09.03.2010, 17:05
So, dann trau' ich mich mal.
Nachdem der TK 28 fertig ist, möchte ich mein Versprechen einlösen und etwas zum Messen mit der Soundkarte zu sagen. Ich habe mir vorgenommen, das mit möglichst vielen Bildern und mit möglichst wenig Text zu machen, soweit das möglich ist.
Nach ein paar -auf das nötigste zurechtgestutzten- Grundlagen will ich nach und nach in lockerer Folge ein paar einfache Messanwendungen vorstellen.
Kurz zu meinem background: Maschinenbauer, kein Elektroniker, kein Computerfachmann. Vor einigen Jahren hab ich angefangen Lautsprecher zu bauen. Dazu brauchte ich eine Meßmöglichkeit und das war halt die Soundkarte. Danach kam ein bißchen Verstärkerbasteln und seit einiger Zeit die Tonbänder. In dieser Zeit kamen dann noch Frequenzgenerator, Oszi, Millivoltmeter und ein besseres Multimeter hinzu. Die Soundkarte war aber durchgehend immer dabei.
Meine Schreibe ist gedacht für die Leute, die das noch nicht gemacht haben. Für die Anfänger also, die das einfach mal ausprobieren wollen.
Gefragt sind aber auch die cracks - zum Aufpassen. Also bitte gleich melden wenn ich irgendwelchen gefährlichen Quatsch erzählen sollte - denn ich will absolut nicht schuld sein, wenn ab jetzt reihenweise die Soundkarten abrauchen.
Bitte gleich fragen falls was unklar ist.
1. Allgemeines
Es geht um das Messen Zeit- und Amplituden-kontinuierlicher Signale (Analog) mit einem Zeit- und Amplituden-diskreten Messsytem (Digital).
Das hat Konsequenzen die zu beachten sind:
Die wichtigste Konsequenz, das Abtasttheorem bleibt uns erfreulicherweise erspart weil Soundkarten am Eingang schon geeignet steilflankige analoge Tiefpassfilter eingebaut haben. So schöne Begriffe wie Aliasing oder Nyquist limit können wir damit schon mal getrost vergessen.
Wichtig ist auch die Amplitudenauflösung. Ist aber auch nicht kritisch: Die üblichen 16 bit reichen für unsere Rausch- und Rumpel-Kisten allemal.
Was wir uns aber merken müssen:
Wenn wir z.B. 48 kHz eingestellt haben, dann können wir bis max 24 kHz messen (Theoretisch. Praktisch hört's schon ein bißchen früher auf, sagen wir mal bei 20 kHz). Also immer bis knapp zur Hälfte der verwendeten sogenannten Abtastrate oder sample rate.
Wichtig für die meisten Messanwendungen ist, daß unsere Karte "voll duplex" arbeitet. Das heißt, daß die Soundkarte gleichzeitig senden und empfangen können muß. Die meisten Karten können das, wenn auch nicht immer bis zur höchster Abtastrate. Meine kann's bis 48 kHz. Bei 96 kHz ist dann schon "halb duplex" angesagt, d.h. die Karte kann dann nur noch entweder senden oder empfangen.
Was wir uns merken könnten (das nur der Vollständigkeit halber hier, brauchen werden wird das vorerst nicht):
Die Messdauer bestimmt die Frequenzauflösung. Tiefe Frequenzen können, wenn's genau sein soll, nur mit langer Meßdauer bestimmt werden.
Gut zu wissen ist, was der Eingang der Karte maximal verträgt bevor das "clipping" beginnt. Das Signal wird oben und unten beschnitten, also verzerrt. Bei mir geht das bei 1,9 Vrms los.
Da diese maximale Eingansspannung meist nicht im Datenblatt steht, schadet es nicht, sie gelegentlich nachzumessen.
Beim Clipping, und noch ein schönes Stückchen drüber, passiert dem Eingang der Karte noch nichts. Irgendwann noch weiter drüber könnt's aber schon mal kritisch werden. Es wird daher gelegentlich empfohlen, eine Schutzschaltung aus z.B. zwei Dioden zu verwenden. In einer meiner Messboxen hab ich sowas drin, meistens messe ich aber "ungeschützt". Man muß sich halt im Klaren sein, mit was für einer Spannung man an den Eingang geht. Notfalls vorher nachmessen.
Bei Schutzschaltungen sieht man auch meist nicht so klar, wann die Verzerrungen beginnen. Da ist mir ein klares eindeutiges clipping eigentlich lieber. Aber das muß jeder für sich entscheiden.
Was man eigentlich noch wissen sollte, wäre Eingangs- und Ausgangsimpedanz der Karte. Sowas erfährt man aber bei den neueren nur in den seltensten Fällen. Bei meiner alten Turtle Beach Pinnacle gab's das noch: 10 kOhm am Eingang und 75 Ohm am Ausgang (übrigens eine phantastische Karte, auch wenn die Installation dieser ISA Karte jedesmal ein Abenteuer mit ungewissem Ausgang war. Schade, daß sie irgendwann mal den Geist aufgegeben hat - NEIN, ich habe den Eingang NICHT verbrannt!).
