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Anleitung - Four Audio

1. SEU t t jj 50 100 200 300 ms 50 100 200 300 ms ETC octave filter 2000 Hz ETC octave filter 4000 Hz dB dB 20 20 10 10 0 0 10 10 20 20 50 100 200 300 ms 50 100 200 300 ms ETC octave filter 8000 Hz ETC dB dB 20 20 10 10 0 0 10 10 20 20 At u 61 50 100 200 300 ms 50 100 200 300 ms Abbildung 81 ETC Kurven aus der Impulsantwort von Abbildung 68 mit Oktavfiltern vergr erte Darstellung der Zeitachse by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 216 283 8 13 9 STI und RASTI messen STI Speech Transmission Index und RASTI Rapid STI stellen beliebte Gr en zur Beurteilung der Sprachverst ndlichkeit ber eine beliebige bertragungsstrecke von einer Sender zu einer Empf ngerposition dar Das k nnen z B ein Sprecher und ein Zuh rer in einem Raum mit oder ohne Beschallungsanlage sein Grundlage f r die Berechnung des STI ist die bertragungsfunktion zwischen Sender und Empf nger Die bertragungsfunktion ist als komplexes Frequenzspektrum oder als Impulsantwort mit hinreichender L nge zu
2. 0 001 0 01 0 1 1 kHz Abbildung 22 Links Ausschnitt einer Maximalfolge aus durch Subtraktion der halben Folgenl nge gleichanteilfrei gemachten Schieberegister Zahlenwerten Rechts Durch Hadamardtransformation erhaltene Kreuzkorrelation mit der normalen bin ren Maximalfolge rechter Rand der PKKF Eine bin rwertige MLS gleicher Amplitude w rde einen 1V hohen Peak in der KKF verursachen Unten zugeh riges Spektrum 0 dB Pegel der normalen MLS Eine beliebige spektrale F rbung ist aber nat rlich w nschenswerter und l t sich durch Faltung der periodischen MLS mit der Impulsantwort des gew nschten F rbungsfilters erreichen Ist diese Impulsantwort sehr kurz so l t sich die Faltung am schnellsten diskret im Zeitbereich ausf hren L ngere Impulsantworten k nnen ber die schnelle segmentierte Faltung im Spektralbereich benutzt werden Erfreulicherweise gibt es f r die Faltung mit Maximalfolgen aber ein noch viel schnelleres Verfahren n mlich die inverse Hadamardtransformation nach Eckard Mommertz Ausgangspunkt ist die Impulsantwort h t des gew nschten F rbungsfilters welche schon auf die L nge der Maximalfolge gebracht worden sein mu Deshalb sollte es mindestens innerhalb einer Periode der MLS besser aber schon viel eher ausgeklungen sein Ist die Impulsantwort nicht symmetrisch mu sie nun zun
3. Phase Resp M57 Group Delay M57 passiv d 4m Ded ms 150 40 100 20 50 f o o Dan na 1 I IL 1 50 20 100 150 40 0 05 0 2 05 1 2 5 10khz 6 0 05 02 05 1 2 5 10khz Abbildung 9 Phasengang l und Laufzeitverhalten r eines Lautsprechers Zum komplexen Frequenzgang geh rt neben dem Betragsspektrum auch der Phasenverlauf Ein einzelnes Lautsprecherchassis kann dabei weitgehend als minimalphasiges System aufgefa t werden was f r Mehrwegesystem nicht mehr uneingeschr nkt gilt Der in Abbildung links gezeigt Phasenverlauf eines 2 Wege Beispiellautsprechers weist ber den gesamten Frequenzbereich eine Phasendrehung von 2x 360 Grad auf die im unteren Frequenzbereich weitgehend dem minimalphasigen Anteil eines korrespondierenden Hochpa filters 4 Ordnung f r das Bassreflexsystem entspricht Der Hochtonweg f r sich betrachtet stellt einen Hochpa 2 Ordnung dar der eine Phasendrehung von 180 Grad mit sich bringt Zusammen mit der Frequenzweiche 2 Ordnung entstehen so weitere 360 Grad Phasendrehung Die zweite Kurve in Abbildung links entspricht den beiden idealisierten Hochpa filtern 4 und 2 Ordnung f r Tief und Hocht ner sowie der Frequenzweiche 2 Ordnung Abweichung vom by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 67 283 minimalphasigen Anteil und star
4. O 20 40 60 80 100 140 ms O 20 40 60 80 100 140 ms Abbildung 18 Gest rte Messungen und daraus gewonnene Impulsantworten Links St rung durch einzelnen Peak rechts St rung durch Verzerrungen Potenzierung mit Faktor 0 96 Die Spektren aus den Sweep Messungen sind zur besseren bersicht 20 dB tiefer dargestellt Die Impulsantworten schwarz Sweep sind amplitudenm ig vergr ert dargestellt die H he des Hauptmaximums betr gt 1V Eine andere Klasse St rungen mit der bei akustischen Messungen h ufiger zu k mpfen ist sind Zeitvarianzen Diese k nnen z B bei Messungen im Freien insbesondere bei gr erem Abstand des Me mikrophons von der Schallquelle durch Luftbewegung Wind Thermik und die dadurch bedingte tempor re nderung der Schallgeschwindigkeit ihren st renden Einflu entfalten Bei Messverfahren f r die zur Erzielung ausreichender Dynamik viele koh rente Mittlungen erforderlich sind kann eine auch nur leichte Temperatur nderung ber die dann erfolgende nderung der Schallgeschwindigkeit erhebliche St rungen verursachen Zeitvariant kann sich auch der untersuchte Lautsprecher selber verhalten wenn n mlich durch die Messung so viel Leistung in seine Schwingspule eingespeist wird da sich diese merklich erhitzt Der Effekt kann besonders deutlich werden wenn das Chassis ber eine passive Weiche betrieben wird In diesem Fall f hrt die sich erh hende
5. f Hz gt 15 6 16 7 17 9 19 2 20 6 22 1 23 7 BR ur 908 222 294 27 9 306 26 7 2541 298 29 7 850 21 1 8 169 7 9 299 2561 243 25 2 80g 25 21 7 21 9 22 22 239 29 2 25 5 Ko 223 208 21 1 21 196 208 264 24 9 70g 200 071 75 s11l 27 2 267 293 29 6 650 19 7 293 23 26 6 298 208 298 26 1 600 25 298 248 299 298 208 202 29 6 550 17 7 161 15 5 13 9 9 9 91 13 5 22 2 50 175 282 24 3 265 08 178 194 21 5 450 208 25 1 37 2 16 284 20 61 291 25 4 408 22 8 29 28 3 322 s0 8l 203 34 9 33 9 350 25 9 28 268 40 6 341 293 27 5 26 300 18 1 192 25 86 27 2 263 al 29 6 Tabelle 24 Ausschnitt einer ASCH Tabelle aus einer Polarmessung Winkel in Zeilen Frequenzb nder in Spalten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 167 283 8 8 UNF und GDF Daten messen und auswerten Befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung Die Funktionen sind in MF aber schon vollst ndig funktionsf hig siehe auch Kap 8 7 Abbildung 57 3D Darstellung einer UNF Datei mit 5 Grad Aufl sung aus Ulysses Ulysses by IFB 4 kHz Oktave und 5 dB div by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 168 283 8 9 Maximalpegel und Klirrfaktormessungen an Lautsprechern Zur
6. Abbildung 88 Einpegeln der Lautsprecheranlage auf 80 dB SPL und Frequenzgang der C Bewertung Mode Pre sends Averaging AD decimation Level Signal file Remove DC Equalizing Equalizing file Smooth Dynamic range On top Ref for 0 dB dB reference Info window Spectral processing Excitation single repeat 1 S D dB FS PINK 16K DAT no yes Windowing no yes 0 0 dBu none file A weigh sinc x J filt C KURVE SPK no yes Display 22222222 50 dB 75 dB Max fixed 0 dBu AD FS 300 nV 128 2 dBu no yes Me menu AD amp DA simultanously bei der Messung der Lautsprecheranlage Region cursor fixed Lower limit D Hz Upper limit 20 kHz U eff Chr 0 aximum 474 8375 HN inimum 182 6652 nV ax Min 474 6548 UV Average 37 8507 UV Overall 3 2629 mV Sen Deyl 52 2255 SH Maximum 63 988 dB Minimum 4 3093 dB Max Min 68 298 dB Average 42 019 dB Overall 80 73 dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 231 283 Zugeh riges Info Fenster mit Statistischen Signalparametern zu Abbildung 88 In einem dritten Arbeitsschritt soll noch der Frequenzgang an der H rerposition im Raum mit Rosa Rauschen auf eine Wunschfunktion hin mit einem Terz EQ eingestellt werden Die C Bewertung ist f r diese Messung wieder abzuschalten Equalizing F
7. by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 181 283 Info Fenster bei SPL Max Messungen indBFS Ausgangspegel am Me system bezogen auf FS in Watt Ausgangsleistung berechnet aus dem Me pegel und dem Endstufengain bezogen auf eine 8 Ohm Last Aktueller Schalldruck in Im Entfernung Aus dem aktuellen Schalldruck und der Leistung zur ckgerechnete Sensitivity des Lautsprechers Im Vergleich zur Sensitivity bei 1W Im l t dieser Wert R ckschl sse auf eine Powercompression zu Kein Eingangssignal Limiter in der Signalkette detektiert Clippen in der Signalkette detektiert Klirrfaktorgrenzwert schon beim kleinsten Pegelwert erreicht Klirrfaktorgrenzwert auch beim gr ten Pegelwert nicht erreicht Wert in dB Klirranteil 2 Ordnung bezogen auf die Grundwelle Wertin dB Klirranteil 3 Ordnung bezogen auf die Grundwelle Werte in dB Weitere harmonische Verzerrungen bis max 10 Ordnung Wert in dB Summe aller harmonischen Klirranteil bezogen auf den Gesamtpegel Wert in dB Summe aller Klirr und St ranteile by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 182 283 Info Fenster bei SPL Max Messungen bezogen auf die Gesamtpegel des Me signales Tabelle 28 Info Fenster bei der SPL Max Messung Die im Infofenster angezeigten Leistungs und Se
8. DOS command Wechsel auf die DOS Ebene by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 259 283 Sort Sortierkriterium f r die Dateiliste Name Datum Gr e aufw rts abw rts Tabelle 46 Eingabefenster Dispatch FIR set to Hugo unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 260 283 10 10 Hugo Remote Hugo Remote erlaubt die Fernsteuerung der meisten Funktion aus dem Main Menu im Hugo vom PC aus Die EQ Funktionen k nnen von hier noch nicht bedient werden Dieses Kapitel befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung ist nicht mehr auf dem aktuellen Stand Parameter Bedeutung Midi channel Midikanal 0 Command 7 Parameter No Parameter val 0 RS 232 config Auswahl der seriellen Schnittstelle COM 1 2 Protokol der Schnittstelle 9600 8 1 None no Input analoger oder digitaler Eingang bzw analoger Eingang und digitales Insert Filter del Auswahl Filtersatz Filtersatz l schen mit del Vol Volume Einstellung Balance Balance Einstellung Output Auswahl des Ausgangskanales 0 SUB links 4 SUB rechts 1 LOW links 5 LOW rechts 2 MID links 6 MID rechts 3 HIGH links 7 HIGH rechts Phase invert Ausgang phaseninvertieren Mute all Ausgang muten oder wieder aktivieren all mutet all
9. Alle Messungen auf die Mittelachse 0 normieren Nicht zusammen mit der Post comp Einstellung und einer Fensterfunktion anzuwenden Bei No mu eine Referenzmessung gemacht werden Bei Normierung auf die Mittelachse diese Me reihe automatisch auf 0 dB setzen Frequency range Lower cut off 15 6 Hz Untere Grenzfrequenz bei ASCII Datei 15 6 Hz Upper cut off 21 2 kHz Obere Grenzfrequenz bei ASCII Datei 21 2 kHz Frequency steps 1 10 octave Frequenzaufl sung 1 10 oct F r Isobaren by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 164 283 1 3 oct F r Polardiagramme Output File Output Spk Excel Ascii Jeden Winkel als Spektrums Datei im ITA Format abspeichern oder alle Werte in einer ASCH Datei f r die Weiterverarbeitung unter Excel zusammenfassen Ascii file name XXX HOR POX Dateiname f r ASCII File Die Endung pa t sich automatisch an Device name Lautsprechertyp f r Kommentar in der ASCII Datei Manufacturer Herstellername f r Kommentar in der ASCH Datei Zur ck zum Polar Response Menu Tabelle 23 Einstellungen im Unter Menu Polar Response Settings F r eine Polarmessung ist ein hinreichend gro er Abstand zwischen Lautsprecher und Me mikrophon zu w hlen damit sich die einzelnen Chassis nicht in der Messungen voneinander separieren k nnen Als Faustformel gi
10. Averaging Anzahl der Messungen ber die gemittelt wird Level 10 dB FS Pegel in Bezug auf die DA fullscale Einstellung Build imp resp post comp Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen und weiter verarbeiten siehe auch 8 5 Pre Impulsantwort des gesamten Me strecke zur Fensterung verwenden Post Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen und weiter verarbeiten d h nur die Impulsantwort des Me objektes f r die Fensterung verwenden Group delay comp Laufzeitkompensation Window Fensterfunktion f r die Impulsantwort Equalizing Kompensation aus der Referenzmessung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 117 283 AD DA Frequency Response Equalizing file COMP14 SPK Dateiname der Refererenz messung Smooth Gl ttung Dynamic range Darstellungsbereich Ref for 0 dB Referenz f r 0 dB in der Darstellung On top Oberkannte der Darstellung Info window Infofenster bei der Messung Go for it Start der Messung Reference and more Vor der ersten Fenster f r Einstellungen bei Messung ausf hren der Referenzmessung Tabelle 15 Einstellungen im AD DA Frequency Response Menu Frequency Response Reference Grad der Maximalfolge bei der Referenzmessung wird automatisch gleich dem Grad im Hauptmenu gesetzt
11. Set to full scale output Alle Limiter auf Maximalwert stellen Lim Setup Max DA DC e Max DA level Maximaler Ausgangspegel des Controllers in dBu Hugo Standard ist 16 dBu f r den GAE DSC28 k nnen Werte von 0 6 12 und 18 dBu im Ger t per Jumper gew hlt werden Peak DA voltage Tabelle 43 Maximale Ausgangsspannung des Controllers in V Hugo Standard ist 6 915 V Eingabefenster Limiter settings unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 254 283 10 8 FIR coef generation Im Menu FIR coef generation werden die Koeffizienten f r die FIR Filter in ihrer endg ltigen Form berechnet Alle vorherigen Bearbeitungsschritte gehen hier ber die Bandpass input Datei ein Die Lautsprecherfrequenzg nge werden ber die Messdateien der Lautsprecher unter Speaker eingebracht Parameter Bedeutung Stereo setup individuelle Entzerrung f r den linken und rechten Kanal yes no Single step Einzelschrittmodus f r Testzwecke yes no Display text Text mit max 18 Zeichen der sp ter im Display des Controllers angezeigt wird Gain adjust Pegelanpassung f r den Kompletten Koeffizientensatz Optimize passes Anzahl der Interationsschritte zur Optimierung der Filterfunktion bei gegebener Filterl nge Empfehlung 1 3 Filter ident 1
12. by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 266 283 Einstellungen f r links und rechts gekoppelt Tabelle 52 Hugo EQ Menu optional Type Low Pass High Pass Peak Lowshelving 6 und 12 dB Highshelving 6 und 12 dB Q Filterg te Hz Filterfrequenz dB Filter Gain in dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 267 283 11 5 Die Fernbedienung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 268 283 11 6 Ein und Ausg nge Input gestackter AD Umsetzer je 20 Bit Vollaussteuerung bei 27 dBu 1kHz S N 127 dB Output 20 Bit DA Umsetzer BB PCM 1702 4 8 fach Oversamplingfilter maximaler Ausgangspegel 16 dBu f r GAE DSC28 0 6 12 oder 18 dBu intern ber Jumper auszuw hlen S N 114 dB Freg Resp Sl LIT LEN LI ITU Ju it lt It tt ULT ET 0 01 kHz 79 Abbildung 99 Frequenzg nge von Hugo SUB LOW MID und HIGH ohne Filter Volume 22 dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 269 283 ol olx o B GEN RUNNING 83 25 dB 25 962 dBu 83 45 dB ANL 1 TERM 2 TERM dB THD CH1 THD CH2 us GEN VOLT dBu SUP TERMINATED 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 ol olx o B GEN RUNNING 88 47 dB 995 40 Hz
13. MF Me system Beispiele 153 283 Optionen Parameter Zerfallsspektrum in Maxils Untere Grenzfrequenz Ge Untere Grenzfrequenz bei der Darstellung Obere Grenzfrequenz Ge Obere Grenzfrequenz bei der Darstellung Pegelskala Ge Pegelskala des Zerfallsspektrum Standard 30 dB entspricht einer Darstellung von 25 5 dB Tabelle 21 Das Menu Parameter Zerfallsspektren in Maxils Imp Resp Tripla il Fullrange Setup 24 Freg Resp Tripla Il Fullrange Setup 24 EI lr TT o H bk Om D e e 2 4 10 8 20 20 40 60 80 ms S 0 05 0 2 0 5 t 2 5 10kHz Abbildung 51 Impulsantwort und Frequenzgang f r die das Zerfallsspektrum berechnet werden soll pgaog se e adr e Ekar salir e ge Ferner Abbildung 52 Impulsantwort und Zerfallsspektrum Zoomfaktor 5 in Maxils by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 154 283 Imp Resp LS and Windowpositions 38 Abbildung 53 Verschobene Zeitfenster f r die einzelnen Spektren Startposition 0 ms Mitte 22 ms Endposition 46 4 ms Abbildung 51 zeigt in MF den Frequenzga
14. 274 283 MF Me system Verzeichnisse Abbildung 74 Abbildung 75 Abbildung 76 Abbildung 77 Abbildung 78 Abbildung 79 Abbildung 80 Abbildung 81 Abbildung 82 Abbildung 83 Abbildung 84 Abbildung 85 Abbildung 86 Abbildung 87 Abbildung 88 Abbildung 89 Abbildung 90 Abbildung 91 Abbildung 92 Abbildung 93 Abbildung 94 Abbildung 95 Abbildung 96 Abbildung 97 Abbildung 98 Abbildung 99 Abbildung 100 Abbildung 101 Abbildung 102 Filtersatz in Terzschritten Filtersatz in Oktavschritten J Filter Setup im Zeitbereich f r eine Oktavfilterbank zur Bearbeitung einer Impulsantwort Infofenster mit Nachhallzeiten aus der Raumimpulsantwort in Oktavschritten Ch0 125 Hz Ch6 8 kHz Oktavgefilterte Raumimpulsantworten in Ch Ch6 Raum bertragungsfunktionen mit Oktavfiltern in Ch0 Ch6 ETC Kurve aus der Impulsantwort von Abbildung 68 ETC Kurven aus der Impulsantwort von Abbildung 68 mit Oktavfiltern vergr erte Darstellung der Zeitachse Impulsantwort der bertragungsstrecke im Raum mit Lautsprecheranlage Gefilterte Impulsantworten mit Oktavfiltern Quadrierte und gleichgerichtete Impulsanworten Komplette Modulation Transfer Functions auf den Wert 1 bei O Hz normiert MTF f r die 7 Oktavb nder im Bereich bis 20 Hz Einpegeln des Me systems mit Rosa Rauschen auf 8 dBu Ausgangspegel Einpegeln der Lautsprecheranlage auf 80 dB SPL und Frequenzgang der C Bewertung Zielfunktion rt mit Toleranzbereich bl gr
15. Com Op o Z LZ D Di DIr EE PCX PCX PCX PCX PCX BIS PCX PCX PCX PCX PCX PCX PCX UND PCX PK PCX PCX UND PCX UND PCX PCX POX PCX PCX PCX PCX PCX ETC 8K PCX UND C KURVE PCX PINK LAS PCX PINK SWP PCX ETC SA PCX by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12
16. Maximalwert des Darstellungsbereiches Ref for 0 dB Bezugswert f r 0 dB Max gr ter Wert im Spektrum Fixed einstellbarer Wert 0 dBu 715 mV ADFS AD Umsetzer Vollausst dB reference Einstellbarer Bezugswert f r 0 dB bei fixed Spannung in V errechnet sich aus dem Produkt der Mikrophonempfindlichkeit in V Pa und dem Bezugswert von 20uPa f r 0 dB SPL Info Window Infofenster Tabelle 35 Das Menu AD DA AD only mit Einstellungen f r SPL Messungen In der Funktion AD amp DA simultanously gibt es zus tzlich zu denen in Tabelle 35 aufgef hrten Einstellm glichkeiten noch die Auswahlm glichkeit f r das ausgesandte Zeitsignal und dessen Pegel Ein abschlie endes Beispiel zeigt eine typische Anwendung Eine Lautsprecheranlage soll zun chst so eingemessen werden da bei Anregung mit Rosa Rauschen im Zuschauerbereich ein SPL von SO dB mit C Bewertung vorliegt wenn das Signal mit einem RMS Wert von 8 dBu in die Anlage eingespeist wird Ein 16K langes Zeitsignal by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 228 283 mit Rosa Rauschen findet sich in der Datei PINK 16K DAT die unter Signal File eingetragen wird Das Me system wird mit Strg M in den Frequenzbereich geschaltet und dann im AD DA Menu die Funktion AD amp DA simultanously aufgerufen Zun chst ist jetzt der gew nschte Ausgangspegel f r das rosa Rauschen von 8 dBu einzus
17. Slope oder Width Flankensteilheit des Filters in dB Oktave oder Filterl nge f r FIR Filter in Anzahl der Taps Level Pegel f r die einzelnen Wege SUB LOW MI HIGH Hier wird nur das eingestellt was wirklich sp ter als Pegelunterschied in der Gesamtfunktion auftreten soll D h keine Endstufenanpassung und auch keine Anpassung an unterschiedliche Empfindlichkeiten in den einzelnen Wegen Target input Dateiname der vorgegebene Wunschfunktion aus dem Target response Menu Standard XT SPK Bandpass output Dateiname f r die hier konstruierten Bandpa funktionen Standard XBPROT SPK Tabelle 41 Eingabefenster Create Prototyp Bandpass unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 251 283 10 6 Process band pass Im Process band pass Menu werden die bis zu diesem Zeitpunkt noch als idealisiert dargestellten Bandp sse so bearbeitet wie sie auf der eingestellten Hardware sp ter ausgef hrt werden k nnen Durch die beschr nkte Anzahl Filterkoeffizienten k nnen manche Filterfunktion nicht genau so erreicht werden wie sie in der Vorgabe gew nscht wurden Werden keine weiteren Einstellungen vorgenommen so erzeugt Process band pass aus den Wunschfunktionen in der Datei XBPROT SPK die zu realisierenden Funktionen und speichert diese in der neuen Datei XB SPK ab Grunds tzlich wird dabei die unter Gen
18. Weiterhin hat sich die spektrale Verteilung des Me signals den Belastungsgrenzen sowohl des untersuchten Lautsprechers als auch anwesender Personen zu unterwerfen F r eine breitbandige Messung eines kompletten Lautsprechersystems notwendig z B nach der Entzerrung zur Verifikation ist ein wei es Spektrum wie es beispielsweise ungefilterte Maximalfolgen oder TDS Sweeps besitzen denkbar ungeeignet Durch den konstanten Energie Bandbreite Verlauf hat bei einer Trennfrequenz von 3 kHz und einer Abtastrate von 44 1 kHz der Hocht ner beispielsweise ber 85 der eingespeisten Leistung zu schlucken w hrend er in Gestalt eines empfindlichen Kalottenlautsprechers einer Hifibox vielleicht nur 5 der Nennlast vertr gt Druckkammertreiber f r PA Lautsprecher sind robuster wegen ihres sehr hohen Wirkungsgrades stellt die Verwendung eines Me signals mit wei em Spektrum aber eine ernstzunehmende Gefahr f r in der N he verweilende Menschen dar wenn es versehentlich mit viel zu hohem Pegel zur Aussendung gelangt Das St rspektrum akustischer Immissionen nimmt in aller Regel zu tiefen Frequenzen hin deutlich zu w hrend der Testlautsprecher unterhalb seiner Grenzfrequenz nat rlich ausgerechnet in diesem Bereich eine Verringerung des abgestrahlten Schalldrucks mit 12 oder 24 dB Oktave aufweist F r einen bis vielleicht 100 Hz hinauf betriebenen Subwoofer w rde bei Speisung mit einem wei en Testsignal nicht mal ein halbes Prozent der zugef hrt
19. erer Lautsprecher Cluster kurz er rtert Prinzipiell eignet sich zur Lautsprechermessung jedes Verfahren welches den Frequenzgang nach Amplitude und Phase in ausreichend kleinen Frequenzinkrementen korrekt ermitteln kann Als Datenbasis f r die im n chsten Kapitel ausf hrlich beleuchtete FIR Koeffizientenerzeugung werden FFT Spektren ben tigt deren L nge so gro sein mu da sich auch am unteren Ende des bertragungsbereichs eine zufriedenstellende Aufl sung ergibt Bedingt durch das konstante Frequenzinkrement ist die Aufl sung im Hochtonbereich dann zumeist um ein Vielfaches h her als es zur Charakterisierung des Hocht ners und zu dessen Entzerrung eigentlich notwendig w re Die Lautsprecherme dateien belegen deshalb relativ viel Plaz auf dem Massenspeichermedium des verwendeten Computers was im Zeitalter der Gigabyte Festplatten aber wohl nur noch eine untergeordnete Rolle spielt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 80 283 7 1 FFT Me verfahren 7 1 1 Impulse Am einfachsten l t sich die Messung an einem linearen zeitinvarianten System als welches Lautsprecher praktisch angesehen werden d rfen so lange ihre Belastungsreserven nicht weitestgehendst ausgesch pft werden mit einem kurzen diracf rmigen Impuls durchf hren Die aufgefangene Antwort des Pr flings auf den einzeln ausgesendeten Impuls stellt schon direkt die gesuc
20. genauer erl utert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 25 283 3 Die Men s von MF 3 1 File Im Dateimen File Alt F k nnen in bekannter Form Dateien mit Zeitsignalen oder Frequenzspektren eingelesen gespeichert gel scht oder im Namen ver ndert werden Angezeigt werden immer nur die Dateien die mit der eingestellten Maske f r die Dateiendung bereinstimmen Vorgegeben ist hier DAT f r Zeitsignale und SPK f r Frequenzspektren Abh ngig davon ob man sich gerade in der Zeit oder Frequenzdarstellung befindet erscheinen nur die zugeh rigen Dateien mit Zeitsignalen oder Frequenzspektren Im Dateimen kann ber die Tastenkombination Ctrl T oder Ctrl B vom Zeit in den Frequenzbereich oder umgekehrt geschaltet werden Durchl uft man die Dateiliste auf der rechten Seite des File Fensters so werden in der Kommentarzeile oben die Kommentare aus den zugeh rigen Dateien angezeigt File Alt F Parameter Funktion aktueller Pfad Dateimaske Dateiname Datei laden Datei speichern Aktuelles Fenster l schen und ein neues anlegen Degree L nge der FFT im Frequenzbereich Length Anzahl der Abtastwerte f r das neue Zeitsignale Edit header Datei Header ansehen und editieren Rename Dateiname ndern Delete Datei l schen Make Dir Neues Verzeichnis anlegen Size Datei wird mit 1 2 3 4
21. AD only Nur AD Betrieb zum sampeln beliebiger Signale z B f r Messungen des St rpegels am Ausgang eines Ger tes AD amp DA simultanously Gleichzeitiger AD und DA Betrieb DA Signal aus einer Datei z B f r Messungen von Endstufen mit Sinus Bursts Recorder Micro calibration Mikrokalibrierung mit Pistonphon THD N single f Klirrfaktormessung bei einer Frequenz bis k10 THD N f Klirrfaktormessreihe in Abh ngigkeit von der Frequenz LS max SPL Maximalpegelmessung bei Lautsprechern f r einen vorgegebene Klirrfaktorgrenzen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 47 283 AD DA Alt A LS Sensitivity Frequenzgangmessung bei Lautsprechern mit Angabe der Empfindlichkeit Frequency response Allgemeine Frequenzgangmessung Polar Response Messung von Polardiagrammen und Ansteuerung von verschiedenen Drehtellern Achtung keine grafische Darstellung Laser Vibrometer Impedance Impedanzmessung SPL Schalldruckpegel Messung Tabelle 9 Funktionen und Eingabefenster im AD DA Menu Alt A by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 48 283 3 8 DSP Dieser Menupunkt wird zur Zeit nicht unterst tzt da die zugeh rige Hardware nicht mehr in Gebrauch und veraltet ist by Audio amp Acoustics Consu
22. Setup Hardware Setup f r Hugo Downsampling Sub 16 fach fg 1 0 kHz Low 16 fach fg 1 0 kHz Mid 4 fach fg 4 0 kHz High 1 fach fg 22 0 kHz Max coefs Maximale Anzahl der Koeffizienten bez glich des Speicherplatzes die Rechenleistung wird hier nicht ber cksichtigt Sub 700 Low 650 Mid 480 High 300 Filter MIPS Rechenleistung die von der momentanen Einstellung ben tigt wird Bei berschreitung des f r Hugo gesetzten Wertes im Setup wird eine Warnung ausgegeben Maxwert 19 MIPS bei DSP56009 80 FIR multipath interne Aufteilung eines Weges auf mehrere Zweige mit unterschiedlichen Downsamplingstufen none interne Wege externe Wege mid high mid und high intern gt high output low mid low und mid intern gt mid output low mid high low mid high intern gt high output Tabelle 39 Eingabefenster General Settings unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 246 283 10 3 Target response Der Menupunkt Target response erlaubt die Eingabe einer Zielfunktion die dem entspricht wie sp ter der Wunschfrequenzgang des Lautsprechersystems mit der digitalen Frequenzweiche sein soll Grunds tzlich sind hier nur die obere und untere Grenzfrequenz mit einer gew nschten Filterfunktion anzugeben Weitere Manipulationen des Frequenzganges k nnen unter Freq response use
23. A weighting inverted A weighting ab ab o 8 80 10 70 20 SC 60 30 50 40 40 50 30 60 20 70 10 80 o Dais I 09 05 SS o5 1 2 5 10kiz DN an 02 05 1 2 5 Oz Abbildung 66 A Kurve und invertierte A Kurve In MF erfolgt die Messung von beliebigen Signalspektren im AD DA Menu unter AD only Vor einer Messung sollte bei offenen Eing ngen am Frontend der St rpegel des Me systems gepr ft werden Der Wert sollte merklich unter dem des angeschlossenen Ger tes liegen Der AD Umsetzer des Me systems stellt einen Dynamikumfang von ca 80 dB zur Verf gung der ber die Vorverst rker im Frontend in weiten Bereichen angepa t werden kann Die Eingangsempfindlichkeit des Me systems kann von MF aus im Menu AD DA unter Basic settings zwischen 62 5 dBu und 40 dBu f r Vollaussteuerung variiert werden Bei geringen Verst rkungen der Vorstufe dominiert der AD Umsetzer den St rpegel des Me systems und bei hohen Verst rkungswerten der Vorverst rker Die folgende Tabelle gibt einen kurzen berblick ber die St rpegel bei unterschiedlichen Eingangsempfindlichkeiten f r das 16 Bit System Eingangsempfindlichkeit St rpegel in dBu Resultierende in dBu 20 20k Hz unweighted Me dynamik in dB 40 dBu 77 5 Vor 35 dBu 75 dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 194 283 Eingangsempfindlichkeit St rpegel in dBu Resultierende in
24. JW Hit LEN Mt 0 Un a Il 10 Q 9 SCH i A TTO RHIN UU 09 UA 07 7 05 0 2 05 1 2 2 09 CH Abbildung 39 Nahfeldmessung vor dem Tunnel Sens 1W 1m HK CC82 Nahfeld Tunnel und Membran mm ig f EON ANIN N N A UI S RS TI 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz Abbildung 40 Summe der Nahfeldmessungen mit Fl chengewichtung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 140 283 Sens 1W Im HK CC82 gefensterte Messung und Nahfeldmessung 50 0 05 10 kHz 26 Abbildung 41 Nahfeld und gefensterte Fernfeldmessung Im letzten Schritt ist die frisch erstellte Nahfeldmessung noch mit der Fernfeldmessung zu kombinieren Die Kombination von zwei Dateien sieht dabei so aus da eine Datei und zwar die zuerst geladene den Bereich von der Kombifrequenz bis zur h chsten Frequenz abdeckt und die andere zweite Datei den Frequenzbereich von O bis zur Kombifrequenz Die zuerst geladene Datei gibt den Pegel und Laufzeitbezug vor F r die Lautsprechermessung wird somit zun chst die Fernfeldmessung geladen Im zweiten Schritt wird ber die Read Block Funktion die Nahfeldmessung hinzu geladen Im Modus combi kann die gew nschte Kombifrequenz eingestellt werden Welche Frequenz g nstig ist kann gut beurteilt werden wenn zun chst beide Dateien die Nah und Fernfeldmessung geladen und bei einer Frequenz auf einen Wert normiert we
25. Mic preamp gain 0 dB Bei externem Mikrophon Vorverst rker ist hier dessen Gain einzutragen Correct by z B 6 dB bei Halbraummessungen LS impedance Nominelle Impedanz des Lautsprechers Mic LS distance Entfernung LS Mic Turn table select Drehtellereinstellungen Polar data setup Auswahl der Me methode und des Datenformates by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 161 283 AD DA Polar Response Reference and more Referenzmessung nur bei Normalize to 0 nicht erforderlich Excitation Averaging 4 Bei starken St rger uschen evtl erh hen Level Ausgangspegel am Line Ausgang Achtung Endstufe 20 dB Impulse response processing Build imp resp Pre comp Pre Impulsantwort des gesamten Me strecke zur Fensterung verwenden Post Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen und weiter verarbeiten siehe auch 8 7 4 d h nur die Impulsantwort des Me objektes f r die Fensterung verwenden Delay shift lt Laufzeit durch die Entfernung zwischen Lautsprecher und Mikro automatisch kom pensieren siehe auch 8 5 Fensterfunktion f r die Impulsantwort Achtung mit der Normalize to 0 Funktion nur bei pre comp Einstellung verwenden Spectral processing by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3
26. N heres hierzu im Absatz 9 Nicht alle Funktionen sind im Zeit und Frequenzbereich verf gbar so da in der folgenden Tabelle in der zweiten Spalte angegeben wird f r welche Bereiche die Funktionen angewendet werden k nnen T Time Domain f r Zeitsignale F Frequency Domain f r Frequenzspektren Edit Alt E Verf gbar in den Bereichen Menupunkt Funktion Add T F Addiert eine komplexe Konstante Crossover work F FIR Filterberechnung f r Frequenzweichen und Lautsprecherentzerrung siehe auch Kap 10 Create bandpass Erzeugt die Impulsantwort eines Wunschbandpasses Remove DC Ermittelt den DC Offset eines Zeitsignales und subtrahiert ihn vom Signal Delete L scht den Bereich zwischen den Cursorn Extend Verl ngert ein Zeitsignal auf eine gew nschte Anzahl Samples Fade Ein Ausblenden eines Zeitsignales Generate Generiert Testsignale im Zeitbereich z B Sinus Rechteck Rauschen Sweep by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 37 283 Edit Alt E F gt eine gew nschte Anzahl Abtastwerte in ein Zeitsignal oder Spektrum ein Erzeugt Filterfunktionen im Frequenz oder Zeitbereich in allen gew nschten Varianten siehe auch Kap 10 4 Channel work Erlaubt die Verkn pfung der Signale einzelner Kan le einer Datei untereinander Group Delay Bear
27. S ein Dateiname ausgew hlt werden Die Dateiendung braucht nicht eingegeben zu werden sie wird vom Programm automatisch in der passenden Form zum Typus des Signales ausgew hlt Mit den Block Funktionen Write und Read im Edit Menu k nnen Dateien miteinander in den verschiedensten Formen kombiniert werden Der Vorgang l uft so ab da eine bereits eingelesene oder gemessen Datei je nach Einstellung im Read Block Menu mit der neu als Block ganz oder in Teilen nachgeladenen Datei verarbeitet wird Sollen z B zwei Messungen miteinander verglichen werden so kann die erste Datei wie gehabt ber das Dateimen ausgew hlt und geladen werden Die zweite Datei kommt jetzt ber das Edit Menu und Read Block ins Spiel Hier wird ebenso eine Datei in bekannter Form ausgew hlt Zus tzlich ist es jetzt aber m glich einzustellen ob diese Datei einfach als zweiter Kanal im Bild erscheint oder mit der Ursprungsdatei z B by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 24 283 multipliziert dividiert oder auf andere Weise verkn pft wird Soll die Abweichung zwischen zwei Messungen dargestellt werden z B um die Paarabweichung bei Lautsprecher zu zeigen so ist die Einstellung dividieren zu w hlen Die Ursprungsdatei wird dann durch die neu geladene Datei geteilt und das Ergebnis dargestellt Die wichtige Funktion des Kombinierens wird noch unter Beispiele f r eine Lautsprechermessung 8 3
28. Schwingspulenimpedanz nicht nur zu einem breitbandigen Empfindlichkeitsverlust sondern durch die ge nderte Abschlu impedanz auch zu lokalen nderungen des by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 92 283 Frequenzgangsverlaufs Solche nderungen ergeben sich aber zumeist allm hlich wenn die eingespeiste Leistung nicht viel zu gro ist so da die Zeitvarianz innerhalb einer Messung eher gering ausf llt St render sind schnelle Zeitvarianzen die in einzelne Perioden des Me signals fallen Hier ergeben sich je nach Zeitabh ngigkeit der St rung bedeutsame Unterschiede f r die verschiedenen Me signale Um die Auswirkung der Zeitvarianzen auf die beiden schon vorgestellten Me signale zu demonstrieren wurden zwei verschiedene Zeitvarianz Signale welche die Abweichung jedes Abtatstzeitpunktes repr sentieren generiert Das erste ist ein dreiecksverteiltes wei es Rauschen mit einer Amplitude von 0 5 Samples und stellt sicher ein recht bertriebenes Szenario dar Das zweite Signal besitzt die gleiche Abweichung von maximal einem halben Sample gehorcht aber dem sanften Verlauf einer Sinusschwingung Zur Simulation der Schwankung der Abtastzeitpunkte wurde die Abtastrate der beiden Me signale zun chst auf das 256 fache heraufgesetzt indem zwischen 2 Abtastwerten jeweils 255 Nullen eingef gt wurden Die Abtastzeitpunkte wurden nun gem
29. Speaker Dateinamen der Lautsprechermessungen Inv Dynamic Maximale Anhebung zur Kompensation der Lautsprecherfrequenzg nge Empfehlung 12 dB Delay lin LS linearphasige Gesamtentzerrung lin FIR nwr linearphasige Filter minimal minimalphasige Filter kurze Grundlaufzeit Process speaker siehe Tabelle 45 Self response Dateiname einer Messdatei die in CHO 3 die Frequenzg nge des Controllers ohne jegliche Filter beinhaltet Vorher NEUTRAL BLK in Hugo laden CHO SUB CH1 LOW CH2 MID CH3 HIGH Dateiname XC44 SPK Target input Dateiname der vorgegebene Wunschfunktion aus dem Target response Menu Standard by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 255 283 Parameter Bedeutung XT SPK Bandpass input Dateiname der vorgegebene Bandpass Funktion aus dem process band pass Menu Standard XB SPK Coef output Zieldatei in der die Koeffizienten und Limitereinstellungen f r den Hugo abgelegt werden Diese wird sp ter mit Dispatch FIR set to Hugo in den Hugo geladen bzw in ein Eprom gebrannt Create Diracs Erzeugt eine Zieldatei ohne Filterfunktion Dateiname NEUTRAL BLK Text Through Die Limitereinstellungen bleiben g ltig Tabelle 44 Eingabefenster FIR coef generation unter Crossover work im Menu Edit Das Fenster Process speaker erlaubt eine Vorverarbe
30. f r Kinosysteme ohne Sub Kanal im Saal gemessen Amplitudenspektrum f r Pink Noise li und Pink Sweep re Laufzeit f r Pink Noise li und Pink Sweep re Zeitsignale f r Pink Noise li und Pink Sweep re Phasengang und Frequenzgang ohne Kompensation St rspektrum am Eingang bei 40 dBu Eingangsempfindlichkeit Klirrfaktor ber der Frequenz bei gleichzeitigem AD DA Betrieb mit 14 dBu Pegel Beispiel f r eine Targetfunktion XT SPK Lautsprechermessung mit ohne Gl ttung Parameter in Process speaker smooth yes 1 6 Oct smoothing of magnitude Lautsprechermessung mit ohne Cmp amp squeeze Parameter in Process speaker Cmp amp squeeze yes 1 1 Oct Width Above smoothed 1 0 Belowe smoothed 0 3 Frequenzg nge von Hugo SUB LOW MID und HIGH ohne Filter Volume 22 dB THD bei 1 kHz Analog Input Ausgang HIGH THD ber der Frequenz bei 10 dBu Eingangspegel Analog Input Ausgang HIGH DIM100 Analog Input Ausgang HIGH Alle Abbildungen als PCX Grafiken im 150x150 dpi Format mit 16 Farben in der ZIP Datei MFA PCX ZIP 210 211 212 212 213 213 214 215 218 219 220 221 222 228 230 232 238 238 238 240 241 241 246 257 257 268 269 269 270 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 275 283 12 2 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Funktionen im File Menu 26 Tabelle2 Funktionen im Domain Menu 32
