Luonnollinen mittasignaali

  • Keskustelun aloittaja v-a
  • Aloituspäivämäärä
Mielenkiintoiset tytärsignaalit

Aika on kulunut kakissa muissa ketjuissa niin tarkoin, että tämä varsinainen pääketju on jäänyt vähän unohduksiin. Nyt korona-karanteenissa istuessani voi hyvin palata näiden peruskysymysten äärelle. Vaikka monet kaverit oivaltavat hyvin Luonnollisen mittasignaalin äitisignaalin toiminnan, niin tytärsignaalien oikea ymmärtäminen saattaa olla vähän heikompaa.

Jo aiemmin olen tässä ketjussa maininnut, että muodostin aluksi tytärsignaalit vähän väärällä tavalla. Aluksi käytin menetelmää, jossa moduloin "kantoaaltoa" perustaajuisella sinimuotoisella signaalilla. Kyllähän tällä konstillakin saatiin kohtuullisen toimiva ratkaisu, mutta täydelliseen toimintaan ei päästy. Vasta muutama vuosi sitten havaitsin, että paljon paremmin toimivat tytärsignaalit saadaan aikaan, kun moduloinnissa käytetään kaksinkertaisella perustaajuudella olevaa siniaaltoa. Signaalin mittausominaisuudet tulevat silloin paljon paremmiksi.

Olen jo aiemminkin maininnut tässä ketjusta uusista tytärsignaaleista, mutta täydellisen selkeää kuvaa asiasta ei silloin esityksestäni saanut. Nykyisin olen tullut siihen tulokseen, että iskuäänitytärsignaalit ovat joka suhteessa paljon paremmin toimivia, joten tämän edellisen kehitysvaiheen tytärsignaalit voin nyt hyvin luovuttaa kaikien HiFi-harrastajien käyttöön. Näitä perinteisesti muodostettuja tytärsignaaleita tarvitaan kuitenkin silloin, jos halutaan Luonnolliseen mittasignaaliin laittaa myös taajuuspyyhkäisyominaisuus.


https://drive.google.com/open?id=1FdWPbZ2xMq7C5utMDdMpwD2C4dq45o0e

uc


Kuvassa näkyy perinteinen äitisignaali, johon on summattu hyvin pienellä tasolla kaksinkertaisella perustaajuudella moduloidut tytärsignaalit. "Kantoaaltona" on käytetty 21 x perustaajuudella eli 5775 Hz taajuudella olevaa kanttiaaltoa. Äkkiä katsottaessa signaali vaikuttaa olevan jotenkin kolmiulotteinen.


https://drive.google.com/open?id=1NPOEyL8P8FHF9H594EH-_64dS9q10uKC

uc


Tässä kuvassa tytärsignaalien taso on nostettu sellaiseksi, että niiden taso on suunnilleen samaa luokkaa kuin äitisignaalin vahvimman 825 Hz komponentin taso. Tämäkin kuva näyttää jotenkin kolmiulotteiselta. Kuva on otettu suoraan mittasignaaligeneraattorista, ja alipäästösuodin oli arvossa 100 kHz.



https://drive.google.com/open?id=1HJ7l2Qq9OCwQdqn3UtIZ-dMwznGAWvpV

uc


Tässä kuvassa signaalin taajuustoistoa on jyrkästi rajoitettu 21 kHz jälkeen, sillä särömittauksissa ei välttämättä tarvita yli 20 kHz taajuuksille osuvia tytärsignaaleita. Täsmälleen samat tulokset saadaan rajoitetullakin taajuuskaistalla. Tällaiseksi signaali muuttuu, kun se äänitetään 48 kHz näytteenottotaajuudella.



https://drive.google.com/open?id=19MWhxbFC-4pUKOLhIIl6bsNREl-kV-FC

uc


Kuvassa on edellisissä kuvissa näkyvien signaalien spektri. alemmilla taajuuksilla olevien tytärsignaalien taso on säädetty samaksi kuin 825 Hz komponentin taso. Tällöin ylemmillä taajuuksilla näkyvien tytärsignaalien taso on suunnilleen 10 dB alempi.

Tällaisella signaalilla on hyvin mukava suorittaa vahvistinlaitteen pikatarkistus. Signaali ajetaan vain vahvistimeen ja spektrianalysaattori ulostuloon. Hyvin pikaisesti voi katsoa sen, että alin taajuuskomponentti ja alemmat tytärsignaalit ovat suunnilleen samalla tasolla. Jos vielä ylemmämät tytärsignaalit ova suunnilleen 10 dB alemmalla tasolla, eikä spektrikomponenttien väliin muodostu liikaa ylimääräisin särökomponentteja, niin vahvistinlaite on silloin kunnossa.

Laitan tähän loppuun vielä äänitiedoston itse mittasignaalista, jotta jokainen harrastaja voi sen ladata omalle tietokoneelleen. Jos koneessa on kunnollinen äänikortti, niin teidän pitäisi saada täsmälleen samanlainen spektrikuva aikaan. Näillä eväillä pääsette jo hyvään alkuun. Varsinainen mittasignaali on vasemmassa kanavassa. Oikeassa kanavassa on 275 Hz siniaalto oskilloskoopin tahdistamista varten.

https://drive.google.com/open?id=1tgLesMHPbE4zvA2OZXNAUJHAaz3AR3aF


Näidenkin kuvien perusteella vaikuttaa siltä, että Luonnollisessa mittasignaalissa on jotakin erityistä. Sähkötekniikkaa jonkin verran tuntevat kaverit voivat mietiskellä sitä, kuinka hienosti äitisignaali muuttuu täysin toiseksi signaaliksi, kun siihen summataan 4 kpl oikeilla taajuuksilla ja oikeissa vaiheissa olevia tytärsignaaleja. Tämä hallittu muodonmuutos kielii siitä, että Luonnollisen mittasignaalin perusajatus on aivan oikea. Signaalin matemaattinen kauneus tulee aivan häkellyttävällä tavalla esiin kaikissa jutuissa.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Viimeksi muokattu:
jahonen sanoi:
Tulipa mieleen tuota skooppimittausta testaillessa että ei välttämättä ihan mahdotonta, jos havaitaan että mikäli valitaan mittauspisteet sopivasti ja mitataan myös kaapeliin menevä virta ja hyödynnetään vähän aaltomuodon matematiikkatoimintoja:

Eli jos mitataan kaapelin (kelan) yli oleva jännite kahdelta eri ajanhetkeltä, joilla on sama virta, mutta eri virran muutosnopeus, resistanssin vaikutus tulokseen eliminoituu ja vain induktanssi jää vaikuttamaan. Näin induktanssi on yksinkertaisesti mitattujen jännitteiden erotus jaettuna virran muutosnopeuksien erotuksella.

