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自作スピーカーと測定  * 冬うさぎの晴耕雨読な日々 *

自作スピーカーと測定に関するブログです。

Category :  SEAS Excel Project
tags : 
ARTAのスペアナモードを使って、FireWire410の動作チェックを行いました。
まずアナログ出力の1chとアナログ入力の1chをフォーンケーブルで接続してループバックモードにします。

ループバック接続.jpg


こちらはFireWire410のコントロールパネル。ミキサー風の外観と機能を持っています。ARTAが生成する試験信号はミキサーの1/2ch(sw 1/2 rtn)に入力されますので、これをアナログ出力の1/2chに出力するよう設定しています。この出力をフォーンケーブルを経由してアナログ入力の1ch(ana 1/2 in)に入力するわけです。

Control Panel0.jpg

Control Panel1.jpg


この接続を行ったあと、ARTAから1kHz(-3db)のサイン波を生成させてスペアナモードを起動すると、FireWire410のノイズと歪みレベルが評価できます。

ARTAのマニュアルによれば、

If you get THD+N lower than 0.1% you have a usable soundcard.
If you get THD+N lower than 0.01% you have a good soundcard.


だそうです。ここで前者はPC内蔵のサウンドカード、後者は専用オーディオインターフェースをイメージしており、後者の例としてTerratec EWX 24/96というサウンドカードのTHD+N=0.0050%というデータが紹介されています。FireWire410は後者に近いスペックを持っているので、THD+Nもこれに近い値になるはずです。



(つづく)

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テーマ:オーディオ - ジャンル:趣味・実用

コメント

ARTA
Iridium17 様

Iridium17様は、おかわり御座いませんでしょうか。おひさしぶりです。私はこの暑さで、ダウンしていました。

質問が御座います。御教授願えれば助かります。
1.私の環境
PC Windows7 64bit
Audio Interface:TASCAM US-144mk2
2.質問:ARTA Audio Devices Setupについて
この設定が、間違っても、PC 又はAudio Interfaceが壊れる事は無いでしょうか。

3.質問:ARTA ループバックについて
1kHz/-3dbの信号はどの様にして発生させれば良いのでしょうか。
ARTAで発生させることは出来ないのでしょうか。
WinISDで発生させ、計測出来ないでしょうか。
表示操作は、Mode,Spectrum Analyzer,Start RECとするのでしょうか。

お時間の許される時に、御教授願えれば助かります。
2013/09/05 19:40  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

ARTA
Iridium17 様

少し、解って来ました。
Spectrum Analyzerでの1000Hz発信は、メニュー Generator,Configureで設定するようですね。そして、メニュー下部の所でも設定するのですね。

メニュー下部 FFTと言うのは、ファースト フーリエ変換の意味でしょうか。
2013/09/05 20:38  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
> Iridium17 様
>
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。
お久しぶりです。

> 2.質問:ARTA Audio Devices Setupについて
> この設定が、間違っても、PC 又はAudio Interfaceが壊れる事は無いでしょうか。

ないと思います。

> 3.質問:ARTA ループバックについて
> 1kHz/-3dbの信号はどの様にして発生させれば良いのでしょうか。
> ARTAで発生させることは出来ないのでしょうか。
> WinISDで発生させ、計測出来ないでしょうか。
> 表示操作は、Mode,Spectrum Analyzer,Start RECとするのでしょうか。

そのとおりです。もうひとつのコメントでおっしゃてるように[Generator]→[Configure]でレベル設定した後、赤い三角でスタートすればOKです。

ただ、ループバック接続する際、私のFireWire410は入力、出力ともアンバランスですので両側TSフォンのケーブルを挿すだけでOKでしたが、US-144MK2のライン入力はバランス、ライン出力はアンバランスのようですので、ループバック接続する際には一考の余地有りです。

下記リンクによれば両側TSフォンを使うか両側TRSフォンを使うかの選択肢があるようですが、US-144MK2でバランスになっているのは入力側なので、たぶん両側TSフォンのケーブルを挿せばOKだと思います。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1070873020

2013/09/05 22:03  Iridium17  URL  #-  編集

Re: ARTA
> メニュー下部 FFTと言うのは、ファースト フーリエ変換の意味でしょうか。

メニュー下部とはどこのことでしょう?

