Luonnollinen mittasignaali

[KKuikka]

Epäluonnollinen 60 Hz appiukkosignaali.
Lähes samat ominaisuudet kuin edellä, mutta alapäästään hiukan laajakaistaisempi ja enemmän harmoonisia sisältävä. Kerrannaiset jakautuvat kahdelle taajuudelle (60 ja 120 Hz), joiden painotuksesta näkyy parillisuus/parittomuus eli +/- symmetria.

Outo signaali

Esitit aika oudon appiukkosignaalin. Aiemmin näkemissäni appiukkosignaaleissa signaalin piikkiset osat ovat aina roikkuneet alaspäin, mutta Sinun signaalissasi on myös ylöspäin sojottavia piikkejä. Appiukkosignaalisi ei siten vaikuta kovin luonnolliselta.

Mittausterveisin

Kalervo kuikka

 

[KeijoT]

Täällä DIY-puolella kannattaisi näemmä käydä katselemassa keskustelua useamminkin! Mittauksista on käyty erittäin mielenkiintoista keskustelua ja lähetetyt kuvatkin ovat olleet hienoja. Ensinnäkin minäkin haluan kiittää Kalervo Kuikkaa siitä, että on paneutunut tähän mittaussignaaliaiheeseen, joka syystä jos toisestakin on jäänyt audiopuolella lapsenkenkiin. Lisäksi Kuikka on myös viisaasti julkistanut signaaliajatuksensa tietysti jatkokehittäminen mielessään. Itselläni ei ole nyt aikaa perehtyä aiheeseen syvällisemmin, vaan kirjoitan lomareissultani lyhyesti pelkästään tämän ketjun teksteihin pohjautuen.

Akustisen ja sähköisen signaalin mittaamisessa vallitsevat niin erilaiset olosuhteet, että keskittyisin suosiolla tässä tapauksessa pelkästään sähköisen signaalin mittaamisen tarkasteluun. Mielestäni ainoa luonnollinen mittasignaali audiolaitteiden mittaamiseksi on vaativa pätkä musiikkia. Koska jo melko lyhyt otos vaativaa musiikkia kattaa koko äänitaajuusalueen ja hyvin laajan dynamiikka-alueen, niin mittasignaalin tai mittasignaalien pitäisi tehdä nämä samat asiat.

Keskustelussa on näemmä jo tuotu esiin Luonnollisen mittasignaalin puutteita/piirteitä tässä suhteessa ja voin yhtyä näihin näkemyksiin. Monet laitteet erottuvat merkittävästi toisistaan dynaamisen (signaalin amplitudin seuranta) suorituskyvyn ja myös hyvin matalien taajuuksien toistokyvyn osalta. Jotta nämäkin ominaisuudet tulisi huomioitua riittävän tarkasti, niin mittasignaaleja, vaikka niitä tyttäriä, tulisi sijoittaa myös aivan taajuusalueen alarajallekin ja mittaukset tulisi suorittaa (normimittausten ohella?) laitteiden inputien sallimilla maksimiarvoisilla sekä pienillä, esim. muutaman kymmenen mV:n, mittasignaaleilla. Näin päästäisiin käsittääkseni paremmin jyvälle laitteen dynaamisesta suorituskyvystä ja lineaarisuudesta laajemmalla alueella.

Noista äitisignaalin taajuuskomponenteista tuli mieleen, että miksi ylempien komponenttien taajuudet pitää rakentaa suorina kerrannaisina alimmasta taajuudesta? Kannattaisikohan kuitenkin etsiä sellaiset riittävän kattavuuden tuottavat mittasignaalitaajuudet, jotka eivät satu minkään mittaustaajuuden harmoonisen kerrannaisen kohdalle eivätkä muodostuvien IM-taajuuksien kohdalle? Ymmärrän kyllä ajatuksen, jossa yhtenä tavoitteena on saada käyttöön yhden harmoonisista rakennetun signaalin analysoinnin hyödyt, mutta toisaalta näyttää kuitenkin selvältä, että mittasignaaleja ja kenties mittauksiakin joudutaan tekemään useita riittävän mittauslaajuuden/-syvyyden/-tarkkuuden saavuttamiseksi.

Joka tapauksessa toivotan menestystä mittausten jatkokehitystyöhön! Toivottavasti työn hedelmistä päästään nauttimaan jossakin vaiheessa, tietenkin mahdollisimman pian. Tässäpä jorinani tällä kertaa, näin hätäisesti prosessoituna.

 

[jahonen]

Tuli tehtyä muutamia mittauksia laatikosta löytyneillä random-opareilla ARTA:lla käyttäen Terratec EWX 24/96-äänikorttia:

Vertailun vuoksi perinteinen IM-särömittaus, 19+20 kHz, 1:1. Ehdotettua pienitaajuista harmonista säröä en kehdannut edes mitata kun se on niin "helppo" mittaus vahvistimen kannalta. Testikytkentä oli sellainen että ensin signaalia vaimennetaan 20 dB ja sen jälkeen vahvistetaan vahvistimella takaisin 20 dB, joten raakavahvistuksen lasku taajuuden mukana alkaa jo näkyä joissain mittauksissa.

