Автор Тема: Измерение интермодуляционных искажений микрофонных  (Прочитано 13844 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

kaznach

  • Гость
Обычно, в измерительной практике, для измерения коэффициента гармоник,  используют подачу однотонального сигнала 1 (20) кГц на вход устройств усиления сигнала. При этом, производители могут с чистой совестью писать о Кг менее 0,001% и т.п. И вроде бы всё так и есть. Но в реальности, мы слушаем не одиночную синусоиду, а многокомпонентный сигнал, состоящий из кучи синусоид. И фиг знает, что там внутри хвалёного устройства происходит с сигналами на самом деле. Одним из вариантов получения более объективного суждения о качестве устройств, на мой взгляд, является использование двухтонального сигнала.
Из Википедии:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Интермодуляция
Интермодуляция — это процесс взаимодействия нескольких различных сигналов в нелинейных каскадах тракта усиления. В результате возникают новые составляющие спектра, зашумляющие принимаемый сигнал.
Интермодуляционные искажения — нелинейные искажения, создаваемые усилительными схемами. В частотном спектре двухтонального сигнала с интермодуляционными искажениями содержатся комбинационные составляющие с частотами, являющимися суммой и разностью основных и гармонических частот входных сигналов. Например, при подаче на усилитель смеси сигналов 1 кГц и 5 кГц возникают интермодуляционные искажения: 6 кГц (сумма 1 кГц и 5 кГц) и 4 кГц (разность между 1 кГц и 5 кГц). Эти продукты интермодуляционных искажений взаимодействуют друг с другом, создавая практически бесконечный ряд частотных составляющих.
Для аппаратной оценки уровня ИМИ применяют следующие методы:
1.   двухтональный 400Гц и 4кГц при соотношении амплитуд 4:1 по методике ГОСТ 16122-88 и МЭК 60268-5;
2.   двухтональный 19кГц и 20кГц одинакового уровня — отличает простота реализации — измеряется уровень разностной частоты 1кГц;
3.   многотональный — методика разработана А. Г. Войшвилло;
4.   субъективный — в результате прослушивания звучания разных тестовых музыкальных композиций экспертами.
ИМИ в звукотехнике, по оценке экспертов, проявляются так называемой «мыльностью звучания», «размазанной звуковой картиной», «зажатостью звука в высокочастотном спектре».
 
 Мне просто стало интересно, я не стал сильно заморачиваться и просто подал два синусоидальных сигнала 8 и 9 кгц, с уровнем -20 дБ, на доступные мне микрофонные предусилители. Частоты 8 и 9 кгц были выбраны, чтобы видеть не только разностные составляющие но и суммарные (при рекомендуемых частотах суммарные выходят за рамки визуализации измерений), т.е. получаются частоты 1 и 17 кгц.


За основу референсного тракта, был взят линейный вход звуковой карты UAD Apollo Twin USB, на который подавался сигнал с выходов испытуемых устройств. А на сами устройства (микрофонные предусилители), сигнал подавался с линейного выхода этой же карты через делитель напряжения (результирующее Rвх =2 ком).

Линейный вход UAD no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4508-544e4566f2.jpg[/img]

Сигнал на линейном входе UAD: 8 и 9кгц с уровнем -20 дБ.
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4507-56dd5c6f3d.jpg[/img]

Сигнал на входе микрофонного преда UAD: 8 и 9кгц с уровнем -20 дБ:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4502-ed58abe438.jpg[/img]

DigiLab SPM101 no signal :
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4521-085bec1b58.jpg[/img]

Сигнал на входе преда DigiLab SPM101  8 и 9кгц с уровнем -20 дБ:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4522-69fd6e2f4f.jpg[/img]

Peratronika MAB1219 mk2 no signal :
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4505-4157d2ec98.jpg[/img]

Сигнал на входе преда Peratronika MAB1219 mk2 («Исказитель» выключен) с уровнем-20дБ  8 и 9 kHz:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4506-8d0d42229d.jpg[/img]

AD797 Diyfactory no signal :
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4509-5ef5c57bba.jpg[/img]

Т.к. у меня двухканальный вариант преда AD797 Diyfactory, то сделал два измерения.
AD797 Diyfactory -20дБ 8 и 9 ЛК:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4510-c15de8a34d.jpg[/img]

