MATROJIG och hur den utvecklats

[xmag]

EDIT 2024-07-27:
I denna tråd visar jag hur min mätapparat utvecklas med allt från principschema till färgning, CNC-fräs, 3D-skrivare och mycket annat. Jag beskriver samtidigt hur jag bygger om mina maskiner så de blir lämpliga för uppgiften och hur jag utvecklar olika jiggar och verktyg mm.
-------------------------------------------------------------------------------------


Jag håller på att göra en ny mätjig som skall ersätta Mätro-1. Passar samtidigt på att byta namn till MATROJIG. Orsaken är att jag funderat på att programmera fram ett eget mätprogram. I så fall kommer det programmet heta MATROSOFT. Jag tar också bort prickarna över "Ä". Orsaken är den att de flesta frågor jag fick från utlandet var att förklara vad "Ä" betyder i MÄTRO. Nu slipper jag det när jag gör en "skåning" ("Skånska cement" bytte namn till "Skanska").

Tanken är att mätjiggen skall kunna användas med de flesta mätprogram. MÄTRO-1 kunde bara användas till Speaker Workshop eftersom Speaker Workshop har ett annorlunda sätt att kalibrera. Genom att bygga för de andra mätprogrammen och kalibrera Speaker Workshop genom Impedansinställning för jiggen kommer man runt problemet.

Vill först bara säga att detta kan ta tid eftersom jag har en massa annat att göra. Men jag jobbar på efter hand som jag kan sitta med detta.
Jag vill gärna få in förslag och påpakanden om något är fel. Jag kommer fråga er en hel del också.

Det jag lagt mest vikt mot är att göra jiggen enkel att bygga och enkel att handha. Jag har under hösten på en bräda byggt flera olika typer av jiggar för att testa mot olika programvaror. Det jag kommit fram till som är den bästa kompromissen är följande principscheman:

principschema.png (35.83 KiB) Visad 18470 gånger

Här är principschemat.

principschema-Frekvensmätning.png (36.96 KiB) Visad 18470 gånger

Så här är det kopplat när man mäter frekvensen.

principschema-Impedansmätning.png (40.93 KiB) Visad 18470 gånger

Så här är det kopplat när man mäter impedansen.

principschema-Kalibrera.png (40.97 KiB) Visad 18470 gånger

Så här är det kopplat när man kalibrerar.

[xmag]

Jiggen jag slutligen bestämde mig för har jag byggt in förstärkaren Velleman K4001 i. Jag tog en färdigbyggd som är ca 15 år gammal. Tanken är att jag skall "förfina" den så att den bättre passar ända målet. Fördelen med att köpa färdiga komponentsatser är att de är beprövade och det går fortare att bygga. Mätningar av K4001 finns på annat ställe på forumet.

Här mäter jag med jiggen med k4001 installerat och med Behringer lilla serie av USB-ljudkort. Alltså allt som ingår i jiggen går ljudet igenom till mjukvaran.

Systemkalibrering.png (11.28 KiB) Visad 18467 gånger

Kalibreringsmätning. Detta är mätt utan någon korrigering. Ser väldigt bra ut utan att kalibrera.

Frekvenskurva-MATROJIG 2021-02-01.png (12.41 KiB) Visad 18467 gånger

När filen till ovanstående kurva lagt in som kalibrering ser frekvenskurvan ut som ovan.

Brus-MATROJIG 2021-02-01.png (24.47 KiB) Visad 18467 gånger

Här är bruset i jiggen. Kan någon kunnig förklara om detta är bra eller dåligt?
Distorsionerna av olika slag ligger nästa exakt på brusets plats.

Vattenfall-MATROJIG 2021-02-01.png (76.66 KiB) Visad 18467 gånger

Vattenfall av samma jigg. Bra eller dåligt?

Specktrogram-MATROJIG 2021-02-01.png (55.32 KiB) Visad 18467 gånger

Specktrogram av samma jigg. Bra eller dåligt?


Jag är gammalmodig när det gäller mätningar. Har så gott som bara sysslat med frekvens-, impedans- och i vissa fall med distorsionsmätningar. De andra mätningarna kanske någon kunnig kan förklara om de är bra eller dåliga.

