Scheda audio USB2

[MBaudino]

Buon giorno a tutti.
Uso vari PC (portatili e desktop) per fare misure utilizzandone le rispettive schede audio, sia integrate su MB che economiche su PCI.
Un totale disastro, nel senso che ognuna è caratterizzata da diverse e angoscianti risposte in frequenza, diversi livelli di calibrazione ecc.
Ho definito per ognuna le curve di risposta, sensibilità ecc., ma certamente il tutto non è molto pratico.
Pensando di fare a breve anche misure di rumore (su alimentatori e ccs, ovviamente con idoneo preampl.) e volendo un poco piu' di flessibilità (spostare la stessa scheda su PC diversi) vorrei acquistare una scheda USB (meglio USB2), possibilmente (ma non indispensabile) a 24b 192k.
Sui siti dei produttori ci sono veramente poche specifiche utili (sia in termini di risposta in frequenza che di distribuzione del rumore) ed ho anche il sospetto che siano in parte di fantasia.
Ad es. la Phase 26 USB che apparirebbe ottima, poi utilizzata in prove sul rumore comparse in un articolo sul sito TNT, presenta una distribuzione spettrale (del rumore) non proprio esaltante.
Mi sapete dare un consiglio? La cifra che vorrei spendere non è purtroppo alta: diciamo che (IVA esclusa) sui 100 € sarei felice, sui 200 un poco meno, ma se ne valesse la pena farei uno sforzo. Anche qualche cosa in piu', ma non molto (sigh!!). Naturalmente so bene che le nozze non si fanno con i fichi secchi (per altro carissimi..)
Vi ringrazio se avete qualche consiglio da darmi.
Grazie comunque,
Mauro

[PPoli]

Esiste già un topic nella sezione varie, e credo che in molti di noi ci stiano meditando sopra.

http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?t=104

Comunque, se non lo conosci già, dai un occhio al sito di Ciuffoli. E'un po' datato a dire il vero, quasi un anno in informatica è molto.

http://www.audiodesignguide.com/theSource/theSource.html

[MBaudino]

Autocostruirsi gli stadi AD, DA, i drivers per windows ecc. è fuori dalla mia portata, in termini di capacità e tempo.
Devo trovare una soluzione commerciale adatta, utilizzabile subito.
Conoscevo il sito di Ciuffoli, ma non avevo mai visto la pagina da te indicata. Purtroppo riporta solo specifiche e non misure.
La Audiophile USB della M-Audio mi sembra una buona soluzione. Nel forum del sito della RightMark ho trovato una serie di misure fatte su questa scheda, che risulta interessante (per il prezzo, circa 180 euro).
La speranza è però di trovare (in questa fascia di prezzo) una scheda USB 2.0 24b 192KHz di tipo ''prosumer'' (equivalente alla Audiophile USB). Al momento di USB 2 ho solo trovato prodotti del tipo Aureon 5.1 e Audigy 2NX, ciò schede di fascia 'bassa', a cui di norma in passato ha corrisposto (per questi produttori) una sezione analogica decisamente poco buona, non migliore di quella delle schede audio integrate nel mio PC.
Spero in qualche vostra 'dritta'
Ciao
Mauro

[PPoli]

La audiophile della M-Audio esiste anche in versione Firewire, anche se non sono sicuro che usb versione 1 costituisca il collo di bottiglia.
Lavora solamente sino a 96kHz, come la sua sorella usb e a differenza della versione PCI che va a 192. Bisogna comunque fare molta attenzione, il caso della soundblaster che campionava a 192 ma trasferiva il segnale a 96 la dice lunga sulle affermazioni commerciali delle aziende produttrici.

In generale credo che sui prodotti "infilati in uno scatolotto" le aziende informatiche abbiano tempi di aggiornamento del prodotto più lenti, dato che devono ammortizzare i piani di produzione e garantire ai loro fornitori un certo volume di vendite prima del restiling.

[MBaudino]

L' idea è di cercare una scheda di qualità adeguata facilmente trasportabile da un PC all' altro ed il vantaggio che vedo nella USB2 rispetto alla Firewire è la portabilità immediata, nel senso che tutti i portatili e desktop (recenti) hanno la porta USB2 ma raramente hanno la FW.
Presumo che nel giro di 6 mesi saranno disponibili schede audio di qualità intermedia con USB2 e con costi attorno ai 150-200 euro; purtroppo la vorrei acquistare adesso ... se esistesse. Comincio a perdere le speranze.
Grazie
Ciao

[drpaolo]

Se posso darti il mio parere: dovendo fare misure di rumore, tieniti le schede che già hai, perchè le misure di rumore che si possono fare con schede audio (con banda limitata) sono di tipo qualitativo e non quantitativo e sono comunque valide solo se effettuate in comparazione tra i diversi circuiti da testare.