AD797 Diyfactory -20дБ 8 и 9 ПК:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4511-8635a4e11b.jpg[/img]

Тот же канал -20 dB с отключенным фантомным питанием:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4512-9d0645e794.jpg[/img]

AD797 PiTone Systems no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4515-f214469d84.jpg[/img]

AD797 PiTone Systems -20дБ  8 и 9kHz:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4516-9339ae927d.jpg[/img]

PiTone Systems no signal  nj fantom
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4517-4bd035c444.jpg[/img]

Ради интереса, был проверен 8-канальный усилитель для наушников Behringer Powerplay PRO 8.
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4498-851e7e82b7.jpg[/img]

Выходной сигнал усилителя для наушников Behringer Powerplay PRO 8: -20дБ 8 и 9 кгц:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4523-c1a0a2234e.jpg[/img]

Behringer Powerplay 8 no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4524-ca94a07ca6.jpg[/img]

Есть такая приблуда – мониторный коммутатор Behringer Xenyx Control 2 USB:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4488-a05d999d63.jpg[/img]

Прикол его в том, что на выходах наушников интермодуляционные искажения меньше, чем на линейных выходах.

Behr Xenix Control 2 USB out Phones
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4518-6d7966d9eb.jpg[/img]

Behringer Xenix Control 2 USB out А, B и C
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4520-9966be4e68.jpg[/img]
 
P.S. Все измерения делались чисто для себя. Все замеры делались при -20дБ. Когда поднимаешь сигнал до 0дБ, лес гармоник просто ужасает! :-) Возможно, что-то я сделал некорректно. Поправьте, если что не так…
« Последнее редактирование: Ноября 28, 2018, 09:19:54 pm от kaznach »

Tuvalu

  • Гость
Какие-то малоинформативные картинки, довольно затруднительно количественно сравнивать их между собой. И спектр почему-то перекошен - подъём от НЧ к ВЧ.
Советую пользоваться SpectraPlus, эта прога специально заточена для подобных измерений. Результаты будут намного достоверней и информативней, т.к. помимо спектра, там индицируются и численные значения. Куча испытательных сигналов, много всяких полезных функций. Маст хэв.

ПС. Единственное, что очевидно - Ператроника сливает всем и во всём (шум, спектральный "хвост", интермодуляционные искажения). Интересно, а как она звучит? Вангую - на "простых" сольных источниках (вокал, гитара и т.п.) будет живо и интересно, а на сложных (хор, оверхеды ударных и т.п.) скорее всего будет грязь и каша.
 

kaznach

  • Гость
Ты совершенно прав! На голосе Ператроника, ИМХО, звучит "жирнее" и "плотнее", чем остальные преды. Но шумит, как паровоз! :-)
P.S. Картинки переделал.  Теперь всё со Спектраплюсом.
« Последнее редактирование: Ноября 28, 2018, 11:35:15 pm от kaznach »

kaznach

  • Гость
Вот ещё пара микрофонных предов:

1-ый, это хвалёный Yamaha D-Pre, микрофонный пред звуковой карты Steinberg UR22 mk2. Выходной сигнал взят с выхода звуковухи. Ручка MIX - в крайнем левом положении. Т.е. слышен именно звук преда, а не потрохов карты.



Steinberg UR22 mk2 mic in -20:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4527-f69a1312b1.jpg[/img]
Возможно, "гадят" линейные каскады на выходе карты?

Steinberg UR22 mk2 mic in no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4528-db8ff7cbcd.jpg[/img]

Т.к., в дальнейшем, при подаче входного сигнала на линейный вход карты, спектрограмма не изменилась - сделал вывод, что линейный вход, это просто резистивный делитель на входе микрофонного преда.

А это микрофонный пред микшера Soundcraft EPM6 (такие же стоят в EPM8,12 и т.п.)

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4538-2552e901d8.jpg[/img]

Вполне себе приличный, ИМХО, пред.
Выходной сигнал взят с инсерта микрофонной канальной линейки.
Soundcraft EPM6 mic in  -20:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4529-ffdcab39c8.jpg[/img]

Soundcraft EPM6 mic in  no signal
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4530-da475a7026.jpg[/img]

Теперь - сигнал на линейном входе пульта этой же ячейки:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4531-7f2750650d.jpg[/img]

Soundcraft EPM6 line in  no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4532-56fe6578e4.jpg[/img]
Т.к. особых изменений не видно, сделал вывод, что линейный вход - тоже резистивный делитель на входе микрофонного преда..
« Последнее редактирование: Ноября 29, 2018, 12:32:33 am от kaznach »

Tuvalu

  • Гость
kaznach, уже лучше. Советую включить опцию численного (в процентах) представления результатов.

