[E_Tobi]

Hallo zusammen,

ich habe mir zum basteln/messen ein Motu M4 Audiointerface gekauft. Auf audiosciencereview gibts dazu schöne Messungen und einen Teardown, bei Interesse.
Das Teil ist recht gut, in der Loopbackmessung liegt der Klirr irgendwo bei 0.003% und die einzelnen Verzerrungsprodukte bei 0dB Aussteuerung bei -110dB.

Die Eingänge können +18dBu und haben 2MOhm Eingangsimpedanz, im differentiellen Betrieb. Es steckt ein Instrumentenverstärker drinnen und die Common Mode-Spannung sollte möglichst wenig sein.
Mehr konnte ich dem Support nicht entlocken, keine Eingangskapazität, eventuelle Nichtlinearitäten durch Schutzschaltungen bei hochohmiger Speisung, etc....

Da ich D-Amps damit messen will, muss ich jetzt natürlich erst mal runterteilen. +18dBu sind ungefähr 6VRMS.
Zusätzlich will ich eine möglichst steile Filterung haben, um nicht Artefakte durch die Schaltfrequenz der D-Amps runterzumodulieren, und einen hart verdrahteten Schutz gegen Übersteuerung.

Meine Frage ist, wie baue ich den Teiler, im Hinblick darauf dass ich ihn selbst dann am Ende nicht wirklich messen kann.

Mein Plan wäre es mit einem LT1994 oder ähnlich einen differentiellen preamp zu bauen, vielleicht so:

   

Was haltet ihr davon? Für bessere Ideen bzgl Konzept, Teileauswahl, etc, bin ich dankbar - Performance nur in Rauschen und Linearität, aber nicht Präzision und Drift ist Neuland für mich.
Einen hochohmigen Spannungsteiler würde ich ungerne einfach vor das Interface schalten, weil ich nicht weíß was drinnen ist...

[E_Tobi]

Nach ein wenig rumgesuche habe ich als Ersatz für den LT1994 nun den ADA4945 auserkoren.
Der hat einen integrierte Ausgangslimiter der mit Konstantspannung gespeist wird, was mir erlaubt die Klirr-risikofaktoren D1 bis D4 zu entfernen.
Betriebsspannung wird dann auf +/-5V reduziert, mehr brauchts eh nicht. Fürs Rauschen habe ich in dem Zuge auch die Widerstandswerte um den OPV reduziert.

   

Edit: Ne, die +/-5V reichen natürlich nur so lange bis vorne eine single-Ended-Quelle angeschlossen wird. Ab dann brauchts wieder +/-10V.
Das selbe gilt für den Limiter. Das taugt also nicht wirklich, das Limit muss vorne am Eingang gesetzt werden...also weiter suchen.

[E_Tobi]

Inzwischen hab ich den THS2630 von TI gefunden. Der sollte passen.

Dazu gibts eine Idee um den Eingang zu klemmen, ohne Klirr durch die Variable Junction-Kapazität zu erzeugen:

   

Das schützt mir jetzt zwar den Eingang, aber den Ausgang kann ich immer noch zu weit für das USB-Interface aussteuern...

[christianw.]

Ich hatte m.E. einfach 2 Widerstände genommen.

Schau Mal hier im Forum im EMU Thread, da hatte Volti vor Jahren ein Frontend gepostet.

[alfsch]

...und ich 3 .

wegen symm-in auf die XLR ....fertisch. und hat 0,0 Klirr ! 

[E_Tobi]

Meint ihr nicht dass am Eingang vom USB-Interface irgend eine Art von Halbleiter-Schutz ist?
Konsequenz wäre ja, je hochohmiger der Teiler, desto mehr Klirr...gleichzeitig, je hochohmiger der Teiler, desto schlechter kann ich messen, weil ich keine "saubere" Quelle mit genug Pegel hab.

[alfsch]

"meinen" reicht nicht 

+
du willst d-amps messen - die können meist < 1 kohm treiben 
ich würde den Teiler zB 100k - 10k - 100k machen, zum 10k (input)noch 470p par. (mach simu...dann siehste ja, was er filtert)

+ als Schutz einfach TVS Dioden oder anti.par. Z-dioden ran (wobei bei 100k davor sowieso nur zb 1mA bei 100V kommen können)

+ evtl. die Schachtel aufmachen und gucken, was am input als Schutz drin ist

[voltwide]

Das Motu M4 hat auf den line Eingängen ca 5k Eingangswiderstand und irgendwelche ÜberspannungschutzHL die im Zweifelsfalle durchbrenn. Genau das ist mir passiert. Nimm 3 passende Widerstände und kalibrier das Ganze. Ich habe da übrigens so Einiges ""reverse engineered"...

[voltwide]

Meine Erfahrungen mit dem Motu M4 - zusammengefasst
Im Prinzip "best bang for the buck" - die codecs sind wirklich hervorragend
Allerdings für Meßzwecke nicht optimiert - ist ja auch nicht die Zielgruppe.
-Die Line-In-Eingänge liefern maximale Performance, aber
Eingansimpedanz ist ca 5kOhm &
Bei Überspannung brennen die Transientensuppressoren auf.
Alles nicht schlimm, muss man aber beachten.
Leider sind die LineEingänge unter Linux nicht erreichbar
-Die Mikrofoneingänge sind nicht optimal für Messungen, denn
-Klirrfaktor und eingangsbezogenes Rauschen verschlechtern sich mit verringertem Gain.
Das liegt in der Natur des THAT6263 MicPreAmps. Die Verstärkung wird per interner Analogschalter in der Gegenkopplung geschaltet.
Infolgedessen ist bei minimaler Verstärkung der Strom durch diese maximal und damit auch die Verzerrungen.
Alles kein Problem für typische Audio-Anwendungen, für Messungen mit minimalem MicGain aber ein No-Go.
Also habe ich das Teil modifiziert:
Ein Frontend (AFE) mit OPVs kreiiert, dass einen symm, hochohmigen Eingang schafft.
Dieses ersetzt den THAT 6263 vollständig.