Se si vogliono fare delle vere misure di rumore su alimentatori (audio e non) occorrono analizzatori di spettro con banda passante di almeno 10 MHz e non ci si deve limitare ad osservare solo lo spettro della tensione di rumore dell'alimentatore, ma soprattutto le distorsioni causate nella corrente di alimentazione dai dispositivi in prova.

Dal punto di vista del rumore, non ha molto senso -secondo me- misurare il livello di rumore di un circuito integrato LM317 (tanto per dirne uno) che può essere implementato in circuitazioni che hanno un ripple inferiore ai 2/3 mV picco-picco, quanto è sicuramente più interessante osservare le spurie prodotte in commutazione dai diodi raddrizzatori.

Queste spurie hanno bande passanti assai elevate (alcuni MHz) e sono assai più dannose al suono dei disturbi causati dal ripple in uscita dagli stabilizzatori (non vi fate fuorviare troppo dagli articoli di TNT - eccellenti- che però hanno una visione assai parziale dei fenomeni di distrurbo che si verificano in un alimentatore audio).

In sintesi, spendere cifre significative (100 Euro non bastano) in strumenti da PC non credo sia produttivo; dovendo indagare sul rumore degli alimentatori, io spenderei piuttosto gli stessi 100 Euro nell'analizzatore di spettro LX1431 di Nuova Elettronica, che può dare anch'esso solo misure di tipo qualitativo, ma che ha una banda passante che può approssimare quella necessaria ad indagare cosa succede veramente all'interno (e all'esterno) di un alimentatore completo.

Tanto per dare un'idea, di seguito cerco di pubblicare uno spettrogramma preso secondo la vigente normativa UNI-EN delle spurie generate da un'alimentatore audio ben concepito, seppure di costruzione tradizionale (si noti la banda passante di misura, estesa fino a 30 MHz - l'alimentatore è terminato su rete LISN).



Saluti.

Paolo Caviglia

[drpaolo]

Preciso ulteriormente (spero di non andare O.T.):

l'alimentatore in questione è quello di un preamplificatore a tubi, studiato per passare la normativa vigente di compatibilità elettromagnetica, per poter funzionare in tutti gli impianti elettrici d'Italia e per avere anche un buon suono !

Il trasformatore è quindi avvolto in maniera particolare, esistono reti di "snubbing" dei disturbi di commutazione dei diodi a stato solido e l'alimentatore è completamente stabilizzato, sia sull'anodica che sui filamenti, ed è dotato circuiti di lenta salita della tensione.

Come potete notare, così com'è l'alimentatore non supera la normativa di compatibilità (ha un picco a 1,8 MHz che supera il livello massimo ammesso per i disturbi condotti attraverso la linea di alimentazione, ma è un problema facilmente solubile).
Se però io misurassi la sua uscita con un analizzatore basato su una scheda per PC, la sua uscita sarebbe "perfetta" (si fa per dire, nevvero ?!)

Saluti.

Paolo Caviglia

[plovati]

Forse allora più che una scheda audio, dovresti cercare un oscilloscopio USB, o anche un vecchio Tek con la RS232 (poi ci sono dei convertitori USB-RS232).

In spirito fai da te, si potrebbe anche costruire un oscilloscopio USB:
http://www.eix.co.uk/Ethernet/USB/
magari, Paolo che ha un sacco di esperienza potrebbe fare da 'team leader' per un progetto simile....

_________
Piergiorgio

[drpaolo]

Temo che parlare di banda passante "elevata" (30 MHz) unita a USB o Windows sia un po' un controsenso.

Per esperienza, in un oscilloscopio digitale la velocità di campionamento dovrebbe essere almeno 5 volte superiore alla frequenza limite di banda (banda passante: 30 MHz - campionamento = 150 Ms/s).

Queste velocità si ottengono con una macchina a stati che si occupi del campionamento e della memorizzazione su memoria statica ultraveloce, riservando poi il PC alla sola visualizzazione e/o analisi del segnale (occorre però programmazione Assembler e collegamento con una porta parallela veloce o, al limite, tramite DMA - tecniche sperimentate molti anni fa in un prodottino della nostra piccola Ditta).

