audio | SB-LAB di Bianchini Stefano

Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs

18 Marzo 2018

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By Max.AV.Mezzomatto

La seguente guida nasce dalla richiesta di un amico che dovendo fare delle misure di impedenza di alcuni altoparlanti mi ha chiesto un metodo semplice ed economico per farle. Vedrete che l’unica cosa che dovrete acquistare se già non l’avete in casa é una semplice scheda AudioUSB che parte dai 60/70 euro a salire, qualche cavo ed un semplice box di interfaccia da autocostruirsi. Considerate anche poi che la scheda potrà essere utilizzata per tutti gli altri usi del caso, quindi non è un’acquisto fine a se stesso. Cercherò di guidarvi passo passo nel modo piu semplice possibile, per qualcuno sarà magari anche quasi noioso, ma in rete in italiano è difficile se non impossibile trovare informazioni su questa procedura per le misure. Ultima cosa, poi si parte promesso, le misure eseguite con questo sistema sono state confrontate con un altro e più (costoso/affidabile) sistema di misura che prevede l’uso della famosa Clio e discostano di forse neanche un 5%. Cosa più che accettabile visto che siamo parlando di un sistema hobbistico fatto per “giocare in casa” per autocostruttori ed appassionati. Vedrete dalle foto più avanti allegate.

Materiale Occorrente:

Un Pc portatile con presa USB e windows installato.
Al seguente indirizzo www.artalabs.hr/download.htm potrete trovare LIMP il software che serve per effettuare la misura e le relative condizioni di utilizzo, limitazioni e costi se vorrete acquistarlo.
Una scheda USB esterna ( nel mio caso ho una Focusrite ScarlettSolo, ma vanno bene quasi tutte, devono avere come requisiti due ingressi, solitamente Mic. ed Instrum./Line con la possibilità di regolazione del segnale e due uscite mono).
Un Amplificatore Mono o Stereo 30/40w (quelli che avete in cantina, vanno benissimo!), è preferibile che abbia il volume per comodità delle regolazioni. Nel mio caso ho un piccolo auto costruito con LM3886 con il potenziometro del volume.
Un Box per la misura da autocostruirsi (verrà spiegato come fare).

I cavi qui di seguito elencati vanno bene per la mia scheda, di conseguenza dovrete modificarli se il tipo di collegamenti della vostra scheda fossero differenti.

1 Cavo segnale Rca > XLR non bilanciato
1 Cavo segnale Rca > Jack 6,3 mono
1 Cavo segnale Rca > Rca mono
1 Cavo Rosso/Nero terminato con banane e mollette Box misure > Altoparlante
1 Cavo Rosso /Nero terminato con banane ambo i lati Box misure > Amplificatore

NOTA di non poca importanza ai fini della misura la qualità dei cavi deve essere buona, insomma evitare le cineserie, il sistema è sensibile alla qualità dei cavi, non sto parlando di utilizzare cavi HI END, ma buoni cavi si, nello specifico io utilizzo cavi autocostruiti con connettori da 3/5 euro e normale cavo del tipo per microfoni o simile OFC.

Collegamenti da effettuare per la misura

Box da realizzare per effettuare le misure

Lo schema da realizzare nel box

Una tabella riassuntiva delle connessioni dei vari cavi, può tornarvi utile come promemoria per effettuare costruire i vostri cavi

Il Box come vedete è molto semplice da realizzare… due connettori Rca da pannello, quattro connettori rosso/nero e pochi centesimi di resistenze. Lo schema da realizzare è quello della foto qui sopra ed è preso direttamente dal manuale di Limp/Artalabs, (un’occhiata dategliela ve lo consiglio), è con licenza ” Shareware”, è scaricabile gratuitamente in rete, il software è utilizzabile solo in modalità demo, gratuitamente, se vi interessa nessuno vi vieta di acquistarlo. La misura senza dilungarci troppo, sfrutta il sistema della resistenza nota/campione (Vref), le altre resistenze assieme ai diodi sono di protezione ulteriore per la scheda Usb.