[xmag]

Glömde impulssvaret:

Impulssvaret.png (9.12 KiB) Visad 18466 gånger

[xmag]

Brusmätningen gjorde jag innan den var kalibrerad.¨

EDIT:
Såg att jag gjorde en särskrivning och ett par andra skrivfel. Jag hatar särskrivningar. Men det ingår inte i mätjiggen så det får man stå ut med.

[xmag]

En lustig detalj:

Båda mina USB-ljudkort gick sönder när jag råkade koppla fel. Idag plockade jag isär en av dem, tittade runt en stund och satta ihop den. Till min förvåning fungerade den nu!?

Det är inte helt lätt att ställa in datorn för mätning. Ibland går det bra av sig själv medan andra tillfällen måste man manuellt ställa in rätt ljudkort mm. Ibland ställs det in på de två ställen det skall ställas in på medan andra gånger ställs det bara in där man gör det manuellt. Kommer ihåg att samma problem hade jag med Mätro-1 och Speaker Workshop. Men någon rekommenderade ett litet program som man öppnade innan mätning och klickade på någon knapp där så fungerade allt som det skall. Innan det startade jag alltid JustMLS så ställde det mätprogrammet in allt rätt innan mätning.

Är det någon som känner till något sådant program som enkelt ställer in "allt" rätt för mätning?

[jansch]

Bruset är inte bra.
Men först insignalen, översta kurvan. är det full utstyrning?
OM översta kurvan är full utstyrning har du väldigt dålig dynamik

Du har väldigt mycket brum med övertoner, dessutom toppar i diskanten En bruskurva skall absolut inte visa så höga värden .
Du borde höra lite "knattrigt" brum.

Mäter du rätt?
- översta kurvan = max utstyrning. Mät.
- pilla inte på volymrattar därefter.
- Ta bort mic:en/micförstärkaren och kortslut ingången. Mät

[jansch]

Förstärkaren har sin begränsningar, även vid 20kHz.

- Det är möjligt att du harför stor förstärkning för ljudkortets output = både ljudkort och förstärkare brusar. Minska gain i förstärkaren tills du kan ha hyffsad volym på ljudkortet.

- med 8 ohms testhögtalare får du bara ut 2 watt vid 14,4volt matningsspänning - snålt och lätt att överstyra

- distorsionen är ca 0,4 till 0,5% i basregistret och diskanten vi 1watt och 8ohm

- minska kondensatorn i återkopplingsslingan till ca hälften och kolla med oscilloskop att den fortfarand är stabil med högtalarlast. så bättrar du på frekvensgången i övre registret.

Fast helst, välj en bättre förstärkare.

[xmag]

Bruset är inte bra.
Men först insignalen, översta kurvan. är det full utstyrning?
OM översta kurvan är full utstyrning har du väldigt dålig dynamik

Du har väldigt mycket brum med övertoner, dessutom toppar i diskanten En bruskurva skall absolut inte visa så höga värden .
Du borde höra lite "knattrigt" brum.

Mäter du rätt?
- översta kurvan = max utstyrning. Mät.
- pilla inte på volymrattar därefter.
- Ta bort mic:en/micförstärkaren och kortslut ingången. Mät

Jag har ännu inte kopplat in någon mik.förstärkare.

Detta var första mätningen efter att ljudkortet gick sönder. Tre nya är på väg av den rekommenderade typen (finns 3 olika med olika funktioner). Jag var inte så noggrann denna första gång. Fick en varning för klippning så jag sänkte en aning, det kanske var för lite. Dessutom finns det ett fel någonstans som jag uppmärksammat en tid och det är brum. det syns tydligt vid 50hz och man kan ana toppar vid varje oktav uppåt från det brummet. Ljudkortet mätte väldigt bra när jag mätt det så det är förstärkaren som bråkar. Har fått en del tips innan på forumet hur den kan göras bättre.


Så här ser ljudkortets mätning ut:

Bruset-19-22k.png (16 KiB) Visad 18443 gånger

Frekvens-4-4k.png (14.11 KiB) Visad 18443 gånger

Intermodulations-distorsion-19-22k.png (15.47 KiB) Visad 18443 gånger

THD-19-22k.png (16.31 KiB) Visad 18443 gånger

Förstärkaren har sin begränsningar, även vid 20kHz.

