Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

... is weten!

Moderator: Beheerdersteam

Gebruikersavatar
Jag
Berichten: 997
Lid geworden op: wo 01 mar 2006, 15:43
Locatie: Utrecht

Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Jag » vr 28 apr 2017, 0:48

Tutorial: meten in Arta en exporteren naar Boxsim

Stap 1: Apparatuur
Dit vereist een 2 kanaals meet setup. De meetset van Rumoh is geschikt voor het doen van 2 kanaals metingen. Maar in feite is het niet zo ingewikkeld, het 2e kanaal is een doorlus van output naar input, en dient ter tijdsreferentie. Hierdoor blijft de absolute fase behouden, en kan je de metingen zo importeren in Boxsim en komen evt looptijdverschillen tussen drivers in de metingen.

De hardware voor het meten betreft een 2 kanaals preamp (met phantoom voeding), een meet mic en wat kabels. Evt kan je de calibratie file inladen in Arta onder setup. Ook kan je de hele setup ijken zodat je absolute SPLs kan gaan meten. Maar erg belangrijk is dit niet (zo lang relatieve levels maar kloppen), en de meeste Arta gebruikers laten dit dan ook achterwege.

Stap 2: Meetopstelling maken
Helaas beschikken maar weinigen over een anechoische ruimte. Dit betekent dat we altijd met gereflecteerd geluid te maken gaan hebben in onze metingen. Hier zijn we niet in geinteresseerd, dus die moeten we gaan excluderen. Dit begint met een goede opstelling kiezen van speaker. Je moet hem zo in de ruimte positioneren dat de afstand tot het eerste reflecterende vlak (maakt niet uit waar) zo groot mogelijk is. Dus de speaker moet van de grond af. Zelf zet ik hem meestal op een draaiplateau, omdat ik zelden alleen maar on axis (= precies voor de speaker) meet. Hier een voorbeeld.

Meetopstelling.jpg


De microfoon moet op ten minste 6 x de woofer diameter afstand staan. Voor wie geinteresseerd is in de theorie hierachter, kan dit lezen. Verder moet je de mic precies tussen tweeter en midden van de woofer in gepositioneerd staan. Verder doen we een meting op 0 graden, 15 graden en 30 graden (horizontaal). Het is belangrijk dat je de microfoon stevig vast zet, zodat deze gedurende het hele proces niet meer van zijn plaats gaat!

Stap 3: impuls response meten

In Arta meten we altijd eerst de impuls response. Dit doe je door op de "IMP" knop te drukken en vervolgens op de rode play knop. Dan krijg je onderstaand scherm. Daar stel je in dat je een sweep als test signaal gaat gebruiken. Als eerste selecteer je dual channel measurement mode. Verder kies je de sample frequentie en sequence length. Hier gebruiken we 48KHz en 128K. Lagere sample frequenties komen van pas voor het doen van metingen aan subwoofers, aangezien een lagere sample frequentie (enigszins contra intuïtief) meer meetpunten per octaaf geeft. Voor metingen aan een tweeter verlaag je het output naar veel zachter, bijvoorbeeld -15 dB. Ook stel je de pink cut off op 500 of 1000Hz (dit is een soort high pass filter op de pink noise zodat je tweeter heel blijft bij metingen zonder filter).

Impuls response.png


Stap 4: excluderen reflecties in je meting

Volgende stap is het excluderen van reflecties. Dit doe je door een venster te selecteren wat alleen direct geluid bevat. Met pijltje naar boven (en beneden) zoom je wat in zodat je het beter ziet. Met je linker muis knop klik je net voor de start van de eerste golf. En met de rechtermuis knop klik je net voor de start van de 1e reflectie. Het IR window stel je in op Hanning 25%. De instellingen voor de gate zijn belangrijk, omdat de plaats van je eerste marker (de gele lijn), de fase in je meting bepaald (op dezelfde manier als een delay dat doet). Hier een voorbeeld.

Impuls gate.png


In het voorbeeld zie je de impulse response van de tweeter. De gate begint op 462 samples, dat zie je onderin staan. Het is belangrijk dat in de meting van de woofer, de 1e marker ook precies op 462 samples ingesteld wordt. Kleine voetnoot hier is, dat als blijkt dat je marker dan middenin de impulse response van de woofer eindigt, zet je de 1e marker vroeger en doe je dit vervolgens voor de tweeter ook. Als ze maar gelijk staan!

