Die erforderliche
Softwarearchitektur hat mehr oder minder immer den Aufbau rechts.© 2005 Marcel Müller
Abstract:
Mithilfe
heutiger Computer und mehr oder minder viel Bastelgeschick, kann man
relativ einfach verschiedene frequenzabhängige Messungen im
Niederfrequenzbereich durchführen. Darunter fallen Messungen von
Lautsprechern ebenso wie z.B. ESR-Messungen an Elkos.
Die Idee für die Messungen entstammte zunächst aus der Notwendigkeit, größere Mengen von Elkos auf ihre Funktion hin überprüfen zu müssen. Schnell stellte sich jedoch heraus, dass sich die Methode auch für Induktivitäten und andere "Kleintiere" eignet. Durch Variationen des Aufbaus kann man auch HiFi-Lautsprecher oder Räume charakterisieren.
Dabei geht es erstaunlich Präzise zur Sache. Man kann durchaus bis in den einstelligen µH oder pF Bereich messen. Ebenso ist es möglich Lautsprecher ohne schalltoten Raum präzise zu charakterisieren, zum Teil sogar genauer als professionelle Messungen. Und auch die Messung von Signalverzögerungen im Nanosekunden gelingt mit der Soundkarte, womit man die Länge aufgerollter Kabel messen kann.
Das Messprinzip basiert darauf, mit einer handelsüblichen Stereo-Soundkarte ein Testsignal zu erzeugen und gleichzeitig die Reaktion darauf über Line-In wieder aufzunehmen. Daraus gewinnt man Informationen über die Veränderungen, die das Signal zwischendurch erfahren hat.
Mit diesem Vergleichsweise simplen Prinzip lassen sich eine Vielzahl verschiedener Messungen abbilden:
Allen voran braucht man einen PC mit Soundkarte. Die Qualitätsanforderungen an selbige hängen von der einzelnen Messung ab, sind aber in den meisten Fällen eher moderat, solange die Karte nur zuverlässig und reproduzierbar arbeitet. Wichtig ist, dass dieselbe Soundkarte für Aufnahme und Wiedergabe verwendet wird, da andernfalls keine hinreichende Kohärenz zwischen den beiden Signalen besteht.
Zusätzlich bedarf es etwas externer Messelektronik. Je nach Anspruch und Aufwand reicht die Bandbreite von nur einem Widerstand bis hin zu einer aufwendigen Verstärkerschaltung. Für die Schallmessungen kommt natürlich ein Messmikrofon nebst Vorverstärker dazu.
Nähere Details sind bei den einzelnen Messverfahren beschrieben.
Die erforderliche
Softwarearchitektur hat mehr oder minder immer den Aufbau rechts.
Ein Testsignal wird über Line-Out wiedergegeben. Dazu bracht man entweder einen Testsignalgenerator und ein Wiedergabeprogramm. Das Testsignal kann entweder on-the-fly generiert werden. In diesem Fall benötigt man ein Generatorprogramm und ein Wiedergabeprogramm, was Audiodaten aus einer Pipe (oder FiFo) abspielen kann. Alternativ kann die Wiedergabe auch aus einer Konserve (WAV/PCM-Datei) erfolgen; dann genügt ein Player-Programm der Wahl.
Für die Analyse benötigt man ein Aufnahmeprogramm, das in eine Pipe (oder FiFo) schreiben kann, ein Analyseprogramm und eins zur grafischen Darstellung (z.B. Gnuplot).
Das Betriebssystem ist eigentlich egal. Allerdings muss ich
anmerken, dass es unter Windows etwas schwer fällt, die
erforderliche Aufnahme- und Wiedergabesoftware zusammenzubekommen. Da
gibt es eher kommerzielle Angebote, die mehr oder minder viele der möglichen
Messvarianten unter einem Dach vereinen. Außerdem
gibt es noch ein paar andere, kleinere Haken und Ösen.
Die einzigen wirklich plattformspezifischen Teile sind das Wiedergabe- und das Aufnahmeprogramm. Unter Linux tun es die ALSA
Tools aplay und arecord, unter OS/2 PlayRec und
unter Windows und anderen bitte selber suchen.
Anmerkungen, Ergänzungen, Einwände (nur nicht zu viele :-): 
Originale Seite: http://www.maazl.de/electronic/LCR/index.html