- Det är möjligt att du harför stor förstärkning för ljudkortets output = både ljudkort och förstärkare brusar. Minska gain i förstärkaren tills du kan ha hyffsad volym på ljudkortet.

- med 8 ohms testhögtalare får du bara ut 2 watt vid 14,4volt matningsspänning - snålt och lätt att överstyra

- distorsionen är ca 0,4 till 0,5% i basregistret och diskanten vi 1watt och 8ohm

- minska kondensatorn i återkopplingsslingan till ca hälften och kolla med oscilloskop att den fortfarand är stabil med högtalarlast. så bättrar du på frekvensgången i övre registret.

Fast helst, välj en bättre förstärkare.

Jag noterar de punkterna.
Förstärkningen är inte optimal ännu. Skall experimentera med det.
Jag har inte för avsikt att få ut mer än 2-3 watt. Så har jag haft det med den andra jiggen i flera år utan problem.
Distorsionen är för hög, det hör jag när jag kopplar till ett högtalarelement. Man hör brus med nivån på noll. I den äldre jiggen hade jag en potentiometer innan slutsteget. Kanske skall lägga in en dämpsats där i denna. Potentiometern rubbar kalibreringen om man rör den efter det är kalibrerat, impedansen kan bli fel. Därför har jag utelämnat den här.
Jag skall titta på det där med kondensatorn. Du är andra personen som föreslagit det.

[xmag]

Helt klart är att ljudkortet är sönder. Märkligt är dock att med REW går det att få fram en signal från ljudkortet men det går inte mäta längre. Med RightMark Analyzer får jag inte ens fram en signal. Vi väntar med mätningarna tills jag löst detta.

Under tiden jag jag visa en preliminärt schema på hur det ser ut nu:

kopplingsschema.png (34.39 KiB) Visad 18433 gånger

[xmag]

Har mätt med flera olika mätprogram nu. Märkligt kommer det inte in något svar från ljudkortet när jag mäter med dem utom ett, dvs REW. Det är REW jag tänkt använda och det är REW jag använt för kurvorna här ovan. Så, frågan är hur REW kan mäta med ett ljudkort som uppenbarligen inte fungerar. Eller kan det vara så att det fungerade ett tag men bristfälligt efter jag plockat isär det? Det var strax efter det jag mätte.


Så här skall mätningarna egentligen se ut från ljudkortet som heter Behringer UCA202:

Jag hämtar mätningar från en person med bättre mätutrustning och bifogar en Googleöversättning av killens noteringar. Jag har lagt in vita linjer vid 20 och 20 khz.

IMD.png (49.48 KiB) Visad 18333 gånger

fyrkant.png (36.6 KiB) Visad 18333 gånger

Frekvens.png (60.56 KiB) Visad 18333 gånger

brus.png (93.08 KiB) Visad 18333 gånger

Här är länken till originalet:
http://nwavguy.blogspot.com/2011/02/beh ... eview.html

[xmag]

Här är mina egna mätningar för slutsteget K4001 (TDA2003) när ljudkortet fungerade:

THD-10v.png (14.45 KiB) Visad 18327 gånger

frekvens-okänt-v.png (12.99 KiB) Visad 18327 gånger

brus-10v.png (13.9 KiB) Visad 18327 gånger

Man kan se lite spikar på mätningarna vilket kan härröra från att mätningen görs strax innan klippning.

Efter dessa mätserier kan vi se att mina mätningar på jiggen förstörs av ett ej fungerande ljudkort. Tre nya ljudkort är beställda: 1st för mätningar av andra produkter. 1st för jiggen och 1st i reserv.

Får återkomma med jiggen senare.

Nu gäller det att jaga mikrofonförstärkare. Någon som har förslag?
Själv har jag en handfull som är lätt att bygga, billiga och en bias på 12v och neråt.
Helst vill jag få tag på en färdigbyggd för rimliga pengar (bara kretskort med komponenter) eller en byggsats.
I värsta fall får jag bygga den själv. Orsaken till att använda färdiga grejer är den att fler vill ofta bygga det man beskriver och jag vill göra det lätt för dem (och mig själv).

