Richtchrakteristik von Messmikrofonen

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JulesVerne
Inventar

#1 erstellt: 21. Apr 2015, 21:46

Da es leider nicht zu allen Messmikros bzw. DIY Mikros angaben zur Richtcharakteristik gibt wollte ich das mal versuchen selbst zu bestimmen.

So in etwa habe ich mir das gedacht, ein Mikrofon wird so eingespannt dass es genau in der Mitte endet,
auf der Skala wird ein kleiner Lautsprecher angebracht und um das Mikrofon herum geführt.
Alle 15° z.B. wird ein Sweep gemessen und der Frequenzgang bestimmt, die Differenz zum 0° Winkel sollte dann meiner Charakteristik entsprechen.
Das könnte man dann z.B. in einem Wasserfall Diagramm darstellen.
Damit der kleine Lautsprecher immer optimal ausgerichtet ist bekommt er einen Schlitten mit 2 Markierungen, wenn diese vorne und hinten auf dem gleichen Winkel liegen ist er gut ausgerichtet.
Um das Mikrofon leicht in der Mitte zu platzieren wollte ich 2 Fadenkreuze machen, von Oben betrachtet ist das Mikrofon Optimal ausgerichtet wenn die Fadenkreuze und die Front des Mic's sich überschneiden (vermeiden des Parallaxe Fehlers)
Mittig am Faden entlang kann man auch sofort sehen ob das Mikrofon auch auf den 0° Winkel gerichtet ist.
Der innere Kreis hat einen Radius von 10cm, alles wollte ich aus Holz herstellen und möglichst dünn machen, so dass es gerade noch steif genug ist, aber nicht viel Fläche für Reflexionen bietet.
Wenn jemand noch Tipps für Erweiterungen oder Anmerkungen hat, immer her damit, oder falls jemand daran Interesse hat kann er auch gerne die Cad Version bekommen.

Hmeck
Inventar

#2 erstellt: 22. Apr 2015, 20:04

Hi,
ich habe wirklich nicht die geringste Ahnung von akustischen Messungen, aber ich habe schon mal Wörter wie schalltoter Raum, Nahfeld, Freifeld, Reflexion, Nebenkeulen, Interferenzen etc gehört.

JulesVerne
Inventar

#3 erstellt: 22. Apr 2015, 20:11

Ein Schalltoter Raum steht mir leider nicht zur Verfügung, deswegen werde ich mit einigen Reflexionen leben müssen.
Was evtl. möglich ist, das Konstrukt möglichst weit von angrenzenden Flächen entfernen und die Messdauer so verkürzen dass Reflexionen keine Chance haben in der Zeit bis zum Mikrofon zu gelangen (meine bei Arta gab es auch so eine Mess-methode, bin aber gerade nicht sicher)

Hmeck
Inventar

#4 erstellt: 23. Apr 2015, 05:31

Genau.

Wir gehen mit unserem Equipment auf eine Waldwiese, hängen das Ganze möglichst hoch auf, warten auf Windstille und dann wird gemessen!

Im Ernst: So etwas im Freien zu messen, ist sicherlich die bessere Wahl.

Grüße, Hmeck

[Beitrag von Hmeck am 23. Apr 2015, 05:32 bearbeitet]

JulesVerne
Inventar

#5 erstellt: 23. Apr 2015, 07:33

Mit dem Gedanken habe ich auch gespielt, aber wirklich windstille und wenig Nebengeräusche usw. weiß nicht ob das lohnt.
Wenn der Aufbau fertig ist bin ich ja relativ Mobil damit kann dann mehrere Messungen vergleichen

Ingor
Inventar

#6 erstellt: 23. Apr 2015, 15:27

Ohne schallarmen Raum kannst du vielleicht eine Messung machen, das Ergebnis wird aber leider keine Aussagekraft haben. Bei einem Messmikrofon sollte immer die Charakteristik angeben sein. Die ändert sich auch nicht. Die meisten Messmikrofone haben eine Kugelcharakteristik, so wie die eingebauten Elektret-Kondensatormikrofone. Messmikrofone, die ohne diese Angaben sind kannst du eh vergessen, wenn schon diese Angabe fehlt, woher weiß man dann , welche Daten sie haben.

