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Spannung genau messen/kalibrie

21.10.2013,
09:20
 

Messen, Toleranzen (Elektronik)

Hallo,

Meine Frage lautet eigentlich:

In welchem Spannungsbereich ist ein Multimeter (in meinem Fall ein Voltcraft VC265) am genausten?

Als Angabe finde ich nur "Grundgenauigkeit 0,8%".

Konkret geht es um die Kalibrierung einer Steuerspannung für einen Musiksynthesizer (VCO).
Diese wird von einem DAC generiert und mittels OPAMP Verstärkt. Mittels Trimmer lässt sich die Verstäkung einstellen.
Das ganze ist teil eines MIDI-CV Converters. Schaltung des Wandlers ist hier zu sehen:
http://ucapps.de/mbhp/mbhp_aout.pdf

Das Programm ermöglicht zur Kalibrierung bestimmte Soll-Werte auszugeben (0V, 1V, 2V, 4V, 8V)

Wenn ich die 2V exakt einstelle erhalte ich folgende Werte (gegen Masse auf der Platine des DACs):

0V : 0,001V
1V : 0,992V
2V : 2,000V
4V : 4,02V (ab hier zeigt das DMM nur noch zwei Nachkommastellen)
8V : 8,04V

Ziel ist eine empfohlene Genauigkeit von 2mV.
Jetzt vermute ich mal das die Genauigkeit des Multimeters überhaupt nicht ausreichend ist.
Daher also die Frage:
Gewinne ich etwas wenn ich zum Kalibrieren einen bestimmten Bereich heranziehe? Also mich darauf konzentriere das die 1V (kleiner Wert) richtig angezeigt werden, oder besser die 8V (großer Wert)?
Oder spielt das keine Rolle weil der Fehler mit steigender Spannung immer größer wird?

gast

21.10.2013,
09:41

@ Spannung genau messen/kalibrie

Messen, Toleranzen

» Hallo,
»
» Meine Frage lautet eigentlich:
»
» In welchem Spannungsbereich ist ein Multimeter (in meinem Fall ein
» Voltcraft VC265) am genausten?

Bei einem richtigen Multimeter hast du Angaben
Fehler in %
Fehler Nullpunkt
Fehler Endpunkt - da ist die Kunst den richtigen Messbereich für die Aufgabe auszuwählen
und dann die Angabe bei welcher Temperatur das gilt

und bei einer Digitalanzeige noch die Angabe +/- Digits Fehler

tobix

21.10.2013,
11:05

@ Spannung genau messen/kalibrie

Messen, Toleranzen

Bereich
» Ziel ist eine empfohlene Genauigkeit von 2mV.
» Jetzt vermute ich mal das die Genauigkeit des Multimeters überhaupt nicht
» ausreichend ist.

Keine Chance mit dem Leitungspruefer :-|

» Oder spielt das keine Rolle weil der Fehler mit steigender Spannung immer
» größer wird?

Die Anzeigeungenauigkeit wird groesser bei Wahl des naechsthoeren Bereichs.

Hinten angefangen, acht digits Anzeigeungenauigkeit also bis +/-8mV im 4V-Bereich und entsprechend +/-80mV im 40er, so viel wird es aber wohl nicht sein, dazu halt noch dein anvisierter sollwert +/-0.8% (linear wird sich das auch nicht zeigen), also solange du nicht die realen Abweichungen nicht kennst kommst du da nicht ran.

sorry. anyway have fun.

------------

@Patrick Schnabel

Neuerdings zeigt es einen Fehler beim Absenden/Vorschau,
(alter Browser FF3.6x) vermutl. in deinem bemuehen den spammer zu plaetten...

Warning: strpos() [function.strpos]: Empty delimiter in /homepages/19/d222769350/htdocs/elektronik-kompendium/forum/posting.php on line 40

Spannung genau messen, kalibri

21.10.2013,
13:39

@ tobix

Messen, Toleranzen

Recht herzliches Dankeschön für eure Antworten!


» Keine Chance mit dem Leitungspruefer :-|

Das dachte ich mir schon.