Цитировать
А это микрофонный пред микшера Soundcraft EPM6 (такие же стоят в EPM8,12 и т.п.)
Вполне себе приличный, ИМХО, пред.
Поэтому я и советую всем начинающим повторять эту и похожие схемы - дёшево и сердито. А "такой себе" звук теперешних саундкрафтов совсем не из-за схемотехники.

ПС. Что-то в некоторых преампах плоховато с фоном. Не хотите разобраться?
« Последнее редактирование: Ноября 29, 2018, 10:33:48 pm от Tuvalu »

kaznach

  • Гость
Ну и, напоследок, микрофонный и линейный входы цифрового пульта Behringer XR16.
Первый рисунок - сигнал подан на 8-ой микрофонный вход пульта, с разъёмом XLR. Выходной сигнал снимался с выхода AUX4 0dB. Естественно, вся внутренняя обработка (EQ,Comr.,Gate) была отключена.

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4539-9101d57b73.jpg[/img]

Behringer XR16 mic inXLR  -20dB:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4533-a88f2565a7.jpg[/img]

Behringer XR16 mic inXLR  no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4534-fdbb6d5f1d.jpg[/img]

Теперь - линейный вход 9, с разъёмом Jack.
Behringer XR16 line in jack  -20dB:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4535-6f200030a9.jpg[/img]

Behringer XR16 line in jack  no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4536-5d602535ad.jpg[/img]

Очень даже неплохо. Но немного напрягает фон в низкочастотной части спектра, при входящем сигнале. Интересно, с чего бы? Может, это погрешности "арифметики" процессора пульта?
« Последнее редактирование: Ноября 29, 2018, 12:33:35 am от kaznach »

kaznach

  • Гость
По поводу числовых значений измерений - учту. Спасибо.
Насчёт фона - это пульсации фантомного питания. При отключении фантомов, естественно, низ спектрограмм становится плоским. Да, надо заняться искоренением этой проблемы. :-)
« Последнее редактирование: Ноября 29, 2018, 12:35:21 am от kaznach »

Tuvalu

  • Гость
Цитировать
Ты совершенно прав! На голосе Ператроника, ИМХО, звучит "жирнее" и "плотнее", чем остальные преды. Но шумит, как паровоз!
 
Если есть желание, снимите схему входного каскада, и я посоветую, как уменьшить шум.
 

kaznach

  • Гость
Спасибо большое за предложение. К сожалению, времени на реверсинжиринг нет совершенно. Работа на студии, Новый год и т.п. Паяльник в руки уже несколько месяцев не брал. У меня есть схема преда Peratronika CAB-1119_Mk2 (Легко нагугливается). Пред 1219 отличается от него отсутствием гитарного входа (левый нижний угол схемы) да, наверное,
2-ым симметричным выходом.

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4540-e8f204dc23.jpg[/img]
« Последнее редактирование: Ноября 29, 2018, 11:40:22 pm от kaznach »

kaznach

  • Гость
P.S. Вынужден дезавуировать свой пост р Steinberg UR22 mk2. Вышел небольшой глюк в процессе измерений. Из тракта исключён Apollo. Провод джек-джек с выхода на вход:


Steinberg UR22 mk2 mic in -20:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4541-6bbf3bf553.jpg[/img]

Steinberg UR22 mk2 mic in no signal:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4528-db8ff7cbcd.jpg[/img]

 
« Последнее редактирование: Декабря 01, 2018, 08:05:29 pm от kaznach »

