Bonjour.
Un intervenant de ce forum, David, m'a demandé des renseignements sur l'utilisation des 2 logiciels ARTA et STEP pour la mesure des amplis.
Ce tutorial est dédié a cette utilisation, n'hésitez pas à faire vos remarques.
Sommaire
Prise en main, outils annexes et calibrages.
ARTA
Mesure de la distorsion ( THD) et de la distorsion d'intermodulation ( IMD ) avec SPA.
Mesure de la distorsion avec ARTA
Mesure de la phase.
Mesure du groupe délais.
STEP
Mesure de réponse en fréquence et de la distorsion par harmonique.
Mesure de la distorsion en fonction de la fréquence en %.
Mesure de la distorsion en fonction de la puissance.
Mesure de la distorsion d'intermodulation normée.
Option
Mesure de l'impédance de sortie d'un ampli
Le matériel
Le synoptique général vous permet d’effectuer l’ensemble des connections.
Le PC
Pour ne pas avoir le bruit de fond de l’alimentation à découpage du PC dans les résultats des mesures, un PC portable sur batterie déconnecté du secteur sera la meilleure solution.
La suite ARTA est téléchargeable gratuitement ici :
http://www.artalabs.hr/
Si vous souhaitez conserver des fichiers une version payante sera nécessaire.
La carte son
Pour des mesures simples de distorsion avec des résultats de mesures en fonction de la fréquence jusqu’à 20 KHz, une fréquence d’échantillonnage de 96 KHz est nécessaire.
Pour des mesures plus sérieuses jusqu’à 50 KHz et pour une mesure de bande passante jusqu’à 100 KHz, une fréquence d’échantillonnage de 192 KHz est nécessaire.
La distorsion de cette carte son viendra s’additionner à celle de l’appareil mesuré. Un taux de distorsion maximum de 0,05 % parait admissible pour des appareils à tubes.
Pour des appareils à transistors, la carte deviendra onéreuse car ils nécessitent un taux de THD (distorsion) minimum de la carte son de 0,001 %.
Boitier de réduction de gain
Les entrées des cartes son, sont généralement très sensibles et n’admettent pas des tensions d’entrées élevées.
Il faudra donc un boitier qui réduise cette tension mesurée comme stipulé dans le tutoriel ARTA ou comme réalisé par Yves, Totof le belge.
Voir fichier PDF joint.
http://audiyofan.org/forum/viewtopic.php?f=57&t=8813
Charge en sortie de l’amplificateur.
Les mesures de THD se font en charge généralement une résistance de 8 ohms montée sur refroidisseur d’une puissance au moins égale à celle de l’amplificateur à mesurer.
Calibrage et compensation de micro.
Il est nécessaire de faire une opération de calibration de l’ensemble des éléments connectés décrite dans le tutoriel ARTA de Dominique.
https://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=3356
Il est également nécessaire de décôcher la compensation de la courbe réponse du micro comme suit.
ARTA
Mesure de la distorsion ( THD) et de la distorsion d'intermodulation ( IMD ) avec SPA.
Nous allons commencé par SPA pour mesurer l'outil de mesure ( fait penser à Yves règle N° 1 mesurer...).
Vous allez débrancher les fils connectés à la sortie de l'ampli et le câble connecté à l'entrée de l'ampli.
Avec un cordon RCA ou jack ou XLR il faut connecter le câble de la sortie de la boite de réduction de gain à l'entrée de la carte son.
Nous avons un bouclage avec la boite de réduction de gain compris dans la boucle.
Le principe, avec le générateur d'ARTA nous allons faire sortir un signal sinusoïdale qui va passer par la carte son et la boite de gain.
Nous allons ainsi pouvoir mesurer la THD et le bruit à 1000 Hz et visualiser le spectre de distorsion de cet ensemble.
Première vue, différentes possibilités de réglages générales ( j'ai du en oublié ).
Première manipulation.
Par sécurité il est nécessaire de baisser le volume de sortie de la carte son à 8H et de faire de même sur le réglage de sensibilité de l'entrée de la carte son concernée.
Eviter également que vos câbles de connections entrée sortie trainent prêt des câbles d'alimentation secteur ou prêt d'une source magnétique ( transfo's ...).
Nous sommes prêts.
Nous allons commencer par vérifier si le choix de l'entrée sur laquelle le signal va arriver dans ARTA est bien la même que celle de la carte son.
Maintenant, nous allons régler le générateur comme ci-dessous en démarrant avec un signal moyen sinus 1000 Hz.