» Die Anzeigeungenauigkeit wird groesser bei Wahl des naechsthoeren
» Bereichs.
»
» Hinten angefangen, acht digits Anzeigeungenauigkeit also bis +/-8mV im
» 4V-Bereich und entsprechend +/-80mV im 40er, so viel wird es aber wohl
» nicht sein, dazu halt noch dein anvisierter sollwert +/-0.8% (linear wird
» sich das auch nicht zeigen), also solange du nicht die realen Abweichungen
» nicht kennst kommst du da nicht ran.
»
» sorry. anyway have fun.

Dankeschön, hab ich.

Kann sein das du es bereits beantwortet hast und ich deine Antwort nicht richtig verstehe.
Da das der für mich entscheidende Tipp wäre frag ich nochmal nach. Bitte das zu entschuldigen.

Ist es für mich besser (genauer) die 8V passend zu machen oder die 1V?

Interessant hierbei auch der relative Fehler. Wenn ein Kanal des DACs nicht 100% genau passt hab ich bei meiner Anwendung garkein so großes Problem, nur ist es mir dann wichtig das ich alle 8 Kanäle möglichst exakt gleich abgleiche.
Ich verwende Das Midi-CV immer mit den Selben VCOs, daher ist es genaugenommen ausreichend wenn das gesammte System in sich "stimmt", sprich eine gespielte Oktave auch als solche zu hören ist. Dafür hat mir Gott ein ausgezeichnetes Messgerät geschenkt.
Nur möchte ich die Möglichkeit haben verschiedene Kanäle des DACs zu verwenden (zb für Mehrstimmiges Spiel) ohne das sich dabei die Intonation verändert.

Gerd(R)

21.10.2013,
14:23

@ Spannung genau messen, kalibri

Messen, Toleranzen

» eine gespielte Oktave auch als solche zu hören ist. Dafür hat mir Gott ein
» ausgezeichnetes Messgerät geschenkt.
» Nur möchte ich die Möglichkeit haben verschiedene Kanäle des DACs zu
» verwenden (zb für Mehrstimmiges Spiel) ohne das sich dabei die Intonation
» verändert.

Hallo,

das ist alles halb so wild, man hört sich das schon irgendwie zurecht. ;-)
Wenn ich das richtig verstehe, willst Du die Steuerspannung für den VCO über einen DA-Wandler erzeugen?
Wie sieht das digitale Eingangssignal aus? Wie ist die bit-Breite des digitalen Signals?

--
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Hartwig(R)

21.10.2013,
15:23

@ Spannung genau messen, kalibri

Messen, Toleranzen

Hallo,
ginge es nicht, den Abgleich zunächst mit dem Multimeter vorzunehmen, immer möglichst am Bereichsende gemessen. Dann den Feinabgleich anhand des Ausgangssignals mit einem Frequenzzähler oder Deinem Ohr .... Ich würde mich auf das Ergebnis konzentrieren, das willst Du ja haben - nicht die Messwerte...
Viel Erfolg
Hartwig

Spannung genau messen, kalibri

21.10.2013,
15:37

@ Gerd

Messen, Toleranzen

Schön gesagt. Man hört sich das zurecht...

Ich nutze eine Schaltung die auf dem wirklich genialen Modularen Soft- und Hardware System von Thorsten Klose, zu finden auf seiner Seite UCApps.de, beruht. Echt zu empfehlen, auch wenn man nix mit Musik zutun hat. Einfach weil das ganze so toll aufgebaut und dokumentiert ist.

Der DAC verwendet zwei MAX525 12 Bit DAC-Chips und eine MAX6007B Referenz.
Schaltung:
http://ucapps.de/mbhp/mbhp_aout.pdf

Verbunden wird das hiermit:
http://ucapps.de/mbhp_core.html
oder moderner (USB, SD-Card, etc)
http://ucapps.de/mbhp_core_lpc17.html

Näheres zum kompletten MIDI_CV findet sich hier (das ist eines der einfachsten Projekte auf der Seite):
http://ucapps.de/midibox_cv.html
Echt genial, das ding kann alles was man möchte. Soetwas gibts nirgends zu kaufen...
Man hat sogar die Wahl zwischen verschiedenen DA-modulen.
Habe eben gelesen (mann sollte halt genau lesen) das dort beschrieben wird man solle den Maximalwert ausgeben und Kalibrieren. 10,67V entsprechend MIDI-Note 127.


