Kalibrierung mit Soundkarte

[geldo]

Moin,

hat hier schonmal jemand versucht mit ner Soundkarte und nem Oszilloskop-Programm seinen Hammond Tongenerator durchzumessen? Ich weiss....die Werte sind wohl eher willkürlich. Aber ich habs mal getestet und bekomme zumindest mal schöne Sinuskurven. Die Frequenzen werden auch korrekt angezeigt. Wenn man jetzt von einem Tonrad den mvpp-Wert kennt und mit der Anzeige im Programm einen Umrechnungsfaktor errechnet müsste es doch eigentlich machbar sein damit zu kalibrieren, oder?

Gruß Christian

 

[netstalker]

Ich bezweifle, dass eine Soundkarte linear über den notwendigen Frequenzbereich ist.
Wenn ich mir die Arbeit machen würde, würde ich ein Oszilloskop benutzen - die Dinger gibt es mit ausreichender linearität mittlerweile für 150€.....

 

[geldo]

Ich hätte noch eine Terratec DMX6 Fire Usb Soundkarte. Dafür habe ich folgenden Plot für den Frequenzgang des Mikrofoneingangs gefunden. Keine Ahnung wie gut das ist.

 

[netstalker]

Der Frequenzgang ist auf diesem Plot recht linear. Man hat dabei keine Info wer das womit unter welchen Umständen gemessen hat.
Mmn kann dir bei der Entscheidung, ob das für deine Zwecke ausreicht, keiner helfen.
Ich würde zumindest mal ne Vergleichsmessung mit einem echten Meßgerät machen - bei minimum 3 Frequenzen mit gleichbleibendem Pegel.

 

[Helmut]

In erster Linie ist es eine Frage, was man messen will. Wenn es um die Pegel/Spannungswerte der einzelnen Tonräder geht, ist der Oszi auch nicht optimal. Für qualitativ gute Messwerte, empfehle ich ein Röhrenvoltmeter. Mit einem Oszi qualitativ wenige mV zu messen ist suboptimal. Vergleichmessungen sind eine gute Idee, wie Netstalker empfiehlt.

 

[Don Leslie]

Viele der Vergleichskurven (Kon Zissis) sind in mVpp angegeben. So kannst Du auf diese Weise durchaus den TG kalibrieren. Der Frequenzgang, den Du da zitiest, scheint linear genug zu sein.

Für einen reinen Sinus gilt ja: Veff= Vpp/(2*W(2)) ( W(2) = Quadratwurzel von 2)

Es ist leichter und genauer einen digitalen Wert abzulesen als auf dem Scope, möglicherweise mit überlagertem Brumm Werte von 10mVpp abzuelen. Ich habe es zwar schon oft so gemacht. Angenehmer fand ich dann zuletzt die Methode. mein Keithley 2000 anzuschließen und die mVeff abzulesen. Jedes digitale VM zeigt standardmäßig den Effektivwert an.

Beachte, daß die Baßtöne komplexe Wellenform haben. Da gilt die o.g. Beziehung nicht. Auch die ungefilterten Frequenzen (< #49) haben starken Anteil de 2. Harmonischen und da ist Veff auch nicht formelmäßig in Veff umzurechnen.

Würde man sich darauf einigen, alle Kalibrierungskurven in Effektivwerten anzugeben, läge man auf der sicheren Seite, weil damit die "Energie" vollständig erfaßt wird.

 

[.Jens]

Wenn es um die Pegel/Spannungswerte der einzelnen Tonräder geht, ist der Oszi auch nicht optimal

Warum das nicht? Selbst die günstigsten Digitaloszis heutzutage haben mit mV...einige 10V keine Probleme. Im Audiobereich DC....20kHz erst recht nicht. Selbst die Einsteigerklasse hat typischerweise ab 2mV/div, und heute muss man da ja nicht mehr Kästchen zählen, sondern kann Cursor setzen und sich die Pegel anzeigen lassen. Wenn die Wandler schlecht sind, kriegt man 1% Genauigkeit hin - das wird mit dem Röhrenvoltmeter auch nicht besser... Zumal man eben so etwas wie Brumm nicht sieht und dementsprechend rausrechnen kann.

 

[geldo]

Hättest du ein konkretes Beispiel für ein günstiges Osilloskop das den Anforderungen gerecht wird?

 

[.Jens]

Ich kenne es nicht persönlich, aber das Rigol DS1052E kostet knapp unter 300€ und sollte für den Hausgebrauch eigentlich reichen. Ansonsten gibt es die kleinen "Kofferradios" von Tektronix, die gehen so bei 400€+ los (TBS10...B). Die bedienen sich im Grunde wie die "großen". Ich muss zugeben, dass ich länger keins mehr unter den Fingern hatte, aber als ich noch im Labor gearbeitet habe, waren die zum Mitnehmen in enge Ecken immer ganz praktisch und haben ihren Zweck erfüllt. Die großen Schlachtschiffe von LeCroy waren damals dafür etwas immobil...

Wer auf echte Knöpfe und einen eigenen Bildschirm verzichten kann, sollte sich mal bei den USB-Scopes umsehen. Da läuft dann die Software inklusive Darstellung und Auswertung auf dem Laptop oder PC, und nur der Analogteil mit Wandler und schnellem Speicher sitzt im Gerät. Spart etwas Geld bei der Hardware, was man dann für eine Kategorie bessere Wandler ausgeben kann (oder mehr Bandbreite).

