Absolutpegelkalibrierung in ARTA

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*xD*
Inventar

#1 erstellt: 26. Jan 2014, 20:54

Hallo zusammen,

die anscheinend Never-Ending Story...

Wie der Name sagt geht es um die Absolutpegelmessung in ARTA, die nach mittlerweile allen denkbaren Testversuchen scheinbar noch nicht so ganz hinhauen will.

Messaufbau:
ARTA V1.8
- Beyerdynamic MM-1 bzw. Isemcon EMX-7150, beide mit bekannter Sensitivity
- Focusrite Scarlett 2i2
- Messverstärker Powermixer 2*800W (LD PA 1000 im Prinzip)

Hilfsgeräte:
- Agilent U1233A Multimeter + ein besseres Voltcraft
- Peaktech 8005 Schallpegelmesser +-1db kalibriert

Das ganze mal gemäß Anleitung angegangen:

Zuerst mal den Mixer vermessen, ob das als Messverstärker taugt. Frequenzgang ausreichend linear und klirrarm, allerdings verzerrt die Endstufe recht stark unterhalb von 0,5V (knapp 1% THD), muss wohl mal zu Adam Hall zum Ruhestrom nachregeln. Ansonsten keine Probleme, passt.

Output am Interface gemessen mit ca. 45mV und eingetragen. Der Wert muss in dem Fall so niedrig sein, da der Mikrofonverstärker eben im Interface integriert ist und somit immer "mitgemessen" wird, der muss eben schon soweit aufgedreht sein, damit das daran später angeschlossene Mikrofon auch ausreichend Messpegel liefert. Die Messung lieferte plausible 127mV bis zur Vollaussteuerung.
Beim rechten Referenzkanal kann die sehr viel weniger empfindliche Line-Buchse genutzt werden da hier keine Phantomspeisung benötigt wird, das Ergebnis von ARTA beträgt ca. 11,3V, was einen Spannungsteiler vor dem Eingang überflüssig macht selbst bei direktem Anschluss an den Amp. Die Differenz mit knapp -39db korrekt ermittelt.

Da kein Kalibrator zur Hand ist verlasse ich mich auf die Herstellerangaben, da die Kalibrierung aber beim MM-1 knapp 6 Monate und beim EMX weniger als 1 Monat alt ist dürfte das passen, ein bisschen Abweichung ist nun auch nicht schlimm.

Die Verstärkung des linken und rechten Preamps sollte meinem Verständnis nach 1 betragen, da dieser direkt bei der Line-In Kalibrierung mit einbezogen wird. (Denkfehler?)
Power Amp ist zweikanalig überflüssig und wurde daher nicht ermittelt. Die Sensitivity wurde gemäß Kalibrierung mit 7.28mV fürs MM-1 eingetragen.

Zunächst wurde die volle 2-Kanal Messung mit Abgriff an der Lautsprecherklemme aufgebaut.
Diese lieferte ein deutlich zu hohes Ergebnis von knapp 100db (1V bezogen), das dürften eher so um die 85-90db sein.

Der Abriff hinter der Soundkarte lieferte viel zu hohe Ergebnisse - nach kurzer Überlegung war mir dann klar dass sie das auch nicht kann.

Die einkanalige Messung wurde ebenfalls mal getestet, dazu wurde der Messverstärker auf 10db Verstärkung geregelt und ARTA entsprechend als 3.16 mitgeteilt. Auch diese Messung lieferte deutlich zu hohe Ergebnisse.

Darüber hinaus wichen die Ergebnisse alle noch um einige db voneinander ab.

Leider habe ich auch auf einige Verständnisfragen zur Messung noch keine eindeutigen Antworten gefunden.

- Die Zweikanal-Messung mit Rückführung vom Soundkarten-Ausgang kann einen absoluten Zeitbezug der Messung generieren, darüber hinaus wird der Frequenzgangfehler der Soundkarten-Ausgänge kompensiert. Dafür kann man keine korrekten Absolutschallpegelmessungen machen, da der rechte Referenzkanal mit dem Mikrofonsignal verrechnet wird, ARTA nimmt dabei an, es würde den Ausgangskanal des Verstärkers messen und rechnet daher den Pegel auf die Normierung um (1V bzw. 2,83V), was somit zu einem falschen Ergebnis führt. Richtig?