ところでARTAマニュアルの16ページにWindows7に関する記述がありますので、一度お読みになってください。うちはXPなので読んでいませんが、何やら難しそうな事が書いてあります(笑)

2013/09/05 22:19  Iridium17  URL  #-  編集

ARTA
Iridium17 様

御教授有難う御座います。
ループバック:
Spectrum Analyzer操作説明 有難う御座います。そして、
TRS-TSの接続説明も有難う御座います。TASCAMにサポート頂きました。アンバランスでは、電圧レベルが半分になるそうです。TRS-TS接続についても確認しました。Rを、Sに短絡してもしなくてもどちらでもUS-144mk2では良いそうです。

Windows7の問題:
ひやー、調べてみます。
駄目であれば、XPのPCを使います。

メニュー下部:
メニューの上から3段目の設定項目の事です。
ARTAのバージョンは、Ver1.7.1をインストールしています。
-----------------
暑い日が、続くのでSP製作は止まっていました。ここ最近少しましになったのと、Audio Interfaceが500円ほど安くなったので慌てて買いました。

SpeakerWorkshopは、使い方が分ると基本使用だけなら、私のように深く考えられない者にとっては簡単のようです。ただ、今は完全に忘れてしまいました。
ARTAは、想像以上に複雑ですね。毎日が、作業を進めるのに不安が続きます。9月下旬から、ボックスの製作を始めたいと思います。

御教授有難う御座いました。
2013/09/06 03:54  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

ARTA
Iridium17 様

TRS-TS接続:
TASCAM US-122が、ARTAで使用確認されているとマニアルにあるので、US-144mk2も略同じなので大丈夫と思っています。
PCの再生音楽をUS-144mk2で聴いた所、音質は少しお粗末でした。5万円のUSB-DACよりお粗末でした。PCのヘッドホーンよりは、可也お粗末でした。初めての作業を進めるのは、おっくうなのと不安が付きまといます。

御教授有難う御座いました。
2013/09/06 04:04  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。

TRS-TSのループバックの件は確認済みでしたか。失礼しました。

ARTAは最初はとっつきにくい感じがありましたが、使い方はそんなに複雑ではないです。
色々設定のチェックボックスがありますが、サンプルサイズを32K、サンプリングレートを48kHzにしておけば、あとはデフォルトでOKでした。

だいぶ涼しくなってきました。ボックスの製作、がんばってください。

2013/09/07 23:24  Iridium17  URL  #-  編集

ARTA
Iridium17 様

ARTAの説明有難う御座います。

<・・・使い方はそんなに複雑ではないです。
ひえー
CPUスピードが遅く、メモリーも少ないのでHDDを補助メモリーとしている 私の頭は、もう既に沸騰しています。

ボックスは、2セット製作しないといけないので、9月中旬から再開します。今年中に作らないと、また1年掛るかも知れません。
いつも、有難う御座います。
2013/09/08 04:34  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

ARTA
Iridium17 様

細切れで質問して申し訳御座いません。(頭が沸騰しています。)
ホームページ内のARTA Essential Manual.pdfについて

質問1 
メニュー、Setup, AudioDevicesでハードウェアーを設定していませんが、メニュー、Setup,Calibrate devicesで行えば楽でよいと言う意味でしょうか。

質問2
4.3 ARTAのキャリブレーション 1)でDMMとあるのは、電子電圧計の事でしょうか。アナログのフルスケール10Vの物では駄目でしょうか。0.5V単位でしか計測出来ないので電子電圧計を購入すべきでしょうか。

質問3
2)のEnter voltage(peak or rms)の値が、図14では500 mV rmsと表示されていますが、この場合アウトプットの値と同じ 1000 mV rmsとするのでしょうか。

お時間の許される時で結構です。御教授頂ければ助かります。

2013/09/08 21:19  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。

> 質問1 
> メニュー、Setup, AudioDevicesでハードウェアーを設定していませんが、メニュー、Setup,Calibrate devicesで行えば楽でよいと言う意味でしょうか。

マニュアルでは省略してしまいましたが[Setup]→[AudioDevices]で設定してください。Windowsのコントロールパネルでも出来ると思います。

> 質問2
> 4.3 ARTAのキャリブレーション 1)でDMMとあるのは、電子電圧計の事でしょうか。アナログのフルスケール10Vの物では駄目でしょうか。0.5V単位でしか計測出来ないので電子電圧計を購入すべきでしょうか。