Loopback (pelkkä äänikortti):



NE5532:



TL071:



LM741:



LM358:



Sitten spektri tuolla mainitsemallani modatulla "kampiakseli"-mittasignaalilla. Kokeilin kyllä muitakin variaatioita mutta kaikissa oli melkein sama lopputulos, mikään näistä ei oleellisesti tuottanut eri tulosta. Tulee mieleen taannoinen hifi-lehden artikkeli vahvistimien säröistä ja siinä todettiin että aikoinaan kun TIM-keskustelu oli kuumimmillaan niin testisignaaleja kehitettiin toinen toistaan eksoottisempia, mutta silti eloon ei ole tainnut jäädä kuin IM ja TIM-signaalit, harmonisen särön mittauksen lisäksi. Näistä valitettavasti ei loopback-mittausta tullut otettua mutta ehkä näitä silti voi vertailla.

NE5532:



TL072:



LM741:



LM358:



Vaikka LM358:n signaali näyttää ihan käsittämättömän huonolta, aikatasossa siinä ei näy mitään outoa.

Tämän perusteella tietty raivaus spektrissä on järkevää, mutta silti pidin IM-särömittausta helpompana ja kätevämpänä kuin mutkikkaampaa signaalia, tulkintavaikeuksineen. Summa summarum, jotenkin tuli mieleen että tarvitsisi kertaluokkaa paremman testisignaaligeniksen ja mittaussysteemin kuin mitä tuolla äänikortilla on mahdollista. Ainakin minun mielestä ollaan liian lähellä systeemin omaa säröä. Kyllähän tuolla 741:n erottaa 5532:sta mutta kun jotkut on sitä mieltä että 5532 ei sekään ole kovinkaan kaksinen. 5532:n erottaminen TL072:sta onkin sitten tuossa samassa kytkennässä paljon vaikeampaa, mennään setupin äärirajoille eikä särötulokset ole kovin hyvin paikkaansapitäviä, johtuen testisetupin omasta säröstä. Veikkaisin että kahden modernin oparin erottaminen toisistaan tällä mittauksella on melko hankalaa. Edelleen siis sitä Audio Precisionin 27xx:ää odotellessa, olisi vaan se ~20 k€ pistää siihen...

Tietenkin jos ämyreitä mittailee niin vaatimukset loivenee aika oleellisesti, säröt kun on paria dekadia suuremmat.

Edit: kuviin lisätty linkit jotta helpompi katsoa niitä oikeassa koossa

t. Janne

 

[KKuikka]

Tuli tehtyä muutamia mittauksia laatikosta löytyneillä random-opareilla ARTA:lla käyttäen Terratec EWX 24/96-äänikorttia:

Vertailun vuoksi perinteinen IM-särömittaus, 19+20 kHz, 1:1. Ehdotettua pienitaajuista harmonista säröä en kehdannut edes mitata kun se on niin "helppo" mittaus vahvistimen kannalta. Testikytkentä oli sellainen että ensin signaalia vaimennetaan 20 dB ja sen jälkeen vahvistetaan vahvistimella takaisin 20 dB, joten raakavahvistuksen lasku taajuuden mukana alkaa jo näkyä joissain mittauksissa.

Mielenkiintoisia tuloksia

Oli mukavaa, että Sinulla oli aikaa ja mielenkiintoa suorittaa muutamia testejä ”kampiakselisignaalilla”. Tulokset näyttävät tukevan sitä käsitystä, että vain kahta särökomponenttia ( 275 Hz ja 550 Hz) tarkkailemalla saadaan riittävän hyvä kuva mittauskohteen kokonaissäröstä.

Huonompien operaatiovahvistinten ( LM741 ja LM358) mittaustuloksista nähdään selvästi, että ”kampiakselisignaalin” särötuloksille vapautettuihin kohtiin syntyvät säröt ovat samaa suuruusluokkaa kuin alimman signaalikomponentin ( 825 Hz) alapuolelle muodostuvat säröt (275 Hz ja 550 Hz). Tämän perusteella voitaisiin mittauskohteen kokonaissärö määritellä vain näiden kahden alimman särökomponentin perusteella käyttäen sopivaa kerrointa. Jonkun viisaan matemaatikon pitäisi vain ensin määritellä se, mikä tuo kerroin olisi.