U1=R*I1+L*dI1/dt1
U2=R*I2+L*dI2/dt2

jossa I1=I2, jolloin U1-U2=L*dI1/dt1-L*dI2/dt2 josta saadaan L=U1-U2/(dI1/dt1-dI2/dt2). Resistanssin vaikutus jännite-eroon siis häviää koska virrat ovat samat.

Eli käytännössä skoopin avulla seuraavasti. Skoopissa kanavassa 1 on kaapelin yli oleva jännite, kanavassa 2 on kaapelin virta ja matematiikkafunktio on virran derivaatta. Genis ei ole paras mahdollinen, siinä näkyy siniaallossa epäjatkuvuuskohdat, mutta tämän mittauksen kulkuun tällä ei ole suurta vaikutusta. Virta on mitattu käyttäen Fluken 80i-110s virtamittapäätä. Käytin tässä demossa viestissä #814 selostettua geometriaa eli lautaa jossa kaapeli kiinnitettynä U-lenkille siten, että kaapeleiden väli on 6 cm. Tässä mitattiin siis yhden johtimen induktanssia. Myöhemmin voisin esitellä mittauksen mistä näkyy selkeä ero keskitetyn ja kaapelin induktanssin välillä. Nämä käyttäytyvät yleisesti ottaen aivan eri tavalla kun tarkastellaan kokonaisuutta lyhyellä aikaskaalalla, vaikka kauempaa tarkasteltuna eroa ei vaikuttaisikaan olevan. Mittausvirta on tässä 2 Ap-p, eli noin kaksinkertainen Kalervon mittauksiin verrattuna. Tämä ei kuitenkaan ole kovin merkittävä ero. Vastaavasti taajuus oli n. 1 kHz.

test_cable.jpg


Ensin haetaan sopivat ajanhetket aaltomuodosta kursoreilla jossa kursoreiden virtojen erotus on mahdollisimman lähelle nolla mutta virtojen muutosnopeuksien erotus on mahdollisimman suuri. Tämä on yleensä siniaallon nollakohdissa:

Screenshot-2019-08-14T182417.png


Sitten siirretään kursorit jännitekanavaan ja kirjataan ylös jännitteiden erotus em. ajanhetkiltä:

Screenshot-2019-08-14T182524.png


Saadaan siis 31,950 mV, josta etumerkki ignoorataan tässä koska sillä ei ole väliä. Sitten siirretään kursorit matematiikkaosioon josta luetaan virtojen muutosnopeuksien erotus:

Screenshot-2019-08-14T182558.png


Virtojen muutosnopeuksien erotus on 12,3 kA/s. Nyt voidaan laskea induktanssi joksi saadaan 31,950 mV/12,3008 kA/s = 2,6 µH. Mainittakoon vertailun vuoksi että käyttäen kolmioaaltoa päädyin arvoon 2,4 µH ja LCR-mittarilla arvoon 2,2 µH, joten samoilla hehtaareilla ollaan. En ole viitsinyt tehdä mitään esivahvistinta jolla tulosta varmaan saisi parannettua, vaan käytin tavallista 1:10 vaimentavaa mittapäätä joka ei tähän mittaukseen ole paras mahdollinen.

Vastaavasti, jos mitataan kaapelin yli oleva jännnite kahdelta eri ajanhetkeltä, joilla on sama virran muutosnopeus mutta eri virta, induktanssin vaikutus tulokseen eliminoituu ja vain resistanssi jää vaikuttamaan. Näin resistanssi on siis mitattujen jännitteiden erotus jaettuna virtojen erotuksella.

U1=R*I1+L*dI1/dt1
U2=R*I2+L*dI2/dt2

jossa dI1/dt1=dI2/dt2, jolloin U1-U2=R*I1-R*I2 josta saadaan R=U1-U2/(I1-I2). Induktanssin vaikutus siis häviää koska virtojen muutosnopeudet ovat samat.

Mittausajanhetkeksi on valittu kokeeksi ajanhetket jossa virran muutos on nollasta poikkeava, mutta arvoiltaan hyvin lähelle samat:

Screenshot-2019-08-14T182742.png


Seuraavaksi mitataan virran muutos em. ajanhetkien välillä:

Screenshot-2019-08-14T182855.png


Virran muutos on 1,959 A. Seuraavaksi mitataan vastaavat jännitteet em. ajanhetkien välillä:

Screenshot-2019-08-14T182841.png


Jännitteen muutos on siis 67,825 mV. Nyt saadaan kaapelin resistanssi R=67,825 mV/1,959 A = 34,6 mΩ. Tarkistus labrapowerilla tuotti tulokseksi 3 A mittausvirralla 33 mΩ, eli aika samalla hehtaarilla ollaan kummallakin tavalla. Erotus on oikeansuuntainen, koska virranahtoilmiöstä johtuen resistanssin pitääkin kasvaa taajuuden kasvaessa. Mittaustaajuus oli tässä kokeilussa noin 1 kHz, eli ei mitenkään kamalan suuri. Kasvattamalla taajuutta, mittaus olisi varmaan ollut vähempikohinainen varsinkin virran derivaatan osalta.

Valitsemalla mittausajanhetket sopivasti, tämän mittauksen olisi varmaan voinut tehdä myös millä tahansa muulla aaltomuodolla, tai vaikka musiikillakin, kunhan vaan ottaa signaalin sopivalta hetkeltä.

t. Janne
Napsauta laajentaaksesi...