Tuvalu

  • Гость
Цитировать
У меня есть схема преда Peratronika CAB-1119_Mk2 (Легко нагугливается). Пред 1219 отличается от него отсутствием гитарного входа
Не знал, что это родственные преды. В таком случае, это тяжёлый случай. В смысле шумов, строенные входные транзисторы 550/560 плохо подходят для работы с низкоомными источниками (микрофон). Советую заменить их на более подходящие, например, 2N4401/03, BC327/337, BC807-40/817-40. Их достаточно по 2 шт, но можно и по 3.
Вообще отлично будет, если достанете старые японские сверхмалошумящие транзисторы Rohm 2SB737/2SD786 или их новые примерные аналоги 2SA1316/2SC3329. И старые, и новые встречаются даже в дешёвых микшерах Беринжер. Неплохи 2SA991,2SC1844. А ешё хороши 2SA1083-85/2SC2545-47, но пишут, что втречаются фейковые. Найдите на рммедиа тему про малошумящие транзисторы, там digilab_2 пишет, как называются гарантировано качественные  2SA1083-85/2SC2545-47 (их делают на америк. фабрике). Плюс, там много полезной информации по теме. Кстати, все эти японские тр-ры надо ставить по 1 шт.

Также, пишут, что хороши 2N5401/5551, BC637/638, MPSA06/56, но я их не пробовал.

Далее обязательно придётся увеличить ток коллектора. Сейчас он примерно 0,2 мА, а надо 1...2 мА. (На всякий случай, для 550/560 увеличение тока ничего не даст, т.к. один чёрт, линия Кш шума находится далеко от оптимума). Для этого надо поменять штук 6 резисторов. Хотите попробовать?
« Последнее редактирование: Декабря 01, 2018, 10:08:42 pm от Tuvalu »

kaznach

  • Гость
Спасибо! У меня есть 2N5401/5551. Но смогу поменять только после новогодних праздников.  

Tuvalu

  • Гость
Напоминаю, простая замена практически ничего не даст, необходимо менять режимы.

ДмитрийЗл

  • Гость
Вывод самый простой - все кустарные (нефирма) - имеют проблемы с питанием и/или шумами... даже дигилаб.
грустно  :o  

kaznach

  • Гость
Вот замеры ещё одного Бехра, на сей раз - Behringer FCA1616:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4542-f3588c5cac.jpg[/img]

Без сигнала, петля с вых.1 на микр. вход 1:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4543-90d5635267.jpg[/img]

С сигналом -20дБ на выходе (петля с вых.1 на микр.вход 1 без фантомного питания):
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4544-586337493d.jpg[/img]

С сигналом -20дБ на выходе (петля с вых.1 на микр.вход 1 с фантомным питанием):
Что за дела? В наушниках, подключённых к гнзду Phones 1 всё нормально...
(Т.е. ничего в цепочке не трогал, просто включил кнопку фантомного питания... :-(
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4545-4b809a7810.jpg[/img]

Без сигнала, петля с вых.1 на линейный вход 5:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4546-58fbbe023e.jpg[/img]

С сигналом -20дБ на выходе (петля с вых.1 на линейный вход 5):
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4547-275588d270.jpg[/img]

С сигналом -20дБ на выходе (петля с вых.1 на инсерт 5):
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4548-4acef84b42.jpg[/img]
« Последнее редактирование: Декабря 12, 2018, 11:45:20 pm от kaznach »

kaznach

  • Гость
Решил заняться, по предложению Tuvalu, уменьшением фона от фантомного питания в моих предах. В качестве основы взял фильтр от преда TubeTech MEC 1A:



Чутка его улучшил (конденсаторы - какие были в наличии, те и ставил). У 2N5551 Uкэ max = 140v, так что вполне... (Обратите внимание - у осциллографа канал А имеет чувствительность в милливольтах, а канал Б - в микровольтах.)

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4589-1a6e8aa6da.jpg[/img]

Получилась такая фитюлька, которую я и подцепил к выходу 48v БП. Естественно, пришлось увеличить напряжение на выходе 48v в самом БП, но максимум, что получилось вытянуть - 45v на выходе фильтра. Т.е. надо предусмотреть на плате набора БП увеличение выходного напряжения до 52 вольт (да и вообще - добавить сам фильтр на плату, в последующих модификациях).

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4590-c2885152d6.jpg[/img]

В результате, фон практически полностью исчез:

Пред PiTone 797 no fantom:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4591-5efdbbe396.jpg[/img]

Пред PiTone 797 on fantom:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-4592-ff25da556c.jpg[/img]

 Вывод: во всех микрофонных предах ОБЯЗАТЕЛЬНО надо предусматривать установку дополнительного фильтра.
« Последнее редактирование: Января 04, 2019, 05:06:18 pm от kaznach »