Arta Versterker plus RIAA Meetkastje

[Kappa7]

Hoi Hoi,

Nu ik de cursus volg bij Menno ontstaat bij mij de behoefte aan een goede meetkast die het gedoe met de meet kabeltjes overbodig maakt.
Om dat ik vast niet de enige ben die daar behoefte aan heb ben ik eens op het net gaan zoeken.
Zo heb ik het kastje van Peter gevonden maar die is meer geschikt voor het doormeten van speakers en dat is niet wat ik zoek.
http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic.php?f=25&t=5205
Deze heb ik ook gevonden en is een super de luxe meetapparaat mogelijk wil ik nog de Tru rms meter overnemen in mijn meet ding.
http://www.pmillett.com/ATEST.htm
Verder ben ik deze tegen gekomen.
http://xoscope.sourceforge.net/hardware/hardware.html
Die doet grof weg wat ik wil en is een goed begin van mij kastje.

Ontwerp gedachte
1. Beschermen van de PC
2. Regelbaar maken van de ingang in 0.1x 1x en 10x versterking.
3. De meet set minder gevoelig maken van de in en uitgang impedanties van de geluidskaart.
4. in gebouwde inverse RIAA
5. Regelbaar maken van de uitgang (calibratie)

Zo ben ik dus aan het tekenen en zoeken geslagen en heb hier een aantal dingen gecombineerd en aangepast.
Door dat ik nooit eerder met opamps gewerkt heb is dit nieuw voor mij en zou ik het leuk vinden als jullie daar eens naar kijken.

Ik denk zelf dat ik het goed gedaan heb zo maar is dat ook zo

Kort om graag jullie reacties

Nog een leuke site.
http://www.41hz.com/forums/content.php? ... asurements
Je ziet arta is niet het enige programma wat je kunt gebruiken als je met de PC wil meten.
Wel het mooist vind ik dan weer.


Groetjes George

[Pjotr]

Ha George,

Dat is alvast een aardig begin. Maar zet eerst eens op een rijtje wat je allemaal precies wilt meten.

[Kappa7]

Tja wat zou ik willen meten.

Ik meet dan voornamelijk aan versterkers.
Wat wil ik weten.
Ik wil weten wat de vervorming van de versterker is zowel in THD als in fase.
Ik wil graag weten wat de uitgang impedantie is van de versterker (LIMP)
Ik wil weten of de versterking binnen de audioband recht is.
Ik zou graag ook willen meten hoe het met de harmonischen zit die in de versterker geproduceerd wordt.
En ik zou graag makkelijk een RIAA willen kunnen controleren.

Dat kan natuurlijk al met het compensatie file dat je gemaakt hebt voor Arta maar dan stuur je de versterker recht aan terwijl deze scheef zou moeten worden aangestuurd om een goede meting te kunnen doen.
Kortom ik wil kunnen meten wat ik aan een versterker verander als ik daarin aan het knoeien ben geweest.

Lijkt mij dat dat hier mee wel moet lukken.
Het enige wat ik mij nog af vraag is of de uitgang impedantie van mijn meetkast wel laag genoeg is?
Deze is nu 50ohm om dat dit voor het RIAA netwerkje nodig was.
http://www.hagtech.com/pdf/riaa.pdf
Echter vraag ik mij af of dat laag genoeg is om de uitgang impedantie te kunnen meten van een versterker.
Dat is dus iets dat ik dus nog niet helemaal zie.

Het volgende waar ik aan twijfel zijn de op amps.
Zijn deze goed genoeg om als buffer te dienen.

Ook een punt van mijn twijfel is heb ik de eerste demping van 0.1x goed berekend en uitgevoerd en zijn er manieren om dat makkelijker te doen?


Groetjes George

[Pjotr]

Ok duidelijk.

V.w.b. het meten van de RIAA kan dat met ARTA een stuk simpeler en nauwkeuriger met een eenvoudig RC netwerkje dan met dat netwerk van Hagtech. Voor het meten aan versterkers heb je een differentiële ingang nodig anders krijg je gezeur met aardlussen. Maar als jouw geluidskaart al een differentiële ingang heeft is dat in feite al opgelost. Kom er op terug.