Stap 5: meting bekijken

Vervolgens klik je op het 1e vakje waar FR bij staat. Dit is de smoothed frequency response die je dan krijgt. De gele balk onderaan geeft weer wat de beperking is in de meting door het gebruik van je gate. Ik had een gate ingesteld van ongeveer 5 ms, dat geeft een bruikbare meting boven de 200Hz. Dat is de beperking van binnen meten.

Frequency response.png


Stap 6: meting exporteren

Je stelt de weergave in op M+P (Magnitude+Phase). En de smoothing zo laag mogelijk, 1/24. Daarna klik je in het menu op file, export, asciII file en dan klik je op yes als er gevraagd wordt of je als .frd wilt exporteren. Dit was de meting van de tweeter. Vervolgens doe je hetzelfde voor de woofer, waarbij het dus essentieel is dat je de eerste cursor exact hetzelfde plaatst als bij de tweeter (in dit voorbeeld op 462 samples). De tweede cursor hoeft niet gelijk te staan.

Exporteren.png


Stap 7: meting importeren

Daarna open je boxim -> menu enclosures & drivers -> driver 1 -> import (naast frequency response). Dit doe je hetzelfde van de rest van de drivers. Hier moet ook de gemeten impedantie response geselecteerd worden.

In Boxsim stel je in dat je de gemeten amplitude en fase response wilt gebruiken as is. Dat doe je door in te stellen "Box which is simulated" bij "measurement of frequency took place:". En verder vink je aan: use frequency response, use acoustic phase response, use impedance response, use electric phase response. En de point of origin moet op 0mm staan! We hebben namelijk de absolute fase gemeten door dual channel te meten (dan heb je een tijdsreferentie). Dus looptijd verschillen zitten al in de meting.

Boxsim.png
Laatst gewijzigd door Jag op di 08 aug 2017, 20:52, 3 keer totaal gewijzigd.

Gebruikersavatar
RNacoustics
Berichten: 330
Lid geworden op: di 27 aug 2013, 19:07
Contacteer:

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor RNacoustics » vr 28 apr 2017, 10:49

Helder uitleg. TOP :!:

Gebruikersavatar
SARK
Berichten: 6099
Lid geworden op: di 14 sep 2004, 20:20
Locatie: Amsterdam

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor SARK » vr 28 apr 2017, 11:00

Idd ... merci!

Gebruikersavatar
Jag
Berichten: 997
Lid geworden op: wo 01 mar 2006, 15:43
Locatie: Utrecht

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Jag » vr 28 apr 2017, 11:04

Ik zal nog eens 1 kanaals meten eraan toevoegen. Ik denk dat daar ook wel belangstelling voor is.

Is het duidelijk genoeg zo? Of moet er wat uitleg bij? Ik heb het nu maar een beetje kort gehouden.

Gebruikersavatar
SARK
Berichten: 6099
Lid geworden op: di 14 sep 2004, 20:20
Locatie: Amsterdam

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor SARK » vr 28 apr 2017, 11:40

Je schrijft "in dit voorbeeld op 450 samples", waar lees je dit af en kan ik dit ook zien in jouw screenshots?
Zijn er voor de import in BoxSim nog zaken waar je rekening mee moet houden, moet ik een bestaande driver kiezen en maakt het uit welke ik kies? Moeten bepaalde parameter vinkjes (Use acoustic phase response) aan of juist worden uitgezet?

Gebruikersavatar
Henkjan
Beheerder / Site Admin
Berichten: 21600
Lid geworden op: do 01 jan 1970, 1:00
Locatie: Berkel en Rodenrijs
Contacteer:

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Henkjan » vr 28 apr 2017, 12:24

wat er bij over hoe nearfield en gated metingen aan el kaar te knopen mbv frdblender lijkt me wel nuttig...

Gebruikersavatar
John P
Berichten: 2052
Lid geworden op: do 06 nov 2008, 15:04
Locatie: Maastricht

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor John P » vr 28 apr 2017, 13:20

Eventueel ook nog hoe je de basreflex kunt meenemen, howel dat voor filterontwikkeling niet interessant is.

b_force
Berichten: 12364
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Contacteer:

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor b_force » ma 01 mei 2017, 0:18

Kleine correctie, gebruik voor IR window wel tenminste Hann 12% (of 25%).
Uniform is eigenlijk alleen bruikbaar wanneer de impuls echt helemaal mooi weg is of bij sinussignalen.
Met een Hanning window krijg je een mooiere responsie en/of kun je ietsjes lager meten (met reflecties)
Daarnaast zou ik eerder een Sweep gebruiken, omdat dan je signal/noise verhouding beter veel beter is.
Wanneer je dan 'center peak of impuls response' gebruikt met een minimale lengte van 64k, kun je gelijk de THD+N meenemen (F12)
Op die manier kun je dus vervorming EN CSD/BD in een keer meten en daarna de rest.

