LF spectrum analyser


@Piet1950: Klinkt goed. Stuur je me een e-mail met een indicatie van wat je er voor wilt hebben svp? email: eggbird@hotmail.com

Pe1jku

Die op ebay is ook leuk, maar altijd wat eng om zoiets te laten versturen. Ooit iets van die grootte laten komen uit Finland en dat werd echt geweldig verpakt in verende binnendoos. Totaal 60x60x60 qua formaat .....

Pe1jku

Ha Aart,

Ik ben bang dat digitaal als front end in heel veel situaties te langzaam is als @TS laat ik zeggen een versterker of equalizer wil afregelen dat is niet te doen als je moet wachten op je apparaat.
Heel veel processen voer ik analoog uit inclusief het rekenen denk aan een adder of multiplier maar ook complexe berekeningen als logaritmen en trigonometrische bewerkingen.
Dit gaat realtime op een snelheid van meer als 1 GHz dat gaat digitaal niet lukken.
Daar komt nog bij dat ik de bewerking in een keer uitvoer en een computer steeds het tussen resultaat moet opslaan om de volgende bewerking uit te voeren daar zie je wel niets van als gebruiker maar het kost wel tijd :S
Het instellen van bepaalde parameters is prima door een computer te doen ook het resultaat aan je tonen op scherm of papier.

@Piet1950,

De HP 3582A gebruikte ik vrij regelmatig maar dit is een dynamic signal analyzer dus niet een frequentie sweeper voor het maken van een bodeplot het apparaat is realtime voor een bandbreedte kleiner dan 500 Hz bij grotere bandbreedten is de processor tijd bepalend en zal de acquisitie tijd een stuk omlaag moeten dan kan je niet meer spreken van realtime !
Maar verder een mooi apparaat ik heb er nog steeds plezier van :)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Stuur je me een e-mail met een indicatie van wat je er voor wilt hebben svp?

Ik zal het apparaat 1 dezer dagen tevoorschijn halen, en eerst weer eens onder spanning zetten. Even geduld.

Piet

@electron920; dat herken ik niet -

Een analyser welke slechts op 1 frequentie meet moet langzaam sweepen om op lage frequenties een redelijke integratietijd te halen. Op mijn Neutrik A1 (een uC gestuurde analoge analyser) duurt een sweep afhankelijk van het level tot tientallen seconden.
Een FFT RTA verzameld alles tegelijk en is gewoon real time. Ik heb er een op de iPad, die ik wel gebruik om het vervormings residu uit de A1 te bekijken. Zeer comfortabel en goed, maar het is enkel een analyser.

Waarom is dat dan zo traag? Ik heb RF network analyzers die dat snel doen
tussen 10Mhz en 1Ghz

Hoe is die sweep time voor audio metingen met een HP NETWORK SPECTRUM ANALYZER 4195A - 10 Hz- 500mhz?

Pe1jku

Op 6 augustus 2020 19:12:16 schreef EgbertG:
Waarom is dat dan zo traag? Ik heb RF network analyzers die dat snel doen
tussen 10Mhz en 1Ghz

Hoe is die sweep time voor audio metingen met een HP NETWORK SPECTRUM ANALYZER 4195A - 10 Hz- 500mhz?

tja, Als je slechts enkele Hz bandbreedte wil, dan moet je traag sweepen. (reken het maar eens uit, moeilijk is het niet)
Bij 1Ghz is dat een ander verhaal.

Rond 10 Hz gaat alles nu eenmaal een miljoen maal zo traag als rond de 10 MHz.
Je kunt bijv. niet in een tiende milliseconde het verschil zien tussen 10 of 11 Hz; het duurt immers een volle seconde tot je daar een periode verschil hebt. Laat staan dat je smallere bandbreedtes gaat gebruiken..