31. ndliche Messung in zwei Etappen mit Zerlegung in zwei Frequenzbereiche sinnvoll Weiterhin wird im Zusammenhang mit TDS Messungen immer wieder von Schwierigkeiten an der unteren Bandgrenze berichtet Dort ist ein oszillierender Verlauf des gemessenen Spektrums zu verzeichnen Dieser erkl rt sich zum einen aus der nachlassenden Gl ttungswirkung der Demodulator Tiefp sse auf die quadrierte Momentanfrequenz Zum anderen m ssen sich die Tiefp sse nach dem pl tzlich eingeschalteten Sweepsignal erst einschwingen Gegen die nachlassende Gl ttungswirkung bietet sich die Herabsetzung der Tiefpass Grenzfrequenz an Zur Beibehaltung der gleichen Frequenzaufl sung mu dann aber die Dauer des Sweeps proportional erh ht werden da das Tiefpassfilter nun auf schnelle Fluktuationen tr ger reagiert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 89 283 Eine bessere L sung ist eine Messung in zwei Durchl ufen bei der das Testobjekt zun chst mit dem normalen Sweep und dann mit dem 90 phasenverschobenen Abk mmling gespeist wird Die Antwort des Testobjektes wird f r beide Durchl ufe mit den verz gerten in 90 Phasenbeziehung stehenden Generatorsignalen multipliziert Das Ergebnis beider Durchl ufe wird addiert im Imagin rzweig subtrahiert siehe gestrichelte Linien in Abbildung 16 und dann erst den beiden Tiefp ssen f r Real und Imagin rteil zugef hrt Da si
32. rmige Zeitvarianz Amplitude 0 5 Samples vgl Abbildung 19 gest rte Messung mit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 98 283 linearer MLS Links Spektrum rechts Impulsantwort daraus Peak 1V by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 99 283 7 5 F rbung des Me signals Unabh ngig von der Wahl des Me verfahrens mu die spektrale Beschaffenheit des Me signals einige Bedingungen erf llen Als erstes ist nat rlich die Forderung zu stellen da alle interessierenden Frequenzen mit ausreichendem Pegel vorhanden sind um dem zersetzenden Einflu von St rungen akustischer oder elektrischer Natur wirkungsvoll zu begegnen Die zweite wichtige Forderung ist da die Amplitudenunterschiede benachbarter Frequenzkomponenten nicht zu hoch ausfallen Die stets mehr oder weniger stark vorhandenen Nichtlinearit ten des Pr flings h tten sonst zur Folge da im Anregungssignal nur schwach vorhandene Frequenzen durch Intermodulationsprodukte berdeckt werden was die Messung bereichsweise unbrauchbar machen w rde Diese Tatsache gilt es besonders zu beachten wenn als Me signal das darzubietende Audiosignal selber benutzt wird Dabei ist zumeist die Auswertung etlicher Ausschnitte notwendig bis s mtliche Spektralbereiche mit ausreichender Sicherheit erfa t worden sind
33. sich aus der Schallgeschwindigkeit und der Entfernung vom Lautsprecher zum Mikrophon ergibt bei aktivierter Delay shift Option abgezogen Window opt Eine optionale Fensterung wird ausgef hrt FFT Der komplexe Frequenzgang wird aus der Impulsantwort berechnet FFT Der komplexe Frequenzgang wird bei 2 1 Signalen aus der Impulsantwort und bei 2 Signalen direkt aus den gesampelten Eingangsdaten des Me systems berechnet Comp Das komplexe Spektrum der gesamten Me strecke wird durch die Kompensationsdatei dividiert Als Resultat verbleibt ausschlie lich der komplexe Frequenzgang des eigentlichen Me objektes Damit ist auch die Laufzeit des Me systems kompensiert Comp Das komplexe Spektrum der gesamten Me strecke wird durch die Kompensationsdatei dividiert Als Resultat verbleibt ausschlie lich der komplexe Frequenzgang des eigentlichen Me objektes Damit ist auch die Laufzeit des Me systems kompensiert IFFT ber eine inverse Fouriertransformation wird aus dem komplexen Frequenzgang des Me objektes dessen Impulsanwort berechnet Window opt Eine optionale Fensterung wird ausgef hrt und betrifft an dieser Stelle nur die Impulsantwort des Me objektes FFT Aus der jetzt gefensterten Impulsantwort wird via FFT erneut der komplexe Frequenzgang des Me objektes berechnet 1 Smooth opt Eine optionale Gl ttung kann auf Betrag oder Laufzeit oder beides mit verschiedenen Parametern an
34. system Beispiele Samples channel Anzahl der Samples 2 Remove DC Gleichanteil vom Zeitsignal abziehen Windowing No Fensterfunktion f r die Impulsantwort BI H 4 Term symmetrical Range all Fenstertyp und Form Spectral processing Equalizing None None keine Bewertung im Frequenzbereich File Bewertung ber eine vorgegebene Spektrumsdatei A weigh Sinc x A Bewertung sin x x Bewertung J filt Bewertung ber ein mit J Filter definiertes Filter siehe auch 10 4 Smooth Gl ttung im Frequenzbereich Channel combine Ch0 und Ch bei zweikanaliger Messung miteinander verkn pfen Display Dynamic Range Darstellungsbereich On top Maximalwert des Darstellungsbereiches Ref for 0 dB Bezugswert f r 0 dB Max gr ter Wert im Spektrum Fixed einstellbarer Wert 0 dBu 715 mV ADFS AD Umsetzer Vollausst by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 196 283 dB reference Einstellbarer Bezugswert f r 0 dB bei fixed Info Window Infofenster Tabelle 32 Das Menu AD DA AD only mit Standardeinstellungen W hrend der Messung k nnen jetzt schon im Infofenster diverse statistische Werte des Signales abgelesen werden Der bewertet Frequenzbereich wird unter Lower und Upper Limit angezeigt und kann vorher im Menu Info unter
35. system Die Men s von MF 31 283 3 2 Domain Im Menupunkt zur Bereichsumschaltung Domain Alt O Kann grunds tzlich zwischen dem Zeit und Frequenzbereich umgeschaltet werden Die Umschaltung betrifft nur die Darstellung Alle Signale oder Spektren bleiben weiterhin im Speicher des Rechners erhalten Nach einer Messung liegt das vom AD Umsetzer gesampelte Zeitsignal unter Time signal vor Die daraus errechnete Impulsantwort findet sich unter Impulse response Wurde aus der Impulsantwort via FFT schon ein Frequenzspektrum errechnet so findet sich die Amplitudendarstellung unter Magnitude und die Phasendarstellung unter Phase Domain Alt O Time Domain Funktion Time signal Ctrl T Zeitsignal darstellen eingelesene Zeitsignale aus Dateien oder nach einer Messung Impulse response Ctrl U aus dem Zeitsignal errechnete Impulsantwort Power Ctrl E Leistungsdarstellung des Zeitsignales Int impulse Ctrl N Integrierte Impulsantwort f r response Nachhallzeitberechnungen Probability Verteilungsfunktion eines Zeitsignales Die Funktion zeigt wieviele Abtastwerte in einen bestimmten Amplitudenbereich fallen Distribution Verteilungsdichtefunktion eines Zeitsignales Die Funktion zeigt wieviele Abtastwerte unter oder auf einen bestimmten Amplitudenwert fallen Frequency domain Funktion Magnitude Ctrl M Betragsdarstellung eines Frequenzspektrums Frequenzgang Real Realteil eines Freque
36. verursachen k nnen In einer Impedanzkurve u ern sich diese hnlich wie Verzerrung bei der Frequenzgangmessung durch einen buschigen Kurvenverlauf Besonders kritisch reagieren offene Chassis bei der Impedanzmessung wenn die Membran schon bei kleinen Pegeln gro e Auslenkungen ausf hrt F r diesen Fall mu der Me pegel solange abgesenkt werden bis die Verzerrungen auf ein entsprechend niedriges Ma abgefallen sind Bei Bedarf kann gleichzeitig die Anzahl der Mittelungen unter Averaging erh ht werden Der Me pegel sollte dabei immer per Software in der Level Einstellung variiert werden und nicht ber das Poti f r das Endstufengain Eine neue Referenzmessung ist by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 187 283 dann nicht erforderlich Abbildung 62 zeigt das Resultat einer Impedanzmessung an einer kleinen Bassreflexbox mit einer Tuningfrequenz von ca 110 Hz im Impedanzminimum Compensation spectrum Bu by Monkey Forest Dry 46 Abbildung 61 Referenz f r Impedanzmessung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 188 283 Impedance HK CC82 50 Jh 0 05 2 0 5 1 2 5 10 kHz 47 0 Abbildung 62 Impedanzmessung an einer kleinen Ba reflexbox MF bietet die M glichkeit einer schnellen Bestimmung der Thiele Small Parameter ber zwei Impedanzmessung am nic
37. 05 1 2 oe 2 4 6 8 ma Abbildung 49 Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in post comp Stellung mit Delay shift Zus tzlich wurde ein Fenster eingesetzt das die Reflexionen in der Impulsantwort ausblendet Die Impulsantwort ist jetzt ausschlie lich die des Lautsprechers by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 148 283 Sens 1W 1m post comp mit Fenster ab Am gemessen und d 0 55m Impulsantwort post comp mit Fenster ab 5ms gemessen und d 0 55m d m 6 110 4 100 2 d 90 2 _4 80 d S 8 70 7 05 o2 05 1 2 5 777 2 4 6 8 ms Abbildung 50 Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in post comp Stellung mit Delay shift und Fenster mit tats chlicher Entfernung zwischen Mikro und Lautsprecherfront d 0 55m gemessen In der aktuellsten Programmversion findet sich die Option Delay shift mit der die Kompensation der Laufzeit zwischen Lautsprecher und Mikrophon deaktiviert werden kann Ohne Delay shift Option sieht man jetzt die Impulsantwort mit der gesamten Laufzeit der Strecke zwischen Lautsprecher und Mikrophon und kann in einfacher Weise ein Fenster so plazieren da st rende Reflexionen ausgeblendet werden Mit aktivierter Delay shift Option besteht auch weiterhin die M glichke
38. 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 18 283 Das untere Drittel des AD DA basic settings Fensters enth lt sehr wichtige Einstellungen und bedarf einer besonderen Beachtung Unter AD inputs wird der Eingangskanal links rechts oder der zweikanalige Betrieb ausgew hlt Ausgangsseitig arbeiten immer beide DA Kan le Mit der Einstellung DA inv R channel kann das Ausgangssignal des rechten Kanales invertiert werden z B um eine Endstufe im Br ckenbetrieb anzusteuern Die Einstellm glichkeiten AD bzw DA fullscale bestimmen die maximale Eingangs bzw Ausgangsspannung an den symmetrischen Ein und Ausg ngen des Frontends F r Messungen mit der eingebauten Endstufe ist dringend zu beachten da die zus tzlichen 20 dB Verst rkung nicht zur bersteuerung des Verst rkers f hren Eine Einstellung DA fullscale von 0 dBu sch tzt sicher vor zu gro en Eingangssignale f r die eingebauten Endstufen deren Clipgrenze bei knapp ber 20 dBu liegt Alle Werte werden in dBu und in Volt Spitzenwert angegeben Die Qualit t aller Messungen h ngt stark vom richtig gew hlten Aussteuerungsbereich der AD Umsetzer ab Eine Kontrolle ber die Aussteuerung ist ber den kleinen Balken rechts unter den Diagrammen w hrend der Messung m glich Die Einteilung ist in 10 dB Stufen Im Falle einer bersteuerung verf rbt sich der wei e Balken rosa Die Einstellung des Wertes f r die Vollausteuerung der Eing nge erfolgt unter AD fullscale und sollte nach
39. 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 5 283 8 19 3 EE 202 8 134 KEE 203 8 199 EE 205 E Ee EE 208 8 13 7 Terz und Ta HE 209 E EH RTE 214 8 13 9 STI und RAS TTS SE a Eee 216 8 14 Schalldruckpegel messen ssscssessssssesssensessssnsesnnensesnnensennnensssnsessnsnsessnsnsessnssnene 225 8 14 1 Die Sound pressure level Runktion use 232 8 15 Testsignale generieren sesscssoesocsocsocescesocsocsocesossocsoeeocsscssossoceocsscssocsosssesscssossoe 236 9 TECHNISCHE DATEN DES MEBSYSTEM MIT ITADDATS 240 10 OPTION CROSSOVER WORKS 242 10 1 Setup file men a ee 243 10 2 General settings sisissesnssinesnnenenennennesnnenneinnen nennen nenner nun nen nnnnennen een nenne Then nennen 244 10 3 Target response hehe hehe 246 IEN 11 I 751 GPPRERPARRARINIPERANINEREEIBERERTERUERENTEINAESFEERANENSRERARESTRENREENSRIEREAEIRENFEAEERINERASERERFSENSRERFERETRRT 248 10 5 Create prototype bandpass 0 eosesosensennsennennnennunnsennunnnennunnnennunnsennennnennusnnennne 249 10 6 Process band PaSSisssisssssssssssisssssssisosssissssssssv ses ssjssssisss ses sssss sis s ses s sss ss ss s s 251 10 7 Limiter TE 252 10 8 FIR coef generation sesssseccosossccccccsocccesocsococsosoosocsossocosoocoososoccoesosocsoessssesoessssse 254 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 6 283 10 9 Dispatch FIR set to
40. 2 Die Option All channels ist auf yes zu schalten damit alle 7 Impulsantworten quadriert werden Da bei MF die negativen Werte auch nach dem Quadrieren noch negativ bleiben mu ein weiterer Schritt f r die Betragsbildung eingelegt werden Dieser findet sich im Edit Menu unter Rectify Auch hier darf die Option All channels yes nicht vergessen werden Das Resultat f r die Beispielfunktion ist in der folgenden Abbildung dargestellt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 220 283 Impulsresponses squared and rectified 10 1 2 3 4 5 5 64 Abbildung 84 Quadrierte und gleichgerichtete Impulsanworten Die soweit behandelten Impulsantworten sind jetzt mit ihrer kompletten L nge in den Frequenzbereich zu transformieren Shift E und F Die Bearbeitung von 7 FFTs mit je 256K Werte nimmt einen kurzen Augenblick in Anspruch Das Resultat ist jetzt noch f r alle 7 Kurven im Frequenzbereich so zu normieren da der Wert f r 0 Hz 1 0 dB ist Dazu wird der linke Cursor an den u ersten linken Rand bei 0 Hz plaziert Shift E und L und anschlie end die Normalize Funktion aus dem Edit Menu aufgerufen Die Einstellungen hier lauten New magnitude 1V All same level yes und All channels yes Danach sollten alle Spektren bei 0 Hz auf den Wert 1 0dB normiert sein Was man jetzt sieht sind die MTFs siehe Abbildung 85 Interessant ist aber nur der Bereich von 0
41. 3 Einheit an der Y Achse 111 Rand LRlongInt dargestellter X Bereich 119 Cursor LRlongInt Position der Cursorlinien 127 Grundlaufzeit double Lei 3 135 dr dBBlock bestehend aus folgenden 3 Werten 135 Oberkantd B double dB an der Oberkante 143 Dynamik double Oberkante db Unterkante dB 151 VoltBei0dB double Bezugsspannung f r 0 dB 159 LeftCursold word alt f r Signale bis L nge 65535 161 RightCursold word alt f r Signale bis L nge 65535 163 ADDAident String 20 Quantisierung als ASCII String 184 Kommentar String 71 Beliebiges Blabla Abbildung 5 Datei Header in Pascal f r Zeitsignale und Frequenzspektren neue Definition von MF die kompatibel zur alten Form ist by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 30 283 JEE ITA Polheader f r C Programme KEEN struct ITA_Polheader int Startwinkel int AnzahlSchritte int Schrittweite char len_Richtung char Richtung 80 double Abtastrate double Startfrequenz int AnzahlFrequenzen double Frequenzfaktor double Fensterbreitenfaktor double Normwert double dBWert double ObereGrenzfrequenz char len_Kommentar char Kommentar 110 Polheader_in Polheader_out Abbildung 6 Datei Header in C f r Polarplots by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me
42. 774 5967 mV 0 0 dBu Info window no yes Me menu AD amp DA simultanously beim Einpegeln des Ausgangssignales Region cursor fixed Lower limit 4 0 Hz Upper limit 4 20 kHz ee Del eege CRD een aximum 4 76 4402 mV inimum 9 1643 uV ax Min S 76 431 mV Average S 3 3133 mV Overall 285 6182 mV ne eyel gt aximum S 20 115 dBu inimum S 98 54 dBu ax Min S 78 424 dB Average S 47 376 dBu Overall 5 8 0658 dBu Zugeh riges Info Fenster mit Statistischen Signalparametern zu Abbildung 87 Wenn der Ausgangspegel entsprechend eingestellt ist kann das Me mikrophon angeschlossen werden und der dB Referenzwert auf die Mikrophonausgangsspannung bei 20uPa Schalldruck angepa t werden Unter Equalizing File wird eine Datei C KURVE SPK die als Frequenzgang die C Bewertung enth lt eingestellt Die Resultat der Messung und den Frequenzgang der C Bewertung zeigt Abbildung 88 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 230 283 MF Me system Beispiele DA gt AD Sig Pink Noise 80 dB Freg Resp C Kurve d d 70 0 H Ft Li TH eg hy LA N 2 50 20 40 N 30 sa 68 40 0 05 02 05 1 2 5 10 kHz 0 02 0 1 0 5 1 2 5 10kHz
43. 90 29 dB ANL 1 TERM 2 TERM dB THD CH1 THD CH2 vs GEN FREQ Hz SUP TERMINATED 20 30 50 100 200 500 1k 2k 3k Dk 7k 10k Abbildung 101 THD ber der Frequenz bei 10 dBu Eingangspegel Analog Input Ausgang HIGH by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 270 283 72 11 dB 17 811 dBu 72 31 dB ANL 1 TERM 2 TERM dB m DIM CH1 DIM CH2 us GEN VOLT dBu SUP TERMINATED Abbildung 102 DIM100 Analog Input Ausgang HIGH by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 271 283 12 Verzeichnisse 12 1 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Frontansicht des ITADDA Frontend 13 Abbildung 2 Frequenzgangmessung bei richtiger Aussteuerung unten und bei zu hohem oben Pegel 19 Abbildung 3 Frequenzgangmessung bei deutlich zu geringer unten Aussteuerung 19 Abbildung 4 Datei Header in C f r Zeitsignale und Frequenzspektren alte Definition von Maxils 27 Abbildung 5 Datei Header in Pascal f r Zeitsignale und Frequenzspektren neue Definition von MF die kompatibel zur alten Form ist 29 Abbildung 6 Datei Header in C f r Polarplots 30 Abbildung 7 Frequenzgewichtung einer Erdnu Folge 57 Abbildung 8 Frequenzgang 1 und Zerfallsspektrum r eines Lautsprechers 66 Abbildung 9 Phasengang 1 und Laufzeitverhalten r eines Lautsprechers 66 Abbildung 10 Impuls 1 und Sprunga
44. Abbildung 70 Abbildung 71 Abbildung 72 Abbildung 73 Phasengang drei verschiedener Lautsprecher Impulsantwort drei verschiedener Lautsprecher Sprungantwort drei verschiedener Lautsprecher Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in pre comp Stellung mit Delay shift Die Kompensation wurde daher nur auf den Frequenzgang angewandt und nicht auf die Impulsantwort so da hier noch die Laufzeit des Me systems von 1 3ms zu erkennen ist Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in pre comp Stellung mit Delay shift Zus tzlich wurde ein Fenster eingesetzt das die Reflexionen in der Impulsantwort ausblendet Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in post comp Stellung mit Delay shift Zus tzlich wurde ein Fenster eingesetzt das die Reflexionen in der Impulsantwort ausblendet Die Impulsantwort ist jetzt ausschlie lich die des Lautsprechers Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in post comp Stellung mit Delay shift und Fenster mit tats chlicher Entfernung zwischen Mikro und Lautsprecherfront d 0 55m gemessen Impulsantwort und Frequenzgang f r die das Zerfallsspektrum berechnet werden soll Impulsantwort und Zerfallsspektrum Zoomfaktor 5 in Maxils Verschobene Zeitfenster f r die einzelnen Spektren Startposition 0 ms Mitte 22 ms Endposition 46 4 ms Klassisches Polardiagramm f r die 1 kHz Oktave und die zugeh rigen Terzen 2D Isobaren Darstellung der Directivity f r eine Ebene 3D Isobaren Darstellung der Directivity f r e
45. Absorptionsverhalten des Raumes betrifft das vor allem die mittleren und tiefen Frequenzen Eine weitere Messung des Leistungsfrequenzganges in einem Hallraum kann hier Aufschlu bieten Im diffusen Schallfeld werden alle Anteile die der Lautsprecher abstrahlt erfa t Die Energiedichte im diffusen Schallfeld ist proportional zur abgestrahlten Leistung und auch zur Nachhallzeit des Raumes Die Nachhallzeit ist allerdings auch in Hallr umen stark frequenzabh ngig und mu deshalb zun chst noch in der Messung kompensiert werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 76 283 2D Directivity Plot 908 608 308 E 00 3 CR m 6 3 m 9 6 m 12 9 309 m 15 12 m 18 15 m 21 18 Ds Grad Die 908 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 f Hz 10 2D Directivity Plot 908 00 3 m 3 0 m 6 3 m 9 6 m 12 9 306 m 15 12 m 18 15 D 21 18 Os Grad 908 Abbildung 13 Horizontales 0 und vertikales u Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung 3 dB div F r den Beispiellautsprecher sind der Freifeldfrequenzgang und der bereits um die Nachhallzeit kompensierte Diffusfeldfrequenzgang in Abbildung 14 links dargestellt Unterhalb von 200 Hz kann wegen der ausgepr gten einzelnen Raummoden die Hallraummessung nicht mehr bewertet werden Dar ber erkennt man die bis ca 1 kHz stetig abnehmende Ku
46. Anteile der linearphasigen Oversampler Tiefp sse bei der Darstellung der Impulsantwort st ren kann In diesem Fall ist die sp ter beschriebene Kompensation des Spektrums erforderlich womit aber der Vorteil des besonders geringen Rechenaufwands dahin schmilzt denn die gesuchte Impulsantwort ist nun erst nach dieser Korrektur im Frequenzbereich und einer anschlie enden IFFT verf gbar Der gr te Nachteil bei der Messung mit Impulsen ist deren mangelnder Energieinhalt Die Dynamik reicht vor allem bei akustischen Messungen im tieffrequenten Bereich meistens nicht aus und l t sich nur durch viele koh rente Mittlungen brauchbar verbessern Andererseits l t sich der Impuls praktisch immer mit der vollen Amplitude des nachgeschalteten Leistungsverst rkers in den Lautsprecher einspeisen ohne da er by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 81 283 diesem damit Schaden zuf gen w rde Gerade empfindliche Kalottenhocht ner die bei einer zugef hrten Dauerleistung von 5 Watt vielfach schon das Zeitliche segnen k nnen problemlos mit mehr als hundert Watt Impulsleistung angeregt werden Aufgrund der Massentr gheit sind erst bei extrem hohen Spannungsamplituden Nichtlinearit ten durch exzessive Membranauslenkung zu bef rchten Damit relativiert sich die mangelnde Dynamik gegen ber den sp ter beschriebenen alternativen Me verfahren ein wenig Hocht n
47. B die Mikrophonempfindlichkeit Andere bei der Schallpegelmessung nicht erforderliche Einstellung wurden zur besseren bersichtlichkeit weggelassen Sound pressure level Measurement conditions Mic sensitivity 15 mV Pa Hier ist die Mikrophonempfindlichkeit in mV Pa einzutragen Mic preamp gain Wenn ein externer Mikrovorvest rker verwendet wird so ist dessen Verst rkung hier einzutragen sonst 0 dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 233 283 Sound pressure level single repeat Einzelmessung oder Dauerbetrieb 14 FFT L nge f r die Signalanalyse ohne Anregungssignal sonst wird die L nge des 2 Werte langen Anregungs signales automatisch gew hlt Excitation with excitation W hrend der Messung ein zus tzliches Anregungssignal aussenden Pre sends Vor dem eigentlichen Me vorgang ausgesandte Folgen Averaging Anzahl der Messungen ber die gemittelt wird f r SPL Messungen immer 1 20 dB FS Pegel des Anregungssignales CAMAXIDAT Quelldatei f r das Anregungssignal PINK_NOI DAT Windowing yes no Fensterfunktion f r das Zeitsignal vor der FFT BI H 4 Term Fenstertyp und Form symmetrical Range all Spectral processing Equalizing None keine Bewertung im Frequenzbereich Bewertung ber eine vorgegebene Spektrumsdatei by Audi
48. Beurteilung der Leistungsf higkeit eines Lautsprechers geh rt neben dem Frequenzgang und der Directivity der erreichbare Maximalpegel Max SPL zu den wichtigsten Eigenschaften Letztendlich entscheidet dieser Wert dar ber wie weit ein Lautsprecher seinen Anforderungen einen bestimmten r umlichen Bereich zu beschallen nachkommen kann Simulationsprogramme welche die Berechnung von Beschallungsanlagen erlauben ben tigen hier eine zuverl ssige Angabe z B zur Berechnung der Sprachverst ndlichkeit in einer mit L rm erf llten Umgebung Die gelegentlich anzutreffende Methode aus der Sensitivity und der Belastbarkeit den maximalen Schalldruck zu errechnen f hrt in der Regel zu bertriebenen Werten Viele Effekte wie z B die elektrische Powercompression die Portcompression Partialschwingungen der Membranen und nat rlich die limitierte Auslenkbarkeit der Membranen werden so nicht ber cksichtigt Insbesondere bei hohen und tiefen Frequenzen werden daher diese theoretischen Werte bei weitem nicht erzielt Eine deutliche h here Aussagekraft haben komplette Me reihen die in bestimmten Abst nden ber der Frequenzachse den Klirrfaktor und Schalldruck ermitteln Zur Klirrfaktormessung stehen in MF im AD DA Menu drei verschiedene Verfahren zur Verf gung In allen F llen werden reine Sinussignale zur Messung verwendet Nach der bertragung ber das Me objekt wird das Signal ber eine FFT in den Frequenzbereich transformiert und analysi
49. Die Einstellung unter Mode lautet dann log inc F r diesen Fall sind noch der Start und Endwert am linken bzw rechten Cursor einzugeben Typischerweise wird der linke Cursor auf eine Laufzeit von 0 gesetzt werden und der rechte entsprechend der L nge des Zeitsignales die sich aus der Anzahl der Werte durch die Abtastfrequenz errechnet Beispiel L nge 2 f 2 44 100 s 16384 44 100 s 371 52 ms mit f Abtastrate und n Grad 5 Das gew nschte Signal liegt nun im Frequenzbereich mit Amplitude und Laufzeit vor und bedarf noch einer Transformation in den Zeitbereich ber eine inverse FFT Hierf r den Bearbeitungsbereich so ausw hlen da das gesamte Spektrum betroffen ist Linker Cursor bei 0 Hz und rechter Cursor am rechten Rand bei 22 05 kHz Anschlie end im Trans Menu die Funktion IFFT ausw hlen 6 Das berechnete Zeitsignal kann jetzt abgespeichert und f r Messungen verwendet werden 7 Im entsprechenden Me menu ist als Exciter 2 signal einzustellen und der Dateiname des Zeitsignales unter Signal file einzutragen Die Option Build impulse response wird f r 2 Signale fest auf post comp geschaltet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Technische Daten des Me system mit ITADDA 16 240 283 9 Technische Daten des Me system mit ITADDA16 Das ITADDAI6 basiert auf einer AD DA ISA Steckkarte mit einem Crystal CS4231 Chip AD und DA Umsetzer liefern eine nomi
50. Ende des Zeitsignales verwendete Teilst ck in der L nge zum gesamten Zeitsignal Bei aktiviertem Noise Detect erfolgt die Mittelung der Leistung von 0 s bis zum Startpunkt der Integration minus dem hier einstellbaren Offset in s Durch den Offset l t sich vermeiden da die ersten Ausl ufer der Impulsantwort zum Noise dazugerechnet werden W rde der Startpunkt der Integration minus diesem Offset bei negativen Zeiten liegen so wird nat rlich berhaupt keine St rpegelermittlung durchgef hrt Am meisten Sinn macht das Noise Detect im Zusammenspiel mit aktiviertem Start Detect Bei nicht aktiviertem Noise Detect erscheint statt bis Start minus dieser Menupunkt mit dem sich ein fester Wert f r die angenommene St rspannung eingeben l t Dieser Wert kann z B durch Eingrenzen eines f r den St rteppich charakteristischen Bereiches mit den Cursor Tasten und Aufruf der Signalstatistik gefunden werden Dort steht er in der Zeile RMS Soll berhaupt keine St rbefreiung erfolgen so kann hier einfach eine 0 eingetragen werden Nat rlich k nnen hier auch versehentlich zu gro e Werte eingesetzt werden die zu negativen Werten bei Evaluatiom from head tail Length upto start minus Noisefloor RMS by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 208 283 Room Acoustics den Integralbildungen f hren k nnen In diesem
51. Fall wird statt der unbrauchbaren Werte der Schriftzug ung ltig an der entsprechenden Stelle angezeigt 0 Start 71 95 ms Beginn des Auswertebereiches Noise floor 70 48 mV St rpegel Noise crest 11 9 dB Crestfaktor des St rpegels Definition D50 72 8 Deutlichkeit Clarity C80 5 724 dB Klarheitsma Center Time ts 59 735 ms Schwerpunktzeit Tabelle 34 Das Menu Info Room Acoustics 8 13 6 Nachhallzeiten Sinn der integrierten Impulsantwort ist normalerweise die Nachhallzeit aus einer Raumimpulsantwort zu gewinnen Dies l t sich mit Monkey Forest einfach und schnell durchf hren Zun chst wird das gesamte Zeitsignal logarithmisch als Leistung Abbildung 70 dargestellt Strg E In dieser Kurve wir der rechte Cursor auf den Knickpunkt zwischen linearem Abfall und dem horizontal verlaufenden Rauschteppich gestellt bei ca 650ms Der linke Cursor darf am linken Rand verweilen auch wenn der Impuls sp ter beginnt Nun kann durch Druck auf Strg N direkt in die integrierte Impulsantwort Abbildung 71 gewechselt werden wobei nur der Ausschnitt des Zeitsignals ausgewertet wird der von den Cursorn in der Leistungskurve umschlossen ist In der integrierten Impulsantwort lassen sich nun die normgerechten Nachhallzeiten ber das Info Menu unter Decay times abrufen Die EDT Early Decay Time berechnet sich aus dem Teilst ck 0 1 bis 10 dB w hrend die Nachhallzeiten T5 bis T40 jeweils von 5 dB a
52. Form vor so da neben der Betragsdarstellung Ctrl M auch die Phase Ctrl P bzw der Real Ctrl R oder Imagin reil Ctrl I betrachtet werden k nnen Ebenso kann die Darstellung der Impedanz ber der Frequenz in Form einer Ortskurve bzw eines Nyquist Plots Ctr1 O0 erfolgen Impedanzmessung beherbergen einige potentielle Fehlerquellen die einer kurzen Erw hnung bed rfen Der gemessene Wert bezieht sich immer auf alles was sich an den Anschlu buchsen im Frontend befinde womit auch Kabelwiderst nde oder bergangswiderst nde an Steckverbindungen etc mit in das Me ergebnis eingehen Der hierdurch entstehende Fehler wirkt sich relativ betrachtet um so kritischer aus je kleiner der Widerstand des Me objektes ist F r einen Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 2 Ohm w rde sich ein typischer Restwiderstand der Kabel und Stecker von 0 4 Ohm schon als 20 Fehler bemerkbar machen Um diesen Fehler zu vermeiden kann zun chst eine Messung mit kurzgeschlossenen Klemmen direkt am Me objekt gemacht werden die dann in einer eigenen Datei abgespeichert wird und sp ter von den Messung subtrahiert werden kann Des weiteren k nnen Impedanzmessungen durch das nichtlineare Verhalten bei Lautsprechern gest rt werden Die einzelnen Elemente im Ersatzschaltbild d rfen nicht als absolut konstant betrachtet werden Vielmehr gibt es verschiedenste Abh ngigkeit z B von der Mebranauslenkung die mehr oder weniger starke Nichtlinearit ten
53. Hugo 0000er en sans nee 258 10 10 Huemes eene 260 ON U E 261 TEL Tastenfeld en 261 11 2 Setup Men ein een 262 11 3 Main Ne 263 11 4 RE esris 265 11 5 Die Fernbedienung ssssssssssssssscsssisisssisesssssssesssisssssisssssosisssssisisssssesiss sessi sseisessi 267 11 6 Ein und AUS NgEssssssssssssssosssssosssssssssosssssosssosssssossssssissososososisasssssosssoo isossa 268 12 VERZEICHNIS SE un an 271 12 1 Abbildungsverzeichnis ssssesoescsscsosscsocscsscsocsosocsosscsocsossceccsosocsossosscsossossesossesoe 271 12 2 Tabellenyerzeichnis ee EEE 275 EECHER eet 277 12 4 Titeratur verzeichnis nee 280 12 5 Steeg 281 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 7 283 Zu diesem Handbuch Das Handbuch gliedert sich in 10 Abschnitte die nicht aufeinander aufbauen und daher nicht unbedingt alle durchzuarbeiten sind Die Kapitel Hardware Setup und Software Setup f hren durch die Installation des Me systems auf dem PC Im folgenden Absatz Die Men s von MF werden alle Men punkte tabellarisch abgehandelt und kurz erl utert Dieser Absatz dient daher vornehmlich als Nachschlagewerk Die Kapitel Vorbereitungen f r eine Messung und Messungen an Lautsprechern geben allgemeine Erl uterungen zu den hier eingesetzten Me verfahren und der zugeh rigen Hardware Peripherie F r den schnellen Einstieg finden sich unter Beispiele
54. Karte e Pr fprotokoll e Diskette mit DOS Software e Bedienungsanleitung Software Herausgeber der MF MFX und MAXILS Software ist Audio amp Acoustics Consulting Aachen Dr Ing Swen M ller MF und MFX und Dr Ing Anselm Goertz MAXILS Robensstr 62 D 52070 Aachen Germany Tel 49 241 155820 Fax 49 241 155821 e mail anselm goertz t online de Kopieren und Weiterverbreiten der Software in jeglicher Form ist untersagt und bedarf einer vorherigen Absprache mit den Herausgebern Copyright Herausgeber dieser Anleitung in Deutsch oder Englisch ist Audio amp Acoustics Consulting Aachen Dr Ing Anselm Goertz Robensstr 62 D 52070 Aachen Germany Kopieren und Weiterverbreiten dieser Anleitung ist ausdr cklich erw nscht by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 12 283 Hotline Eine Hotline f r Softwareprobleme und Hardwarefragen steht jederzeit bereit Anfragen per e mail sind erw nscht in dringenden F llen wird auch gerne telephonische Auskunft gegeben Audio amp Acoustics Consulting Aachen Dr Ing Anselm Goertz Robensstr 62 D 52070 Aachen Germany Tel 49 241 155820 Fax 49 241 155821 e mail anselm goertz t online de Serviceleistungen Als weitere kostenpflichtige Serviceleistungen stehen zu Verf gung Einrichtung von Me pl tzen und Me r umen Schulungen in Audio und Akustik Me technik M
55. Referenzmessung erfolgen Ein Messobjekt ist jetzt nicht zu beachten da direkt die Ein und Ausg nge des by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 54283 Me system miteinander verbunden werden Externe Verschaltungen werden daf r nicht ben tigt alles geschieht von der Software gesteuert ber Relais im Frontend Das Aufleuchten einer roten LED in Frontplatte des Me Frontends signalisiert den Zustand einer Referenzmessung Bei der Referenzmessung sollte der auch f r die weiteren Me reihen ben tigte Ausgangspegel eingestellt werden Dieser wird dann f r die Referenzmessung direkt auf den Eingang des Me systems gegeben so da der Eingangs fullscale Wert entsprechend einzustellen ist Werden Ein und Ausgang bei der sp teren Messung mit normalen Line Pegeln betrieben so ist in der Regel keine nderung der Einstellung f r die Referenzmessung notwendig Wird dagegen ein Lautsprecher gemessen wo sehr unterschiedliche Pegel anliegen zwischen Ein und Ausgang des Me systems so ist die Anpassung zwingend erforderlich Ein Beispiel Der Lautsprecher wird mit dem Ausgang der Endstufe des Frontends verbunden und das Me mikrophon mit dem Eingang Der Pegel des Anregungssignales wird zu 10 dBu gew hlt Zus tzlich verst rkt die Endstufe um 20 dB so da am Lautsprecher das Me signal mit 10 dBu Pegel anliegt Das Me mikrophon hat einer geringe Empf
56. Wechseln des aktiven Cursors Surrounding at cursor Umgebung des aktiven Cursors darstellen Set window region Ein Fenster im Zeitbereich setzen aktiver und passiver Cursor bestimmen Anfang und Ende des Fensters Zap drawing mode Umschalten zwischen Kurven Punkt und Liniendarstellung Zoom in Darstellung um den aktiven Cursor vergr ern Zoom out Darstellung um den aktiven Cursor verkleinern by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 34 283 Display Alt Y pull cursors together Passiven Cursor gleich mit dem aktiven plazieren Expand cursors to 2 Anzahl der Abtastwerte zwischen den Cursorn auf den n chst gr eren 2 Wert setzen der aktive Cursor wird verschoben Reduce cursors to 2 Anzahl der Abtastwerte zwischen den Cursorn auf den n chst kleineren 2 Wert setzen der aktive Cursor wird verschoben Center arround cursor Darstellung um den aktiven Cursor zentrieren Cursor distance Einen festen Abstand zwischen den Cursorn vorgeben Find nice colors Bildschirmfarben einstellen bei DSTN Displays liefert setup 2 bessere Ergebnisse Entire cursor Die Cursor an den u ersten linken und rechten Rand des Signales schieben und alles darstellen Set mark Markierung setzen Jmp to impulse start aktiven Cursor in einem
57. bis ca 20 Hz womit sich die Datenmenge erheblich reduzieren l t Der linke Cursor bleibt bei 0 Hz und der rechte wird auf ca 20 Hz plaziert Dieser Teilbereich wird dann als neue Datei mit der Write Block Funktion aus dem Edit Menu abgespeichert Auch hier ist auf die Einstellung Allchannels yes zu achten Die weiteren Einstellungen lauten Format ITA 4 byte und Region cursor by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 221 283 Normalized MTFs for 125 250 500 k 2k 4k 8k band AL N N RU O O S AT n RAR HIM H IN I 40 KNIE Al d HAINT Omg 0 001 O 1 O 1 A 65 Abbildung 85 Komplette Modulation Transfer Functions auf den Wert 1 bei 0 Hz normiert Die Datei ist jetzt auf den Bereich bis 20 Hz reduziert und l t eine schnelle weitere Auswertung zu Zus tzlich sollte noch die Phase f r alle Kan le zu Null gesetzt werden Das hei t wiederum zuerst die Cursor an den R ndern des Spektrums plazieren Shift E und dann die Funktion Phase aus dem Edit Menu aufrufen Die Einstellungen Mode set Phase 0 und Allchannels yes erf llt diesen Wunsch umgehend Anschlie end ist die Datei erneut abzuspeichern Mit einer linearen Skalierung f r die y Achse Shift Y erscheint dann die Darstellung aus der folgenden Abbildung in der die MTF Werte mit einem Wertebereich von 0 1 abgebildet sind by Audio amp Acoustics
58. by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 177 283 LS max SPL der entspricht bei dem angegeben Endstufengain von 26 dB einer Leistung von 0 94 Watt an einer Belastung von 8 Ohm 6dBFS 749W Die Me reihe endet bei diesem Wert hier 0 dB FS der entspricht bei dem angegeben Endstufengain von 26 dB einer Leistung von 749 Watt an einer Belastung von 8 Ohm Level increment Pegelschrittweite Return to Min Bei jeder Frequenz die Me reihe wieder beim minimalen Pegel beginnen Frequency range Lower cut off 21 53 Hz Die Me reihe beginnt bei dieser Frequenz Upper cut off 11 00 KHz Die Me reihe endet bei dieser Frequenz Steps Log Lineare oder logarithmische Frequenzschritte Frequ increment 1 6 octave Frequenzschrittweite Display Dynamic range 50 Darstellungsbereich in dB On top Maximalwert der Darstellung Reference S THD nur die harmonischen Verzerrungen ber cksichtigen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 178 283 LS max SPL S THD N alle Verzerrungen und das Rauschen ber cksichtigen Show THD uptoK Einzelwerte f r harmonische Verzerrungen bis zum eingestellten Grad im Infofenster anzeigen Thresholds 3 10 SPL max Kurven f r die hier eingestellten THD Werte ermitteln Draw every tim
59. bytes bei Zeitsignalen oder 4 8 bytes pro Sample bei Frequenzspektren gespeichert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 26 283 File Alt F Achtung Zum Export auf MAXILS m ssen Zeitsignale 2 bytes sample und Frequenzspektren 8 bytes sample haben Format Speicherformat ITA MLSSA FRQ oder TIM Remaining freier Speicherplatz auf dem aktuellen Laufwerk Exit MF MF verlassen DOS command Wechsel auf die DOS Ebene Sort Sortierkriterium f r die Dateiliste Name Datum Gr e aufw rts abw rts Tabelle 1 Funktionen im File Menu 3 1 1 Datei Header Jede Datei mit einem Zeitsignal oder Frequenzspektrum bekommt wenn sie im ITA Format abgespeichert wird einen 256 Byte langen Header voran gestellt Der Header enth lt Informationen ber die Anzahl der Samples die Abtastrate die Anzahl der Kan le Datum und Zeit sowie die Darstellungsform die beim Abspeichern gew hlt wurde Ebenso findet sich hier die Kommentarzeile die vor dem Speichern editiert werden kann Im Zeit oder Frequenzbereich kann durch die Taste K in die Kommentarzeile gesprungen werden wo neben einer schon eingetragenen Standardinformation noch eigene Texte eingegeben werden k nnen die einen sp teren Umgang mit den Daten erleichtern by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men