Hieman tämänkaltaista mittausmenetelmää kokeilin itsekin tavallisella analogiaskoopilla, nyttemmin kun mittauskalustoa on päivitetty parempaan suuntaan olisi ehkä uusien kokeilujen aika. Täytyyhän tämä ilmiö saada näkyviin muutenkin kuin vain luonnollisella mittasignaalilla. Palailen asiaan kun saan selventäviä mittauksia tehtyä ja rakenneltua sopivat tarvikkeet mittauksiin. Omissa mittauksissa käytin noin 16kHz siniaaltoa jolla ilmiö alkoi näkyä selkeästi ja mitattavasti eli mennään aivan kuuloalueen äärirajoilla. Alle 1kHz taajuuksilla ilmiö ei vaikuta lainkaan joten ei ihmekään, että kaikki eivät pysty sitä kuulemaan. Ensin pitäisi käydä terveyskeskuksessa tai lääkäriasemalla mittauttamassa omat korvat, että tietäisi onko hommaan edes edellytyksiä kuuntelemalla.
 
Beawers sanoi:
Hieman tämänkaltaista mittausmenetelmää kokeilin itsekin tavallisella analogiaskoopilla, nyttemmin kun mittauskalustoa on päivitetty parempaan suuntaan olisi ehkä uusien kokeilujen aika. Täytyyhän tämä ilmiö saada näkyviin muutenkin kuin vain luonnollisella mittasignaalilla. Palailen asiaan kun saan selventäviä mittauksia tehtyä ja rakenneltua sopivat tarvikkeet mittauksiin. Omissa mittauksissa käytin noin 16kHz siniaaltoa jolla ilmiö alkoi näkyä selkeästi ja mitattavasti eli mennään aivan kuuloalueen äärirajoilla. Alle 1kHz taajuuksilla ilmiö ei vaikuta lainkaan joten ei ihmekään, että kaikki eivät pysty sitä kuulemaan. Ensin pitäisi käydä terveyskeskuksessa tai lääkäriasemalla mittauttamassa omat korvat, että tietäisi onko hommaan edes edellytyksiä kuuntelemalla.
Napsauta laajentaaksesi...

Luonnollinen mittasignaali on ongelmattomin

Kyllähän kaapelin keskinäisinduktanssin vaikutus saadaan esiin siniaallolla ja jopa normaalilla musiikkisignaalillakin, mutta mittaustulosten tulkinta vaatii silloin enemmän tarkkaavaisuutta. Jos ei koko ajan olla hyvin skarppina, niin metsään voidaan helposti mennä. Siniaallolla mitattaessa kannattaa käyttää yli 10 kHz taajuutta, sillä silloin mittaus on helpompaa. Kyllä keskinäisinduktanssin vaikutus tulee esiin 1 kHz:n taajuudellakin, mutta signaalitasot ovat silloin hyvin pieniä. Mittausvirheiden vaikutus silloin korostuu.

Erityisesti kaapelimittauksiin optimoidulla Luonnollisella mittasignaalilla kaikki testaukset on kuitenkin luontevinta ja helpointa suorittaa. Jos on käytössä on oikealla tavalla tehty kaapelinmittauspenkki, ja erityisesti kaiutinkaapeleiden mittauksiin tehty kalibroitu kaapelitesteri, niin mittaukset ovat silloin lasten leikkiä. Mittausvirheitäkään ei helpolla pääse syntymään.

Kannattaa vielä kertauksen vuoksi lukea viesti #383 ja katsella kaikki selventävät valokuvat. Valokuvat eivät eilen näkyneet ollenkaan, mutta ylläpidon pojat ovat ilmeisesti korjanneet nyt ongelman, koska tänään sain valokuvat näkymään ilman ongelmia.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Minusta näytti että #383:ssa alkuperäinen Luonnollinen mittasignaali oli vaihdettu kanttiaallon ja kolmioaallon sekoitukseen jossa kolmioaallon vakiokulmakertoiminen ramppi oli se millä mittaus tehtiin ja kanttiaaltokomponentti oli vain visuaalista hämäystä tekniikasta mitään ymmärtämättömille. Mittaushan tehtiin kanttiaallon vaakasuorilla osilla, jolloin sen vaikutus tulokseen on ~0 ja varsinaisia muutoskohtia ei käytetty mihinkään.

Helppous tulee siis siitä että signaalissa pitää olla jaksoja joissa virran muutosnopeus on vakio, jolloin tulkinta on helppoa yksinkertaisemmillakin välineillä. Väitän siis että pelkkä kolmioaalto olisi toiminut ihan yhtä hyvin ja olisi päädytty samaan tulokseen. Varsinainen patentinmukainen Luonnollinen mittasignaali olisi joka tapauksessa ollut hankala visuaalisesti tulkita.

t. Janne
 
jahonen sanoi:
Minusta näytti että #383:ssa alkuperäinen Luonnollinen mittasignaali oli vaihdettu kanttiaallon ja kolmioaallon sekoitukseen jossa kolmioaallon vakiokulmakertoiminen ramppi oli se millä mittaus tehtiin ja kanttiaaltokomponentti oli vain visuaalista hämäystä tekniikasta mitään ymmärtämättömille. Mittaushan tehtiin kanttiaallon vaakasuorilla osilla, jolloin sen vaikutus tulokseen on ~0 ja varsinaisia muutoskohtia ei käytetty mihinkään.

Helppous tulee siis siitä että signaalissa pitää olla jaksoja joissa virran muutosnopeus on vakio, jolloin tulkinta on helppoa yksinkertaisemmillakin välineillä. Väitän siis että pelkkä kolmioaalto olisi toiminut ihan yhtä hyvin ja olisi päädytty samaan tulokseen. Varsinainen patentinmukainen Luonnollinen mittasignaali olisi joka tapauksessa ollut hankala visuaalisesti tulkita.

t. Janne
Napsauta laajentaaksesi...