Is een leuk project en misschien is er meer belangstelling voor?

[AatV]

Is een leuk project en misschien is er meer belangstelling voor?

jazeker!

groet,
Aat

[Kappa7]

Leuk!

Wat mij betreft wordt het een ZBA project waar ook printjes voor gemaakt worden al was dat niet in eerste instantie mijn bedoeling.
Als er meer mensen mee doen loont het ook om er een mooie set printen voor te maken.

Laatste update de spanningsdeler aan de ingang is wat simpeler gemaakt.

Wat ik mij afzit te vragen is of het nut heeft on de buffer standaard 10x te laten verstreken en de spanningsdeler instelbaar te maken op 0.01x 0.1x 1x en 10x?
Het idee is dan om de ruis vloer van het te meten object te verlagen zo dat de S/N verhouding beter wordt.
Daarmee is dan elke standaard geluidskaart geschikt geworden.

Waar ik ook nog over na denk is de opmerking van Peter over differentiële ingang.
Dat dacht ik zelf op te lossen door gebruik te maken van meetsnoeren met banaan stekkers.
Daarmee kan je dan de bekabeling zo aansluiten dat er maar 1 verbinding is met de aarde van de DUT.
Maar als dat anders op te lossen is??? kom maar op

Groetjes George

[Pjotr]

..............
Waar ik ook nog over na denk is de opmerking van Peter over differentiële ingang.
Dat dacht ik zelf op te lossen door gebruik te maken van meetsnoeren met banaan stekkers.
Daarmee kan je dan de bekabeling zo aansluiten dat er maar 1 verbinding is met de aarde van de DUT.
Maar als dat anders op te lossen is??? kom maar op

Groetjes George

Je hebt altijd 2 aardverbindingen: Eentje aan de ingang en eentje aan de uitgang. Tussen ingangsaarde en uitgangsaarde zit vaak ook nog eens een 100 ohm weerstand en mag je die aarden niet aan elkaar knopen. Alleen bij een UGT waarvan de speaker wikkeling zweeft heb je dat probleem niet. En wat te denken van een BTL versterker die differentieel uit is?

Maar goed, als je aan versterkers en vervorming wilt meten heb je toch een kwalitatief betere geluidskaart nodig en die zijn allemaal gebalanceerd in. Aparte buffers voor de "-" ingang en de "+" ingang volstaan dan. Qua ruis heb je een goed punt, die wil je zo laag mogelijk houden. Maar niet alleen dat, ook de vervorming wil je laag houden. Dan is de nieuwere LME49990 een mooie kandidaat, zij het niet echt goedkoop.

Qua versterking heb je een punt. Geluidskaarten hebben over het algemeen de laagste vervorming als je onder de -10 dB van de maximale uitsturing blijft. Daarboven neemt de vervorming sterk toe.

[Ronkel]

Waarom bouw je niet gewoon een USB-geluidskaart chipje in? Kun je zo bestellen bij TI.

[Kappa7]

Okke dan zou ik dus eigenlijk het beste gewoon het ontwerp van Pmillett kunnen aan houden dat gebalanceerd uit en in gaat.
http://www.diyaudio.com/forums/tubes-va ... dcard.html
http://www.pmillett.com/file_downloads/ATEST.pdf
Al vind ik wel dat daar erg veel opampjes in de lijn zitten.
Dat zou toch simpeler moeten kunnen?
En zijn kast is mono en mist dus de mogelijkheid om het rechter kanaal als reverentie te kunnen gebruiken en zal de ingang dus dubbel moeten worden uitgevoerd.

Is het slimmer om daar mee verder te gaan en mijn project te laten voor wat het is?

Ook zou ik veder kunnen maar dan met deze schakeling?

Misschien dit maar verder uit werken.

Waarom bouw je niet gewoon een USB-geluidskaart chipje in? Kun je zo bestellen bij TI.