Luonnollisella mittasignaalilla mitattuja säröjä saattaa olla vaikea verrata siniaallolla mitattuihin säröihin, sillä mittasignaalit ovat niin erilaisia. Siniaalto on puhdas signaali, mutta Luonnollinen mittasignaali on pelkkää säröä. Koko mittausmenetelmän teoreettinen tarkastelu pitäisi ensin suorittaa, ja vasta sen jälkeen näiden kahden mittasignaalin särötuloksia voitaisiin luotettavasti vertailla keskenään.

Näiden mittaustesi perusteella vaikuttaa siltä, että spektrianalysaattorin käyttö ei ole aivan välttämätöntä, kun mitataan Luonnollisella mittasignaalilla. Voin siis hyvin palata alkuperäiseen ideaani ja rakentaa kaksi selektiivistä tasomittaria särömittausta varten. Tarkoitus on laittaa molemmille särötaajuuksille (275 Hz ja 550 Hz) oma kiertokelamittari (eläkeikäisten mieltymyksiä), jolloin molempia särökomponentteja on helppo tarkkailla samanaikaisesti. Kun vielä samalla voi tarkkailla signaalia oskilloskoopilla, niin kaikki viritys- ja säätötoimenpiteet on äärimmäisen helppo suorittaa, sillä kaikki näytöt ovat reaaliaikaisia. Tällaisella kalustolla on hyvä suorittaa vahvistimien ja muiden pientaajuuslaitteiden luotettavia pikatestauksia.

Mittausterveisin

Kalervo Kuikka

 

[ksaunisto]

vain kahta särökomponenttia ( 275 Hz ja 550 Hz) tarkkailemalla saadaan riittävän hyvä kuva mittauskohteen kokonaissäröstä.
...
Tällaisella kalustolla on hyvä suorittaa vahvistimien ja muiden pientaajuuslaitteiden luotettavia pikatestauksia.

Tuollaiseen johtopäätökseen voidaan toki tulla jos tiedetään että tutkittava laite on laajakaistainen eikä epälineaarisuus ole taajuusriippuvaista. Jos kaista on rajoittunut tai epälineaarisuutta esiintyy vain osalla kaistaa, ei tuollaisella signaalilla ja mittauslaitteella tee yhtään mitään. Herätesignaali ja mittausmenetelmä joudutaan usein miettimään lähes tapauskohtaisesti kun laitteen kaista ja epälineaarisuuden esiintymiskaista on alustavasti selvitetty. Muuten särökerrannaiset voivat jäädä kokonaan toistumatta tai mitataan pääasiassa lineaarisimman kaistan lähes olematonta epälineaarisuutta.

 

[KKuikka]

Jos kaista on rajoittunut tai epälineaarisuutta esiintyy vain osalla kaistaa, ei tuollaisella signaalilla ja mittauslaitteella tee yhtään mitään. Herätesignaali ja mittausmenetelmä joudutaan usein miettimään lähes tapauskohtaisesti kun laitteen kaista ja epälineaarisuuden esiintymiskaista on alustavasti selvitetty.

Väärin sammutettu

Viestistäsi voin päätellä, että et ole vielä oikein sisäistänyt laajakaistaisen äitisignaalin perimmäistä luonnetta ja sen mittauksissa tarjoamia mahdollisuuksia. Epäilet sitä, että signaali ei ole tarpeeksi laajakaistainen, jotta se ilmaisisi myös suuremmilla taajuuksilla olevat epälineaarisuudet. Pelkosi on aiheeton.

Aiemmin tässä ketjussa nimimerkki ”veskelin” puolestaan epäili sitä, että Luonnollisen mittasignaalin äitisignaalissa olevat liian suuret ja nopeat transientit olisivat niin vaativia toistettavia, että suurin osa audiovahvistimista menee äitisignaalilla sekaisin. Sinä puolestasi epäilet sitä, että nämä samaiset transientit ovat liian hitaita, jotta niillä voisi havaita suurempien taajuuksien toistossa olevat epälineaarisuudet. Palstalla näyttää siis olevan kaksi koulukuntaa tässä nousuaika-asiassa.

Jotta turhaa väittelyä nousuajoista ei tarvitsisi käydä, niin Luonnollisen mittasignaalin nousuaika on tehty säädettäväksi. Rajoitetun taajuustoiston vahvistimia ei kannata mitata liian nopealla nousuajalla, mutta korkealaatuisia vahvistimia voidaan hyvin kiusata nopeillakin nousuajoilla. Tällöin toistovirheet saadaan paremmin esiin.

Tähdennän vielä kerran, että teoriassa äitisignaalin kaistanleveys on ääretön, joten se kyllä näyttää hyvin äänitaajuusalueella olevat toistovirheet. Äitisignaali on juuri sellainen mittasignaali, jonka avulla voidaan helposti ja nopeasti selvittää se, että epälineaarisuuden esiintymiskohta on kuuloalueella.