Pieniä väärinkäsityksiä

Viestissäsi oli pieniä väärinkäsityksiä, joita on syytä vähän tarkentaa. Mittauksessa käytetty signaali oli täsmälleen patenttivaatimusten mukainen äitisignaali eli mitään luvatonta vaihtoa tai lukijoiden tahallista visuaalista hämäystä ei tietenkään ei ollut tehty. Asian varmistamiseksi laitan tähän lainauksen patenttiasiakirjan päävaatimuksesta. Päävaatimuksessa sanotaan seuraavasti: " ... t u n n e t t u siitä, että äitisignaali on muodostettavissa poistamalla suorakaideaallosta sen perustaajuinen komponentti joko suodattamalla se analogisella tai digitaalisella suotimella tai summaamalla siihen perustaajuinen vastakkaisessa vaiheessa oleva siniaalto, kolmioaalto, perustaajuisista erivaiheissa olevista suorakaideaalloista summaamalla saatu porrasaalto tai jokin muu perustaajuinen parillisia harmonisia sisältämätön aaltomuoto niin, että summasignaalin perustaajuinen komponentti kumoutuu täydellisesti ..."

Olen jo aiemmin muutamissa viesteissäni kirjoittanut, että kaapelimittauksissa kanttiaallosta ja kolmioaallosta tehty äitisignaali on parempi, ja siksi rakensin ja kalibroin kaapelitesterini juuri tällaiselle signaalille. Viestissä #383 on ihan seikkaperäisesti selvitetty syyt, miksi käytin mittauksissani tällaista äitisignaalia. Hankala juttu on nyt se, että tällä hetkellä viestissä #383 olevia valokuvia ei taaskaan pääse katselemaan, mutta saattavat ne jatkossa taas tulla näkyviin.

Siinä olen kanssasi sama mieltä, että näissä kaapelimittauksissa ei todellakaan tarvita Luonnollisen mittasignaalin jyrkkiä muutoskohtia, vaan samat tulokset voitaisiin saavuttaa puhtaalla kolmioaallollakin. Se vaatisi vain kaapelitesterin uudelleenkalibroinnin puhdasta kolmioaaltoa varten.

Yksi syy Luonnollisen mittasignaalin käyttöön mittauksissani on tietysti se, että jouduin julkaisemaan nämä kaapelimittaukset täällä DIY palstalla tässä Luonnollisen mittasignaalin ketjussa, koska HiFi-palstalla majaileva parempi väki ei pidä kirjoitteluani siellä oikein suotavana. On siis hyvin soveliasta, että tässä ketjussa esitetyt kaapelimittaukset tehtiin täysin aiheeseen sopivalla ja patenttivaatimusten mukasella äitisignaalilla.

Käytän itsekin eri mittauksissa erilaisia äitisignaaleita. Jos mittauksissa tarvitaan tavallisia tytärsignaaleita, niin silloin käytän perinteistä kanttiaallosta ja siniaallosta muodostettua äitisignaalia, mutta jos opereoin iskuäänitytärsignaaleilla, niin silloin käytän kanttiaallosta ja kolmioaallosta muodostettua äitisignaalia. Iskuäänitytärsignaalit sopivat tällaiseen äitisignaaliin luontevammin.

Näistä patenttihommista ei kannata enää puhua, sillä ei patentti ole enää voimassa. En ole enää pariin vuoteen maksanut vuosimaksua, joten jokainen harrastaja saa vapaasti käyttää ja jatkokehittää Luonnollista mittasignaalia omien tarpeittensa ja halujensa mukaan. Perinteisillä tytärsignaaleilla varustetulle Luonnolliselle mittasignaalille ei tietenkään saa enää patenttia, mutta iskuäänitytärsignaaleille saisi kyllä patentin, mikäli vain viitsisi prosessin aloittaa.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka


*) Pieni tekninen tietote

Tänä aamuna viestin #383 valokuvat latautuivat taas normaalisti GoogleDrive-palvelusta. Vika saattaa johtua Googlen palvelimen kovasta kuormituksesta. Jos kuormitus on oikein kova, niin vähemmän tärkeitä automaattisesti latautuvia kuvia ei ilmeisesti silloin lähetetä. Tämä on puhdas arvaus.
 
Viimeksi muokattu:
aiemmin tässä ketjussa olikin jo simuloitu kompensoitua kaiutinkaapelia ja päätin sitten minäkin kokeilla asiaa omalla tavallani

kuvassa olevassa kaapelit.jpgsimulaatiossa L1 = L2 + L4
ja L1 sisäinen resistanssi = 0,2 ohmia = L2 + L4 sisäresistanssit ( = 0,1 ohmia )

kun kelan L4 napaisuuden kääntää niin tapahtuu mielenkiintoisia asioita eli korkeat taajuudet joko vaimenevat tai korostuvat ja vaihevasteessa tapahtuu aika "jänniä" asioita, jos kompensoitu kaituinkaapeli toimii käytännössä samalla tavalla niin on aikaansaatu kätevä tapa korostaa tai vaimentaa diskantteja kaapelin avulla, saman asian voisi toki tehdä vahvistimessa olevilla äänenvärinsäätimillä, itse en ole enää ihan varma vastaako kaapeli 11a vai 11b paremmin KKuikan kompensoitua kaapelia

simulaatiossa ei ole huomioitu kaiutinkaapeleiden hajakapasitansseja ja kuormana on puhdas resistanssi mikä ei täysin vastaa käytännön tilannetta

jokainen voi vapaasti ladata itselleen ilmaisen LTspice ohjelmiston ja kokeilla asian itse, kaikki tarvittava näkyy kuvissa ja kirjoittamassani selostuksessa

ja ne jotka osaavat tehdä näitä simulointeja paremmin kertovat varmasti onko tekemässäni simuloinnissa jokin virhe ?
 
En ole hetkeen pysynyt viestien tahdissa tässä ketjussa, mutta nyt kun sain viimeisimmän viestin luettua, voin kertoa jotain, mitä ajattelin jo viime vuonna.