[Baffel]

Förstärkare säger du. Hum duger denna?
viewtopic.php?f=10&t=71581

Obs har absolut ingen aning om den skulle passa . Det är ju bara en förförstärkare. Grymt låg dist.

[xmag]

Förstärkare säger du. Hum duger denna?
viewtopic.php?f=10&t=71581

Obs har absolut ingen aning om den skulle passa . Det är ju bara en förförstärkare. Grymt låg dist.

Är det kretsen eller fotot på den lilla förstärkaren du menar?
Hursom, jag tittar på alla förslag, googlar och läser om kretsar mm.

[Baffel]

Ja , om den duger vad det gäller nivå på förstärkningen . Enkel att bygga . Jansch gav lite tips om hur man kunde göra den lite bättre / säkrare vad det gäller jordning. Den är byggd som en testförstärkare. Han, John i videon, har den när han testar och labbar. Du testar och labbar. Kolla videon på YouTube.

Det är ju bara en OP amp ne5532 , några motstånd och kopplingskondingar samt batterier inpluggade. Enklare än så blir det väl inte. :

Vill du ha mer gain , ändra i motstånden. .

Obs jag är nybörjare, som du ser, . Har ingen aning om den passar till mikrofonförstärkare.

[Baffel]

Japp, kollade upp. Borde gå. Den där förförstärkaren jag tipsade om. Behöver du inte volympott så blir det ännu enklare. Skippa ledlampan med. Batteritid runt 166 timmar. Du som är van att löda smackar ihop den på tja 30 minuter kan jag tänka mig. Så låg dist i den det inte gick att mäta ( försvann i brusgolvet). Så slipper du bekymra dig om ifall den förstärkaren påverkar resultatet. Obs bäst du kollar en snabbis med jansch det jag säger nu. Så det stämmer dvs.

Edit : vet ju inte om din mick är enkanalig. Kom på det nu. Pinsamt.

[xmag]

Japp, kollade upp. Borde gå. Den där förförstärkaren jag tipsade om. Behöver du inte volympott så blir det ännu enklare. Skippa ledlampan med. Batteritid runt 166 timmar. Du som är van att löda smackar ihop den på tja 30 minuter kan jag tänka mig. Så låg dist i den det inte gick att mäta ( försvann i brusgolvet). Så slipper du bekymra dig om ifall den förstärkaren påverkar resultatet. Obs bäst du kollar en snabbis med jansch det jag säger nu. Så det stämmer dvs.

Edit : vet ju inte om din mick är enkanalig. Kom på det nu. Pinsamt.

Jag skall undersöka det.
Jag tillverkade mickar ett tag, om du menar enkanalig med att den bara har + och - så stämmer det. Däremot använder jag inte stereomick om det är det du menar.
Har tillverkningsgrejerna kvar, faktiskt.

[MacBruce]

Brusmätningen gjorde jag innan den var kalibrerad.¨

EDIT:
Såg att jag gjorde en särskrivning och ett par andra skrivfel. Jag hatar särskrivningar. Men det ingår inte i mätjiggen så det får man stå ut med.

Bekymra dig inte om sär skrivningar, dagens I-lands problem är snarare hopskrivningar av prepositioner med efterföljande ord. Ett "konstruerat men dock ej främmande" exempel: "Tillslut tillslut öppningen upptill, som kan vara upptill 20 cm i diam."

[xmag]

Brusmätningen gjorde jag innan den var kalibrerad.¨

EDIT:
Såg att jag gjorde en särskrivning och ett par andra skrivfel. Jag hatar särskrivningar. Men det ingår inte i mätjiggen så det får man stå ut med.

Bekymra dig inte om sär skrivningar, dagens I-lands problem är snarare hopskrivningar av prepositioner med efterföljande ord. Ett "konstruerat men dock ej främmande" exempel: "Tillslut tillslut öppningen upptill, som kan vara upptill 20 cm i diam."

[xmag]

Har idag gjort omfattande tester med Matrojig-4 (som den kommer att heta).

