Аудиокарта - инструмент измерения? Реальность? Заблуждение?

[El-Eng]

Вот ТС и хотел увидеть что-то в районе -145 дБВ...

Установив 24-битный режим ввода и максимально доступное усреднение можно увидеть желаемое. К сожалению, мой генератор не способен выдать меньше 20мв rms, но вот как выглядят эти 20мв, ослабленные на 100дБ (200нв rms). Любопытно наличие большей по величине 2-й гармоники (сигнал на входе - 1кГц). Скорее всего, это проявление нелинейности входных цепей карты.

200nV_rms.png

(80.52 КБ) 1575 скачиваний

[Co_balt]

[uquote="Vovk_Z",url="/forum/viewtopic.php?p=3395649#p3395649"][uquote="Даджал",url="/forum/viewtopic.php?p=3393535#p3393535"]А то люди "намеряют" вот такие картинки:

И потом с полной уверенностью декламируют характеристики под 0.00003% THD.


Сомневаюсь, что в измериловке туж базу используют.[/uquote]
1. А какой THD, по вашему, на этой картинке?
2. База елементов - одна и та же. Нету ведь каких-то особенных "АЦП только для измерловки" - есть просто АЦП. Кто-то использует их в звуковых картах, а кто-то - в измерительной апаратуре.

Ну и, вообще, когда хотят гарантированно измерить сверхнизкие искажения (уровня 0,0001% и ниже), то используют режекторы. А когда используют только звуковую карту - то естественно, все, или кто в теме - понимают, что это приблизительные измерения. Но все равно они дают возможность понять уровень устройства. Ведь важно отличить 0,001% и 0,0001%, а не 0,001% от 0,0011% - а эту возможность звуковая карта - дает.[/uquote]

О! Случайно увидел свою картинку!
Даджал обычный нуб-зануда! Я ему уже объяснял, чтобы достичь такого результата я использовал ОУ с очень низким собственным THD LM4562
В мосте Вина стоят резисторы 0.1% 25pmm от Susumu, конденсаторы Wima FKP2 10nF подобраны с разницей не более 2pF
АЦП в ЗК CS5381 один из лучших в настоящее время. Я уже предлагал подойти со своим генератором к любому в МСК, у кого есть хороший спектр-анализатор.
С его слов он не верит, что ЗК может измерить столь низкие THD. Так вот, может!

[Даджал]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3402251#p3402251"]

Вот ТС и хотел увидеть что-то в районе -145 дБВ...

Любопытно наличие большей по величине 2-й гармоники (сигнал на входе - 1кГц). Скорее всего, это проявление нелинейности входных цепей карты.[/uquote]
В том-то и дело, что не могут аудиокарточки измерять такие величины. Что и требовалось показать
Вам спасибо, что не поленились и провели тест.

А вот по поводу некоторых, которые только детские отмазки лепитт могут в стиле - "нужны сверхточные и не каккие попало резисторы с золтыми аудиофильными разъёмами", приведу пример снятия АЧХ того нелепого убожества, спаянного на коленке из китайских "непаяющихся" разъёмов и первых попавшихся под руку резисторов:

Пипец, какая страшная АЧХ

Добавлено after 11 minutes 27 seconds:
[uquote="Co_balt",url="/forum/viewtopic.php?p=3417467#p3417467"]О! Случайно увидел свою картинку!
Даджал обычный нуб-зануда![/uquote]
Да, уж куда мне до профи по впариванию очередного супергенератора

[uquote="Co_balt",url="/forum/viewtopic.php?p=3417467#p3417467"]Я ему уже объяснял, чтобы достичь такого результата я использовал ОУ с очень низким собственным THD LM4562
В мосте Вина стоят резисторы 0.1% 25pmm от Susumu, конденсаторы Wima FKP2 10nF подобраны с разницей не более 2pF
АЦП в ЗК CS5381 один из лучших в настоящее время.[/uquote]
Эти сказки венского леса можете бесконечно транслировать - приведите доказательства, что у вас получилочь чудо. Объективные доказательства, основанные на измерения с помощью приборов, а не звуковых карточек.

[uquote="Co_balt",url="/forum/viewtopic.php?p=3417467#p3417467"]Я уже предлагал подойти со своим генератором к любому в МСК, у кого есть хороший спектр-анализатор.[/uquote]
Так что вам мешает подойти к любому дилеру, торгующему приборами? В Москве таковых вагон и маленькая тележка. И приборы нормальные потрогаете и от мифов избавитесь.