- Die Einkanal-Messung kann keinen absoluten Zeitbezug herstellen. Da ARTA die Ausgangsspannung vom Interface kennt, kann es mithilfe des Verstärkungsfaktors des Verstärkers die Spannung am Lautsprecher berechnen und liefert somit korrekte Pegel. Der gemessene Pegel steigt in der Messung mit an, wenn der Amp weiter aufgedreht wird (-> Wichtig für die Klirrmessung). Richtig?

- Die Zweikanalmessung mit Rückführung vom Amp-Ausgang kann absolute Zeitbezüge herstellen. Es wir dder Frequenzgangfehler vom Soundkartenausgang sowie der des Messverstärkers kompensiert. ARTA kennt die Spannung, die am Lautsprecher anliegt und kann somit den Schallpegel korrekt auf Normspannung hoch- bzw. herunterrechnen. Der Verstärkungsfaktor des Amps ist dabei irrelevant, da ARTA direkt anhand der Spannung am Lautsprecher und der vom Messmikrofon den Schallpegel ermittelt, somit wird bei allen "tatsächlichen" Lautstärken der gleiche Normwert gemessen. Richtig?

Praktisch zum Testen ist das SPL-Meter von ARTA, da hier nur die Kalibrierung der Eingangskanäle relevant ist. Einmal das Testobjekt mit einem 1khz-Sinus gespeist und Messmikrofon und SPL-Meter in gleicher Distanz montiert - die Ergebnisse von ARTA liegen rund 9db zu hoch.

... Jemand irgendwo einen Denkfehler gefunden oder habe ich irgendetwas nicht berücksichtigt? Weil mir gehen jetzt so langsam die Ideen aus, wo noch ein Fehler stecken könnte...

Wär schön wenn jemand noch eine Anregung hat.

Viele Grüße,
*xD*

HiFi-Selbstbau
Inventar

#2 erstellt: 04. Feb 2014, 14:48

Hi *xD*,

9 dB wären 20 * Log10 (2.83) -> hast Du Dir ggf. den Pegel dB/V/m anzeigen lassen?

Gruß Pico

*xD*
Inventar

#3 erstellt: 05. Feb 2014, 00:54

Hi Pico,

ja, allerdings lag der Messspannungspegel auch bei 1V.

Das SPL-Meter ist ja auch unabhängig von der Skalierung. Damit lässt sich ja der Fehler auf zwei Bereiche eingrenzen (irgendwelche Software-Sachen fallen aus, da der ASIO-Treiber vom Interface verwendet wird und es dort keine Einstellungsoptionen gibt außer Puffer, der natürlich groß eingestellt ist):

- Entweder bei der Eingangskalibration läuft was falsch bzw. die Referenzspannung ist falsch (unwahrscheinlich bei zwei getesteten Voltmetern)
- Oder die Mic Sensitivity stimmt nicht (unwahrscheinlich bei zwei getesten Mikros, die mit entsprechendem Korrekturwert identische Ergebnisse liefern)
- Oder ich hab einen grundsätzlichen Fehler drin? -> Der eingebaute Mikrofonvorverstärker vom Interface wird bei der Kalibrierung mit einbezogen.

Ich finde zwar gerade keinen Fehler daran, aber hat es möglicherweise damit zu tun, dass der Ausgang zur Kalibration symmetrisch ist und symmetrisch in den Eingang gespeist wird? Bei den Mikros wird die Empfindlichkeit schon zwischen Pin 2 und Pin 3 ermittelt, oder? (zumindest für mein beyer kannst du mir das beantworten, das ist nämlich von euch kalibriert

).
->Selbstverständlich wird in den XLR-Eingang gespeist, der Line ist bedeutend unempfindlicher.

Hier mal die Kalibration, wie sie beim letzten Mal stehen geblieben ist:

Spannung mit Multimeter ermittelt.
Empfindlichkeit Eingang links in Stellung für Mikrofonanschluss via XLR ermittelt.
Empfindlichkeit Eingang rechts auf Linksanschlag für Lineanschluss via Klinke ermittelt.