Maar een software audio-FFT gaat ook weer niet tráger dan een hardware analyser. En de kwaliteit van een normale-tot-goede geluidskaart is best goed. Van de 16 bits zijn er in elk geval 13 of 14 correct.
Dat is een stuk beter dan bij de digitale scoopjes van 8 bits met FFT-optie, dat is wél wat behelpen en meer bedoeld voor leuk erbij 'omdat het kan'.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha EgbertG,

Er zijn nogal wat verschillen tussen het apparaat van HP en een geluidskaart waar die dan ook in zit PC, laptop telefoon.
In het eerste apparaat zit geheel andere techniek en wordt gebruik gemaakt van een analoog front end dus zoals ik al aangaf alles wat je analoog kan bewerken is op zijn minst vele male sneller :D

Maar je netwerk analyzer werkt in een ander domein.... voor wat jij zou willen meten (amplitude frequentie karakteristiek) het goede domein.
De audio processor werkt in het tijd domein laag frequent bemonsterd het signaal en berekend door middel van een FFT het frequentie spectrum om dit weer te geven dat is onnodig maar is niet anders.
Dit gaat goed als spectrum analyzer maar niet als sweeper !
Om laag (10 Hz) te beginnen zal je bemonsteringsvenster lang moeten zijn.
Dit is intuïtief logisch als je bedenkt dat wat je wil is dat tenminste één volledige cyclus met de laagste frequentie binnen de bemonsteringstijd past. Dus voor een frequentie van 10 Hz wordt het bemonsteringsvenster minimaal 0,1 seconde lang.
Wat betekend dit voor de resolutie Laten we zeggen dat we een samplefrequentie van 48 kHz hebben.
Dan zou het minimumframe om 10 Hz te meten 4800 datapunten zijn.
Het aantal datapunten bepaalt de meetresolutie in dit voorbeeld zal elk frequentiepunt 10 Hz verwijderd zijn van zijn buurman, zodat men de frequentie niet nauwkeuriger kan bepalen dan dat.

Waar gaat het 9 van 10 keer fout en daar kan je niets aan doen is dat de line in en line out niet simultaan werken zelfs met een type kaart die ik hier ( nauw ja niet waar ik nu zit ) in gebruik had € 580,- de audio in niet in orde was maar belangrijker de kaart niet simultaan werkt.
En dat laatste is nogal belangrijk als je snel en synchroon wil zenden en ontvangen.
Dat is software matig te compenseren er is een relatie tussen frequentie resolutie en tijd resolutie maar ja daar gaat je real time verhaal.
In de meeste situaties zal je met een goede geluidskaart € 400,- en up om van 1 Hz tot 20 kHz een tijd nodig hebben 5,7 seconden :o
En als je dan een kleine bandbreedte gebruikt laten we zeggen 5 kHz dan speelt de verwerkingstijd dus niet de acquisitietijd maar de processortijd een dominerende rol !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Wat plaatjes van mijn inmiddels bejaarde ipad; dit is IOscope, een app'je dat o.a. ruis uit kan sturen en het spectrum op kan nemen. Meet real time een dB of 80 diep.
Diverse metingen zowel in het frequentie- als het tijdsdomein.

Ik gebruikte het met een interface'je naar de mircofoon ingang, vooral veel op mijn telefoon.
Dat had bij deze hardware wel beperkingen in het laag, maar het werkt erg comfortabel.

Een "D" filter.

blackdog

Golden Member

Hi,

Kijk ook eens in een topic van mij die het ontwikkelen van een 1KHz referentie schakeling betreft.

Hierin gebruik ik verschillende technieken om de vervorming te meten.
Het is hier door meerdere al aangegeven, even snel meten op lage frequenties is er niet bij.
Ja mijn Audio Precision kan heel goed en snel de THD meten bij 15Hz, maardat is zoals electron920 al aangaf een systeem dat analoog werkt.
Je hebt met dit systeem geen mooi spectrum plaatje.
Je kan wel een THD sweep doen als dat nodig is.
Deze instrumenten van AP zijn erg prijzig, ik heb dit toen kunnen aanschaffen omdat ik een klus kreeg die het rendable maakte.
Een nieuwer model da ndie ik heb staat bij ruim 6000$.

Maar niet getreurd, je kan voor veel minder geld toch heel aardig meten, door b.v. ee ngoede 24Bits geluidskaart te gebruiken.
Score op de tweede hands markt een of meerdere M-Audio AP192K geluidskaarten.
Maak zelf een breakout box met BNC en XLR conectoren en wat verzwakkers al je aan power versterkers wilt gaan meten.
Zoals je in mijn topic hebt kunnee zien kan je dan tot -120dB THD meten.
De software die dat het beste doet is Virtins multi instrument, maar deze is wel wat lastig in te stellen.
Ik gebruik de versie die 200$ kost.

