LIMP software – измерение параметров Тиля-Смолла

Если самодельщик собирает, ремонтирует, проверяет и т.п. АС (акустические системы), то он обязан иметь измерительный инструмент, хотя бы по минимуму. Поскольку здесь любители, этот инструмент должен быть по возможности бесплатным и простым в освоении и пользовании, но иметь достаточные для любителей качества.

Начну с программы LIMP она входит в пакет LIMP+ARTA. Первая служит для измерений двухполюсников (резисторы, конденсаторы, катушки и т.д.), параметров Tille-Small Qts, Fs, Vas. Измерения делаются быстро, удобно и точно. Делать вручную – это садомазохизм, да и точность будет ниже. Программу можно скачать по ссылке artalabs.hr/download.htm, она бесплатна и полностью функциональна кроме загрузки и сохранения файлов. Но есть клавиша PrintScreen, а при небольшом желании легко найти номер для регистрации. Там же есть подробные инструкции, все на английском. Ради простоты я буду широко пользоваться ими.

Советую скачать и установить программу, ознакомиться с ее кнопками и возможностями. Но не стоит особо трогать настройки, а использовать по-максимуму режимы по умолчанию. В частности, я сбил у себя калибровку чувствительности, лучше не трогать такие вещи.

Чтобы приступить к работе нужен компьютер (ноутбуки, наколенники, напалечники и т.п. – это эрзац-компьютеры, могут быть проблемы со звуковыми картами, возможно потребуется внешняя звуковая карта, а пока годится старенький десктоп), звуковая карта, очень желательно линейным, а не микрофонным входом (чем часто болеют ноутбуки). И поначалу (для пробы) надо собрать схему 3.1 (из описания):

Советую заранее найти штекеры 3,5 мм и экранированные провода подлиннее (хотя бы 1 метр) для дальнейшего удобства. Вместо резистора 47 Ом лучше сразу взять 20-30 Ом/0,5 Вт и проводочки с крокодильчиками для динамика и других деталей – сначала надо научиться измерять детали с известными номиналами. По части железа поначалу всё. На перспективу нужен модуль УНЧ с питанием 12 В (0,5 А или более).

---

Подключите динамик, нажмите кнопку с красным треугольником REC, и если всё сделано правильно, получите примерно такую картинку:

Обратите внимание какие у меня нажаты кнопки и выбраны опции. Внимание. Сначала – так! По мере освоения делайте по-своему.

Для получения таблицы с параметрами Тилле-Смолла нужно нажать сверху Анализ и Сlosed box method. Вот и все, мы получили параметры быстро, точно и правильно одним нажатием кнопки. Результат надо сохранить, для этого есть кнопка для сохранения файлов в графических форматах и с комментариями:

В дальнейшем вы будете получать информацию по одному внешнему виду. Обратите, например, внимание на прыщик на частоте 550 Гц и дрыгание фазы. Думаю, это переход диффузора из поршневого диапазона или какой-то механический резонанс.

Возможностей программы много и не все очевидны. Например, можно подбирать идентичные пары из кучи, видеть когда диффузор затирает, когда есть дефекты механической системы и много всего.

---

Калибровка

Программу нужно настроить и проверить на кошках (резисторах). Я скачал и установил новую версию LIMP.

Образцовый канал – Right или Left. Можете методом тыка. При неправильном указании ошибка измерения очень велика.

Референсный – единственный резистор, который мы подключаем. Тип МЛТ или аналог, мощность 0,5 Вт (можно выше). НЕ проволочный! Усреднение лучше Exp. А вот число усреднений надо менять в процессе. 1 – быстро, но чуть неточно, 10 – десять повторений, в 10 раз дольше, картинка более красивая, гладкая.

Давим на “Calibrate Measurement System”. Нажать Generate и регуляторами микшера добиться примерно -3…-10 дБ. Будет зеленый цвет.

Нагрузку пока к зажимам измерительной приставки не подключать. При превышении уровня он покраснеет, но и это на результатах не скажется. Если уровни в каналах резко разные, ищите плохой контакт, ошибки в монтаже. Жмём Calibrate и получаем:

Давим “ОК”. LIMP откалиброван. Калибровку надо периодически проверять (после отключений-подключений приставки). Теперь на свободу с чистой совестью. Напоминаю, что в микшере записи выбрать линейный вход и установить уровень от середины до максимума методом научного тыка.

---

Начало измерений

Суём в зубы крокодилам резистор 20 Ом/1 Вт. Нажимаем на красный треугольник, зажигается красный квадрат и ждем нового появления треугольника.