Puis nous mesurons.
Cliquez sur le bouton du générateur bleu et sur celui de la mesure rouge.
Puis mettre votre bouton volume d'entrée de carte sur 10 h et augmente très progressivement le bouton de volume de la sortie de la carte son.
Vous devriez avoir une image qui ressemble à celle-ci.
Celle présentée est celle du manuel ARTA.
Vous allez augmenter le bouton de volume pour arriver à 3 h tout en surveillant la saturation de votre entrée de carte son et en baissant la sensibilité d'entrée pour avoir un signal satisfaisant et un minimum de THD.
Vous apprenez à connaitre les limites et réglages optimums pour que votre carte son vous donne les meilleurs résultats.
Nous arrêtons la mesure, bouton rouge et le générateur bouton bleu et nous revenons sur générator puis configure et nous passons à -9 db.
Et vous observez la distorsion de votre carte en réglant la sensibilité uniquement. A ces niveaux de sortie vous devriez obtenir les mêmes niveaux de THD.
Puis vous refaites les mêmes manipes jusqu'à ce que la THD commence à monter franchement et là vous n'y resterez pas longtemps, nous sommes aux limites de la carte !
Vous savez maintenant ou sont les limites de votre carte son en terme de signal d'entrée pour les réglages de sensibilité minimum.
Cette opération est à renouveler sur l'autre canal d'entrée pour vérifier si les niveaux de THD sont les mêmes.
Pour ce faire, ne pas oublier dans, generator puis measurement de passer sur l'autre canal.
Bruit ( noise ).
Nous allons vérifier le bruit de fond de la carte en débranchant simplement le câble RCA qui arrive sur l'entrée choisie.
Puis cliquer uniquement sur le bouton rouge d'enregistrement. Arta enregistre le bruit de fond de la carte.
Une bonne carte produit un bruit de fond minimum, cela ce traduit par "un plancher de signal" relativement plat, exempt de pic parasite et à un niveau très bas (carte sont calibrée).
Un exemple, Quad Power Roland.
Mesures de spectre de THD d'un ampli et profil.
SPA nous donne un niveau de THD en % et un niveau de THD + Noise en % pour une fréquence principale donnée.
Ce n'est pas vraiment le meilleur outil pour visualisée la THD en % sur toute la bande passante de l'ampli, mais celui-ci est parfait pour examiner le spectre de cette distorsion.
Le spectre de distorsion est l'ensemble des harmoniques de distorsion qui se décline après le signal principal.
Les multiples pair de la fréquence principale sont dits harmoniques paires.
Exemples pour 1000 Hz.
2 KHz, 4 Hhz....
Idem pour les harmoniques impaires.
3 Khz, 5 Khz....
En général un bonne ampli à un dégradé progressif et continu des harmoniques paires et impaires.
Nous allons donc rebrancher la sortie de la carte son sur une des entrées de l'ampli.
Rebrancher la sortie du boitier de diminution de signal sur l'entrée de la carte son.
Dans le même temps un multimètre avec mesure VAC Rms est à brancher directement aux bornes de la résistance de 8 ohms.
Nous allons prendre un exemple de puissance théorique de sortie.
20 W rms.
P puissance en W rms
U = VAC Rms
R = 8 ohms
P = U²/R donc U = racine ( P*R)= racine ( 160 )= 12,65 V rms
Cet ampli sera à mesurer à la puissance max, mais ce n'est pas sa puissance de service.
Celle-ci sera directement dépendante de l'efficacité globale de l'enceinte ou HP.
Nous prendrons arbitrairement 2 autres niveaux de puissance à mesurer.
1 w, 10 w et nos 20 w.
Cela nous donnera des tensions respectives de 2,82 V rms, 8,94 V rms et 12,65 V rms.
Nous démarrerons sur la tension la plus faible. Un petit essai à un niveau arbitraire de - 15 db.
Toujours démarrer avec boutons volume et sensibilité d'entrée à 10 h.
Puis vous passez à la mesure, en maximisant la sensibilité de la carte son comme déjà fait.
Relevons la mesure du multimètre et réajustons la valeur du signal dans ARTA en conséquence en modifiant bien sûr la sensibilité de la carte.
Nous renouvelons l'opération pour 10 w et 20 w.
Nous venons d'observer le spectre de THD d'un ampli pour la fréquence de 1000 Hz à 3 niveaux de puissance.
A suivre.