60. chst gespiegelt also zeitinvertiert werden Auf diese umgedrehte Impulsantwort wird nun eine normale Hadamardtransformation angewandt Diese liefert die gesuchte vorgefilterte Maximalfolge zeitinvers by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 102 283 h t m t v 1 Das Resultat wird erneut gespiegelt womit die vorgefilterte Maximalfolge v t auch schon fertig ist Die Vorgehensweise entspricht einem Vorschlag von Jeffrey Borish der zur Herleitung aber umst ndlich mit Matrizenoperationen argumentiert um dann schlie lich darauf zu kommen da zur Realisierung nur die Sortierreihenfolge der beiden Permutationen umgedreht werden mu Dies entspricht nat rlich den genannten zeitlichen Spiegelungen Abbildung 23 zeigt nun eine auf diese Art erzeugte in den unteren Oktaven um 20 dB angehobene ehemalige Maximalfolge des Grades 13 die sich gut zur Lautsprechermessung eignet und auch besser anh rt als die nackte wei e MLS Die Gestaltung dieses Me signals erfolgte mit einem F rbungsfilter dessen Impulsantwort so kurz wie m glich sein sollte Dies wurde durch enge Fensterung 5 ms und anschlie ende Hilberttransformation der Vorgabe Impulsantwort erreicht Eine Ausfensterung von st renden Reflexionen ist dann auch vor der Kompensation der tieffrequenten Anhebung die erst nach Transformation in den Frequenzbereich erfolgen kann noch einiger
61. dBu 20 20k Hz unweighted Me dynamik in dB 20 dBu 7 75 Vo 55 dBu 75 dB 0 dBu 775 MV 75 dBu 75 dB 20 dBu 77 5 MV a 94 dBu 74 dB 40 dBu 7 75 MV a 108 dBu 68 dB Tabelle 31 Me dynamik und St rpegel des 16 Bit Systems bei unterschiedlichen Eingangsempfindlichkeiten Wie sich aus der Tabelle erkennen l t sind Messung von sehr geringen Pegeln in der Gr enordnung von 100 dBu m glich Die Autorange Funktion kann auch hier eingesetzt werden und schaltet automatisch auf den g nstigsten Arbeitsbereich Unter bestimmten Randbedingungen kann es allerdings im Autorangebetrieb dazu kommen da die automatische Anpassung der Eingangsempfindlichkeit keine sinnvolle Einstellung findet Die Verst rkung wird dann st ndig ohne endg ltiges Resultat umgeschaltet F r diesen Fall ist der Autorange Modus abzuschalten und die Eingangsempfindlichkeit von Hand einzustellen Im AD DA Menu unter AD only finden sich folgende Einstellungsm glichkeiten Excitation Mode Einzelmessung oder Dauerbetrieb Averaging Anzahl der Messungen ber die gemittelt wird Eine Verdopplung der Me abl ufe reduziert den St rpegel jeweils um 3 dB AD decimation Reduzierung der Abtastrate Die Bandbreite wird entsprechend kleiner Die Aufl sung wird entsprechend gr er L nge des ausgewerteten Zeitsignales by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 195 283 MF Me
62. dBu Pegel by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 242 283 10 Option Crossover Works Dieses Kapitel befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung und ist nicht mehr ganz auf dem aktuellen Stand In den folgenden Abs tzen werden die einzelnen Men punkte des Crossover Menu im Detail aufgelistet und kurz mit einigen Stichworten erl utert In den Tabellen finden sich Symbole zur Bedeutung der einzelnen Parameter Alle Parameter in den Setups und Format Einstellung sind standardm ig so gesetzt da der Betrieb mit Hugo problemlos m glich ist Bei Verwendung einer nicht Hugo kompatiblen DSP Hardware m ssen die Einstellungen angepa t werden Alle Einstellungen sind f r Hugo und seinen kleinen Bruder LCH identisch Nur f r Servicezwecke nicht verstellen Nur zum Ablesen keine Eingabe vorgesehen Vorsicht eine Ver nderung der Einstellung sollte nur bei hinreichender Kenntnis der Hardware und Signalverarbeitung erfolgen Wichtiger Parameter der f r den Betrieb mit Hugo keinesfalls ver ndert werden darf Eingabe erforderlich Tabelle 37 Symbole by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 243 283 10 1 Setup file menu Das Setup file Menu ist das Standard Dateimenu von MF und enth lt alle zur Dateiverwaltung bekannten Funkt
63. der Ausgangspegel so lange gesteigert werden bis durch einen pl tzlichen Anstieg der Verzerrungsanteile zu erkennen ist da die Aussteuerungsgrenze erreicht wurde Knapp unterhalb dieses Grenzwertes z B bei 0 1 bzw 60 dB THD kann dann der Pegel der Grundwelle abgelesen werden W hrend der laufenden Messung oder auch danach geschieht das durch ein Plazieren des aktiven Cursors mit TM auf der Frequenzlinie der Grundwelle so da Frequenz Spannung und Pegel direkt abgelesen werden k nnen THD N 20 dBu Outputlevel THD N 21 dBu Outputlevel SS 3 10 10 0 0 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 f 60 70 NAA ANNEN AN s ORS ENE Era 0 05 0 2 05 f 2 5 10 kHz 0 05 0 2 0 5 f 2 5 10 kHz Abbildung 67 Klirrspektrum eines EQ bei 20 dBu li und 21 dBu re Outputlevel Herk mmliche Line Ausg nge liefern meist maximale Pegel von 20 26 dBu Bei der Messung ist unbedingt darauf zu achten da nicht der AD Umsetzer des Me systems bersteuert wird was sich am einfachsten durch die Autorange Funktion vermeiden l t Ebenso sollte bedacht werden da ein pl tzlicher Verzerrungsanstieg nicht nur durch das Erreichen der Clipgrenzen der Ausgangsstufe begr ndet
64. der k nstlichen Zeitvarianz Kurven die zu diesem Zweck auf den Wertebereich 128 normiert wurden verschoben Das resultierende verjitterte Signal mu te nun einen steilflankigen Tiefpass mit 21 kHz Grenzfrequenz passieren und wurde dann um den Faktor 256 unterabgetastet um wieder zur urspr nglichen Abtastrate von 44 1 kHz zu gelangen Diese letzten beiden Schritte sind zur Auswertung nicht unbedingt erforderlich d mmen aber die Datenflut auf der Festplatte ein Zur Vermeidung von Randeffekten wurden alle Schritte auf drei aufeinanderfolgende Perioden des Me signals angewandt von denen dann nur die mittlere ausgewertet wurde Recht aufschlu reich sind die Resultate der Simulation die sich in Abbildung 19 pr sentieren Die St rung der Abtastzeitpunkte durch wei es Rauschen wie sie auf der linken Seite dargestellt ist wirkt sich auf das Noise und das Sweepsignal praktisch gleich aus Die f r die Simulation gew hlte Jitter Amplitude von 0 5 Abtastwerten ist so heftig da sich die Messung nur im Bereich unterhalb 1 KHz wiedererkennen l t Ganz anders sieht es aber bei der tieffrequenten sinusf rmigen St rung der Abtastzeitpunkte aus W hrend die Messung mit dem Noise Signal darunter ebenfalls erheblich leidet zeigt sich die Messung mit dem Sweep Signal nahezu immun gegen diesen Einflu Die im Me alltag auftretenden Zeitvarianzen werden in aller Regel eher tieffrequenter Natur sein so da der Sinusverlauf vermutlich rep
65. der Phasenlage abh ngig ist der von den nachgeschalteten Tiefpassfiltern gegl ttet wird Stimmen die Frequenzen hingegen nicht berein weil das Me signal eine Verz gerung aufweist wie dies bei akustischen Messungen ja praktisch immer der Fall ist so bildet sich eine Schwebung aus der Frequenzdifferenz von aufgefangenem Me und dem Generatorsignal Diese wird von den Tiefpassfiltern unterdr ckt vorausgesetzt die Frequenz der Schwebung liegt deutlich ber dessen Grenzfrequenz Aus diesem Grund mu das Generatorsignal dem Demodulator um die Laufzeit der Me strecke verz gert time delayed zugef hrt werden Praktischerweise ergibt sich dadurch dann bei Lautsprechermessungen eine gute Unterdr ckung von unerw nschten Reflexionen Diese treffen ja unweigerlich versp tet ein und besitzen deshalb eine niedrigere Momentanfrequenz als der Direktschall Sie bilden also mit dem Demodulationssignal wiederum eine Schwebung die um so weniger Einflu auf das Me ergebnis entfaltet je gr er der Laufzeit und damit der Frequenzunterschied zum Direktschall ist Aus dem per TDS erhaltenem aus Real und Imagin rteil bestehenden komplexen Spektrum lassen sich alle blichen Informationen wie Betrag Phase Laufzeit und Ortskurve sowie ber eine normale inverse Fouriertransformation nat rlich auch die Impulsantwort gewinnen Bekannt sind die TDS Analysatoren au erdem auch f r die Darstellung der von Richard Heyser propagierten Energie Zeit
66. der kurzen Beide Angaben sind nicht ganz unkritisch und bed rfen einiger Tests vorab um die Richtigkeit zu pr fen Ein wichtiger Parameter ist das Endstufen Gain da Hugo nicht ber Sense Inputs verf gt und sich darauf verlassen mu da die Endstufe genau die eingestellte Verst rkung hat Parameter Bedeutung Impedance nominelle Lautsprecherimpedanz 2 4 8 16 Ohm Amps Gain Verst rkung der Endstufen in dB Contin output Dauerleistung der Endstufe an der oben angegebenen Impedanz Surge Absolute Peakleistung der Endstufe an der oben angegebenen Impedanz by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works Parameter Bedeutung Surge duration Zeitkonstate f r den Surge Wert Speaker Peak limit Impulsbelastbarkeit des Lautsprechers Thermo limit Dauerbelastbarkeit des Lautsprechers Time constant Zeitkonstante f r die Erw rmung des Lautsprechers Units Die Einheit f r die Eingabe der vorherigen Werte kann in Watt Volt RMS Volt Peak dBu dBV oder auch gemischt erfolgen Die Umrechnung erfolgt automatisch Die Leistungsangabe in Watt bezieht sich auf die oben eingetragene Nennimpedanz Referred Output F r alle Angaben unter Unit au er Watt kann hier gew hlt werden ob die Spannungswerte sich auf den Endstufenausgang Amps oder den Ausgang des Controllers Hugo beziehen
67. die in der Audiotechnik h ufig vorkommenden Me abl ufe mit genauen Erl uterungen und Setups F r den ersten Kontakt mit MF und der zugeh rigen Hardware empfiehlt es sich zun chst Standardmessungen an Hand der Beispiele anzuwenden und diese anschlie end bei Bedarf nach eigenen W nschen zu modifizieren Die beiden letzten Kapitel Option Crossover Works und Hugo befassen sich mit dem optionalen Modul zur Berechnung von FIR Filtern und dem Digitalcontroller Hugo bzw DSC28 von GAE Ein weiteres Kapitel zum Digital Field Controll DSC von HK Audio befindet sich in der Vorbereitung Hinweise im Text werden in folgender Form gekennzeichnet Men punkte in MF AD DA basic settings Tips Portadresse der Karte ist 0530 Warnungen und wichtige Hinweise Vorsicht das Kabel wegen der Tasten ber die Tastenkombination CTRL M Optionen und Funktionen Averaging A Hotkey Bedeutung der Symbole Bedeutung Nur f r Servicezwecke nicht verstellen Nur zum Ablesen keine Eingabe vorgesehen Vorsicht eine Ver nderung der Einstellung sollte nur bei hinreichender Kenntnis der Hardware und Signalverarbeitung erfolgen Wichtiger Parameter der f r den Betrieb mit der gegebenen Standardhardware keinesfalls ver ndert werden darf Gef hrliches Men noch nicht ganz fertig oder hinreichend gepr ft Eingabe erforderlich by Audio amp Acoustics Consulting Aac
68. ge ffnet die Werte f r die entsprechende Position eingetragen und wieder geschlossen Sollte es also w hrend der Messreihe zu einem gewollten oder unbeabsichtigtem Abbruch kommen z B durch Ausl sen der Netzsicherung wenn sich das tonnenschwere Unget m Knarrzi der Drehteller des Institutes f r technische Akustik zu Aachen in Bewegung setzt so sind die bis dahin erzeugten Daten nicht verloren Die Me reihe kann einfach erneut gestartet werden wonach der vertikale Winkel durch Dr cken der Taste auf die letzte nicht vollst ndig erfasste Vertikalebene gesetzt werden kann Die Bin rdatei wird in diesem Fall wenn also Name und Gr e gleich bleiben NICHT erneut initialisiert sondern beh lt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 159 283 ihre schon eingetragenen Werte Die neuen Messungen erg nzen dann die schon vorhandenen Werte Ebenfalls praktisch nutzen l t sich diese Eigenschaft wenn sich nach der kompletten Me reihe bei der grafischen Aufbereitung ein Ausrei er herausstellt Die Messung kann dann f r den fraglichen Vertikalwinkel einfach noch mal wiederholt werden Nach Erreichen des fehlerhaften Horizontal Winkels darf die Messung auch innerhalb des horizontalen Ablaufs mit ESC abgebrochen werden Die schon erw hnte Bin rdatei tr gt als Prefix den gleichen Namen wie die UNF und GNF Datei die Endung lautet TMP Trotz dieser Kennung als T
69. in der einschl gigen Literatur zum STI und RASTI Ein Beispiel soll die Vorgehensweise in einzelnen Schritten erl utert wenngleich MF den Wert auch direkt in einem Arbeitsvorgang berechnen und anzeigen kann Noch eine abschlie ende Erkl rung zum RASTI der lediglich eine vereinfachte Varianten des STI mit nur zwei Frequenzb ndern bei 500 Hz und 2kHz mit 4 bzw 5 Modulationsfrequenzen darstellt ber die insgesamt 9 Werte wird dann gleichm ig ohne Gewichtungsfaktoren gemittelt um den RASTI Wert zu bestimmen F r das Beispiel soll die schon bekannte Raum bertragungsfunktion dienen die mit Unterst tzung durch eine Beschallungsanlage vom Sprecherplatz zu einem Zuh rerplatz im Auditorium gemessen wurde Die folgende Abbildung zeigt die breitbandige Impulsantwort der bertragungsstrecke Die bertragung wird durch die links und rechts an der B hne installierten Lautsprechersysteme dominiert Direktschallanteile vom Sprecherplatz kommen im Auditorium nur zu einem sehr geringen Anteil an Der Zuh rerplatz war nicht mittig zur B hne gew hlt so da die Anteile von den beiden Lautsprechern mit zeitlichen Versatz eintreffen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 218 283 Impulsresponse measured in a great room with PA system 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 45 62 Abbildung 82 Impulsantwort der bertragungsstrecke im Raum mit Lautsprecheranlage Sobald d
70. messen so da die Impulsantwort innerhalb des betrachteten Zeitausschnittes v llig abgeklungen ist In gro en R umen mit langen Nachhallzeiten sollten daher Me signale vom Grad 16 bis 18 verwendet werden F r den STI Wert wird nun gepr ft wie weit ein frequenzmoduliertes Rauschen bei der bertragung ber die Strecke mit der entsprechenden Impulsantwort an Modulationstiefe verliert In Anlehnung an die signalstatistischen Parametern von Sprache wurde festgelegt da in 7 Oktavb ndern von 125Hz bis 8 kHz f r jeweils 14 Modulationsfrequenzen von 0 63 Hz bis 12 7 Hz in Terzschritten bestimmt wird wie weit die Modulationstiefe beeinflu t wird Dieses kann durch Nachhall Echos etc aber auch durch St rger usche geschehen Die St rger usche sollen hier aber zun chst nicht weiter betrachtet werden Anschaulich w rde die Messung so ablaufen da entsprechende Rauschsignale zun chst ber Oktavfiltern f r die 7 Frequenzb nder geschickt und anschlie end mit der entsprechenden Frequenz moduliert w rden Am Ende der bertragungsstrecke w re dann zu pr fen um welchen Faktor die Modulationstiefe abgenommen hat Der Wert h ngt von der Modulationsfrequenz ab und liegt zwischen 1 keine Beeintr chtigung der Modulation und O die Modulation wird v llig verdeckt ber der Frequenzachse mit der Modulationsfrequenz aufgetragen ist das die MTF Modulation Transfer Function die f r die STI Berechnung im Bereich von 0 5 bis 16 Hz von Be
71. ohne Grundlaufzeit minimalphasiger Anteil li Referenzmessung bei vorverzerrter Rauschfolge mit und ohne Mikrokompensation re Kompensationsdatei f r ein einfaches Sennheiser Mikro Typ KE4 211 2 Referenzmessung bei zu hoher Oben bei richtiger Mitte und bei zu niedriger Unten Aussteuerung des Me systems Ergebnis einer ersten Frequenzgangmessung im Raum mit ausgepr gten Interferenzeffekten Impulsantwort einer Messung im Raum mit Reflexionen Impulsantwort mit Fensterung nach 8 ms Frequenzgang aus der gefensterten Impulsanwort Nahfeldmessung vor der 8 Membran Nahfeldmessung vor dem Tunnel Summe der Nahfeldmessungen mit Fl chengewichtung Nahfeld und gefensterte Fernfeldmessung Kombinierte Messung aus Nah und Fernfeld bei 220 Hz Amplitudenfrequenzgang drei verschiedener Lautsprecher 96 97 101 103 104 109 109 119 120 121 121 122 127 128 133 134 136 136 138 139 139 140 141 143 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 273 283 Abbildung 44 Abbildung 45 Abbildung 46 Abbildung 47 Abbildung 48 Abbildung 49 Abbildung 50 Abbildung 51 Abbildung 52 Abbildung 53 Abbildung 54 Abbildung 55 Abbildung 56 Abbildung 57 Abbildung 58 Abbildung 59 Abbildung 60 Abbildung 61 Abbildung 62 Abbildung 63 Abbildung 64 Abbildung 65 Abbildung 66 Abbildung 67 Abbildung 68 Abbildung 69
72. r die Messungen eines Equalizers mit normalen Linepegel Ein und Ausg ngen w re z B ein Me signalpegel von OdBu sinnvoll Ist das Me objekt selber hoch verst rkend also z B eine Mikrophonvorstufe oder eine Endstufe mu der Pegel soweit reduziert werden da im Messobjekt keine bersteuerungen auftreten k nnen Vorsicht bei Lautsprechermessungen wo zus tzliche 20 dB Verst rkung durch die Messendstufe im Frontend hinzukommen hnliches gilt f r die Einstellung der Eingangsempfindlichkeit des Messfrontends Zun chst ist der aus dem Me objekt zu erwartende Pegel abzusch tzen um dann den fullscale Wert der Eing nge mit einigen dB Sicherheit entsprechend einzustellen Die geringsten Werte sind hier sicherlich von Me mikrophonen 40 bis 20 dBu zu erwarten Sehr gro e Pegel k nnen bei der Messung von Endstufen auftreten 20 bis 40 dBu Der Einstellbereich des Frontends umfa t f r fullscale einen Wertebereich von 40 bis 40 dBu In der Regel reicht das aus um alles angefangen von sehr kleinen unempfindlichen Mikrophonen bis zur 1000 Watt Endstufe abzudecken Auch hier wieder das Beispiel der Messung an einem Equalizer Der Ausgangspegel des Anregungssignales ist auf O dBu eingestellt Je nach Einstellung k nnen am Ausgang des EOs Pegel von 12 bis 20 dBu auftreten Eine gute Einstellung f r den fullscale Wert der Eing nge des Me systems w re also 20 dBu Die Anpassung der Empfindlichkeit mu nat rlich auch bei der
73. s von MF 27 283 ITA Header f r C Programme 28 05 93 9 A AK AK AK KK KA KA K E struct ITA header long Samplezahl double Samplingrate int Offset char analzahl char analliste 16 double Voltagerange l6 int Leftcursor int Rightcursor char len_ADDAident char ADDAident 20 char len_Kommentar char Kommentar 71 header_in header_out Abbildung 4 Datei Header in C f r Zeitsignale und Frequenzspektren alte Definition von Maxils Der Aufbau des Headers ist in Abbildung 5 in seiner originalen Pascal Notation dargestellt Borland C Programmierer m ssen die Strings mit einem getrennten L ngenbyte beginnen die ASCH Nullterminierung ist berfl ssig aber nicht sch dlich Au erdem m ssen sie die Compiler Option Word align data ausschalten sonst werden die Byteeintr ge im Header mit einem F llbyte gestreckt F r Borland Pascal gilt dies nicht Fremdprogramme m ssen nur wenige Eintr ge setzen damit Monkey Forest den Header versteht und die nachfolgenden Daten einlesen kann Nicht gesetzte Eintr ge m ssen allerdings unbedingt mit O initialisiert werden z B vorab mit fillchar Header sizeOf Header 0 Die Eintr ge die dananch unbedingt korrekt mit einem Wert gt 0 gesetzt werden m ssen sind in der gleich folgenden Auflistung des Headers mit nn einem markiert Zeitsignale Die Abtastwerte werden als 16 oder 32 Bit Integerzahlen in 2er Komplement darstellung abgespeich
74. sind hier ausf hrlich und anschaulich beschrieben so da sich das Lesen trotzdem sehr lohnt Die Text befindet sich in der Datei MFINFO DOC und kann mit jedem einfachen Texteditor bearbeitet werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 53 283 4 Vorbereitungen f r eine Messung 4 1 Ein Ausgangspegel Auch wenn es sich wiederholt sei an dieser Stelle nochmals auf die Bedeutung einer richtigen Pegeleinstellung bei den Messungen hingewiesen die ma geblich das Resultat beeinflu t Grunds tzlich sollte bei jeder Messung ein Blick auf den Aussteuerungsbalken rechts unten auf dem Bildschirm dazu dienen sich ber die Pegelverh ltnisse zu vergewissern Am Beginn der Signalkette steht das vom DA Umsetzer ber das Frontend ausgegebene Anregungssignal Der h chst m gliche Pegel an den Ausg ngen wird ber das Men AD DA Basic Settings und DA fullscale eingestellt Wird nun eine Messung gestartet so kann im eigentlichen Messmen der Pegel keinesfalls h her als dieser fullscale Wert eingestellt werden Abschw chungen sind ber eine interne Skalierung des Ausgangssignales nat rlich jederzeit m glich In allen Men punkten zum Start einer Messung wird der Wert in dB mit Bezug auf den fullscale Wert und zus tzlich in dBu angezeigt Dieser Wert ist immer so zu w hlen da ein am Frontend angeschlossenes Me objekt g nstig ausgesteuert wird F
75. sollte inwieweit der 15 dB Bereich berschritten wird Ist dieses der Fall dann m ssen die 14 Werte einzeln abgelesen bei Bedarf limitiert und dann gemittelt werden Die folgenden Tabelle zeigt die Resultate f r die Beispielfunktion wo kein Maximum oder Minimum zwischen 0 5 und 16 Hz au erhalb der 15 dB lag Oktavband Goe u dB Gewichtungsfaktor Der mittlere dB Wert aus diesen 7 Oktavb ndern mit den entsprechenden Gewichtungsfaktoren mu an dieser Stelle von Hand bestimmt werden Aus der Summe der 7 mit ihren Gewichtungsfaktoren multiplizierten dB Werte berechnet sich der by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 224 283 Mittelwert Im Beispiel lautet das Ergebnis 5 63 dB Damit berechnet sich der lang ersehnte STI Wert zu STI 5 63 dB 15 dB 30 dB 0 687 Fertig Das alles geht in Zukunft auf Tastendruck ohne lange Rechnerei Andererseits d rfte die genaue Beschreibung der einzelnen Vorg nge auch dazu dienen den STI Wert und den Umgang mit dem Edit Menu etwas besser zu erlernen Ein STI oder RASTI Wert der auf diese Weise bestimmt wird ist im strengen Sinne noch nicht komplett da der Einflu von St rger uschen auf die Modulationstiefe berhaupt nicht ber cksichtigt wurde Der Wert ist damit korrekter Weise als Noiseless STI oder Noiseless RASTI anzugeben by Audio amp Acoustics Consulting Aache
76. z gig ausklingende Impulsantwort zeigen die dann sehr gut von geringf gig sp ter eintreffenden Reflexionen getrennt werden kann Dies ist beispielsweise bei der In situ Messung des Reflexionsverhaltens von Oberfl chen von gro em Nutzen Mom9S5b Weitere Details und interessante Anwendungen zu vorgefilterten Maximalfolgen sind in Mom95a zu finden Die beliebige F rbung der MLS er ffnet jedenfalls in vielen F llen die M glichkeit zu entscheidenden Verfeinerungen der Me verfahren die sich mit MLS Me systemen die auf einem Hardware MLS Generator basieren nicht erzielen lassen Au erdem bietet ein echter DA Wandler im Me system nat rlich die Flexibilit t v llig andere Me signale wie z B Sinust ne zur Klirrfaktormessung zu nutzen oder zur subjektiven Evaluierung der Klangeigenschaften eines Lautsprechers einfach nur gesampelte Musikbeispiele von der Festplatte abzuh ren by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 104 283 Durch die F rbung verliert das aus der Maximalfolge gewonnene Pseudorauschsignal allerdings seine Eigenschaft ein gutes Korrelationssignal im Sinne einer m glichst diracf rmigen PAKF zu sein In der Tat bedeutet die F rbung ja ein absichtliches Abweichen von der alternativ auch im Frequenzbereich zu formulierenden Forderung nach Energiekonstanz aller beinhalteten Frequenzen Die Hadamardtransformation l t sich zwar selbstv
77. zeigen Das hier aufgef hrte Beispiel eines gro en PA Lautsprechers mit einer Twin Koax Hornanordnung ist auf Constant Directivity optimiert und erzielt ab ca 500 Hz bis zu den h chsten Frequenzen eine nahezu konstante Richtwirkung von 60x40 Grad bezogen auf einen Pegelabfall von 6 dB gegen ber der Mittelachse Soll mit diesen Lautsprechern ein gr erer Raumbereich abgedeckt werden so k nnen entsprechend viele Systeme zueinander mit diesen Winkeln angeordnet werden Durch die sauberen Richteigenschaften kann dann das Verfahren angewandt werden da immer nur ein Lautsprecher f r einen bestimmten Winkelbereich zust ndig ist und Interferenzeffekte weitgehend vermieden werden Auf Grund der beschr nkten Abmessung der Low Mid H rner weitet sich der Abstrahlwinkel zu tiefen Frequenzen unweigerlich auf wie es auch hier in Abbildung 13 unterhalb von 500 Hz zu erkennen ist Ein optimales Zusammenspiel mehrerer System wird unterhalb dieser Frequenz dann m glich wenn der Abstand der Lautsprecher zueinander so gering ist da ein gleitender bergang in den Bereich der akustischen Kopplung erfolgt Das Beispielsystem verh lt sich hier geradezu musterg ltig und l t eine problemlose Kombination mehrerer Lautsprecher ohne gr ere Interferenzbereiche oder L cken zu Unregelm igkeiten sowie Sprungstellen in den Isobarenkurven sollten daher f r Lautsprecher die auch als Gruppe bzw Cluster eingesetzt werden unbedingt vermieden werde
78. 0 eingeschaltet ist Eine zus tzliche Referenzmessung mu in diesem Fall nicht durchgef hrt werden Sollen dagegen absolute Schalldruckwerte in der Datei stehen so mu vorher eine Referenzmessung ausgef hrt werden Der Vorgang entspricht dem bei einer normalen Lautsprechermessung unter AD DA LS sensitivity Das Excel Makro verarbeitet in der hier beschriebenen Form nur die erste Form der relativen Darstellung F r eine absolute Darstellung sind in der Makro Datei POLMAKRO XLS oder direkt in der Darstellung die Skalierungen zu ndern Problematisch gestaltet sich die relative Darstellung immer dann wenn Frequenzgangeinbr che auf der Mittelachse liegen die durch Interferenzeffekte bedingt sind H ufig ist dieses bei Polarmessungen in der vertikalen Ebene zu beobachten Bezogen auf diesen lokalen Einbruch auf der Mittelachse stellt sich dann eine Aufweitung des Abstrahlverhaltens in dem betroffenen Frequenzbereich ein der absolut betrachtet gar nicht vorliegt 8 7 1 Varianten und Ablauf einer Polarmessung Bei den Polarmessungen lassen sich vier verschiedenen Ausgangsdatei Typen ausw hlen Die erste M glichkeit ist die Erzeugung von ganz normalen FFT Spektren mit der blichen Endung SPK In diesem Fall wird also f r jede Einzelmessung ein separates Spektrum auf der Platte abgelegt Die Namen dieser Spektren werden automatisch erzeugt und beeinhalten den vertikalen und horizontalen Winkel der Messung VxxxHxxx SPK Da f r beide W
79. 0 m 6 3 m 9 6 m 12 9 m 15 12 m 18 15 m 21 18 40 Abbildung 55 2D Isobaren Darstellung der Directivity f r eine Ebene 3D Directivity Plot Lo 125 250 0 500 P 1000 12 f Hz 2000 24 4000 30 8000 16000 908 60g 30g Da 306 608 908 Grad o0 6 m 6 0 m 12 6 m 18 12 m 24 18 m 30 24 m 36 30 D 42 36 4 Abbildung 56 3D Isobaren Darstellung der Directivity f r eine Ebene Grunds tzlich mu bei Polarmessungen zwischen zwei Formen der Darstellung unterschieden werden In der ersten Variante werden alle Werte auf die Messung der Mittelachse bei 0 bezogen Der Frequenzgang bei 0 ist in diesem Fall immer v llig by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 157 283 gerade und betr gt 0 dB bei allen Frequenzen Unter den verschiedenen Winkeln sind die Abweichungen zur Messung auf der Mittelachse aufgetragen In der zweiten Form werden die Werte absolut auf einen zu definierenden Bezugswert angegeben F r jeden Winkel ist somit der tats chliche Frequenzgang dargestellt Die beiden Varianten sind einfach ber die Art der Referenzmessung auszuw hlen wobei in der auf die Mittelachse bezogenen Darstellung die Referenzmessung mit der kompletten Me strecke inklusive Lautsprecher in der 0 Position erfolgt Dieser Vorgang geschieht automatisch zu Beginn einer Me reihe wenn Normalize to
80. 0 7 Limiter settings Im Menu Limiter settings k nnen alle Einstellung f r die Limiterfunktionen und die Eingabe der Endstufenparameter erfolgen Die Limiterfunktionen sind nur f r Hugo kompatible Ger te g ltig Der mit 2 ms Delay vorausschauend arbeitende Peaklimiter von Hugo garantiert eine absolute Einhaltung der Grenzwerte Zur optimalen Ausnutzung der Peakleistung einer Endstufe Kann ein gr erer Surge Wert und eine zugeh rige Zeitkonstante eingestellt werden Der Thermolimiter arbeitet mit einem einfachen thermischen Modell der Schwingspule mit zwei Zeitkonstanten Die kurze Zeitkonstante ber cksichtigt nur die W rmekapazit t der Schwingspule wogegen die l ngere Zeitkonstante auch die sehr gro e W rmekapazit t des Magneten und Lautsprecherkorbes einbezieht Anschaulich bedeutet dieses da die Schwingspule eines mit konstanter Leistung betriebenen Lautsprechers sich zun chst recht schnell bis zu einer bestimmten Temperatur erw rmt wo sich die Spule dann mit ihrer Kalten Umgebung in einem thermischen Gleichgewicht befindet Sehr viel langsamer erw rmt sich jetzt durch den st ndigen W rmeflu von der hei en Spule auch der Magnet Mit zunehmender Magnettemperatur f llt der Temperaturgradient von der Spule zum Magneten so da sich die Spule auch weiter erw rmt In den Limiter Settings Kann nur die kurze Zeitkonstante f r die Spule eingestellt werden Die lange Zeitkonstante errechnet sich ber einen gemittelten Faktor aus
81. 1 12 MF Me system Beispiele 223 283 Mit der Shift Y Taste kann nun auf die logarithmische Darstellung mit dB Werten umgeschaltet werden Diese Werte entsprechen aber leider immer noch nicht so ganz den gew nschten Werten da hier die dB Werte sich nicht auf Leistungen beziehen und damit nicht mit 10 log sondern mit 20 log berechnet sind Auch dieses letzten Hindernis l t sich aber mit MF und seinem Edit Menu leicht aus dem Weg r umen Mit der Funktion Stretch squeeze und einem Factor 0 5 bei einer Reference 1 wird die Darstellung auf 10 log neu skaliert ber die Spectral statistics Funktion im Info Menu k nnen jetzt die mittleren dB Werte f r den STI relevanten Bereich von 0 5 Hz Lower Limit bis 16 Hz Upper Limit abgelesen werden Die Einstellung Region ist dabei auf fixed zu stellen und die Werte f r Upper und Lower Limit sind einzutragen Der gemittelte dB Wert f r diesen Bereich ist dann f r jeden Kanal einzeln unter Goe u dB abzulesen Insgesamt stehen damit jetzt 7 Werte f r die 7 Oktavb nder zur weiteren Bearbeitung bereit Der Wert unter Goe u dB entstammt einer Mittlung der dB Werte im betreffenden Bereich was genau der STI Definition entspricht so da keine Einzelwerte f r die jeweils 14 Modulationsfrequenzen abgelesen werden m ssen Allerdings wird hier keine Limitierung auf 15 dB durchgef hrt so da zun chst ber die Maximum und Minimum Werte ebenfalls im spectral statistics Fenster gepr ft werden
82. 100 150 200 250 300 ms Abbildung 92 Zeitsignale f r Pink Noise li und Pink Sweep re Im folgenden ist der Arbeitsablauf zur Erzeugung beliebiger 2 Signale aufgelistet 1 Eine neue Datei mit einem Frequenzspektrum wird angelegt soweit nicht bereits eine Me datei oder hnliches existiert Im File Menu ist dazu der Grad Degree entsprechend der gew nschten Frequenzaufl sung zu w hlen und anschlie end die neue Datei mit New zu ffnen Beispiel Aufl sung df f 2 mit f Abtastrate und n Grad by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 239 283 df 44100 2 2 69 Hz Rechts unten am Bildschirm ist die Frequenzaufl sung abzulesen 2 Das Wunschspektrum wird erzeugt Quelle kann eine Me datei J Filter oder ein beliebiges anderes Frequenzspektrum aus MF sein 3 Bearbeitungsbereich so ausw hlen da das gesamte Spektrum betroffen ist Linker Cursor bei 0 Hz und rechter Cursor am rechten Rand bei 22 05 KHz Tastenkombination Shift E E f r Entire Die Phase ist zun chst zu Null zu setzen Edit Menu Phase Set 0 4 Dem Wunschspektrum wird ber das Edit Menu mit Group delay eine Laufzeit hinzugef gt Soll das Resultat eine Rauschsignal sein dann ist die Laufzeit mit der random Einstellung zuf llig zu setzen Soll das Resultat ein Sweepsignal sein dann ist die Laufzeit mit logarithmischem Frequenzinkrement zu setzen
83. 19 283 Compensation spectrum generated by Monkey Forest 12 Abbildung 27 Beispiel f r eine Referenzmessung mit Grad 14 Dateiname COMP14 SPK F r weitere Messungen wird diese Datei automatisch als Kompensationsdatei verwendet Zum Test kann das Me objekt zun chst berbr ckt werden wobei sich dann bei einer Messung eine v llig gerade Linie bei 0 dB auf dem Bildschirm zeigen sollte Im n chsten Schritt wird das Me objekt eingeschleift und gemessen Abbildung 28 zeigt eine Beispielmessung an einem digitalen Equalizer Gleichzeitig liegt auch der Phasengang und die Impulsantwort des EQs vor Im Menu Domain kann die Darstellungsform ausgew hlt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 120 283 Freg Resp digitaler EQ 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 13 Abbildung 28 Frequenzgangmessung an einem digitalen Equalizer Die Darstellung des Phasenganges Tastenk rzel Ctr1l P in Abbildung 29 weist eine sehr starke Phasendrehung auf die nicht dem minimalphasigen Verlauf des Filters entspricht Die Ursache liegt in der Grundlaufzeit die ein digitales Ger t hier der EQ systembedingt verursacht wie auch in der Impulsantwort in Abbildung 30 zu erkennen ist Die Umschaltung auf die Darstellung der Impulsantwort geschieht ber das Domain Menu oder das Tastenk rzel Ctr1l U Diese Grundlaufzeit kann schon bei der Messung automa
84. 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 162 283 AD DA Polar Response Equalizing File Polcol4 spk Datei mit der Referenzmessung f r Polar Messungen Bei Normierung auf 0 steht die 0 Messung in dieser Datei Smooth Gl ttung stellt sich entsprechend der Aufl sung z B 1 10 octave automatisch ein Display Dynamic Range 50 dB Skalierung der Pegel On top 110 dB amp Abh ngig vom erwarteten Me bereich einstellen Go forit Start der Messung Basic settings Zum AD DA Basic settings menu Quit Polar Menu schlie en Tabelle 22 Einstellungen im Menu AD DA Polar Response Polar Response Settings Vertical Coverage Horiz only nur eine Ebene messen f r Polardiagramme und 2D bzw 3D Isobarendarstellung la space 1 4 Kugelrasternetz vermessen Lo space Y2 Kugelrasternetz vermessen full space ganzes Kugelraster by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 163 283 netz vermessen Angle range Vert Winkelbereich stellt sich automatisch ein Angle step Vert Winkelschrittweite Horz Winkelschrittweite Horizontal Coverage Angle range 90 Winkelbereich 90 f r Isobaren 180 f r Polardiagramme sonst 0 180 f r Rasternetze Angle step Winkelaufl sung Standard 5 oder 10 Normalize to 0
85. 70 Impulsantwort in der Leistungsdarstellung Ctrl E by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 205 283 Integrated impulse response 100 200 300 400 500 ms 55 Abbildung 71 Integrierte Raumimpulsantwort Ctrl N 8 13 5 Auswertung Ist das dargestellte Zeitsignal eine Raumimpulsantwort siehe Abbildung 68 so lassen sich ber das Info Menu unter Room Acoustics die drei Gr en Deutlichkeitsgrad D Klarheitsma C und Schwerpunktzeit ts bestimmen Die f r die Ermittlung der raumakustischen Parameter verwendeten Berechnungsgrundlagen wurden der ISO 3382 entnommen Zum besseren Verst ndnis und zur berpr fung der Korrektheit des Verfahrens seien hier die zugrundeliegenden Definitionen f r die Deutlichkeit Definition das Klarheitsma Clarity und die Schwerpunktszeit Center time genannt 50ms 80 ms f O n at f O n at fe o n D 20100 Ces Ile 2 dB s so n O n at O nadt 0 80 0 Entscheidend f r die Richtigkeit dieser 3 Parameter ist allerdings die korrekte Wahl des Startpunktes der Auswertung t 0 der knapp vor dem Direktschall liegen sollte Der Endpunkt wiederum sollte so liegen da dort der Pegel der ausklingenden Impulsantwort noch deutlich ber dem St rpegel liegt Der Startpunkt l t sich wahlweise manuell by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system B
86. 78 283 6 5 Zusammenfassung Zur me technischen Charakterisierung eines Lautsprechers k nnen Frequenzgang Zerfallsspektrtum sowie Maximalpegelkurven und Isobarendarstellungen einen umfassenden Eindruck liefern Wie weit die einzelnen Kriterien von gr erer oder kleinerer Bedeutung sind h ngt unter anderem vom Einsatzbereich eines Lautsprechers ab Als entscheidende Feststellung kann aber gesagt werden da nur unter Beachtung aller Kriterien ein sicheres Urteil gef llt und ein Zusammenhang zum H reindruck hergestellt werden kann Des weiteren k nnen zwischen einigen me technischen Abweichungen wozu krasse Laufzeitwerte Nachschwinger im Zerfallsspektrum und Unregelm igkeiten in der Richtcharakteristik z hlen und den klanglichen Eigenschaften eines Lautsprechers sichere Beziehungen festgestellt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 79 283 7 Swens kleine Me kunde Grundvoraussetzung f r jeden Versuch das bertragungsverhalten eines Lautsprechers zu begradigen ist selbstverst ndlich die Kenntnis seines Frequenzgangs Ausgehend von den verschiedenen Me verfahren die zun chst dessen Ermittlung lediglich an einem Punkt also dort wo sich das Me mikrophon befindet erm glichen werden in diesem Kapitel auch die Korrekturm glichkeiten bei Erweiterung auf einen gr eren Raumbereich den Betrieb in halliger Umgebung sowie dem Einsatz gr
87. 9 11 12 MF Me system Beispiele 238 283 spectrum pink 3 dB Oct spectrum pink 3 dB Oct dBf dBf 20 20 W G i D 10 Tc 10 Tinc g IS 3 N 10 10 20 20 0 01 0 1 1 kHz 70 0 01 0 1 1 kHz Abbildung 90 Amplitudenspektrum f r Pink Noise li und Pink Sweep re group delay noise pink 3 dB Oct group delay sweep pink 3 dB Oct ms ms u El NUN NH 200 200 0 01 0 1 1 kHz A 0 01 0 1 1 kHz Abbildung 91 Laufzeit f r Pink Noise li und Pink Sweep re time signal pink noise 3 dB Oct time signal pink sweep 3 dB Oct 150 Po 200 100 50 0 A 50 100 H y 100 200 150 50 100 150 200 250 300 ms 50