Als Größenordnung kann man, glaub ich, auch bei neueren Karten von ca. 10 kOhm am Eingang und ca. 100 Ohm am Ausgang ausgehen.
Soviel zur Theorie. Ich denk, das reicht an Grundlagen um Anfangen zu können.
Gemessen wird aber diesmal noch nichts - erst möchte ich noch kurz meine Soundkarte vorstellen.
Meine Soundkarte ist eine M-Audio transit. Klein, transportabel, USB-Anschluß. Das war mir wichtig und daß sie natürlich einen guten Frequenzgang hat.
Einen Eingang, einen Ausgang - mehr braucht's nicht und mehr will ich auch gar nicht. Ich will mich aufs Messen konzentrieren können und nicht immer auch noch darauf achten müssen in welchem Zustand die anderen 5.1 Kanäle gerade sind, welche Soundeffekte gerade mitlaufen oder welche sonstigen Mätzchen sonst noch parallel aktiv sein könnten.
Klar kann man solche Karten auch verwenden, aber bitte dann wirklich A L L E diese Spielereien abschalten und A L L E nicht benötigten Kanalregler runterziehen und ausschalten - sonst wird das nix mit dem Messen.
Das ist sie. Beschaltet ist gerade der Eingang, und zwar nur der linke Kanal, mit dem Signal eines externen Signalgenerators bei der Messung des Clipping-Pegels von oben. Parallel dazu hing mein Millivoltmeter. Verkabelt ist, bis auf den Adapter, alles mit BNC - das ist immer gut für die Signalqualität, auch wenn's bei dem hohen Pegel dieser Messung nicht unbedingt nötig gewesen wäre.
Einen wichtigen Punkt sieht man im Bild schon: man braucht Adapter Kabel. Und nicht nur eins. Im Laufe der Zeit entsteht da ganz automatisch eine ganze Sammlung.
Aber für den Augenblick reichen ein oder zwei solche wie im Bild: Klinkenstecker auf Banane. Rot ist bei mir der rechte Kanal, blau der linke und schwarz ist Masse. Beim Klinkenstecker ist der vordere Konktakt links, der mittlere rechts und der hintere die Masse.
Das nächste Mal wird gemessen, und zwar erstmal der Frequenzgang der Soundkarte. Also bis dann
Peter
Nachdem der TK 28 fertig ist, möchte ich mein Versprechen einlösen und etwas zum Messen mit der Soundkarte zu sagen. Ich habe mir vorgenommen, das mit möglichst vielen Bildern und mit möglichst wenig Text zu machen, soweit das möglich ist.
Nach ein paar -auf das nötigste zurechtgestutzten- Grundlagen will ich nach und nach in lockerer Folge ein paar einfache Messanwendungen vorstellen.
Kurz zu meinem background: Maschinenbauer, kein Elektroniker, kein Computerfachmann. Vor einigen Jahren hab ich angefangen Lautsprecher zu bauen. Dazu brauchte ich eine Meßmöglichkeit und das war halt die Soundkarte. Danach kam ein bißchen Verstärkerbasteln und seit einiger Zeit die Tonbänder. In dieser Zeit kamen dann noch Frequenzgenerator, Oszi, Millivoltmeter und ein besseres Multimeter hinzu. Die Soundkarte war aber durchgehend immer dabei.
Meine Schreibe ist gedacht für die Leute, die das noch nicht gemacht haben. Für die Anfänger also, die das einfach mal ausprobieren wollen.
Gefragt sind aber auch die cracks - zum Aufpassen. Also bitte gleich melden wenn ich irgendwelchen gefährlichen Quatsch erzählen sollte - denn ich will absolut nicht schuld sein, wenn ab jetzt reihenweise die Soundkarten abrauchen.
Bitte gleich fragen falls was unklar ist.
1. Allgemeines
Es geht um das Messen Zeit- und Amplituden-kontinuierlicher Signale (Analog) mit einem Zeit- und Amplituden-diskreten Messsytem (Digital).
Das hat Konsequenzen die zu beachten sind:
Die wichtigste Konsequenz, das Abtasttheorem bleibt uns erfreulicherweise erspart weil Soundkarten am Eingang schon geeignet steilflankige analoge Tiefpassfilter eingebaut haben. So schöne Begriffe wie Aliasing oder Nyquist limit können wir damit schon mal getrost vergessen.
Wichtig ist auch die Amplitudenauflösung. Ist aber auch nicht kritisch: Die üblichen 16 bit reichen für unsere Rausch- und Rumpel-Kisten allemal.