Een ander aardig stukje software en een stuk goedkoper is ARTA, deze kost 79$ voor personal use.

Er zijn natuurlijk ook gratis stukjes software te krijgen, geen van alle hebben mij tot nog toe kunnen bekoren.

Verder gebruik ik ook nog een picoscoop die echt 12 bits is, deze kan ook vrij diep meten en je het dan ook een 10MHz scoop.

Zoveel mogelijkheden, maar vergeet het basis instrumentarium niet, een breedbandige mV meter en goed generator.
Als generator kan ik je de Siglent SDG2042 aanbevelen, niet super low THD maar wel heel goed door de 16Bits opbouw.
THD bij 1V RMS uit zit beneden de 0.007% to zo'n 20KHz.
En minstens net zo belangrijk bij audio, de blokweergave is zondermeer perfect tot 1MHz, en dan bedoel ik perfect, geen overshoot en andere rare zaken.

Dit was mijn 2 cent.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ha blackdog en Aart,

Ik heb toch begrepen dat het @TS meer gaat om een frequentie amplitude karakteristiek ( bodeplot ) dan om vervorming maar ik kan er naast zitten!
Het plaatje wat @Aart laat zien is zeker te gebruiken ( want dat deed ik ook ) maar dan gaat het om een kabeltje uitbellen of om te kijken of er een verbinding is maar niet om iets af te regelen.
Dat het signaal van @Aart naar onderen lager is komt waarschijnlijk door dat de ruis generator witte ruis levert i.p.v. roze ruis |:(
Maar zelfs dat kan... maar het werkt niet prettig de reactie is te laat.
Nu is het zo dat de ruis generator van @Aart altijd aanwezig is in de band dus de kans dat signaal detecteert is zeker aanwezig en hoeft niet synchroon met de zender te zijn het enige nadeel de amplitude klopt niet.
Voor een relatieve meting is dit geen probleem maar ook hier is de reactie tijd laag en bij een kleine bandbreedte is de processor tijd dominant :o
Er zijn nog andere methoden je kunt ook met een chirp werken om een sweep te creëren.

Wat is het nadeel van baseband :? te veel octaven om van 5 Hz tot 100 kHz te sweepen heb je ≈ 14 octaven te dekken!
Als je nu eerst een stukje analoge processing toepast in de vorm van een omzetter en het signaal van 1 Hz..... 100 kHz naar een middenfrequent van ≈ 1 MHz.... 1,1 MHz omzet dan heb je nog maar 0,1 octaaf.
Dit moet ook met de zender gebeuren maar dan omlaag converteren.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi,

Henk, ik zou graag zo'n mooi apparaat er bij hebben, past hier alleen niet... :+

EgbertG
Snelle meting aan audio apparatuur, er gaat weinig boven b.v. een 1KHz blokgolf!
Geen enkel apparaat verslaat een net blok signaal en een scoop voor de eerste indruk wat eeen audio apparaat/filter doet.

Bode plots zijn leuk maar ook lastig goed te doen, daarom zijn metinstrumenten die dat goed kunnen nogal duur.
Fase metingen voor audio apparatuur kan je heel goed doen met een scoop, is ook snel. ;)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ha blackdog,

Is misschien een leuk projectje om te ontwikkelen ;)
Ik denk dat er redelijk wat interesse is om aan laagfrequente apparatuur zoals bijvoorbeeld versterkers, luidsprekers, voedingen enz te meten.
Maar ook componenten zoals spoelen, condensatoren, trafo's enz zijn op kwaliteit te testen.
Om niet onnodig groot en alles dubbel te hebben kan als display de standaard scope al dan niet in digitale uitvoering volstaan.

Vector analyzers voor rf die zijn al wel te verkrijgen tegen redelijke prijzen maar voor echt lf weet ik niet en de geluidskaart werkt zoals jij en @Aart laten zien maar is toch meer voor het controle werk en niet voor het afregelen ;(

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Zo .. ik heb weer genoeg leesvoer! Dank allen voor de bruikbare input!

Dom dat ik niet dacht aan sample tijden van lage lage frequenties......