Kun mittarihifisti (tai objektivisti) kertoo mittauksesta, joka on suoritettu siniaallolla, antimittarihifistien (antiobjektivistien) ensimmäinen tai viimeistään toinen vastaväite on se, että kaiuttimilla kuunnellaan musiikkia, eikä sini-, kantti- tai kolmioaaltoja. Tämän vuoksi monimutkaisemman mittasignaalin käyttö, kuten Luonnollinen mittasignaali, on varsin perusteltua. Jos monimutkaisempi signaali tuo erot paremmin esiin, se on riittävän hyvin dokumentoitu ja on toimenpiteeseen hyvin soveltuva (tekniikasta paremmin tietävät sen tuomitkoon), on mielestäni erittäin hyvä, että sitä käytetään.

Totta puhuen, haluaisin nähdä muidenkin mittaajien käyttävän Luonnollista mittasignaalia. Täytyneekin vihjata asiasta esimerkiksi eräälle suositulle mittauksia suorittavalle sivustolle.
 
JHM sanoi:
En ole hetkeen pysynyt viestien tahdissa tässä ketjussa, mutta nyt kun sain viimeisimmän viestin luettua, voin kertoa jotain, mitä ajattelin jo viime vuonna.

Kun mittarihifisti (tai objektivisti) kertoo mittauksesta, joka on suoritettu siniaallolla, antimittarihifistien (antiobjektivistien) ensimmäinen tai viimeistään toinen vastaväite on se, että kaiuttimilla kuunnellaan musiikkia, eikä sini-, kantti- tai kolmioaaltoja. Tämän vuoksi monimutkaisemman mittasignaalin käyttö, kuten Luonnollinen mittasignaali, on varsin perusteltua. Jos monimutkaisempi signaali tuo erot paremmin esiin, se on riittävän hyvin dokumentoitu ja on toimenpiteeseen hyvin soveltuva (tekniikasta paremmin tietävät sen tuomitkoon), on mielestäni erittäin hyvä, että sitä käytetään.

Totta puhuen, haluaisin nähdä muidenkin mittaajien käyttävän Luonnollista mittasignaalia. Täytyneekin vihjata asiasta esimerkiksi eräälle suositulle mittauksia suorittavalle sivustolle.
Napsauta laajentaaksesi...


Mittausstandardi yleistymisen esteenä

Kyllähän kaikki tekniset asiat puoltaisivat Luonnollisen mittasignaalin käyttöä mittauksissa, mutta asia ei ole saanut nimekkäiden ja arvostettujen tahojen kannatusta. Suurimpana esteenä käytön yleistymiselle on se, että mittausstandardissa on määritelty siniaalloin olevan se mittasignaali, jolla äänimittaukset tehdään. Jos alettaisiin käyttää Luonnollista mittasignaalia, niin kaikki menisi kerralla uusiksi. Kenelläkään ei ole vielä ollut halua tai uskallusta asettaa vanhentunutta mittausstandardia kyseenalaiseksi, vaikka Luonnollinen mittasignaali on kaikilta ominaisuuksiltaan paljon lähempänä normaalia musiikkia kuin puhdas siniaalto.

Minä ymmärsin tämän tosiasian jo vuonna 1983, jolloin suoritin ensimäisiä mittauksia Luonnollisella mittasignaalilla. Ensimmäiset testitulokset olivat erittäin hyviä, mutta silloiset työkiireet eivät sallineen tutkimusten jatkamista. Kunnollista spektrianalysaattoriakaan minulla ei ollut silloin itsellä, joten Luonollinen mittasignaali oli tavallaan unohduksissa (generaattori autotallin hyllyllä) yli 20 vuotta. Tärkeissä äänimittauksissa kuitenkin käytin Luonnollista mittasignaalia näiden hiljaistenkin vuosien aikana, sillä eihän puhdas siniaalto ole oikea tehokas mittasignaali, vaikka mittausstandardi niin sanookin.

Jos joku haluaa jatkaa kokeiluja Luonnollisella mittasignaalilla, niin kaikilla on siihen nyt vapaat kädet. Asiaa koskeva patentti ei ole voimassa, koska en ole enää muutamaan vuoteen viitsinyt maksaa vuosimaksua. Erilaisia Luonnollisen mittasignaalin äänitiedostoja löytyy netistä paljon, ja tarvittaessa minä voin laittaa niitä lisää GoogleDrive-palveluun kaikkien ladattaviksi.

Jatkan vielä tutkimuksia iskuäänitytärsignaaleilla varustetulla Luonnollisella mittasignaalilla, sillä se on mittausominaisuuksiltaan kaikein fiksuin. Sopivasti valitulla äitisignaalilla ja oikealla tavalla siihen ympätyillä iskuäänitytärsignaaleilla voitaisiin periaatteessa tehdä jokaiselle soittimelle oikea mittasignaali. Näin siis pystyttäisiin jo ennakkoon mittaamaan se, miten luonnollisesti HiFi-laitteisto mitkäkin soittimet toistaa. Samaten sopivilla iskuäänitytärsignaaleilla voitaisiin kaiuttimen oikea paikkakin määritellä hyvinkin tarkasti oskilloskoopin kanssa.

Kaiuttimien oikean paikan määrittäminen senttien tarkkuudella alkaa kuitenkin olla jo menneen talven lumia. Tavallisessa kaksikanavaisessa stereossa joudutaan kaiuttimien paikkojen kanssa edelleen puljaamaan, mutta kun aletaan enemmän kuunnella SOP-stereoilla, niin kaiuttimien oikealla sijoituksella on vähemmän merkitystä. SOP-stereoilla hyvä kuuntelualue on niin laaja, että kaiuttimet voidaan monessa tapauksessa laittaa niihin paikkoihin, joihin "huoneenhallitus" antaa luvan. Tämä voi monessa tapauksessa parantaa jopa perhesopuakin.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Rästityö tuli valmiiksi

Kun kaapelivääntöä kompensoiduista kaiutinkaapeleista käytiin, niin silloin lupasin laittaa koosteen keskusteluista, jotta asiaa olisi helpompi käsitellä jälkeenpäin. Tämä homma on vaan jäänyt tekemättä, koska aina on muka ollut tärkeämpää tekemistä. Nyt kuitenkin vanhasta ukosta löytyi sen verran ryhtiä, että pääsin asiassa alkuun.