Was wir uns aber merken müssen:
Wenn wir z.B. 48 kHz eingestellt haben, dann können wir bis max 24 kHz messen (Theoretisch. Praktisch hört's schon ein bißchen früher auf, sagen wir mal bei 20 kHz). Also immer bis knapp zur Hälfte der verwendeten sogenannten Abtastrate oder sample rate.
Wichtig für die meisten Messanwendungen ist, daß unsere Karte "voll duplex" arbeitet. Das heißt, daß die Soundkarte gleichzeitig senden und empfangen können muß. Die meisten Karten können das, wenn auch nicht immer bis zur höchster Abtastrate. Meine kann's bis 48 kHz. Bei 96 kHz ist dann schon "halb duplex" angesagt, d.h. die Karte kann dann nur noch entweder senden oder empfangen.
Was wir uns merken könnten (das nur der Vollständigkeit halber hier, brauchen werden wird das vorerst nicht):
Die Messdauer bestimmt die Frequenzauflösung. Tiefe Frequenzen können, wenn's genau sein soll, nur mit langer Meßdauer bestimmt werden.
Gut zu wissen ist, was der Eingang der Karte maximal verträgt bevor das "clipping" beginnt. Das Signal wird oben und unten beschnitten, also verzerrt. Bei mir geht das bei 1,9 Vrms los.
Da diese maximale Eingansspannung meist nicht im Datenblatt steht, schadet es nicht, sie gelegentlich nachzumessen.
Beim Clipping, und noch ein schönes Stückchen drüber, passiert dem Eingang der Karte noch nichts. Irgendwann noch weiter drüber könnt's aber schon mal kritisch werden. Es wird daher gelegentlich empfohlen, eine Schutzschaltung aus z.B. zwei Dioden zu verwenden. In einer meiner Messboxen hab ich sowas drin, meistens messe ich aber "ungeschützt". Man muß sich halt im Klaren sein, mit was für einer Spannung man an den Eingang geht. Notfalls vorher nachmessen.
Bei Schutzschaltungen sieht man auch meist nicht so klar, wann die Verzerrungen beginnen. Da ist mir ein klares eindeutiges clipping eigentlich lieber. Aber das muß jeder für sich entscheiden.
Was man eigentlich noch wissen sollte, wäre Eingangs- und Ausgangsimpedanz der Karte. Sowas erfährt man aber bei den neueren nur in den seltensten Fällen. Bei meiner alten Turtle Beach Pinnacle gab's das noch: 10 kOhm am Eingang und 75 Ohm am Ausgang (übrigens eine phantastische Karte, auch wenn die Installation dieser ISA Karte jedesmal ein Abenteuer mit ungewissem Ausgang war. Schade, daß sie irgendwann mal den Geist aufgegeben hat - NEIN, ich habe den Eingang NICHT verbrannt!).
Als Größenordnung kann man, glaub ich, auch bei neueren Karten von ca. 10 kOhm am Eingang und ca. 100 Ohm am Ausgang ausgehen.
Soviel zur Theorie. Ich denk, das reicht an Grundlagen um Anfangen zu können.
Gemessen wird aber diesmal noch nichts - erst möchte ich noch kurz meine Soundkarte vorstellen.
Meine Soundkarte ist eine M-Audio transit. Klein, transportabel, USB-Anschluß. Das war mir wichtig und daß sie natürlich einen guten Frequenzgang hat.
Einen Eingang, einen Ausgang - mehr braucht's nicht und mehr will ich auch gar nicht. Ich will mich aufs Messen konzentrieren können und nicht immer auch noch darauf achten müssen in welchem Zustand die anderen 5.1 Kanäle gerade sind, welche Soundeffekte gerade mitlaufen oder welche sonstigen Mätzchen sonst noch parallel aktiv sein könnten.
Klar kann man solche Karten auch verwenden, aber bitte dann wirklich A L L E diese Spielereien abschalten und A L L E nicht benötigten Kanalregler runterziehen und ausschalten - sonst wird das nix mit dem Messen.
Das ist sie. Beschaltet ist gerade der Eingang, und zwar nur der linke Kanal, mit dem Signal eines externen Signalgenerators bei der Messung des Clipping-Pegels von oben. Parallel dazu hing mein Millivoltmeter. Verkabelt ist, bis auf den Adapter, alles mit BNC - das ist immer gut für die Signalqualität, auch wenn's bei dem hohen Pegel dieser Messung nicht unbedingt nötig gewesen wäre.
Einen wichtigen Punkt sieht man im Bild schon: man braucht Adapter Kabel. Und nicht nur eins. Im Laufe der Zeit entsteht da ganz automatisch eine ganze Sammlung.
Aber für den Augenblick reichen ein oder zwei solche wie im Bild: Klinkenstecker auf Banane. Rot ist bei mir der rechte Kanal, blau der linke und schwarz ist Masse. Beim Klinkenstecker ist der vordere Konktakt links, der mittlere rechts und der hintere die Masse.
Das nächste Mal wird gemessen, und zwar erstmal der Frequenzgang der Soundkarte. Also bis dann
Peter