Курсор по умолчанию на частоте 20 Гц, это почти постоянный ток. Щелчком мыши по экрану можно выбрать любую частоту. Верхняя серая линия – фаза, сейчас 0°, т.к. резистор не проволочный. При измерениях других деталей фаза будет ого-го как плясать. Подключаем резистор С5-16 сопротивлением 1 Ом/1%, сделано в СССР:

Хорошая точность нашего устройства и резистора. Неплохой тестер ЕТ8102 врет, вместо 1 Ом показывает 0,8-0,9 Ом и 20 Ом менее точно.

Итак, мы получили измеритель более точный, чем тестер среднего класса, а главное – это измеритель импеданса т.е. сопротивления на любой частоте в звуковом диапазоне. Обратите внимание, что на 20 кГц есть заметный сдвиг фазы, это на метровом проводе, а вы говорите – кабели абсолютно не влияют… Ну-ну.

---

Компенсация кабеля

При измерении акустики потребуется длинный кабель, минимум 1 метр, удобнее 2-3 м. Он вносит свой вклад показания и его надо убрать. Сверху красно-синий флаг “компенсация кабеля”. Каждый раз, доставая и подключая приставку, перед измерениями надо повторить калибровку.
После этого подключаем измерительный кабель и закорачиваем его на конце.

Черная линия – импеданс (сопротивление) кабеля, ось ординат слева (в Омах). Серая линия – сдвиг фазы, ось ординат в градусах справа.

Сразу предупреждаю, что при очень низком импедансе около 0 Ом (0,2 Ома – это не ноль), фаза пляшет. Это нормально. По моим прикидкам LIMP предназначена для измерения R=1…100 Ом, C=1…100 мкФ, L=0,1…10 мГн. То есть диапазон 100 раз (фактически больше) и номиналы именно “для колонок”.

Надо нажать флажок и методом научного тыка установить сопротивление и индуктивность кабеля, добиться минимального сопротивления и сдвига фазы. С первым – просто, со вторым надо повозиться. ОБЯЗАТЕЛЬНО поставить галочку “вычитать при измерениях”. Кнопка с флажком будет вдавлена.

Теперь подключаю 6,5 м самого плохонького акустического кабеля, сечением 0,75 мм² и измеряю уже с компенсацией:

Зеленая линия внизу – измерения измерительного входа при его замыкании – 0,01 Ом. Чёрная – акустический кабель 1,2 Ом. Серая линия – сдвиг фазы в акустическом кабеле. Я бы осторожно относился к этим градусам, но эффект есть.

Далее взял два советских резистора ПЭВ-10 сопротивлением 100 Ом и 200 Ом:

Видно. что сдвиг фазы ничтожен, на уровне погрешности. Оказалось, что индуктивность этих “катушек” практически не влияет.

---

Измерения динамика и его параметров Т-С

LIMP позволяет определить Fs (резонанс) и Q (добротность) одним измерением, без дополнительного ящика или груза. Пример с НЧ динамиком 10 ГД-30Е (очень удачный экземпляр). Процедура все та же что описана выше, но вместо резисторов подключаем измеряемый динамик.

Обращаю внимание, что резонанс – при переходе фазы через ноль. Обращаю внимание на нажатые галочки. Диаметр выбран по гофру и в данном случае он ни на что не влияет. Измерения каждого динамика надо сохранять в файл [.lim] с соответствующим именем и пояснениями.

По Qts и Fs уже можно определить куда ставить данный динамик, если ставить вообще. А вот для определения объема ящика, надо знать эквивалентный объем динамика (Vas). В LIMP предусмотрено 2 метода расчета:

1. установка динамика в закрытый ящик (ЗЯ) известного объема;
2. добавка дополнительного груза на диффузор динамика.

Желательно (для большей точности), чтобы частота резонанса в ящике при этом изменилась на 30-50%. Что я и сделал поместив динамик в ящик объемом 33 литра. Результат тоже сохранил под именем 33l.lim

Затем в LIMP надо загрузить первый файл (без ящика), пометить его как Overlay, затем второй файл “в ящике” (можно поменять порядок первый-второй) и нажать кнопку “Analize”, в открывшемся окне Calculate. Вот что получилось:

Обратите внимание, что все интересующие нас параметры записаны без “семи знаков после запятой”. На основании этих данных в JBL Speakershop прикидываем варианты ящиков для этого динамика.

Видно, что 10 МАС-1М созданы именно для такого динамика на кобальте и изменение ЗЯ в очень широких пределах почти не влияет на АЧХ и настройка каждого экземпляра не нужна – “даёшь план и количество”. Но вот, если сделать ФИ объемом 40-50 лв, можно получить 30 Гц по -3 дБ – “это же очень и очень”.

LIMP позволит рискнуть пилить ящик не вслепую и под конкретные динамики!

Автор: Сергей (KSV) тема поддержки на форуме