-> Daher auch die große Differenz der beiden Kanäle, da kein Preamp mehr dazwischen hängt.

Der eingestellte Preamp Gain links wurde nachträglich eingefügt und senkt den angezeigten Pegel um 10db, dann passts soweit mit der Anzeige auf dem Schallpegelmesser überein. Physikalisch ist das aber nicht vorhanden - dennoch kommen da irgendwo ein paar db zu viel rein.

Wave_Guider
Inventar

#4 erstellt: 05. Feb 2014, 02:39

Ich finde zwar gerade keinen Fehler daran, aber hat es möglicherweise damit zu tun, dass der Ausgang zur Kalibration symmetrisch ist und symmetrisch in den Eingang gespeist wird?

´n Abend,

meintest Du es evtl so:

... "dass der Ausgang zur Kalibration symmetrisch ist und a-symmetrisch in den Eingang gespeist wird ?"

Die Asymmetrierung würde in den meisten Fällen einen Minder-Pegel von 6dB verursachen (Pin 3 und Schirm müssen dabei gebrückt werden), also wären das vielleicht schon mal ein paar der fehlenden/zu vielen dB.

Näheres auch hier nachzulesen:

http://www.radiofore...schen-eingang.24634/

Grüße von
Thomas

*xD*
Inventar

#5 erstellt: 05. Feb 2014, 20:07

Hi Thomas,

Nein, das ist kein Fehler.

Der Gedanke war eher so: Bei einer voll symmetrischen Quelle (keine Impedanz- oder Kreuzsymmetrie) oder besteht zwischen (nicht)invertierender Phase und Masse eine Spannung x, zwischen den beiden Phasen Spannung x+6db.

Bei einem normalen Bühnenmikrofon mit symmetrischem Anschluss besteht im Normalfall keine Spannung gegen Masse da die Kapsel an 2 und 3 angeschlossen und Masse lediglich mit dem Gehäuse verbunden ist (wie das bei Kondensern aussieht weiß ich nicht, vermutlich aber auch massefrei). Wenn das Mikrofon unsymmetrisch angeschlossen wird, also - und M gebrückt werden, bleibt die Spannung gleich.
-> D.h. hier eventuell fehlende 6db? Habe das gedanklich dadurch widerlegt dass das Interface ja selbsttätig die Differenz auswertet und es daher völlig unerheblich ist wie hoch der Spannungspegel gegen Masse ist, da ja nur die Spannung zwischen Pin 2 und Pin 3 zählt...
hätte ja sein können, dass ich da einen Fehler in dem Gedanken hätte. -> Demnach dürfte es aber auch egal sein, wenn das Interface bei der Kalibrierung unsymmetrisch gespeist werden würde (da die Spannung + <-> - = Spannung + <-> M ist).

HiFi-Selbstbau
Inventar

#6 erstellt: 07. Feb 2014, 18:13

Hi *xD*

ja, allerdings lag der Messspannungspegel auch bei 1V

Das wäre bei einer 2-kanaligen Messung irrelevant, denn die Anregungsspannung hebt sich ja raus.

Wenn dem so wäre hättest Du aber eine 9 dB ZU GERINGE Anzeige haben müssen :-(

Gruß Pico

*xD*
Inventar

#7 erstellt: 07. Feb 2014, 19:42

Hi Pico,

ja da hast du recht, kleiner Denkfehler.

Ändert aber nix an der Tatsache dass der Pegel dennoch deutlich zu hoch ist...

Jobsti
Inventar

#8 erstellt: 08. Feb 2014, 08:22

Irgendwie finde ich die Werte bei dir sehr gering....

Wobei mein Preamp-Gain derweil net stimmt (~25), somit die Mic-Sens (~30) zu niedrig ist,
ist aber recht egal wie rum, solange der Pegel stimmt

(gerade neues Mic bekommen)

SK ist die Audiophile, Symmetrisch.
Ich meine ich habe zwischen 2+3 gemessen, kann das genau sagen, wenn ich neu vermessen habe.

