Ei, Huhn und Frequenzverlauf?

  • Ersteller BendedSkies
  • Erstellt am
Ohne den ganzen Schrutz jetzt komplett gelesen zu haben, hier mein Beitrag aus der Laborpraxis: Die Messmikrofone von B&K, die ich bisher eingesetzt habe, werden mit einem elektrostatischen Anregegitter geprüft bzw. kalibriert. Eine Referenzschallquelle zur Prüfung von Referenzmessmikrofonen gibt es in diesem Sinn nicht.

Nachtrag: Natürlich macht der akustische Kalibrator oder ein Pistonphon für die Pegelkalibrierugn Sinn. Für den FG funktioniert aber nur das Anregegitter.
 
Hi Ben,

das klingt doch mal zielführend.
Was kann ich mir unter einem elektrostatischen Anregegitter vorstellen?

Wie genau wird ein Mikrofon mit diesen Anregegitter kalibriert?
 
@ BendedSkies:
Vereinfacht gesagt wird die Membran des Messmikrofons nicht durch einen Prüfschall angeregt, sondern mit einem genormten elektromagnetischen Verfahren. Hierzu wird das Messmikrofon in die Apparatur eingespannt und die Membran von dem elektrostatischen Kalibiergitter angeregt. Mikrofonseitig kann dann ein Pegelschrieb über der Frequenz erstellt werden und man hat den Übertragungsfrequenzgang des Messmikros. Zu beachten ist dabei natürlich dass es a.) einen Unterschied zwischen Freifeld- und Diffusfeldfrequenzgang gibt und b.) das Verfahren "nur" den Frequenzgang auf Achse, also bei 0° Einsprechrichtung liefert. Messmikros sind aber in der Regel echte Druckempfänger und damit mit einer Kugelcharakteristik versehen, da ist das bis zu einer oberen Grenzfrequenz sehr brauchbar.
Das Verfahren ist z.B. in DIN EN 61094-6:2005-05 genormt.

@HarrySH: Das was da ab Seite 265 beschrieben ist, ist quasi die analoger Version der FFT-Entfaltung. Man kann, wenn man die Impulsantwort des Messystems und der Quelle kennt diese einfach aus der am Prüfling gemessen Impulsantwort herausrechnen.
 
@ Ben:
Danke Dir! Für mich klingt es einleuchtend elektromagnetische Wellen zu verwenden, da sich diese physikalisch wesentlich einfacher kontrollieren lassen und viele Einflussfaktoren, die man bei normalen Schallwandlern hat, wegfallen.
Mir stellt sich nur noch die Frage, wie sichergestellt ist, dass die zu kalibrierenden Referenzmikrofone auf die elektromagnetischen Wellen gleich reagieren wie auf die akustischen Wellen?
 
@MM: die 100%-tig lineare Konstruktion kann es aus meiner Sicht nicht geben, da eine elektronisch zum Schwingen angeregte Membran immer durch mechanische Reibung, seine geometrische Form und durch die Eigenresonanz immer leicht unterschiedlich auf verschiedene Frequenzen reagieren wird.
Der Vergleich mit dem unterbestimmten Gleichungssytem gefällt mir.

Warum nicht, für den Lautsprecher, etwas konstruieren was nicht auf einer schwingenden Membran basiert? Es müssen ja nur periodische Druckunterschiede in der Luft erzeugt werden, das kann man bestimmt auch anders bewerkstelligen?
 
Mir stellt sich nur noch die Frage, wie sichergestellt ist, dass die zu kalibrierenden Referenzmikrofone auf die elektromagnetischen Wellen gleich reagieren wie auf die akustischen Wellen?

Im Prinzip wird ja nur die Arbeitsweise umgekehrt. Man kann sich das so vorstellen, dass die Membran dann nicht mehr Empfänger sondern Quelle wird. Die elektromagnetischen Wellen regen ja die Membran zum Schwingen an und das in ihrem vorgesehenen zu übertragenden Frequenzgang. Somit sollte sie gleich reagieren. Ähnlich wäre eher das richtige Wort, denn es werden bei dem Verfahren ein paar kleine Korrekturfaktoren angewendet.