Una volta procurato tutto il materiale ed effettuati i collegamenti siamo dunque pronti a partire…

Abbassare il volume uscita della scheda audio e posizionare i potenziometri degli ingressi ad 1/3 circa della loro corsa.
Controllare di avere l’alimentazione phantom del microfono a 48V spenta.
Se provvista la sk Audio USB dello switch Inst./Line posizionarlo su Line.
Accendere ora il Pc e lanciare LIMP, ed eseguirlo in modalità DEMO MODE (se non si è registrati), la schermata iniziale è questa qui sotto.

Scollegare l’altoparlante in prova per effettuare i settaggi iniziali, necessari per poter effetuare la misura.
Volume a 0 dell’amplificatore, ed accenderlo.
Nel MENU, parte alta dello schemo, nella pagina che si è aperta di LIMP, trovate in alto nel menu la voce Setup andateci sopra e cliccatela, quindi nel menu a tendina Audio devices, cliccatelo e controllate che sia riconosciuta la vostra scheda Audio (nel mio caso vedete c’è la Focusrite ScarletSolo, foto sotto), laddove non fosse riconosciuta dovete andare nelle proprietà del PC e controllare che sia installata correttamente la vostra scheda audio, compresi i Driver e che sia validata come periferica predefinita.
Sotto Riassumo la sequenza dei tasti che vanno premuti e le selezioni, nel proseguio sarà sempre indicato così.
Setup > Audio devices e verificare che sia riconosciuta la propria sk Audio USB > OK.

Ora nel MENU in alto: Setup > Measurement si apre questa schermata.

Impostare i valori: Reference channel LEFT, Reference resistor 27 Ohm (è il valore della R Ref usata nel BOX), Max Averages 10 > OK.
Nel MENU in alto: Record > Calibrate vi si apre questa schermata.

Premere ora Generate, (è il generatore interno di segnale), aumentare il potenziometro del volume della scheda USB fino a circa 1/3 della sua corsa, aumentare lentamente il volume dell’Amplificatore e vedrete che inizia a salire l’indicatore “Input Level Monitor”, aumentare sino a che indichi circa -40dB, ora giocando delicatamente con i potenziometri di ingresso dei segnali (Mic e Line), far si che i due segnali siano più uguali possibili e correggere sempre col master della sk Audio sino a -40dB, cosi come vedete nella foto sopra.
A questo punto Premete Calibrate, il sistema esegue il test di calibrazione, nella casella affianco Status verrà indicata la differenza tra i canali “Channel diff.” se avete fatto tutto bene la differenza tra i due canali dovrebbe essere inferiore a +/-2 dB, altrimenti il sistema vi da errore. Nel qual caso ritornate a “Generate” e ricominciate la procedura per regolare la sensibilità degli ingressi. Questa calibrazione del sistema è fondamentale per la precisione delle misure successive, fate in modo dunque che lo scarto sia il minore possibile. Non è molto difficile arrivare a scarti di +/- 0.5 dB. Se invece la differenza è sotto il+/- 2 dB premete OK ed andate avanti, e ci siamo quasi. NB: L’ALTOPARLANTE SIN QUI ERA ANCORA SCOLLEGATO!
A questo punto si deve collegare l’ Altoparlante da provare.
Nel MENU in alto: Setup > Generator, vi si apre questa schermata.

Verificare che sia selezionato Pink Noise > 0dB > 1KHz > 20 Hz come negli ellissi evidenziati, a questo punto premere Test, dovreste sentire il rumore rosa emesso dall’altoparlante ed il Level Monitor indicarne il livello, che in questo caso sarà diverso per i due canali, è NORMALE va bene così, non toccate i potenziometri degli ingressi! OK siamo pronti per la misura.

Nella barra degli strumenti premete il tasto “PLAY (rosso)”, verrà dunque visualizzata la curva dell’impedenza dell’altoparlante come nella foto seguente. (con i cursori Max e Min. Che trovate a Dx dello schermo potrete spostare a vostro piacimento e modificare la scala della curva ottenuta per una migliore visione).

