TSP und Impedanzmessung für jeden- ein Tutorial

  1. #1
    Teil der Gemeinde Avatar von wing
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    TSP und Impedanzmessung für jeden- ein Tutorial

    Hallo Gemeinde,

    mit diesem kleinen Tutorial möchte ich einen verständlichen, kleinen Einstieg in die Welt der Impedanzmessungen geben. Die meisten (mich selbst eingenommen) schreckt das Thema sicher ab, es ist aber leichter als gedacht!

    Warum Impedanzen messen?

    1. Das wohl naheliegendste sind Messungen von TSPs bei unbekannten Lautsprechern oder zur Kontrolle von bekannten TSP. Hier werden gern seitens der Hersteller geschönte Werte angeben, um die Tauglichkeit für verschiedene Gehäuse zu bescheinigen.
    2. Messung von Lautsprechern in Gehäusen: Wie bekommt man am einfachsten die Tuningfrequnenz eines Bassreflex-Systems heraus? Gibt es eine stehende Welle in einem Mitteltongehäuse? Wirkt das Türblech bei einer Frequenz als Passivmembran? Wie hoch kann ein Tiefmitteltöner spielen, ehe es Resonanzen gibt? All diese Fragen lassen sich mit Impedanzmessungen beantworten!

    Was wird benötigt?

    Meine Erfahrungen beziehen sich ausschließlich auf das "ARTA" Programm Limp. Wer Arta kennt, kann sich leicht in das Programm einarbeiten.
    Allgemein ist das Programm aber einfacher als men zunächsten denkt. Dazu später mehr.
    Wichtig ist vor allem eine Soundkarte mit einem Stereo- Mikrofoneingang. Ich persönlich verwende eine M-Audio Transit, es gehen aber auch viele andere. Die Messungen funktionieren nach dem Prinzip, das ein bekannter Widerstand mit dem zu messenden verglichen wird.
    Weiterhin benötigt man nur noch ein Messkabel, dessen Aufbau im Anhang zu sehen ist. Benötigt wird:
    1. ein Stereo-Klinke-Klinke Kabel
    2. 2 Krokodilklemmen
    3. ein 100-Ohm Widerstand mit 0,5 W. https://www.google.com/search?client...100+ohm+0%2C5w
    4. 30 cm Lautsprecherkabel
    5. ein Multimeter zur Kontrolle der Schaltung und Ausmessen des Widerstandes.
    Alles in allem für weniger als 10€ zu bekommen. Anhand der Abbildung kann man leicht sehen, an welcher Stelle welcher Widerstand auftreten sollte.
    20190310_111049.jpg20190310_111115.jpg

    Limp- Das Programm

    Vorab möchte ich auf das recht übersichtliche Handbuch von Limp verweisen.

    http://www.artalabs.hr/AppNotes/LIMP...4%20Rev0.0.pdf

    Im Zweifel sollte man sich daran halten und die wichtigsten Seiten ausdrucken. Zu den Messungen: Die beliebtere, weil störsicherere Methode ist die, mit einem zusätzlichen Verstärker zu messen. Aus meinen Erfahrungen komme ich allerdings auch super ohne einen zusätzlichen Verstärker aus.

    Zum Programm: Nach Installation und Öffnen muss man im Fenster auf "Continue in Demo mode" gehen. Dann befindet man sich im Hauptmenu. Zu Beginn einer jeden Messung muss die Messung kalibiert werden (Button "CAL").
    Anhang 80003
    Hierzu werden die Messklemmen (Krokoklemmen) einfach offen gelassen. Das entspricht einem unendlichen Widerstand. Daraufhin kalibiriert sich Limp- Unregelmäßigkeiten oder Fehler erkennt Limp und meldet diese. Danach kann es schon los gehen. Einfach die Messklemmen an den zu messenden Lautsprecher anschließen und das aus Arta bekannte rote Dreieck drücken (Auf einen sauberen Kontakt achten! Ich musste festellen, dass Krokoklemmen gerne einen erhöhten Übergangswiderstand haben). Die Voreinstellungen passen meist schon, wenn unter "Setup"--> "Audio Devices" die richtigen Ein- und Ausgänge der Soundkarte eingestellt wurden. Das sollte am Anfang kontrolliert werden. Einmal eingestellt passt das aber immer.
    Limp_2.png
    Wer übrigens genauere Messungen haben möchte nimmt als Generierungssignal "Stepped Sinus". Dieses Signal hat eine höhere Energiedichte für den gerade gemessenen Bereich, wodurch die Messung genauer wird.
    Damit hat man schonmal die erste Messung. Wer die TSP messen möchte, formt jetzt als Knetmasse (Masse ungefähr Mms des Lautsprechers) einen Ring, der auf die Membran in Nähe der Staubschutzkalotte gelegt wird. Dann wird unter "Analyze" --> "Added Mass Methode" der Membrandurchmesser und die Masse der Knete eingetragen und eine erneute Messung gemacht.
    Limp_3.png
    Voila: Limp errechnet die TSP!
    Peerless XXLS10_TSP.png