Wie das ganze angesteuert wird kann ich nicht erklären weil ich von Programmierung keine Ahnung habe.
Allerdings war es durch den modularen Aufbau kinderleicht den Code anzupassen (es gibt eine Setup.asm datei die nur noch compiliert werden muss)


Bei einem Synthie kann es ja tatsächlich ganz nett klingen wenns nicht 100%ig stimmt.
Andererseits hab ich mir schon mühe gegeben. SSM2210 Transistorpaar, Temperaturkompensation, hochwertige Opamps etc. Man liest das auf diesem wege 5-6 Oktaven gut zu erreichen sind... Die VCOs besitzen auch eine Kompensation für hohe Frequenzen, ab einer bestimmten Tonhöhe beginnt die fallende Flanke des Sägezahns ins gewicht zu fallen, was kompensiert werden muss.
Als Berufsmusiker (Streichinstrument) bin ich für kritisches Hören entsprechend geschult. Bisher passen schonmal 3 Oktaven.

Spannung genau messen/kalibrie

21.10.2013,
15:41

@ Hartwig

Messen, Toleranzen

Entschuldige, was ist mit Bereichsende gemeint?
Du hast natürlich Recht. Die absoluten Werte sind nicht entscheidend.
Grundsätzlich werde ich das so machen.
Allerdings müssen ja auch die VCOs kalibriert werden.
Wollte daher erstmal das MIDI_CV so genau wie möglich haben (und auf allen 8 Kanälen gleich) um dann damit die VCOs zu kalibrieren.


» Hallo,
» ginge es nicht, den Abgleich zunächst mit dem Multimeter vorzunehmen, immer
» möglichst am Bereichsende gemessen. Dann den Feinabgleich anhand des
» Ausgangssignals mit einem Frequenzzähler oder Deinem Ohr .... Ich würde
» mich auf das Ergebnis konzentrieren, das willst Du ja haben - nicht die
» Messwerte...
» Viel Erfolg
» Hartwig

Gerd(R)

21.10.2013,
15:54

@ Spannung genau messen, kalibri

Messen, Toleranzen

» Bei einem Synthie kann es ja tatsächlich ganz nett klingen wenns nicht
» 100%ig stimmt.


Hallo,

der Eingangswert ist also die MIDI-Notennummer?

Wird der VCO direkt an den DAC angeschlossen, oder gibt es da noch einen Antilog-Konverter?

Oder woher kommt die Abstufung 0-1-2-4-8V ?
Ich durchschaue die Schaltung nicht so richtig, aber mich stören die vielen einstellbaren Potis.
Wenn die alle genau eingestellt werden sollen, brauchst Du ein sehr gutes Meßgerät, mit einem üblichen Multimeter kommst Du da nicht weit. Es sei denn, du hörst wirklich gut und hast eine Engelsgeduld ;-)

Gruß Gerd

--
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geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
21.10.2013,
16:12
(editiert von geralds
am 21.10.2013 um 16:14)


@ Spannung genau messen/kalibrie

Messen, Toleranzen - Parameter einstellen

Hi,

Hier hatten wir kürzlich eine ähnliche Problematik.
"Drehpotentiometer mit beruehrungsloser Alternative ersetzen",
also "Potis komfortabler bedienbar machen"... so in etwa.

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=195233&page=0&category=all&order=last_answer&descasc=DESC

Da wurde kurz auch auf die Problematik der AD - DA Wandlung Bezug genommen.

Wennst Spannungssprünge haben willst, dann im unter mV Bereich.
Im mV Bereich könnte man das bereits hören.
Und zwar, wenn im Spiel Dynamik hineinkommt.
Dort hörst JEDEN Aufsprung, bzw. Absprung der Spannung - d.h. "Poti"drehung.

Im Fall des DA-Wandlers brauchst eine gute Auflösung.
Ein schneller 10bit, oder mehr wäre nicht schlecht; schnell gepaukt.
Ok, denke mindestens vergleichend an den MP3 Player, was der so alles drinnen hat.

Dann das Messgerät sollte mind. 5 stellig sein, eventuell ginge noch 4 .. 4 1/2 stellig,
damit du zumindest hdt. µV genau wirst. zB METEX, oder ähnliches.
Die Filter sind dementsprechend anzufügen, damit
die Spannungsstufen "weggeschliffen" werden.