Zum Thema linearer Frequenzgang: Es ist natürlich technisch möglich einen linearen Frequenzgang innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes zu erzeugen. Die Übertragungsfunktionen von Mikrofonen und Lautsprechern bestehen ja immer aus einem mechanischen und einem elektrischen Schwingkreis. Beide Schwingkreise haben jeweils eine eigene Resonanzfrequenz und eine eigene Filtercharakteristik. Glücklicherweise ist eines öfter mal das inverse des anderen: Ist z.B. der elektrische Kreis ein Hochpass 1ter Ordnung und der mechanische Kreis ein Tiefpass erster Ordnung, so muss man nur die jeweiligen Resonanzfrequenzen richtig platzieren und erhält ein lineares Passband. Die Resonazfreqenzen lassen sich z.B. durch die Membransteife oder die elektrische Kapazität einer Kondensatorkapsel beeinflussen.

@MM: Klar, ne Luftpumpe. *und wech*
 
Sehr interessantes Thema!

Mir ist bei meinem NTI Messmikro aufgefallen, das der Höhenbereich ab einem bestimmten Winkel abfällt.
Es verhält sich im Höhenbereich nicht wie eine Kugel.
Auf Achse ist es sehr linear und ein Top Messmikro.
 
Ich meine die Höhen bei einem Messmikrofon sind immer sehr schwer konstant zu halten und müssten regelmäßig kalibriert werden. Weiterhin ist die Kugelcharakteristik bei Höhen auch am schwierigsten zu halten aufgrund physikalischer Gegebenheiten die ich hier ad hoc nicht wissenschaftlich zusammen bekomme :D
 
@Ben: danke für die Erklärung.
Für mich heißt das: die "Profis" können mit einer Menge Aufwand Messmikrofone kalibrieren, die dann auch mit guter Näherung linear sind.
Allerdings stehe ich jetzt Messungen, die bei vielen Mikrofonen und Lautsprechern unter den Spezifikationen gezeigt werden noch kritischer gegenüber, da ich mir nicht vorstellen kann, dass jeder Hersteller diesen großen (Kosten-)Aufwand betreibt, um möglichst reale Messung zu erhalten.
 
Eine andere Möglichkeit den Frequenzgang eines Mikrofones darzustellen, wäre die Transformation eines aufgezeichneten Impulses ("Schuss") in die Betragsamplitude.
 
@Ben: danke für die Erklärung.
Für mich heißt das: die "Profis" können mit einer Menge Aufwand Messmikrofone kalibrieren, die dann auch mit guter Näherung linear sind.
Allerdings stehe ich jetzt Messungen, die bei vielen Mikrofonen und Lautsprechern unter den Spezifikationen gezeigt werden noch kritischer gegenüber, da ich mir nicht vorstellen kann, dass jeder Hersteller diesen großen (Kosten-)Aufwand betreibt, um möglichst reale Messung zu erhalten.

Jetzt bist du vermutlich erledigt, oder?
:)

Deine eigene Sinnenleistung steht ja dann sehr weit hinter irgendwelchen Messmethoden.
Ich persönlich wollte mich nicht so weit einer Meßthematik beugen wollen :)

Wenn ich Meßwerte im Zuge meiner Qualitätssicherung qualitativ nachweisen muss - ja...
Ein rein technologischer Vorgang für Technologen.

Im Bereich der kreativen Audioaufbereitung interessiert mich nur der tatsächliche outcome der Klangleistung,
 
@ LM18: Warum bin ich erledigt? Ich denke, ich bin ein klein wenig klüger als vorher.

Die akustische Sinneswahrnehmung scheint ohnehin sehr weit auseinander zu gehen; Manche Leute sollen sich sogar CDs von Modern Talking gekauft haben.

Wenn es allerdings darum geht, Lautsprecher zu bauen oder die Akustik im Abhörraum zu beurteilen vertraue ich doch lieber Messtechnik als meinen voreingenommenen Ohren.

Abgesehen davon, verstehe ich die Intention deines letzten Beitrags nicht so ganz (sowie deiner Beiträge #4, #8, #10, #12 und #13 dieses Threads). Aber das liegt wahrscheinlich nur an mir. :roll:



@hier_kommt_die_Maus: Müßte dieser Impuls nicht aber auch über eine (nicht zwingend lineare) Schallquelle wieder gegeben werden? Ist das verfahren irgendwo beschrieben?
 