[uquote="Co_balt",url="/forum/viewtopic.php?p=3417467#p3417467"]С его слов он не верит, что ЗК может измерить столь низкие THD. Так вот, может![/uquote]
Я вообще ни во что не верю Мне доказательства нужны. Так вот, не может карточка измерять такие значения и El-Eng это нам показал.

[SSkot]

мне кажется векторный анализ о котором трещал Акулиничев проще и доступней.

[As]

У векторного анализа есть одно очень крупное преимущество: он показывает непосредственно продукт искажений, а не циферку-размер, которую ещё расшифровать надо! Для отладки усилителя индикатор Акулиничева - то, что надо!

[El-Eng]

Так вот, не может карточка измерять такие значения и El-Eng это нам показал.

Хм, я как раз показал, что аудиокарта позволяет достичь требуемого разрешения по уровню. Влияние отмеченной нелинейности легко можно скомпенсировать, например, дифференциальным измерением.

Мне доказательства нужны.

Вот статья об особенностях измерений при помощи БПФ, в ней, в частности, дается ответ на вопрос, как при измерениях достигается столь низкий уровень шума. В этом плане показателен приведенный пример (п 4.3). Особо хочу обратить внимание, что в этом примере уровень шума во входном сигнале выше (на ~1дБ) уровня синусоидального сигнала.

exact_fft_measurements.pdf

[Даджал]

[uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=3430431#p3430431"]У векторного анализа есть одно очень крупное преимущество: он показывает непосредственно продукт искажений, а не циферку-размер, которую ещё расшифровать надо! Для отладки усилителя индикатор Акулиничева - то, что надо! [/uquote]
Ещё в 80-е настраивал усилки примерно по такому методу. Да, эффективно при ремонте, но не при измерениях. Текущие стандарты по измерениям нелинейных и интермодуляционных искажений вполне себе хорошо справляются.

Но речь не о настройке усилителей идёт, а о целесообразности применения звуковых карт при проведении "измерений".

Добавлено after 25 minutes 49 seconds:
[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430432#p3430432"]

Так вот, не может карточка измерять такие значения и El-Eng это нам показал.

Хм, я как раз показал, что аудиокарта позволяет достичь требуемого разрешения по уровню. Влияние отмеченной нелинейности легко можно скомпенсировать, например, дифференциальным измерением.[/uquote]
Измерять линейность нелинейным "инструментом":) По вашему же графику не скажешь, что ваша карточка справилась с измерениями. Можно сказать, что БПФ выцепил сигнал и гармоники, но никак не их реальные уровни. Действующее напряжения в 200 нВ никак не может иметь уровень в -130 дб, так как оно должно быть -134 дб. Это не измерение. Измерение - это когда вы подаёте 1 вольт, убеждаетесь в 0 дб, подаёте этот-же вольт через свой аттенюатор и убеждаетесь в показаниях -100 дб (желательно точнее узнать, у меня вот он не -100 получился, а -99.87). Потом подаёте минимально возможное напряжение напрямую, убеждаетесь в правильности показаний (20 мВ - это -34 дб) и через аттенюатор должно быть -134. Тогда можно говорить о возможности измерения, а не сравнения.

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430432#p3430432"]Вот статья об особенностях измерений при помощи БПФ, в ней, в частности, дается ответ на вопрос, как при измерениях достигается столь низкий уровень шума. В этом плане показателен приведенный пример (п 4.3). Особо хочу обратить внимание, что в этом примере уровень шума во входном сигнале выше (на ~1дБ) уровня синусоидального сигнала.[/uquote]
Я не сомневаюсь, что в частотной области вполне можно выделить как сам сигнал из шума, так и его гармоники с помощью звуковой карты. Я раньше сомневался в возможности точного измерения их уровней, но вы мои сомнения развеяли и теперь я точно знаю, что аудиокарточки не способны эти уровни достоверно измерять.

[musor]

[uquote="Даджал",url="/forum/viewtopic.php?p=3430505#p3430505"][uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=3430431#p3430431"]
Я не сомневаюсь, что в частотной области вполне можно выделить как сам сигнал из шума, так и его гармоники с помощью звуковой карты. Я раньше сомневался в возможности точного измерения их уровней, но вы мои сомнения развеяли и теперь я точно знаю, что аудиокарточки не способны эти уровни достоверно измерять.[/uquote]
наконецто ктото понял разницу между програмной игрушкой для компа (на базе кодека невесть какой разрядности) и инструментом имеющим поверки!
я уже устал писать про это и что удивляет... не стесняются приводить "спектрограмы" снятые на этих игрушка и постить статьи на полном сеерьезе оперируя снятыми с них околонаучными даными...