Ora se necessita cliccando col tasto dx del mouse, si apre un menu a tendina nel quale è possibile se necessita ampliare la scala del campo delle frequenze e portarla 5 Hz, come nella foto sottostante.

Sulla sinistra in basso dello schermo è visualizzato il valore in Ohm dell’impedenza, per avere i valori esatto dovrete sottrarre il valore della resistenza campione, che nel nostro caso è 27 Ohm. Facciamo qualche esempio: in foto se col cursore vi posizionate nel punto piu basso della curva in basso allo schermo leggerete “Cursor” la frequenza minima ed il valore dell’impedenza minima, nell’esempio in foto siamo a circa 220 Hz, il valore indicato in Ohm è 34,17 a cui vanno sottratti i 27 ohm della resistenza campione, 34,17-27= 7,17 Ohm.

Sulla destra dello schermo avete la scala della fase ed ora sempre per fare ancora qualche esempio se vi portate col cursore come in foto sul picco massimo della curva dove la fase passa per lo zero gradi potrete leggere la frequenza di risonanza dell’altoparlante ed il suo valore massimo sempre in ohm a cui vanno sempre sottratti i famosi 27 ohm già citati.

Nell’esempio in foto la fase a circa 0 gradi, la Fs (Freq.di risonanza) vale 49,61 Hz, ed il valore di massima resistenza dell’altoparlante effettivo è 64,67-27=37,67 ohm circa. Leggete sempre in basso a sinistra Cursor. Ecco qui avete fatto la vostra prima misura della curva di impedenza di un altoparlante, questa misura vi permette di sapere il comportamento elettrico dell’altoparlante alle varie frequenze, informazione fondamentale da sapere nella futura realizzazione del diffusore, e per il momento fermiamoci qui. Infine un pò di foto fatte per confrontare i due sistemi come accennato all’inizio del tutorial, sopra le misure fatte con CLIO e sotto quelle con LIMP, (notate i piccoli brekup dell’altoparlante presenti in tutte e due le misure).

Ed ancora la misura di un piccolo diffusore Sony, preso cosi come muletto test.

Lo scarto fra i due sistemi è veramente minimo, (non vi fate ingannare dalle scale leggermente differenti) ed è di poca importanza per il fine per il quale verranno utilizzate queste misure, cioè ricordiamolo sempre l’hobby per autocostruzione dei diffusori. È solo l’inizio di un lungo percorso che porta alla realizzazione definitiva di un diffusore, ma da qualche parte bisogna pur incominciare.

Sperando di esservi stato utile, e di aver instaurato in voi il germe della curiosità, vi saluto…. ed infine un ringraziamento speciale dovreste farlo anche al caro amico Stefano Bianchini SB-LAB per aver permesso di pubblicare questa piccola dispensa sul suo sito.

Magnadyne SV54 – Restauro Estremo e conversione FM

21 Novembre 2017

Stefano Bianchini

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Questo è un’altro di quei restauri che io definisco estremi, estremi per via delle condizioni estremamente disastrose dell’apparecchio ed estremo per la quantità infinita di tempo e risorse necessari per riportarlo in una condizione dignitosa e funzionante.

Questa radio mi è stata “donata” diversi anni fà da un vecchietto ormai deceduto, un ex collezionista di radio con trascorsi di gattaro poi rinsavito, cui un forte temporale aveva fatto traboccare il pozzo nero che si era riversato nella cantina dove questa stessa radio (assieme a molte altre) era custodita. Per riassumere le condizioni della radio erano queste: Era stata abitata da topi al suo interno che si erano rosicchiati cose quà e là, successivamente un grazioso micio maschio rigorosamente non castrato aveva deciso di fare i suoi bisognini in cima alla stessa (probabilmente più di una volta), infine era rimasta per tempo indeterminabile con il fondo pucciato nell’acqua “pulita” (di fogna) fatta straripare dal temporale.