88. B HP Desk Jet 870 unterst tzen diese Betriebsart leider nicht mehr V llig problemlos sind die HP Laser Drucker Wer noch Plotter sein eigen nennt oder Zugriff auf ein Computermuseum hat kann auch direkt einen HP kompatiblen Plotter ansprechen und sch ne bunte Grafiken aufs Papier malen Zur Weiterverarbeitung mit anderen Programmen bietet sich die einfache M glichkeit eine kompakte HPGL Datei zu erzeugen und diese dann ber einen Grafikkonverter einzubinden Word 6 0 oder Corel Draw bieten diese M glichkeiten Besteht nicht die M glichkeit ein HPGL File einzulesen so kann der kleine Umweg ber ein im Druckgewerbe sehr weit verbreitetes PCX Format gegangen werden PCX Dateien k nnen mit Corel Draw ber Grafik Import einer HPGL Datei und anschlie enden Export einer PCX Datei vorgenommen werden Der Nachteil ist da dieser Vorgang recht langwierig ist Wesentlich schneller arbeitet das gute alte DOS Programm printgl das ber eine Batch Datei PLOT PCX BAT nur mit dem Dateinamen ohne Endung der HPGL Datei aufgerufen wird und die Endung HGL erwartet Das ist auch die Grundeinstellung in MF Mit einer weiteren Batch Datei PLOT VGA BAT l t sich die HPGL Datei zur Kontrolle auch auf dem Bildschirm darstellen Im MF Me programm werden im Men Plot PlotShop alle Voreinstellungen f r die HPGL Grafikdateien gew hlt Die voreingestellten Werte sind f r farbige Standardbilder mit einer Grafik pro Datei richtig Befindet sich eine Mess
89. BB CC82WINA PCX ABB CC82 KMB PCX ABB ALLE FRE PCX ABB ALLE PHA PCX ABB ALLE IMA PCX ABB ALLE SPA PCX ABB HT FREl PCX UND HT IMP1 PCX ABB HT FRE2 PCX UND HT IMP2 PCX ABB HT FRE3 PCX UND HT IMP3 PCX ABB HT FREA PCX UND HT IMP4 PCX ABB TOP IMP PCX UND TOP FRE PCX ABB TOP MAXI PCX UND TOP ZER PCX ABB TOP IMPW PCX ABB POLAR IK PCX ABB DIR HORI PCX ABB DIR HORD PCX ABB KS UNF PCX ABB THD 80H2 PCX ABB LSR 95DB PCX ABB LSR MAX PCX ABB IMPCO15 PCX ABB CC82IMPE PCX ABB PHL TSP PCX ABB EOQO NOIS PCX UND EOQO NOISA PCX ABB A KURVE PCX UND AI KURVE PCX ABB EO THD20 PCX EO THD21 PCX ABB IMP RAUM PCX ABB RUEF PCX ABB IMP POW PCX ABB IMP INT PCX by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system 283 283 56 97 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 EA 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB ABB RZFILN TAFILT P OCTA BE OCTA TC PCX TC S125 P RAUM P OCT P SOR RER Ai Di blnmtiO HRZ E f D O Z Ea Frj Ke E CH DD COP PINK 0 PINK8O0 KINOME 2X PIN PINK L PINK N ROBO F ROBNOI ROBO T SZT DCH SMOOTHED COMPSOEU xXC44 PCX HUGOTHDL HUGOTHDF HUGODIML UDO n a
90. Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 222 283 66 Abbildung 86 MTEF f r die 7 Oktavb nder im Bereich bis 20 Hz Im n chsten Schritt sind die MTF m f Werte in S N Werte umzurechnen Die Gleichung dazu ist recht einfach und lautet S N 10 log m 1 m dB Auch diese kleine Rechnerei kann mit den Funktion aus dem Edit Menu schnell ausgef hrt werden Zun chst sind alle Werte mit einem negativen Vorzeichen zu versehen Das geht ber die Negate Funktion In der Darstellung des Betrages ndert sich dabei nat rlich nichts Lediglich die Phase sollte jetzt berall 180 sein Im n chsten Schritt wird ein Wert von 1 addiert mit der Funktion Add Magnitude 1 Phase 0 Es gilt weiterhin da alle Funktionen sich immer auf alle Kan le und den gesamten Bereich von 0 bis 20 Hz beziehen Die beiden Cursor m ssen daher immer ganz au en stehen und die Option All Channels mu immer auf yes geschaltet sein Das Ergebnis 1 m f kann dann erst einmal in einer tempor ren Datei abgespeichert werden Anschlie end kann die Ursprungsdatei mit der Funktion m f erneut geladen und durch die Tempor rdatei 1 m f dividiert werden ber die Funktion Read Block mit Mode div werden automatisch alle 7 Kan le der urspr nglichen Datei durch die entsprechenden 7 Kan le der ber Read Block nachgeladenen Datei dividiert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 1
91. Die A Gewichtung kann schon w hrend der Messung eingeschaltet werden oder sp ter ber Edit A weighting in das Spektrum hinein multipliziert werden oder auch wieder r ckg ngig gemacht werden ber Edit A unweighting Eine A Gewichtung wird durch ein A links oben am Bildschirmrand angezeigt Die Pegelstatistik des Spektrums kann bei eingeschaltetem Info Fenster direkt w hrend der Messung abgelesen werden oder sp ter ber das Men Infounter Spectral statistics by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 193 283 AD Signal Output Noise EQ 81 5 dBu 20 20k Hz unweighted AD Signal Output Noise EQ 83 4 dBu 20 20k Hz A weighted dB dB 10 20 lad UI 10 kHz 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10khz Abbildung 65 St rspektrum am Ausgang eines EQ links 20 Hz bis 20 kHz unweighted Overall Level 81 5 dBu rechts 20 Hz bis 20 kHz A weighted Overall Level 83 4 dBu
92. Digitalfiltern bestehen hat es sich eher als problematisch herausgestellt diese Abweichungen entsprechend zu entzerren Klangliche Verbesserungen konnte hierdurch grunds tzlich nicht erzielt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 66 283 Der im Beispiel in Abbildung 8 gezeigt Lautsprecher erreicht bez glich des Ausschwingverhaltens im Hochtonbereich ein hervorragendes Verhalten Ein hier eingesetzter B ndchenhocht ner bei dem die Antriebskraft gleichm ig verteilt auf der gesamten Membranfl che angreift kennt die Problematik der Partialschwingungen so nicht und weist daher eindeutige Vorteile auf Sens 1W 1m M57 passiv d 4m 55 1 0 5 0 EI AO 80 ZES zH 2 CH d H y f Ge 70 Se 2 gt j FE A ez a ZT 60 0 05 02 05 1 2 5 10kHz Abbildung 8 Frequenzgang l und Zerfallsspektrum r eines Lautsprechers
93. Frequenzbereich ist es in kleinen bis mittelgro en R umen berhaupt nicht mehr m glich Direktschall und Reflexionen sauber zu trennen Die Problematik sei exemplarisch an der Messung einer PA Box Best ckung 12 2 mit CD Horn im reflexionsarmen Halbraum gezeigt Abbildung 25 bei der das Mikrophon by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 108 283 nicht auf dem schallharten Boden lag sondern sich in H he des Lautsprechers 2 m befand Die erste Reflexion trifft ca 7 ms sp ter ein entsprechend einem Umweg von 2 4 m Konstruktive und destruktive Interferenzen wechseln sich alle 71 5 Hz ab und verursachen ein markantes Kammfiltermuster dessen Amplitude zu hohen Frequenzen wegen der zunehmenden Richtwirkung des Testlautsprechers allerdings sp rbar abnimmt Abbildung 25 unten links Zur Unterdr ckung dieser unsch nen St rungen mu die Impulsantwort bis zum Eintreffen der ersten Reflexion vollst ndig ausgeblendet werden wobei es unvermeidlich ist da die tieferfrequenten Anteile in Mitleidenschaft gezogen werden Die Auswirkung der Fensterung sind im Spektrum der Abbildung 26 unten rechts ersichtlich Das Kammfilter Interferenzmuster ist zwar vollst ndig verschwunden daf r erf hrt das Spektrum im unteren Bereich eine fehlerhafte Verrundung welche die Messung unterhalb von ca 500 Hz unbrauchbar macht Insbesondere der steile Abfall unterhalb
94. Kreuzschiene DSP Tools nur f r Serviceaufgaben DSP Prog Select DSP 5 Aufgabe der einzelnen DSPs im Hugo P Heap nur f r Serviceaufgaben Tabelle 49 Versions Nr Reset und Versionsnummer der Software Hugo Setup Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 263 283 MF Me system Hugo 11 3 Main Menu Select Bedeutung nur f r Service Verwendung Volume Balance Master Volume 20 dB 0 dB Gain ohne Filter mit Diracs NEUTRAL BLK Max Output Max Input 16 27 dBu Max FIR Gain 3 dB EO Volume 6 dB Summe 20 dB Von diesem Wert ist noch die maximale Anhebung in den Filtern zu subtrahieren z B 12 dB Mute Left Mute Ausgang CH1 4 links Mute Right Mute Ausgang CH1 4 rechts Input Select nur Analog nur Digital oder Analog Digital Insert Filter Select Auswahl Filtersatz f r X Over und System EQ mit FIR Filtern Master Delay Main Delay ohne Processdelay vom DSP System und den Filtern Limiter Release Threshold Limiter Release Zeitkonstante Threshold kleiner gegen ber den im Setup eingestellten Werten Gain CH1 CH2 CH3 CH4 Gain f r die einzelnen Ausg nge links und rechts gekoppelt Delay Left Delay f r die einzelnen Ausg nge by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedr
95. MF Me system Inhaltsverzeichnis 1 283 1 HARDWARE SETUP u 13 P We TE 13 1 2 Analoge Ein Ausg nge cosessessessssnsessssnsensnsnsesnnsnnennnensesnnensennsessnsnsessnssnessnsnnene 14 1 2 1 Binsanee re ee ee enge 14 R22 SAUSBANSE sn ee pe ee ee ae aaa 14 12 3 Ee EE 14 124 ADIDAUMSEt E eneen eerste 15 2 SOFTWARE SET geguetekeregehegeeegeekeeegebegeeege a a ie 16 2 1 BET 16 2 2 EE EE 17 2 3 Prozessor und Speicher E 20 24 Grafik nd Drucker are REERTETENNERER TRIERER 21 2 5 Dateiverwalung ce 22 3 DIEMEN SVONMF unse 25 Sch ul 25 3 12 e EE 26 3 2 Doman zu ande 31 3 3 Display are 33 SE u 23 E 36 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 2 283 38 E 40 SEN KE 4 3 17 ZADIDA E 46 3 8 Eegeregie eege 48 3 27 TE 49 EE K ARE Y E T a o EEEE EEE A AAEREN E R E E 50 GR BEA UI IA EEE E EE 51 3 12 Help cessisset iia 52 A VORBEREITUNGEN F R EINE MESSUNG 2 2u22222222020000022020202000000000000 53 4 1 Ein Ausgangspegel es ee 53 4 2 Anreg ngssienale cine ee 55 42 1 Maximalfolgen 2 a 55 4 3 EE ET 58 E WR ENEE TT Heeres nee nennen Eee re 59 4 5 Bildschirmdarstellung ssecsuscsnenosensesnnennennnennssnnennnnnnsnnnsnnnsnnennennnen nennen nennen nnsn nen 60 5 MEBMIKROPHONE UND VERST RKER uausuannsnsnsannnnnonnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnn 62 6 MESSUNGEN AN LAUTSPRECHERN uuusuunsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
96. MLS Art des Anregungssignal internal Quelle des Anregungssignales 10 dB FS Pegel in Bezug auf die fullscale Einstellung bei der Referenzmessung Interleave Interleaved Sampling mit Faktor by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 118 283 Frequency Response Reference Equalizing file COMP14 SPK Dateiname f r die Referenzmessung Dynamic range Maximale Kompensationsdynamik Lower Cut Off Untere Frequenzgrenze f r die Kompensation Upper Cut Off 22 05 kHz Obere Frequenzgrenze f r die Kompensation Ref i Referenz intern oder extern Go for it Start der Referenzmessung Tabelle 16 Einstellungen im AD DA Frequency Response Reference Menu Im ersten Schritt wird mit den oben aufgef hrten Einstellung die Referenzmessung ausgef hrt die automatisch in der Datei COMP14 SPK abgespeichert wird Es ist es dabei dringend zu empfehlen die Aussteuerung der Referenzmessung am Aussteuerungsbalken rechts unten auf dem Bildschirm zu pr fen oder die Autorange Funktion aus dem AD DA Basic settings Menu zu benutzen Der Pegel sollte zwischen 20 und 0 dB liegen Ein Teilstrich entspricht 10 dB Abbildung 27 zeigt ein Beispiel f r den Grad 14 und eine interne Maximalfolge Einstellungen internal MLS 14 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 1
97. Oversampling wird durch berabtastung und steilflankige linearphasige Digitalfilter bewerkstelligt die den gesamten Audiobereich mit verschwindend und f r ein Analogfilter h herer Ordnung unerreichbar geringen Amplitudenschwankungen passieren lassen um dann kurz vor der Nyquistfrequenz eine steile Tiefpa wirkung zu entfalten Die steilflankige Natur der Filter bewirkt nun ein heftiges berschwingen bei steilen Signalspr ngen wie sie in der Maximalfolge bekanntlich in Reinkultur vorkommen Maximalfolge nach 8x Oversampling Crest 7 76 dB 69 5 69 7 69 9 70 1 ms Abbildung 20 Wirkung schwarz eines typischen Achtfach Oversamplingfilters auf eine Maximalfolge grau Der Crestfaktor verschlechtert sich durch die Tiefpassfilterung von 0 dB auf 7 76 dB Die Maximalfolge darf somit nur mit knapp 41 der Vollaussteuerungs Amplitude eingespeist werden Dies hat zur Konsequenz da die Maximalfolge nur mit einem Pegel deutlich unterhalb der Vollaussteuerung eingespeist werden darf um harte Clipverzerrungen und eine damit verbundene deutliche Beeintr chtigung der Me ergebnisse zu vermeiden In der Praxis mu der Pegel einer Maximalfolge unterhalb von 8 dBFS bleiben um solche St rungen die sich durch Phantompeaks in der Impulsantwort und einen buschigen Verlauf des daraus abgeleiteten Spektrums schnell verraten zu umgehen Die Maximalfolge darf das Me system also schon gar nicht mit vollem Pege
98. Phasen entwendet werden So lassen sich Me signale gewinnen die den korrespondierenden Maximalfolgen in allen Eigenschaften sehr hnlich sind aber die vorteilhafte L nge 2 besitzen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 83 283 Amplitudenvorgabe Mepsignal B Amplitudenvorgabe Mepsignal B 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 50 50 0 01 0 1 10 kHz 0 01 0 1 10 kHz Group delay noise Group delay sweep ms ms 150 150 100 100 50 50 0 W 0 01 0 1 10 kHz 0 01 0 1 10 kHz Noise time sig Sweep time sig 0 5 W 0 5 20 40 60 80 100 140 ms 20 40 60 80 100 140 ms Abbildung 15 Oben Gemeinsames Amplitudenspektrum 6 dB Oktave f r ein Rauschsignal und einen Sweep Mitte Gruppenlaufzeitspektren Unten Zeitsignale L t man die Phase hingegen ber der Frequenz mit einem bestimmten Inkrement fallen oder steigen ergibt sich aus dem selben Amplitudenspektrum durch IFFT ein Sweep Signal Die Sweepsignale mit Amplitudensp
99. Q mit Laufzeitkompensation Abbildung 31 Zur Messung aus Abbildung 28 geh riger Phasengang ohne Grundlaufzeit minimalphasiger Anteil by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 123 283 8 3 Frequenzgangmessung an Lautsprechern 8 3 1 R umlichkeiten Die Messung von Lautsprecherfrequenzg ngen verlangt nach einer v llig reflexionsfreien Umgebung Im Idealfall w re das im Freifeld oder Halbfreifeld z B drau en auf einem gro en Gel nde Halbfreifeldmessungen mit Mikrophon und Lautsprecher auf dem Boden plaziert verlangen theoretisch einen f r alle Frequenzen ideal schallharten Boden Diese Voraussetzung wird bestenfalls von Granit oder Mamorb den erf llt Keinesfalls schallhart f r mittlere und hohe Frequenzen sind normale Beton oder Pflastersteinb den Eine Halbraummessung auf solchem Untergrund f hrt immer zu Me fehlern bei h heren Frequenzen Ebenso sind bei Luftbewegungen die im Freien durch Wind oder durch Klimaanlagen innerhalb geschlossener R ume entstehen Me fehler zu bef rchten die sich durch einen stark schwankenden Verlauf von Messung zu Messung bei den h heren Frequenzen bemerkbar machen Generell stellt sich eine Lautsprechermessung damit zun chst als schwierig dar Als Kompromi l sung k nnen R ume mit reflexionsarmen W nden oder ein hinreichend gro er Freiraum um Lautsprecher und Mikrophon innerhalb eines normalen Raumes
100. S THD nur die harmonischen Verzerrungen ber cksichtigen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 175 283 S THD N alle Verzerrungen und das Rauschen ber cksichtigen Show THD up to K Einzelkurven f r harmonische Verzerrungen bis zum eingestellten Grad in der Grafik anzeigen Draw every time Me kurve w hrend einer Me reihe aufbauen Info Window Info Fenster bei der Messung einschalten Tabelle 26 Das AD DA Men THD N by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 176 283 LS max SPL Measurement conditions Mic preamp gain 0 dB Bei externem Mikrophon Vorverst rker ist hier dessen Gain einzutragen Correct by z B 6 dB bei Halbraummessungen Mic LS distance Entfernung vom Messmikrophon zur Lautsprecherfront Verst rkung einer externen Endstufe Excitation Degree 12 FFT L nge 2 4096 Averaging Mittelung ber mehrere Messperioden Dither Sinussignal mit einem Dither beaufschlagen Recorvery max Pause zwischen zwei Messungen Maximaler Wert bei Erreichen des maximalen eingestellten Ausgangspegels bei kleineren Pegeln entsprechend k rzere Zeiten DA and PA level range 35 dB FS 0 94 W Die Me reihe beginnt bei diesem Wert hier 32 dB FS
101. Slope 48 165 dB octave Attenuate at fc 3 0103 dB Gain S 0 dB Frequency Upp t off H Copy from cursor Low t off H Filterset single multiple Steps lin log Bandwidth sile 3 00 octav Reference S 1 kHz Abbildung 73 J Filter Setup im Frequenzbereich f r Terzfilterbank Filterset Terz 48 dB Oct REN NN il d NZ ANNE fe RA ANA So TN ANAA BARBATI LTAARNNTNINARNDANNN BAEPIHOAA DIN OONO STD A R NA TAE AARO A RT AP A A AAN Abbildung 74 Filtersatz in Terzschritten 90 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 211 283 Filterset Octave 48 dB Oct BRUN ED A LU AC WII CT HI CNN BERLIN EN COOC 0 05 10 kHz 57 Abbildung 75 Filtersatz in Oktavschritten Soll eine gegebene Impulsantwort mit diesen Filtern bearbeitet werden so ist J Filter im Zeitbereich und im Filt Mode aufzurufen Der Filt Mode bearbeitet ein bestehendes Signal mit den gew nschten Filtern im Gegensatz zum Set Mode der nur die Impulsantworten bzw bertragungsfunktionen der Filter selber erzeugt Das folgende Fenster zeigt die J Filter Einstellungen f r die Oktavfilterung der Impulsantwort aus Abbildung 68 Nach vollzogener Bearbeitung durch J Filter befinden sich die gefilterten Signale in den Kan len 0 6 in der Reihenfolge da Ch mit dem 125 Hz Filter beginnt und Ch6 mit dem 8 kHz endet F r die gefilterten Impulsantworten kann jetzt in beka
102. Spectral statistics eingestellt werden Wird die Spektrumsdatei abgespeichert so k nnen auch sp ter jederzeit die Werte ber dieses Menu abgefragt und der Frequenzbereich ge ndert werden Der gemessene St rpegel kann als Spannungswert oder Pegelwert in dBu unter Overall abgelesen werden Die typischen Me werte werden mit einer FFT L nge von 16K ermittelt und in einem Bereich von 20 Hz bis 20 kHz bewertet Eine optionale A Gewichtung kann jederzeit ber das Edit Menu f r bestehende Datei zugeschaltet werden oder direkt bei der Messung ausgew hlt werden Die A Gewichtung kann ebenso ber das Edit Menu wieder r ckg ngig gemacht werden Soll neben dem St rpegel noch der Dynamikumfang bzw Signal St rabstand eines Ger tes bestimmt werden dann ist als zweiter Me wert noch die maximale unverzerrte Ausgangsspannung zu messen Im AD DA Men findet sich die Funktion THD N single f mit der f r eine feste Frequenz z B 1 kHz der Klirrspektrum analysiert werden kann Die folgende Tabelle zeigt die Einstellung in der THD N single f Funktion THD N single f Excitation Mode Single Einzelmessung oder Dauerbetrieb Degree FFT L nge 2 8192 Pre sends Vorausgeschickte Me perioden ohne by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 197 283 THD N single f Auswertung Averaging Mittelung ber mehrere Me perioden Excit
103. Tabelle 3 Funktionen und Eingabefenster im Display Menu 35 Tabelle 4 Funktionen und Eingabefenster im Edit Menu 39 Tabelle 5 Funktionen und Eingabefenster im Info Menu 40 Tabelle 6 Funktionen und Eingabefenster im Trans Menu 42 Tabelle 7 Einstellungen im Signal processing Menu unter Trans Alt T P 44 Tabelle8 Einstellungen im Signal processing Menu unter Sliced FFT Alt T S 45 Tabelle 9 Funktionen und Eingabefenster im AD DA Menu Alt A 47 Tabelle 10 Funktionen und Eingabefenster im Macro Menu Alt R 50 Tabelle 11 Funktionen und Eingabefenster im Utility Menu 51 Tabelle 12 Skalierungsfunktion f r die Bildschirmdarstellung und Druckausgabe 61 Tabelle 13 ADDA basic settings Einstellung f r Beispielmessungen 113 Tabelle 14 Beispieleinstellungen f r Frequenzgangmessungem an EQs Endstufen und Vorverst rkern 115 Tabelle 15 Einstellungen im AD DA Frequency Response Menu 117 Tabelle 16 Einstellungen im AD DA Frequency Response Reference Menu 118 Tabelle 17 Einstellung im Menu AD DA LS sensitivity Reference and more 127 Tabelle 18 Einstellungen der Eingangsempfindlichkeiten und Ausgangspegel f r Lautsprechermessung 130 Tabelle 19 Einstellung im Menu AD DA LS sensitivity 133 Tabelle20 Arbeitsschritte in der pre und post comp Einstellung 149 Tabelle 21 Das Menu Parameter Zerfallsspektren in Maxils 153 Tabelle22 Einstellungen im Menu AD DA Polar Response 162 Tabelle 23 Einstellungen im Unter Menu Polar Response Settings 164 Tabelle24 Ausschni
104. Zeitsignal einen Abtastwert vor dem Maximum plazieren Jmp to threshold aktiven Cursor in einem Zeitsignal an einem vorgegebenen Grenzwert plazieren Jmp to max active channel aktiven Cursor in einem Zeitsignal im Maximum des aktiven Kanales plazieren Jmp to zero transit aktiven Cursor in einem Zeitsignal im Nulldurchgang plazieren Cursor position Position des aktiven Cursors ber ein Eingabefenster in Abtastwerten oder direkt in Zeit oder Frequenzgr en vorgeben Jmp to mark aktiven Cursor an einer Markierung plazieren by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 35 283 Tabelle 3 Funktionen und Eingabefenster im Display Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 36 283 3 4 Edit Das Edit Menu Alt E stellt eine gro e Anzahl M glichkeiten zur Bearbeitung von Zeitsignalen und Frequenzspektren bereit Ebenso finden sich hier die Block Operation zum Einlesen zus tzlicher Kan le und zur Verkn pfung gemessener Signale mit bereits bestehenden Dateien Mit der Funktion Channel work k nnen einzelne Kan le einer Messung oder Dateien untereinander verkn pft und bearbeitet werden Im Frequenzbereich findet sich hier das optionale Crossover Modul zur Berechnung von FIR Filtern f r Frequenzweichen und Lautsprecherentzerrungen
105. aber auch ein begrenzter Frequenzbereich von Interesse sein Eine typische Anwendungen w re z B die frequenzabh ngige Nachhallzeit in Oktavb ndern anzugeben Ebenso k nnte man sich den Vergleich gemessener und berechneter Raumimpulsantworten oder ETCs in Oktav oder Terzb ndern vorstellen Wie dem auch sei bietet MF mit der Option J Filter ein sehr komfortables und umfangreiches Filtermenu da innerhalb k rzester Zeit alle Filterung im Zeit oder Frequenzbereich ausf hrt Die Impulsantwort wird dazu als Zeitsignal geladen und anschlie end mit J Filter bearbeitet Das J Filter Menu findet sich unter Edit und kann sowohl f r Zeitsignale wie auch f r Frequenzspektren aufgerufen werden N heres zu J Filter findet sich im Kap 10 4 An dieser Stelle sollen nur einige exemplarische Einstellungen f r eine Terz und eine Oktavfilterbank erl utert werden Um zun chst die Filtercharakteristik zu veranschaulichen kann im Frequenzbereich im Ser Mode das eigentliche Filter angeschaut werden Mit den folgenden Einstellungen wird ein Filtersatz Filterset multiple mit Terzfiltern von 125Hz bis 8kHz mit einer Flankensteilheit von 48 dB Oct erzeugt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 210 283 Mode SE comple nn omain ana dig Filter No Pg i ink all no yes aracteristics Type EIERE tch PEOQ PZ Shape t crit Bess But LiRi Chebyshev Powe S o Degr 8
106. aber nur einen beliebigen Ausschnitt aus einem Frequenzgang oder einer Impulsantwort umfassen Auf eine vollst ndige Darstellung kann jederzeit mit der Tastenkombination Shift G umgeschaltet werden In der Darstellung gibt es zwei Cursor die dann automatisch an den Anfang und an das Ende gesetzt werden Soll nur ein bestimmter Ausschnitt auf dem Bildschirm erscheinen so sind die Cursor an den R ndern des gew nschten Bereiches zu plazieren Mit der Taste x wird die Darstellung auf diesen Bereich umgeschaltet Die Cursor k nnen mit den Cursortasten der Maus oder auch ber den Menupunkt Display Cursorposition positioniert werden Welcher der beiden Cursor der aktive ist an der gelben Farbe zu erkennen kann ber die Tasten L f r linker Cursor oder R f r den rechten Cursor gew hlt werden Die zum jeweiligen Cursor geh rigen Werte der x und y Achse sind unterhalb des Diagrammes abzulesen Alle Operationen die das Me ergebnis beeinflussen und im Edit Menu ausgew hlt werden k nnen beziehen sich immer nur auf den aktiven Bereich zwischen den Cursorn Soll z B ein Frequenzgang komplett um 3 dB angehoben werden so sind zun chst die Cursor mit Shift E am Anfang bzw Ende der Messung zu plazieren und dann ist die Funktion Multiply im Edit Menu auszuw hlen hnliches gilt bei mehrkanaligen Darstellungen oder Dateien wo alle Funktionen des Edit Men s nur den aktiven Kanal betreffen Sollen alle Kan le bearbeitet werden so ist im jeweiligen Fens
107. amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 59 283 4 4 Referenzmessung Alle Frequenzgangmessungen mit MF k nnen mit einer vorab gemachten Referenzmessung kompensiert werden Zu diesem Zweck wird das Me objekt berbr ckt was beim Aufruf der Referenzmessung automatisch in der Me hardware geschieht Die Referenzmessung beinhaltet nun die bertragungsfunktion der gesamten Me kette mit Ausnahme des eigentlichen Me objektes S mtlich Frequenzgangabweichungen die durch gewichtete Folgen Filter AD DA Umsetzer Vor Endverst rker verursacht werden sind somit in der Referenzmessung enthalten Nach der Referenzmessung werden alle weiteren Messungen mit dieser Referenzdatei kompensiert d h von Fehlern bereinigt Als einfacher Test kann nach erfolgter Referenzmessung der Ein und Ausgang des Me systems durch ein Kabel verbunden werden worauf ein absolut gerader Frequenzgang auf dem Bildschirm erscheinen sollte Ist dieses nicht der Fall so liegt wahrscheinlich ein zu hoher oder viel zu niedriger Pegel an den Eing ngen des Me systems vor Die Kompensation durch die Referenzdatei erfolgt im Frequenzbereich so da die im Me ablauf zuvor berechnete Impulsantwort noch mit allen Fehlern behaftet ist Durch die Schalterstellung post comp f r impulse response im Me menu wird nach der Kompensation im Frequenzbereich die Impulsantwort des Me objektes ber eine inverse Fouri
108. anenbuchse auf der R ckwand neben dem K hlk rper 1 2 1 Eing nge Die Eing nge sind elektronisch symmetriert und k nnen schaltbar mit einer Phantomspannung von 48V f r Mikrophone versorgt werden Der maximale Eingangspegel h ngt von der intern geschalteten Verst rkung ab und kann auf der rechts neben den XLR Buchsen befindlichen LED Kette abgelesen werden Die Verst rkung kann nur vom PC aus geschaltet werden und ist in 20 dB Abstufungen m glich so da der maximale Eingangspegel zu 40 20 0 20 und 40 dBu Bezug 0 dBu 775 mV e eingestellt werden kann Bei unsymmetrischer Beschaltung ist PIN 3 der Eingangsbuchse auf Masse PIN 1 zu legen Eine genauere Anpassung der Eingangsempfindlichkeit erlaubt die in 1 5 dB Stufen programmierbare Verst rkung der Eing nge des AD Umsetzerss Auch diese Einstellung erfolgt im Me programm unter AD DA basic settings Abh ngig vom erwarteten Eingangssignal sollte die Eingangsempfindlichkeit ann hernd angepa t werden 1 2 2 Ausg nge Die XLR Ausg nge auf der rechten Frontplattenh lfte sind elektronisch symmetriert und k nnen je nach interner Einstellung maximale Pegel von 0 oder 20 dBu siehe LEDs auf der Frontplatte liefern Die Einstellung erfolgt auch hier ad quat zu den Eing ngen im Men AD DA basic settings Wird ein unsymmetrisches Ausgangssignal ben tigt ist dieses mittels Adapter von XLR auf Chinch o so abzugreifen da PIN 3 der Ausgangsbuchse mit Masse PIN 1 verbund
109. ansformation eine Minimalphase zu einem gegebenen Amplitudenverlauf Mirror Spiegelt ein Frequenzspektrum am aktiven Cursor Slope F gt eine Wunschflanke in eine Spektrumsdatei ein Stretch squeeze Dehnt oder komprimiert den Verlauf eines Frequenzspektrums Tabelle 4 Funktionen und Eingabefenster im Edit Menu Alle Funktionen aus der vorstehenden Tabelle betreffen immer nur den aktiven Ausschnitt des Zeitsignales oder des Spektrums der sich zwischen den Cursorn befindet In den zugeh rigen Eingabefenstern zu den einzelnen Edit Funktionen kann ausgew hlt werden ob die Funktionen alle Kan le oder nur den zur Zeit aktiven Kanal beeinflu t Vorsicht Es gibt h ufig keine M glichkeit die Signalbearbeitungen wieder r ckg ngig zu machen Im Zweifel sollte daher das Signal oder Spektrum vorher gespeichert werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 40 283 3 5 Info Im Info Menu Alt I k nnen ber Zeitsignale und Frequenzspektren verschiedene Informationen ber raumakustische Parameter Signalstatistik Spektrumsstatistik oder Verzerrungsanteile bezogen auf eine Grundwelle abgelesen werden Zus tzlich besteht die M glichkeit sich die Thiele Small Parameter eines Lautsprecherchassis berechnen zu lassen wenn zwei Dateien mit Impedanzmessung des betreffenden Treibers mit und ohne eine definierte Zusatzmasse gemessen
110. atei mit der A Kurve mit sinc x oder mit einem in J Filter einzustellenden Filter Frequenzgang Channel combine Falls mehrere Kan le vorhanden sind k nnen diese nach der FFT im Frequenzbereich miteinander verkn pft werden Gl ttung der Frequenzg nge Display Source of data Darstellung der Frequenzg nge wie in den nachfolgenden Parametern eingestellt oder wenn das Zeitsignal aus einer Datei stammt so wie es hier vorgegeben war Dynamic range Dynamikbereich typ 50 75 100 dB On top Wert an der Oberkante des Diagramms Ref for 0 dB 0 dB Referenzwert z B 1 V oder 20 uPa dB reference Referenz f r 0 dB wie oben eingestellt oder Maximum der Kurve als Referenz f r 0 dB by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 44 283 Signal Processing Alt T P Y Achse linear oder log skaliert Tabelle 7 Einstellungen im Signal processing Menu unter Trans Alt T P by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 45 283 MF Me system Die Men s von MF Sliced FFT Alt T S Anzahl der Schritte die das gew hlte Zeitfenster ber die vorliegende Impulsantwort geschoben wird maximal 31 FFT Degree Grad der FFT f r das Zeitfenster der Grad mu kleiner als der Grad der Impulsantwort Start Detect Automatische Suche des Starts der Impulsan
111. ation 1 0013 kHz Anregungsfrequenz der Wert wird immer auf eine ganzzahlige Periodenanzahl innerhalb der FFT L nge gesetzt Sinussignal mit einem Dither beaufschlagen 0 dB FS 20 dBu bei Bedarf reduzieren Ausgangspegel am Me system in dB FS oder dBu Display Dynamic range 140 Darstellungsbereich in dB On top 30 Obere Grenze des Darstellungsbereiches Normalize to 1V No Das Spektrum wird auf den unter Reference eingetragenen Wert normiert Yes Die Normierung des gesamten Spektrums erfolgt auf 1V 0 dBV d h alle anderen Werte werden in ihrem Pegel auf den Gesamtwert der Grundwelle THD oder THD N bezogen angezeigt Reference S THD nur die harmonischen Verzerrungen ber cksichtigen S THD N alle Verzerrungen und das Rauschen ber cksichtigen dB Reference Bezugswert f r Normierung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 198 283 THD N single f 775 mV f r dBu Info Window Info Fenster bei der Messung einschalten Show THD up to K Einzelwerte f r harmonische Verzerrungen bis zum eingestellten Grad im Infofenster anzeigen Tabelle 33 Das AD DA Men THD N single f Mit den oben gezeigt Einstellungen wird das Signalspektrum auf 775 mV bezogen d h in dBu angezeigt ber die Leveleinstellung oder einen Pegelsteller am Me objekt kann
112. atzmasse einzutragen Wenn die beiden Resonanzspitzen in den Impedanzkurven mit und ohne Zusatzmasse nicht weit genug auseinander liegen wird die Parameterbestimmung zunehmend ungenau Als Faustregel gilt hier da die Resonanzfrequenz mit Zusatzmasse kleiner als das 0 7 fache der Resonanzfrequenz ohne Zusatzmasse sein sollte Der Membrandurchmesser sollte so gemessen werden da ca die H lfte der Sicke mit in das Ergebnis eingeht Anschlie end sind die Parameter wie in Abbildung 64 dargestellt im Fenster Loudspeaker Parameters abzulesen ber die Tastenkombination Ctrl Print wird der Fensterinhalt und die Kommentarzeile der aktuellen Datei in einer ASCH Datei Namens MF PRO kopiert und steht zur weiteren Dokumentation und Verarbeitung bereit Eine bereits bestehende MF PRO Datei wird dabei nicht berschrieben Die aktuellen Fensterinhalte werden lediglich an die bestehenden angeh ngt Tip Mit dieser Protokollfunktion ist es m glich by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 191 283 s mtliche Fenster mit den aktuellen Einstellungen in das Protokollfile zu bertragen so da komplette Arbeitsabl ufe dokumentiert werden k nnen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 192 283 8 11 St rabstand S N und St rspektren messen Der St rabstand bzw Dynamikumfang stellt bei Audioger ten ein wesentlic
113. auch bei sehr gro en Folgenl ngen vertretbare Verarbeitungszeiten so da nur in Notf llen von der Standard Abtastrate von 44 1 KHz abgewichen werden sollte Wie bereits erw hnt ist bei Maximalfolgen die Leistungsverteilung gleichm ig ber alle Frequenzen was bei der Messung von Endstufen Equalizern Mischpulten etc durchaus sinnvoll ist Bei der Messung von Lautsprechern sprechen zwei Gr nde gegen die Verwendung dieser Leistungsverteilung Zum einen werden Lautsprechermessungen h ufig durch tieffrequenten St rsignale z B Windger usche verf lscht was den Wunsch nach einem verbesserten St rabstand durch h here Pegel im tieffrequenten Bereich erzeugt Eine breitbandige Pegelerh hung w rde allerdings Mittel und Hochtonsysteme berm ig belasten Ohnehin entf llt der absolut gr te Teil der Leistung des Me signales bei herk mmlichen Maximalfolgen auf den Hochtonbereich was schon einigen zarten Hocht nerchen das Leben gekostet hat F r eine Trennfrequenz von 2 KHz entfallen 90 der Signalenergie auf den Hocht ner und die restlichen 10 auf den Tieft ner Aus dieser Problematik entstand zwangsl ufig der Wunsch nach frequenzgewichteten Maximalfolgen die einen h heren Energieanteil im Tieftonbereich haben Neben der M glichkeit selber neue Maximalfolgen mit einer Wunschverteilung zu erzeugen liegen schon f r Lautsprechermessungen nach S M ller optimierte Rauschfolgen als Dateien vor In allen Men punkten zum Start eine
114. beide ermittelte Amplitudenspektren die schon mit dem inversen Anregungsspektrum multipliziert wurden makroskopisch gesehen praktisch die gleiche Auswirkung Die per IFFT zu berechnenden Impulsantworten sehen was ihren St rteppich angeht allerdings sehr unterschiedlich aus Die St rung erscheint dort mit der inversen Fouriertransformierten des inversen Anregungsspektrums gefaltet Da die St rung hier ein Dirac Impuls war addiert sich also die Impulsantwort des spektral invertierten Anregungssignals selber zum Resultat Im Fall der simulierten Verzerrungen scheinen die Auswirkungen bei Messung mit dem Sweep Signal etwas geringer zu sein so da Messungen bei dieser Art Verzerrung offenbar g nstiger damit durchgef hrt werden In der korrespondierenden Impulsantwort sind interessante Phantom Peaks zu bestaunen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 91 283 Peak interference Stim above noise below sweep Distortion Stim above noise below sweep dB dB 10 10 0 01 0 1 1 10 kHz 0 01 0 1 1 10 kHz Peak interference Imp Resp from IFFT Distortion Imp Resp from IFFT
115. beitet die frequenzabh ngige Laufzeit eines Spektrums Multiply Multipliziert ein Zeitsignal oder ein Spektrum mit einer Konstanten im Frequenzbereich auch mit komplexen Werten Negate Vorzeichenwechsel Overwrite berschreibt den aktiven Bereich mit einer Konstanten Phase Bearbeitet den Phasenverlauf eines Spektrums Apply Window Wendet eine Fensterfunktion auf ein Zeitsignal an Read Block Einlesen einer weiteren Datei als Block Die neue Datei kann als weiterer Kanal dargestellt oder mit bestehenden Kan len verkn pft werden Smooth Gl ttung eines Frequenzspektrums Time invert Zeitliches Invertieren eines Zeitsignales Invert Ein Frequenzspektrum wird in Phase und Betrag invertiert Cyclic move Zyklisches Verschieben eines Zeitsignales by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 38 283 Edit Alt E Write Block Schreibt die Samples Zwischen den Cursorn als Block im gew nschten Format weg auch ASCH Format m glich Schneidet die Werte zwischen den Cursorn aus und erzeugt aus diesen ein neues Zeitsignal Byte Sample Schaltet um zwischen 2 und 4 byte pro Sample Sample rate conversion F hrt eine Abtastratenwandlung f r ein Zeitsignal mit zugeh riger Tiefpa filterung aus Clip Schneidet alle Werte o
116. berhalb eines Grenzwertes ab hartes Clipping Differentiate Differenziert ein Zeitsignal Envelope Bildet die H llkurve Reduce to full periods Reduziert ein periodisches Zeitsignal auf eine ganzzahlige Anzahl Perioden Die restlichen Werte werden mit 0 berschrieben Integrate Integriert ein Zeitsignal Up Down Sampling F hrt eine Abtastratenwandlung f r ein Zeitsignal mit zugeh riger Tiefpa filterung auf ein ganzzahliges Vielfaches oder einen ganzzahligen Bruchteil der urspr nglichen Abtastrate aus Compress Komprimiert ein Zeitsignal in der Art eines vorausschauenden Limiters Interpolate F hrt eine lineare Interpolation zwischen den Abtastwerten an den Cursorpositionen aus Normalize Normalisiert ein Zeitsignal oder Spektrum by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 39 283 Edit Alt E auf einen bestimmten Wert Raise to the power Abtastwerte Vorzeichen bleibt erhalten Repeat block H ngt den aktiven Bereich eines Zeitsignales am aktiven Cursor nochmals an Rectify Gleichrichten eines Zeitsignales Smoothe Gl ttet ein Zeitsignal durch Mittelung ber eine bestimmte Anzahl Abtastwerte A un weighting Multipliziert ein Frequenzspektrum mit der A Bewertung oder macht dieses wieder r ckg ngig Uncle Hilbert Berechnet ber eine Hilbert Tr
117. betrachteten Zeitausschnitt bei Zeitsignalen kann im Frequenzbereich f r das Info Fenster unter Spectral statistics ein Frequenzbereich gew hlt werden f r den die signalstatistischen Werte bestimmt werden Die nachfolgende Tabelle zeigt die m glichen Einstellungen der AD only Funktion im Frequenzbereich Excitation Einzelmessung oder Dauerbetrieb Anzahl der Messungen ber die gemittelt wird f r SPL Messungen immer 1 AD decimation Reduzierung der Abtastrate Die Bandbreite wird entsprechend kleiner Die Aufl sung wird entsprechend gr er Length 371 5 ms L nge des ausgewerteten Zeitsignales Samples channel 16384 Anzahl der Samples 2 Remove DC Yes Gleichanteil vom Zeitsignal abziehen Windowing No Fensterfunktion f r das Zeitsignal vor der FFT BI H 4 Term Fenstertyp und Form symmetrical Range all Spectral processing Equalizing None keine Bewertung im Frequenzbereich Bewertung ber eine vorgegebene Spektrumsdatei A Bewertung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 227 283 Sinc x sin x x Bewertung J filt Bewertung ber ein mit J Filter definiertes Filter siehe auch 10 4 Smooth Gl ttung im Frequenzbereich Channel combine Ch0 und Ch bei zweikanaliger Messung miteinander verkn pfen Display Dynamic Range Darstellungsbereich On top
