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Calibrazione ARTA

Il vantaggio di utilizzare un sistema di misura basato su ARTA, rispetto ad esempio alla CLIO Audiomatica, è  indubbiamente il costo abbordabile anche per un hobbista.

Il prezzo da pagare è il tempo da dedicare alla messa a punto e calibrazione del sistema. Il tema è “bollente”, ho notato che un po’ in tutti i forum audio, c’è un proliferare di richieste di aiuto per la calibrazione di ARTA .

Eccovi servita, quindi, questa mini-guida! 😉

 

Modalità di misura Dual-Channel

ARTA può effettuare le misurazioni in diverse modalità (vedi paragrafo 1.2 del manuale ARTA). Il setup che useremo per le nostre misurazioni acustiche è il Dual-Channel. In questa modalità ARTA utilizza di default, il canale sinistro per le misurazioni e il destro come riferimento:

 

Perchè calibrare?

ARTA genera un segnale in uscita (Uout) e lo confronta con quello acquisito (Uin). Il problema è che tra Uout e Uin c’è una catena di strumenti di misura variabile, scheda audio compresa. Per poter dedurre il comportamento del DUT (Device Under Test), il comportamento della catena deve essere noto.

 

 

Bisogna, quindi, inserire in ARTA le caratteristiche specifiche della nostra catena di misura.

Seguendo la catena da sinistra verso destra, bisogna determinare:

  1. la sensibilità del canale di uscita della scheda audio (ARTA utilizza il canale sinistro)
  2. il guadagno in tensione dell’amplificatore (non indispensabile in modalità Dual-Channel)
  3. la sensibilità del microfono
  4. la compensazione della risposta in frequenza del microfono
  5. il guadagno in tensione dei canali sinistro e destro del preamplificatore microfonico
  6. la sensibilità dei canali di ingresso destro e sinistro della scheda audio

 

Settings dei volumi

Prima di partire con la calibrazione vera e propria, bisogna regolare i volumi della scheda audio per essere certi che i livelli di distorsione della scheda siano bassi e che i canali di ingresso/uscita non vadano in clipping. Usiamo a tal fine RMAA.

 

Procedura di calibrazione guidata

ARTA offre una procedura di calibrazione guidata (Menu Setup > Calibrate devices) per poter determinare i valori di cui ai punti 1,3 e 6. Gli altri valori vanno misurati/calcolati autonomamente e inseriti nella videata Audio Devices Setup.

 

In figura, i valori misurati sul mio setup.

 

La procedura guidata si divide in tre fasi:

Step A – calibrazione del canale di uscita sinisto della scheda audio

Step B – calibrazione dei canali di ingresso della scheda audio

Step C – calibrazione della sensibilità del microfono

 

FR Compensation

I microfoni di misura (soprattutto quelli più economici) non hanno una risposta in frequenza lineare. Il software è in grado di compensare queste non linearità a patto di inserire il file di risposta in frequenza del microfono.

Abbiamo due possibilità:

Naturalmente, la scelta dipende da quanto siamo disposti ad investire e che grado di precisione vogliamo ottenere. I link sopra si riferiscono a titolo di esempio al microfono Behringer ECM8000.

In entrambi i casi, per attivare la compensazione in ARTA, selezionare la voce di menu Setup->FR compensation e caricare il file di risposta in frequenza cliccando su Load. Se il caricamento è andato a buon fine, dovremmo vedere a video il grafico della risposta di frequenza importata.

Clicchiamo, quindi, sul pulsante Use frequeny response compenstion. Nel menu setup vedremo un flag in corrispondenza della voce FR compensation.

 

Audio Devices Setup

Non ci resta che inserire in Audio Devices Setup i valori di cui ai punti 2 e 5.

 

In figura, i valori misurati sul mio setup (Input e Output Channels sono Not detected solo perchè nel momento in cui ho prodotto lo screenshot, la scheda audio non era collegata).

 

In Ext. left preamp gainExt. right preamp gain inseriamo i valori calcolati come riportato a pagina 5 dell’application note 1.

Se abbiamo realizzato il JIG esattamente come descritto e con le resistenze indicate (avendo una una Scheda Audio con impedenza d’ingresso Zin di 10 KOhm), possiamo prendere per buono il valore dato dalla formula:

r = (R2 || Zin) / (R1 + R2 || Zin) = (910 || 10000) / (8200 + (910 || 10000)) = 0.0923

Le due stanghette || indicano il parallelo di due resistenze: il risultato è dato dalla formula (R1*R2)/(R1+R2).

Per calcolare il secondo valore, bisogna conoscere il gain in dB del preamplificatore microfonico. Il mio UB802, ha un gain regolabile da +10dB a +60dB. Con la manopola posizionata sulla terz’ultima tacca il gain è di circa +37,6dB.

Esso è calcolato con la formula

GdB = 20 * log (AV/V)

dove A V/V è il guadagno in tensione, dalla formula inversa:

mic_pream_gain = AV/V = 10(Gain dB/20) = 10(37,6/20) = 76 circa

per cui, data l’impedenza di ingresso della Transit Zin = 10000 ohm, data l’impedenza di uscita del preamplificatore microfonico Zout = 120 ohm ed il valore di R5 = 715 ohm, abbiamo

l = mic_preamp_gain * Zin / (Zout + R5 + Zin) = 76*10000/10835 = 70 circa

 

N.B. In modalità Dual-Channel è possibile scegliere quale canale della scheda audio utilizzare per le rilevazioni e quale come riferimento. Chissà per quale recondida ed inconscia motivazione, nel mio setup, utilizzo il canale sinistro come riferimento ed il destro per le misure. Di conseguenza i valori r ed l, vanno invertiti! 😀

 

In corrispondenza del campo Power amplifier gain, andrà inserito il guadagno del nostro amplificatore. Per calcolarlo sconsiglio la procedura descritta a pagina 6 dell’application note 1 di ARTA.

Risulta molto più semplice procedere in questo modo:

  • collegare il canale sinistro di uscita della scheda audio all’amplificatore
  • settare il multimetro in AC (scala 20V)
  • generare un segnale sinusoidale a 400 Hz con ARTA (setup -> Calibrate Devices, bouton Generate sinus)
  • regolare il potenziometro dell’amplificatore/Output level in ARTA fino a leggere il valore 2,83V sul multimetro (su un carico di 8 ohm)

Il guadagno in tensione del mio amplificatore è: 2.83 V/0.672 V = 4.21 V

Il valore 0,672 V, è il valore rms del segnale in uscita dalla scheda audio (ossia del segnale in ingresso all’amplificatore), già misurato al passo Step A. Attenzione che variando l’Output level in ARTA, questo valore può cambiare, rimisuratelo.

Ho scelto appositamente 2,83 V, in modo da poter effettuare comodamente misurazioni secondo lo standard 1m/2,83V, senza dover ricalibrare tutte le volte.

 

A questo punto consiglio di salvare (non si sa mai) il nostro Audio Devices Setup, cliccando sul pulsante Save Setup, in modo da importare gli stessi dati anche in STEPS, senza doverli ricopiare a mano.

 

La calibrazione di ARTA è terminata, buone misure a tutti! 😉