Teen viimeisestä kaapeliväännöstä kaksi erillistä PDF-tiedostoa, jotka jokainen asiasta kiinnostunut voi ladata omalle koneelleen. Ensimmäisessä koosteessa on yleistä höpinää kaapeleiden keskinäisinduktanssin kompensoinnista, ja toiseen osaan laitan joitakin erikoisempia mittauksia ja selostuksen kaapelitalkoista. Toiseen osaan tulee myös kompensointikelojen valmistusohjeet. Kun näin menetellään, niin kaapelijuttuja voi helpommin tutkia vaikka myöhemminkin.

Kaapelikeskustelun koosteen ensimmäisen osan voi ladata täältä

https://drive.google.com/file/d/1xCNnLley648Wxa2M45ug5HtXjv7H-NUx/view?usp=sharing

Pyrin tekemään koosteen toisen osankin mahdollisimman pian, jotta rästityö saadaan kokonaisuudessaan tehtyä.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Työ on hyvässä vauhdissa

Kaapeliväännöstä tulikin niin paljon asiaa, että vieläkään en saanut koostetta ihan valmiiksi. Koosteen toiseen osaan laitoin erilaisia mittaustuloksia, mutta selostus Kaapelitalkoista ei vieläkään mahtunut mukaan. Kovin suuria ja paljon valokuvia sisältäviä tiedostoja on vähän kankea käsitellä tekstinkäsittelyohjelmalla, ja siksi päätinkin jakaa koosteen kolmeen osaan. Kompensoitujen kaapelien rakennusohjeet laitan koosteen kolmanteen osaan.

Koosteen ensimmäinen osa on ladattavissa linkistä

https://drive.google.com/file/d/1xCNnLley648Wxa2M45ug5HtXjv7H-NUx/view?usp=sharing

Koosteen toinen osa on ladattavissa linkistä

https://drive.google.com/file/d/1UDMLgF1e3BaT05u8aY0k0A8aga-U8bPp/view?usp=sharing

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Kaapelivääntö on nyt lopussa

Sain nyt viimein valmiiksi koosteen vuonna 2019 olleesta kaapeliväännöstä. Tässä viimeisessä osassa 3 on esitetty erilaisia mittaiuksia ja seikkaperäiset ohjeet kompensoidun kaiutinkapelin valmistamiseksi. Eiköhän tämä kaiutinkaapelivääntö ole tältä erää nyt lopussa. Hauskoja lukuhetkiä innokkaille DIY-miehille.

Koosteen ensimmäinen osa on ladattavissa linkistä

https://drive.google.com/file/d/1xCNnLley648Wxa2M45ug5HtXjv7H-NUx/view?usp=sharing

Koosteen toinen osa on ladattavissa linkistä

https://drive.google.com/file/d/1UDMLgF1e3BaT05u8aY0k0A8aga-U8bPp/view?usp=sharing

Koosteen kolmas osa on ladattavissa linkistä

Kompensoidut_kaapelit_osa_3.pdf

drive.google.com drive.google.com

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Kiinnostaako kaapelinmittauspenkki?

Vaikka kaapelikeskustelu onkin nyt lopetettu, niin yksi asia jäi vielä vähän kaivertamaan. Yhteen aikaan oli hyvin kiivasta vääntöä kaapelinmittauspenkistäni, jonka epäiltiin oleva vain turhaa höpinää, koska se on asiantuntijoiden mielestä täysin mahdoton valmistaa lupaamillani spekseillä. Hyvin se on kuitenkin autotallissani toiminut.

Tänään aloin miettiä sitä, kannattaisiko aloittaa jatkokeskustelu kaapelinmittauspenkistä, sillä kompensoitujen kaapelien valmistaminen on sen avulla helppoa. Penkki voidaan rakentaa hyvinkin monella tavalla, kunhan vain pidetään mielessä muutamat perusasiat. Jos joillakin harrastajilla on vielä kiinnostusta asiaan, niin voisinhan minä antaa muutamia ohjeita, miten penkin voi rakentaa ihan kotioloissakin. Materiaalit eivät ole mitenkään kalliita, mutta melkoisesti tilaa penkki vaatii, sillä kaiutinkaapelin pitää mahtua sen sisälle suorana.

Täytyy ensiksi tehdä pieni juttusarja kaapelinmittauspenkin periaatteesta. Perusperiaatteita on jo oikeastaan selvitetty aiemmassa kaapeliväännössä, mutta niiden juttujen perusteella kaikki eivät varmasti keksi sitä, millainen rakenne penkissä pitää olla. Muutaman selkokielisen jutun jälkeen kaikki harrastajat kyllä ymmärtävän mittauspenkin idean vaivatta, sillä penkissä ei ole monimutkaista sähkötekniikkaa. Penkki on vain koottu romukaapeleista oikealla tavalla.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Kaapelinmittauspenkki remontissa

Aiemman kaapelikeskustelun aikana kaapelinmittauspenkkini on toiminut hyvin, mutta siitäkin huolimatta halusin vielä vähän parantaa sen toimintaa tekemällä sen rakenteeseen pieniä muutoksia, jotka tekivät magneettikenttien hallinnan vähän mukavammaksi. Nyt penkki on erittäin yksinkertainen ja selkeä. Mittaustarkkuuteen näillä muutoksilla ei ollut suurempaa vaikutusta, mutta nyt penkki on täysin oikeaoppinen rakenteeltaan ja se noudattaa täydellisesti kaikkia sähkötekniikan lakeja.

Kaapelinmittauspenkissäni on kyllä yksi hankaluus, sillä siihen mitattava kaapeli pitää laittaa suorana. Kaiutinkaapelit ovat yleisesti pituudeltaan 2 - 3 m, joten penkkiä ei oikein voi käyttää pienissä asunnoissa. Isossa autotallissani suuresta pituudesta ei ole juuri haittaa.