118. bin ren Maximalfolge rechter Rand der PKKF Eine bin rwertige MLS gleicher Amplitude w rde einen 1V hohen Peak in der KKF verursachen Unten zugeh riges Spektrum 0 dB Pegel der normalen MLS Zeitsignal Impulsantwort und Spektrum einer f r Lautsprechermessungen geeigneten gefilterten Maximalfolge des Grades 13 Crest 7 6 dB Die Eigenfrequenzgangsmessung eines mit einem 16 Bit Soundkarten Codec ausgestatteten preiswerten Me systems mit gef rbter Maximalfolge wie in Abbildung 23 grau und daraus ermitteltes Kompensationsspektrum schwarz mit Invertierungsdynamik von 30 dB Zu erkennen sind neben der F rbung des Anregungssignals auch die leichte Welligkeit der Digitalfilter und deren Tiefpasswirkung ab 18 kHz sowie die Wirkung eines analogen Hochpass ab 50 Hz abw rts Impulsantwort und Frequenzgang eines PA Lautsprechers in 2 Meter H he mit Bodenreflexion Die Impulsantwort ist zur Verdeutlichung der Reflexionen in Y Richtung vergr ert dargestellt Peak der Impulsantwort 7 36 kPa Links Original mit Reflexion rechts mit Fensterung ber die gesamte Me periode dargestellter vergr erter St rteppich der Messung von Abbildung 25 Beispiel f r eine Referenzmessung mit Grad 14 Dateiname COMP14 SPK Frequenzgangmessung an einem digitalen Equalizer Zur Messung aus Abbildung 28 geh riger Phasengang Zur Messung aus Abbildung 28 geh rige Impulsantwort Zur Messung aus Abbildung 28 geh riger Phasengang
119. byte 1 Mono bis zu 31 sind erlaubt 15 KanalNr byte aktueller Kanal 0 bis Kanalanzahl 1 16 alleBearb boolean 1 Editieren wirkt auf alle Kan le 17 Preemphasis boolean 1 50 15 us Preemphasis 18 LiCursAktiv boolean 1 Linker Cursor aktiv 19 CursorKreuz boolean 1 Horizontale Cursorlinie erscheint 20 CursorLock boolean 1 Cursor bewegen sich gemeinsam 21 Darstellung MalTyp 0 Punkte 1 Striche 2 Balken 22 Odarstellung MalTyp wie aber nur f r Ortskurve 23 Bewertung char f r Spektren Bewertung als Buchstabe A 24 HierEineO byte derzeit unbenutzt 25 NormMaxO0dB boolean 1 Spektren und Leistung OdB Max 26 Yzoom boolean 1 Y Bereich auf Maximum normieren 27 Xlog boolean 1 Spektren Frequenz logarithmisch 28 Ylog byte YLog Bits 1 2 4 8 29 VersionsNr byte fr her 0 jetzt 95 30 FFTnorm byte 0 Leistung 1 Energie 2 Passband 31 VoltageRange double max Spannung im Zeitsignal 39 Reserviert array 0 59 of byte mit Nullen f llen 91 Hun byte Hundertstel 92 Sec byte 93 Min byte 94 Hour byte Entstehungszeit des Signals 95 Day byte 96 Month byte 97 Year word Entstehungsdatum des Signals 99 Start longInt Nr 1 des ersten Wertes in Datei 103 XachsSchrift String 3 7 Einheit an der X Achse 107 YachsSchrift string
120. ch bei der Frequenzgangskontrolle von nichtlinearen Me objekten die Verwendung eines m glichst langen Anregungssignals Das Verh ltnis der ausblendbaren zur gesamten St renergie vergr ert sich dadurch Das ausblendende Fenster sollte selbstverst ndlich erst dort greifen wo die Impulsantwort vollst ndig im St rteppich versunken ist Sollen allerdings Reflexionen unterdr ckt werden mu das Fenster meistens sehr viel fr her einsetzen Leider wird dann aber der Auswertebereich zu tiefen Frequenzen hin deutlich eingeschr nkt W hrend die hochfrequenten Anteile der Impulsantwort zumeist sehr schnell verklungen sind ist bei den tieferfrequenten stets ein l ngeres Nachschwingen zu beobachten Selbst wenn der Pr fling sich nicht dispersiv verh lt w chst bekanntlich die zeitliche Unsch rfe zu tiefen Frequenzen hin Der Beginn des g ltigen Bereichs der Messung verschiebt sich also um so weiter nach oben je mehr sich das ausblendende Fenster der Impulsantwort n hert Hocht ner lassen sich noch bequem in normalen R umen messen wenn man durch Anordnung der Me strecke in der Raummitte daf r Sorge tr gt da die erste Reflexion m glichst sp t eintrifft Eine Separation der vollst ndigen Impulsantwort von allen Reflexionen gelingt dann zumeist m helos F r Mittelt ner ist dies am unteren Ende ihres bertragungsbereichs schon kaum noch m glich und f r Messungen im Tieftonbereich bedarf es echter Freifeldverh ltnisse In diesem
121. ch die Quadrate von Sinus und Cosinus zu 1 addieren verschwinden die anregungsfrequenzbedingten Oszillationen Die Grenzfrequenz der Tiefp sse kann somit wieder angehoben werden Bei reflexions und st rungsfreier Umgebung d rfen die Filter sogar ganz weggelassen werden Dem Einschwingproblem beim pl tzlichen Einschalten des Sweepsignals ist damit aber noch nicht der Garaus gemacht worden Hier hilft man sich damit das Sweepsignal und die anschlie ende Auswertung schon bei tieferen eventuell auch negativen Frequenzen beginnen zu lassen die Tiefpass Ausgangssignale aber erst ab einem bestimmten Zeitpunkt und damit ab einer bestimmten Frequenz f r bahre M nze zu nehmen Eleganter w re zweifelsohne die Verwendung eines Sweepsignals wie in Abbildung 15 dessen Spektrum durch die weiche Hochpasscharakteristik und das sanfte Anschwingen auch bei nichtperiodischer Aussendung kaum Schmutzeffekte aufweist Im Vergleich zu den anderen Verfahren MLS 2 Signale weist TDS f r die reine Frequenzgangsmessung nicht unerhebliche Nachteile auf Die erforderliche Dauer f r eine breitbandige Messung ist deutlich l nger und die Aufl sung durch die Demodulator Tiefp sse eher beschr nkt Mancher treue Benutzer liebt aber gerade den dadurch hervorgerufenen Gl ttungseffekt auf die gemessenen Spektren der sich aber selbstverst ndlich auch bei allen anderen Me verfahren durch gleitende Mittelung oder Fensterung der Impulsantwort erreichen l
122. che im Frequenzgang noch zu erkennen sind by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 256 283 Klanglich ist diese Einstellung gegen ber einer vollst ndigen Entzerrung aber zu bevorzugen Parameter Bedeutung Smooth Vorab Gl tten y n Width 1 Oct Bandbreite der Gl ttung Empfehlung 1 6 Oct Smoothing of Gl ttung von Betrag Laufzeit oder beides Cmp amp squeeze Vergleicht mit einer gegl tteten Kurve und komprimiert Einbr che und berh hungen mit unterschiedlichen Faktoren y n Width 1 Oct Bandbreite der Gl ttung f r die Vergleichskurve Empfehlung 1 3 Oct Above smoothed Kompressionfaktor f r berh hungen Empfehlung 1 0 Below smoothed Kompressionfaktor f r Einbr che Empfehlung 0 3 Tabelle 45 Eingabefenster Process speaker f r eine Vorverarbeitung der Lautsprecher Messdateien by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 257 283 Sens 1W 1m Director High LET UI NN ul HI Tom LU 100 li AOA R lr N UI 90 N HET 0 05 10 kHz 77 Abbildung 97 Lautsprechermessung mit ohne Gl ttung Parameter in Process speaker smooth yes 1 6 Oct smoothing of magnitude Sens 1W 1m Director High dB 110 100 90 80 CH e A 10kHz Abbildung 98 Lautsprechermessung mit ohne Cmp am
123. d m Sens 1W 1m Fullrange TOP112 hoch d 2m gefenstert kPa kPa 0 5 0 5 W W 0 5 0 5 1 0 1 0 2 4 6 8 10 12 14 ms 2 4 6 8 10 12 14 ms Sens 1W 1m Fullrange TOP112 hoch d 2m Sens 1W 1m Fullrange TOP112 hoch d 2m gefenstert dB dB 100 100 90 N 90 80 80 70 70 60 7 19 07 0 1 1 kHz 60 001 0 1 1 kHz Abbildung 25 Impulsantwort und Frequenzgang eines PA Lautsprechers in 2 Meter H he mit Bodenreflexion Die Impulsantwort ist zur Verdeutlichung der Reflexionen in Y Richtung vergr ert dargestellt Peak der Impulsantwort 7 36 kPa Links Original mit Reflexion rechts mit Fensterung Sens 1W Im Fullrange TOP112 hoch d 2m St rteppich 50 100 150 200 250 300 ms Abbildung 26 ber die gesamte Me periode dargestellter vergr erter St rteppich der Messung von Abbildung 25 Auch bei optimalen Me bedingungen im reflexionsarmer Raum l t sich der Ba Frequenzgang eines Lautsprechers nicht ohne weiteres ermitteln da ein solcher Raum durch die stets begrenzte Absorber Keill nge zu tiefen Frequenzen hin seine hohen Absorptionseigenschaften zunehmend verliert bersteigt die Wellenl nge das Vierfache by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 110 283 der Keill nge ist ein gutes Verschlucken des einfallenden Schalls nicht mehr gegeben und es bilden sich die blichen Schalldruckschwa
124. den Die Angabe bezieht sich aber auch auf die dB Werte im Info Fenster des Zeitsignales Mit der neu berarbeiteten SPL Funktion die allerdings nur im Frequenzbereich zur Verf gung steht sind diese Berechnung nicht erforderlich da die Werte f r die Mikrophonempfindlichkeit und f r ein m gliches externes Preamp Gain hier direkt eingetragen werden k nnen Im Zeitbereich wird der Signalverlauf ber die eingestellte L nge angezeigt und statistisch ausgewertet Der maximale SPL Maximum Level und der RMS Wert RMS Level aus dem jeweiligen Zeitfenster k nnen hier als SPL in dB oder direkt als Ausgangsspannung des Mikrophones abgelesen werden Ebenso wird aus diesen Werten der Crestfaktor in dB errechnet und angezeigt Das Signal l t sich bekannter Form als Zeitsignal abspeichern und so auch sp ter noch weiter auswerten Welcher Ausschnitt des Zeitsignales f r die statistischen Werte betrachtet wird ist im Info Menu unter Signal statistics einzustellen Sinngem gilt das gleiche f r die Darstellung im Frequenzbereich Die eingestellte Anzahl Werte wird zun chst gesampelt dann bei Bedarf gefenstert und anschlie end mit einer FFT in der Frequenzbereich transformiert Das angezeigt Frequenzspektrum bezieht sich aber immer auf den gesamten Ausschnitt im Zeitbereich der unter Length angegeben by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 226 283 ist Entsprechend dem
125. den und der Frequenzgang hnelt nun deutlich mehr dem eines Lautsprechers Mit einer Umschaltung in den Zeitbereich mit Ctrl U ist die Fensterung in der Impulsantwort siehe Abbildung 36 zu erkennen wo jetzt die Reflexionen ausgeblendet sind Leider ist durch die Fensterung auch die Information im Bassbereich abhanden gekommen was an der fr h und ungew hnlich geradlinig abfallenden Kurve unterhalb von 200 Hz zu erkennen ist Mit einer Faustformel kann dieser Effekt abgesch tzt werden die besagt da das Resultat im Frequenzbereich by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 135 283 oberhalb der Frequenz G ltigkeit hat deren Wellenl nge der halben Fensterl nge entspricht F r eine Fensterl nge von 8 ms liegt die Grenze damit bei 250 Hz Soll das Fenster auf eine bereits bestehende Messung nachtr glich angewandt werden so findet sich im Edit Men zur Signalbearbeitung eine Fensterfunktion f r Zeitsignale unter Apply Window Befindet man sich noch im Frequenzbereich d h es ist ein Frequenzgang dargestellt so mu zun chst ber eine inverse Fourier Transformation FFT die Impulsantwort berechnet werden Die IFFT verlangt nach 2 1 Werten zwischen den Cursorn welche dann an den u ersten Enden des Spektrums bei 0 Hz und der halben Abtastrate 22k05 bei 44k1 stehen Im Frequenzbereich springen die Cursor automatisch an diese Position ber die Entire Funktion
126. der Wandler Me genauigkeiten von 1 1000 dB oder sogar noch besser erzielen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 105 283 Bei akustischen Messungen bietet die Kompensationstechnik zudem die M glichkeit ein preiswertes Electret Mikrophon statt der normalerweise eingesetzten s ndhaft teuren Kondensator Me mikrophone zu verwenden Diese empfindlichen mit einer hauchd nnen Metallfolie ausgestatteten Pr zisionswandler sind nicht nur trittschall sondern auch sehr trittempfindlich Findet die Messung in Bodenn he statt bleibt zur Vermeidung von reflexionsbedingten Kammfiltereffekten zumeist gar keine andere Wahl als das unscheinbare und wehrlose Mikrophon direkt auf den nackten Boden zu legen Nur all zu h ufig wird es bei einer hektischen Me reihe Opfer des unachtsam herumlaufenden Personals Zum Werterhalt der Laborausstattung ist also vor allem bei Au eneins tzen der Einsatz eines wesentlich preiswerteren Standardmikrophons dessen eventueller Verlust weniger schmerzt sehr w nschenswert Prinzipiell lassen sich auch einfache Electretmikrophone mit einem verbl ffend glatten Frequenzgang herstellen was ihren mitunter ausgezeichneten Klang erkl rt wenngleich die Linearit t nicht an die der aufwendigen Kondensator Me mikrophone heranreicht Mit Hilfe der Substitutionsmethode lassen sich die Abweichungen aber erfassen und zur Kompensation heranz
127. des PCs verbunden und auf die gew nschte Schrittweite z B 5 oder 10 Grad geschaltet Das Kabel ist wie folgt zu verdrahten LPT1 D Sub Stecker male 25 pin zum PC ETl D Sub Stecker male 9 pin zur Steuereinheit D Sub25 Pin 6 nach D Sub9 Pin 2 D Sub25 Pin 18 nach D Sub9 Pin 4 5 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 160 283 Vor einer Me reihe ist der Teller ber die Steuereinheit in die O Grad Position zu fahren da das Programm keine R ckmeldung ber die Position des Drehtellers erh lt und zun chst in eine definierte Ausgangsposition gebracht werden mu Im AD DA Menu unter Polar Response findet sich bei Turn table select das Menu zur Einstellung des Tellers Alternativ kann auch Moved by You gew hlt werden wenn Lautsprecher oder Mikrophon zwischen den Me reihen von Hand positioniert werden sollen 8 7 3 Das Me menu Polar Response Die Einstellungen im Polar Response Menu unter AD DA finden sich in folgender Tabelle Viele Einstellungen entsprechen dem LS Sensitivity Menu Auch der Messvorgang ist weitgehend identisch zum Menupunkt AD DA LS sensitivity Unter AD DA LS sensitivity eingestellte Fensterfunktionen bertragen sich automatisch auf das Polar Response Menu so da ein m gliches Fenster zun chst im LS sensitivity Menu eingestellt und dann f r Polarmessung verwendet werden kann AD DA Polar Response Measurement Conditions
128. det An dieser Stelle tritt nun das Problem auf da eine Fensterung in der post comp Einstellung wo sich das Fenster ausschlie lich auf die Impulsantwort des Me resultates bezieht auch schon bei kleineren Verschiebung des Peaks nach hinten diesen sofort ausblenden w rde Das Me resultat beinhaltet hier f r Betrag und Laufzeit nur die Abweichungen von der Mittelachse F r die Anwendung einer Fensterfunktion bei Polarmessungen ist daher die Einstellung Build imp resp immer auf pre comp zu schalten Das Fenster wird dann auf die Impulsantwort der gesamten Me strecke angewandt noch bevor die Kompensation mit der Referenzmessung ausgef hrt wurde F r den vorab aufgef hrten Beispielaufbau ist daher ein rechtsseitig unsymmetrisches Fenster so zu setzen da nach 13 ms eine v llige Ausblendung durch das Fenster erfolgt Wie das Fenster am g nstigsten zu plazieren ist Kann vorab durch eine Messung im Menupunkt AD DA LS sensitivity getestet werden Ein dort gesetztes Fenster bertr gt sich automatisch f r die Polarmessung und kann dann auch hier angewandt werden Die Einstellung f r Build imp resp sollte in beiden F llen pre comp sein 8 7 5 Verarbeitung mit Excel 5 0 Zur weiteren Auswertung sind zwei Formate der Polarmessung zu unterscheiden Die erste Variante erfa t einen Winkelbereich von 90 bis 90 bei einer Aufl sung von 5 Grad In der Tabelle gibt es somit 37 Zeilen die den einzelnen Winkeln zugeordnet sind Der F
129. deutung ist Aus der Impulsantwort kann diese in wenigen Schritten berechnet werden Die Impulsantwort ist daf r zun chst mit Oktavfiltern f r die 7 Frequenzb nder zu filtern Aus den 7 oktavgefilterten Impulsantworten k nnen nun ebenfalls die 7 MTFs f r die betreffenden Frequenzb nder berechnet werden F r eine hinreichende Aufl sung sollte die Impulsantwort mindestens 262144 Werte lang sein oder aber k nstlich mit Nullen auf diesen Wert verl ngert werden Die Impulsantwort wird anschlie end quadriert gleichgerichtet und dann in den Frequenzbereich transformiert Hier erfolgt jetzt eine Normierung auf 1 0dB bei 0 Hz Schon liegt die MTF vor F r die STI Berechnung ist dieser Wert dann noch in einen Signal St rabstand S N umzurechnen und dann der dB Mittelwert f r den Bereich von 0 5 bis 16 Hz abzulesen Werte die gr er als 15 dB oder kleiner als 15 dB sind gelten als Ausrei er und werden auf den Wert von 15 oder 15 dB beschr nkt F r jedes der 7 Frequenzb nder gibt es nun einen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 217 283 Wert der dann noch mit Gewichtungsfaktoren versehen und mit den anderen Werten ebenfalls dB gemittelt wird Der endg ltige Mittelwert liegt damit immer zwischen 15 und 15 dB Der dB Wertebereich wird abschlie end noch in eine Gr e zwischen 0 und 1 umgerechnet was dann der lang ersehnte STI Wert ist N heres dazu findet sich
130. die Referenzmessung Die sp tere Kompensation mit dieser Referenzdatei korrigiert nicht nur den Frequenz und Phasengang sondern kompensiert auch die Laufzeit des Me systems bzw der Me strecke Eine Messung in der Einstellung pre comp bzw post comp l uft ber alles betrachtet wie in Tabelle 20 ab Besonderer Beachtung bedarf hier der Zusammenhang zwischen den Laufzeitkompensationen und der Fensterung der Impulsantwort In der Einstellung pre comp wird das Fenster auf die Impulsantwort der gesamten Me strecke inklusive der Laufzeit des Me system 1 2 ms und des Me objektes angewandt Vorher abgezogen werden lediglich ein einstellbarer Group delay comp Offset bzw die Laufzeit die sich aus der Entfernung Lautsprecher Mikrophon errechnet soweit die Option Delay shift aktiviert ist Abbildung 47 zeigt ein Beispiel Der Impuls erscheint hier um ca 1 3ms verz gert was sich auschlie lich aus der Laufzeit des Me systems ergibt die in der Build impulse response pre comp Einstellung noch nicht kompensiert ist Die aus der Entfernung zwischen Lautsprecher und Mikrophon entstehende Laufzeit ist dagegen bereits abgezogen da die Option Delay shift aktiviert wurde Abbildung 48 zeigt die unter identischen Einstellungen erstellte Messung mit einer zus tzlich aktivierter Fensterfunktion welche die sp teren Reflexionen ausblendet In der Einstellung post comp wird das Fenster auf die bereits mit der Kompensationsdatei aus der Referenzmessun
131. ds tzlich nicht sein kann da die Werte eindeutig definiert sein m ssen Die Ursache hierf r ist in m glichen Leistungsgrenzen der treibenden Endstufen oder durch einen Limitereinsatz zu finden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 73 283 die eine weitere Pegelerh hung nicht zulassen Speziell bei empfindlichen Kalottenlautsprechern sollte die maximal zugef hrte Leistung auf sinnvolle Werte begrenzt werden da diese Lautsprecher nur sehr wenig Klirrfaktor erzeugen und ohne weitere Schutzmechanismen stark gef hrdet sind einer berlastung zu erliegen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 74 283 6 4 R umliches Abstrahlverhalten Das r umliche Abstrahlverhalten von Lautsprechern kann mit oder weniger gleicher Aussagekraft in verschiedenen Formen dargestellt werden Die traditionelle Darstellungsweise besteht aus Polardiagrammen die f r bestimmte Frequenzbereiche Terzen oder Oktaven das Richtverhalten eines Lautsprecher in einer Ebene darstellen Bei einer Aufl sungen in Terzen erfordert diese Form der Darstellung dann schon ca 30 einzelne Kurven so da gerne auch zu Isobarenfl chen siehe Abbildung 13 oder dreidimensionalen Bildern gegriffen wird die das Richtverhalten in einer Ebene f r den gesamten Frequenzbereich in einer Grafik bersichtlich
132. e algorithmus beginnend bei kleinen Werten nach dem maximal m glichen Schalldruck bei den gegebenen Klirrfaktorwerten Der Ausgangspegel des Me systems by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 180 283 wird in der einstellbaren Schrittweite so lange erh ht bis der Klirrfaktorgrenzwert erreicht wird ein Limiter detektiert wird oder die eingestellte maximale Ausgangsspannung erreicht ist F r PA Lautsprecher haben sich THD Grenzwerte von 3 und 10 bew hrt Bei Studiomonitoren oder HiFi Lautsprechern sind kleinere Wert von 1 und 3 zu empfehlen Achtung Bevor eine Maximalpegelmessung gestartet wird ist es ratsam sich einige Gedanken zur Belastbarkeit des zu messenden Lautsprechers zu machen Gefahren lauern f r die Treiber zum einen durch eine mechanische berlastung was sich durch ein Aufschlagen der Schwingspule auf die Polplatte oder durch eine Rei en der Membran bemerkbar machen kann Der zweite Gef hrdungspunkt ist eine thermische berlastung bei der die Verlustleistung in der Schwingspule zur berhitzung f hrt die ein schlichtes Durchbrennen der Wicklung oder ein Abl sen der Windungen vom Spulentr ger nach sich ziehen k nnte In Lautsprechern mit passiven Frequenzweichen oder bertragen sind diese ebenfalls durch thermische berlastung oder berspannung gef hrdet HiFi Lautsprecher bed rfen bei dieser Messung einem besonderen Schutz da diese Systeme
133. e Ausg nge Tabelle 47 Eingabefenster Hugo Remote unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 261 283 11 Hugo Dieses Kapitel befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung ist nicht mehr ganz auf dem aktuellen Stand 11 1 Tastenfeld Setup Menu F1 Main Menu F2 EQ Menu F3 M Auswahl der Bedienebene in einem Menu lt In einer gt In einer ve Auswahl der Bedienebene nach Bedienebene nach Bedienebene in links rechts einem Menu Tabelle 48 Hugo Tastenfeld ITA Version 2 Generation Die Parametereinstellung erfolgt ber den Drehknopf F r gro e Schritte ist der Knopf zus tzlich gedr ckt zu halten F r kleinere Schritte ist die Shift Taste zus tzlich zu dr cken Alle Eingaben sind nach der Auswahl mit Enter durch Druck auf den Drehknopf zu best tigen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 262 283 MF Me system Hugo 11 2 Setup Menu Select Projekt Bedeutung Hugo Kunstkopfentzerrer Verwendung Brightness Display LEDs Helligkeit Led Anzeigen und Display Midi Settings Channel Out Midi Setup mit Kanalauswahl 1 16 Output als Out Through oder Loop AES Stat Samplerate Aktuelle Samplerate AD Settings Clock Intern AD AD Modus 2 gestackte AD Umsetzer oder 4 nicht gestackte AD Umsetzer DSP Routing Interne
134. e Me kurve w hrend einer Me reihe aufbauen Info Window Info Fenster bei der Messung einschalten Tabelle 27 Das AD DA Men LS max SPL Die Anregung mit Sinussignalen bei der Klirrfaktormessung erfordert mehr noch als bei einer Frequenzgangmessung eine v llig reflexionsfrei Umgebung Eine Kurve entsteht durch eine Vielzahl einzelner Messungen mit diskreten Sinussignalen Kommt es nun durch reflektierte Schallanteile zu Interferenzen mit dem Direktschall so k nnen bei einzelnen Me punkten durch Ausl schungen nahezu beliebige Me fehler entstehen Das Beispiel in Abbildung 60 zeigt solche Interferenzbr che bei 65 Hz und 85 Hz wo der Me raum nicht mehr v llig reflexionsfrei ist Die Grundregel lautet somit auch hier da der Abstand aller reflektierenden Fl chen zum Me aufbau gro gegen ber der Entfernung zwischen Lautsprecher und Mikrophon sein sollte Bei gro en Lautsprechern wird es nicht immer leicht fallen diese Bedingung zu erf llen wenn kein reflexionsarmer Raum zur Verf gung steht Des weiteren sollte der maximale Schalldruck des Me mikrophones beachtet werden F r Lautsprechermessungen empfiehlt sich eine Vorgehensweise bei der zun chst eine Klirrfaktormessung bei konstanter Eingangsspannung ber der Frequenz erstellt wird Anhand der Kurven sind m gliche Schwachpunkte auch bei geringeren Pegeln bereits gut zu erkennen Aus der eingestellten Ausgangsspannung des Me systems und dem Gain der nachfolge
135. edruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 69 283 Ein Beispiel mit einem 2 Wege Lautsprecher und zwei daraus konstruierten F llen soll hier zur Anschauung dienen In der ersten Variante werden Phasengang und Frequenzgang des real existierenden 2 Wege Lautsprechers sowie die zugeh rigen Impuls und Sprungantworten dargestellt In der Abbildung 10 und Abbildung 11 ist das immer die mittlere Kurve Der zweite Fall ist ein k nstlich konstruierter Lautsprecher der den Frequenzgang des original Lautsprechers hat aber den Phasenverlauf eines idealen bertragers mit einer 50 Hz und 20 kHz Hoch und Tiefpa begrenzung Die zugeh rigen Kurven sind in der Abbildung 10 und Abbildung 11 oben dargestellt Die dritte Variante untere Kurve in Abbildung 10 und Abbildung 11 bernimmt nur den Phasengang des realen Lautsprechers und erh lt einen idealen Frequenzgang der auch wieder durch den 50 Hz und 20 kHz Hoch bzw Tiefba begrenzt ist Sehr sch n ist an diesen Beispielen zu erkennen wie Phasen und Frequenzgang das zeitliche bertragungsverhalten eines Lautsprechers beeinflussen W hrend zwischen den Zeitsignalen in Abbildung 10 kaum Unterschiede zwischen der realen Box und der Variante mit einem idealen Frequenzgang zu erkennen sind unterscheidet sich der Lautsprecher mit einem idealen Phasengang erheblich und zwar in der Form da der angestrebte Sprung bzw der Impuls fast optimal wiedergegeben wird Der Phasengan
136. egangen sind zu sehen Trotz identischer Leistung jeder enthaltenen Frequenz scheinen die korrespondierenden Zeitsignale auf den ersten Blick nichts gemein zu haben Das gesuchte bertragungsverhalten ergibt sich aus den Messungen genau wie bei der Zweikanal FFT Analyse durch Division des Ausgangsspektrums mit dem Spektrum des Anregungssignals Im ungest rten Fall ergeben sich dabei die gleichen Resultate Dank der M glichkeit das Amplitudenspektrum und die Phase eines periodischen Me signals im Frequenzbereich frei und beliebig diktieren zu k nnen lassen sich per inverser diskreter Fouriertransformation praktisch beliebige Me signale beliebiger L ngen erzeugen Sind sie f r die Auswertung mit Hilfe von FFTs bestimmt die bekanntlich nur auf periodische Signale der L nge 2 angewandt werden k nnen so ist ihre L nge by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 237 283 nat rlich ebenfalls auf ganzzahlige Zweierpotenzen beschr nkt Dies stellt in der Praxis aber keine gro e Behinderung dar reicht die Frequenzaufl sung die sich zu df f N f Abtastrate und N Anzahl der Abtastwerte ergibt nicht aus so l t sie sich eben durch Wahl der n chst h heren Zweierpotenz verdoppeln Pseudorauschsignale der FFT typischen L nge von 2 werden in letzter Zeit gerne in einigen FFT basierten Me systemen eingesetzt Sie kursieren unter dem etwas befremdlichen Name
137. ehrfachen der f r den Echtzeitbetrieb notwendigen Geschwindigkeit durchzuf hren Deren Genauigkeit ist bei Ausnutzung des 64 Bit Flie kommaformats welches alle marktg ngigen Prozessoren zur Verf gung stellen zudem viel h her als bei den mit beschr nkter Wortbreite und zumeist im Festkommaformat arbeitenden Stand Alone Analysatoren AD DA Wandlerbausteine f r den Audiobereich sind heute preiswerte Massenware die nur noch geringen externen Schaltungsaufwand erfordern und ausgezeichnete St rabst nde und Linearit t aufweisen k nnen 7 1 3 Deterministische Signale mit FFT Blockl nge Die Integration eines DA Wandlers in ein Me system bietet die wichtige M glichkeit Me signale per Software zu synthetisieren bzw als Datei abzurufen Dadurch wird der zweite FFT Kanal obsolet da das Anregungssignal deterministisch ist und sein Spektrum somit nur einmal berechnet zu werden braucht Bei periodischer Wiederholung ist es diskret wobei Amplitude und Phase jeder enthaltenen Frequenz v llig unabh ngig eingestellt werden k nnen Auf diese Weise k nnen beispielsweise beliebig gef rbte Rauschsignale aus vorgegebenen Amplitudenspektren generiert werden indem s mtliche Phasen des Spektrums per Zufallsgenerator ausgew rfelt werden Das Me signal erh lt man dann direkt durch eine IFFT Eine Optimierung des Crestfaktors also der Leistung bei gegebener Maximalamplitude l t sich erzielen wenn statt dessen dem Spektrum einer Maximalfolge die
138. eichnisse 279 283 Acrobat PDF Datei mit allen Grafiken Alle Grafiken aus der Anleitung in einzelnen PCX Dateien mit 150 dpi Aufl sung FILTER Tabelle 53 Inhalt der CD Monkey Forest mit Stand vom 16 6 99 Abweichend von der unter 2 1 beschriebenen Software Installation von einer Diskette sollte bei Verwendung dieser CD die komplette Verzeichnisstruktur von der CD einfach bernommen werden Der Pfad EXEFILES w re dann anschlie end noch in der PATH Anweisung der AUTOEXEC BAT Datei einzutragen F r eigene Messungen sollte eine unabh ngige eigene Verzeichnisstruktur aufgebaut werden so da immer eine klare Trennung zu den Me systemdateien m glich ist was Updates erheblich vereinfacht Unter Example finden sich eine Reihe verschiedener Beispielmessungen F r die EAW KF750 Lautsprecher ist hier ein kompletter Datensatz mit allen Messungen incl Polardaten im Verzeichnis EAWKF750 zu finden Unter Polar sind einige Beispielmessungen f r das r umliche Abstrahlverhalten mit horizontalen und vertikalen Isobarenkurven und eine komplette GDF Datei abgelegt Das Verzeichnis Micro enth lt zwei typische Mikrophon Kompensationsdateien einer Sennheiser und einer Monacor Kapsel Unter PCK Files finden sich die Pickfiles zu den Beispielen aus Kap 8 dieser Anleitung Alle Beispiele werden st ndig aktualisiert und erweitert so da hier keine komplette bersicht aufgef hrt wird by Audio amp Acous
139. einem Referenzmikrophon verglichen werden und der Frequenzgangfehler in einer Kompensationsdatei festgehalten wird Diese Kompensationsdatei wird vergleichbar der Referenzmessung zur Korrektur des Messergebnisses herangezogen so da die Frequenzgangfehler des einfachen Mikrophones kompensiert werden k nnen Die Kompensation erfolgt automatisch wenn im Fenster zur Referenzmessung bei Lautsprechermessungen die Kompensation aktiviert und der Dateiname der Kompensationsdatei eingetragen wird Bestimmte Messungen verlangen den Einsatz einer externen Endstufe Soll z B der Maximalpegel eines gro en Lautsprechers bestimmt werden so reicht nat rlich die zarte Endstufe im Me frontend nicht aus um den Lautsprecher an seine Grenzen zu treiben Eigentlich ist das auch schon der einzige Fall der eine externe Endstufe zwingend erforderlich macht Im Fenster f r die Maximalpegelmessung im AD DA Menu ist f r diesen Fall die Verst rkung der Endstufe unter Amplifier Gain einzutragen Soll ein zu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Me mikrophone und Verst rker 63 283 messender Lautsprecher mit einer bestimmten Endstufe betrieben werden so ist diese an den Line Ausg ngen des Me frontends anzuschlie en F r eine korrekte Wirkungsgradangabe der Lautsprecher mu auch diese Endstufe in die Referenzmessung mit einbezogen werden Der Lautsprecherausgang ist daf r w hrend der Referenzmessu
140. einer gewissen Absch tzung des Eingangspegels mit einigen dB Sicherheit erfolgen Alternativ dazu kann die Auto Range Funktion aktiviert werden die in wenigen Iterationsschritten die Eingangsempfindlichkeit bei der Referenzmessung und im normalen Me betrieb optimal einstellt Ein zu hoher Pegel an den AD Eing ngen macht sich durch Verzerrungen und st rende Spitzen in der Impulsantwort sowie einen buschiges Aussehen der Frequenzg nge bemerkbar siehe Abbildung 2 Bei zu geringem Pegel und unzureichendem St rabstand k nnen die Frequenzg nge breitbandig oder auch nur bei bestimmten Frequenzen z B durch Netzbrummen gest rt sein siehe Abbildung 3 Achtung Bei eingeschalteter Gl ttung k nnen solche St rungen leicht vertuscht und daher nicht entdeckt werden Erst bei der weiteren Auswertung treten dann pl tzlich nicht mehr zu korrigierende Fehler auf Bei der Messung sollte die Gl ttung daher im Normalfall zun chst ausgeschaltet sein Grunds tzlich empfiehlt es sich alle Messungen zun chst ohne Gl ttung und weitere Verarbeitung abzuspeichern So steht auch bei sp teren Weiterverarbeitungen immer die vollst ndige Information zur Verf gung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 19 283 Freq Resp kHz Abbildung 2 Frequenzgangmessung bei richtiger Aussteuerung unten und bei zu hohem oben Pegel Freq Resp Abbildung 3 Fre
141. eines 18 Lautsprechers bei 80 Hz 130 dB 1m Se GE MON We en ei oe 95 dB um 0 05 0 2 0 5 1 Abbildung 59 Klirrfaktorkurven eines Lautsprechers bei konstantem Eingangspegel entsprechend 95dB 1m 1 kHz by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 171 283 Max SPL JBL LSR32 1 and 3 THD d 1m T 200 Watt HG L ut p Hi o 0 05 0 2 0 5 1 2 5 khz 45 Abbildung 60 Maximalpegeldiagramm f r 1 und 3 THD bei einem Lautsprecher die Einbr che bei 65 Hz und 85 Hz sind Artefacte des Me raumes by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 172 283 THD N single f Excitation Mode Single Einzelmessung oder Dauerbetrieb Degree FFT L nge 2 8192 Pre sends Vorausgeschickte Me perioden ohne Auswertung Averaging Mittelung ber mehrere Messperioden Excitation 1 0013 kHz Anregungsfrequenz der Wert wird immer auf eine ganzzahlige Periodenanzahl innerhalb der FFT L nge gesetzt Sinussignal mit einem Dither beaufschlagen 0 dB FS 20 dBu Ausgangspegel am Me system in dB FS oder dBu Display Dynamic range 140 Darstellungsbereich in dB On top Obere Grenze des Darstellungsbereiches Normalize to 1V No Das Spektrum wird auf den unter Reference eingetragenen Wert normiert Yes Die Normierung d
142. eispiele 206 283 vorgeben oder automatisch finden Zur St runterdr ckung l t sich nun der mittlere St rpegel automatisiert ermitteln und zur Verfeinerung des Ergebnisses nutzen Room Acoustics Hier l t sich w hlen ob der Ausschnitt durch die Position der Cursor im Zeitsignal festgelegt wird oder aber stets einen bestimmten Bereich umfa t Eingabe des Startzeitpunktes wenn Region auf fixed steht Der tats chliche Startzeitpunkt wird allerdings bei aktivierter Start Detect Option durch eine Suchroutine festgelegt Eingabe des Endzeitpunktes f r die Integralbildungen Sollte er weniger als 80 ms vom Startzeitpunkt entfernt sein so wird er f r die Intergralbildungen intern zwangsweise auf diesen Mindestwert gesetzt Ist dieser Zeitpunkt im Signal nicht mehr vorhanden so erscheint die Meldung keine 80 ms statt der drei Parameter in der Spalte des entsprechenden Kanals Ist dieser Schalter aktiviert so wird der Startzeitpunkt durch Detektion des Direktschall Peaks der Impulsantwort bestimmt In diesem Falle wird zun chst das Maximum der Impulsantwort gesucht Der Startpunkt liegt dann beim ersten Wert dessen Pegel sich um weniger als den eine Zeile tiefer einstellbaren Schwellwert vom Maximum unterscheidet Die Impulsbeginnsuche l t sich im Zeitbereich jederzeit auch mit dem Hotkey Shift I zur visuellen Kontrolle aktivieren Hier l t sich der gerade beschriebene Schwellwert f r die Start Detektion v
143. ektrumsvorgabe gelingen besonders gut wenn das Vorgabespektrum zun chst O phasig in den Zeitbereich transformiert und die symmetrische Impulsantwort dort mit einem Fenster welches h chstens halb so breit wie der Zeitausschnitt ist behandelt wird Nach R cktransformation in den Frequenzbereich kann der gew nschte Laufzeitverlauf aufgepr gt werden Nach abschlie ender IFFT steht welches das Sweepsignal zur Verf gung dank dieser Spezialbehandlung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 84 283 berlappungsfrei ist Soll ein Sweepsignal mit logarithmischem Frequenzinkrement einen konstanten zeitlichen Amplitudenverlauf aufweisen so mu das Betragsspektrum mit 3 dB Oktave fallen In Abbildung 15 sind zwei Signale die aus dem selben Betragsspektrum hervorgegangen sind zu sehen Trotz identischer Leistung jeder enthaltenen Frequenz scheinen die korrespondierenden Zeitsignale auf den ersten Blick nichts gemein zu haben Das gesuchte bertragungsverhalten ergibt sich aus den Messungen genau wie bei der Zweikanal FFT Analyse durch Division des Ausgangsspektrums mit dem Spektrum des Anregungssignals Im ungest rten Fall ergeben sich dabei die gleichen Resultate Dank der M glichkeit das Amplitudenspektrum und die Phase eines periodischen Me signals im Frequenzbereich frei und beliebig diktieren zu k nnen lassen sich per inverser diskreter Fouriertra
144. elle des Anregungssignale Intern wird automatisch beim Aufruf der Messung im Rechner erzeugt das Signal wird als Zeitsignal aus einer Datei geladen siehe auch Kap 8 15 Ext Hardware externer Hardware generator Level 10 dB FS Me signalpegel in dB FS oder in dBu Interleave Interleavesampling f r externe Anregungssignale mit einer ganzzahlig vielfach h heren Abtastrate zur Erweiterung des Me bereiches in gesonderten Anwendungsf llen Equalization Equalizing File IMPCO15 SPK Datei f r die Referenzmessung Lower cut off 1 Hz Untere Grenze der Kompensation kleinster Wert ist ca 1 Hz da das Frontend nicht DC gekoppelt ist Upper cut off 22 05 kHz Obere Grenze der Kompensation gr ter Wert ist ca 22 kHz entsprechend der halben Abtastrate Reference R Referenzwiderstand ist im Frontend eingebaut und wird bei der Referenzmessung automatisch anstatt des Me objektes zugeschaltet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 186 283 AD DA Impedance reference Shunt R 1 Ohm Vorwiderstand f r die Strommessung ist im Frontend eingebaut und wird bei Impedanzmessungen automatisch mit dem Me objekt in Reihe geschaltet Tabelle 30 Das Menu AD DA Impedance reference Abbildung 62 zeigt exemplarisch das Resultat einer Impedanzmessung an einer kleinen Bassreflexbox Das Ergebnis liegt immer in komplexer
145. empor rdatei wird sie von Monkey Forest aber nicht selbstt tig gel scht damit sie eben zur Erg nzung durch sp tere partielle Me reihen zur Verf gung bleibt Beim Eintragen des Device Name werden die ersten acht Buchstaben automatisch zur Bildung des Prefixes der Ausgangsdateien POX TMP UNF und GDF herangezogen Bei Gefallen bracht dieser Name also nicht noch einmal extra eingegeben werden bei Mi fallen steht einer nderung nichts im Wege Vielfach ist f r die Polarmessungen eine Fensterung erforderlich Beim Betreten des Polar Response Menus werden die betreffenden Fensterparameter automatisch aus dem LS sensitivity Untermenu kopiert So k nnen mit einzelnen Lautsprechermessungen zun chst experimentell die besten Einstellungen herausgefunden werden 8 7 2 Drehteller Die Messung des Abstrahlverhaltens Directivity eines Lautsprechers unter verschiedenen Winkeln erfordert zun chst einmal eine Drehvorrichtung f r den Lautsprecher oder das Mikrophon In der Regel befindet sich das Mikro in einer festen Position und der Lautsprecher wird von der Drehvorrichtung bewegt Neben einfachen von Hand getriebenen Konstruktionen bietet sich hier der Drehteller des italienischen Herstellers Outline an der bereits von MF in der automatischen Ansteuerung unterst tzt wird und ein optimales Preis Leistungsverh ltnis bietet Die Steuereinheit ET1 wird zu diesem Zweck ber ein spezielles Kabel mit der parallelen Schnittstelle LPT1