JulesVerne
Inventar

#7 erstellt: 23. Apr 2015, 16:07

Ist die Angabe denn genormt, auf +- x dB?
Die Angabe ist ja eigentlich fast immer dabei, aber wie gut wirklich rundum gemessen wird ist ja was anderes.

Hmeck
Inventar

#8 erstellt: 23. Apr 2015, 20:21

Hi,
wenn das kleine Kondensatormikros sind, haben die sowieso Rundcharakteristik.

JulesVerne
Inventar

#9 erstellt: 23. Apr 2015, 20:41

Sind WM61 DIY Mikrofone, kommen aber evtl. noch andere dazu. Wie gut die Charakteristik wirklich ist werde ich ja sehen.
Selbst wenn ich keine Absolute aussage zum F-gang auf Achse und unter Winkel machen kann, Differenzen kann ich so erkennen.

[Beitrag von JulesVerne am 23. Apr 2015, 20:42 bearbeitet]

JulesVerne
Inventar

#10 erstellt: 25. Apr 2015, 08:59

Hätte da noch einen Plan B der Raumeigenschaften ausblendet. Mich interessiert ja nur die Differenz zum Frequenzgang auf Achse, wenn also das Mikrofon wandert und der kleine Lautsprecher still steht sollten der Raum kein große Rolle spielen.

BugFixX
Stammgast

#11 erstellt: 25. Apr 2015, 09:11

Du könntest dir auch einen kleinen Schalltoten Raum bauen.
Er muss ja nicht groß sein - so 50x50x50 cm sollten dafür ja genügen.
Von innen ist die Kiste dann mit Noppenschaumstoff o.ä. ausgekleidet.

Gruß,
Andreas

JulesVerne
Inventar

#12 erstellt: 25. Apr 2015, 10:41

Hab mal gehört dass es eben nicht so einfach ist mit dem Schalltoten Raum, Dämmung sollten idealerweise so Pyramiden sein o. ä. und die dicke der Dämmung richtet sich auch nach der unteren Grenzfrequenz usw. (so in etwa, habe es nicht mehr genau in Erinnerung).
Was ich mir noch eher vorstellen könnte, wenn man einen eigentlich "ungeeigneten" Raum hat, dessen Charakteristik aber genau kennt, dann wäre es möglich die Messfehler auszugleichen.
Ein definierter Raum ist aber je nach Lautsprecher Größe und Position, abstrahlverhalten usw wieder unterschiedlich.
So einfach geht es leider nicht.

Ingor
Inventar

#13 erstellt: 25. Apr 2015, 14:02

Nahfeldmessung. Also sehr kleinen Schallwandler sehr nah ans Mikrofon. Dadurch werden die Raumwellen durch den großen Pegelunterschied zwischen Nutz und Störsignal ausgeblendet. Das macht man auch bei Lautsprecherstests, wenn man keinen Schallarmen Raum hat. Die Richtcharakteristik misst du nicht mit sehr langen Wellenlängen, sondern mit 1000 Hz, das kann man auch mit kurzen Kegeln gut dämpfen. EIn Versuch ist es wert. Wenn du nicht mit Rauschen oder kurzen Impulsen misst, musst du unbedingt stehende Wellen vermeiden.

JulesVerne
Inventar

#14 erstellt: 25. Apr 2015, 14:13

Ich hatte eigentlich vor mit einem sweep zu messen, dann sehe ich ob auch wirklich alle Frequenzen gleich gut omnidirectional gemessen werden.
Messabstand im Moment mit 10cm geplant.

Kay*
Inventar

#15 erstellt: 25. Apr 2015, 15:01

enn man einen eigentlich "ungeeigneten" Raum hat,
dessen Charakteristik aber genau kennt,
dann wäre es möglich die Messfehler auszugleichen.

ärgerlicherweise "kennt" man die Charakteristik nie genau,
da alle akust. Parameter auch Klima-abhängig (Temp., Luftfeuchtigkeit usw.) sind.