Nella foto qui sotto si può vedere la cima della radio “marcata dal micio” con la macchia e il piallaccio scollato, le colature arrugginite sul telaio della parte elettronica causato dalle cose fatte dal gatto che “piovevano” dall’alto, che hanno corroso anche tutta la targhetta di alluminio, inoltre il fianco del mobile era scollato e tenuto assieme ormai solo dal sottile piallaccio.

Nonostante fosse rimasta 5 anni nel mio solaio a seccarsi posso garantirvi che non appena ho smontato il telaio e ho cominciato a muoverla ha iniziato ad emanare degli odori che non posso descrivere (anzi li descrivo: topi – gatto – fogna – muffa… fortissimo… sopratutto il gatto), però non potevo lasciare all’oblio una radio del 1938, inoltre il vecchietto che me l’aveva data se fosse ancora vivo oggi avrebbe 100 anni e avrebbe avuto una collezioni formidabile se la solitudine non lo avesse portato a diventare gattaro e a smettere di prendersi cura delle sue radio. Quindi niente di meglio che ridare vita a uno dei tanti pezzi della sua collezione rimasti devastati dall’incuria. Molte non si sono salvate e sono state gettate via, anche radio a cassetta anni 20, altre le ho demolite io per recuperare quel poco che si poteva salvare (mascherina e guanti), questa è l’unica rimasta perchè ho sempre pensato fosse possibile sistemarla.

Qui sotto alcune foto delle condizioni del telaio:

Ho iniziato il lavoro LAVANDO il telaio, intendo dire proprio lavandolo! era talmente sporco e puzzolente che non si poteva fare altro…

Sono andati usati almeno una sporta di stracci vecchi e ci ho messo un pomeriggio intero… insapona e asciuga, insapona e asciuga… e vai di compressore per far uscire tutta la schifezza da ogni fessura. Poi l’ho seccata con la pistola terminca.

Ho poi lavato tutta la parte elettrica con tipo 1 litro di alcool isopropilico spray e compressore, tutti i contatti, i commutatori e tutti i punti di saldatura dove sarei dovuto andare poi con lo stagnatore a scaldare, infine ho lucidato il telaio.

La riparazione della parte elettrica è iniziato sostituendo tutti i condensatori, compreso il bastardissimo scatolino sotto alla piastrina di bachelite di questi modelli e rimpiazzando parecchi fili che si erano sbriciolati lasciando il rame a vista. Messe le valvole mancanti il trasformatore di alimentazione di 79 anni è vissuto gloriosamente per 5 minuti… poi è andato in dispersione tra primario e secondario dell’anodica facendo arrivare la fase sul telaio (ma senza guastarsi). Quindi ho riavvolto il trasformatore ex novo…

La radio riceveva qualcosa in gamma OC1 ma era muto nelle altre gamme (uscivano scintille quando si girava il commutatore proprio), il proseguo del lavoro di restauro è stato un calvario allucinante di problemi sempre nuovi uno dopo l’altro. Per iniziare i potenziometri di volume e tono avevano un valore 5 volte quello nominale e ho dovuto aprirli per rigenerare la banda resistiva…

Poi a un certo punto ha cominciato a diventare muta in modo del tutto casuale e in modo casuale tornava a funzionare, la finale audio 6V6 funzionava ma iniettando segnale nella griglia della 75 nulla passava, dopo ore a capire cosa potesse esserci nel circuito ho intuito un difetto intermittente della stessa 75. Poi ho iniziato la caccia ai guasti del gruppo RF, un gran numero di fili che uscivano dalle bobine di sintonia risultavano del tutto assenti (probabilmente rosicchiati dai topolini che avevano lasciato dentro alla radio anche una nocciola mezza mangiata e tante “cacchine”) e rimanevano solo i moncherini che ho dovuto pescare e capire dove riconnettere, la foto finale mostra il gruppo RF con tutti i fili “patch”…