Sarebbe forse meglio rivolgersi all'usato Tek o usare schede per PC con frequenze di campionamento elevate -non audio- (che però costano carissime !)

In alternativa si va sull'analogico (analizzatore di spettro eterodina), da collegare ad un banale oscilloscopio analogico (con un buon trigger, però ).
In questo caso forse ci può essere spazio per il connubio: fai-da-te e banda-passante-ampia.

Saluti.

(In campo audio non sono più esperto di voi, credetemi).

Paolo Caviglia

[MBaudino]

Ti ringrazio per le risposte.
A chiarimento devo fare due precisazioni:
- sono un chimico, e questo per me è un hobby.
- la scheda audio mi servirebbe anche e soprattutto per misure audio normali (risposta in freq., fase, impedenza ecc.)
Affiancherei la scheda all' altra strumentazione che ho, parecchio datata ( voltmetro ac HP, generatore BF HP, ponte RCL , oscilloscopio su PC HandyProbe, oscilloscopio 20 Mhz ) o autocostruita o 'autocostruenda'. Poi, partendo da qualche riferimento, riverificherei le varie calibrazioni e risposte della strumentazione (al momento un pochino variabili da strumento a strumento).
Il tutto mi servirebbe per provare prima le risposte dei componenti ( in questi giorni specificatamento voglio verificare dei LL1635pp, per usarli come interstadio fra un driver di ECC82 - ad inseguitore catodico- e delle EL84 in A2 ), poi dei vari blocchi circuitale e poi ovviamente del circuito completo.
L' utilizzo di una scheda audio, di buona linearità e qualità, mi abbrevierebbe sicuramente i tempi di misura, ed avendo poco tempo questo è per me importante.
Poi con la scheda ci farei, per quanto possibile, anche misure di rumore utilizzando un preampli con AD797.
Molto interessanti le tue osservazioni sul rumore al di fuori della banda audio. Una domanda, visto che ci siamo e non potrò mai fare misure di questo tipo. Ottimizzato (in termini di rumore) l' alimentatore per quanto misurabile in sola BF tramite la scheda audio ( e ricorrendo a soluzioni tipiche come ingresso induttivo, diodi opportuni, snubber e quanto altro), e pensando a circuiti a basso PSRR, quanta influenza posso aspettarmi sulla qualità sonora da parte del rumore (al di fuori della banda audio) dell' alimentatore Mi spiego meglio: se io 'ottimizzo' un alimentatore per uno stadio ad es. catodo comune, basandomi solo sul rumore che posso misurare da 20Hz a 20KHz, poi posso ritrovarmi un disastroso rumore a frequenza piu' elevata tale da degradarmi il suono? E come fanno qualche decina di microvolt a 150KHz-10MHz ad interferire? Può darsi che la domanda sia banale, ma non ho competenza adeguata: riesco solo ad intuire che la banda 20KHz-100 KHz possa avere qualche influenza.
Grazie se avrai voglia di spiegarmi meglio il problema
Vado a rivedermi il kit di NE, di cui mi ero scordato.
Ciao
Mauro

[plovati]

- sono un chimico,
Originariamente inviato da MBaudino - 03/11/2005 :  11:43:27

Breve OT: potresti procurami un po' di mercurio? Avevo letto tempo fa di una cavo 'liquido' che in realtà è una dicitura di puro marketing. Pero' mi era venuta la voglia di provare un cavo di potenza fatto a liquido conduttore e pensavo al mercurio, giusto per ridere. Potresti sperimentare tu a farci sapere?

_________
Piergiorgio

[drpaolo]

Egregio Mauro, anch'io sono un hobbista, per quanto riguarda l'audio .

In risposta, spero esauriente alle tue domande:

Mi spiego meglio: se io 'ottimizzo' un alimentatore per uno stadio ad es. catodo comune, basandomi solo sul rumore che posso misurare da 20Hz a 20KHz, poi posso ritrovarmi un disastroso rumore a frequenza piu' elevata tale da degradarmi il suono? E come fanno qualche decina di microvolt a 150KHz-10MHz ad interferire?

Io parto dal presupposto che meno rumore c'è, migliore è il "suono" che esce dall'apparecchiatura.