Dein Multimeter ist leider sehr grob gerastert.

Tip nebenbei:
lege ein Thermometer neben das Gerät,
besser ein Fühler auf das einzustellende IC.
Halte die Umgebung bei 20 .. 25Grad und stelle erst
nach mind 1/2 Std. Voll-Betrieb die Werte ein.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

Gerd(R)

21.10.2013,
16:14

@ Gerd

Messen, Toleranzen

» » Bei einem Synthie kann es ja tatsächlich ganz nett klingen wenns nicht
» » 100%ig stimmt.
»
»
» Hallo,
»
» der Eingangswert ist also die MIDI-Notennummer?
»
» Wird der VCO direkt an den DAC angeschlossen, oder gibt es da noch einen
» Antilog-Konverter?
»
» Oder woher kommt die Abstufung 0-1-2-4-8V ?
» Ich durchschaue die Schaltung nicht so richtig, aber mich stören die vielen
» einstellbaren Potis.
» Wenn die alle genau eingestellt werden sollen, brauchst Du ein sehr gutes
» Meßgerät, mit einem üblichen Multimeter kommst Du da nicht weit. Es sei
» denn, du hörst wirklich gut und hast eine Engelsgeduld ;-)
»
» Gruß Gerd

Hallo,

hab mal die links angeschaut.
Also dein DAC liefert 1V/Oktave. Also muß Dein VCO den Antilog-Konverter enthalten, und Du brauchst nur eine lineare, dem Notenwert proportionale Ausgangsspannung.
Eigentlich reichen da 7 bit zur Definition des Notenwertes aus (0-127). Kann man das nicht mit einem guten Wandler auch so linear genug hinbekommen, ohne noch jedes bit einzeln abgleichen zu müssen?

Gruß Gerd

--
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Spannung genau messen, kalibri

21.10.2013,
16:30

@ Gerd

Messen, Toleranzen

» » Ich durchschaue die Schaltung nicht so richtig, aber mich stören die
» vielen
» » einstellbaren Potis.

Eines pro Kanal. Die beiden DACs sind vierfach Wandler.
Macht 8 Trimmer für 8 Ausgänge.


» Eigentlich reichen da 7 bit zur Definition des Notenwertes aus (0-127).


Midi sieht auch die Verwendung eines "Pitchbend"-Rades vor. Klingt wie das Saitenziehen bei der Gitarre falls das hilft. Jedenfalls ist da die höhere Auflösung sinnvoll. Könnte man wohl auch mit einem gröberen Wandler und RC-Filter erreichen.

Die VCOs besitzen einen entsprechenden V/Oct Steuereingang.
Wie erwähnt habe ich dabei SSM2210 doppeltransistoren und einen speziellen Widerstand zur Temperaturkompensation verbaut.

Spannung genau messen, kalibri

21.10.2013,
16:34

@ geralds

Messen, Toleranzen - Parameter einstellen

Danke, das mit der Temperatur ist ein sehr guter Tipp.
(Hab ich auch bisher so gemacht)
Ich vermute das mein Wandler genauer ist als mein Messgerät.
Das man mit einem "billig" Multimeter niemals solche Werte exakt bestimmen kann habe ich mittlerweile auch verstanden.
Meine Frage war nur ob ich mit meinen gegeben Mitteln besser in den richtigen Bereich komme wenn ich mir zum Abgleich einen hohen Sollwert, zb 8V, oder einen niedrigen, zB 1V, ausgeben lasse.