Eric
Un intervenant de ce forum, David, m'a demandé des renseignements sur l'utilisation des 2 logiciels ARTA et STEP pour la mesure des amplis.
Ce tutorial est dédié a cette utilisation, n'hésitez pas à faire vos remarques.
Sommaire
Prise en main, outils annexes et calibrages.
ARTA
Mesure de la distorsion ( THD) et de la distorsion d'intermodulation ( IMD ) avec SPA.
Mesure de la distorsion avec ARTA
Mesure de la phase.
Mesure du groupe délais.
STEP
Mesure de réponse en fréquence et de la distorsion par harmonique.
Mesure de la distorsion en fonction de la fréquence en %.
Mesure de la distorsion en fonction de la puissance.
Mesure de la distorsion d'intermodulation normée.
Option
Mesure de l'impédance de sortie d'un ampli
Le matériel
Le synoptique général vous permet d’effectuer l’ensemble des connections.
Le PC
Pour ne pas avoir le bruit de fond de l’alimentation à découpage du PC dans les résultats des mesures, un PC portable sur batterie déconnecté du secteur sera la meilleure solution.
La suite ARTA est téléchargeable gratuitement ici :
http://www.artalabs.hr/
Si vous souhaitez conserver des fichiers une version payante sera nécessaire.
La carte son
Pour des mesures simples de distorsion avec des résultats de mesures en fonction de la fréquence jusqu’à 20 KHz, une fréquence d’échantillonnage de 96 KHz est nécessaire.
Pour des mesures plus sérieuses jusqu’à 50 KHz et pour une mesure de bande passante jusqu’à 100 KHz, une fréquence d’échantillonnage de 192 KHz est nécessaire.
La distorsion de cette carte son viendra s’additionner à celle de l’appareil mesuré. Un taux de distorsion maximum de 0,05 % parait admissible pour des appareils à tubes.
Pour des appareils à transistors, la carte deviendra onéreuse car ils nécessitent un taux de THD (distorsion) minimum de la carte son de 0,001 %.
Boitier de réduction de gain
Les entrées des cartes son, sont généralement très sensibles et n’admettent pas des tensions d’entrées élevées.
Il faudra donc un boitier qui réduise cette tension mesurée comme stipulé dans le tutoriel ARTA ou comme réalisé par Yves, Totof le belge.
Voir fichier PDF joint.
http://audiyofan.org/forum/viewtopic.php?f=57&t=8813
Charge en sortie de l’amplificateur.
Les mesures de THD se font en charge généralement une résistance de 8 ohms montée sur refroidisseur d’une puissance au moins égale à celle de l’amplificateur à mesurer.
Calibrage et compensation de micro.
Il est nécessaire de faire une opération de calibration de l’ensemble des éléments connectés décrite dans le tutoriel ARTA de Dominique.
https://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=3356
Il est également nécessaire de décôcher la compensation de la courbe réponse du micro comme suit.
ARTA
Mesure de la distorsion ( THD) et de la distorsion d'intermodulation ( IMD ) avec SPA.
Nous allons commencé par SPA pour mesurer l'outil de mesure ( fait penser à Yves règle N° 1 mesurer...).
Vous allez débrancher les fils connectés à la sortie de l'ampli et le câble connecté à l'entrée de l'ampli.
Avec un cordon RCA ou jack ou XLR il faut connecter le câble de la sortie de la boite de réduction de gain à l'entrée de la carte son.
Nous avons un bouclage avec la boite de réduction de gain compris dans la boucle.
Le principe, avec le générateur d'ARTA nous allons faire sortir un signal sinusoïdale qui va passer par la carte son et la boite de gain.
Nous allons ainsi pouvoir mesurer la THD et le bruit à 1000 Hz et visualiser le spectre de distorsion de cet ensemble.
Première vue, différentes possibilités de réglages générales ( j'ai du en oublié ).
Première manipulation.
Par sécurité il est nécessaire de baisser le volume de sortie de la carte son à 8H et de faire de même sur le réglage de sensibilité de l'entrée de la carte son concernée.
Eviter également que vos câbles de connections entrée sortie trainent prêt des câbles d'alimentation secteur ou prêt d'une source magnétique ( transfo's ...).
Nous sommes prêts.
Nous allons commencer par vérifier si le choix de l'entrée sur laquelle le signal va arriver dans ARTA est bien la même que celle de la carte son.
Maintenant, nous allons régler le générateur comme ci-dessous en démarrant avec un signal moyen sinus 1000 Hz.