146. en EGAVGA BGI Grafiktreiber f r Maxils VGAI16 BGI Grafiktreiber f r Maxils SANS CHR Zeichensatz f r HPGL Grafiken aus MF MAXIDAT Anregungssignal gewichtete MLS 15 10 94 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 278 283 mit 2 1 Werten ERDNUBIO Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNUB I1 Anregungssignal mit 2 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNU I2 Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNU B13 Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNUB14 Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNUBIS5 Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 ERDNU I6 Anregungssignal mit 2 1 Werten gewichtete MLS 15 10 94 Pinknoise mit 2 Werten Pinksweep mit 2 Werten Erl uterung zum Printgl 30 12 92 Anleitung zu MF in Deutsch in Form einer 16 6 99 Word 97 Datei mit allen Grafiken Anleitung zu MF in Deutsch in Form einer Acrobat PDF Datei mit allen Grafiken Anleitung zu MF in Englisch in Form einer Word 97 Datei mit allen Grafiken Anleitung zu MF in Englisch in Form einer by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verz
147. en by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 152 283 Optionen Parameter Zerfallsspektrum in Maxils Menupunkt Funktion Alpha Fensterfunktion 0 1 Ein bzw Ausblendebereich des Zeitfensters 0 0 Rechteckfenster 1 100 sym Hanning Fenster 0 1 10 sym Hanning Fenster mit 90 Durchla bereich Anzahl Schritte Anzahl der Spektren 1 40 d h Aufl sung der Zeitachse Impulsantwort L nge L nge der geladenen Impulsantwort in Anzahl der Samples Standardwert 4096 2 Werte aber nicht mehr als 4096 FFT L nge L nge des Zeitfenster Standardwert 2048 2 Werte aber nicht mehr als 2048 Teiler 2 FFT L nge L nge der Impulsantwort 2 Teiler 4 FFT L nge L nge der Impulsantwort 4 Teiler 8 FFT L nge L nge der Impulsantwort 8 Teiler 16 FFT L nge L nge der Impulsantwort 16 Zoomfaktor Zoomfaktor 1 Zeitfenster durchl uft die gesamte Impulsantwort Zoomfaktor 4 Zeitfenster durchl uft den Anfang der Impulsantwort mit Faktor 4 gezoomt Die Anzahl der Schritte bleibt konstant Offset am Anfang der Impulsantwort wird abgezogen und die Zeitachse bekommt den entsprechenden Offset Normierte Darstellung Maximum aller Spektren entspricht 0 dB Alle Zerfallsspektren werden 2x berechnet f r die Normierung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12
148. en oder auch bei der Darstellung der Signale kann mit den Tastenkombinationen Strg U und StrgM zwischen Zeit und Frequenzbereich umgeschaltet werden Im Dateimen sind immer nur die zur jeweiligen Darstellung geh rigen Dateien sichtbar Befindet man sich im Frequenzbereich und m chte ein Zeitsignal laden so ist also zun chst mit StrgZ in den Zeitbereich zu wechseln Im Frequenzbereich werden komplexe Frequenzspektren mit Betrag und Phase respektive Real und Imagin rteil abgelegt Die Dateiendung lautet hier SPK Eine weitere Dateiform gibt es f r Polarmessungen Polardateien werden im ASCII Format abgelegt und tragen die Endung POX Achtung Polarmessungen k nnen zwar mit MF sehr einfach und gut durchgef hrt werden allerdings ist es nicht m glich die Ergebnisse by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 23 283 in ihrer Gesamtheit nach einer Messreihe zu betrachten Die weitere Auswertung einer solchen Datei erzwingt einen Aufruf von Windows und die Benutzung von Excel 5 0 zur Darstellung Excel kann die von MF erstellte Datei als Fremdformat einlesen und in wundersch ne Polardiagramme und Isobarenkurven umsetzen N heres hierzu findet in den Erl uterungen zu einer Beispielmessung f r Polardiagramme in Absatz 8 7 Alle Funktionen die mit der Dateiverwaltung zusammenh ngen finden sich Menupunkt File Hier kann man in bekannter Form wie auch bei vielen andere
149. en Einstellung f r das Koeffizientenformat vorzunehmen Alle Einstellung sind als Standard f r Hugo gesetzt Sollen die errechneten Koeffizienten auf anderen Ger ten geladen werden so ist das Format leicht anzupassen im Fenster Coef Format Parameter Bedeutung Anzahl der benutzten Wege im Hugo Bei internem Mehrwege Betrieb sind diese auch hier anzugeben Maxwert 4 Sampling Rate Abtastrate 44 1 oder 48 kHz FFT degree FFT Grad f r alle Berechnung zur Koeffizientenerzeugung Standardeinstellung ist 14 Bei mehr als 512 Koeffizienten im Sub oder Low Weg mu der Grad auf 15 erh ht werden Window type Fenstertyp f r die Filterfunktionen Standard ist Kaiser Bessel Measured with bezieht sich auf die Dateien mit den Lautsprechermessung die zur Berechnung der Filter ben tigt werden Wurden diese schon ber den Hugo gemessen oder mit einem externen System Overwrite files Koeffizientendateien mit oder ohne Vorwarnung berschreiben Coefficients Anzahl der Koeffizienten in den einzelnen Wegen Coef format Koeffizienten Format Format Ausgabeformat der Koeffizientendateien auch ASCH Format m glich Standard ITA a Size Koeffizientendarstellung in X bytes Standard 4 byte Byte order Byte Abfolge Standard Intel by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 245 283 Parameter Bedeutung
150. en Leistung abfallen Dringend geboten ist also zumindest f r breitbandige Messungen eine deutliche Anhebung der tieffrequenten Anteile Diese Anhebung l t sich im gemessenen Ergebnis bequem durch Division durch das Spektrum des Me signals wieder kompensieren Auch von der psychologischen Seite her ist die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 100 283 Benutzung eines Testsignals mit Tiefenanhebung vorteilhaft Es wird als w rmer und angenehmer empfunden als das harsch und kalt klingende wei e Rauschen Zudem f llt die Empfindlichkeit des Ohres im tieffrequenten Bereich deutlich geringer aus so da bel stigende Pegel dort kaum zu bef rchten sind Ein erster Schritt zur D mpfung der h herfrequenten Anteile einer Maximalfolge l t sich mit der weiter oben schon kurz angedeuteten Verwertung der vollst ndigen Schieberegisterzust nde anstelle der blichen Auskopplung des jeweils letzten Bits erreichen Die daraus hervorgehenden Signale sind selbstverst ndlich nicht mehr bin rwertig sondern jeder Amplitudenwert zwischen 1 und 2 1 n Stufenzahl des Registers kommt genau einmal vor Das nun also m n re m L nge der MLS Signal ist allerdings irgendwie eng mit der urspr nglichen bin ren Maximalfolge verkn pft und spa igerweise l t sich die Hadamardtransformation auch ohne weiters darauf anwenden Durch die Kreuzkorrelation manif
151. en l t sich auch softwaretechnisch womit ebenso wie bei allen anderen in diesem Kapitel vorgestellten Me verfahren die vormals ben tigte aufwendige Hardware bis auf AD und DA Wandler eingespart werden kann Im Kern besteht ein TDS System aus einem Sweep Generator der ein Sinus sowie ein mit 90 Versatz phasenstarres Cosinus Signal steigender Frequenz erzeugen kann Eines dieser beiden Sweepsignale wird dem Pr fling zugef hrt dessen Antwort darauf jeweils mit beiden Signalkomponenten multipliziert wird Das Ausgangssignal der Multiplikatoren wird tiefpassgefiltert und stellt dann schon Realteil aus Multiplikation mit Sinus und Imagin rteil aus Multiplikation mit Cosinus der gesuchten bertragungsfunktion dar D D D D D D D D D D D I D D D D Ni Cos U l X SS I Abbildung 16 Prinzipielle Funktionsweise eines TDS Me systems Die gestrichelten Wege werden nur dann durchlaufen wenn zwecks Eliminierung von Ripple im Tieffrequenten der sp ter beschriebene zweite Me durchlauf mit dem cos Signal als Anregung durchgef hrt wird Bei bereinstimmung der Frequenzen des Generators und des aufgefangenen Me signals bildet sich an den Demodulator Ausg ngen im zeitlichen Mittel ein Gleichanteil wobei by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 87 283 die Aufteilung auf die beiden Ausg nge von
152. en wird Der Ausgangspegel an PIN 2 steigt automatisch um 6 dB und die Ausgangsspannung an PIN 2 gegen Masse entspricht der sonst zwischen PIN 2 und PIN 3 anliegenden Differenzspannung 1 2 3 Me endstufen Die internen Me verst rker sind kleine 20 Watt Endstufen mit einer maximalen Verst rkung von 20 dB Die Verst rkung kann ber das Poti an der Frontplatte eingestellt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hardware Setup 15 283 werden und sollte f r Me zwecke auf Rechtsanschlag Cal stehen so da die definierte Verst rkung von 20 dB eingestellt ist Grunds tzlich widerspricht das Poti der Philosophie des Me systems da alle Einstellungen nur von der Software aus vorgenommen werden k nnen und so keine Fehlbedienungen m glich sind Der Kompromi mit Poti und Cal Stellung wurde hier gemacht um bei der Verwendung der Endstufe als Mith rverst rker ber Lautsprecher oder Kopfh rer bei Messungen den Abh rpegel einstellen zu k nnen Das Ausgangssignal liegt an den Bananenbuchsen in der R ckwand und an der 6 3 mm Kopfh rerbuchse in der Frontplatte an Achtung Die maximale Ausgangsspannung der Endstufen an einer Last von 4 Ohm oder gr er liegt bei knapp ber 20 dBu ca 8 V m so da bei allen Messungen mit Endstufe der Ausgangspegel im Me system nicht h her als OdBu eingestellt werden darf um sicher zu stellen da keine bersteuerungen auftreten Bei Fr
153. ens 1W 1m pre comp ohne Fenster gemessen Impulsantwort pre comp ohne Fenster gemessen d m 110 100 TH O 90 j 80 j II 32 0 05 0 2 05 1 2 5 10kHz 2 4 6 8 ms 2 70 Abbildung 47 Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in pre comp Stellung mit Delay shift Die Kompensation wurde daher nur auf den Frequenzgang angewandt und nicht auf die Impulsantwort so da hier noch die Laufzeit des Me systems von 1 3ms zu erkennen ist Sens 1W 1m pre comp mit Fenster ab 5ms gemessen Impulsantwort pre comp mit Fenster ab Sms gemessen d m 110 H 1 100 90 fg 80 70 5 05 02 05 1 2 5 Ik 2 2 4 6 8 ma Abbildung 48 Frequenzgang und Impulsantwort gemessen in pre comp Stellung mit Delay shift Zus tzlich wurde ein Fenster eingesetzt das die Reflexionen in der Impulsantwort ausblendet Sens 1W Im post comp mit Fenster ab 5ms gemessen Impulsantwort post comp mit Fenster ab 5ms gemessen d m 110 wi ig H Tit 5 100 0 ze 90 5 i f f 10 70 7 05 DE
154. equenzgangmessung aus dem AD DA Menu erfolgen Der kleine Umweg ber den Frequenzbereich wird immer dann erforderlich wenn eine Kompensationsdatei verwendet wird Wird zur Anregung ein irgendwie gef rbtes Rauschsignal benutzt so ist auch hier vorher eine Referenzmessung zu machen welche die bertragungsfunktion der gesamten Me strecke erfa t und sp ter aus der Messung herausrechnet so da ausschlie lich das Verhalten des eigentlichen Me objektes brig bleibt Der einfachste Weg d rfte damit ber die bekannte Lautsprecher Messfunktion LS sensitivity gehen In der Einstellung Build imp resp post comp und Delay shift no liefert diese Funktion die komplett kompensierte Impulsantwort Als Anregungssignale K nnen alle Varianten von Rauschfolgen und Sweepsignalen benutzt werden Zu beachten ist lediglich da die L nge entsprechend der zur erwartenden Nachhallzeit gew hlt wird Eine Rauschfolge vom Grad 16 z B ergibt bei einer Abtastrate von 44 1 kHz eine Impulsantwortl nge von 2 44100 1 48 Sekunden Reicht die L nge nicht aus so sollte immer die Anzahl der Samples erh ht und niemals die Abtastrate reduziert werden da ansonsten keine Kompatibilit t mehr zum 44 1 kHz Standard besteht Das Vorgehen entspricht im Detail damit einer Lautsprechermessung wie sie bereits in 8 3 erl utert wurde Ebenso kann hier auch die Mikrokompensation benutzt werden soweit eine Me datei des Mikrophons vorliegt Ein Fenster darf im Gegensatz zu eine
155. equenzgangmessungen mit Maximalfolgenrauschen machen sich bersteuerungen durch einen buschigen Kurvenverlauf bemerkbar und sollten unbedingt vermieden werden 1 2 4 AD DA Umsetzer AD und DA Umsetzer des Me systems befinden sich auf der PC Steckkarte im Crystal CS4231 Baustein Der Chip beinhaltet zwei 16 bit AD Umsetzer und zwei 16 bit DA Umsetzer die eine Abtastrate zwischen 5 5kHz und 48kHz erm glichen Der St rabstand liegt minimal bei 75 dB und typisch bei 85 dB womit Lautsprecher und Mikrophonmessungen sowie alle Arten vom raumakustischen Messungen ohne Probleme m glich sind Die Verzerrungswerte erreichen min 80 dB THD und typisch 90 dB THD Klirrfaktormessungen an Lautsprechern und einfache berpr fungen des Klirrverhaltens anderer Audiokomponenten wie Endstufen u erfordern keine besseren Werte Messungen in Bereichen unter 80 dB Klirr 0 01 sollten vorher durch eine Leermessung auf Plausibilit t gepr ft werden Grunds tzlich gilt da bei gelegentlich auftretenden Zweifeln an der Richtigkeit einer Messung durch eine Leermessung Klarheit geschaffen werden kann welche St r bzw Verzerrungsanteile vom Me system und welche vom Me objekt stammen Das Me objekt wird zu diesem Zweck einfach berbr ckt und die Messung mit unver nderten Einstellungen wiederholt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 16 283 2 Software Setup 2 1 Allge
156. er Fensterung abgehandelt ist bleibt unvermeidlich die Problematik der mangelnden Aufl sung im tieffrequenten Bereich F r Frequenzen deren Wellenl nge gro gegen ber den Abmessungen des Strahlers ist bietet sich die M glichkeit einer erg nzenden Nahfeldmessung F r die Nahfeldmessung wird das Messmikrophon sehr nahe 0 5cm an die Membran gebracht so da der Direktschall stark dominierend gegen ber allen Reflexionen ist Die Eingangsempfindlichkeit ist bei dieser Messung wegen des wesentlich h heren Pegels direkt vor der Membran entsprechend anzupassen so da keine bersteuerung auftritt Das Umfeld um den Me aufbau spielt f r diesen Aufbau keine Rolle Leider kann diese praktische Me methode nur f r sehr tiefe Frequenzen angewandt werden wenn die Membran noch als Einheit schwingt keine Partialschwingungen auftreten und Kanteneffekte an Geh usen etc noch keine Bedeutung haben Ebenso kann ber die Sensitivity und den Laufzeitbezug des Lautsprechers keine definitive Aussage gemacht werden Dieser Bezug kann aber anschlie end ber eine Kombination einer Nah und Fernfeldmessung hergestellt werden Die Fernfeldmessung liefert den Pegel und Laufzeitbezug und die Nahfeldmessung die n tige Information in Bassbereich Das folgende Beispiel zeigt die Nahfeldmessung am Beispiel einer kleinen Bassreflexbox Da auch die Tunnel ffnung ihren Anteil zur Abstrahlung im Bassbereich beitr gt m ssen zun chst der Tunnel und die Membran ei
157. er Transformation aus dem korrigierten Frequenzgang neu berechnet und entspricht dann auch ausschlie lich der Impulsantwort des Me objektes Grunds tzlich wird diese Einstellung empfohlen um Mi verst ndnisse bei der Auswertung der Impulsantwort im Zeitbereich zu vermeiden Die Verarbeitungszeit verl ngert sich durch die zus tzliche Transformation geringf gig by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 60 283 4 5 Bildschirmdarstellung Die Darstellung der Me ergebnisse kann im Zeit oder im Frequenzbereich erfolgen W hrend eines Me ablaufes liegen verschiedene Verarbeitungsstufen vor zwischen denen im Domain Menu umgeschaltet werden kann Die wichtigsten Darstellungsformen sind hier die Impulsantwort im Zeitbereich der Frequenz und Phasengang sowie die Gruppenlaufzeit im Frequenzbereich Nach einer abgeschlossenen Messung liegen alle Informationen vor und es kann beliebig in der Darstellungsform gewechselt werden Betrachtet man z B den Frequenzgang eines Lautsprechers und m chte die zugeh rige Impulsantwort auf Reflexionen oder andere St reinfl sse hin pr fen so kann einfach mit Strg Z auf die Impulsantwort umgeschaltet werden Die zugeh rigen Tastenk rzel zur Umschaltung auf die anderen Darstellungsformen k nnen im Domain Menu hinter den Einstellung abgelesen werden Die Darstellung auf dem Bildschirm kann die gesamte Messung oder
158. er lassen sich in ruhiger Umgebung durchaus mit einem Impuls messen Bei rein elektrischen oder gar rein digitalen Messungen reicht die Dynamik sowieso fast immer aus Die Messung mit Impulsen ist beispielsweise bei der Abgleicharbeit mit einem Equalizer bei der es auf eine schnelle und korrekte Aktualisierung des gemessenen und dargestellten Frequenzgangs ankommt von Vorteil gegen ber den sp ter beschriebenen Pseudorauschsignalen F llt eine nderung der Filtereinstellungen also eine Zeitinvarianz in eine Me periode so wird der angezeigte Frequenzgang bei Verwendung der sp ter beschriebenen Pseudorauschsignale grob verf lscht w hrend sich die Messung mit Impulsen von solchen nderungen weitestgehendst unbeeindruckt zeigt Andererseits lassen sich die Auswirkungen von eventuell vorhandenen Nichtlinearit ten nicht von der Impulsantwort trennen 7 1 2 Zweikanal FFT Analyse Ist eine h here Me dynamik gefordert sind Anregungssignale deren Energie ber die gesamte Me dauer gleichm ig verteilt ist besser geeignet In fr heren Zeiten kamen zu diesem Zweck vielfach Zweikanal FFT Analysatoren zum Einsatz denen als Me signalquelle zumeist ein simpler analoger Rauschgenerator beistand Dieser speist den ersten Kanal des Analysators w hrend der zweite mit dem vom Mikrophon aufgefangenen Lautsprechersignal versorgt wird Der Quotient des zweiten zum ersten Spektrum ergibt dann das gesuchte bertragungsverhalten wobei sich aber gleic
159. eral settings eingestellte Anzahl an Koeffizienten f r die Filterfunktion angenommen F r die Hochpa filterfunktionen in den Wegen LOW MID und HIGH kann die Filterl nge k nstlich auf einen einstellbaren Prozentsatz reduziert werden Diese Methode empfiehlt sich bei Brickwall Filter die durch ihre gro e Flankensteilheit zu unm igen Laufzeiten f hren Parameter Bedeutung Lower slope erlaubt die Reduzierung der effektiven Anzahl Koeffizienten nur f r die Hochpa Filter in dem betreffenden Weg Angabe in bezogen auf die eingestellte Anzahl Koeffizienten Standard 100 Brickwall thres Grenzwert unterhalb dessen unabh ngig von der gew hlten Filterflanke die maximale Steilheit eingestellt wird Wichtig f r die Wege mit Downsampling wo oberhalb der halben Abtastfrequenz eine m glichst hohe Sperrd mpfung vorliegen sollte Standard 40 dB Target input Dateiname der vorgegebene Wunschfunktion aus dem Target response Menu Standard XT SPK Bandpass input Dateiname der vorgegebene Bandpass Wunschfunktion aus dem Create prototype band pass Menu Standard XBPROT SPK Bandpass output Ergebnis des Process Bandpass Menu das f r die weitere Verarbeitung zu Grunde gelegt wird Standard XB SPK Tabelle 42 Eingabefenster Process Bandpass unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 252 283 1
160. ern verursachten Laufzeiten bzw Phasenverl ufe sind dagegen bez glich ihrer H rbarkeit als unkritisch zu betrachten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 71 283 6 3 Verzerrungswerte Die Verzerrungswerte von Lautsprechern aller Art stellen f r den Anwender eine der wichtigsten Gr en f r die Auswahl der m glichen Einsatzbereiche dar Leider beschr nken sich auch heute viele Hersteller immer noch auf eine einzige wenig aussagekr ftige Angabe f r einen Maximalpegelwert der zudem keinerlei Bezug zu einem Frequenzbereich hat Wesentlich anschaulicher ist dagegen eine Kurve ber dem gesamten angestrebten Frequenzbereich die entweder den Klirrfaktor bei konstanter Eingangsspannung anzeigt oder den maximal erreichbaren Pegel bei einem vorgegebenen Klirrfaktorgrenzwert Beide Diagramme k nnen mit PC gest tzten Me systemen leicht aufgezeichnet werden Als Me signal k nnen hier Sinusbursts verwendet werden die nach der bertragung ber den Lautsprecher mit einer FFT Analyse auf ihre Klirranteile hin untersucht werden Die Beispielkurven in Abbildung 12 wurden mit 180 ms langen Bursts und einer 4K FFT zur Klirrfaktoranalyse gemessen Bei dieser Me methode stellt sich in einigen F llen bei der Maximalpegelbestimmung das Problem ein da bei Lautsprechern mit Schutzfunktionen gegen dauernde thermische berlastung wie sie fast bei jedem Hocht ner i
161. erst ndlich weiter anwenden liefert aber naturgem die mit der Impulsantwort des F rbungsfilters gefaltete Impulsantwort des Me objektes Die Korrektur kann sinnvoll nur im durch FFT der Impulsantwort erh ltlichen Spektrum mit Hilfe der Division durch das Anregungsspektrum erfolgen ITADDA Robo Kompensation Freqg Resp Ei 0 01 1 1 kHz Abbildung 24 Eigenfrequenzgangsmessung eines mit einem 16 Bit Soundkarten Codec ausgestatteten preiswerten Me systems mit gef rbter Maximalfolge wie in Abbildung 23 grau und daraus ermitteltes Kompensationsspektrum schwarz mit Invertierungsdynamik von 30 dB Zu erkennen sind neben der F rbung des Anregungssignals auch die leichte Welligkeit der Digitalfilter und deren Tiefpasswirkung ab 18 kHz sowie die Wirkung eines analogen Hochpass ab 50 Hz abw rts Diese Ma nahme gestattet es allerdings gleich noch etwaige Unregelm igkeiten der Frequenzg nge von Wandlern und Verst rkerstufen des Me systems zu kompensieren Zu diesem Behufe werden Ausgang und Eingang des Me systems direkt verbunden und der Eigenfrequenzgang gemessen Diese Referenzmessung wird am besten invertiert und kann dann als multiplikativ anzuwendendes Kompensationsspektrum allen darauf folgenden Messungen dienen Abbildung 24 Auf diese Weise lassen sich je nach Konstanz der Spannungsreferenzen
162. ert Beim Einlesen darf auch ein Offset vorhanden sein der von den Samples abgezogen werden mu um 2er Komplementdarstellung zu erhalten Er mu dann im Header angegeben werden Bei mehrkanaligen Dateien alternieren die Abtastwerte der einzelnen Kan le wobei Kanal O der erste ist Beispiel f r ein 3 kanaliges Signal Header KIKIKIKIKTKTKTK IK IK IK TK 256 Bytes el l2lol l2 ol 2lel a Spektrumsdateien Die Spektralwerte werden als 32 oder 64 Bit Flie kommazahlen mit Real und Imagin rteil abgespeichert Die Realteile und Imagin rteile werden allerdings in getrennten durchgehenden Bl cken abgelegt Der Realteil ist der erste Block hinter dem by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 28 283 Header Ist das Spektrum mehrkanalig so werden nach aufsteigender Kanalnummer abwechselnd die Real und Imagin rteilbl cke weggeschrieben Beispiel f r ein 2 kanaliges Spektrum nicht ma stabsgerecht by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 29 283 type LinksRechts links rechts type LRLongInt array LinksRechts of LongInt type Headertyp record Offset 0 SamplezZahl longint Anzahl Samples pro Kanal 4 SamplingRate double Abtastrate in Hz 12 Adoffset word Zeitsignale Integer Offset der AW s 14 Kanalanzahl
163. ert Unvermeidlich gehen dabei auch die Klirranteile der AD und DA Umsetzer des Me systems in der Gr enordnung von 80 dB ein Eine Leermessung mit gebr cktem Ein und Ausgang des Me systems kann hier schnell Klarheit verschaffen wo die Grenzen des Verfahrens liegen F r Lautsprechermessungen sind diese Werte selbstverst ndlich bei weitem ausreichend wo der Klirrfaktor von Lautsprechern schon bei geringer Belastung in Gr enordnungen von 60 bis 40 dB liegt Vorsicht Die interne Endstufe sollte wegen ihrer geringen Ausgangsleistung von nur 20 Watt nicht f r Klirrfaktormessungen an Lautsprechern verwendet werden Von einer externen Endstufe sollten die maximale Ausgangsleistung und der Verst rkungswert bekannt sein die bei Bedarf in MF in den Me men s einzutragen sind THD N single f Das anregende Sinussignal hat eine feste Frequenz und einen festen Pegel Analysiert werden nur die harmonischen Klirranteile THD oder der gesamte St rpegel THD N so da auch nichtharmonische Verzerrungen Rauschen und Brummen mit erfa t werden Die Darstellung erfolgt bezogen auf die Grundwelle THD bzw Grundwelle THD N oder bezogen auf einen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 169 283 THD N f LS max SPL einstellbaren Referenzpegel Die Grafik siehe Abbildung 58 zeigt die Grundwelle das Klirrspektrum und den Noisefloor als FFT Spektrum mit der unte
164. erte vor so k nnen diese ber eine sample rate conversion SRT zu 2 Werten gemacht werden oder zun chst eine Hadamard Transformation FHT ausgef hrt und der letzte Wert erneut angeh ngt werden womit dann auch 2n Werte vorliegen Bei Messungen mit 2 1 langen Maximalfolgen MLS berechnet die FHT die Impulsantwort des gemessenen Systems und mu vor der FFT ausgef hrt werden Sampling Rate Abtastratenwandlung so da anschlie end Conversion genau 2 Werte im Zeitsignal vorliegen die dann einer FFT unterzogen werden k nnen Interleave Interleaved sampling F r Maximalfolgen Messungen bei denen die Folge mit x facher Taktrate ausgesandt wird Das Verfahren erlaubt auch Messungen mit x facher Grenzfrequenz und erfordert einen externen MLS Generator Group delay comp Laufzeitkompensation der Impulsantwort nach der FHT Windowing by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 43 283 Signal Processing Alt T P Fensterung der Impulsantwort nach der FHT FFT FFT Normalizing Frequenzgang nach der FFT normalisieren power Leistung abh von der FFT L nge energy Energie unabh von der FFT L nge passband bei Filtern zur Bestimmung der realen Duchgangsverst rkung z B bei Filterdateien f r Hugo XFIR DAT Spectral processing Equalizing Frequenzgangkompensation nach der FFT mit einer D
165. es gesamten Spektrums erfolgt auf 1V 0 dBV d h alle anderen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 173 283 THD N single f Werte werden in ihrem Pegel auf den Gesamtwert der Grundwelle THD oder THD N bezogen angezeigt Reference S THD nur die harmonischen Verzerrungen ber cksichtigen S THD N alle Verzerrungen und das Rauschen ber cksichtigen Info Window Info Fenster bei der Messung einschalten Show THD uptoK Einzelwerte f r harmonische Verzerrungen bis zum eingestellten Grad im Infofenster anzeigen Tabelle 25 Das AD DA Men THD N single f by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 174 283 Excitation Degree 13 FFT L nge 2 8192 Pre sends Vorausgeschickte Me perioden ohne Auswertung Mittelung ber mehrere Messperioden Sinussignal mit einem Dither beaufschlagen 0 dB FS 20 dBu Ausgangspegel am Me system in dB FS oder dBu Frequency range Lower cut off 21 53 Hz Die Me reihe beginnt bei dieser Frequenz Upper cut off 11 00 KHz Die Me reihe endet bei dieser Frequenz Steps log Lineare oder logarithmische Frequenzschritte Frequ increment 1 6 octave Frequenzschrittweite Display Dynamic range 140 Darstellungsbereich in dB Reference S THD
166. esamt bedarf es also einiger Erfahrungen bei der Lautsprechermessung um alle Effekte richtig einsch tzen zu k nnen 8 3 3 Me signale Abh ngig vom zu messenden Lautsprecher sollte die Frequenzgewichtung des Me signales gew hlt werden Bei einer herk mmlichen Maximalfolge ist die Energieverteilung im gesamten Frequenzbereich gleichf rmig d h f r Lautsprechermessungen da ein Gro teil der Leistung ung nstiger Weise dem Hochtonweg zugef hrt wird Ein weiterer Aspekt f r die Wahl des Anregungssignales d rfte die spektrale Verteilung m glicher St ranteil bei einer Messung sein Tieffrequente St rungen durch Wind Maschinenger usche etc berwiegen hier meist Eine herk mmliche Maximalfolge weist somit auch Nachteile f r die Lautsprechermessung auf Wenn ein Me pegel f r einen hinreichenden St rabstand im gesamten Frequenzbereich gew hlt wird werden Mittel und Hochtonwege in den Lautsprechern unn tig heftig strapaziert Verzichtet man auf exzessive Pegel im Hochtonbereich so f llt der St rabstand unterhalb von 100 Hz in der Regel unbefriedigend schlecht aus Abhilfe schafft meist eine vorverzerrte Rauschfolge der Begriff Maximalfolge ist in diesem Fall streng genommen nicht mehr korrekt wie es in 4 2 1 beschrieben ist Unterhalb von 400 Hz wird hier der Pegel um ca 20 dB angehoben womit die Leistungsverteilung f r by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beisp
167. essungen vor Ort und im reflexionsarmen Raum in Aachen Messungen von Endstufen Mischpulten etc mit Rohde amp Schwarz UPD Planung Berechnung und Simulation von Beschallungsanlagen Inbetriebnahme von station ren und mobilen PA Systemen Einmessen von Controllern auf Lautsprechersysteme Erstellung von Lautsprecherdateien f r die Simulationsprogramme EASE CADP2 und ULYSSES by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hardware Setup 13 283 1 Hardware Setup 1 1 Allgemeines Die ITADDA16 Karte kann in allen PCs mit 16 bit ISA Slot eingesetzt werden Das Board mu mindestens ber einen 386 Prozessor mit 387 Coprozessor verf gen Besser ist nat rlich ein 486DX oder Pentium Typ 486SX Modelle ohne Coprozessor k nnen nicht verwendet werden An die Gr e des RAM Speichers werden keine besonderen Anspr che gestellt Der gesamte Speicher kann im 32 Bit Modus linear adressiert werden so da die Aufl sung und L nge der zu messenden Signale nat rlich vom dem zur Verf gung stehenden Speicher abh ngen F r den normalen Betrieb empfehlen sich 8MB oder mehr Auf der Festplatte werden nur 4MB f r alle zum Me programm geh renden Dateien ben tigt Das externe ITADDA16 Frontend wird ber ein 25 poliges Kabel mit Sub D Anschl ssen mit der AD DA Umsetzer Karte im PC verbunden Vorsicht das Kabel wegen der Kurzschlu gefahr nicht bei eingeschalteten Ger ten stecken Das Fr
168. estiert sich eine Impulsantwort die stark an einen einfachen RC Tiefpass erinnert und auch einen ganz hnlichen spektralen Verlauf mit sich bringt Abbildung 22 Die Spitze der Impulsantwort rutscht im Vergleich zur Kreuzkorrelation mit der richtigen Maximalfolge allerdings um n Registerstufenzahl Werte zu fr heren Zeiten befindet sich also im entsprechenden Abstand links vom rechten Rand der PKKF Durch einfache zyklische Vertauschung um n Werte l t sie sich an die bliche Startposition bei t 0 bringen Der spektrale Verlauf dieser nicht mehr wei en MLS ist f r alle Folgenl ngen gleich Er hilft allerdings noch nicht richtig weiter da die H henabsenkung erst bei hohen Frequenzen einsetzt und eigentlich auch noch zu moderat ausf llt Die Besonderheit dieser abgewandelten MLS liegt aber darin da sie sich direkt und praktisch ohne zus tzlichen Aufwand aus dem Schieberegister Algorithmus heraus erzeugen lassen Deshalb wurde sie hier kurz vorgestellt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 101 283 Start einer MLS Grad 17 Schiebereg Werte KKF MLS Grad 17 Schiebereg Werte mit MLS ie Ss Ill lt 0 5 400 0 5 1 0 1 5 2 0 25 ms 2 9714 2 9716 2 9718 2 9720 s Ces eg Spektrum Schieberegwerte MLS Grad 17
169. etrieb Pre sends Vorab ausgesendete Anzahl Maximalfolgen Averaging Anzahl der Messungen ber die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 184 283 AD DA Impedance gemittelt wird Impulse response processing Build imp resp Pre comp Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen Yes Fensterfunktion f r die Impulsantwort BI H 4 Term Fenstertyp Startzeit und L nge right slope Die Standardeinstellung sind f r Start 70 ms Impedanzmessungen an Lenght 30 ms Lautsprechern optimal Spectral processing Equalizing File IMPCO15 SPK Dateiname der Referenzmessung Smooth No Gl ttung Vorsicht Die Gl ttung kann bei schmalen Impedanzmaxima zu gr eren Fehlern f hren Display On top Darstellungsbereich Info Window Infofenster Tabelle 29 Das Menu AD DA Impedance AD DA Impedance reference Excitation Grad des Anregungssignales Aufl sung Af Him Standard Af 44k1 2 1 35 Hz Anregungssignale Impulse Dirac Impulse by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 185 283 AD DA Impedance reference 2 Signal Multisinussignale aus einer Datei die vorab erzeugt werden mu siehe auch Kap 8 15 MLS ungewichtete Maximal folgen Internal Qu
170. g bearbeiteten Impulsantwort angewandt Von der Fensterfunktion betroffen ist damit nur die schon von allen Laufzeiten des Me systems und dem m glichen Laufzeitoffset befreite Impulsantwort des Me objektes Der h chste Peak der Impulsantwort ist dann in der Regel der erste Abtastwert Abbildung 49 zeigt die Messung aus Abbildung 48 in der post comp Stellung S mtliche Laufzeiten sind jetzt abgezogen so da die Impulsantwort ausschlie lich diejenige des eigentlichen Me objektes ist by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 146 283 Die Fensterung der Impulsantwort wird im Normalfall nur bei Lautsprechermessungen in nicht reflexionsfreier Umgebung notwendig Durch die r umliche Anordnung bei Lautsprechermessungen bedingt Kann es nun vorkommen da nicht alle Anteile der Impulsantwort hinter dem Maximum liegen sondern teilweise auch schon vorher Ein weit nach hinten versetzter Hochtontreiber an einem Horn der nicht mit einem Delay an einen weiter vorne liegenden Mitteltieft ner angepa t ist kann genau solche Effekte verursachen Problematisch wird es nun im Zusammenhang mit der Detect Distance Funktion und einem Fenster Bei Lautsprechermessungen wird ber die automatische Detect Distance Funktion die Entfernung zwischen Lautsprecher und Me mikrophon ber den Abstand des Maximums in der Impulsantwort zum Nullpunkt bestimmt Ausschlaggebend ist damit meist das akusti
171. g des realen Lautsprechers dagegen f hrt dazu da Anteile aus unterschiedlichen Frequenzbereichen quasi auseinander laufen Deutlich separieren sich hier auch die Einschwingvorg nge von Tief und Hocht ner berraschend ist dieses Ergebnis nat rlich nicht da es nur die einfachen Zusammenh nge der Signaltheorie wiedergibt Interessant sind dagegen die widerspr chlichen Aussagen in der Psychoakustik die zum einen behaupten da das menschliche Geh r nur ber sehr geringe F higkeiten des Phasenh rens verf gt und somit kaum Unterschiede zwischen der Variante mit dem idealen Phasen respektive Zeitverhalten und dem realen Lautsprecher zu h ren sein d rften Von gleicher Seite wird dagegen dem Frequenzgang eine gro e h rphysiologische Bedeutung beigemessen so da auch Abweichung von weniger als 1 dB klar auszumachen sein sollen Die andere Fraktion mi t dagegen dem Phasengang und dem Zeitverhalten eines Lautsprechers die gr ere Bedeutung f r den H reindruck bei F r ein einfaches Experiment k nnen die drei vorab beschriebenen Lautsprecher mit einem FIR Filter sehr hoher Aufl sung simuliert werden Einige H rversuche mit den drei entsprechenden Filtervarianten die im Frequenz und Phasengang sowie im Zeitverhalten exakt die Verl ufe aus Abbildung 10 und Abbildung 11 nachgebildet haben wurden mit unterschiedlichem Programmaterial durchgef hrt Zum Abh ren wurde ein elektrostatischer Kopfh rer eingesetzt da Lautsprecher ih
172. gabem glichkeit besteht im POX Format welches die Pegelwerte der Polarmessungen in einer f r die Tabellenkalkulation Excel verst ndlichen Form enth lt Das Format ist derzeit nur f r Messungen in einer Ebene definiert Bei Auswahl der Sph ren Viertel Halb oder Vollraum werden allerdings auch die Daten der anderen Vertikalebenen untereinander in diese Datei geschrieben Die Datei ist dann nicht mehr zu diesem Makro kompatibel l t sich gegebenfalls aber leicht mit einem Ascii Editor aufteilen wobei die horizontalen Winkelangaben in der ersten Spalte hilfreich sind Die dritte Ausgabem glichkeit ist die gleichzeitige Erzeugung des Ulysses Native Format UNF und der Generic Device Files GDF wie sie als schweres Erbe immer noch von EASE genutzt werden Zur Erzeugung einer g ltigen Datei mu die Me reihe mindestens ber eine Viertel Sph re erfolgen wenngleich sie von Monkey Forest auch bei der Messung nur in der Horizontalebene angelegt werden Beide Ascii Dateien werden erst NACH Beendigung der Me reihe erzeugt Vor der Me reihe wird zun chst eine mit Null vorbesetzte Bin rdatei f r alle Me positionen und Frequenzen angelegt Sie enth lt headerfrei die Pegeldaten in dB im Single Precision 32 Bit Flie kommaformat nach IEE 754 als Array Ver Hor Freq Sie l t sich somit also auch auf einfachste Weise von selbstgeschrieben Programmen einlesen W hrend der Me reihe wird die Bin rdatei nach jeder Einzelmessung
173. gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 128 283 Achtung Bei der Referenzmessung ist peinlich genau darauf zu achten da keine Verzerrungen oder andere Me fehler durch eine falsche Pegeleinstellung am Me system entstehen M gliche Fehler w rden sich in allen weiteren Messungen als sehr st rend auswirken Die Autorange Funktion bietet hier eine gewisse Sicherheit gegen m gliche Fehler Kompensationsdatei zu hoch richtig und zu niedrig ausgesteuert Ze LUUT RE ED RE RE ED EI ER BEER NG UR Raat II LTH LT 5 Pf oC ACHT BEN AA En 9 ITT EICH HT TT 0 05 0 2 10 kHz 18 Abbildung 33 Referenzmessung bei zu hoher Oben bei richtiger Mitte und bei zu niedriger Unten Aussteuerung des Me systems 8 3 5 Pegelbetrachtung Die Eingangsempfindlichkeit ist nur unter AD DA Basic Settings bei AD Jullscale einzustellen Alternativ zur Einstellung von Hand kann auch die Autorange Funktion f r die Eingangsempfindlichkeit eingeschaltet werden Der Ausgangspegel kann im jeweiligen Me men mit Level bezogen auf den Fullscale Wert des Ausgangs eingestellt werden Dieser findet sich ebenfalls im Menu AD DA Basic Settings unter DA fullscale Betr gt der DA fullscale Wert beispielsweise O dBu und die Level Einstellung 10 dB so bedeutet das einen Ausgangspegel von 10 dBu Die Verst rkung der Endstufe sollte m glichst immer bei 20 dB belassen werden da dieser Wert nicht von der Software erfa t