» Hi,
»
» Hier hatten wir kürzlich eine ähnliche Problematik.
» "Drehpotentiometer mit beruehrungsloser Alternative ersetzen",
» also "Potis komfortabler bedienbar machen"... so in etwa.
»
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=195233&page=0&category=all&order=last_answer&descasc=DESC
»
» Da wurde kurz auch auf die Problematik der AD - DA Wandlung Bezug
» genommen.
»
» Wennst Spannungssprünge haben willst, dann im unter mV Bereich.
» Im mV Bereich könnte man das bereits hören.
» Und zwar, wenn im Spiel Dynamik hineinkommt.
» Dort hörst JEDEN Aufsprung, bzw. Absprung der Spannung - d.h.
» "Poti"drehung.
»
» Im Fall des DA-Wandlers brauchst eine gute Auflösung.
» Ein schneller 10bit, oder mehr wäre nicht schlecht; schnell gepaukt.
» Ok, denke mindestens vergleichend an den MP3 Player, was der so alles
» drinnen hat.
»
» Dann das Messgerät sollte mind. 5 stellig sein, eventuell ginge noch 4 .. 4
» 1/2 stellig,
» damit du zumindest hdt. µV genau wirst. zB METEX, oder ähnliches.
» Die Filter sind dementsprechend anzufügen, damit
» die Spannungsstufen "weggeschliffen" werden.
»
» Dein Multimeter ist leider sehr grob gerastert.
»
» Tip nebenbei:
» lege ein Thermometer neben das Gerät,
» besser ein Fühler auf das einzustellende IC.
» Halte die Umgebung bei 20 .. 25Grad und stelle erst
» nach mind 1/2 Std. Voll-Betrieb die Werte ein.
»
» Grüße
» Gerald
» ---

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
21.10.2013,
17:02

@ Spannung genau messen, kalibri

Messen, Toleranzen - Parameter einstellen

» Danke, das mit der Temperatur ist ein sehr guter Tipp.
» (Hab ich auch bisher so gemacht)
» Ich vermute das mein Wandler genauer ist als mein Messgerät.
» Das man mit einem "billig" Multimeter niemals solche Werte exakt bestimmen
» kann habe ich mittlerweile auch verstanden.
» Meine Frage war nur ob ich mit meinen gegeben Mitteln besser in den
» richtigen Bereich komme wenn ich mir zum Abgleich einen hohen Sollwert, zb
» 8V, oder einen niedrigen, zB 1V, ausgeben lasse.
»
»
»--

Ja, mindestens falsches Messgerät.

Na, du weißt das ja eh (wie das aus deiner Antwort heraushöre), dann mache es doch richtig.

Sonst widersprichst du dich selbst wider deines Wissens.

Natürlich kannst auch nur machen, wenn du die entsprechenden Möglichkeiten hast, klar.

Aber der Spruch:"mit meinen gegebenen Mitteln...", ist so
ähnlich, als wenn du unter Umständen in den Wind schlägst.
... geht ins Leere.

Hast du eventuell die Möglichkeit passenende Messgeräte auszuborgen?
Wenn ja, - gewonnen.

Sonst, in beiden Fällen den Aufbau so gut als nur du
kannst machen, auf dein !Bestes Ergebnis, und
dann im Laufe des Betriebes halt pö á pö nachstellen.

Du trimmst dann mit Hilfe der Zeit, dann kommst zumindest
auf ein "Zufrieden, mit dem kann ich leben.." hin.

Ich kann dich gut verstehen... "wann ist es fertig?!",
:-D Tja, DANN musst aufhören, weil du dann u.U. echt bereits das beste Ergebnis haben könntest.


Grüße
Gerald
---

--
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Gerd(R)

21.10.2013,
17:06

@ Spannung genau messen, kalibri

Messen, Toleranzen

» Die VCOs besitzen einen entsprechenden V/Oct Steuereingang.
» Wie erwähnt habe ich dabei SSM2210 doppeltransistoren und einen speziellen
» Widerstand zur Temperaturkompensation verbaut.

Hallo,

das macht es klarer.

Du brauchst nur die 8V genau einstellen, und das für alle kanäle gleich. Dann stimmt auch der Rest.
Trotzdem solltest Du Dir dafür ein gutes Voltmeter irgendwoher ausleihen, um wie beschrieben, den unvermeidlichen Fehler auszumitteln.
Wenn die DAC-Ausgänge alle gleiche Ausgangsspannungen liefern, bleibt der restliche Abgleich am VCO.
Deine Dopeltransistoren sind dann die Antilog-Konverter, die aus den V/Oktave die entsprechenden V/Hertz machen.

Gruß Gerd

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
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I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

geralds(R)

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Wien, AT,
21.10.2013,
17:06

@ Gerd

Messen, Toleranzen

Hi,

Beim Synth. ist 1V/Oktave üblich. - entspringt aus Uraltzeiten.

Alles danach in der Weltgeschichte der Musik-Elektronik hält sich danach, auch eine "Pontempi".

Grüße
Gerald
---

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