellt: 02. Dez 2014, 22:40

wäre mir zuteuer


Hallo? Das günstige (!) Teil kostet gerade mal 300 € und gehört eigentlich in JEDE normal ausgerüstete Werkstatt.
Auch für Arbeiten und Untersuchungen an Schaltnetzteilen eigentlich unentbehrlich.

Sparen ist ja gut und schön, aber man kann es auch übertreiben.

@inexxon
Hier mal die Ergebnisse, die damit erreicht werden.

Eingangsspannung 5V, 1KHz
Ausgangsspannung 500 mV (10:1 Position)

THD&N (BW >200KHz) : 0,012%. Der mäßige Wert wird vom Rauschen dominiert. Bei höherer Eingangsspannung und entsprechend höherem Ausgangssignal sind bessere Werte zu erwarten.

THD (K2 ....K9) unter obenstehenden Bedingungen : 0,004%
inexxon
Hat sich gelöscht
#19 erstellt: 03. Dez 2014, 07:10

Rolf2001 (Beitrag #18) schrieb:

Sparen ist ja gut und schön, aber man kann es auch übertreiben.

@inexxon
Hier mal die Ergebnisse, die damit erreicht werden.

Eingangsspannung 5V, 1KHz
Ausgangsspannung 500 mV (10:1 Position)

THD&N (BW >200KHz) : 0,012%. Der mäßige Wert wird vom Rauschen dominiert. Bei höherer Eingangsspannung und entsprechend höherem Ausgangssignal sind bessere Werte zu erwarten.

THD (K2 ....K9) unter obenstehenden Bedingungen : 0,004%


Hallo Rolf,

danke für die mühe mit den Messungen, werde mir den Differenzialtaster nun bestellen. Das mit den sparen sehe ich ähnlich irgendwann wägt man den Zeitaufwand und Kosten ab und entflieht dann der Selbstbau/Geldsparphase die aber durchaus ihre Berechtigung hat. Gerade zu Studentenzeiten zumindest für mich eine nicht unerhebliche Lernquelle getrieben von permanenten Geldmangel und streben nach besseren.


[Beitrag von inexxon am 03. Dez 2014, 07:11 bearbeitet]
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#20 erstellt: 03. Dez 2014, 16:43
Hallo,
gute Entscheidung, denn auch für die REparaturen an transistorisierten oder röhrenbestückten Elektrostatenverstärkern ist so ein Gerät sinnvoll.
Soweit ich weiss laufen praktisch alle Verstärker für Staxe im Brückenbetrieb und können bis zu 330V eff an die Statoren liefern.
inexxon
Hat sich gelöscht
#21 erstellt: 06. Dez 2014, 07:45
Hallo,

wollte nur noch einmal den Status duchgeben, nachdem gestern meine Reichelt Bestellung angekommen ist. Die Klirrfaktormessung funktioniert mit dem Differentialtastkopf und der Messsoftware Arta einwandfrei.

Vielen Dank nochmals für die Tipps!
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