Puis nous mesurons.
Cliquez sur le bouton du générateur bleu et sur celui de la mesure rouge.
Puis mettre votre bouton volume d'entrée de carte sur 10 h et augmente très progressivement le bouton de volume de la sortie de la carte son.
Vous devriez avoir une image qui ressemble à celle-ci.
Celle présentée est celle du manuel ARTA.
Vous allez augmenter le bouton de volume pour arriver à 3 h tout en surveillant la saturation de votre entrée de carte son et en baissant la sensibilité d'entrée pour avoir un signal satisfaisant et un minimum de THD.
Vous apprenez à connaitre les limites et réglages optimums pour que votre carte son vous donne les meilleurs résultats.
Nous arrêtons la mesure, bouton rouge et le générateur bouton bleu et nous revenons sur générator puis configure et nous passons à -9 db.
Et vous observez la distorsion de votre carte en réglant la sensibilité uniquement. A ces niveaux de sortie vous devriez obtenir les mêmes niveaux de THD.
Puis vous refaites les mêmes manipes jusqu'à ce que la THD commence à monter franchement et là vous n'y resterez pas longtemps, nous sommes aux limites de la carte !
Vous savez maintenant ou sont les limites de votre carte son en terme de signal d'entrée pour les réglages de sensibilité minimum.
Cette opération est à renouveler sur l'autre canal d'entrée pour vérifier si les niveaux de THD sont les mêmes.
Pour ce faire, ne pas oublier dans, generator puis measurement de passer sur l'autre canal.
Bruit ( noise ).
Nous allons vérifier le bruit de fond de la carte en débranchant simplement le câble RCA qui arrive sur l'entrée choisie.
Puis cliquer uniquement sur le bouton rouge d'enregistrement. Arta enregistre le bruit de fond de la carte.
Une bonne carte produit un bruit de fond minimum, cela ce traduit par "un plancher de signal" relativement plat, exempt de pic parasite et à un niveau très bas (carte sont calibrée).
Un exemple, Quad Power Roland.
Mesures de spectre de THD d'un ampli et profil.
SPA nous donne un niveau de THD en % et un niveau de THD + Noise en % pour une fréquence principale donnée.
Ce n'est pas vraiment le meilleur outil pour visualisée la THD en % sur toute la bande passante de l'ampli, mais celui-ci est parfait pour examiner le spectre de cette distorsion.
Le spectre de distorsion est l'ensemble des harmoniques de distorsion qui se décline après le signal principal.
Les multiples pair de la fréquence principale sont dits harmoniques paires.
Exemples pour 1000 Hz.
2 KHz, 4 Hhz....
Idem pour les harmoniques impaires.
3 Khz, 5 Khz....
En général un bonne ampli à un dégradé progressif et continu des harmoniques paires et impaires.
Nous allons donc rebrancher la sortie de la carte son sur une des entrées de l'ampli.
Rebrancher la sortie du boitier de diminution de signal sur l'entrée de la carte son.
Dans le même temps un multimètre avec mesure VAC Rms est à brancher directement aux bornes de la résistance de 8 ohms.
Nous allons prendre un exemple de puissance théorique de sortie.
20 W rms.
P puissance en W rms
U = VAC Rms
R = 8 ohms
P = U²/R donc U = racine ( P*R)= racine ( 160 )= 12,65 V rms
Cet ampli sera à mesurer à la puissance max, mais ce n'est pas sa puissance de service.
Celle-ci sera directement dépendante de l'efficacité globale de l'enceinte ou HP.
Nous prendrons arbitrairement 2 autres niveaux de puissance à mesurer.
1 w, 10 w et nos 20 w.
Cela nous donnera des tensions respectives de 2,82 V rms, 8,94 V rms et 12,65 V rms.
Nous démarrerons sur la tension la plus faible. Un petit essai à un niveau arbitraire de - 15 db.
Toujours démarrer avec boutons volume et sensibilité d'entrée à 10 h.
Puis vous passez à la mesure, en maximisant la sensibilité de la carte son comme déjà fait.
Relevons la mesure du multimètre et réajustons la valeur du signal dans ARTA en conséquence en modifiant bien sûr la sensibilité de la carte.
Nous renouvelons l'opération pour 10 w et 20 w.
Nous venons d'observer le spectre de THD d'un ampli pour la fréquence de 1000 Hz à 3 niveaux de puissance.
A suivre.
Eric