Daar heb ik naar gekeken maar gaat even te prijzig worden.
Ik wil dan deze module plaatsen met daar achter een DAC en een ADC.
http://www.xmos.com/products/development-kits/usbaudio2

Maar waarschijnlijk had je een andere chip in gedachten.
Ik heb nog wel even bij TI gekeken maat de ge integreerde chips hebben allemaal een beperking van 89dB S/N en kunnen niet op 192-24 werken.
Ik heb dan naar deze gekeken.
http://www.ti.com/product/pcm2906c#feature


Groetjes George

[Pjotr]

Okke dan zou ik dus eigenlijk het beste gewoon het ontwerp van Pmillett kunnen aan houden dat gebalanceerd uit en in gaat.
http://www.diyaudio.com/forums/tubes-va ... dcard.html
http://www.pmillett.com/file_downloads/ATEST.pdf
Al vind ik wel dat daar erg veel opampjes in de lijn zitten.
Dat zou toch simpeler moeten kunnen?
En zijn kast is mono en mist dus de mogelijkheid om het rechter kanaal als reverentie te kunnen gebruiken en zal de ingang dus dubbel moeten worden uitgevoerd.

Is i.d.d. nogal over de top voor wat je wilt en bovendien heb je dan nog geen inverse RIAA.

Is het slimmer om daar mee verder te gaan en mijn project te laten voor wat het is?

Nee

Ik wil dan deze module plaatsen met daar achter een DAC en een ADC.
http://www.xmos.com/products/development-kits/usbaudio2

Maar waarschijnlijk had je een andere chip in gedachten.
Ik heb nog wel even bij TI gekeken maat de ge integreerde chips hebben allemaal een beperking van 89dB S/N en kunnen niet op 192-24 werken.
Ik heb dan naar deze gekeken.
http://www.ti.com/product/pcm2906c#feature


Groetjes George

Waarom zo moeilijk? Voor nog geen €100 heb je een EMU 0204 USB met gebalanceerde ingangen. Iets beters ga je niet snel zelf bouwen en wordt zeker stukken duurder.

Als ik even tijd heb zal ik eens een opzetje maken uitgaande van een bestaande geluidskaart.

[Kappa7]

Waarom zo moeilijk? Voor nog geen €100 heb je een EMU 0204 USB met gebalanceerde ingangen. Iets beters ga je niet snel zelf bouwen en wordt zeker stukken duurder.

Dat lijkt mij ook en is ook niet mijn bedoeling geweest.
Echter wel weer even leerzaam geweest om te zien dat dergelijke modules gewoon los leverbaar zijn.

Als ik even tijd heb zal ik eens een opzetje maken uitgaande van een bestaande geluidskaart.

Ik ben benieuwd.
Waar bij ik wel wil uitgaan van het idee dat dit kastje voor zowel gebalanceerde als on gebalanceerde kaarten bruikbaar moet zijn.
Op dit moment gebruik ik namelijk nog een oude maar goede geluidskaart die volgens mij on gebalanceerd is.
Ik overweeg wel om inderdaad dan ook de EMU aan te schaffen mocht dat nodig blijken.

Groetjes George

[Pjotr]

Heb mij gisteren even bezig gehouden met eerst de bufferversterker en de inverse RIAA. Het heeft wel zo zijn voordelen om een invers netwerk te gebruiken en niet alleen de coreectie in ARTA. De phono amp krijgt dan de juiste signaalniveaus over de frequentie en kun je ook beter het overload gedrag bekijken (headroom).

Heb het netwerkje van Hagerman eens aandachtiger bekeken. Wat ie vergeten is is dat het zich anders gedraagt als je er een phono amp aan hangt met een inwendige weerstand van 47K en ingangscapaciteit. Dat heeft ie niet meegenomen, maar het scheelt ook niet zoveel, max 0,2 dB. Zelf wilde ik een lagere uitgangsweerstand om de ruis zo laag mogelijk te houden en de invloed van de phono amp zo klein mogelijk. Omdat er nu een extra buffertrapje inzit kan dat. Hier een eerste opzetje:

Het buffertrapje heeft een versterking instelbaar van 0db - 20 dB en kan daarmee een 5V RMS leveren aan het RIAA netwerkje. Met een verzwakking van 40 dB is dat zo'n 50 mV nominaal bij 1 kHz aan de phono pre. Ruim voldoende om overload te kunnen bekijken. Ik heb het zo gedaan dat standaard makkelijk verkrijgbare componentwaarden te gebruiken zijn.

