Технологии > Измерения
Звуковая карта
Егм:
В виду бешеных цен на измериловку , доступными остаются только ЗК и пакозометры на их базе .
Предлагаю разобраться что они в самом деле мерят и как этим пользоваться .
Егм:
Первый вопрос : Как мерят -160 дБ если ДД ЗК всего 130-140 дБ ?
sgk:
--- Цитата: Егм от Декабрь 04, 2021, 02:59:29 pm ---Как мерят -160 дБ если ДД ЗК всего 130-140 дБ ?
--- Конец цитаты ---
Для измерения спектров сигналов, АЧХ, фазовых и амплитудных шумов применяю звуковую карту E-MU 1212m PCI V2. На упаковочной коробке написаны параметры фирмы изготовителя. В частности соотношение сигнал - шум в полосе 20 Гц - 20 кГц = 120 дБ, метод А.
Профессиональные измерительные приборы как правило приводят значение фазовых или амплитудных шумов к полосе 1 Гц. Пересчитаем полосу шумов 20 кГц приведённую в спецификации звуковой карты к полосе 1 Гц. Считаем = 10*LOG((20000 -20)/1) = 43 дБ + 120 дБ = 163 дБ. Метод А это уменьшение уровней НЧ и ВЧ составляющих по стандарту МЭК. Во всей полосе и равномерной АЧХ шумы будут на 3 дБ выше. Иными словами, технически исправная карта при подаче на вход идеального сигнала уровнем 0 дБ должна показать шумы на -160 дБ ниже чем сигнал.
Егм:
--- Цитата: sgk от Декабрь 04, 2021, 04:12:28 pm ---как правило приводят значение фазовых или амплитудных шумов к полосе 1 Гц.
--- Конец цитаты ---
Тут начинаются математические фокусы непонятные мне .
Физически один разряд 24 битного АЦП равен 1.192*10^-7 вольт при 0дБ=2 В.
То есть меньше 1.192*10^-7 В карта не в состоянии измерить .
- 166 дБ это 2*10^-8 на порядок меньше того что можем померить .
? ? ?
Теперь про частотное разрешение :
Что бы получить 1 Гц разрешения при частоте дискретизации 96 кГц нужен массив размером не метении 96 кБайт
Который будем заполнять 1 сек . Прямоугольное окно имеет уровень боковых лепестков 13 дБ .
то есть всё что ниже 13 дБ мы не видим .
Для ЗК 24 бита боковые лепестки нужно давить на 144 дБ . Известные мне оконные функции при таком подавлении
имеют ширину главного лепестка минимум 18 бин . для получения разрешения 1 Гц нужно массив увеличить в 18 раз .
Только на заполнение массива уйдет более 18 сек. Да еще расчет ДПФ прорисовка картинок на один замер
минуты уйдут .
Спектра рисует гораздо быстрее , значит где то схитрили . Вместо честного расчета - интерполяция (выдумывание
результатов)
Или в формулу "Считаем = 10*LOG((20000 -20)/1) = 43 дБ + 120 дБ = 163 дБ" мы подставляем не те цифирьки .
sgk:
--- Цитата: Егм от Декабрь 04, 2021, 05:33:26 pm ---Тут начинаются математические фокусы непонятные мне .
Физически один разряд 24 битного АЦП равен 1.192*10^-7 вольт при 0дБ=2 В.
--- Конец цитаты ---
Программа анализатора спектра не "считает" по одному единственному измерению. У АЦП в звуковой карте формально 24 разряда. Когда измерял ENOB, то реальное кол-во значащих битов было 20,8. То есть фактически 21 разряд, остальные "шумят". Но в программе Шмелёва выборка из 128 тыс. значений при полосе 0,73 Гц распараллеливается и постоянно дополняется новыми значениями. В результате шумы усредняются (уровни на панораме уменьшаются) а сигналы остаются на прежнем уровне. Более понятно может объяснить специалист хорошо знающий математику, например Игорь 2.
Как практик многократно проверял "правильность" измерения уровней сигналов. Эти измерения может повторить каждый желающий любитель. Собираем два кварцевых генератора на частоты 10 кГц и 9,6 кГц. Можно другие частоты, такие кварцы в наличии. Один из сигналов подаём без ослабления, другой сигнал ослабляем, в данном случае ослабление на -160 дБ по отношению к сигналу частоте 10 кГц. Включает - отключаем "слабый" сигнал, смотрим спектры.
Навигация
Перейти к полной версии