Jos äitisignaalin toistossa on virheitä, niin mittauskohteen tutkimista voidaan helposti jatkaa ottamalla tytärsignaalit käyttöön. Näiden avulla voidaan helposti mitata taajuustoistossa olevat kohoumat tai montut, ja samalla voidaan tytärsignaalien aiheuttama intermodulaatiösärö mitata koko kuuloalueella säätämällä vain tytärsignaalien muodostamiseen käytetyn kantoaalto-oskillaattorin taajuutta. Kannattaa lukea taajuudelle 550 Hz muodostuva särötulos sekä tytärsignaalien ympärille muodostuvat ( suuruus riippuu mittauskohteen epälineaarisuuden luonteesta) särötulokset. Mittaus ei voisi olla yksinkertaisempi.

Ymmärrän hyvin sen, että uusi ja liian yksinkertainen mittaustapa herättää aina epäilyksiä kokeneiden ammattimiesten keskuudessa. Vielä epäilyttävämmäksi tilanteen tekee se, että uusi ja tehokas mittaustapa esitetään virallisen leirin ulkopuolelta. Minä en nimittäin ole mikään HiFi-mies, vaikka olenkin koko ikäni touhunnut myös pientaajuuslaitteiden parissa.

Vaikka kehittämälläni Luonnollisella mittasignaalilla voidaankin laatumittaukset hoitaa muita konsteja helpommin, niin siitäkin huolimatta ”tulipalo on näköjään väärin sammutettu”. Kaikilla ei ole rohkeutta myöntää sitä, että yksinkertaisillakin konsteilla voidaan päästä riittävän hyviin ja luotettaviin mittaustuloksiin.

Mittausterveisin

Kalervo Kuikka

 

[jjahifi]

^Tätä keskustelufoorumis huomattavasti parempi paikka asialle olisivat nuo aikaisemmin mainitut tieteelliset lehdet. Asian kunnollisen esittämisen vaatimus tosin kasvaa, mutta myös arvioijat ovat mitä todennäköisemmin varsin kovatasoisia.

t. jjahifi

 

[ksaunisto]

Viestistäsi voin päätellä, että et ole vielä oikein sisäistänyt laajakaistaisen äitisignaalin perimmäistä luonnetta ja sen mittauksissa tarjoamia mahdollisuuksia.

Olen sisäistänyt asian erittäin hyvin. Mittailen osapäiväisesti audiolaitteissa käytettäviä komponentteja, joiden kaista ei ole täysi 20-20k. Tuollainen komponentti on esim. diskanttielementti, jonka kaistasta voidaan Luonnollisella herättää väliä 6-22 kHz suht luotettavasti. Perustaajuuden pitää siis olla 2 kHz luokkaa, jotta alempikin modulaatiokerrannainen projisoituisi taajuudelle, jota komponentti pystyy varmasti toistamaan normaalitasolla. Muussa tapauksessa kerrannaiset voivat vaimentua radikaalisti eli suomeksi sanottuna mittaustulos on päin hanuria - särötaso luokkaa 20...40 dB liian alhaalla.
Vastaava tuloksen vääristyminen tapahtuu, vaikka mitattaisiin kokonaista kaiutinta. 275 Hz Luonnollisella monen 2-tiekajarin diskanttielementti voisi olla aivan surkea tai jopa viallinen, eikä tuolla mittauksella huomattaisi välttämättä mitään. 3-tiellä bassokin voisi olla mitä sattuu, koska mittauksella ei päästä kiinni tutkittavan laitteen hyötykaistan pariin alimpaan oktaaviin, vaikka perustaajuutta laskettaisiin. Kajarihommissa mittaus purisi luotettavasti ja vertailukelpoisesti vain 3-tien keskiäänielementtiin, edellyttäen että jakotaajuus on alle alimman herätetaajuuden (3xF1).

Suotimien kanssa pelaavat törmäävät ihan samaan ongelmaan sellaisilla suotimilla, joiden suotokomponentit leikkaavat tutkittavan epälineaarisen asteen kaistaa, tai epälineaarisimman asteen jälkeen on lineaarinen ylipäästö, joka vaimentaa kerrannaisten taajuuksia.

 

[ksaunisto]

^Tätä keskustelufoorumis huomattavasti parempi paikka asialle olisivat nuo aikaisemmin mainitut tieteelliset lehdet. Asian kunnollisen esittämisen vaatimus tosin kasvaa, mutta myös arvioijat ovat mitä todennäköisemmin varsin kovatasoisia.

t. jjahifi

Pidätkö meitä nyt ihan tolloina Ei tarvi olla mikään ropelihattu huomatakseen ettei tuolla voi tehdä kovin kattavia, varmoja ja tarkkoja mittauksia.