Eine andere Möglichkeit den Frequenzgang eines Mikrofones darzustellen, wäre die Transformation eines aufgezeichneten Impulses ("Schuss") in die Betragsamplitude.

Daher kommt ja der Begriff "Impulsantwort". Das Problem liegt aber darin, dass du dieses Anregungssignal in Audiosystemen nicht hinreichend genau erzeugen kannst und jedes bandbreitenbegrenze und leistungsbegrenzte System nicht in der Lage ist einen echten Einheistpuls darzustellen. Weiterhin besteht immer noch das Problem, das die anregende Schallquelle und der Prüfling in einem entsprechenden Raum sind, der auch zur aufgezeichneten IR beiträgt. Das Verfahren ist eher sperrig, wenn man auf den FG eines Prüflings kommen will. Die ganze Sache mit der IR ist ja auch nur Mathespielerei, da wie du schon sagst die IR die Zeitbereichsdarstelleung des aufgezeicheten Spektrums ist. Wenn das Spektrum nun aber einfacher zu gewinnen ist kann ich mir die Ganze Eierei mit der Impulserzeugung klemmen. Letztlich nutzt der Akustiker die Pistole als Impulsquelle ja auch nur noch auf der Baustelle.
In der Messtechnik werden daher andere Verfahren angewendet, die den Limitierungen der jeweiligen Systeme entsprechen und einige mit der Erzeugung eines Impuls verbundene Schwierigkeiten einfach überwinden. Der viel genutzte Sweep hat gegenüber dem Impuls und dem zufallsgenerierten Rauschen nur Vorteile.


Ich meine die Höhen bei einem Messmikrofon sind immer sehr schwer konstant zu halten und müssten regelmäßig kalibriert werden. Weiterhin ist die Kugelcharakteristik bei Höhen auch am schwierigsten zu halten aufgrund physikalischer Gegebenheiten die ich hier ad hoc nicht wissenschaftlich zusammen bekomme Lachen

Jo, es gibt Alterungserscheinungen und Drifts, die die Antwort im Hochton beeinflussen können. Drastischer sind aber bauartbedingte Probleme, das naheliegendste ist da noch die Abschattung der Membran durch den Mikrofonkörper bei rückwärtiger Einsprechrichtung. Weiterhin sind bei kleinen Kapseln Druckstaueffekte an der Membran im Hochton besonders zu bemerken. Davor sind auch die Qualitätshersteller wie B&K nicht verschont. Die wissen damit nur besser umzugehen.

Allerdings stehe ich jetzt Messungen, die bei vielen Mikrofonen und Lautsprechern unter den Spezifikationen gezeigt werden noch kritischer gegenüber, da ich mir nicht vorstellen kann, dass jeder Hersteller diesen großen (Kosten-)Aufwand betreibt, um möglichst reale Messung zu erhalten.

Grundsätzlich treiben die ernstzunehmenden Buden einen immensen Aufwand um normgerechte Messwerte zu erhalten. Häufig scheitert das aber an den nicht ausreichend qualifizierten Messräumen. Der reflektionsarme Raum in dem ich mich regelmäßig rumtreibe hat ein Volumen von 1000 m3 und ist trotzdem nur bis 63 Hz als linear anzunehmen; nach meinen Erkenntnissen würde ich das sogar auf bis 90 Hz anheben. Keiner der Spartenhersteller verfügt über einen derart großen RAR.
Ich seh das Problem aber vielmehr auf der Konsumentenseite. Die wenigsten Anwender von Audiotechnik wissen mit einem Messschrieb anständig umzugehen. Wenn da einer nen ehrlich aussagekräftigen Messschrieb von nem High End Mik (nehmen wir mal ein U87) auf 5 sechs unterschiedlichen Achsen veröffentlicht (nicht als Polardiagramm, die verwirren ohnehin nur.), dann würden viele Anwender wegen Halb-/Unwissen die Hände über dem Kopf zusammenschlagen und das Ding nie wieder anfassen. Ich vermutlich auch, wenn ich den Käse nicht studiert hätte.
Also haben sich viele ohne Absprache und stillschweigend auf "günstige" Skalierungen von Messschrieben geeinigt. Manchmal ist es auch ganz gut, wenn man für den User mal ne Info weglässt. Und letztlich zählt doch ohnehin nur ob's klingt.
 