La misura che ho evidenziato nel post ha un valore quantitativo (adempimento di normativa), ma anche qualitativo (mostra la banda passante del rumore e i suoi picchi).
L'apparecchio misurato è stato ottimizzato per ottenere quelle prestazioni, con una circuitazione che è difficile (se non impossibile) osservare sugli apparecchi consumer.

PRIMA CONSIDERAZIONE
Il rumore misurato, come abbiamo visto, ha un livello piuttosto basso; anche il limite massimo accettato dalla normativa (60 dBuV con misura di quasi-picco) è, però -effettivamente- molto ridotto. Se la normativa giudica che un picco di rumore oltre i 60 dBuV è fuori norma, vuole dire che questo livello (seppur bassissimo) è giudicato dannoso !

SECONDA CONSIDERAZIONE
La misura dello spettrogramma è presa sul cordone di alimentazione, dopo il trasformatore. Sapendo questo, anche i livelli relativi del rumore ad alta frequenza credo che assumano un altro significato, considerando che il rumore è "passato oltre" il trasformatore di alimentazione !

TERZA CONSIDERAZIONE
I circuiti audio hanno, spesso, una banda passante assai estesa; se questi circuiti sono dotati di controreazione è poi facile che la controreazione stessa diminuisca la sua intensità a partire da una ben determinata frequenza (alta).
Se io ho un circuito a bassa PSRR, che amplifica segnali di basso livello e ha un'estesa banda passante (un pre per fonorivelatori, in configurazione cascode, ad es.) ogni segnale spurio - fino a frequenze di un MHz e oltre- che mi arriva dall'alimentazione rischierà di essere amplificato come se fosse un segnale audio (ricordo che il livello di segnale di un pre fono è comparabile con quello del rumore osservato).
Questo fatto mi causerà sicuramente intermodulazione e/o riduzione dei margini di sovraccarico del circuito, dato che a quelle frequenze l'eventuale rete di controreazione mostrerà sicuramente i suoi limiti.

QUARTA CONSIDERAZIONE
Il circuito che ha queste misure è un circuito ottimizzato, ben oltre l'ottimizzazione di circuito realizzata da un normale autocostruttore o da una Ditta commerciale (soprattutto cinese, o similare).
Tieni presente che, senza questa ottimizzazione, il rumore potrebbe salire di almeno un ordine di grandezza.

IN CONCLUSIONE
Non è necessario avere un dispositivo a banda passante estesa per misurare il rumore di alimentazione, ma questo aiuta (secondo me).
Sull'alimentazione io misurerei ciò che avviene nel campo della corrente, oltre che in quello della tensione, dato che la corrente di alimentazione, in un dispositivo di amplificazione, è modulata dal segnale audio.
Per un monitoraggio efficace della corrente, con tutto quello che ne consegue, basta un dispositivo a banda passante limitata (scheda audio, con opportuni sensori) e, in questo caso, la misura qualitativa è sufficiente data la evidenza dei fenomeni.

Questo è il mio parere personale.

P.S. l'analizzatore di spettro di Nuova Elettronica andrebbe forse leggermente modificato, aumentandone la sensibilità, per adattarlo a questo genere di misure.

Saluti.

Paolo Caviglia

[MBaudino]

[/quote]
Avevo letto tempo fa di una cavo 'liquido' che in realtà è una dicitura di puro marketing.
[/quote]

Avevo letto anche io dei cavi al mercurio.
Vedo se riesco a procurarmene gratis un poco.. penso di riuscirci.
Francamente mi sembra un idea piuttosto pericolosa e, forse, anche illegale (devo verificare se è dal 2006 che diventa proibito l' uso del mercurio).
In termini tecnici, vedo difficoltà nelle connessioni fra mercurio e terminali, in quanto il mercurio amalgama oro, argento ecc. Devo verificare, ma l' acciaio credo possa funzionare. Potrebbe andare la grafite, ma a quel punto la già bassa conducibilità del cavo al mercurio decade ulteriormente ( e il fattore di smorzamento si smorza). Inoltre il tubo deve essere sufficentemente elastico da compensare le dilatazioni termiche del mercurio (notevoli). Chi 'sponsorizzava' questo tipo di cavi sostiene i vantaggi derivanti da una struttura non cristallina, e quindi priva di precipitati intermetallici ( spesso semiconduttori) ai bordi dei grani cristallini. Mi vedrei meglio però a questo scopo dei nastri di metallo allo stato vetroso (amorfo, quindi non cristallino) (li preparavo durante la tesi, nel 79).
Ti farò sapere
Ciao
Mauro

[MBaudino]

Molto interessante la seconda considerazione. Sulla prima, da inesperto, penso che tu abbia ragione, ma il limite fissato potrebbe anche voler dire che si intende tutelare apparecchiature ''terze'' che, per larghezza di banda o per gamma di frequenza di funzionamento, sono particolarmente sensibili a disturbi emessi a f>100KHz. Ad es. ricevitori radio, i cui segnali in ingresso sono tipicamente dell' ordine del microvolt, possono essere disturbate appunto da questo tipo di rumore in misura direttamente percepibile dall' operatore, senza bisogno di analisi raffinate.