 

[jjahifi]

^

Ehkä suurin lysti olisi siinä, että mittasignaalin perustelut, todelliset tai kuvitellut, pitäisi kirjoittaa auki ja perustella. Samalla pitäisi kirjoitella myös riittävän kattava vertailu muihin mittausmenetelmiin sekä dokumentoida vertailun toteutus. Nyt homma menee siten, että vastuu jää kuulijalle (tai siis lukijalle ).

t. jjahifi

 

[KKuikka]

Olen sisäistänyt asian erittäin hyvin. Mittailen osapäiväisesti audiolaitteissa käytettäviä komponentteja, joiden kaista ei ole täysi 20-20k. Tuollainen komponentti on esim. diskanttielementti, jonka kaistasta voidaan Luonnollisella herättää väliä 6-22 kHz suht luotettavasti. Perustaajuuden pitää siis olla 2 kHz luokkaa, jotta alempikin modulaatiokerrannainen projisoituisi taajuudelle, jota komponentti pystyy varmasti toistamaan normaalitasolla. Muussa tapauksessa kerrannaiset voivat vaimentua radikaalisti eli suomeksi sanottuna mittaustulos on päin hanuria - särötaso luokkaa 20...40 dB liian alhaalla.
Vastaava tuloksen vääristyminen tapahtuu, vaikka mitattaisiin kokonaista kaiutinta. 275 Hz Luonnollisella monen 2-tiekajarin diskanttielementti voisi olla aivan surkea tai jopa viallinen, eikä tuolla mittauksella huomattaisi välttämättä mitään.

Vaikeaselkoista tekstiä

Jo edellisessä viestissäni totesin, että et ole sisäistänyt edes Luonnollisen mittasignaalin äitisignaalin perimmäistä luonnetta, mutta tytärsignaalien ominaisuuksista ja mahdollisuuksista käsityksesi näyttää olevan vieläkin hatarampi. Tämä tuntuu peräti kummalliselta sitä taustaa vasten, että aiemmin olet osoittanut ymmärtäneesi kiitettävän hyvin tytärsignaalin (Luonnollisen mittasignaalin osakomponentti) kanssa samaan perhesignaalien sarjaan kuuluvien anoppi- ja appiukkosignaalien luonteen. Mikä kumma tekee tytärsignaalien mahdollisuuksien ymmärtämisen Sinulle nyt niin vaikeaksi?

Voisitko heti alkajaisiksi kertoa minulle selkokielellä, mitä oikein tarkoittaa kirjoittamasi lause: ”Perustaajuuden pitää siis olla 2 kHz luokkaa, jotta alempikin modulaatiokerrannainen projisoituisi taajuudelle, jota komponentti pystyy varmasti toistamaan normaalitasolla ”.

Olen kyllä kehittänyt Luonnollisen mittasignaalin, mutta en ole tähän päivään mennessä tiennyt, että pelkässä äitisignaalissa olisi modulaatiokerrannaisia??? Eihän äitisignaalia muodostettaessa edes käytetä mitään modulaatioprosessia, joten mistä ihmeestä siihen tulisi joitakin modulaatiokerrannaisia, jotka mielestäsi sitten projisoituisivat diskanttielementin toistokaistalle?? Minulle tämä on täysin käsittämätöntä tekstiä.

Jos tytärsignaalien luonne olisi Sinulle riittävästi auennut, niin et kirjoittelisi niin vähättelevästi Luonnollisen mittasignaalin mahdollisuuksista. Jos diskanttielementti toimii kunnolla vain taajuusalueella 6 KHz -20 KHz, niin silloin pitää ottaa käyttöön tytärsignaalit (PP-esitys, diat 8 -12), jolloin mittaustehoa saadaan lisää halutulle taajuuskaistalle, koska äitisignaalin teho on siellä liian pieni. Tytärsignaalien taajuus voidaan asettaa oikealle mittausalueelle säätämällä tytärsignaalien kantoaalto-oskillaattorin taajuutta, ja tytärsignaalien taso voidaan säätää ( ei vaikuta äitisignaalin tasoon mitenkään) vaikka niin suureksi, että diskanttielementti suorastaan palaa. Millä ihmeellä perustelet väitettäsi, että Luonnollisen mittasignaalin tytärsignaaleilla ei diskanttielementtiä saada herätettyä normaalitoimintaan? Minulle tämäkään väitteesi ei ollenkaan auennut.

Kaiutinmittauksetkin sujuvat ihan helposti Luonnollisella mittasignaalilla. Jos diskanttielementti on viallinen, niin aivan varmasti se tulee esiin, jos mitataan taajuustoisto Luonnollisen mittasignaalin pyyhäkäisevillä tytärsignaaleilla. Jos näillä ei saada rikkinäistä diskanttielementtiä paikallistettua, niin ei sitä temppua voida sitten tehdä täysin pyyhkäiseviä tytärsignaaleja vastaavalla sinipyyhkäisylläkään. Esitit nyt täysin väärän väitteen.