Det står helt klart att man skall använda drivrutinen från ASIO, ASIO4ALL v2. Jag har inte satt mig in in vad den drivrutinen gör men vad jag förstår minimerar den felaktigheter från datorn. Hur den gör det vet jag inte, möjligen mäter den ljudet och kalibrerar innan ljudet skickas ut. Hur som helst så ger mätresultaten betydligt lägre brus och dist. De förstärkare jag mätt med den drivrutinen stämmer med faktablad och med andra som mätt med supderduper-mätverktyg.

Så här mäter nu Matrojig-4 utan slutsteg (med slutsteg kommer när jag är klar med slutsteget):

Frekvens-THD-brus-ASIO.png (47.19 KiB) Visad 17829 gånger

Frekvens-20hz-THD-brus-ASIO-siffror.png (8.63 KiB) Visad 17829 gånger

Frekvens-800hz-THD-brus-ASIO-siffror.png (8.83 KiB) Visad 17829 gånger

Frekvens-10khz-THD-brus-ASIO-siffror.png (8.36 KiB) Visad 17829 gånger

Med det slutsteg jag skall ha kanske det blir aningen sämre.
Så här ser ett köpeslutsteg ut av samma sort jag skall använda (mitt blir lite annorlunda och förhoppningsvis med bättre mätresultat):

2021-02-22-Färdig-billig-TDA2030-Brus.png (6.52 KiB) Visad 17827 gånger

THD.png (5.86 KiB) Visad 17827 gånger

[pLudio]

Det står helt klart att man skall använda drivrutinen från ASIO, ASIO4ALL v2. Jag har inte satt mig in in vad den drivrutinen gör men vad jag förstår minimerar den felaktigheter från datorn. Hur den gör det vet jag inte, möjligen mäter den ljudet och kalibrerar innan ljudet skickas ut.

ASIO4ALL undviker att skicka ljudet genom Windows ljudmixer vilket även WASAPI Exclusive mode låter bli att göra. DirectSound och WASAPI Shared går däremot genom mixern.

[xmag]

Det står helt klart att man skall använda drivrutinen från ASIO, ASIO4ALL v2. Jag har inte satt mig in in vad den drivrutinen gör men vad jag förstår minimerar den felaktigheter från datorn. Hur den gör det vet jag inte, möjligen mäter den ljudet och kalibrerar innan ljudet skickas ut.

ASIO4ALL undviker att skicka ljudet genom Windows ljudmixer vilket även WASAPI Exclusive mode låter bli att göra. DirectSound och WASAPI Shared går däremot genom mixern.

TACK!
Då fick vi en förklaring till det. Det är stor hjälp till mig och säkert andra som håller på med samma sak. Återigen TACK!

[xmag]

Så gott som alla mätprogram vill ha en tråd mellan utsignal och en av vänster eller höger insignal. Gärna efter slutsteget. Kallat referenssignal.
Vad gör referenssignalen för nytta? En del vet vad den gör men inte alla därför testar vi den:

Frekvenskurva-med-och-utan-referenssignal-med-TDA2030.png (9.88 KiB) Visad 17720 gånger

Den övre gröna är utan referenssignal medan den undre är med referenssignal.
Det den gör är att kalibrera systemet under "fart" alltså medan man mäter.

[xmag]

Upptäckte en viktig sak nu när jag sitter och experimenterar:

När man kopplar ingående tråd till vissa slutsteg måste jordsignalen följa den ingående tråden och kopplas in i slutsteget så nära ingående tråd som möjligt. Jag använder stjärnjord dit all jordning dras för att undvika slingor. Jag drog jorden till slutsteget direkt dit. Slutsteget självt är jordad via minus på nätdelen. När jag satte på apparaten med högtalare hörde jag en massa brus, knaster och annat. Jag drog då en jordkabel från ljudkortets utgång, följde signalkabeln och kopplade in den på Jord nära signalens ingång. Startade igen och högtalaren är knäpptyst.

[xmag]

Första impendanskalibreringsmätningen:

2021-03-11-första-impedanskalibrering.png (11.47 KiB) Visad 17628 gånger

Denna mätning behövs normalt inte göras men kan vara intressant att se att allt är rakt. Underst är faskurva och överst är impedanskurvan.