174. gewandt werden Smooth opt Eine optionale Gl ttung kann auf Betrag oder Laufzeit oder beides mit verschiedenen Parametern angewandt werden Tabelle 20 Darstellung der Resultate Frequenzgang Ctrl M Phasengang Ctrl P Laufzeit Ctrl L Impulsantwort Ctrl U Arbeitsschritte in der pre und post comp Einstellung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 150 283 8 6 Zerfallsspektren erstellen Zerfallsspektren liefern weitergehende Informationen ber das zeitliche Ausschwingverhalten des Lautsprechers die nicht direkt aus dem Frequenz oder Phasengang abgelesen werden k nnen Resonanzen Partialschwingungen der Membranen oder Laufzeitspr nge lassen sich im Zerfallsspektrum meist deutlich einfacher aufsp ren als in der Impulsantwort oder im Frequenzgang Grunds tzlich sind die im Zerfallsspektrum zu erkennenden Verhaltensweisen des Lautsprechers nat rlich in der Impulsantwort enthalten und werden ja letztendlich auch aus ihr gewonnen Lediglich die Art der Darstellung liefert die zus tzlichen Informationen W hrend zu Berechnung des Frequenzganges ein fester Ausschnitt oder auch die gesamte Impulsantwort des Lautsprechers via FFT in den Frequenzbereich transformiert wird wird f r das Zerfallsspektrum ein k rzeres Zeitfenster ber die Impulsantwort geschoben und in bestimmten Zeitabschnitten transformiert In einer dreidimensionalen Darstel
175. h Zeitvarianzen gest rte Messungen und daraus gewonnene Impulsantworten Oben Zeitvarianzverl ufe f r die Simulation Mitte bertragungsfunktionen aus Messung im oberen Teil aus dem Noise Signal grau und 20 dB tiefer aus dem Sweep schwarz Unten Impulsantworten aus IFFT Hauptmaximum 1V 93 Abbildung 20 Wirkung schwarz eines typischen Achtfach Oversamplingfilters auf eine Maximalfolge grau Der Crestfaktor verschlechtert sich durch die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 272 283 Abbildung 21 Abbildung 22 Abbildung 23 Abbildung 24 Abbildung 25 Abbildung 26 Abbildung 27 Abbildung 28 Abbildung 29 Abbildung 30 Abbildung 31 Abbildung 32 Abbildung 33 Abbildung 34 Abbildung 35 Abbildung 36 Abbildung 37 Abbildung 38 Abbildung 39 Abbildung 40 Abbildung 41 Abbildung 42 Abbildung 43 Tiefpassfilterung von 0 dB auf 7 76 dB Die Maximalfolge darf somit nur mit knapp 41 der Vollaussteuerungs Amplitude eingespeist werden Durch sinusf rmige Zeitvarianz Amplitude 0 5 Samples vgl Abbildung 19 gest rte Messung mit linearer MLS Links Spektrum rechts Impulsantwort daraus Peak 1V Links Ausschnitt einer Maximalfolge aus durch Subtraktion der halben Folgenl nge gleichanteilfrei gemachten Schieberegister Zahlenwerten Rechts Durch Hadamardtransformation erhaltene Kreuzkorrelation mit der normalen
176. h eine eklatante Schw che des Verfahrens offenbart Der Rauschgenerator mag zwar ber lange Zeitr ume gemittelt ein wei es Spektrum liefern der einzelne f r eine Messung verwendete Ausschnitt weist aber erhebliche Fluktuationen mit tiefen Einbr chen auf Bei diesen Frequenzen liefert die Spektrumsdivision willk rliche Werte Vern nftige Ergebnisse lassen sich nur mit vielen Mittelungen bei denen jeweils die Bereiche unzureichender Dynamik am besten unber cksichtigt bleiben erzielen Dies zieht die Messung weit ber die physikalisch notwendige Dauer in die L nge Andererseits ist als Pluspunkt zu verbuchen da beliebige Quellen so z B auch Sprache und Musik als Me signal verwendet werden k nnen Somit eignet sich das Verfahren gut zur unauff lligen Kontrolle des Frequenzgangs w hrend Veranstaltungen und wird auch heute noch eingesetzt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 82 283 Zweikanal FFT Analysatoren der ersten Generationen waren gro e schwere und vor allem teure Ger te mit speziell konstruierter aufwendiger Signalverarbeitungshardware Sie sind l ngst von den allgegenw rtigen PCs verdr ngt worden die mit ein wenig Zusatzhardware in Form einer AD DA Wandlerkarte diese Dinosaurier vollst ndig ersetzen k nnen Die Rechenleistung aktueller Computermodelle selbst der untersten Preisklasse reicht schon heutzutage aus um FFTs mit einem M
177. hen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 8 283 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 9 283 CE Konformit t F r das mit CE Zeichen gekennzeichnete vorliegende Erzeugnis ITADDA16 Dual 16Bit AD DA Measuring System wird hiermit best tigt da es den Schutzanforderungen entspricht die in der Richtlinie 89 336 EWG des Rates zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten ber die elektromagnetische Vertr glichkeit festgelegt sind au erdem entspricht es den Vorschriften des Gesetzes ber die elektromagnetische Vertr glichkeit von Ger ten EMVG vom 30 August 1995 Zur Beurteilung des Erzeugnisses hinsichtlich der elektromagnetischen Vertr glichkeit wurden folgende einschl gige harmonisierte Normen herangezogen DIN EN 55011 DIN EN 55013 DIN EN 55014 DIN EN 55022 DIN EN 60555 DIN EN 50081 1 2 Die zugrundeliegende Erkl rung und Konformit tsbescheinigung kann beim Hersteller eingesehen werden Verantwortlich als Hersteller ist Audio amp Acoustics Consulting Aachen Dr Ing Swen M ller MF und MFX und Dr Ing Anselm Goertz MAXILS Robensstr 62 D 52070 Aachen Germany Tel 49 241 155820 Fax 49 241 155821 e mail anselm goertz t online de Hinweis Die Kennzeichnung mit dem CE Zeichen best tigt die Einhaltung der gesetzlichen Auflagen f r den Vertrieb und die Herstellung von elektrischen
178. hes Qualit tsmerkmal dar Der Dynamikumfang bestimmt sich aus der maximal m glichen Ausgangsspannung knapp unterhalb der bersteuerungsgrenze und dem im Ruhezustand anliegenden St rpegel Ein Equalizer z B liefert eine maximale Ausgangsspannung von 21 dBu an seinen Ausg ngen Das entspricht einer Spannung von 8 7 V oder 12 3 V Ein Wert von 0 dBu entspricht 775mV e was gleichbedeutend ist mit einer Leistung von 1 mW an einer 600 Ohm Last Der St rpegel ist nun die Summe aller St ranteile aus Rauschen Brummen usw die am Ausgang anliegen wenn kein Eingangssignal vorhanden ist Die Eing nge sollte dabei niederohmig abgeschlossen oder kurzgeschlossen werden um Einstreuungen die das Me ergebnis verf lschen k nnten zu vermeiden Keinesfalls sollte der Ausgang des Me systems mit den Eing ngen des zu messenden Ger tes verbunden bleiben da sonst das Eigenrauschen der DA Umsetzer mit in die Messung eingehen w rde Im MF erfolgt die Auswertung ber eine FFT Analyse des St rpegels so da zun chst ein St rspektrum ermittelt wird wie es in Abbildung 65 dargestellt ist Die linke Kurve zeigt das Spektrum ohne Bewertung die rechte Kurve mit einer A Bewertung Die A Kurve siehe Abbildung 66 repr sentiert die frequenzabh ngige Empfindlichkeit des menschlichen Ohres und gewichtet somit diejenigen Anteile f r die das Ohr besonders empfindlich ist st rker und diejenigen wo das Ohr unempfindlicher ist entsprechend weniger stark
179. ht eingebauten Treiber Das Chassis ist dabei frei stehend zu betreiben L ftungs ffnungen im Polkern des Magnete d rfen nicht verschlossen werden wenn der Lautsprecher z B mit dem Magneten auf einem Tisch abgelegt wird Ansonsten w rde sich hier ein im normalen Betrieb nicht vorhandenes Luftpolster ausbilden was eine zus tzliche Federwirkung verursachen k nnte Die erste Impedanzmessung wird dann am unver nderten Chassis vorgenommen Die resultierende Kurve zeigt in ihren wichtigsten Strukturen die Resonanzfrequenz beim Impedanzmaximum und den Impedanzanstieg zu hohen Frequenzen durch die Schwingspuleninduktivit t Bei der Resonanzfrequenz ist zu beachten da der Wert bei nicht eingelaufenen neuen Chassis meist noch ein wenig h her liegt als im Datenblatt angegeben Vor einer Impedanzmessung kann ein solches Chassis daher zun chst einige Stunde mit einem sehr tieffrequenten Sinussignal 5 Hz bei geringem Pegel aber so da eine deutliche Membranauslenkung sichtbar wird eingefahren werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 189 283 impedance PHL 6 5 mit und ohne Zusatzmasse 20g fr 47 Hz JO HI Au OU ON IN LIT Um S Ir TI 09 01 0 1 H 20 kHz 48 Abbildung 63 Impedanzmessungen mit und ohne Zusatzmasse Vereinfacht betrachtet handelt es sich bei einem Lautsprecher um ein Feder Masse System mit einer Resonanzfrequenz Besti
180. hte Impulsanrwort dar ohne da daf r irgendwelche mathematischen Operationen durchgef hrt werden m ten Zur Bestimmung der bertragungsfunktion ist nur eine einzige FFT erforderlich womit die Impulsmessung von allen Verfahren den geringsten Rechenaufwand bedingt wenn Impulsantwort und Spektrum dargestellt werden sollen Ein idealer Dirac Impuls wie ihn Mathematiker und Signaltheoretiker sicher gerne einmal zu Gesicht bekommen w rden ist unendlich schmal hat aber den Fl chen bzw Energieinhalt 1 Tats chlich besteht an einem extrem kurzen extrem hohen Impuls mit einem bis in den Mikrowellenbereich reichenden Spektrum aber nat rlich zumindest in der Audiotechnik kein Interesse Es ist lediglich gefordert da der Impuls im Auswertebereich einen hinreichend frequenzkonstanten Amplitudenverlauf besitzt Wird zur Darstellung des Impulses ein moderner DA Wandler eingesetzt welcher mit mehrfachem Oversampling arbeitet ist die Forderung nach Amplitudenkonstanz bis kurz vor der halben Abtastrate gut erf llt Der aperturbedingte sin x x Abfall siehe Kapitel 1 macht sich dann kaum bemerkbar Statt des Impulses wird aber dann selbstverst ndlich die Impulsantwort des Oversamplers also eine bewertete und geeignet abgebrochene sin x x Funktion als Stimulus an die Au enwelt abgegeben Als Me ergebnis erscheint diese mit der Impulsantwort des Pr flings gefaltet was gelegentlich insbesondere wegen der vorauseilenden nichtkausalen
181. hungen die durch die Me kette selber und durch das vorverzerrte Anregungssignal verursacht werden kompensiert werden Als einzige Unbekannte verbleiben das Mikrophon und der zu messende Lautsprecher Das Mikrophon charakterisiert sich durch seine Empfindlichkeit in mV Pa und durch seinen Frequenzgang der in der Mikrophon Kompensationsdatei abgelegt ist Es bleibt somit als einziges unbekanntes Glied in der Me kette das Me objekt In der Standardeinstellung Ref int wird automatisch f r die Referenzmessung eine interne Verbindung vom Endstufenausgang zum Eingang des Me systems hergestellt Der Endstufenpegel wird dabei um 20 dB abgeschw cht Die Eingangsempfindlichkeit des Me systems ist dazu unter AD DA Basic Settings entsprechend typ 0 dBu einzustellen oder die Autorange Funktion im AD DA Basic settings Menu zu aktivieren Achtung F r die Messung an aktiven Lautsprechern wird die Endstufe im Frontend nicht ben tigt F r diesen Fall ist die automatische Referenzmessung welche die Endstufe mit einschlie t nicht absolut korrekt so da hier f r die Referenzmessung auf Ref ext umgeschaltet werden sollte Die Me schleife wird jetzt nicht mehr automatisch by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 126 283 geschlossen und es m ssen ber ein XLR Kabel der entsprechende Ein und Ausgang an der Frontplatte verbunden werden Ansonsten ist die Vorgehensweise iden
182. ich ebenfalls im Men AD DA Basic Settings unter DA fullscale Betr gt der DA fullscale Wert beispielsweise OdBu und die Level Einstellung 10 dB so bedeutet das einen Ausgangspegel von 10 dBu Die am Frontend ber das einzige Poti an der Frontplatte einzustellende Verst rkung der Endstufe sollte m glichst immer bei 20 dB belassen werden da dieser Wert nicht von der Software erfa t wird und bei Fehleinstellungen die Pegelbez ge verf lscht w rden AD DA Basic settings e ITADDA16 O Line by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 113 283 AD DA Basic settings Port address 6 0530 bei Bedarf auf der ITADDA16 Platine ndern und neu einstellen oder per Autodetekt suchen lassen AD voltage range 109 54 V SS DA voltage range 10 954 V E AD sampling rate 44 1 kHz oder 48 KHz DA bits 16 AD DA clock Trigger active No or 6 6 6 DA clock always int yes E AD inputs Left right stereo Frontend Robo E AD fullscale Siehe Tabelle 14 E DA fullscale Siehe Tabelle 14 e Remote int E Auto range Yes E DA inv R channel No e Overlapped AD no Tabelle 13 ADDA basic settings Einstellung f r Beispielmessungen F r eine Frequenzgangmessung sind Ein Ausgang des Me objektes mit dem Frontend zu verbinden Bei Ger te
183. ichst kurzen Filterimpulsantwort dar wie dies f r die gef rbte MLS in Abbildung 23 ja auch geschehen ist In vielen F llen kann die Fensterung dann auch auf die noch unkompensierte Impulsantwort angewandt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 107 283 7 6 Fensterung Die Fensterung also Ausblendung der Impulsantwort ab einem bestimmten Zeitpunkt ist bei den meisten akustischen Messungen ein unabdingbarer Bestandteil der Me datenverarbeitung Zum einen kann man sich mit ihrer Hilfe unerw nschter Reflexionen entledigen die ohne Eliminierung zu st renden Kammfiltereffekten f hren Zum anderen lassen sich St rungen durch L rmimission oder Nichtlinearit ten des Pr flings unterdr cken womit sich das Signal Rauschverh ltnis der Messung verbessern l t Nichtlinearit ten f hren bei der Messung mit Maximalfolgen zu einem erh hten Rauschteppich sowie zu mehr oder minder starken Phantompeaks in der Impulsantwort die sich ber die gesamte Dauer der Me periode ausbreiten Abbildung 26 Diese Artefakte haben auf das Spektrum eine hnliche Wirkung wie mehrfache Reflexionen Sie f hren zu einem breiten buschigen Verlauf der sich mikroskopisch betrachtet aus vielen kleinen Einbr chen und berh hungen zusammensetzt Da sich die St rungen ziemlich gleichm ig ber die L nge der periodischen Impulsantwort verteilen empfiehlt si
184. ichtung des Anregungssignales mit erfa t Bei Lautsprechermessungen kann optional noch eine Kompensationsdatei f r das Me mikrophon mit in die Referenzdatei einbezogen werden In den jeweiligen Men s zur Referenzmessung ist der automatische Modus f r die interne Verbindung im Frontend standardm ig unter Ref int aktiviert Wenn keine interne Referenzmessung gew nscht ist z B um eine externe Endstufe mit in der Referenzmessung einzubeziehen mu dieser Schalter in die Stellung Ref ext gebracht werden Sobald eine Messung im internen Referenzmodus ausgef hrt wird wird dieses durch rote Leds an der Vorderseite des Frontends angezeigt Amp Ref bedeutet da die Endstufe in der Referenzschleife eingeschlossen ist Line Ref verbindet intern nur die symmetrischen Line Ein und Ausg nge Der dritte Referenzmodus f r Impedanzmessungen arbeitet mit einem internen 10 Ohm Referenzwiderstand und wird ber 10 Ohm Cal signalisiert Das Ausgangssignal der Endstufe ist w hrend der Referenzmessung ber einen passiven Teiler um 20 dB abgeschw cht was seitens der Software automatisch ber cksichtigt wird by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 112 283 Achtung Bei der Referenzmessung ist peinlich genau darauf zu achten da keine Verzerrungen oder andere Me fehler durch eine falsche Pegeleinstellung am Me system entstehen M gliche Fehler w rden sich in allen weiteren Messu
185. ie Datei geladen und die alten Einstellung reproduziert So K nnen aus unterschiedlich Verzeichnissen verschiedene Einstellungen benutzt werden ohne da sie immer neu eingestellt oder gespeichert werden m ssen F r verschiedene immer wieder ben tigte Me abl ufe k nnen Pickfiles gespeichert werden die dann bei Bedarf s mtliche Einstellung f r diese Betriebsart herstellen Zu den in Kap 8 befindlichen Beispielen finden sich ebenfalls Pickfiles auf der Programmdiskette die alle Einstellung f r die betreffende Messung in der notwendigen Form vornehmen Achtung Bei einem Programmupdate k nnen sich die Pickfiles ndern so da ltere Dateien nicht mehr gelesen werden k nnen Zus tzlich gibt es gesonderte Setup Files f r Macro Programme und Einstellung f r das Crossover Menu Im Utility Menu k nnen unter PCK File Menu Pickfiles geladen und gespeichert werden hnliches gilt f r Makros im Menu Macro unter Files und f r Crossover Setups im Edit Menu unter Crossover work Setup file menu Die Me dateien von MF unterteilen sich in drei grunds tzliche Varianten als da w ren die Zeitsignale die Frequenzspektren und die Polardateien Zeitsignale beinhalten direkt die Samples f r den DA Umsetzer oder die Samples aus dem AD Umsetzer Eine Rauschfolge die f r eine Messung als Anregungssignal ben tigt wird befindet sich z B in einer solchen Datei Zeitsignale tragen in MF die Endungen DAT Bei der Dateiauswahl im Dateim
186. ie Impulsantwort in MF geladen ist und beide Cursor an den R ndern stehen Shift E kann mit J Filter die Oktavfilterung in 7 B ndern vorgenommen werden Die Einstellungen entsprechen denen in Abbildung 76 Die Filtereinstellung f r das multiple Filterset mu LP HP mit Butterwoth 6 Ordnung von 125 Hz bis 8 kHz sein Nach einer kurzen Berechnungszeit liegen nun die gefilterten Impulsantworten in den Kan len 0 bis 6 vor Ch entspricht der 125 Hz Oktave Ch6 der 8 kHz Oktave Zur Sicherheit sollte die 7 kanalige Datei jetzt erst einmal abgespeichert werden Die folgende Abbildung zeigt die 7 gefilterten Impuslantworten bereinander dargestellt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 219 283 Impulsresponse with octave filter 125 Hz Ch0O to 8 kHz Ch6 0 2 04 06 0 8 1 0 1 2 1 4s 3 Abbildung 83 Gefilterte Impulsantworten mit Oktavfiltern Im n chsten Schritt sind die Impulsantworten auf 262144 265K Werte zu verl ngern wenn sie nicht ohnehin schon diese L nge haben Dazu wird der rechte Cursor aktiviert Taste R und anschlie end im Edit Menu die Funktion Extend aufgerufen Die Einstellung lautet hier Extend to length 262144 with 0 Die Impulsantworten sind danach 5 94 s lang Zur Berechnung der MTF aus der Impulsantwort ist diese jetzt zun chst zu quadrieren mit der Funktion Raise to the power im Edit Menu Der Wert f r Power lautet jetzt nat rlich
187. ie es auch in Abbildung 51 zu erkennen ist Steht der Peak nach der Berechnung der IFFT im hinteren Bereich der Impulsantwort und f llt damit erst gar nicht in die ersten 4096 Werte so ist das Zeitsignal ber Cyclic Move im Edit Menu entsprechend zu verschieben Der aktive gelbe Cursor ist dabei kurz 2 4 ms vor dem Maximum der Impulsantwort zu plazieren 8 6 1 Maxils Jetzt gilt es MF zu verlassen und Maxils aufzurufen was sowohl unter DOS wie auch unter Windows geschehen kann Eine Unterscheidung zwischen Spektrumsdateien und Zeitsignalen geschieht in Maxils automatisch so da ber das Datei Laden Menu direkt das zuvor in MF erstellte Zeitsignal mit der Lautsprecherimpulsantwort ge ffnet werden kann Im Darstellung Impulsantwort Menu kann jetzt schon mal ein Blick auf die Impulsantwort geworfen werden die nat rlich genauso aussehen sollte wie der zuvor unter MF abgespeicherte erste Ausschnitt der Lautsprecherimpulsantwort Als Zwischenschritt ist dann zun chst ein m glicher DC Anteil mit der Funktion Auswerten Offset von der Impulsantwort zu subtrahieren Unter Darstellung Zerfallsspektrum erscheint jetzt schon mehr oder weniger das herbeigesehnte Zerfallsspektrum Im Normalfall wird die Darstellung noch nicht den W nschen entsprechen so da unter Einstellungen Optionen Parameter Zerf noch einige Einstellungen vorzunehmen sind Hier kann die Fensterfunktion und die Skalierung der Zeit Frequenz und Pegelachse vorgenommen werd
188. ieben sein und darf nicht mehr als 4096 Werte enthalten Eine solche Datei kann von MF in recht einfacher Weise erzeugt werden wenn die Frequenzgangmessung eines Lautsprechers vorliegt Daf r ist das gesamte Frequenzspektrum in den Zeitbereich zu transformieren TE um alle Werte zwischen den Cursorn einzuschlie en und anschlie end I f r die inverse FFT und die ersten 4096 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 151 283 Werte sind in einer neuen Impulsantwort abzuspeichern Mit der Funktion Write Block aus dem Edit Menu k nnen beliebige Ausschnitte die sich zwischen den Cursorn befinden als neue Datei abgespeichert werden F r diesen Fall sollte der linke Cursor auf dem ersten Abtastwert stehen und der rechte Cursor auf dem Abtastwert 4096 Spr nge auf Cursorabst nde von 2 Werten k nnen vereinfacht ber die Tabulator Tasten erfolgen Sind die Cursor richtig plaziert dann kann der Ausschnitt zwischen den Cursorn mit Write Block aus dem Edit Menu im ITA 2 byte Format f r Zeitsignale gespeichert werden F r die weitere Verarbeitung ist es g nstig wenn sich das Maximum der Impulsantwort innerhalb der ersten 2 4 ms befindet Die resultierende Datei sollte nach dem Speichern 8448 byte gro sein Das mimosenhafte Verhalten von Maxils erzwingt genau diese Gr e und dieses Format und nichts anderes Der Peak in dieser Impulsantwort sollte im Anfangsbereich stehen so w
189. iehen Dazu bringt man einen Lautsprecher in Position und mi t den Frequenzgang der akustischen bertragungsstrecke zun chst mit dem Referenzmikrophon Danach wird dieses durch das preiswerte Mikro an genau der selben Stelle substituiert und die Messung wiederholt Wenn es schnell gehen mu lassen sich die Mikrophone auch gleichzeitig zweikanalig nebeneinander messen Komparationsmethode wobei durch die gegenseitige Beeinflu ung die Genauigkeit geringf gig leidet Das Quotientenspektrum Heron l t sich nun als wiederum multiplikativ anzuwendendes Korrekturspektrum f r Messungen mit dem preiswerten Mikrophon benutzen An den Lautsprecher ist nur die Forderung zu stellen da er alle Frequenzen des Audiobandes mit ausreichendem Pegel zur Erzielung einer zufriedenstellenden Me dynamik abstrahlt Mit einem vorgefilterten Me signal l t sich insbesondere im tieffrequenten Bereich nachhelfen Die Genauigkeit dieses Verfahrens ist im Vergleich zu rein elektrischen Kompensationen ersch tternd schlecht ein halbes dB Unsicherheit ist auch bei sorgf ltiger Durchf hrung zu beklagen Etwas bessere Ergebnisse lassen sich durch Messung in einer Druckkammer erzielen wobei das Mikrophon dann aber luftdicht in die ffnungen passen mu Die hier vorgestellten M glichkeiten der spektralen Kompensation macht die Forderung an das Me signal gut autokorrelierend zu sein im Grunde genommen obsolet Tats chlich werden durch die komplexe Kompensati
190. iele 125 283 Lautsprechermessung deutlich g nstiger ausf llt Die Auswahl der vorverzerrten Rauschsignale erfolgt im jeweiligen Men zur Referenzmessung ber Exciter MLS und Origin file Lediglich bei kleinen H chstt nern z B bei Kalotten Schlitzstrahlern Ringradiatoren u sollte diese Rauschfolgen nicht angewandt werden F r diesen Fall lautet die Einstellung Exciter MLS und Origin internal Des weiteren besteht die M glichkeit Anregungssignale als Rauschen oder Sweep mit einer gew nschten spektralen Verteilung selber zu generieren Die Vorgehensweise wird in 8 15 noch genauer erl utert 8 3 4 Referenzmessung Das Vorgehen f r eine Lautsprechermessung wird an dieser Stelle komplett beschrieben und beginnt wie immer mit einer Referenzmessung Der Lautsprecher ist daf r zun chst mit einem der Endstufenausg nge am Frontend zu verbinden Aktive Lautsprecher werden ber den symmetrischen Line Ausgang an der Frontplatte betrieben Der zugeh rige Menupunkt im AD DA Menu ist LS sensitivity Reference and more Die Darstellung auf dem Bildschirm sollte sich im Frequenzbereich als Amplitudenverlauf befinden Umschaltung mit Tastenk rzelCtrl M Die Referenzmessung ist ein grundlegendes Element des Me verfahrens von MF und mu mit allen Elementen der Me kette mit Ausnahme des Me mikrophones und des eigentlichen Me objektes hier der Lautsprecher erfolgen Sodann k nnen bei allen weiteren Messungen die Frequenzgangabweic
191. ierfunktion der Kommentarzeile wechselt man mit der Taste K Im n chsten Schritt k nnen die beiden Nahfeldmessungen addiert werden Eine Datei wird dazu geladen und die zweite by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 138 283 ber die Read Block Funktion im Edit Menu addiert Hinter diesem Vorgang verbirgt sich ein grunds tzlicher Proze bei MF mit dem zu einer geladenen Datei die auch schon mehrere Kurven enthalten kann andere Dateien hinzugef gt werden Dieses Hinzuf gen kann bedeuten da die neuen Dateien als weitere Kan le eingef gt oder aber auch mit den bereits geladenen Kan len mathematisch verkn pft also z B addiert werden Abbildung 38 und Abbildung 39 zeigen die Einzelmessungen vor Membran und Tunnel und Abbildung 40 die Summe der beiden Kurven Achtung Bei der Addition ist immer die komplexe add und nicht die add mag Funktion anzuwenden die nur die Betr ge aufaddiert Das Resultat ist sodann als Nahfeldmessung in einer neuen Datei abzuspeichern und m glichst auch mit einem entsprechenden Kommentar zu versehen Sens 1W 1m HK CC82 Nahfeld Membran 227 cm 100 90 80 70 Abbildung 38 Nahfeldmessung vor der 8 Membran by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 23 MF Me system Beispiele 139 283 Sens 1W 1m HK CC82 Nahfeld Tunnel 50 cm 6 5 dB Q all Il
192. ik reichen aber auch Folgen aus welche die Bedingung einer perfekten PAKF nur n herungsweise erf llen Zur Charakterisierung der Korrelationseigenschaften bedient man sich zweier G tema e Das erste beschreibt das Verh ltnis des Hauptmaximums zum betragsgr ten Nebenmaximum der PAKF uyv Bell _ maa s5 m Das zweite Ma der sogenannte Merit Faktor gibt das Verh ltnis der Energie im Hauptmaximum zur Energie der restlichen Werte der PAKF an P ss 0 N I 9 ss m m MF Je mehr sich das Haupt Nebenmaximumverh ltnis und der Merit Faktor dem Unendlichen n hern desto wei er ist das Spektrum der untersuchten Folge Einen umfassenden berblick ber Kreation und Anwendung der verschiedensten Korrelationssignale auch komplexwertiger oder sogar mehrdimensionaler Arrays bietet Wie lassen sich nun Korrelationssignale in der Me technik anwenden Bildet man die Kreuzkorrelation zwischen einem solchen Signal und der Antwort eines LTI Systems by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 95 283 darauf so erh lt man in guter N herung die N herung ist um so besser je idealer das verwendete Signal im Sinne einer perfekten PAKF ist die gesuchte Impulsantwort des Systems aus der sich wie gewohnt durch FFT der Frequenzgang gewinnen l t Nun ist eine Kreuzkorrelation f r bliche Me signall ngen allerdings mit erheblichem Rechenaufwa
193. ile none Alle anderen Einstellungen bleiben erhalten Zus tzlich wird eine Gl ttung Smooth yes mit folgenden Parametern eingeschaltet Smoothing of magnitude group delay both Process continous steps Method averaged added Reference S 1 kHz Bandwidth e E 3 00 octave Region cursor fixed Gegl ttet wird der Betrag des Spektrums in 1 3 Oktav bzw Terz Schritten Zu unterscheiden sind die beiden Verfahren des Mittelns averaged ber einen bestimmten Bereich oder alle Frequenzlinien innerhalb dieses Bereiches aufzuaddieren added Durch den linearen Abstand der Frequenzlinien verdoppelt sich die Dichte der Frequenzlinien bei einer Frequenzverdoppelung womit sich auch die Betragssumme der einzelnen Frequenzlinien innerhalb einer Oktave jeweils um 3 dB bzw innerhalb einer Terz um 1 dB erh ht Ein Rosa Rauschen mit einem Pegelabfall von 3 dB pro Oktave d h mit einer konstanten Leistungsdichte ber der Frequenz w rde in dieser Darstellungsform genau diesen Anstieg kompensieren und eine gerade Linie ergeben Dieses Me verfahren entspricht damit der bekannten Einme methode mit einem Rauschgenerator und einem Terz Analyser Da hier auch alle Raumeinfl sse mit in die Messung eingehen sollte nicht auf einen linearen Frequenzgang eingemessen werden Ein linear abgestimmter Lautsprecher w rde im Freifeld mit dieser Me methode nat rlich auch einen v llig geraden Verlauf erzeugen Abh ngig von der Nachhallzeit de
194. im Display Men oder ber die Tastenkombination TE Die Anzahl der Frequenzlinien zwischen den Cursorn ist unten rechts am Bildschirm unter total bins z B 8193 abzulesen Die IFFT kann anschlie end ber das Trans Men und IFFT oder direkt ber die Taste I ausgef hrt werden Die Darstellung schaltet danach automatisch in den Zeitbereich und die Impulsantwort erscheint auf dem Bildschirm Hier kann ebenfalls ber die Tastenkombination TE die Impulsantwort in ihrer gesamten L nge sichtbar gemacht werden Die Fensterung l uft hier hnlich ab wie bereits beschrieben indem die beiden Cursor am Anfang und Ende des Bereiches der gew nschten Ausblendung plaziert werden und dann die Fensterung mit Apply Window ausgef hrt wird Eine Standardfensterfunktion ist das Blackman Harris 3 Term das hier unsymmetrisch rechtsseitig eingesetzt wird Die Einstellung lauten Slope right und Range cursor by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 136 283 Impulsantwort HK CC82 d 1m im Raum gemessen und gefenstert 5 10 15 20 25 30 35 ms 21 Abbildung 36 Impulsantwort mit Fensterung nach 8 ms Sens 1W 1m HK CC82 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 22 Abbildung 37 Frequenzgang aus der gefensterten Impulsanwort by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 137 283 Nachdem der Vorgang d
195. im Gegensatz zu PA oder Studio Lautsprechern meist nicht ber Schutzschaltungen verf gen Grunds tzlich gilt da Tieftonchassis in der Regel eher mechanisch gef hrdet sind wogegen Mittel und Hocht ner prim r durch eine thermische berlastung bedroht sind Hohe Pegel im Bassbereich verlangen von den Treiber gro e Membranauslenkungen die in den Grenzbereichen f r heftigen Klirrfaktor sorgen so da der Me algorithmus automatisch abbricht F r Mittel und Hochtonsystem trifft dieses nicht immer zu Das Me system steigert daher den Pegel unter Umst nden so weit da die leichten Schwingspulen der Hocht ner die W rme nicht mehr ausreichend abf hren k nnen Zum Schutz vor zu hohen Leistung kann die maximale Ausgangsspannung begrenzt werden Im zugeh rigen Fenster unter DA and PA level range wird der Wertebereich mit seinem unteren und oberen Grenzwert in dBFS bezogen auf die maximale Ausgangsspannung des Me systems angegeben Zus tzlich gibt es eine Leistungsangabe in Watt die sich aus dem unter PA gain eingestellten Verst rkungswert der Endstufe und dem Ausgangspegel des Me systems bezogen auf eine 8 Ohm Last ergibt Die SPL Max Messung kann nur einkanalig und ohne Auto Range Funktion ausgef hrt werden Das w hrend der Messung optional einzublendende Infofenster zeigt unter Status Bereichs berschreitungen an Folgende Informationen werden angezeigt Info Fenster bei SPL Max Messungen Distortion Aktuelle Me frequenz
196. indlichkeit von 40 dB bezogen auf 1 V Pa Der Eingang ist f r das Mikrophon also auf einen sehr kleinen fullscale Wert z B 20 dBu respektive eine hohe Verst rkung zu schalten W rde nun mit dieser Einstellung auch die Referenzmessung gemacht w rde eine bersteuerung des Eingangs durch das Endstufensignal das Ergebnis verf lschen Schlie lich wird f r die Referenzmessung im Menupunkt AD DA LS Sensitivity der Endstufenausgang nur ber einen 20 dB Abschw cher auf den Eingang des Me systems durchgeschaltet Also ist zun chst f r die Referenzmessung der fullscale Wert f r den Eingang soweit zu erh hen da das Me signal vom Ausgang der Endstufe mit 10 dBu 20dB Pegel keine bersteuerung verursachen kann Die richtige Wahl f r den eingangsseitigen Fullscale Wert l ge damit bei OdBu Nach erfolgter Referenzmessung ist der Fullscale Eingangswert wieder auf die Mikrophonspannung anzupassen Geschieht dieses nicht erh lt man zwar ein Me ergebnis das aber sehr stark mit St rungen behaftet sein kann da das kleine Mikrophonsignal ohne weitere Verst rkung im Eigenrauschen des Me system untergeht Grunds tzlich wird die Verwendung der Autorange Funktion empfohlen die in wenigen Iterationsschritten die Eingangsempfindlichkeit sowohl bei der Referenzmessung als auch im normalen Messmodus optimal einstellt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Me
197. ine Ebene 3D Darstellung einer UNF Datei mit 5 Grad Aufl sung aus Ulysses Ulysses by IFB 4 kHz Oktave und 5 dB div Klirrspektrum eines 18 Lautsprechers bei 80 Hz 130 dB lm Klirrfaktorkurven eines Lautsprechers bei konstantem Eingangspegel entsprechend 95dB Im 1 kHz Maximalpegeldiagramm f r 1 und 3 THD bei einem Lautsprecher die Einbr che bei 65 Hz und 85 Hz sind Artefacte des Me raumes Referenz f r Impedanzmessung Impedanzmessung an einer kleinen Ba reflexbox Impedanzmessungen mit und ohne Zusatzmasse Thiele Small Parameter ausgedruckt ber MP PRO File Ctrl Print Taste kopiert den aktuellen Fensterinhalt St rspektrum am Ausgang eines EQ links 20 Hz bis 20 kHz unweighted Overall Level 81 5 dBu rechts 20 Hz bis 20 kHz A weighted Overall Level 83 4 dBu A Kurve und invertierte A Kurve Klirrspektrum eines EQ bei 20 dBu li und 21 dBu re Outputlevel Beispiel f r eine Raumimpulsantwort als Zeitsignal Ctrl T Raum bertragungsfunktion im Frequenzbereich Impulsantwort in der Leistungsdarstellung Ctrl E Integrierte Raumimpulsantwort Ctrl N Infofenster mit Nachhallzeiten aus der Raumimpulsantwort J Filter Setup im Frequenzbereich f r Terzfilterbank 143 144 144 147 147 147 148 153 153 154 155 156 156 167 170 170 171 187 188 189 190 193 193 198 203 204 204 205 209 210 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12
198. ines Lautsprechers l t resonierende Geh use oder sich in Partialschwingungen ergehende Membranen leicht erkennen Einbr che im Frequenzgang stellen sich hier h ufig als lang nachschwingende und versp tet einschwingende mechanische oder akustische Resonanzen heraus deren klangliche Auswirkungen deutlich schwerwiegender sein k nnen als es die Abweichungen im Frequenzgang vermuten lassen w rden Besondere Vorsicht ist hier geboten wenn der Frequenzgang durch elektrische Vorfilter korrigiert werden soll und sogar noch eine Pegelanhebung an Resonanzstellen erfolgt was in der Regel zu klanglichen Verschlechterungen f hrt Das in Abbildung 8 dargestellte Beispiel zeigt eine solche Resonanzstelle bei ca 600 Hz die im Frequenzgang als Einbruch und im Zerfallsspektrum als Resonanz auftritt An dieser Stelle sollte ein Sonderfall erw hnt werden Die h ufig bei Beschallungslautsprechern anzutreffenden Hochtontreiber mit 3 oder 4 Zoll gro en Membranen erzeugen durch die unvermeidlichen Partialschwingungen dieser Membranen bei hohen Frequenzen gerne sehr fein strukturierte Welligkeiten in Gr enordnungen von 5 10 dB die sich dann auch durch entsprechendes Nachschwingen u ern Trotz dieser augenscheinlichen Problemstellen konnten aber bei dieser Art Unebenheiten im Frequenzgang keine klanglichen Beeintr chtigung festgestellt werden soweit sie in Bereichen von 8 KHz aufw rts lagen Auch wenn die technischen M glichkeiten mit fein aufl senden
199. inkel nur jeweils 3 Stellen zur Verf gung stehen werden zu negativen Winkel 360 dazuaddiert Beispiel Die Messung mit vertikalem Winkel 30 und horizontalem Winkel von 150 tr gt den Namen V330H150 SPK Die Kommentarzeile dieser Spektren wird ebenfalls automatisch erzeugt und setzt sich aus folgenden Eintr gen zusammen Hersteller und Name des Me objektes so wie sie im Polar data setup Fenster eingetragen worden sind gefolgt vom Schriftzug Polar Resp und den Winkelangaben Ver xxx und Hor yyy Sind Hersteller und Name in der Summe mehr als 39 Zeichen lang so wird der Name entsprechend gek rzt damit in der by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 158 283 71 Zeichen umfassenden Komentarzeile noch ausreichend Platz f r die Winkelangaben verbleibt Die Spektrums Namen und Kommentarzeilen werden auch dann erzeugt wenn als Output Format Excel Ascii oder UNF GDF gew hlt wird Die Spektrumsdateien werden in diesem Fall allerdings selbstverst ndlich nicht abgespeichert Hat man sich f r die Abspeicherung von Einzel Spektren entschieden so wird man in der Regel tats chlich an den frequenzm ig hochaufgel sten FFT Spektren interessiert sein In diesem Fall sollte der Schalter Smooth hinter den ihn begleitenden Parameter verbirgt sich die Aufaddition der Spektrallinien zu Stufen konstanter relativer Bandbreite auf no gesetzt werden Die zweite Aus
200. ion Mitte bertragungsfunktionen aus Messung im oberen Teil aus dem Noise Signal grau und 20 dB tiefer aus dem Sweep schwarz Unten Impulsantworten aus IFFT Hauptmaximum 1V by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 94 283 7 4 Maximalfolgen Neben den frei komponierbaren FFT Me signalen der L nge 2 seien dies nun Rausch Sweep oder beliebige sonstige Signale mit ad quater Energieverteilung sind auch die sogenannten Korrelationssignale sehr gut f r Me zwecke geeignet Diese Signale haben eine Autokorrelationsfunktion die dem Ideal eines einzelnen Diracimpulses m glichst nahe kommt Diese Bedingung l t sich am einfachsten f r periodisch wiederholte Sequenzen erf llen die hier sowieso ausschlie lich betrachtet werden Die periodische AKF PAKF einer perfekten Folge verschwindet bis auf einen Hauptwert pro Folgenl nge berall Damit steht auch fest da alle Frequenzen des zugeh rigen diskreten Spektrums die gleiche Amplitude besitzen das Spektrum also wei ist wie sich unschwer mit dem Wiener Khintchine Theorem zeigen l t P m Ed m O So E Perfekte Folgen mit zu Me zwecken ausreichender L nge m ssen mindestens drei verschiedene Amplitudenzust nde annehmen Bin rwertige perfekte Folgen wurden jedenfalls bis auf ein Exemplar mit nur 4 Werten noch nicht entdeckt F r viele Anwendungen so auch die Me techn
201. ionen F r jeden berechneten Filtersatz wird eine gleichnamige Datei mit der Endung FCS abgespeichert die alle Einstellung im Crossover Menu f r diesen Filtersatz beinhaltet Die Einstellungen k nnen daher jederzeit ber diese FCS Datei reproduziert werden Neben den Ursprungsdaten der Lautsprecher sollte auch noch die Targetfunktion abgespeichert werden Mit einem Datensatz aus den Lautsprechermessungen der Targetfunktion und der FCS Datei ist dann die Erstellung eines Datensatzes f r den Digitalcontroller komplett dokumentiert Parameter Bedeutung Path aktueller Pfad Mash Dateimaske f r Setups Files hier FCS Name Dateiname Load Datei laden Save Datei speichern Rename Dateiname ndern Delete Datei l schen Make Dir Neues Verzeichnis anlegen Remaining freier Speicherplatz auf dem aktuellen Laufwerk Exit MF MF verlassen DOS command Wechsel auf die DOS Ebene Sort Sortierkriterium f r die Dateiliste Name Datum Gr e aufw rts abw rts Tabelle 38 Eingabefenster Setup file unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 244 283 10 2 General settings Im General Settings Menu wird die grunds tzliche Betriebsart der digitalen Frequenzweiche festgelegt Dazu geh ren z B die Abtastrate oder die Anzahl der Wege Ebenso sind hier die f r Hugo spezifisch