    Auswertung

    Die Auswertung der Messung ist trivial. Alle Störungen im Impedanzgang stellen Störungen dar. Im Anhnag ist beispielhaft die TSP Messung eines Peerless XXLS 10 und als kleines Quiz die Impedanzmessung in einem Gehäuse für das Bass-Chassis- in welchem Gehäuse ist er verbaut?
    Peerless XXLS10.png
    Das wars im Prinzip schon! Fragen werde ich in diesem Thread versuchen zu beantworten.
    Ich hoffe, dass ich jemand einen Denkanstoß geben konnte, sich mit dem Thema näher zu beschäftigen. Es lohnt sich!

    Beste Grüße
    Geändert von wing (20.03.2019 um 16:22 Uhr)
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  2. #2
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  3. #3
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  4. #4
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    Von Elektrik hab ich ja echt wenig Ahnung, verstehe ich es aber richtig, dass in diesem Fall der Lautsprecher mit dem zarten Ausgangssignal der Soundkarte gespeist wird?

  5. #5
    Super Moderator Avatar von Moe
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    Ja, das ist bei TSP-Messung etc. nicht unüblich. Sind ja nun einmal Kleinsignalparameter. Und je nach Soundkarte kommt da auch nicht soo wenig Spannung raus.


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  6. #6
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    Die Usb-Soundkarte meines Nexus liegt bei ca 1V Ausgang. Nur so als Beispiel.

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  7. #7
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    Man kann aber auch einen kräftigeren Verstärker zwischen Soundkarte und Lautsprecher schalten. Steht aber auch in Post 1.
    Jeder wird irgendwann bewertet, aber niemand wurde danach bewertet was er genommen hat sondern nur nach dem was er gegeben hat.

  8. #8
    Teil der Gemeinde Avatar von wing
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    Hallo,

    wie Sascha sagte, kann man auch einen Verstärker benutzen. Es erhöht sich der Aufwand. Gemacht habe ich das noch nicht, auch wäre dann die Frage des Anregungspegels wichtig. Theoretisch ist der Verstärker nur vorteilhaft, weil der bekannte Widerstand (in meinem Fall 100 Ohm) so groß sein sollte, wie die Impedanzspitze.

    Zur Leistung der Soundkarten: Wie geschrieben gibt es 2 Anregungen. Erstere wäre ein Rauschen. Hier wird die gesamte Leistung der Soundkarte über den gesamten Frequenzbereich zur Messung genutzt. Das ist in der Tat fehleranfällig- starke Windgeräusche oder ein vorbeifahrender LKW können die Messung beeinflussen (die Membran des Lautsprechers fungiert als Passivmembran--> es werden Ströme induziert). Das zweite und bessere Anregungssignal ist ein gestufter Sinus, bei dem die komplette Leistung nur auf ein kleines Frequenzband gegeben wird. Bei Breitbändern wird dabei schon Zimmerlautstärke im Nutzbereich erreicht. Nachteil ist, dass eine Messung dann ca. 6 Minuten dauert. Für die Ermittlung der TSP kann man den Bereich aber begrenzen, z.B. 20-200 Hz statt 20-20 kHz. Dies ist bei beiden Anregungen möglich.
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  9. #9
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    Ich habe den ersten Post nochmal ein wenig angepasst. Dürfte jetzt übersichtlicher sein..

    Da ich das Set auch nur selten brauche, würde ich es auch zum "Testen" an ausgewählte, vertrauenswürdige User versenden. Ich behalte mir aber vor, wer es bekommt und wer nicht- ist nicht böse gemeint, aber ich möchte es auch wieder bekommen.

    Dann muss nur noch Limp installiert werden.
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