Habe mir das Mic net genau angeschaut und dein Preamp, aber hast du echte 48V?
Geht die Sens bei deinem Mikro runter, wenn du z.B. nur 15V hast?
Vermutlich bleibt bei deinen Elektretmikros aber identisch.

PS:
Sicher, dass dein Multimeter bei 400Hz auch genau misst?
Es gibt genügend (günstige), welche das nur bei 50Hz aussagekräftig anzeigen/messen.

Ich vermute, dass das Problem einfach nur am falschen Preamp-Gain liegt,
diesen so lange abändern, bis der Pegel passt, fertig ;-)

[Beitrag von Jobsti am 08. Feb 2014, 08:40 bearbeitet]

*xD*
Inventar

#9 erstellt: 09. Feb 2014, 02:44

Hi,

Irgendwie finde ich die Werte bei dir sehr gering....

Wie schon gesagt wird der integrierte Mic-Preamp vom Interface genutzt, d.h. der Mic Preamp Gain wird quasi mit dem Full Scale Input direkt kombiniert (wie wenn bei der Full Scale Kalibration das Signal in den Mic-Preamp und nicht in den Eingang des Interface geschickt werden würde).
Dem Ergebnis sollte das aber ja theoretisch keinen Abbruch tun.

Habe mir das Mic net genau angeschaut und dein Preamp, aber hast du echte 48V?

Ja, sind knapp 45V DC, also alles grün.

Geht die Sens bei deinem Mikro runter, wenn du z.B. nur 15V hast?
Vermutlich bleibt bei deinen Elektretmikros aber identisch.

Nein und ja.

Sicher, dass dein Multimeter bei 400Hz auch genau misst?
Es gibt genügend (günstige), welche das nur bei 50Hz aussagekräftig anzeigen/messen.

Das ist ein nicht ganz billiges Agilent mit TRMS-Messung, das misst selbst bis 20khz recht zuverlässig.

Das Voltcraft liefert aber wie gesagt fast identische Werte.

Ich vermute, dass das Problem einfach nur am falschen Preamp-Gain liegt,
diesen so lange abändern, bis der Pegel passt, fertig ;-)

Naja, aber das kann ja nicht die Lösung für zuverlässige Ergebnisse sein (muss nicht, dennoch will ich mal die Messkette irgendwann vollständig verstanden haben).
Wenn ich mal wieder etwas mehr Zeit habe, werde ich mal mit dem Mic Preamp von Analog Devices was basteln, damit auch ein externer Preamp zur Verfügung steht. Denke auch dass da irgendwo der Fehler liegt, obwohl ich es mir nicht erklären kann.

-/Nighthawk/-
Hat sich gelöscht

#10 erstellt: 12. Okt 2016, 18:08

Habe mal noch eine Frage zum besagten Thema, deswegen kein extra Thread.

Erstmal zum Setup:
Tascam US122-MKII
T.amp PM40C
Behringer ECM 8000 (kalibriert von HS).

Die linke und mittige Spalte der "Soundcard and Microphone Calibration" sind einleuchtend und selbsterklärend.
Nicht ganz klar ist mir der Mikrofon-Teil.
Die Sens. des Mikrofons ist von der Kalibrierung bekannt (4,56 mV/Pa). Was mir nun fehlt ist der Ext.Preamp Gain. Dieser hängt ja automatisch von der Reglerstellung des Line-In/Mic-In-Reglers ab (nicht gerastert beim verwendeten Audiointerface).

Aus meiner Überlegung heraus habe ich nun 2 Möglichkeiten den Pegel richtig einzustellen:

1. Kalibrator anschließen, Preamp Gain auf 1 belassen, Messung durchführen (Estimate Mic Sens.).
Als Resultat erhalte ich dann eine neue Mic Sens., welche den Preamp Gain praktisch beinhaltet.

2. Kalibrator anschließen, Preamp Gain solange anpassen, bis nach der Messung eine Mic Sens von
4,56mV/Pa herauskommt.

Sind meine Überlegungen korrekt oder bewege ich mich auf dem Holzweg ? Wenn nein, ist eine der beiden Methoden die bessere ?

lg Markus