Aiemmin tässä ketjussa olen esittänyt viesteissä #807 ja #814 mittausjärjestelyn, joka sopii kaiutinkaapelien kompensointiin erittäin hyvin kotioloissa. Tavallisesta laudasta voidaan tehdä hyvälaatuinen kaapelinmittauspenkki, jonka pituus onkin vain puolet mitattavan kaapelin pituudesta. Tämä pienikokoinen ja halpa mittauspenkki soveltuu hyvin kotioloissa tehtäviin kaapelimittauksiin, ja sillä saadaan ihan oikeita mittaustuloksia. Kaiutinkaapelien kompensointi onnistuu tällä laudasta tehdyllä mittauspenkillä vaivattomasti.

Aiemmissa viesteissäni mainitsin, että laudasta tehdyssä mittauspenkissä kaapelien etäisyys pitää olla 6 cm, jotta mittaustulos olisi oikea, mutta en tarkemmin maininnut sitä, miten olin saanut tämän mitan selville. Nyt parannetulla mittauspenkilläni halusin vielä tarkistaa sen, onko tämä 6 cm todella oikea mitta. Siksi suoritinkin vielä uudestaan kaapelinmittauslaudan kalibroinnin.

Mittauslaudan kalibroinnissa käytin 3 m pitkää 1,5 mm2 Ml-johdosta tehtyä kierrettyä paria. Mittasin ensin uudistetussa kaapelinmittauspenkissä tämän kierretyn parin sähköiset arvot ja käytin niitä referenssinä kalibroinnissa. Sähköiset arvot olivat seuraavat:

Yhden johtimen induktanssi = 3,2 μH
Keskinäisinduktanssi = 2,4 μH
Silmukkainduktanssi = 1,6 μH


Tämän jälkeen laitoin kierretyn parin kaapelinmittauslautaan siten, että kaapelit olivat 4 cm päässä toisistaan. Mittasin jälleen vastaavat induktanssit.

Yhden johtimen induktanssi = 2,9 μH
Keskinäisinduktanssi = 2,1 μH
Silmukkainduktanssi = 1,6 μH

Seuraavaksi laitoin kaapelin mittauslautaan siten, että kaapelien väli oli 5 cm, ja tein sitten samat mittaukset.

Yhden johtimen induktanssi = 3,0 μH
Keskinäisinduktanssi = 2,2 μH
Silmukkainduktanssi = 1,6 μH

Sitten laiton kaapelien väliksi 6 cm ja tein vastaavat mittaukset.

Yhden johtimen induktanssi = 3,2 μH
Keskinäisinduktanssi = 2,4 μH
Silmukkainduktanssi = 1,6 μH

Kun kaapelien välimatka on 6 cm, niin silloin mittaustulokset ovat täsmälleen samat kuin varsinaisessa mittauspenkissä, joten puolta lyhyemmässä mittauslaudassa oleva kaapeli toimii täsmälleen samanlaisissa olosuhteissa kuin täysimittaisessa mittauspenkissä. Halvalla ja helposti valmistettavalla mittauslaudalla voidaan siten tehdä luotettavia kaapelimittauksia pienessäkin tilassa.

Jos kaapelien välistä etäisyyttä vielä suurennetaan, niin yhden johtimen induktanssi ja keskinäisinduktanssi alkavat kasvaa, mutta onneksi muutos ei ole kauhean jyrkkä. Tämä merkitsee sitä, että kovin suurta mittausvirhettä ei tule, vaikka kaapelien keskinäinen etäisyys vaihtelisikin muutaman millin puoleen tai toiseen. Silmukkainduktanssissa ei tietenkään tapahdu mitään muutosta, sillä silmukkainduktanssia mitattaessa keskinäisinduktanssin vaikutus kokonaan katoaa, jolloin mittauspenkkiä ei lainkaan tarvita.

Otin huvikseni vielä yhden mittaussarjan sellaisessa tilanteessa, jossa kaapelien väli oli 12 cm. Sähköiset arvot olivat silloin.

Yhden johtimen induktanssi = 3,6 μH
Keskinäisinduktanssi = 2,8 μH
Silmukkainduktanssi = 1,6 μH

Toivottavasti nämä mittaukset selvittivät vähän lisää mittauspenkin tai mittauslaudan vaikutusta kaiutinkaapelimittauksissa.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Näköjään tässä ketjussa on ollut pitkään hiljaista, mutta kaapelinmittauspenkistä olisi hyvä saada lisätietoja ja vaikkapa pari selventävää valokuvaa tänne kaikkien nähtäväksi.
 
KKuikka sanoi:
Välijohdoissa ei kompensointitarvetta

Olen vuosien varrella tehnyt useita välikaapeleitakin, joissa keskinäisinduktanssi on ollut kompensoitu, mutta niissä ei ole suurempaa kompensointitarvetta. Välikaapeleissa kulkevat virrat ovat niin pieniä, etteivät ne voi aiheuttaa mitään merkittäviä muutoksia ääneen. Koska välkaapelit ovat useimmiten hyvin lyhyitä, niin niiden kapasitanssitkin ovat hyvin pieniä, joten niistäkään ei tarvitse suuremmin välittää. Useimmissa laitteissa lähtö- ja tuloimpedanssit ovat niin pieniä, ettei kapasitanssien eroillakaan ole merkitystä toistoon. Merkittävien erojen kuuleminen välikaapeleissa on enemmän psykoakustiikkaa.

Virtajohtojen vaikustusta ääneen en lähde edes arvailemaan, sillä siinä siinä on kysymys pelkästään psykoakustiikasta. Jos virtajohto ei pääse liittimissä eikä pistorasiassa kipinöimään, niin se ei voi edes teoriassa vaikuttaa ääneen. Jos vahvistinlaitteen virtalähde on tehty huonosti, niin sillä voi olla vaikutusta toisto-ominaisuuksiin, mutta yksikään ihminen maailmassa ei pysty valmistamaan niin huonoa virtalähdettä, että virtajohtojen vaihtaminen aiheuttaisi jotain lisämuutoksia toistoon.