Hier de simulatie van de afwijking van de nominale RIAA curve:

De afwijking blijf binnen de ca. + en - 0,05 dB nominaal. De blauwe lijn is het netwerkje alleen en de bruine lijn is het netwerkje belast met 47K en 330 pF. Dit is dan de high output van -40 dB. De afwijking door de belasting is dan iets van 0,02 dB, verwaarloosbaar klein dus. Op de low output van -60 dB is die afwijking nog veel kleiner.

Bij gebruik van 1% weerstanden en 1% condensatoren heb ik de maximale afwijking bekeken en dat wordt dan dit:

De werkelijke curve ligt dan ergens in het door blauw omsloten valk. Blijft dus tussen de ca. + en - 0,2 dB

Bij gebruik van 1% weerstanden en 5% condensatoren wordt de maximale afwijking:

Valt dus eigenlijk nog wel mee, maximaal + en - 0,5 dB afwijking.

Die afwijkingen zijn met de mic compensatie file in ARTA later eventueel nog helemaal weg te werken.

[Edit]

P.S. George, misschien moet je de titel van het topic even aanpassen in "Arta Versterker RIAA Meetkastje" om verwarring met luidspreker meetkastjes te voorkomen.

[Kappa7]

Ziet er goed uit Peter!

Ik heb al even zitten zoeken en de 1% condensatoren zijn goed te verkrijgen en kosten je de kop ook niet.
Alleen de LME49720 kan ik niet zo snel vinden.
Wel mooie specs de vervorming ligt zo laag dat je deze met geen van de standaard geluidskaarten kan meten lijkt mij zo.
En deze afwijkingen in de RIAA is heel goed mee te leven als ik de simulatie zo zie.

Ik ben nu al heel benieuwd naar de ingang sectie.

Groetjes George

Titel aangepast

[Zweitse]

LME49720 gewoon via Ebay, of Farnell.

[Pjotr]

Is identiek aan de oudere LM4562. Ik heb deze er alvast ingezet als uitgangspunt en omdat ie 600 ohm aan kan sturen. De layout van de op-ampjes is verder allemaal hetzelfde, dus je kunt nog kiezen

Aan de ingangssectie wordt gewerkt

[Kappa7]

Is identiek aan de oudere LM4562. Ik heb deze er alvast ingezet als uitgangspunt en omdat ie 600 ohm aan kan sturen. De layout van de op-ampjes is verder allemaal hetzelfde, dus je kunt nog kiezen

Aan de ingangssectie wordt gewerkt

Die heb ik wel gevonden bij Dickbest

[Pjotr]

Wel mooie specs de vervorming ligt zo laag dat je deze met geen van de standaard geluidskaarten kan meten lijkt mij zo.
En deze afwijkingen in de RIAA is heel goed mee te leven als ik de simulatie zo zie.

Vergis je niet in wat een geluidskaart vermag. Hier het plotje van mijn PCI kaart bij 1 kHz afhankelijk van het signaalniveau:

Je ziet daar ook dat de vervorming niet het laagste is bij volle uitsturing maar bij iets van -12 dB. Dan is ie 0,0002% ofwel 2 ppm ofwel -114 dB

[Pjotr]

En dan hier de ingangsverzwakker met buffer versterker en met op speciaal verzoek een ongebalanceerde extra uitgang.:

De ingangsverzwakker heeft 2 secties van 20 dB en 40 dB. Daarmee kun je dan 0 dB, -20 dB, -40 dB en -60 dB maken. Dan kun je m.i. alle gangbare versterkers de baas. Wil je nog een verfijning dan zou je nog een sectie van -10 dB kunnen toevoegen. Maar dan wordt het weer uitgebreider en is w.m.b. niet nodig.

Voor de verzwakker heb ik relais genomen die je met een draaischakelaar bedient maar je kunt ook gewoon 2 dubbelpolige wipschakelaars nemen. R36 en R43 samen met D1 - D4 beschermen de buffer tegen te grote spanningen. Ze zijn 1W zodat ze ook bij grotere versterkers niet snel stuk gaan. De ingang C's, C7 en C8 kunnen gewoon MKT's zijn.