In Reihe mit den Eingängen der Buffer liegen Widerstände.
Damit werden die Eingänge robust gegen Überspannung.


Eine unbestückte AFE Platine kannst Du von mir haben.

Leider ist beim Umbau - eine üble Patcherei - der rechte Mic-Kanal in Mitleidenschaft gezogen.
Er liefert deutlich erhöhten THD, hier muß am Eingan des Codecs irgendwas passiert sein.
Ich vermute Elektrostatik hat die Eingangsdioden beschädigt.

btw: "Mit Windows wäre das nicht passiert"
Bei Bedarf kann ich meine diesbezügliche Doku in ein zip packen.

Sei also gewarnt, bevor Du das gute Stück modifizierst.
Mic-Kanal1 mißt hingegen exzellent.

[voltwide]

(14.09.2023, 12:21 PM)voltwide schrieb: Meine Erfahrungen mit dem Motu M4 - zusammengefasst
Im Prinzip "best bang for the buck" - die codecs sind wirklich hervorragend
Allerdings für Meßzwecke nicht optimiert - ist ja auch nicht die Zielgruppe.
-Die Line-In-Eingänge liefern maximale Performance, aber
Eingansimpedanz ist ca 5kOhm &
Bei Überspannung brennen die Transientensuppressoren auf.
Alles nicht schlimm, muss man aber beachten.
Leider sind die LineEingänge unter Linux nicht erreichbar
-Die Mikrofoneingänge sind nicht optimal für Messungen, denn
-Klirrfaktor und eingangsbezogenes Rauschen verschlechtern sich mit verringertem Gain.
Das liegt in der Natur des THAT6263 MicPreAmps. Die Verstärkung wird per interner Analogschalter in der Gegenkopplung geschaltet.
Infolgedessen ist bei minimaler Verstärkung der Strom durch diese maximal und damit auch die Verzerrungen.
Alles kein Problem für typische Audio-Anwendungen, für Messungen mit minimalem MicGain aber ein No-Go.
Also habe ich das Teil modifiziert:
Ein Frontend (AFE) mit OPVs kreiiert, dass einen symm, hochohmigen Eingang schafft.
Dieses ersetzt den THAT 6263 vollständig.

In Reihe mit den Eingängen der Buffer liegen Widerstände.
Damit werden die Eingänge robust gegen Überspannung.


Eine unbestückte AFE Platine kannst Du von mir haben.

Leider ist beim Umbau - eine üble Patcherei - der rechte Mic-Kanal in Mitleidenschaft gezogen.
Er liefert deutlich erhöhten THD, hier muß am Eingan des Codecs irgendwas passiert sein.
Ich vermute Elektrostatik hat die Eingangsdioden beschädigt.

btw: "Mit Windows wäre das nicht passiert"
Bei Bedarf kann ich meine diesbezügliche Doku in ein zip packen.

Sei also gewarnt, bevor Du das gute Stück modifizierst.
Mic-Kanal1 mißt hingegen exzellent.

[E_Tobi]

Klasse, danke für die Detaillierte Info! Ich bin nur unter Windows unterwegs und wollte von da her eh die Line-In nutzen.

(14.09.2023, 12:24 AM)voltwide schrieb: Nimm 3 passende Widerstände und kalibrier das Ganze.

Was meinst du mit Kalibrieren? Den Absolutwert des Teilers gegen die Eingangsimpedanz -> Pegel?

Eigentlich wollte ich das Dingen nicht aufmachen, wegen Garantie, aber ohne die genaue Schutzschaltung zu kennen ist das ganze auch nur geraten.
Den differentiellen OPV verfolge ich aus Interesse aber doch mal weiter, auch wenn eine Widerstandslösung als Teiler klappt.
Einen steilen Filter einbauen zu können finde ich schon charmant, und wenn die Widerstandslösung quasi linear ist, hab ich auch was zum 1:1 - Vergleich.

[voltwide]

(19.09.2023, 03:14 PM)E_Tobi schrieb: Klasse, danke für die Detaillierte Info! Ich bin nur unter Windows unterwegs und wollte von da her eh die Line-In nutzen.

(14.09.2023, 12:24 AM)voltwide schrieb: Nimm 3 passende Widerstände und kalibrier das Ganze.

Was meinst du mit Kalibrieren? Den Absolutwert des Teilers gegen die Eingangsimpedanz -> Pegel?

Eigentlich wollte ich das Dingen nicht aufmachen, wegen Garantie, aber ohne die genaue Schutzschaltung zu kennen ist das ganze auch nur geraten.
Den differentiellen OPV verfolge ich aus Interesse aber doch mal weiter, auch wenn eine Widerstandslösung als Teiler klappt.
Einen steilen Filter einbauen zu können finde ich schon charmant, und wenn die Widerstandslösung quasi linear ist, hab ich auch was zum 1:1 - Vergleich.

Zum Kalibrieren kannst Du den Output der Soundkarte mit dem input verbinden = loopback. Und die Spannung mit einem DVM Deines Vertrauens bestimmen. In REW gibt es dafür eine fertige Prozedur.
Was die line-in Eingänge betrifft - solange du innerhalb 0dB FS ansteuerst, kann da nix schiefgehen. Es sollten immer mehrere kOhm in Reihe sein vor dem Eingang, um bei Überspannung den Eingansstrom zu begrenzen