Eine Nahfeldmessung in möglichst geringem Abstand ist die einfacherere Methode,
auch wenn man dann bei Mehr-Weg mehrere Messungen veranstalten müsste,
oder gleich mehrere Mikros einsetzt.
DA wäre dann die Richtcharakteristik des Mik. relativ egal.

Die Richtcharakteristik eines Mikros würde ich draussen messen

JulesVerne
Inventar

#16 erstellt: 25. Apr 2015, 20:37

Die richt Charakteristik interessiert mich auch nicht wirklich zum Lautsprecher messen, im Rahmen meiner bachelor Arbeit versuche ich eine akustische Kamera zu bauen, für ein besseres Ergebnis würde ich den einfalls Winkel mit einbeziehen.
Sind 10cm ausreichend für eine nahfeld Messung?
Ich kann wenn es so weit ist auch ein paar Vergleichs Messungen machen:
A Mikrofon fest Lautsprecher verschieben
B Lautsprecher fest Mikrofon verschieben
C Messung im Freien

Ich vermute B wird ein gutes Resultat hervorbringen, wenn es sich zu A wenig unterscheidet würde ich trotzdem A vorziehen da es für mich bequemer ist.

[Beitrag von JulesVerne am 25. Apr 2015, 20:37 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#17 erstellt: 26. Apr 2015, 12:25

Sind 10cm ausreichend für eine nahfeld Messung?

wenn du in den Messergebnissen noch den Raum siehst,
Reflexion von einer Grenzfläche,

dann war der Abstand zu gross;)
sprich, probiere es aus!

Ingor
Inventar

#18 erstellt: 26. Apr 2015, 14:14

Ich verstehe dein Vorhaben nicht ganz.Eine akustische Kamera sollte doch idealerweise nur in eine Richtung schauen. Eine Kugelcharakteristik der Mikrofonkapsel bringt doch überhaupt nichts. Sowie ich das gesehen habe, werden differentielle Mikrofone eingesetzt. Benötigt man einen Rundumblick "Autoinneraum" werden diese kugelförmig angeordnet. Für die meisten Anwendungen aber flächig mit entsprechendem Abstand zueinander. Alles keine Raketentechnik. Wichtig ist aber sicher die Gleichheit der Mikrofone und eine funktionieremde Laufzeitkorrektur.

Ich fand dieses Bild sehr hübsch aus:

Array Signal processing
Don H. Johnson, Dan E. Dudgeon
© 1993 by PTR Prentice-Hall, Inc.:

JulesVerne
Inventar

#19 erstellt: 26. Apr 2015, 16:15

Auch wenn die Kamera nur in eine Richtung messen soll trifft der Schall ja auch unter Winkel auf die Mikrofone, das versuche ich zu kompensieren, falls nötig.

JulesVerne
Inventar

#20 erstellt: 08. Mai 2015, 06:43

Zum Nahfeld bin ich über ein anderes Forum noch auf ein paar hilfreiche Infos gestoßen.

Laut Arta Kompendium:

Messabstand < 0,11 * Abmessung der Quelle  Fehler < 1 dB

Bezüglich Nahfeldmessungen müssen zwei Dinge beachtet werden. Zum Einen, dass das Mikrofon nicht übersteuert wird und zum Anderen, dass der Gültigkeitsbereich von Nahfeldmessungen zu höheren Frequenzen begrenzt ist.
Bild 6.2.7 ist die obere Frequenzgrenze für Nahfeldmessungen zu entnehmen. Dabei ist als größte Abmessung der Quelle einzusetzen. Daraus kann abgeleitet werden, dass Nahfeldmessungen ab ca. 300Hz an Vertrauenswürdigkeit verlieren.

Heißt für mich, mit meinem kleinen Lautsprecher war ich noch nicht im Nahfeld und wenn wären irgendwo bei 1000Hz schluss.
Als 2. Quelle hatte ich es mit einem Kopfhörer versucht, der Messabstand müsste dann aber wohl kleiner 1mm werden, bei 0° ist das noch möglich, unter Winkel aber nicht.