[Kappa7]

Top duidelijk.
Alleen snap ik de ingang J7 en J8 niet.
Zijn dit hier twee BNC ingangen een positie en een negatieve?
Of ben je hier uitgegaan van banaan stekkers voor deze aansluitingen?
In dat geval kan ik dan weer de 0 niet thuisbrengen die daar aan zit.

Vermoedelijk gebruik je alleen de hete aansluitingen die daar in zitten en laat je de aarde voor wat het is.


Groetjes George Wiens dank zeer groot is.

[Pjotr]

Hoi George,

Dit is maar een opzetje, kan nog nader ingevuld worden.

Ik heb voor de ingang 2 losse cinch bussen getekend. Wat je daarvoor neemt is ter nadere invulling. Je kan er ook ook BNC, een 1/4" Jack of een XLR voor nemen. 'Tis maar wat je zelf handig vindt. Zelfde geldt voor de uitgang.

Het is wel zo dat als je de ingang asymmetrisch gebruikt en dus alleen de plus ingang, je de andere ingang kort moet sluiten. Anders krijg je meer ruis. Je kunt het beste altijd gebalanceerde kabels gebruiken en ingeval van asymmetrisch de "-" ingang bij de bron aan de massa leggen. Bij een versterker sluit je dan de mantel alleen aan op het meetboxje en niet bij de versterker.

[Kappa7]

Hoi Peter,

Ik vermoede al zo iets maar nu is het duidelijk.
Lijkt mij gewoon heel goed te gebruiken zo.
Zeker om dat er in deze opzet ook niet veel mis kan gaan met betrekking tot een aard lus.

Ik zal deze eerst eens op een gaatjes print bouwen en zien hoe het werkt.
Ook zal ik eens mijn best gaan doen om er een mooie print bij te maken.
Alleen zal ik dat vanavond niet meer redden.

[Pjotr]

Let wel op dat dit op-amps zijn met een hoog GBP en hoge open-lus versterking (daarom is de vervorming ook zo laag). Dat betekent dat je de aarde op de print goed in de gaten moet houden en de voeding goed moet ontkoppelen zo kort op de voeding pinnen. Dat betekent dat je op gaatjesbord de aarden zo kort mogelijk moet zien houden anders kunnen ze wild gaan doen (oscilleren). Ideaal is gaatjes bord met aan de bovenkant een extra aardvlak waarop je de ontkoppeling C's en aardverbindingen direct vast soldeert, b.v. dit materiaal: http://nl.farnell.com/cif/al201/pcb-hi- ... =CIF+AL201 of http://nl.farnell.com/roth-elektronik/r ... dp/1172158

[Pjotr]

.
PROOF OF THE PUDDING

Gisteravond het inverse RIAA netwerkje eens in elkaar gesoldeerd op een reststukje gaatjesprint met gewone 10% MKT'jes om te bezien wat dit vermag in werkelijkheid. Heb de C'tjes wel zoveel mogelijk uitgezocht binnen 2% met mijn Velleman LC meter.

Mijn geluidskaart kan direct 600 ohm aansturen en heb het RC netwerkje daarop direct aangesloten zonder verdere poespas als extra buffering. De ingang van het netwerkje gaat terug naar de geluidskaart als referentie voor 2 kanaal metingen. Om de afwijking te kunnen bekijken heb ik in Excel een inverse RIAA file gemaakt en die als mic compensatie file gebruikt. Het totaal resultaat geeft dan de fout aan t.o.v. ideaal netwerkje. Dit is dan het resultaat met een Fr2 meting in ARTA:

SR = 192 kHz en de FFT = 64k. Bij lage frequenties wordt door de hoge verzwakking de ruis wel behoorlijk groot en moest ik wel 200 avarages doen om die een beetje weg te werken. Ruis heeft nou eenmaal een lage energie per frequentie bandbreedte. Dat moet beter gaan met STEPS omdat met pure sinussen meet en er dus veel meer signaal niveau is: Hier het resultaat met STEPS:

Dat is helemaal niet slecht voor een snel in elkaar geklust netwerkje met standaard componenten van de plank. De afwijking is net iets meer dan + en - 0,1 dB!

