REW Impedanzmessung
1. Vorbereitung
Das Prinzip der Impedanzmessung ist relativ einfach, das zu messende Objekt (Lautsprecher oder Chassis) wird im Frequenzbereich mit einem Referenzwiderstand (Rsense) verglichen. Im Schaltbild sieht das folgendermaßen aus:
Für den Vergleich benötigt man die Zweikanalmessung. Das ist mit dem Kopfhörerausgang und dem Mikrofoneingang des PC möglich. Dazu hat sich ein Referenzwiderstand von 100 Ohm als günstig erwiesen. Allerdings ist diese Verfahrensweise aufgrund der geringen Ströme auch störanfällig.
Die bessere Methode ist die Zweikanalmessung mit externer Soundkarte. Die Verbindung mit dem PC erfolgt hier nur mit dem USB-Anschluß. Der Messwiderstand kann etwas niedriger gewählt werden, z.B. 47 Ohm.
Unser Aufbau setzt sich dann aus der Messbox und der Soundkarte zusammen. Der Widerstand Rsense sollte ein Präzisionswiderstand, mit geringer Induktivität, geringer Toleranz und geringem Temperaturfaktor sein. Mundorf und Intertechnik bieten solche Widerstände an. Auf dem Bild der Messbox ist an den Objektklemmen auch ein Widerstand zu sehen, dieser dient jedoch nur zu Testzwecken für den Funktionstest der Schaltung. Anbei ein Mundorf Präzisionswiderstand mit der Bezeichnung "ultra".
2. Kalibrieren
Vor dem Messvorgang erfolgt das Kalibrieren. Wir beginnen mit der Hauptseite.
Der Kalibriervorgang gehört mit zum Ablauf der Messung, folglich ist "Measure" anzuklicken.
Beim Messfeld wird "Impedance" angeklickt, der Widerstandswert für Rsense eingetragen und "Check Levels" betätigt. Am Fenster links unten erkennt man dann den Input Level. Dieser sollte sich im grünen Bereich befinden. Da viele Soundkarten eine Lautstärkeregelung aufweisen, lässt sich hier sehr einfach der Pegel regulieren. Gibt es hierbei Probleme kann der Level im Feld darüber korrigiert werden.
Als nächstes betätigen wir den Schalter "Open circuit cal". Jetzt wird die Leerlaufkalibrierung durchgeführt. Dazu bleiben die Objektanschlüsse der Messbox unbeschaltet. Die Messung kompensiert Verstärkungsunterschiede zwischen den Eingangskanälen. Ein noch roter Buttom deutet nicht auf Fehler hin, sondern zeigt nur an, dass diese Funktion noch nicht ausgeführt wurde. Der Wert 100 Ohm hat mit der Messbox nichts zu tun, er dient ausschließlich der einfachen Umrechnung in %.
In unserem Fall ist die Leerlaufkalibrierung exakt. Kleine Abweichungen der Messung werden nach diesem Vorgang automatisch korrigiert.
Als nächstes müssen wir die Kurzschlusskalibrierung durchführen. Die Objektanschlüsse der Messbox werden kurzgeschlossen und der Buttom "Short circuit cal" wird betätigt. Der Messwert liegt jetzt nahe Null Ohm.
Der gemessene Widerstand entspricht der Impedanz der Messleitungen und wird nach diesem Vorgang automatisch korrigiert.
Zum Schluß erfolgt die Kalibrierung eines Referenzwiderstandes. Hierfür benutzen wir ebenfalls einen Präzisionswiderstand, dessen Wert genau bekannt ist. Die Toleranz sollte nicht größer als 1% sein. Der Wert des Referenzwiderstandes sollte in der Größenordnung der zu messenden Lautsprecherimpedanz liegen. Wir haben 10 Ohm benutzt. Nach Drücken der Schaltfläche "Reference cal" folgt die Anzeige.
Der Wert stimmt genau! Die obere gestrichelte Linie zeigt die Phase der Messung, welche ebenfalls korrekt ist.
3. Messen
Wir beginnen mit der Einstellung der Start- und Endfrequenz. Zur Prüfung der Signalstärke wird erneut "Check Levels" betätigt und im Messfeld sollte die Anzeige dann im grünen Bereich liegen. Für die Länge des Sweep kann vorerst der eingestellte Wert von 256 KB beibehalten werden. Lediglich die Einstellung "Noise" verringert das Rauschen und glättet das Messergebnis. Beim Beginn sollte die High Einstellung gewählt werden.
So müsste das Ergebnis aussehen. Die Zacken sind Gehäusemoden des Messobjektes, also richtig gemessen.
4. Messfehler
Fehler in der Messung sind überhaupt nicht unüblich. Das Messergebnis wird von vielen Faktoren beeinflusst, u.a. von elektrischen und magnetischen Feldern, die Induktionen im Anschlusskabel hervorrufen. Von Mikrofonie des Lautsprechers. Jedes Geräusch im Raum erzeugt im Chassis eine Induktionsspannung.
Als erste Maßnahme kann man eine Glättung der Kurve vornehmen. Ein Klick rechts oben im Messfenster zeigt uns die Möglichkeit auf die Kurven zu glätten "smothing".
Außerdem ist es sinnvoll die Kabel kurz zu halten. Lange Kabel ermöglichen Brummen und weitere hochfrequente Einstreuungen.
Ganz zum Schluß noch eine Messung unter Mikrofonieeinfluß. Während der Messung haben wir im Raum Musik gehört. Das Messergebnis zeigt den Fehler deutlich.
Impedanzmessung lt. Herstellerbeschreibung