[xmag]

Första impedansmätningen med element:

2021-03-11-första-impedansmätningen.png (21.38 KiB) Visad 17628 gånger

Ser bra ut. Skall jämföra med andra mätningar med samma element sedan.

[xmag]

Första komponentmätningen, dvs jag mätte på ett 18 ohms motstånd:

2021-03-11-första-motståndsmätning-18ohm.png (13.93 KiB) Visad 17627 gånger

Man kan alltså mäta komponenter också.
Eftersom jag har ett slutsteg och dämpsats i signalvägen varnar REW för att det är för stor skillnad mellan insignal och referenssignal när man kör en impedanskalibrering (egentligen en impedanskontroll).
Men jag vet att ljudkortet mäter exakt lika så den varningen kan man ignorera.

Motståndet är på 18 ohm men mäts upp till 18 ohm från 20Hz till 4KHz vid 20 KHz är motståndet ca 12 ohm.

[xmag]

Så här ser skatboet ut:

IMG_20100725_233315.jpg (423.23 KiB) Visad 17616 gånger

Det ser ut så efter en tids testande.
Potentiometrarna i förgrunden har jag för att testa ut dämpsatsernas ohm-tal. Det är viktigt att inte använda nivårattar i signalkedjan för man förstör man kalibreringen om det skruvas på dem. Därför skall jag använda fasta dämpsatser.

[xmag]

Så här ser den ut ihopskruvad:

IMG_20100725_234616.jpg (297.84 KiB) Visad 17615 gånger

IMG_20100725_234606.jpg (326.79 KiB) Visad 17615 gånger

IMG_20100725_234559.jpg (316.4 KiB) Visad 17615 gånger

IMG_20100725_234537.jpg (300.79 KiB) Visad 17615 gånger

IMG_20100725_234509.jpg (320.92 KiB) Visad 17615 gånger

IMG_20100725_234548.jpg (353.71 KiB) Visad 17615 gånger

[xmag]

Det som återstår är att byta slutsteg från TDA2003 till TDA2030. Därefter kommer jag att bygga en mikrofonförstärkare enligt schema av rikkitikkitavi = viewtopic.php?f=3&t=47085&p=1654771&hilit=mikrofonf%C3%B6rst%C3%A4rkare#p1654771

När jag mätt in allt så det fungerar bra skall jag försöka ta fram ett kretskort och en beskrivning på hur den byggs. Jag tillverkade mikrofoner ett tag, jag kanske återupptar det och har på så vis hela kedjan med mätjig och mikrofon. Lådan måste naturligtvis vara en köpelåda av snyggt passande snitt.

[xmag]

Samma elementtyp men inte samma individ mätt med Mätro-1 för 11 år sedan infogat i impedansmätningen:

2021-03-11-första-impedansmätningen-jämförelse-med-Mätro-1.png (28.76 KiB) Visad 17608 gånger

Jag ritade på frihand för fasen och drog raka linjer för impedansen.
De båda gröna är gjorda nu med den nya mätapparaten. Röd och blå är överfört från nedanstående graf.

Skillnaden högre upp i frekvens kan bero på att jag mätte i garaget med Mätro-1 och använde ganska långa kablar eftersom Mätro-1 på den tiden satt fastskruvad i rummet bredvid garaget.
Man ser att alla små puckar och dalar finns på båda mätningarna. Minns att jag hade problem mot slutet med mätningarna. Jag har imedansmätningar som rullar av kraftigt från 10Khz och uppåt med samma element mätt samma dag. Så avvikelsen uppåt i frekvens kan liga gärna bero på det. Efter den dagen mätte jag aldrig mer med Mätro-1 eftersom annat kom i vägen.





Impedansmätningen jag plottat från:

Pioneer 50cent Impedance.gif (12.52 KiB) Visad 17608 gånger

En annan mätning från samma dag för 11 år sedan:

10.jpg (24.97 KiB) Visad 17605 gånger

Här ser man att jag hade något problem med Mätro-1 när mätningarna mellan varandra skiljer sig så mycket.
Jag har kvar just den Mätro-1 så jag kan undersöka senare vad felet beror på.