 

[Don Leslie]

In erster Linie ist es eine Frage, was man messen will. Wenn es um die Pegel/Spannungswerte der einzelnen Tonräder geht, ist der Oszi auch nicht optimal. Für qualitativ gute Messwerte, empfehle ich ein Röhrenvoltmeter. Mit einem Oszi qualitativ wenige mV zu messen ist suboptimal. Vergleichmessungen sind eine gute Idee, wie Netstalker empfiehlt.

Helmut,

kannst Du mal begründen, warum ein Röhrenvoltmeter für "qualitativ gute Meßwerte" besonders gut geeignet sein soll?
Ich glaube eher, das Gegenteil ist der Fall. Ein RVM ist besonders hochohmig und hat seinen optimalen Einsatz dort, wo es die Signalquelle wenig belastet, also Röhrenschaltungen i.d. Hauptsache.

Beim Tongenerator handelt es sich um extrem niederohmige Signalquellen. Da spielt es keine Rolle, ob ich mit einem RWM (Eingangswiderstand >10MOhm) oder einem Oszilloskop (Eingangswiderstand = 1MOhm bei 1:1 Tastkopf) messe.

Und beim Oszilloskop sieht man das Signal und kann es besser deuten, als wenn man einfach die Meßstrippen anlegt und der Anzeige eines VM vertraut.

 

[LoboMix]

... , aber das Rigol DS1052E kostet knapp unter 300€ und sollte für den Hausgebrauch eigentlich reichen.

Das DS1052E ist schon älter und wird nicht mehr produziert. Ich würde es allenfalls gebraucht kaufen und dann nicht mehr als maximal 150,- € ausgeben. Für den hier angestrebten Zweck ist es aber völlig ausreichend.

Die aktuell günstigsten neuen digitalen Oszilloskope, die zudem als "Top-Seller" gelten, sind das Rigol DS1054Z (aktuell 403,41 € bei batronix; 4 Kanäle) und das Siglent SDS 1202X-E (aktuell ebenfalls 403,41 € bei batronix; nur 2 Kanäle aber technisch moderner als das Rigol durch seinen schnellerem Prozessor, zudem ist seine Eingangsschaltung ist mit einem kleinsten Messbereich von 500 Microvolt/Division deutlich empfindlicher als das Rigol, was es für das Messen sehr kleiner Spannungen prädestiniert).

 

[Helmut]

gebe zu mein Wissen ist schon ein paar Tage alt, aber als ich Nachrichtentechnik studierte und auch noch die Jahre danach im Labor, waren Oszis wirklich keine gute Wahl im mV Bereich zu messen und dies möglicherweise noch bei nicht zyklischen Signalen. Eigentlich hätte ich mir es ja denken können, dass auch hier die Entwickling nicht stehen geblieben ist. Also wenn hier einige Leute, mit den modernen Oszis und anderen Messgeräten viel arbeiten, sagen es geht mit den genannten Messgeräten, dann wird so sein.
Mein Wissen und vor allem die praktischen Erfahrung liegt Jahrzehnte zurück. Insofern war mein Beitrag nicht fertig gedacht.

 

[LoboMix]

Die Genauigkeit der erwähnten Oszilloskope liegt typischerweise bei ca. +/- 3%. Wirklich präzise Messungen wie man sie mit einem hochwertigen Multimeter machen kann, sind damit tatsächlich nicht möglich, jedenfalls was die Ermittlung absoluter Werte angeht. Ich würde aber davon ausgehen, dass für den hier beabsichtigten Zweck die Genauigkeit völlig ausreicht.

Wenn die Aufgabe darin besteht, den Pegel verschiedener Tongeneratoren anzugleichen, dann kann ich nur aus eigener Erfahrung bestätigen, dass dies mit einem solchen Oszilloskop sehr gut machbar ist. Erstens kann man wie schon erwähnt Cursoren setzen, zweitens bekommt man den Spannungswert konkret angezeigt (pp/RMS und weitere Werte sind auswählbar) und drittens kann man eine angezeigte Kurve als Referenz speichern, diese Anzeigen und aktuelle Messungen damit vergleichen.
Da die digitalen Oszilloskope alle prinzipiell Speicher-Oszilloskope sind, kann man damit auch sehr gut nicht zyklische Signale anzeigen und messen. Man kann mit den genannten Oszilloskopen auch Sequenzen aufzeichnen und später wieder anschauen. Um zufällige Störungen in Signalen aufzusuchen sind komplexe Triggereinstellungen möglich, ebenso sog. Maskentests.

Wobei Tongeneratoren normalerweise aber ein zyklisches Signal ausgeben, sonst käme ja kein kontinuierlicher Ton dabei heraus. Mit den einfachen Standard-Triggern kommt man also normalerweise aus.
Für den weniger versierten Laien bzw. um Zeit zu sparen verfügen diese Oszilloskope über eine "Auto"-Taste mit der man eine vollautomatische Einstellung aller Parameter (V/Div / Zeitbasis / Triggerlevel usw.) veranlassen kann.

 

[.Jens]

Die Genauigkeit der erwähnten Oszilloskope liegt typischerweise bei ca. +/- 3%.

Absolut-DC-Werte, ja. Die AC-Präzision ist typischerweise deutlich besser, mindestens 1%. Der DC-Offset lässt sich nicht so genau bestimmen, das ist aber hier auch nicht von Belang.
Auch sonst: 3% werden spezifiziert, also garantiert. Die Abweichungen sind in der Regel deutlich geringer, nur legt dafür in der Preisklasse niemand die Hand ins Feuer, dass das immer so ist.