[Vovk_Z]

[uquote="Даджал",url="/forum/viewtopic.php?p=3429963#p3429963"]А вот по поводу некоторых, которые только детские отмазки лепитт могут в стиле - "нужны сверхточные и не каккие попало резисторы с золтыми аудиофильными разъёмами", приведу пример снятия АЧХ того нелепого убожества, спаянного на коленке из китайских "непаяющихся" разъёмов и первых попавшихся под руку резисторов:

Пипец, какая страшная АЧХ [/uquote]
- между АЧХ и точностью измерения искажений нет прямой связи, только косвенная. Мы все еще ведем речь об искажениях?

Добавлено after 7 minutes 34 seconds:
[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3430585#p3430585"]наконецто ктото понял разницу между програмной игрушкой для компа (на базе кодека невесть какой разрядности) и инструментом имеющим поверки![/uquote]
- от того, что звуковая карта не поверена - она не перестает быть измерительным инструментом.
Например, вы купили в магазине плоскогубцы (для дома) - вы же их называете инструментом, а не игрушкой? Не смотря на то, что вы их не проверяете (например, не выполняете електрические испытания изоляции, и т.п.).

[Даджал]

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3430585#p3430585"]не стесняются приводить "спектрограмы" снятые на этих игрушка и постить статьи на полном сеерьезе оперируя снятыми с них околонаучными даными...[/uquote]
Собственно именно с этого и началась эта тема. У некоторых генераторы Вина выдают сверхчистый синус с искажениями в 3 стотысячных процента (0,00003% THD !!!)

[El-Eng]

Действующее напряжения в 200 нВ никак не может иметь уровень в -130 дб, так как оно должно быть -134 дб.

Может. Оно может иметь любой уровень в дБ, все зависит от выбора опорного уровня (0 дБ).

Про поверку. Вот цитата с сайта Ростеста:

Обязательной поверке подлежат средства измерений, используемые в Сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. В остальных случаях пользователю прибора самому решать, поверять его или калибровать.

Радиолюбительские измерения не относятся к Сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

[Даджал]

[uquote="Vovk_Z",url="/forum/viewtopic.php?p=3430604#p3430604"][uquote="Даджал",url="/forum/viewtopic.php?p=3429963#p3429963"]АЧХ того нелепого убожества, спаянного на коленке из китайских "непаяющихся" разъёмов и первых попавшихся под руку резисторов:

Пипец, какая страшная АЧХ [/uquote]
- между АЧХ и точностью измерения искажений нет прямой связи, только косвенная. Мы все еще ведем речь об искажениях?[/uquote]
Эта АЧХ показывает, что нужно брать и паять из чего попало, а не демагогию разводить про невозможность измерений параметров звуковой карточки, как вы это делали в предыдущих своих сообщениях:

[uquote="Vovk_Z",url="/forum/viewtopic.php?p=3399639#p3399639"]я сделаю делитель-переходник, и напишу что-то, по своей карте. (Из первых попавшихся под руку коненкторов и резисторов - не гоже его делать).[/uquote]
[uquote="Vovk_Z",url="/forum/viewtopic.php?p=3400748#p3400748"]- микровольты (даже учитывая то, что мы говорим о переменном токе) нельзя измерять чем попало, используя произвольные разъемы и резисторы.
[/uquote]

И если "на-коленке-собранный" аттенюатор корректно уменьшает любой уровень сигнала на 100 дб (у меня чуть меньше вышло), а анализатор корректно показывает уменьшение как одного вольта до 10 мВ, так и с 5 мВ до 50 нВ, то мы делаем вывод, что это достаточно точный (для домашних условий) метод теста самого анализатора. А точное измерение уровней гармоник как раз требуется для точного измерения уровня искажений, с чем звуковые карты в принципе не справляются.
Может я и заблуждаюсь, но пока только El-Eng взял и провёл тесты, не колотя при этом себя пяткой в грудь - просто спаял, подключил генератор и снял данные. А вы всё "золотые разъёмчики" ищите, вместо того, чтоб узнать реальные параметры вашей карточки.

