Misurare l'impedenza

Misure di impedenza

REW può eseguire misure di impedenza fino a poche centinaia di Ohm, utilizzando entrambi gli ingressi della scheda audio. Queste misure, possono essere utilizzate per calcolare i Parametri di Thiele-Small. Lo schema generico di connessione per tale scopo, è mostrato nella figura qui sotto:

La resistenza di rilevamento (Rsense), che deve essere non-induttiva, è utilizzata per misurare la corrente che scorre nel carico, e che sarà (Vleft - Vright)/Rsense. Il resistore di rilevamento deve avere una potenza nominale sufficiente per far fronte a un carico di cortocircuito e avere un basso coefficiente di temperatura. La tensione che attraversa il carico è Vright, quindi l’impedenza è tensione / corrente = Rsense*Vright/(Vleft - Vright). Da notare che prima di completare il processo di calibrazione, la precisione del risultato dipende dalla precisione adottata nell'inserire i valori del resistore di rilevamento.

Il carico appare in parallelo con l'impedenza di ingresso della scheda audio e l'impedenza dei puntali. Prima della calibrazione, questi effetti vengono parzialmente corretti utilizzando nel calcolo l'equivalente parallelo del resistore di rilevamento e della resistenza di ingresso della scheda audio, il cui valore viene inserito nella finestra di dialogo come RINPUT.

Buoni risultati si possono ottenere utilizzando un’uscita cuffia ((o, meglio ancora, un buon amplificatore per cuffie o un dispositivo con un'uscita per cuffie ad alta potenza) per pilotare il carico, con un resistore di rilevamento da 100 ohm. Se invece si utilizza un’uscita di linea, generalmente il resistore di rilevamento è molto più grande, data l’alta impedenza d’uscita e la scarsa capacità di pilotaggio. Si può tentare con un valore di 1 KOhm, ma bisogna considerare che i risultati avranno livelli di rumore molto più alti e saranno più suscettibili al rumore di fondo. Se il dispositivo utilizzato per pilotare il carico è in grado di sopportare carichi inferiori, un resistore di rilevamento di valore inferiore, ad esempio 47 ohm, migliorerà i risultati.

Un’alternativa, è di pilotare il carico con un amplificatore di potenza, che è in grado di fornire risultati molto più accurati, con un livello di rumore molto più basso, ma prestate la massima attenzione al livello che l’amplificatore di potenza è in grado di generare, poiché potrebbe facilmente danneggiare gli ingressi della scheda audio. Se utilizzate un amplificatore di potenza, la resistenza di rilevamento può essere molto più bassa, 33 ohm o meno, ma gli ingressi della scheda audio dovrebbero essere connessi attraverso un partitore resistivo che sia in grado di fornire un’attenuazione di circa 20dB e idealmente dovrebbero essere protetti da diodi zener back-to-back, per impedire che la tensione d'ingresso superi i 5V.

L’ingresso della scheda audio collegato con il carico, deve essere lo stesso scelto come ingresso nelle impostazioni di REW della scheda audio. Nello schema sopra riportato, l’ingresso collegato è il destro, ma se è stato utilizzato il sinistro, basta semplicemente scambiare nello schema il sinistro con il destro. Se le connessioni destra e sinistra sono invertite, le misure di impedenza mostreranno delle curve che saranno spostate verso l'alto approssimativamente del valore del resistore di rilevamento.

I canali di ingresso dovrebbero avere lo stesso guadagno. Se l'interfaccia audio dispone di controlli separati per ciascun canale, regolateli per avere lo stesso guadagno prima di iniziare la misurazione. Un modo semplice per farlo è lasciare il dispositivo di misura dell'impedenza con i puntali aperti e utilizzare il generatore di segnale per riprodurre un tono sinusoidale a 1 kHz al livello di misurazione previsto, osservando i livelli di ingresso sui misuratori di livello. Regolate i guadagni di ingresso in modo che i livelli dei canali di ingresso e di riferimento, corrispondano entro 1 dB e non siano in distorsione.

Per la misurazione dell'impedenza, si consigliano sweep della durata di 10 secondi o più, in modo da fornire nei risultati buoni rapporti segnale/rumore.

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Calibrazione del circuito di misura dell’Impedenza

Per ottenere risultati più accurati, è necessario calibrare il circuito di misura dell'impedenza. La calibrazione può rimuovere sia gli effetti di piccole differenze di guadagno tra i canali di ingresso della scheda audio, sia nelle risposte in frequenza dei canali oltre che nell'impedenza dei puntali. Per questo sono necessarie tre misurazioni per una calibrazione completa, ma come minimo, la prima misurazione deve essere eseguita a circuito aperto. REW salverà automaticamente i dati di ciascuna misurazione nella directory dei file di registro di REW.

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Calibrazione a circuito aperto

Il primo passo è calibrare il dispositivo di misura con i puntali aperti. Questi dovrebbero essere lasciati con un'estremità collegata al dispositivo di misura e lasciati aperti all'estremità opposta (dal lato del carico). Questa misurazione serve a compensare le differenze di guadagno tra i canali di ingresso.

• Premete il pulsante Measure (o Ctrl+M) per visualizzare il pannello Make a measurement, selezionate il pulsante Impedance e premete il pulsante 1. Open circuit cal: il testo del pulsante è rosso se la calibrazione dell'impedenza non è stata eseguita. Ricordate di scollegare i puntali all'estremità del carico come richiesto, prima di cliccare su OK nella finestra di dialogo che appare prima di avviare la misurazione.

• Effettuata l'operazione, verrà mostrato il livello del canale di misurazione (solitamente destro) rispetto al canale di riferimento, dove un valore di 100 Ohm corrisponderà al 100%, 99 Ohm al 99% e così via. Se la differenza tra i 2 canali è troppo grande (maggiore di 2 dB) la calibrazione viene interrotta poiché probabilmente è presente un errore di connessione o un'impostazione di guadagno diversa per i due canali di ingresso. In questo caso, prima di riprovare, ricontrollate le connessioni e i guadagni dei canali.

• Dopo aver effettuato la calibrazione del dispositivo di misura a circuito aperto, le differenze di guadagno tra i canali di ingresso verranno corrette.