DMMはデジタルマルチメータのことで、私はSANWAののPC510というのを使っています。
ARTAのセットアップでここの部分の測定精度が多少悪くても問題なさそうな気がしますが、オーディオインターフェースのライン出力はせいぜい1V(私の場合は728mV)ですので0.5V単位では厳しいかも知れません。

DMMはなにかと便利ですから、もしお持ちでなければ購入されても良いかと思います。ただ普及品のDMMのACVレンジは意外に周波数レンジが狭く、上限が400Hzなんてのもありますから、確認が必要です。

> 質問3
> 2)のEnter voltage(peak or rms)の値が、図14では500 mV rmsと表示されていますが、この場合アウトプットの値と同じ 1000 mV rmsとするのでしょうか。

Enter volmeter (scope) valueで入力した値を入れるのだったと思います。

ここでは左出力を左入力に入れ、次に左出力を右入力に入れるということをやって、左右chの感度差の補正をしているようです。


2013/09/09 22:34  Iridium17  URL  #-  編集

ARTA
Iridium17 様

お返事有難う御座います。

DMM ACV計測に限界周波数が有るとは知りませんでした。教えて頂けないと、間違って購入するところでした。知らない事がいっぱいあります。
ご指摘道理、普及品は400Hzの物が良くありました。仕様書の無いばった物は、信用できませんね。
昨年、今回の為に少し安い、怪しい中国製 LCR メーターを買いました。大丈夫か心配になって来ました。
疑問点は、御座いますがテスト実行してみます。(私は、効率が悪いとは知っているのですが、頭で100%理解してから処理をするのが好きなのですが、今回は、まず実行してみます。)

本当に勉強になります。有難う御座いました。
2013/09/10 15:59  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

ARTA
Iridium17 様

度々お尋ねいたします。
Soundcard and Microphone ClibrationのところでDMMによりACVを計測します。DMMの代わりにアナログマルチテスターで計測すると、オーディオインターフェイスが壊れるとか何か不具合が発生するのでしょうか。精度だけの事で、DMMを使用するのでしょうか。
アナログマルチテスターの方が、高い周波数に対応している製品が多いです。
また、どちらのテスターにしても、高い周波数に対応していない製品を使用すると、オーディオインターフェイスが壊れるとか何か不具合が発生するのでしょうか。

時間の許される時に、御教授願えれば助かります。
2013/09/13 08:06  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。

> Soundcard and Microphone ClibrationのところでDMMによりACVを計測します。DMMの代わりにアナログマルチテスターで計測すると、オーディオインターフェイスが壊れるとか何か不具合が発生するのでしょうか。精度だけの事で、DMMを使用するのでしょうか。

精度だけの問題です。
アナログテスターの入力インピーダンスは10KΩ/Vといった単位で表示されていますが、これは測定レンジによって入力インピーダンスが異なり、たとえば10Vレンジであれば10KΩ/V×10V=100KΩとなります。アナログメーターは基本的に電流計であり直列抵抗を入れることで電圧計として使います。レンジが高いほど直列抵抗の値も高くなるので結果として入力インピーダンスが高くなると言う理屈です。

安価なテスターでも10Vレジで数十kΩ/V程度のインピーダンスはありますから、オーディオインターフェースの出力に直結しても問題ないです。

> アナログマルチテスターの方が、高い周波数に対応している製品が多いです。
> また、どちらのテスターにしても、高い周波数に対応していない製品を使用すると、オーディオインターフェイスが壊れるとか何か不具合が発生するのでしょうか。

精度が悪いだけで壊れるといったことは無いと思います。

2013/09/13 23:02  Iridium17  URL  #-  編集

ARTA
Iridium17 様

いつも御教授有難う御座います。

そうなのです。テスターの内部抵抗について、高い周波数ではどのようになるか不安だったのです。私のレベルが低いので、回りくどい質問ですいませんでした。

今日 ARTAを何度設定しても、上手く行きませんでした。
Windows7の設定は上手く行っているはずなのに。
ARTAマニアルでの推奨は、TASCAM US-122だったのですが、US-144MK2を購入し失敗したのかなと思い始めました。気分がどんどん落込んで行きひっくり返りそうになりました。
しかし、マニアルの間違いのようです。
ループバックしかまだ行っていませんが、なんとなく上手く行っているようです。