Ik heb daar ooit ergens al iets over geschreven.

Daarnaast is het ook belangrijk om in Boxsim de kast effecten uit te zetten.
Anders ben je dubbelop bezig.

Ik zou persoonlijk eerder ViTuixCAD, XSim, Xover simulator van Loudsoft of the good old SpeakerWorkshop aanraden.
Xsim is wel leuk omdat die ook het opgenomen vermogen per component kan weergeven.

Gebruikersavatar
Jag
Berichten: 997
Lid geworden op: wo 01 mar 2006, 15:43
Locatie: Utrecht

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Jag » ma 01 mei 2017, 13:55

Goeie suggesties allemaal. Zodra ik weer tijd heb, ga ik ermee aan de slag :)

Martijn M
Ook commercieel actief
Berichten: 4072
Lid geworden op: zo 21 nov 2004, 19:42
Contacteer:

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Martijn M » ma 01 mei 2017, 14:00

Goed dat je dit oppakt, Jag!

Het valt me op dat in de meting van de hoogdriver flink wat "excess group-delay" zit. Dit uit zich in het grote aantal volledige faserotaties. Dit maakt de fase een stuk lastiger te interpreteren. Ik probeer het window doorgaans zo in te stellen dat ik van de meest dichtbij zijnde driver een faserespons meet die zo dicht mogelijk bij minimum fase zit.

Bart, interessant wat je vertelt over 'center peak of impuls response' en het kunnen meepakken van THD+N en CSD/BD. Hoe werkt dat?

b_force
Berichten: 12364
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Contacteer:

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor b_force » ma 01 mei 2017, 14:50

Martijn M schreef:Goed dat je dit oppakt, Jag!

Het valt me op dat in de meting van de hoogdriver flink wat "excess group-delay" zit. Dit uit zich in het grote aantal volledige faserotaties. Dit maakt de fase een stuk lastiger te interpreteren. Ik probeer het window doorgaans zo in te stellen dat ik van de meest dichtbij zijnde driver een faserespons meet die zo dicht mogelijk bij minimum fase zit.

Bart, interessant wat je vertelt over 'center peak of impuls response' en het kunnen meepakken van THD+N en CSD/BD. Hoe werkt dat?

Instellen van window is eigenlijk beetje gedoe.
De eerste marker wil je nmlk vlak voor de eerste piek hebben.
Doorgaans staat de tweeter net iets dichterbij.
Aan de andere kant, wil je weer juist de woofer gebruiken om het einde van het venster te bepalen ivm reflecties.

Zolang je al die instellingen gelijk houdt (dual channel meting is daarbij eigenlijk nog beter), maakt de fase geen bal uit.
Zolang die relatief maar gelijk blijft.

Wat betreft THD+N, letterlijk wat ik zeg. Meting doen met sweep, sequence length 64k of hoger en cente rimpuls respons aanvinken.
Aangezien je THD metingen toch meestal dichtbij doet, kun je op die manier gewoon een nearfield meting doen, en dus kun je dezelfde meting (project file) gebruiken voor je CSD/BD. THD+N kan trouwens enkel met single-channel meting.
Dit bedoel ik overigens als praktische workflow

Gebruikersavatar
Raymond
Berichten: 257
Lid geworden op: ma 04 okt 2004, 20:36
Locatie: Zwolle

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Raymond » vr 05 mei 2017, 0:07

Hey Jag, welke waarde voor de referentieweerstand houd jij aan?
De info in de handleidingen van arta zegt overal 27ohm. Als ik het boe van d'appolito lees over luidsprekermeettechniek is het òf kleiner dan 1ohm voor constante spanningmethode of meer dan 1kohm voor constante stroommethode. Arta doet dus geen van beide. Enig idee wat hierin wijsheid is?

Gebruikersavatar
markbakk
Berichten: 4070
Lid geworden op: wo 15 sep 2010, 21:27
Locatie: Arnhem

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor markbakk » vr 05 mei 2017, 11:28

Wijsheid m.i. is de impedantie meten bij realistische stroomwaarden. Op die manier kun je ook een beetje rekening houden met thermische effecten in de unit (en als je het bont maakt ook niet-lineariteiten van het het motorsysteem). De ARTA-methode komt dichterbij de luisterwerkelijkheid dan de methode met voorschakeling van 1kΩ.

Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 17044
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Pjotr » vr 05 mei 2017, 11:44

Mwah, dat is ook maar erg betrekkelijk. Op zich maakt het verder niet uit voor de berekeningen of je van "stroomsturing" of "spanningssturing" uit gaat. Het is meer dat je op een goede SNR uit komt en dus nauwkeuriger kan meten. Wat dat betreft zit je op een verhouding R_meet/Z_speaker redelijk optimaal tussen de 1:10 en 10:1. Z_speaker is hierbij de echte momentane waarde op een bepaalde frequentie en niet de "nominale" waarde uit de datasheet. Ik heb zelf 25 ohm vast in mijn meetkastje zitten: viewtopic.php?p=1512125#p1512125 Voldoet prima met ARTA. Ben nog geen speakers tegen gekomen die wat anders vereisten.

Gebruikersavatar
Raymond
Berichten: 257
Lid geworden op: ma 04 okt 2004, 20:36
Locatie: Zwolle

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Raymond » vr 05 mei 2017, 13:49

Ah, prima! Dan ga ik mijn meetkabeltjes maar eens aanpassen :)
Ik heb er een 1Kohm weerstand in gesoldeerd. Die zal ik dan maar eens gaan vervangen door de waarde zoals genoemd in de handleiding van ARTA :)

Ik gebruik een losse meetversterker,is het dan nog nodig om zo'n spanningsdeler toe te voegen, om de voltages weer omlaag te brengen?

Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 17044
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Pjotr » vr 05 mei 2017, 16:22

Geen idee, hangt ook van je geluidskaart af. De meeste geluidskaarten kunnen slecht tegen teveel oversturen. Maar normaal meet je bij iets van 1W nominaal en dat komt overeen met 2,83V_rms of 4V_piek.

Gebruikersavatar
markbakk
Berichten: 4070
Lid geworden op: wo 15 sep 2010, 21:27
Locatie: Arnhem

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor markbakk » ma 08 mei 2017, 21:28

Voor de zekerheid zou ik een spanningsdeler toepassen. Ik heb de ingangen zelf ook nog beveiligd met een zener. Beetje zonde om risico's te lopen met een nauwelijks te repareren geluidskaart.

Gebruikersavatar
Jag
Berichten: 997
Lid geworden op: wo 01 mar 2006, 15:43
Locatie: Utrecht

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Jag » ma 08 mei 2017, 21:52

Zelf gebruik ik de koptelefoon uitgang van mijn externe geluidskaart. Dat is ook een optie, en die kan je gewoon rechtstreeks doorzetten op de inputs, dat is het voordeel daarvan.

Gebruikersavatar
Raymond
Berichten: 257
Lid geworden op: ma 04 okt 2004, 20:36
Locatie: Zwolle

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Raymond » wo 07 jun 2017, 9:39

Ik heb in m'n enthousiasme twee nieuwe jigs gemaakt :)
Ik heb de "arta measurement box" nagebouwd en een jig die alleen voor impedantiemetingen gebruikt wordt. Ik heb voor het impedantiegedeelte bij beide jigs dezelfde componenten gebruikt. Gek genoeg geeft de jig die alleen voor impedantie is bedoeld andere resultaten dan de measurement box. Ik heb alles 3x nagekeken, maar mijn measurement box geeft geen goede impedantiemetingen.
Gelukkig werkt de impedantiejig verrassend goed, dus die blijf ik daar voor gebruiken :)

Ik loop nu wel tegen de beperkingen van de demo-versie van Arta aan (met name het kunnen samenvoegen van nearfield en farfield metingen, via load and sum), dus de software ga ik dan binnenkort ook maar aanschaffen :)

Gebruikersavatar
Jag
Berichten: 997
Lid geworden op: wo 01 mar 2006, 15:43
Locatie: Utrecht

Re: Arta en boxsim tutorial: metingen tbv filterontwerp

Berichtdoor Jag » di 08 aug 2017, 20:55

Paar kleine aanpassingen gedaan naar aanleiding van suggesties:

- sweep ipv periodic noise
- hanning window
- gate instellingen wat beter uitgelegd
- wat meer uitleg over boxsim instellingen

Ergens zou je natuurlijk een grote guide moeten maken over filter ontwerp, zowel passief als actief. Van meting tot simulatie tot controle. Best te doen denk ik. Mijn proefschrift is af, dus wie weet. Liever zou ik gast auteur zijn over een paar onderwerpen (ken REW inmiddels ook een beetje en heb wat ervaring met miniDSP en Arta).


Terug naar “Meten....”

Wie is er online

Gebruikers op dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 3 gasten