Olen jo aiemmissa viesteissäni ehdottanut, että kaiutinmittauksissa perustaajuutta kannattaisi varmasti laskea alemmaksi, jotta äitisignaalilla päästäisiin paremmin bassoalueeseen käsiksi. Tytärsignaaleilla voidaan silloinkin hoitaa diskanttialueen ja jakotaajuuksien mittaukset ihan yhtä hyvin kuin nytkin, joten mitään estettä pienemmän perustaajuuden käytölle ei ole. Täytyisi vain tietää se, miten pieniä taajuuksia halutaan mitata, niin sopiva Luonnollinen mittasignaali voidaan kyllä helposti generoida myös kaiutinmittauksiin.

Kuten PP-esityksestäni ilmenee, valitsin perustaajuuden suhteellisen suureksi (275 Hz) siksi, että tällöin äitisignaalin spektri vastaa mahdollisimman tarkoin normaalin musiikin spektriä. Koska Luonnollinen mittasignaali on tehty lähinnä sähköisten piirien pikatestaukseen, eikä niissä hommissa ole bassopäässä vaikeuksia, niin katsoin suurehkon perustaajuuden olevan paikallaan. Luonnollinen mittasignaali on perusmuodossaan suunniteltu näyttämään säröt mahdollisimman hyvin juuri korvan herkimmällä kuuloalueella, joten siitäkin johtuen bassoalueeseen on kiinnitetty vähemmän huomiota.

Mittausterveisin

Kalervo Kuikka

 

[ksaunisto]

Ymmärtääkös veskelin, Janne ja kumppanit mitä tarkoitin?
Oletteko kanssani samaa mieltä siitä että tytärsignaaleja lisäämällä pientä diskanttielementtiä (jonka vaste katkeaa 2 kHz kohdalta) ei saada ilmaisemaan epälineaarisuuttaan 275 Hz ja 550 Hz taajuisilla keskeismodulaatiokerrannaisilla niin että kerrannaisten taso kuvaisi epälineaarisuuden määrää?

 

[ksaunisto]

modulaatiokerrannainen projisoituisi

= keskeismodulaatiotulos muodostuisi/syntyisi

 

[jahonen]

Ymmärtääkös veskelin, Janne ja kumppanit mitä tarkoitin?
Oletteko kanssani samaa mieltä siitä että tytärsignaaleja lisäämällä pientä diskanttielementtiä (jonka vaste katkeaa 2 kHz kohdalta) ei saada ilmaisemaan epälineaarisuuttaan 275 Hz ja 550 Hz taajuisilla keskeismodulaatiokerrannaisilla niin että kerrannaisten taso kuvaisi epälineaarisuuden määrää?

Teksti oli ehkä hiukan kryptistä mutta noin ajatellen, niinhän se on oltava koska diskantissa ei ole mekanismia mikä säteilisi kunnolla 275 tai 550 Hz taajuutta. Bassoalueella on ihan sama ongelma oikeastaan, vaste kun vaimenee suht nopeasti.

Sama ongelma sähköisissä piireissä jotka ovat kaistaltaan rajattuja, esim. aktiivisuotimet joissa sopivasti mukana passiivisia suotoasteita.

t. Janne

 

[ksaunisto]

^Ok, tunnustan jotta yritin tekokiireessä kirjoittaa lyhyesti eikä terminologiakaan ollut kaikkein virallisin.

Vähän täydentävää vastausta myös Kuikalle:
Viimeisessä hädässä voisin tietenkin demota kaistarajoitteisuuden seuraukset. Hyllystä löytyy Seas 27TFFNC, joka ei ole vielä kaikkein rimpuloin disu, mutta vaimentaa 275 Hz noin 23 dB ja 550 Hz noin 13 dB. Jos tuohon yhdistetään mahdollisen jakosuotimen ylipäästön herätteen kaistan alapäätä vaimentava vaikutus, jäisivät 275 Hz äitisignaalin ja mahdollisten tytärsignaalien keskeismodulaatiotulokset selvästi liian alhaiselle tasolle suhteessa kaiutinelementin todelliseen epälineaarisuuteen.

Kaiutinelementin viallisuus voi ilmetä myös paikallisesti (kapealla kaistalla) kohonneena särönä - ei välttämättä virheenä taajuusvasteessa. Jos keskeismodulaatiotulokset ovat todellisuuteen nähden liian alhaisella tasolla (hukkuvat kenties kohinaan), epälineaarinen kaista on liian kaukana keskeismodulaatiotulosten taajuuksista tai mittaussignaali ei ollenkaan herätä epälineaarista kaistaa, ei viallisuutta saada välttämättä näkyviin.

Diskanttielementtien epälineaarisuus saataisiin näkyviin äitisignaalilla, jonka perustaajuus on 2 kHz. Tällöin keskeismodulaatiotulokset muodostuisivat 2 kHz ja 4 kHz taajuuksille, jotka ovat pikkuisen kaiutinelementin päästökaistalla. Ongelma on se että herätteen kaista alkaa 6 kHz, jolloin kaiutinelementin hyötykaistan alapää jää ns. herran haltuun. Hyötykaistan alapäätä saadaan herätettyä äitisignaalin perustaajuutta laskemalla, mutta silloin keskeismodulaatiotulosten taso alkaisi painua todellista epälineaarisuutta alemmas.