設定のテストは、適当に早く終わらして、まずTangbandスピーカー設計を完成し、板の発注をしなければいけません。忙しくなって来ました。
ふー

有難う御座いました。
2013/09/15 00:54  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

ARTA
Iridium17 様

Calibrationの設定で、OUT PUT電圧ACVを計測しますが、この計測値に誤差が大きいとループバック Spectrum Analyzerの計測値に問題が発生するのでしょうか。また、ARTAそして、LIMPの計測データーをSpeakerWorkshopに代入した時に、不具合があるのでしょうか。

(SANWA DMMでは、安価なものと、高い物が、高い周波数に対応していました。出費がかさみ悩んでいます。)

時間が許される時に、御教授願えれば助かります。
2013/09/15 09:13  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
神戸の弥太っぺ様、こんにちは。

少なくともループバックには関係ないと思います。

私の経験ではCalibrationを怠ると測定結果のレベルが上下(平行移動)するようです。ただ、周波数特性のフラットネスだけに着目した相対測定の場合は特に問題にはなりません。

ところで、ARTAのマニュアルでは400Hzでテストするようになっていますが、安価なDMMでも400Hzまでは測定できるものが多いです。これは航空機とか特殊な分野では400Hzの電源周波数が使われているからだと思います。SANWAのPM-3でしたら3000円以下で買えますので、こういった機種を買うという手もあります。
2013/09/15 16:31  Iridium17  URL  #-  編集

ARTA
Iridium17 様

お調べ頂き有難う御座います。
安価なものでは、40-400,500Hzが多いですね。PM3か、PC700にするか検討致します。

有難う御座いました。
2013/09/15 22:46  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: ARTA
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。

お金の要る話ばかりで恐縮ですが、もしPC700にされるのならPC710の方をお奨めします。私が持っているPC510の後継機になるのですが、PC700との違いは真の実効値が測れることです。

なんでスピーカー製作に真の実効値が関係あるかというと、ちょっと悩ましい話なので、頭が沸騰しない範囲でお読み下さい。

ARTAで周波数特性を測定するとき、スピーカーには何Vのテスト信号を与えるべきかという問題に遭遇します。メーカーのデータはたいがい2.83Vrmsで測定されています。ところが普通のDMMとかアナログテスターは正弦波以外のPink noiseやSwept sineやMLSはまともに測定できません。ではどうするか、ということで私は真の実効値が測れるというPC510を買いました。このブログの最初の頃はPC510で測って1Vrmsの信号レベルで測定していました。ただしPC510にもクレストファクタの範囲に制限があり、果たしてPink noiseの実効値が正しく測れているか確信はありません。

で、最近はPC510の測定値は参考程度にして、測定時の音量が通常音楽を聴く程度の音量になるよう信号レベルを調整しています。ちなみに周波数特性にしろインピーダンスにしろ、SN比の許す範囲でスピーカーの非線形性が出ないような小さな振幅で測る方が精度が良いようです。

結論として、ARTAは400Hzのキャリブレーションが出来れば実用上問題ないと思います。
2013/09/16 00:26  Iridium17  URL  #-  編集

Re: Re: ARTA
補足です。

最近はiPhoneで簡易騒音計のアプリがあるようなので、次回測定する際には使ってみようと思います。

> で、最近はPC510の測定値は参考程度にして、測定時の音量が通常音楽を聴く程度の音量になるよう信号レベルを調整しています。ちなみに周波数特性にしろインピーダンスにしろ、SN比の許す範囲でスピーカーの非線形性が出ないような小さな振幅で測る方が精度が良いようです。
2013/09/16 00:46  Iridium17  URL  #-  編集


Iridium17 様

正弦波以外でも真の実行値を計測できるDMM それは魔法のテスターですね。
PC510をHPで拝見し、息が詰まりました。これは相当高額な商品です。日置も調べましたが昔と同じで高価なテスターですね。私は、今も30年前のSANWAの一番安価なテスターを使用しています。

この後、ARTAそしてLIMPの計測を致します。やっとここまで、時間が掛りましたが来ました。後は、ボックス製作です。最初に失敗を検証出来る様にTangbandを先に製作します。

色々、貴重な技術を教えて頂き勉強になります。
有難う御座いました。
2013/09/16 03:04  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集


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