Ihr glaubt gar nicht was die Hersteller manchmal für Traumfrequenzangaben machen.
Ich hatte hier mehrere Chassis zum testen, ich will hier keine Namen nennen...
Auf mehrmalige Nachfrage beim Hersteller ob das Lausprecherchassis wirklich den angegebenen Freuqenzgang als Breitbänder in einem geschlossenen Gehäuse hat wurde mir mit ja beantwortet.

Als ich die Chassis dann (es waren genau 22 des selben Typs um Serienstreuung zu untersuchen) in einem geschlossenen Probegehäuse gemessen hatte, war nicht annähernd der Frequenzgang zu erreichen der im Katalog und Internet angegeben wurde.
Ich habe in einem schalltoten Messraum gemessen (allerdings Glocke mit mehrlagigem Teppichboden) .

Seit dem meide ich diesen Hersteller.

Das NTI M4260 Messmikro ist schon sehr genau , wenn man halbwegs anständige Monitore in einem behandelten Raum hat, bekommt man schon einen sehr glatten Frequenzverlauf.
Man muss allerdings Mono jede Seite einzeln messen , wenn man Mono beide Lausprecher misst bekommt man durch die nicht 100% Abstände der Lautsprecher zum Messmikrofon Phasenauslöschungen in den Höhen.

Und letztlich zählt doch ohnehin nur ob's klingt.
Das kann bei einem Menschen der Gewohnheitstier ist ganz schön daneben gehen.
Ihr glaubt gar nicht an was man sich alles gewöhnen kann, auch an bestimmte Frequenzgänge.
Das ist dann Tagesformabhängig.
Ich vertraue da eher Messungen !
 

Als ich die Chassis dann (es waren genau 22 des selben Typs um Serienstreuung zu untersuchen) in einem geschlossenen Probegehäuse gemessen hatte, war nicht annähernd der Frequenzgang zu erreichen der im Katalog und Internet angegeben wurde.
Ich habe in einem schalltoten Messraum gemessen (allerdings Glocke mit mehrlagigem Teppichboden) […]
Das NTI M4260 Messmikro ist schon sehr genau…

Hast du dabei bedacht, dass wenn du das NTI M4260 in dieses quasi-Freifeld verbringst du massiv verfälschte Messergebnisse bekommst, da das Mikrofon für den Einsatz im Diffusfeld entzerrt ist? Oder hast du die Diffusfeldentzerrung kompensiert?

Ich finde das NTI M4260 auch sehr brauchbar. Überhaupt ist das XL2 System ganz kool, die neuere Farbrikate beeinhalten einen Chip im Mikro, auf dem die Kalibrierung hinterlegt sein soll. Der XL2 kann dann wohl automatisch kompensieren. Hat mir zumindest der gute Herr Görtz erzählt.
 
Hast du dabei bedacht, dass wenn du das NTI M4260 in dieses quasi-Freifeld verbringst du massiv verfälschte Messergebnisse bekommst, da das Mikrofon für den Einsatz im Diffusfeld entzerrt ist? Oder hast du die Diffusfeldentzerrung kompensiert?

Ich finde das NTI M4260 auch sehr brauchbar. Überhaupt ist das XL2 System ganz kool, die neuere Farbrikate beeinhalten einen Chip im Mikro, auf dem die Kalibrierung hinterlegt sein soll. Der XL2 kann dann wohl automatisch kompensieren. Hat mir zumindest der gute Herr Görtz erzählt.

Diffusfeldentzerrt aber nur mit dem Chip auf dem XL2.
Indem ich das aber so an meinem PC Messplatz benutze ist es ein normales Klasse 2 Messmikro.

Die anderen Frequenzschriebe anderer Hersteller stimmen ja in meiner Messumgebung mit meinen Messungen überein....
 
Diffusfeldentzerrt aber nur mit dem Chip auf dem XL2.
Indem ich das aber so an meinem PC Messplatz benutze ist es ein normales Klasse 2 Messmikro.

Die anderen Frequenzschriebe anderer Hersteller stimmen ja in meiner Messumgebung mit meinen Messungen überein....

Ok kool, war nur so ne Überlegung. Aber wenn's bei der Mehrheit hinhaut, dann beschönigt der Anbieter der Chassis wohl mächtig.
 

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