Pyyhkäisevillä tytärsignaaleilla tms. lisukkeilla voidaan ominaisuuksia luonnollisesti laajentaa lineaaristen säröjen puolelle. Minusta tuollainen vaikuttaa väkisin väännetyltä tekohengitykseltä. Suosittelen tutustumaan nykyaikaisiin mittausmenetelmiin ja -ohjelmistoihin, jotka ovat nopeita, käteviä, tuloksiltaan selkokielisiä, laitteistovaatimuksiltaan kevyitä ja jopa ilmaisia.

 

[veskelin]

Luonnollisen mittasignaalin alkuperäinen tarkoitus lienee ollut, että säröt näkee skoopin näytöltä. Se ei toimi, koska hifissä säröt on yleensä alle prosentin luokkaa. Aikatasossa silmä ei juuri prosentin suuruista virhettä signaalissa näe. Tarvitaan kallis spektrianalysaattori (onneksi tietokoneella + hyvällä äänikortilla pystyy jo kohtuu tarkkoihin tuloksiin.)

No, jos käytössä on spektrianalysaattori, niin mittausprosessin mukaisesti pelkästään tuijottamalla taajuuksille 275 ja 550Hz syntyviä modulaatiotermejä pitäisi selvitä onko laite vähäsäröinen vai ei. Kuten on jo pariin kertaan mainittu, tämä ei välttämättä pidä paikkansa esim. jos särön taso ei pysy vakiona koko audiokaistalla. Jos särö on paritonta tyyppiä, se jää helposti itse mittasignaalin alle spektrianalysaattorissa.

Minulle on edelleenkin epäselvää se mitä luonnollinen mittasignaali kertoo, mutta perinteiset sinimittaukset (THD, IM) ei? Koska luonnollisessa mittasignaalissa on melko tiukka transientti, se saattaa ilmaista TIM särön. Mun nähdäkseni kuitenkin TIM säröä ei voi syntyä, jos THD mittaus pysyy kohtuullisen vakiona koko audiokaistan leveydeltä. Ajatus TIM säröstä sotii tällöin lineaarisen systeemin superpositioperiaatetta vastaan.

Vahvistan kimmoston näkemyksen, kiinteällä 275Hz perustaajuudella luonnollinen mittasignaali ei sovi kaiuttimien mittaukseen. Säädettävien tytärsignaalien myötä koko mittaus konsepti menee hakuammunnaksi. Ei voi enää puhua nopeasta tai helposta mittauksesta.

Edelleenkin korostan, että yhdellä 10s sweepillä, voidaan mitata samalla kertaa taajuusvaste koko kaistalta 10Hz-20kHz, vaihevaste koko kaistalta 10Hz-20kHz, ja THD (edellytyksin, että harmoniset mahtuvat äänikortin näytetaajuuden 48, 96 tai 192kHz tutkaan). Harmonisesta säröstä saa jopa eriteltyä jokaisen komponentin erikseen.

 

[ksaunisto]

...yhdellä 10s sweepillä, voidaan mitata ... THD ...

Jotkut ohjelmat (ainakin HOLMImpulse) tosiaan sisältävät tuollaisen analyysin. Yleensä THD-heräte on 1/24 tai 1/48 okt. portain askeltava siniaalto, joka on aika hidas eikä pysty askeltaan suurempaan resoluutioon. Pyyhkäisyn resoluutiota taas rassaa FFT:n pituus, joten tulokseen tulee mukaan vähän tasoitusta.

Itse kyllä pyrin pitämään IMD-mittauksia repertuaarissa, koska ne pystyvät ilmaisemaan esim. kajaripuolella mahdolliset kaistojen väliset mekaaniset ja akustiset keskeismodulaatiot, joita ei huomattaisi yksitaajuisilla herätteillä. Ongelma vaan on täysin toimivien ja riittävän montaa keskeismodulaatiotulosta mittaavien pyyhkäisevien/askeltavien IMD-mittausten saatavuus. Sen vuoksi olen generoinut itselleni askeltavia 2-taajuussignaaleita, joiden nauhoitteita tutkin spektrianalyysillä. Spektristä pystyy sitten napsimaan itselleen tärkeät ja sovellukselle ominaiset tulokset omilla ohjelmilla.

Huonemittauksissa askeltavat purskesarjat ovat erittäin käteviä, koska tulos saadaan kuuntelemalla; heijastusten ja resonanssien vaikutuksia kuullaan myös sävelten epävireisyytenä.