Mijn doel is om - en misschien kan t uberhaupt niet eens - het verschil in geluidskleur van een versterker in beeld te krijgen.

Per frequentie zou ik t kunnen meten natuurlijk met simpele tools, maar
dat kost dan teveel tijd.

Pe1jku
blackdog

Golden Member

Hi EgbertG,

het verschil in geluidskleur van een versterker in beeld te krijgen

Deze drie regels hieronder zijn de basis voor een draad met veersterking, dus geen "kleuring".
Veel HiFi mutsen willen daar niet aan, want dan horen ze hoe rot alles is opgenomen, maar dat is hun probleem. :+

Bandbreedte van audio trapjes moet in mijn ogen vlak zijn tussen 10Hz en 100KHz binnen een paar tienden van een dB.
Testen met verschillende belastingen aan de uitgang van je product.(dit mag de puls responce niet of weinig beinvloeden)
Wordt dit allemaal goed uitgevoerd, dan denk ik dat je geen verschil hoort tussen versterkers.
Oja, vergeet ik bijna... wordt er aan het hier bovenstaande voldaan, maar er wordt een "slechte" voeding gebruikt,
en dat houd in breedbandige lage Ri en zeer goede bedradings technieken, als je daar niet aan voldoet, dan vraag je er om.

Wat trouwens ook veel wordt vergeten is, de vervorming die ontstaat als je een versterker aanstuurd vanuit een relatief hoge impedantie.
Er wordt heel veel getest met een 50Ω bron impedantie vanuit de test generator.
Bij hogere aanstuur impedanties gaat het niet lineair zijn, van de ingangs trap meespelen, meestal het gevolg van capaciteiten van die ingangstrap.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Als een verschil in een blinde test goed waarneembaar is zal het ook wel meetbaar zijn. Er zijn veel liefhebbers van vervorming.
Het gaat soms meer om perceptie van een kunstwerk dan natuurwetenschap, en daar is niet perse iets mis mee, het is alleen iets anders. Als een blinde test niet mogelijk is zou ik niet gaan meten, maar gewoon genieten (of weg gaan als het te dol wordt ;)

Bij een directe meting moet het wel vrij ruig zijn willen b.v. harmonische goed bovden de ruis te zien zijn.
Erg informatief is imo hoe het residu uit een gewone notch vervormingsmeter er uit ziet, zowel op de scope als op een spectrumanalyser. Welke harmonischen zijn er, is er crossover ellende etc.

Ha EgbertG,

Dat is van een ander kaliber :D om de invloed van de transmissieweg op de kleur van een toon ( het karakter ) te analyseren..... mijn inziens zal je dan drie metingen willen uitvoeren om de invloed te analyseren.
Ik denk dan aan de vervorming aan het begin de ( attack ), de inhoud van de harmonische ( timbre ) en het uitdoven de ( dacay ).

Dat is op zich te doen de eerste meting heeft @blackdog al beschreven het antwoord op de impuls.
De tweede meting is ook door @blackdog aan gestipt maar deze bestaat uit twee componenten de eerste de amplitude karakteristiek daar hebben we het al over gehad maar ten tweede de fase.
Om de fase over de band te meten kunnen we de groepenlooptijd meten.
Ten derde het uitdoven ik denk dat dit ook te meten is met de impuls uit het eerste punt.

Op al deze drie onderdelen wil je geen invloed uitoefenen je zou willen dat de transmissieweg transparant is zodat het karakter van de toon behouden blijft.
Tja.... eens kijken of er een soort van signaal te creëren is wat aan de verwachting zou kunnen voldoen :P
Ideeën zijn welkom ik zit zelf te denken aan een sin^2 puls dat ligt een beetje in lijn met het draadje waar @blackdog en ik het hadden over een toon burst meetsignaal dit is alleen nog zonder fase!

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Het geluid in een wat modernere auto is tegenwoordig waanzinnig goed. Dit is volgens mij ook echt een gevolg van aktieve manipulatie. Vroeger met goede speakers en goede versterkers kreeg je die warmte niet.

Dus ja ... wat hebben ze gedaan? Ik wil dat graag zien. Maar zal ook niet makkelijk zijn, want je moet voor iedere frequentie afzonderlijk kijken wat het gehele spectrum doet .....