Dat kan nog beter. We kunnen de foutresponsie die STEPS laat zien opslaan als .CSV file en na wat bewerken in Excel en een tekstverwerker gebruiken als een correctie .mic file voor de fout in de responsie van het RC netwerkje zelf. Zo gezegd zo gedaan.

Maar hoe test je of dat goed werkt? Je kunt geen 2 .mic correctie files tegelijk gebruiken De truck is als volgt: Maak een referentie met een 2 kanaals loopback meting EN een RIAA .mic correctie file in ARTA met een Fr2 meting. Het resultaat moet dan een vrijwel foutloze inverse RIAA opleveren, tenminste als de geluidskaart recht is, en de mijne is met een loopback meting spatrecht binnen 0,001 dB gebleken. Maak van deze responsie een overlay. Meet nu het inverse RIAA netwerkje MET de nieuw gemaakte correctie file en dan krijg je dit:

De rode responsie is de referentie met een directe loopback meting en RIAA.mic correctie file als overlay, de zwarte de responsie het inverse RIAA netwerkje met de foutcorrectie .mic file. In ARTA kun je nu ook het verschil plotten tussen de meting en de overlay en dat is de blauwe lijn. Zoomen we sterk in dan zien we dit:

Dat ziet er dus spatrecht uit, al blijven we bij lage frequenties last van ruis houden. Maar goed, dit is ook heel sterk ingezoomd! Het is nou eenmaal zo met een Fr2 meting. Je kunt in STEPS helaas (nog?) niet het verschil bekijken tussen een meting en een overlay.

Conclusie.

Met simpele middelen, een goede geluidskaart en wat moeite kun je heel nauwkeurig de nauwkeurigheid van de RIAA correctie van een phono versterker opmeten.

[Kappa7]

Geweldig.

Ik vond dat het kale netwerkje ook al heel dicht bij zat.
+-0.1 vind ik al heel erg netjes namelijk.

Ik ben al druk bezig geweest met het samen stellen van de onderdelen en heb al een redelijke lijst gemaakt.
in eerste instantie heb ik bij Dickbest op de site gekeken en daar kan je alles halen wat nodig is.
Daarna nog even bij Farnel gekeken maar door dat ik met lage aantallen werk is die zelfs duurder dan Dikcbest.
Bij Dick best kom ik voor alleen de in en uitgang 2x uit op ongeveer €45,- en dat vind ik erg mee vallen voor een top kwaliteit meetkast.
De voeding en de kast heb ik nog liggen hier en zijn een oude mux die we weggegooid hadden op mijn oude werk om dat deze toch niet meer gebruikt werden.
De voeding is dan wel + en - 12V maar dat moet wel lukken als ik zo naar de datasheets van de opamps kijk.
De 5V kan mooi gebruikt worden om de relais aan te sturen.

Nu moet ik nog wat dingen uitzoeken maar hoop voor het weekeinde de bestelling de deur uit te kunnen doen.
Ik neem dan meteen wat extra spullen mee voor de true RMS meter die ik over wil nemen uit het schema dat ik al eerder aanhaalde hier.
Echt nodig is dat niet maar je kan wel snel controleren of je meetkast en de pc gelijk lopen.
Bijgevoegd is vast de onderdelenlijst met prijzen van Dick best.
Mogelijk zijn er meer mensen die willen mee bestellen.
Ik doe morgenavond de bestelling de deur uit.

BOM meetkastje .xls

(17.5 KiB) 116 keer gedownload

Groetjes George

[Pjotr]

Hmm, zou voor het definitieve kastje toch geen SMPS hiervoor gaan gebruiken. De op-ampjes trekken bij elkaar iets van 25mA - 30mA.

Kun je beter het lineaire voedinkje van de HK-DAC van destijds gebruiken: http://www.zelfbouwaudio.nl/forum/viewt ... 20&t=10488

Ik hou het voorlopig bij het gaatjeprintje hierboven. Doet perfect wat het doen moet voor mij