Koska virtajohdossa ei kulje lainkaan signaalitaajuista virtaa, niin eihän se edes teoriassa voi mitenkään vaikuttaa ääneen. Jos virtajohto vaikuttaisi ääneen, niin silloin pitäisi ensin todistaa se, että Ohmin laki ei pidä paikkaansa HiFi-laitteiden virtajohdoissa. Olen satavarma siitä, että yhdenkään palstalaisen paukut eivät riitä kumoamaan Ohmin lakia, joten voin hyvin keskittyä nauttimaan musiikista Halpa-Hallin bulkkivirtajohdoilla ja omavalmisteisilla täysin kompensoiduilla kaiutinkaapeleilla.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
Napsauta laajentaaksesi...
Mielenkiintoista tässä on se, että taannoin Hifi lehti julkaisi sokkotestin välikaapeleista ja ainakin yksi testaaja kuuli niissä eroja. Kun vain muistaisin mikä numero oli kyseessä, mutta jokatapauksessa tästä on yli 15 vuotta aikaa ja kyseinen testaaja kirjoittelee tännekin. Nimimerkki lienee JaffaE...

Ja virtajohdoissakin voi kuulla eroja, ainakin minä olen kuullut eron viiden euron ja viidensadan euron virtajohdon välillä. Oliko kyseessä kauppiaan silmänkääntötemppu sitä en tiedä. Myös viiden euron välijohto oli ehjä koska cd soitin toimi sillä moitteettomasti. Ohmin laki ei tätä selitä ja on olemassa paljon asioita joita tiede ei osaa selittää.
 
Beawers sanoi:
Mielenkiintoista tässä on se, että taannoin Hifi lehti julkaisi sokkotestin välikaapeleista ja ainakin yksi testaaja kuuli niissä eroja. Kun vain muistaisin mikä numero oli kyseessä, mutta jokatapauksessa tästä on yli 15 vuotta aikaa ja kyseinen testaaja kirjoittelee tännekin. Nimimerkki lienee JaffaE...

Ja virtajohdoissakin voi kuulla eroja, ainakin minä olen kuullut eron viiden euron ja viidensadan euron virtajohdon välillä. Oliko kyseessä kauppiaan silmänkääntötemppu sitä en tiedä. Myös viiden euron välijohto oli ehjä koska cd soitin toimi sillä moitteettomasti. Ohmin laki ei tätä selitä ja on olemassa paljon asioita joita tiede ei osaa selittää.
Napsauta laajentaaksesi...

Virtajohtojakin on testailtu

On tämän kaapelisavotan yhteydeessä tullut myös virtajohtoja testailtua, mutta minä en ole mittareillani löytänyt niista sellaisia sähköisiä ominaisuuksia, jotka voisivat merkittävästi vaikuttaa ääneen. Monet kokeneet harrastajat kyllä kuulevat selviäkin eroja eri virtajohtojen välillä, mutta yksikään kaveri ei ole koskaan pystynyt esittämään mitään subjektiivista kuunteluhavaintoa vahvistavaa sähköistä mittausta asiasta. Havainnon tehnyt harrastaja tietysti itse pitää havaintoaan todellisena ja oikeana, mutta monet muut harrastajat eivät välttämättä havaintoon usko, koska eivät itse pysty sitä todentamaan. Väittely asiasta voi siis jatkua loputtomiin.

Kaapelikeskustelun aikana toin myös monesti esiin sen, että eri välikaapeleiden välillä on vaikea mittausten avulla löytää sellaisia eroja, jotka voisivat vaikuttaa havaittavassa määrin toistoon. Tästäkin huolimatta kauppiaat myyvät monille harrastajilla kalliitakin välikaapeleita pelkkien kuunteluhavaintojen perusteella. Jos asiakkaalla on kova kaapelikuume päällä, niin tietysti ammattitaitoinen HiFi-kauppias myy hänelle mahdollisimman kalliit välikaapelit, jotta kuuntelusta saisi enemmän irti.

Vain kaiutinkaapeleissa on minun mittalaitteillani mahdollista saada esiin selviä sähköisiä eroja eri kaapeleiden välillä, mutta nämäkin erot vaikuttavat ääneen niin vähän, että läheskään kaikki kaverit eivät eroja kuule. Sointierojen kuulumattomuus antaa taas HiFi-kauppiaille hyvän mahdollisuuden myydä kalliit hyväsointiset kaiutinkaapelit omasta havaintokyvystään epävarmalle kaverille. Jos ostaja on omasta kuunteluhavainnostaan epävarma, niin silloin hänen kannattaa tietysti ostaa kalliit tunnetusti hyväsointiset kaiutinkaapelit, jolloin hänen uskottavuutensa lisääntyy kokeneiden harrastajien keskuudessa.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Jospa sun mittausmenetelmäsi on väärä, kun mittaus- ja kuuntelutulosten välillä on ristiriitaa.
 
no ei kaapelikeskustelu ole mihinkään loppunut (onneksi), hyvin on elossa omassa ketjussaan ainakin analogiset välikaapelit.
 
elviz sanoi:
Jospa sun mittausmenetelmäsi on väärä, kun mittaus- ja kuuntelutulosten välillä on ristiriitaa.
Napsauta laajentaaksesi...


Kokemukseni mukaan mittausmenetelmässäni ei ole vikaa, sillä laajakaistaisella normaalia musiikkia vastaavalla mittasignaalilla on helpointa saada oikeita mittaustuloksia. Oikeat mittaustulokset eivät kuitenkaan aina vastaa kuuntelijoiden subjektiivisia kuunteluhavaintoja, ja siitähän se hämminki syntyykin. On paljon helpompaa ja turvallisempaa syyttää vääriä mittaustuloksia kuin alkaa epäillä omaa kuulohavaintoaan. Näinhän se asia on aina ollut, ja tämän vuoksi nämä kaapelikeskustelut ovat aina ilomamme.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Sinun on kirjauduttava sisään tai rekisteröityä kirjoittaaksesi tänne.
Back
Ylös