Pe1jku

Ha EgbertG,

Ik wist niet of je er nog actueel mee bezig was.... ik heb een aantal samples ontvangen van het muziek instituut uit New York.
Dit zijn muziek instrumenten solo denk aan piano viool gitaar enz.
Nu gebruik ik als analyzer een Real Time FFT Spectrum Analyzer op deze wijze kan ik een spectrogram schrijven en in een keer in 3D de timbre van bijvoorbeeld de toets aanslag "C" op de piano analyseren.
Ik heb die analyse in MathWorks omgezet in een code (kleur) en heb op deze wijze een referentie gecreëerd.
Door middel van een kruiscorrelatie kan ik voor en na het te testen apparaat verschillen ontdekken.
Wat ik ga doen is een versterker Sony of een andere uit de jaren 70...80 ombouwen d.w.z. de eigenschappen beinvloeden vervorming 3e orde en/of vervorming 2e orde intermodulatie maar ook kruismodulatie om te kijken welk type vervorming nu de meeste invloed heeft op de timbre dus de kleur van een instrument.
Ik kan mij zo voorstellen dat een piano... deze heeft een bereik van zeg 600 Hz.....5,5 kHz het type vervorming een andere uitwerking heeft zoals je die ervaart de ene zal zwaarder wegen als de andere.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Bij mij is de laagste toets 27,5 Hz.

De hoogste trouwens bijna 4200 Hz. Dat is grappig, omdat dat al iets voorbij het kantelpunt van mijn eigen 'gehoorcurve' ligt.
Ik hoor de toon dus al zwakker, en de harmonischen van die toon kan ik absoluut niet horen: 8400 Hz is voor mij niet te detecteren, laat staan als harmonische bij een andere toon.
Toch kan ik die pianotoon moeiteloos onderscheiden van dezelfde toon, gespeeld door een viool. De 'attack' is heel anders. Zou je die eraf knippen, dan had ik het veel moeilijker - gelukkig speelt de violist vaak 'vibrato', en dat kan een piano niet, zodat ik hem toch herken. :)

(Iets anders geks: in sommige goede opnamen van orkestuitvoeringen kan ik horen of een 5,5 kHz laagdoorlaatfilter is ingeschakeld of niet, hoewel mijn gehoor niet zo hoog gaat. Maar bij losse tonen (die wel door het filter komen) kan ik dat verschil niet horen.
De beste verklaring die we kunnen verzinnen is dat er zónder filter meer intermodulatieproducten in mijn oren ontstaan dan met filter. Een deel van die extra producten kan ik horen, doordat ze weer wél binnen mijn gehoorbereik vallen.)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 18 augustus 2020 23:16:18 schreef Frederick E. Terman:

De beste verklaring die we kunnen verzinnen is dat er zónder filter meer intermodulatieproducten in mijn oren ontstaan dan met filter. Een deel van die extra producten kan ik horen, doordat ze weer wél binnen mijn gehoorbereik vallen.)

dat kan best, want het trommelvlies reageert niet lineair op drukverhoging/verlaging . maw het voegt IM toe aan een mengeling van tonen en ontstaan ook verschilfrequenties.

Met Binaural beats kan je brein ook tonen van 1 tot 30 Hz waarnemen zonder dat je speakers of koptelefoon deze tonen zelf kan produceren.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Binaural_beats

Ja, ik ben er zeker nog mee bezig, Henk

Ik heb 15 jaar geleden een simpele push pull buizenversterker gemaakt, 2x EL84 en een Philips uitgangstrafo. Zonder terugkoppeling, dus maximale
vervorming. De fasedraaier gewoon met transistoren gedaan trouwens.

Later heb ik nog iets gebouwd met 2x 2C39 en goedkope PP trafo's uit China. Deze laatste versterker klinkt absurd goed. Technisch gezien is t uiteraard een belachelijk ontwerp, maar de optredende vervorming is precies wat het menselijk oor wil horen!

Nou zou ik ook niet weten hoe ik harmonischen zou kunnen toevoegen voor bepaalde frequenties, mocht ik ontdekken dat dat juist het effect blijkt te geven ...

Pe1jku

Zou zo'n Velleman USB scope nog iets zinvols kunnen meten als LF analyzer?

Pe1jku