Umschaltbox HBX
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Bei intensiver Nutzung aller HBX Messarten ist die notwendige Umverkabelung nervig, zeitraubend und birgt die Gefahr fehlerhafter Verkabelung. Eine selbst gebaute Umschaltbox bringt hier ein schnelleres und angenehmeres Arbeiten.

Ich stelle Ihnen deshalb an dieser Stelle einen Bauvorschlag für eine solche Umschaltbox vor.

umschaltbox-schaltplan-hbx

Legende der Symbolik

Lv

Leistungsverstärker >= 15W mit massebezogenen Ausgang ( z.B. Monacor IPA50 )

Ls

Lautsprecher Klemmanschlüsse

SC IN Li

Soundcard Line-IN linker  Kanal, SC OUT dementsprechend Line OUT

SC IN Re

Soundcard Line-IN rechter Kanal, SC OUT dementsprechend Line OUT

Mvv

 Mikrofonvorverstärker ( z.B. Monacor Platinenmodul MPA-1 )

D1-D4

Z-Dioden 3,9V (0,5W mit geringer Kapazität z.B. BZX79C3V9 R0 )
zum Schutz vor zerstörenden Überspannungen > 3,9V+0,7V=4,6V

Rv

 Vorwiderstand der Impedanzmessg. 82 Ohm / 0,25W<--- bis 4,5V Ausgangspegel Lv

+Us

Speisespannung des Elektretmikros, meist 9V, R10=1,2kOhm ; C1=2,2µF

Tr1

47k ( Trimmregler)

DMM Li  

Digitalmultimeter am Li. Kanal für Pegelkalibr. Über 4mm isolierte Einbaubuchse

DMM COM

Masseanschluss des Multimeters

R6, R8   

6,8kOhm Toleranz. 0,1% R6 = R8, selektieren müssen nahezu gleich sein!

R7, R9

680 Ohm Toleranz. 0,1% R7 = R9, selektieren müssen nahezu gleich sein!

Line-OUT Li. 

hier kann das Ausgangssignal der Soundkarte direkt abgegriffen werden;
z.B. für Einspeisung in Hifi-Geräte oder Frequenzweichen

Line-IN Li.

hier kann ein zu messendes externes Signal eingespeist werden, z.B. der Ausgang
einer Frequenzweiche

cinch-symbol

Cinch Einbaubuchse

Erläuterungen zur Umschaltbox

In dieser Schaltplanvariante ist ein integrierter Mono Leistungsverstärker als auch ein Mikrofon- vorverstärker für Elektretmikrofone vorgesehen. Diese beiden aktiven Komponenten natürlich entfallen, wenn man bereits vorhandene externe Verstärker/Vorverstärker benutzen möchte.

Für den Mikrovorverstärker ist das mit einer gestrichelten Line angedeutet.

Wenn der interne Leistungsverstärker entfallen soll, so wird das Signal des externen Leistungsverstärkers einfach an der Cinch Buchse SC OUT Li eingespeist. Der Trimmregler Tr1 entfällt natürlich in diesem Fall. Desweiteren ist damit auch die Line-OUT Li Buchse hinfällig.

Die Spannungsteiler R6/R7 sowie R8/R9 senken die zu hohe Ausgangsspannung des Leistungsverstärkers auf einen Soundkarten verträglichen Spannungswert von < 1Volt ab. Diese beiden Spannungsteiler müssen soweit es geht identisch sein. Weiter unten folgen Gleichungen mit welchen Sie den Spannungsteiler für Ihre Messzwecke/Soundkarte optimal anpassen/errechnen können. Wenn Sie z.B. wissen das Sie niemals Nachhallzeitmessungen mit den dazu notwendigen hohen Endstufenpegeln durchführen, so können die Spannungsteiler  R6/R7 sowie R8/R9 ein deutlich geringeres Teilerverhältnis bekommen, mit dem daraus resultierenden höheren Referenzpegel am Soundkarteneingang. Das führt zu einem besseren Signal/Rausch Verhältnis am Soundkarteneingang.

Drehschalterposition

Messmöglichkeiten

Pos. 1

Alle akustischen Messungen mit Mikrofon wie z.B. 
- Lautsprecherfrequenzgangmessung mit MLS/Impuls
- Nachhallzeitmessungen
- Echtzeitspektrumanalysator
- Lautsprecherlaufzeitmessungen

Pos. 2

- Lautsprecherimpedanzmessung und Impedanzkalibrierung

Pos. 3

- MLS/Impuls-Kalibrierung , Klirrgangkalibrierung mit Einbeziehung des   Leistungsverstärkers Lv

Pos. 4

- elektrische Messungen an Frequenzweichen, Verstärkern u.a. 
 Signal von Lv OUT Buchse oder Line OUT Li Buchse in Frequenzweiche
 einspeisen und Frequenzweichenausgang mit Line-IN Li Buchse
 verbinden

dB Stufen Dämpfungsschalter für internes Mikrovorverstärkermodul

Da HBX für absolute Pegelmessungen die genaue Mikrovorverstärker Verstärkung verlangt, wurde für den internen Mikrovorverstärker ein dB-Stufenschalter eingeplant. Damit kann die Mikrofonempfindlichkeit der jeweiligen Messung definiert angepasst werden, ohne jedesmal eine Mikropegelkalibrierung durchführen zu müssen. Das ist bei einem Potiregler nicht so einfach möglich.
Bei einem externen Mikrovorverstärker wie dem MPA-1002 welcher bereits einen dB-Stufenschalter besitzt, kann der von der Umschaltbox natürlich entfallen.

Die gewünschten dB-Dämpfungswerte können Sie mit nachfolgenden Gleichungen Ihrem Mikrovorverstärker- baumodul anpassen. Sie errechnen also die Widerstandswerte R1 bis R5 wobei R5 im Schaltplan dem R2 in den Gleichungen entspricht. R1 bis R4 entspricht in den Gleichungen immer R1

Berechnung der Spannungsteilerwiderstände für einen vorgegebenen dB Dämpfungswert  ( mit Soundkarteneingangsimpedanz belasteter Spannungsteiler )

spannungsteiler-nach-db

weiter Beispielwerte :

-10dB  reale Dämpfung mit R1=1,1k und R2=520

 

-20,1dB reale Dämpfung mit R1=4,7k und R2=520

 

-40,1dB reale Dämpfung mit R1=51k und R2=520

 

-60,1dB reale Dämpfung mit R1=510k und R2=520

Mit den nachfolgenden Gleichungen können Sie den Pegel des Leistungsverstärker-ausgangs (Referenzpegel bei 2-Kanalmessungen) optimal für den Eingangs- pegelbereich Ihrer Soundkarte errechnen.
Sie berechnen also damit die Spannungsteiler R6/R7 und R8/R9 neu.

spannungsteiler-faktor

Mit den nachfolgenden Gleichungen können Sie die notwendige Leistung und Ausgangsspannung des Verstärkermoduls für einen gewünschte maximalen Schalldruckpegel bei gegebenen Kennschalldruckpegel berechnen

verstaerker-out-schalldruck

  • Eigenbaufotos, Fehlermeldungen, sinnvolle Verbesserungs-
    vorschläge ( keine kostenintensiven) und andere Ideen
    in Sachen Umschaltbox veröffentliche ich gern an dieser Stelle. 
    matz@audio-software.de
  • Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Nachbau erfolgt auf
    eigenes Risiko !

Es geht auch ohne Gehäuse, einfach auf eine Sperrholzplatte.

Die Bilder wurden freundlicherweise von Herrn David Diedrich zur Verfügung gestellt.

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