Nämä ihan vaan vihjeeksi ettei mittaussignaalien jokapaikan höylälle (=tekee vähän kaikkea muttei mitään kunnolla) ole ainakaan mulla käyttöä.

 

[jahonen]

Omalta osaltani voin kyllä todeta että IM-särömittaus oli helppokäyttöinen ja tulos yksikäsitteinen. Kaikenkaikkiaan sitä käyttää mieluummin kuin luottaa sokeasti pariin eri taajuuteen, spektri kertoo enemmän kuin tuhat sanaa. Pahaksi onneksi en sattunut älyämään että olisin voinut kyhätä jonkunlaisen ylipäästö-ominaisuuden omaavan kytkennän, jossa tuo mainittu puute olisi tullut esiin.

BTW, broadcast-puolellekin on näköjään Audio Precisionilla tarjolla systeemi (http://ap.com/downloads/file/370) jolla siirtoketjun mittaus käy muutamassa sekunnissa:

HST tests output level, frequency response, interchannel phase, distortion, noise in the  presence  of  signal,  crosstalk  and  DC  offset  against  user-defined  limits  in  just  six seconds. The simplified user  interface is optimized for high  volume testing with clear pass/fail  results  and user  instructions.   A  log file  is automatically generated ready to be emailed for trend analysis or a FFT can be saved for detailed troubleshooting.

A series of ATS-2s (or 2700 Series) audio analyzers with HST are stationed across the signal area and connected to receivers. The central transmitting station broadcasts the HST multitone (a one second burst, usually as part of a call sign late at night). HST is triggered by the burst, and measurements of the transmission are recorded to a log file. The log file is emailed back to station engineers while HST resets itself and listens for the next burst.

t. Janne

 

[ksaunisto]

^Simuloin eilen ylipäästöä, monitiekajaria sekä taajuusriippuvaa epälineaarisuutta CoolEditillä. Ohjelman rajoitusten vuoksi suodattimia joudutaan ajelemaan molemmin puolin särötysprosessointia, eikä tulos siitäkään huolimatta vastaa erityisen tarkasti sähkö-akustista livetilannetta. Näköjään en edes tallentanut spektrejä.
Kaistarajoitusten vaikutus IMD-tuloksiin on kyllä tullut varsin tutuksi elementtejä testaillessa; laajakaistaisemmat kajarielementit antavat huonommat IMD-tulokset kuin vastaavantasoiset kapeakaistaiset. Erotuskerrannaiset vaimenevat kaistan alapäässä ja summakerrannaiset yläpäässä.

 

[KKuikka]

Vaikeat tytärsignaalit???

Olen suurella mielenkiinnolla lueskellut kaikki tänään kirjoitetut viestit ja olen todennut, että Luonnollisen mittasignaalin tytärsignaalien toimintaa ja hyödyllisyyttä ei ole oikein tajuttu. En voinut millään kuvitella, että pätevillekin ammattimiehille yksinkertaisen asian ymmärtäminen olisi näin vaikeaa.

Syy tähän asiantilaan on osittain minun, sillä en laittanut PP-esitykseeni yhtään valokuvaa sellaisista mittauksista, joissa tytärsignaalit olisivat olleet kuuloalueen yläpäässä eli lähellä 20 KHz. Esitykseni kaikissa kuvissa tytärsignaalit olivat korvan herkimmällä kuuloalueella, koska kuvittelin todellisten musiikkimiesten pitävän tälle alueelle syntyviä säröjä tärkeimpinä. En laittanut esille mittauksia (tytärsignaalit suurella taajuudella), koska PP-esityksestä olisi silloin tullut liian pitkä. Nyt näyttää vahvasti siltä, että säästin silloin väärässä paikassa. Minkä taakseen jättää, sen edestään löytää!

Jotta tytärsignaalit tulisivat kaikille tutuiksi, niin minun pitää vielä ottaa muutamia kuvia sellaisista mittauksista, joissa tytärsignaalit ovat diskanttielementtien makeimmalla toistokaistalla. Yritän mahdollisimman pian laittaa valokuvat ja selvityksen näistä mittauksista, jotta kaikki epäilijät tulevat vakuuttuneiksi tytärsignaalien hyödyllisyydestä.

Tytärsignaalit eivät ole väkisin väännettyjä lisäkoristeita, vaan ne ovat luontevia lisäsignaaleja sellaisissa tilanteissa (suuremmilla taajuuksilla), joissa äitisignaalin taajuuskomponenttien taso alkaa olla jo liian pieni. PP-esityksessä asiasta on kyllä seikkaperäinen selvitys, mutta esimerkkikuvien puuttuessa oppimistapahtuma on saattanut epäonnistua. Tulen korjaamaan tämän laiminlyöntini

Mittausterveisin

Kalervo Kuikka


PS. Kiireinen marjastusaika saattaa hieman viivästää mittauksia. Asia pysyy kyllä mielessäni, joten ei ole mitään syytä paniikkiin.