Relativamente alla terza considerazione, sono perfettamente d' accordo se parliamo di stadi a basso livello. Mi riesce non immediato pensare al disturbo provocato da 50 µV a 1,5Mhz sull' anodo di una 6c33c in SE classico (e quindi a basso PSRR) anche se mi rendo conto che devo ancora studiare e sperimentare molto sull' argomento, non dico per sapere, ma anche solo per avere un minimo di comprensione. E' questo uno degli scopi per cui mi serve mettere in pista un minimo di attrezzatura e di qui' la mia domanda sulla scheda audio.
Hai voglia di descrivere in breve come avevi implementato l' alimentatore in questione? Sarebbe utilissimo.

Sulle misure nel campo della corrente, mi trovi perfettamente d' accordo. Il mio interesse ad usare il portatile ed una scheda USB è proprio per non avere il PC alimentato dalla rete, e quindi ridurmi i problemi di terre e ritorni.

Per l'analizzatore di spettro di Nuova Elettronica andrò nei prossimi giorni a recuperarmi i vecchi numeri, che tengo parcheggiati fuori città. Come pre pensavo ad una cosa di questo tipo
http://tangentsoft.net/elec/meas-preamp/
Mi dai un tuo parere? Questo pre ha una bassissima impedenza di ingresso (per minimizzare il rumore) e quindi non è di uso universale. Per un uso piu' generale ( ma piu' alto rumore) pensavo anche ad un LT 1167, circuito facilmente implementabile.

Ciao e grazie
Mauro

[drpaolo]

Un parere molto sommario, perchè non ho molto tempo, purtroppo (magari riposterò piu' tardi sull'argomento).

L'AD797 , un eccellente op-amp non mi pare la scelta migliore per un amplificatore da strumentazione multiuso (è ottimizzato per interfacciarsi con sorgenti a bassissima resistenza interna).

Il CMRR non è altissimo, per un amplificatore di misura.

Il layout circuitale (PCB) non mi pare confacente a quello di un preamplificatore di misura a bassissimo rumore.

Non si potrebbe optare per op-amp più tradizionali, tipo OP-27/OP-37 tanto per rimanere in casa AD, senza dover per forza ricorrere ad amplificatori per strumentazione (io usavo - e uso - la serie INA della Burr-Brown, che però costa e ha, anch'essa, le sue limitazioni) ?

Saluti.

Paolo Caviglia

[MBaudino]

Non si potrebbe optare per op-amp più tradizionali, tipo OP-27/OP-37 tanto per rimanere in casa AD, senza dover per forza ricorrere ad amplificatori per strumentazione (io usavo - e uso - la serie INA della Burr-Brown, che però costa e ha, anch'essa, le sue limitazioni) ?

Si, in effetti pensavo alle due soluzioni:
Un pre con l' AD797 ed uno con ingresso differenziale con LT1167. Il secondo avrebbe il vantaggio dell' ingresso diff. , del guadagno regolabile, di una maggiore impedenza di ingresso . Il secondo avrebbe una minore figura di rumore. In ambedue i casi il montaggio non sarebbe su PCB ma su scatolette TEKO in lamiera stagnata, suddivise in settori ( lay out sul genere UHF).
Saluti, grazie dei consigli, buon week end
Mauro Baudino

[MBaudino]

Ringrazio tutti per i contributi. Non sono riuscito a trovare una scheda USB2.0 di qualità idonea (solo firewire). Ho quindi optato per una USB 1.1, scegliendo una M-Audio Audiophile USB (sulla base del link datomi da P.Poli). I primi test con RightMark Audio Analyzer ( solo autotest ) hanno indicato un ottimo comportamento. Dovrò naturalmente fare un front end adeguato, per aumentarne la flessibilità. Mi sembra comunque che presenti un buon rapporto qualità/prezzo (149 € IVA compresa).
Ciao
Mauro