[uquote="Vovk_Z",url="/forum/viewtopic.php?p=3430604#p3430604"]- от того, что звуковая карта не поверена - она не перестает быть измерительным инструментом.[/uquote]
Не осуществляйте подмену понятий. От того, что карточку невозможно поверить, она не перестаёт быть средством измерения по одной единственной причине - звуковая карточка никогда не была средством измерения Да и не будет никогда им:)

[El-Eng]

звуковая карточка никогда не была средством измерения ... Да и не будет никогда им

Вики:
Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Аудиокарта воспроизводит единицу времени в виде кварцевого генератора и единицу напряжения в виде источника опорного напряжения. Чтобы стать средством измерения ее достаточно откалибровать по амплитуде и частоте (хотя, обычно, точности кварцевого генератора достаточно). Для относительных измерений (в дБ) достаточно определить опорный уровень (0 дБ).

[Даджал]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430731#p3430731"]

Действующее напряжения в 200 нВ никак не может иметь уровень в -130 дб, так как оно должно быть -134 дб.

Может. Оно может иметь любой уровень в дБ, все зависит от выбора опорного уровня (0 дБ).[/uquote]
Нет, не может. По той причине не может, что мы обсуждаем дбВ (и вы именно их использовали), которые привязаны к действующему напряжению ровно в 1 вольт. Когда вы с генератора подаёте 20мВ, то это ровно -34 дбВ. Измерительный прибор (вне зависимости от класса и точности) должен показать ровно 0 дбВ при подаче на его вход сигнала напряжением в 1 вольт. Класс и точность прибора вносят свои корретивы, но никак не на величину ошибки почти в 2 раза. Ваша карточка их вносит, следовательно никаким измерительным прибором её назвать нельзя.


[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430731#p3430731"]Радиолюбительские измерения не относятся к Сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. [/uquote]
Даже сравнение нормального мультиметра с китайским карманником при измерениях даст погрешность меньшую на пару-тройку порядков, чем та, которую выдают звуковые карточки. Да, цешку какую или карманник китайский можно не поверять, так напряжение что цешка, что многокилобаксовый мультик измерят с пиемлимой для радиолюбителя точностью и показания цешки не будут отличаться больше чем на один-два процента от истинных, чего не скажешь о результатах "измерений" с помощью звуковой карты и сравнения их с результатами настоящих измерений. Потому карточка и не относится к средствам даже радиолюбительских измерений.

[musor]

El-Eng писал(а):
Радиолюбительские измерения не относятся к Сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

ну если так расуждат ...можно сделать прибор который показвает вмето 1в 1,8ва вместо 1 а -5а...
и сделать показометр... на 100500квт

[Даджал]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430751#p3430751"]

звуковая карточка никогда не была средством измерения ... Да и не будет никогда им

Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.[/uquote]
Вот именно, нормированные метрологические характеристики Коих звуковуха не имеет от слова совсем.
Можете доказать (хотя бы для самого себя) обратное, подавая на звуковуху сигналы с генератора 1В (0дбВ), 100мВ (-20дбВ), 20мВ (-34дбВ), а потом всё тож самое через аттенюатор и если у вас получится -100, -120 и -134дбВ, то тогда можно считать, что звуковуха измеряет хотя бы уровни корректно. Потом нужно разобраться с тем мусором, который вылазит на малых сигналах и тогда можно считать её средством измерения. Наличие только одного АЦП не делает карточку прибором, даже радиолюбительского уровня. Это как пользоваться мультиметром, который в розетке кажет то 140 вольт, то 270 (напряжение при этом 220) и опираясь на его показания, постить на форуме картинки, как всё электрическое (без ИБП) просто отлично работает при 140 вольтах.


[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430751#p3430751"]Аудиокарта воспроизводит единицу времени в виде кварцевого генератора и единицу напряжения в виде источника опорного напряжения. Чтобы стать средством измерения ее достаточно откалибровать по амплитуде и частоте (хотя, обычно, точности кварцевого генератора достаточно). Для относительных измерений (в дБ) достаточно определить опорный уровень (0 дБ).[/uquote]
Вы её откалибруете при одном напряжении - где гарантия, что она при другом напряжении (в тысячу раз меньшем) выдаст реальное значение? Ещё раз повторю, прибор - это не только один АЦП, это целый и достаточно сложный комплекс решений. В приборах даже дисплеи помещаются в клетку фарадея, чтоб помехи не создавать, а вы тут на полном серъёзе обсуждаете коробку, которую либо к компу подключают, либо она прямо в нём находится.