Sembrava quasi tornata in vita, ma alla prima accensione di botto a 230volt (senza salire con la tensione pia piano col variac) osservo dei piccoli archi scoccare tra i vari elettrodi del commutatore in basso (oscillatore locale), succedeva che in fase di accensione la tensione con le valvole fredde arrivasse a sfiorare i 420volt (la raddrizzatrice 80 essendo a riscaldamento diretto arriva praticamente subito, mentre le altre valvole hanno una decina di secondi prima di partire) e l’isolamento del commutatore logorato dal tempo non fosse più quello di una volta, ho tentanto di pulirlo meglio che potevo con benzina e cottonfioc ma sporadicamente capitava ancora e siccome la bachelite a furia di dai e dai sarebbe finita per carbonizzarsi mandando tutto in corto permanente ho deciso di risolvere in modo brutale mettendo uno zener da 200volt dopo la resistenza che disaccoppia la 6A7, a regime la tensione li non supera i 140volt, quindi lo zener interviene solo nel momento di accensione impedendo che la tensione salga oltre i 200volt (a mali estremi).

Ho quindi tarato le medie frequenze e il gruppo RF, ho trovato il CAV paralizzato per un’errore mio nella riconnessione di una parte del gruppp RF, poi la radio durante la ricenzione cominciava a emettere delle scariche, l’oscillatore locale tentava di spegnersi, cambiavi gamma e non partiva, poi la ricambiavi e ripartiva, memore della vicenda con la 75 ho provato a sostituire la 6A7 ma non era colpa sua e dopo un pomeriggio intero a invocare tutti i 365 santi del calendario ho mollato tutto… Il giorno dopo non l’ha più fatto e ancora mi domando quale gremlins mi stesse facendo i dispetti quel giorno li.

Ho fatto realizzare una replica della targhetta posteriore…

Quindi ho installato un modulo FM e ho completato il restauro della parte elettronica!

Il mobile… Dopo essere stato soffiato col compressore per togliere tutta la povere e la muffa è stato sverniciato con sverniciatore gel, è stato rimosso il piallaccio superiore con la macchia del gatto e anche il legno sottostante poi è stato lavato (LAVATO) interamente con trielina, dopo 2 settimane ad asciugarsi e stato ri-lavato con trielina ancora e lasciato asciugare ancora 2 settimane. È stato ricostruito il tetto con un’assicella nuova e reincollato l’angolo scollato. È stato applicato nuovo piallaccio sul tetto e nel taglio sull’angolo. La base di appoggio della radio che era deformata dall’acqua è stata sostituita completamente con una uguale realizzata con legno nuovo, fissate diverse bolle di piallaccio scollato.

Mordenzata la base, l’intero mobile è stato spalmato di olio di lino cotto che è stato assorbito come da una spugna, l’olio di lino sigilla le porisità del legno, indurendo impedisce l’emersione di odori dal suo interno. Lucidata a gomma lacca all’esterno (che sigilla ancora meglio), mentre all’interno è stata spennellata con cera per mobili fusa a bagno maria che assicura una definitiva sigillatura anche del legno grezzo della parte interna.

Che chi crediate o no adesso il mobile è profumato, lo si può annusare da vicino sentendo la note di nocciola dell’olio di lino e il profumo della cera… (se l’aveste annusata prima avreste rimesso anche l’ostia della prima comunione haha).

Ho quindi ordinato 4 manopole replicate per completare il lavoro.

Ecco il video con la dimostrazione di funzionamento, nel video mostro l’accensione della radio e la ricezione in onde corte, successivamente commuto la radio in onde medie e attivo il modulo di conversione FM, quindi mostro la ricezione delle stazioni FM. Durante il video si nota che la ricezione FM ha qualche piccolo problema con alcune stazioni che si ripetono, questo accade perchè il modulo si aggancia su qualche armonica prodotta dall’oscillatore locale, ma il difetto è scomparso dopo diverse ore di funzionamento, probabilmente il calore prodotto dalle valvole ha asciugato residui di umidità ancora presenti nei componenti portando il circuito a stabilizzarsi, infatti nelle prime ore era necessario ritoccare di tanto in tanto la sintonia, segno che l’oscillatore locale aveva una leggera deriva in frequenza, poi si è fermato ed è rimasto stabile.