[El-Eng]

Мне, честное слово, лень комментировать предыдущие посты, отстаивая свою точку зрения. Как говорится, я сказал, что сказал. Но одну вещь я все же сделаю, а именно:

Можете доказать (хотя бы для самого себя) обратное, подавая на звуковуху сигналы с генератора 1В (0дбВ), 100мВ (-20дбВ), 20мВ (-34дбВ), а потом всё тож самое через аттенюатор и если у вас получится -100, -120 и -134дбВ, то тогда можно считать, что звуковуха измеряет хотя бы уровни корректно. Потом нужно разобраться с тем мусором, который вылазит на малых сигналах и тогда можно считать её средством измерения.

Итак, доказательство. Я убрал картинки под спойлер, чтобы не рябило в глазах.

Спойлер

Fig1.png

(16.14 КБ) 287 скачиваний

1. 1 вольт (здесь и далее подразумевается действующее значение). Шкала установлена в 0дБ.
2. 100 милливольт. Измеренный уровень -20дБ.
3. 22 милливольт. Это уточненное значение минимального напряжения, выдаваемого генератором. Для удобства изменен шаг шкалы. Уровень -33дБ.

Подключаем делитель -100дБ.

Спойлер

Fig2.png

(14.93 КБ) 279 скачиваний

4. 10 микровольт. Напряжение на входе делителя 1В. Уровень -100 дБ. Обратите внимание на уровень второй гармоники (примерно -125дБ).
5. 1 микровольт. Напряжение на входе делителя 100 милливольт. Уровень -120 дБ. Уровень второй гармоники не изменился.
6. 220 нановольт. Напряжение на входе делителя 22 милливольт. Уровень -128 дБ (вместо -133 дБ). Уровень второй гармоники не изменился. Вот только здесь появляется ошибка измерения уровня. Хотя, она вполне может быть связана с проникновением дополнительного сигнала, возможно, импульсов 1 КГц от USB, на эту мысль наводит двойной пик сигнала 1 КГц и неизменный уровень второй гармоники во всех измерениях с делителем. Это вряд ли проявление нелинейности входных цепей, как я предполагал ранее, поскольку, в случае такой нелинейности, уровень второй гармоники должен зависеть от уровня сигнала.

Я не буду делать никаких выводов, предлагаю сделать их тем, кто прочитал этот мой пост.

[Co_balt]

Даджал, надоело слушать вашу демагогию ни о чем, уже пора сравнивать конкретно!
Приведите схемотехнику входного буфера, модель АЦП, реализацию БП и математики в самом лучшем спектроанализаторе!
Я больще, чем уверен, что в диапозоне до 20кГц проиграет спектроанализатор.

[El-Eng]

Хм, меня забавляет несерьезный подход к серьезным вещам, которые используются для несерьезных целей. Я это про звуковую карту. Напомню, что первый студийный цифровой магнитофон Denon DN-023R имел разрядность в 13 бит. А современный смартфон имеет вычислительную мощность в миллионы раз больше, чем вычислительная мощность всех компьютеров NASA в 1969 году. Про видеокарты я вообще молчу.

[khach]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3430751#p3430751"]

звуковая карточка никогда не была средством измерения ... Да и не будет никогда им

Вики:
Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Аудиокарта воспроизводит единицу времени в виде кварцевого генератора и единицу напряжения в виде источника опорного напряжения. Чтобы стать средством измерения ее достаточно откалибровать по амплитуде и частоте (хотя, обычно, точности кварцевого генератора достаточно). Для относительных измерений (в дБ) достаточно определить опорный уровень (0 дБ).[/uquote]
Про определение из русской Вики и ГОСТа- забудьте. По причине отстустствия наличия свременных средств измерения разработанных в соответствии с ГОСТом. А во всем остальном мире наличие паспорта калибровки- отдельная очень дорогая опция в приложении к прибору, т.е совсем не обязательная. Если она нужна для выполнения контрактных условий - можете заказать и заплатить. если не нужна- обеспечивайте метрологическую поддержку сами в нужных Вам границах. В том числе и проводя калибровку по эталонам прямо перед ( и после) измерений. При этом вольтметр ( калиброванный) вполне укладывается в понятие эталона для хранения эталона напряжения для калибровки анализатора амплитуды с необходимой точностью и стабильностью. А средством сличения может быть осциллограф и модулятор, т.к карта звуковая не видит постоянного напряжения и калиброваться приходиться на переменке. Я применял для калибровки амплитуды калиброванные синхронные детекторы ( lock-in amplifiers) c актуальными на момент измерений сертификатами. С амплитудой ( линейностью и кратковременной стабильностью опоры ) у EMU 1212 и ЕМU 0404 полный порядок, проверено.