202. ispiele 132 283 AD DA LS sensitivity evtl erh hen Ausgangspegel am Line Ausgang Achtung Endstufe 20 dB Build imp resp Post comp Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen und weiter verarbeiten siehe auch 8 5 Pre Impulsantwort des gesamten Me strecke zur Fensterung verwenden Post Impulsantwort aus dem kompensierten Frequenzgang neu berechnen und weiter verarbeiten d h nur die Impulsantwort des Me objektes f r die Fensterung verwenden Delay shift lt Laufzeit durch die Entfernung zwischen Lautsprecher und Mikro automatisch kom pensieren siehe auch 8 5 Fenster zun chst immer abschalten und erst die Impulsantwort sichten Equalizing File Lsco14 spk Datei mit der Referenzmessung Smooth Gl ttung zun chst immer abschalten und erst den Frequenzgang begutachten Dynamic Range 50 dB ist der Standardwert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 133 283 AD DA LS sensitivity On top Abh ngig vom erwarteten Me bereich einstellen Reference and more Zu Beginn einer Me reihe ausf hren Go for it Start der Messung Tabelle 19 Einstellung im Menu AD DA LS sensitivity Sens 1W 1m HK CC82 d 1m im Raum gemessen N UN am UNN 70 60 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 19 Abbildung 34 Ergebnis einer ersten Freq
203. it direkt den minimalphasigen Anteil des Phasenverlaufes eines Lautsprechers angezeigt zu bekommen Ein Fenster sollten dann nur mit Bedacht gew hlt und gesetzt werden Insgesamt ein recht verwirrender Zusammenhang der sich kurz damit zusammenfassen l t da man meist damit richtig liegt die Einstellung Build impulse response post comp und Delay shift no zu w hlen Die Impulsantwort zeigt dann die exakte Laufzeit zwischen Lautsprecher und Mikrophon Die Laufzeit des Me system ist aber schon subtrahiert und der Frequenzgang entsprechend kompensiert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 149 283 Signalverarbeitung bei pre comp AD DA Ein Anregungssignal mit 2 1 Werten wird ber die Me strecke geschickt und wieder aufgenommen Signalverarbeitung bei post comp AD DA Ein Anregungssignal mit 2 1 oder 2 Werten wird ber die Me strecke geschickt und wieder aufgenommen FHT berechnet die Impulsantwort der gesamten Me strecke Nur bei Anregungssignalen mit 2 1 Werten FHT berechnet die Impulsantwort der gesamten Me strecke Nur bei Anregungssignalen mit 2 1 Werten Laufzeit opt Bei Lautsprechermessungen wird die Laufzeit die sich aus der Schallgeschwindigkeit und der Entfernung vom Lautsprecher zum Mikrophon ergibt bei aktivierter Delay shift Option abgezogen Laufzeit opt Bei Lautsprechermessungen wird die Laufzeit die
204. iteren Anpassungen der Eingangs und Ausgangsempfindlichkeiten geschehen unter AD fullscale bzw DA fullscale im unteren Drittel dieses Fensters F r die hier verwendete Hardware ist die h chst m gliche Eingangsspannung 109 54 V Spitzenwert das entspricht 40 dBu Die maximale Ausgangsspannung betr gt 10 954 V Spitzenwert das entspricht 20 dBu Der hier eingesetzte Crystal CS4231 AD DA Umsetzer erlaubt Abtastraten zwischen 5 5 KHz und 48 kHz Alle notwendigen Anti Aliasing Tiefpa filter befinden sich f r AD und DA Umsetzer auf dem Baustein und passen sich automatisch in ihrer Eckfrequenz der Abtastrate an Zur Erinnerung Es d rfen keine Signalanteil oberhalb der halben Abtastrate am Eingang des AD Umsetzers anliegen Ansonsten kommt es zu Me fehlern Die Standard Abtastraten sind 44 1 kHz CD Player oder auch 48 KHz DAT Recorder Unter Ber cksichtigung des Sperrbereiches der Filter bleibt bei 44 1 KHz eine obere Frequenzgrenze von ca 20 kHz und bei 48 kHz von ca 22 kHz Die Auswahl der Abtastfrequenz erfolgt im Menupunkt AD sample rate Eingestellt wird immer der n chst m gliche Wert der seitens der Taktteiler auf der Hardware m glich ist Die Anzahl der DA bits ist f r den Crystal CS4231 auf 16 Bit festgelegt und nicht einstellbar Gleiches gilt f r die Clock amp Trigger Einstellungen die von dieser Hardware f r externe Signale nicht unterst tzt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12
205. itung der gemessenen Lautsprecherfrequenzg nge bevor die Filter zur Systementzerrung und f r Frequenzweiche berechnet werden Nicht immer ist es sinnvoll jeden Einbruch oder jede berh hung im Lautsprecherfrequenzgang durch das Filter zu kompensieren auch wenn die M glichkeiten durch die hohe Aufl sung der FIR Filter im Hugo dazu vorhanden w ren Im Process speaker Menu k nnen die Frequenzgangmessungen der Lautsprecher daher vorab mit der smooth Einstellung in bekannter Form gegl ttet werden Eine zweite Bearbeitungsm glichkeit ist Cmp amp squeeze wo dir Originalmessung mit einer gegl tteten Kurve mit einstellbarer Gl ttungsbreite verglichen wird Alle Anteile die unterhalb der gegl tteten Kurve liegen werden mit dem Faktor Below smoothed und die oberhalb liegen mit dem Faktor Above smoothed gewichtet Der Faktor 1 bewirkt keine Ver nderung Durch diese Einstellungen wird es m glich berh hungen in einem Lautsprecherfrequenzgang vollst ndig zu kompensieren und Einbr che nicht oder nur geringf gig bei der Kompensation zu beachten In speziellen F llen wenn ein scharfer Einbruch z B durch Partialschwingungen der Membran verursacht wird darf dieser keinesfalls durch eine vorherige Pegelanhebung bei dieser Frequenz im Controller ausgeglichen werden Es empfiehlt sich eine Einstellung bei Cmp amp squeeze mit Width 1 3 oct und Above 1 0 sowie Below 0 3 Die me technischen Ergebnisse sehen danach weniger perfekt aus da die Einbr
206. ke Phasendrehungen deuten im Bereich der Trennfrequenzen auf Laufzeitdifferenzen der einzelnen Wege zueinander hin die abh ngig von der r umlichen Anordnung der einzelnen Wege zueinander auch von der Me position abh ngen k nnen Differenziert man die Phase nach der Frequenz so ergibt sich die Gruppenlaufzeit deren Verlauf f r das Beispielsystem in Abbildung 9 rechts dargestellt ist Dominiert wird der Verlauf hier durch den kr ftigen Anstieg zu tiefen Frequenzen der sich zwangsl ufig aus der als Hochpa filter 4 Ordnung wirkenden Tieftoneinheit in einem Bassreflexgeh use mit einer Tuningfrequenz von 36 Hz ergibt Deutlich st rker f llt dieser Anstieg bei noch h heren Filterordnungen aus wie sie z B mit elektrischen Vorfiltern bei einer Butterworth Abstimmung 6 oder gar 8 Ordnung anzutreffen ist Klare Vorteile K nnen hier geschlossene Geh use verbuchen die nur einer Hochpa funktion 2 Ordnung entsprechen Hier betr gt die Gruppenlaufzeit f r eine Eckfrequenz von 36 Hz nur 7 ms gegen ber 18 ms bei einer Abstimmung 4 Ordnung und 28 ms f r die Funktion 6 Ordnung Die im PA Sektor gelegentlich anzutreffende Abstimmung 8 Ordnung steigt hier sogar auf 42 ms an Der H reindruck so ausgepr gter Laufzeiten im Bassbereich wird oft als schleppender und nicht mehr zu Musik passender Bass bezeichnet Mittels eines DSP Systems ist es nun leicht m glich ber ein digitales FIR Filter einem Lautsprecher ein ideales Laufzeit respektive Phasenve
207. kurve ETC die sich aus dem Betrag des komplexwertigen analytischen Signals ergibt und die H llkurve der Impulsantwort darstellt Sie kann selbstverst ndlich unabh ngig vom Me verfahren stets berechnet werden wann immer die Impulsantwort vorliegt Impulsantwort und ETC eines 15 Subwoofers Impulsantwort und ETC eines 15 Subwoofers d 20 40 60 80 100 ms 20 40 60 80 100 ms Abbildung 17 Impulsantwort grau und Energy Time Curve schwarz eines 15 Bandpass Subwoofers in linearer links und logarithmischer rechts Darstellung Das analytische Signal besteht aus einem Realteil welcher die Impulsantwort h chstselbst ist und einem magin rteil der die um 90 phasenverschobene Version der by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 88 283 Impulsantwort darstellt Er l t sich durch FFT der Impulsantwort 90 Phasenverschiebung aller Spektralwerte und abschlie ende IFFT gewinnen wobei durch eine solche Manipulation des Spektrums unvermeidlich ist da der Imagin rteil des analytischen Signals nichtkausale Anteile enth lt also zu negativen Zeiten nicht verschwindet Die ETC ist deshalb mit Vorsicht zu genie en insbesondere wenn sie als zeitlicher Verlauf des Energieflusses interpretiert werden soll Aus ihr lassen sich aber Verz gerung
208. l verlassen Der tolerierbare Pegel einer Maximalfolge liegt kaum noch ber dem eines echten stochastischen Rauschsignals f r das mindestens 11 dB Headroom relativ zum RMS Pegel zu veranschlagen sind Ein Sweepsignal mit frequenzkonstanter Amplitude Crestfaktor 3 dB l t sich hingegen problemlos bis zur Vollaussteuerung einspeisen und besitzt dann immerhin einen um 5 dB h heren Energieinhalt Allerdings mu bei schmalbandigen Resonanzen des Pr flings die Amplitude eventuell doch herabgesetzt werden um bersteuerungen beim Durchschreiten der Resonanz zu vermeiden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 97 283 Ohnehin ist es nur ganz selten so da der Aussteuerungsbereich von Signalverarbeitungsstufen und Verst rkern berhaupt ausgenutzt werden kann oder mu Bei Lautsprechermessungen stellt in aller Regel die Belastbarkeit der Chassis oder der anwesenden Menschen ein streng zu berwachendes Limit dar F r diese und viele andere akustische Messungen ist zudem das wei e Amplitudenspektrum der Korrelationssignale keineswegs optimal Bei rein elektrischen Messungen liegt der St rabstand normalerweise erheblich ber dem akustischer Me aufbauten weshalb dort fast immer recht gro z gig Pegel verschenkt werden darf ohne da die Me ergebnisse durch einsetzendes Rauschen beeintr chtigt werden Der optimale Crestfaktor der ungefilterten Maximalf
209. lt auch hier da die Me entfernung mindesten das 5 fache des gr ten Abstandes der Mittelpunkte zweier Treiber auf der Frontplatte betragen sollte In der 0 Position ist die Box so auszurichten da die Mittelachse der Box auf das Me mikrophon zeigt In der Regel ist diese Richtung auch die Hauptabstrahlrichtung Hat der Lautsprecher ein zur Mittelachse unsymmetrisches Abstrahlverhalten d h die geometrische Mittelachse stimmt nicht mit der Hauptabstrahlrichtung berein wie es z B bei einigen Downfills mit Bedacht eingerichtet wurde so ist der Me aufbau trotzdem an der geometrischen Mittelachse auszurichten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 165 283 8 7 4 Fenster bei Polarmessungen F r Me aufbauten in nicht reflexionsfreier Umgebung m ssen bei einer Polarmessungen Fensterfunktionen eingesetzt werden Kleine Lautsprecher k nnen z B mit einem Stativ in 2m H he auf dem Drehteller plaziert werden Das ebenfalls auf einem Stativ in 2m H he befindliche Mikrophon wird dann in einem Abstand von 1 2 m aufgestellt Der Direktschall w rde f r eine Me entfernung von Im nach ca 2 9 ms eintreffen die Bodenreflexion hat dagegen einen Weg von 4 47 m zur ckzulegen und trifft erst nach 13ms ein In der Impulsantwort w re daher f r diesen Aufbau ein rechtsseitig unsymmetrisches Fenster zu setzten das sp testens 10 ms nach dem Direktschall alles weitere ausblen
210. lting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 49 283 3 9 Plot Im Menu Plot kann die direkte Druckerausgabe oder auch die Ausgabe in eine Grafikdatei konfiguriert und gestartet werden Es wird immer nur der aktive Ausschnitt zwischen den Cursorn gedruckt Der Menupunkt Plot Shop beinhaltet alle notwendigen Voreinstellungen die in der Standardvorgabe eine Grafik pro Datei oder Ausdruck vorsehen Im Menupunkt Plot oder mit der Taste P kann der Druck gestartet werden Zur einfachen Weiterverarbeitung mit anderen Programmen empfiehlt sich die Ausgabe in ein HPGL File by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 50 283 3 10 Macro Alle Funktion von MF k nnen in Tastaturmakros eingebunden werden so da in einfacher Weise gew nschte Funktionsabl ufe selber programmiert werden k nnen Der Makrorecorder wird mit ALTM gestartet und beendet Nach dem Abschlu der Makroaufzeichnung ist die gew nschte Funktionstaste zu dr cken die dann dieses Makro aufruft Makros k nnen auch in eigenen Dateien TM gespeichert und bearbeitet werden Macro Alt R Start recorder ALT M Startet und Beendet die Makroaufzeichnung abschlie end eine Funktionstaste ausw hlen Delete all l scht alle Makros Edit Makros editieren Files Makros abspeichern laden l schen Tabelle 10 Funktionen und Eingabefenster i
211. lung werden nun die einzelnen Frequenzspektren entsprechend ihrem Zeitversatz hintereinander abgebildet Zur der blichen Frequenzachse x Achse und Pegelachse y Achse kommt so eine dritte Achse die Zeitachse z Achse hinzu In dieser einem Wasserfall hnelnden Darstellung kann jetzt beobachtet werden wie schnell der Lautsprecher frequenzabh ngig ausschwingt Ideal w re ein m glichst schnelles und gleichm iges Ausschwingen bei allen Frequenzen Ein normaler Lautsprecher dagegen zeigt in der Regel ein eher zerkl ftetes Wasserfalldiagramm mit mehr oder weniger vielen oder langen Nachschwingern Resonanzstellen erscheinen hier als herausragenden Nachschwinger Das Beispiel in Abbildung 52 zeigt das Zerfallsspektrum zum Frequenzgang des Lautsprechers in Abbildung 51 Sehr sch n ist hier zu erkennen wie einzelne berh hungen im Frequenzgang z B bei 600 und 800 Hz ihre Ursache in nachschwingenden Resonanzen haben F r die tiefen Frequenzen ist der Anstieg der Laufzeit durch das Hochpa verhalten des Lautsprechers gut zu erkennen der nicht mit einer Resonanz verwechselt werden darf Ein Blick auf das Zerfallsspektrum eines Lautsprechers sollte daher nie vers umt werden Leider steht dem aber zuerst noch ein Wechsel in das Programm Maxils im Wege Maxils erwartet zur Berechnung eines Zerfallsspektrums eine Zeitsignal Datei mit der Impulsantwort des Lautsprechers Die Datei mu im ITA Format mit Header und 2 Byte langen Werten geschr
212. m Macro Menu Alt R by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 51 283 3 11 Utility Im Utility Menu AltU k nnen einige Einstellungen f r MF z B die Grafikaufl sung Tastaturrate oder Mausempfindlichkeit eingestellt und die Speicher und CPU Werte abgelesen werden Utility Alt U PCK File Menu Pick File Verwaltung More files Standardname f r Pickfile Autosave f r Pickfile Autoview des Dateiheaders im File Menu Dialogue manners Stumme Nachrichten Seriousness level Graphics Bildschirmaufl sung 640x350 bis 1024x768 Keyboard amp mouse Tastaturrate und Mausempfindlichkeit Memory amp CPU Speicheraufteilung und Prozessortyp keine Einstellm glichkeit dient nur zur Kontrolle Computation times Zeitdauer f r die letzte FFT oder FHT keine Einstellm glichkeit dient nur zur Kontrolle Delay Delayzeiten zwischen zwei Messungen Sound Ausgabe von Audio Files Notification Textausgabe RS232 cmd RS 232 Konfiguration und Ausgabe Tabelle 11 Funktionen und Eingabefenster im Utility Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 52 283 3 12 Help Hier findet sich ein ausf hrlicher Hilfetext zu MF der aber nicht ganz auf dem neuesten Stand der Dinge ist Die Grundlagen der Signalbearbeitung
213. ma en gut m glich Selbstverst ndlich sind auch andere Eckfrequenzen und Anhebungen geeignet Die Frequenz die das Signal in zwei B nder gleichen Energieinhaltes aufteilt liegt bei diesem Beispiel mit 4 7 KHz immer noch recht hoch by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 103 283 Erdmug1 3 Auschnitt Erdnup1 3 A 0 d 0 5 f 20 40 60 80 100 140 ms 19 20 21 22 23 ms Imp resp Erdnug13 Spektrum Erdmup13 m dB 20 50 10 D O 50 10 100 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5ms 20 oo 0 1 1 EIS Abbildung 23 Zeitsignal Impulsantwort und Spektrum einer f r Lautsprechermessungen geeigneten gefilterten Maximalfolge des Grades 13 Crest 7 6 dB Die Amplitude der Impulsantwort ist zur Verdeutlichung vergr ert dargestellt die Amplitude des ersten Wertes am linken Rand betr gt 1V Nicht nur der Amplitudenfrequenzgang des Stimulus l t sich auf diese Weise ma geschneidert den Me bedingungen anpassen Durch geschickte Wahl der Phasen bzw Laufzeiten lassen sich beispielsweise auch vorgefilterte Maximalfolgen generieren die nach dem Durchlaufen einer akustischen Me strecke und anschlie ender FHT eine
214. malen Betriebsumst nden aufgetreten ist Die Beurteilung eines Garantieanspruchs wird nach unserer Untersuchung anerkannt sofern das Ger t frachtfrei und in der Originalverpackung zugesandt wurde Von Gew hrleistung und Garantie ausgeschlossen sind Fehler die durch unsachgem e elektrische oder mechanische Handhabung Transportsch den oder Unf lle entstanden sind Der Anspruch auf Garantie oder Gew hrleistung erlischt weiterhin nach jeder Form von Reparaturversuchen oder nach Entfernen der Seriennummer am Ger t Warnung Me ger te und Me aufbauten entsprechen Laborbedingungen und sind mit u erster Sorgfalt zu handhaben Der Anschlu und die Bedienung dieser Ger te verlangt auf jeden Fall ausgiebige Fachkenntnisse im Umgang mit Audioger ten und elektrischer Me technik Me ger te Audioger te und Lautsprecher k nnen bei falscher Handhabung zu schwerwiegenden materiellen und k rperlichen Sch den f hren Auf eine ordnungsgem e Erdung des Me aufbaues ist stets mit u erster Sorgfalt zu achten An nicht geerdeten Stromnetzen darf das Me system nicht betrieben werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 11 283 Verpackunsgsinhalt Die Standardverkaufsverpackung des ITADDA enth lt e St ck ITADDA 16 Bit 2 Channel ISA PC Karte e St ck ITADDA Frontend mit Vorverst rker und Endstufen e Verbindungskabel Sub D 15 polig vom Frontend zur PC
215. meines Die Startdateien des Rechners AUTOEXEC BAT und CONFIG SYS sind ein wenig zu modifizieren bevor es losgehen kann In der CONFIG SYS ist der EMM Treiber v llig zu deaktivieren Praktische ist hier die Eintragung DEVICE C DOS EMM386 EXE so da beim Start des PCs abgefragt wird ob der Treiber geladen werden soll oder nicht Diese ist dann mit N nein zu beantworten In der AUTOEXEC BAT ist nichts weiter zu tun als in der PATH Anweisung den Pfad einzutragen wo die Me programme installiert sind z B PATH C DOS C WINDOWS C MESS Der freie DOS Speicher sollte mindestens 450K f r MF und 500K f r MFX betragen Kommt beim Aufruf des Messprogrammes MF bzw MFX die Fehlermeldung Oh Lord more memory please kann der vorhandene Speicher mit dem DOS Befehl MEM Je p abgefragt werden Man erh lt so auch direkt einen berblick welche Programme den Speicher belegen Die beiden Programme MF und MFX unterscheiden sich nur durch die zus tzlichen Option f r FIR Filter Berechnungen im MFX MF ist daher nat rlich weniger umfangreich und erreicht weniger schnell das Speicherlimit im unteren 640 kByte DOS Bereich Nach diesen Vorbereitungen kann der Pfad MESS angelegt und die Dateien MESS SYS ZIP und PKUNZIP EXE von der Diskette hierhin kopiert werden Der anschlie ende Aufruf PKUNZIP MESS SYS ZIP entpackt alle notwendigen Dateien in diesem Verzeichnis Werden bei der sp teren Anwendung der Messprogramme gewichtete Rauschfolgen oder bes
216. mmt wird diese Resonanz durch die bewegte dynamische Masse aus Membran Spule Teilen der Aufh ngung sowie durch die mitbewegte Mediummasse der Luft Die Feder f r das nicht eingebaute Chassis wird prim r durch die Zentrierspinne des Lautsprechers bestimmt Um die einzelnen Gr en der bewegten Masse und der Nachgiebigkeit bestimmen zu k nnen bedarf es einer zweiten Messung bei der eine dieser Gr en um einen bekannten Wert ver ndert wird Hier gibt zwei M glichkeiten Durch den Einbau in ein geschlossenes Geh use mit einem bekannten Volumen kann die Federsteife durch die Luftfeder erh ht werden Die Resonanzfrequenz bei der Impedanzmessung des im Geh use eingebauten Chassis steigt in diesem Fall Die zweite und einfachere Variante besteht darin die bewegte Masse durch eine Zusatzmasse bekannten Gewichtes zu vergr ern Die zweite Impedanzmessung mit Zusatzmasse weist dann eine niedrigere Resonanzfrequenz auf Dieses Verfahren wird von MF unterst tzt so da zwei Impedanzmessung des Chassis im nicht eingebauten Zustand mit und ohne Zusatzmasse gemacht werden m ssen Das Gewicht der Zusatzmasse sollte sich in der Gr enordnung der bewegten Masse des Lautsprechers bewegen Bew hrt hat sich einfache Knetmasse die sich leicht formen l t eine gute Verbindung zur Membran bekommt und auch r ckstandsfrei wieder zu beseitigen ist Zu einer langen Rolle geformt wird die Knetmasse am g nstigsten in der Falz an der Membran um die Staubschu
217. n Multi Sinus Signal womit wohl zum Ausdruck gebracht werden soll da das periodische Me signal sich aus einer definierten Anzahl von Sinusschwingungen kontrolliertter Amplitude und Phase zusammensetzt Selbstverst ndlich gilt dies aber f r jedes beliebige periodische Signal nat rlich auch f r die hier vorgestellten Maximalfolgen zu denen die Multi Sinus Signale gerne in Kontrast gesetzt werden Vorteilhaft f r die Verwirklichung eines Me systems ist aber da die simple FFT des Ausgangssignals eines zu untersuchenden Systems gefolgt von der Division durch das Anregungsspektrum zur Ermittlung der bertragungsfunktion ausreicht Daraus l t sich per IFFT die Impulsantwort gewinnen in der bei Bedarf der bei akustischen Messungen fast immer gegeben ist St rungen und Reflexionen ausgefenstert werden k nnen Die so bereinigte Impulsantwort kann dann per FFT wieder in den Frequenzbereich berf hrt werden womit die Anzahl der n tigen Transformationen f r einen vollst ndigen Me durchlauf auf drei ansteigt Der Rechenzeitbedarf ist damit in etwa doppelt so hoch wie beim vorgestellten Maximalfolgen Me verfahren was aber angesichts der mittlerweile verf gbaren Rechenleistung aktueller Computermodelle nur noch eine untergeordnete Rolle spielt F r neu zu entwickelnde Me systeme hat der Einsatz von Maximalfolgen daher stark an Attraktivit t eingeb t by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 9
218. n Ebenso ist bei Beschallungslautsprechern unter dem Aspekt der R ckkopplungsproblematik auf seitliche Nebenmaxima zu achten H ufig bilden sich Nebenmaxima in der vertikalen Ebene eines Lautsprechers aus wie es auch in Abbildung 13 unten bei ca 500 Hz zu erkennen ist Wird ein solches System als Zentrallautsprecher ber einer B hne und damit ber den Mikrophonen angebracht so tritt unvermeidlich ein verst rktes R ckkopplungsproblem in diesem Frequenzbereich auf Weniger kritisch verh lt es sich dagegen wenn der Lautsprecher ausschlie lich als Einzel system wie es z B bei einer Studio Abh re der Fall ist betrieben wird Typische by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 75 283 Lautsprecher mit Konus und Kalottensystemen weisen hier der Anzahl ihrer Wege entsprechend Sprungstellen in den Isobarenkurven auf die in ihrer charakteristischen Form einem Tannenbaum hneln Unter der hypothetischen Annahme da sich der H rer immer in der N he der Mittelachse eines Lautsprechers befindet und die Umgebung weitgehend reflexionsfrei w re k nnte sogar behauptet werden da alles was der Lautsprecher au erhalb seiner Mittelachse abstrahlt von untergeordneter Bedeutung ist Sobald allerdings ein umgebender Raum angeregt wird kommen ber Reflexionen bzw Nachhall wieder alle Anteile die ein Lautsprecher rundum abstrahlt mit ins Spiel Abh ngig vom
219. n Der zentrale Problempunkt bei der Messung mit Lautsprecher ist das Richtverhalten Jegliche Art eines Lautsprechers ist leider weit vom Ideal einer Punktschallquelle entfernt Einige speziell f r diesen Zweck konstruierte Dodecaeder Lautsprecher erreichen bestenfalls bis zur 2 kHz Oktave noch ein mehr oder weniger kugelf rmiges Abstrahlverhalten dar ber hinaus beginnen auch diese Systeme eine Vielzahl von Richtkeulen abzustrahlen die zu unterschiedlichen Anregungen des Raumes in verschiedenen Richtungen f hren Sehr kleine Dodecaeder sto en dann bei ihrer Pegelfestigkeit f r tiefere Frequenzen sehr schnell an ihre Grenzen Der zur Zeit beste Kompromi d rfte es daher sein mit 2 3 unterschiedlichen gro en Dodecaedern getrennte Messungen f r den tief mittel und hochfrequenten Bereich zu machen womit es dann m glich sein sollte den Bereich von der 125 Hz bis zur 4 kHz Oktave abzudecken Meist wird jedoch auf ganz normale Lautsprecher zugegriffen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 202 283 werden m ssen wobei man dann die Ergebnisse entsprechend kritisch begutachten und m glichst eine ganze Reihe von Messungen mit verschiedenen Ausrichtungen des Lautsprechers machen sollte Das verwendete Mikrophon sollte nat rlich auch eine Kugelcharakteristik aufweisen 8 13 2 Me menu Die eigentliche Messung der Impulsantwort mit MF kann in bekannter Form mit einer Fr
220. n Programmen Dateien in einer bersicht darstellen Namen ndern l schen und zur schnellen bersicht die Kommentarzeile der Dateien ansehen Ebenso kann von hier der Datei Header eingesehen und ge ndert werden F r den Import fremder Me daten steht ein Import und Exportfilter f r MLSSA FRQ Files im Frequenzbereich und ein frei definierbares Importfilter zur Verf gung Im Zeitbereich k nnen MLSSA TIM Files und unter Windows bliche WAV und VOC Files gelesen und geschrieben werden MF Zeitsignale und Frequenzspektren k nnen mehrere Kan le enthalten so da z B ein Stereo aufgezeichnetes Zeitsignal in zwei Kan len vorliegt Die maximale Kanalzahl ist 31 wobei die Numerierung bei Null ChO beginnt und bei Ch30 endet Wird eine mehrkanalige Datei ber das Dateimen eingelesen oder gespeichert so werden immer s mtliche Kan le in vollem Umfang mit allen Samples bzw Frequenzen geladen bzw gespeichert Sollen nur Teilbereiche aus einer Datei gelesen oder in eine Datei geschrieben werden so sind die Funktionen Read Block oder Write Block im Edit Menu zu verwenden Im Normalfall sollte das Speichern neuer Messungen immer ber das Dateimen erfolgen so da immer die komplette Messung in der Datei gesichert ist Nach erfolgter Messung kann mit der Taste K zun chst ein kurzer Text in die Kommentarzeile geschrieben werden so da man sich auch zu sp teren Zeiten noch an die Messung erinnert und dann mit der Tastenkombination AltD
221. n V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 225 283 8 14 Schalldruckpegel messen Messungen des Schalldruckpegels k nnen mit MF mit oder ohne eigenes Anregungssignal durchgef hrt werden Die Signaldarstellung erfolgt im Zeit oder Frequenzbereich und wird von einem Infofenster mit einigen statistischen Werten ber das Signal erg nzt M chte man lediglich feststellen welchen zeitlichen Verlauf bzw welche spektrale Verteilung das Signal hat dann wird die Funktion AD only im Zeit und Frequenzbereich oder SPL nur im Frequenzbereich aus dem AD DA Menu verwendet Soll zus tzlich ein Anregungssignal z B ein rosa Rauschen ausgesandt werden dann ist die Funktion AD amp DA simultanously im Zeit und Frequenzbereich zu verwenden Das Anregungssignal mu als Zeitsignal mit 2 Werten in einer entsprechenden Datei DAT abgelegt sein Wie 2 Zeitsignal mit der gew nschten Frequenzgewichtung erzeugt werden wird Kap 8 15 ausf hrlich behandelt F r eine richtige Anzeige des Schalldruckpegels mu bei den Funktionen AD only und AD amp DA simultanously der Bezugswert f r 0 dB aus der Mikrophonempfindlichkeit und dem Wert von 20uPa f r einen Schalldruckpegel von OdB errechnet werden Betr gt z B die Mikrophonempfindlichkeit 15 mV Pa dann errechnet sich der einzustellende dB reference Wert zu 20 10 Pa 15mV Pa 300 10 V 300 nV Dieser dB reference Wert kann nur bei Darstellung im Frequenzbereich eingestellt wer
222. n der Studio oder Beschallungstechnik zu finden sind durch ein Ansprechen der Schutzschaltung der Pegel kr ftig reduziert wird In der Tat ist es so da konservativ eingestellte Limiter bei Sinusbursts dieser L nge schon ansprechen m ssen obwohl sie bei normalem Programmaterial erst bei drastischen bersteuerungen greifen w rden In solchen F llen kann die Me dauer und FFT L nge nur f r den Hochtonbereich hinreichend weit verk rzt werden ohne da die Aufl sung zu gering wird Eine weitere Problemstelle bei dieser Art Messung sind Reflexionen die durch Interferenzen zu erheblichen Me fehlern f hren k nnen Durch die Messung mit Sinussignalen in vorgegebenen Frequenzabst nden typisch 1 6 1 12 Oktave ist auch eine weitere Mittelung ber mehrere Werte nicht zu empfehlen Es sollte daher dringend auf eine v llig reflexionsfreie Umgebung geachtete werden In Abbildung 12 links sind solche Problemstellen bei 65 Hz und 85 Hz zu erkennen die durch die nicht mehr reflexionsfreien W nde des Me raumes unterhalb von 100 Hz entstehen In gewissen Grenzen lassen sich solche Problemstellen durch eine zweite Me reihe mit geringerem Me abstand reduzieren Beide Me reihen k nnen sp ter kombiniert werden wobei die Messung in gr erer Entfernung als Pegelbezug dient F r Studiolautsprecher hat sich die Darstellung des Klirrfaktors bei konstanter Eingangsspannung Abbildung 12 rechts als gutes Kriterium herausgestellt Je nach der ange
223. n der entsprechenden Nennimpedanz bewirkt F r einen 8 Ohm Lautsprecher w re der ad quate Wert die Sensitivity bei 2 83V sin Im Entfernung In welcher Entfernung sich Lautsprecher und Mikrophon bei der Messung mit MF zueinander befinden und mit welcher Ausgangsspannung gemessen wird kann beliebig gew hlt werden da das Programm immer auf den entsprechenden 1W Im Wert zur ck rechnet Selbstverst ndlich m ssen hierzu die Angaben der Nennimpedanz und der Me distanz richtig eingestellt sein Kleine Nahfeldmonitore k nnen problemlos in einer Distanz von lm gemessen werden Gr ere Lautsprecher erfordern aber auch entsprechend gr ere Me entfernungen da ansonsten die Abst nde der auf der Frontplatte angeordneten einzelnen Treiber nicht mehr hinreichend klein gegen ber der Me entfernung sind Als Faustformel gilt da die Me entfernung mindesten das 5 fache des gr ten Abstandes der Mittelpunkte zweier Treiber auf der Frontplatte betragen sollte Abh ngig von der Lautsprecheranordnung k nnen unterschiedliche Me positionen zu mehr oder weniger heftigen Interferenzeffekten in den bernahmebereichen zwischen den einzelnen Wegen f hren Als g nstig haben sich hier Positionen auf Achse des Hocht ners oder auf der Mittelachse zwischen Hoch und Mittelt ner bzw Hoch und Tieft ner erwiesen Befindet sich die Me position zu weit au erhalb der Mittelachse des Hocht ners kann es zu Pegelabf llen bei den h chsten Frequenzen kommen Insg
224. n eine Bewertungsfunktion gew hlt werden wobei die A Bewertung und eine sinc x Funktion direkt angew hlt werden k nnen Andere Filterfunktionen k nnen als Datei geladen file oder mit J Filter erstellt werden Sobald die Option J Filter f r das Bewertungsfilter gew hlt ist kann direkt aus dem SPL Fenster in ein J Filter Fenster gesprungen und dort die Filterfunktion eingestellt werden Ein Gl ttung sollte zun chst nicht eingeschaltet werden smooth no da ansonsten schmalbandige Peaks im Frequenzspektrum verschleiert werden k nnten Mit dem zus tzlichen Infofenster Info window yes kann w hrend der Messung ein sich st ndig aktualisierendes Fenster mit der Spektrumsstatistik eingeblendet werden Der ausgewertet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 235 283 Frequenzbereich wird oben angezeigt und kann vorab unter Spectral statistics im Info Menu eingestellt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 236 283 8 15 Testsignale generieren Die Integration eines DA Wandlers in ein Me system bietet die wichtige M glichkeit Me signale per Software zu synthetisieren bzw als Datei abzurufen Dadurch wird der zweite FFT Kanal obsolet da das Anregungssignal deterministisch ist und sein Spektrum somit nur einmal berechnet zu werden braucht Bei periodischer Wiederholung ist es diskret w
225. n ermittelt werden T5 von 5 bis lOdB T40 von 5 bis 45 dB Zur Steigungsberechnung wird eine lineare Regression innerhalb der integrierten Impulsantwort durchgef hrt Diese legt ein Geradenst ck so in das interessierende Intervall da die Summe der quadratischen Abweichungen minimal ist Der unterhalb der Grafik rechts angezeigte Wert der Nachhallzeit bezieht sich auf den Abfall der by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 209 283 Nachhallkurve zwischen beiden Cursorn Die Nachhallzeit wird aus der Steigung der Geraden ermittelt die durch einfaches Verbinden der beiden Schnittpunkte zwischen Cursor und integrierter Impulsantwort entsteht F r die Beispielmessung zeigt das Infofenster folgende Werte IMP RAUM DAT Integrated impulse response EE ch 0 EDT 1438 T5 1 62 s T10 1 79 s T20 1 66 s T30 1 5 s Abbildung 72 Infofenster mit Nachhallzeiten aus der Raumimpulsantwort Eine Zeitsignaldatei kann auch mehrere Impulsantworten enthalten deren raumakustische Parameter dann unter den einzelnen Kan len Ch angezeigt werden So bietet es sich z B an in ChO die original Impulsantwort abzulegen und in den weiteren Kan len die mit entsprechenden Frequenzbandfiltern bearbeiteten 8 13 7 Terz und Oktavfilter Bisher wurden die Raumimpulsantworten und raumakustischen Parameter breitbandig f r den gesamten H rbereich betrachtet Manchmal kann
226. n mit unsymmetrischen Ein bzw Ausg ngen m ssen XLR Chinch oder XLR Banane Adapter mit einer internen Verbindung der XLR Pins 1 und 3 f r die Ein und Ausg nge verwendet werden Zun chst sollte man sich aber ber die Verst rkungswerte des Me objektes und ber die maximalen Ein und Ausgangspegel Klarheit verschaffen Die folgende Tabelle gibt hier eine kurze bersicht f r einige Beispielger te Die Eingangsempfindlichkeit ist in einem extrem weiten Bereich von 40 dBu bis 40 dBu einstellbar womit nahezu alle Anwendungsf lle abzudecken sind by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 114 283 Lediglich sehr leistungsstarke Endstufe liefern Ausgangspegel von mehr als 40 dBu F r diesen Fall empfiehlt sich ein externes D mpfungskabel mit 20 oder 40 dB D mpfung Tip EQs und hnliche Ger te eignen sich besonders gut den Umgang mit dem Me system zu erlernen da hier keine akustischen Artefakte ihr Unwesen treiben und weitergehende Sch den bei Fehlbedienung sehr unwahrscheinlich sein d rften Welches der Me men s im Hauptmen AD DA f r welche Messungen geeignet ist zeigt in einer bersicht Tabelle 9 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 115 283 MF Me system Beispiele 8 2 Frequenzgangmessung an Verst rkern EQ s Zum Beginn einer Me reihe ist eine Referenzmessung zu machen die keine exter
227. nd verbunden wenn sie diskret im Zeitbereich ausgef hrt werden soll Zum Gl ck gibt es aber eine Klasse pseudostochastischer bin rwertiger Signale mit g nstigen Autokorrelationseigenschaften die sich sehr einfach erzeugen lassen und f r die ein hocheffizienter Kreuzkorrelationsalgorithmus existiert die prominenten Maximalfolgen MLS Maximalfolgen lassen sich durch Schieberegister von denen zwei bis vier bestimmte Stufen ber ein XOR Gatter an den Eingang zur ckgef hrt werden generieren Dies ist sowohl mit simpler Hardware als auch durch kompakte Softwareroutinen m glich Die Anzapfungen des Schieberegisters f r die XOR gekoppelte R ckf hrung auf den Eingang lassen sich nun anhand der eigentlich zu unrecht verunglimpften primitiven Polynome so w hlen da s mtliche m glichen Zust nde des Schieberegisters mit Ausnahme von alles 0 zirkuliert kein einziges gesetztes Bit mehr im Register so ist sein Innenleben erloschen durchlaufen werden ehe man wieder am Ausgangszustand angelangt Dieser Eigenschaft verdanken die Maximalfolgen ihren Namen Sie besitzen bei gegebener Anzahl von Schieberegisterstufen die maximal m gliche Periodenl nge Mit einem n stufigen Register lassen sich 2 verschiedene Zahlen darstellen Zieht man die verbotene 0 ab so gelangt man zur maximalfolgentypischen L nge von 2 1 Werten Die Maximalfolge setzt sich nun aber nicht aus den vollst ndigen Registerzust nden zusammen sondern
228. nden Endstufe l t sich die dem Lautsprecher zugef hrte Leistung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 179 283 errechnen Die untere Grenzfrequenz sollte dem Lautsprecher angepa t sein und bei Bassreflexsystemen nicht weiter als eine halbe Oktave unterhalb der Tuningfrequenz liegen Besondere Vorsicht ist bei Einzelmessungen von Mittel und Hochtonwegen geboten Auch hier sollte der Me bereich nicht merklich unterhalb der Resonanzfrequenz beginnen Die obere Grenzfrequenz limitiert sich durch die Abtastrate des Me systems auf ca 11 kHz F r h here Frequenzen befinden sich s mtliche als Verzerrungen me baren Oberwellen oberhalb der halben Abtastrate und nat rlich auch des H rbereiches und k nnen somit weder geh rt noch durch dieses Me system erfa t werden F r eine hinreichende Aufl sung hat sich ein Abstand zwischen den Me frequenzen von 1 6 Oktave bew hrt Eine sinnvolle Verwendung dieser Darstellung K nnte es sein eine Klirrfaktorkurve ber der Frequenz bei einer Konstanten Klemmenspannung an einer Box zu bestimmen die einem bestimmten Schalldruck z B 95 dB in Im Entfernung entspricht Ein kleines Rechenbeispiel verdeutlicht diesen Zusammenhang Ein passiver Nahfeldmonitor hat im Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 10 kHz eine mittlere Empfindlichkeit von 89 dB 1W 1m Ein typischer Arbeitspegel f r diese Box w re 95 dB in einer Entfernung von Im De
229. ne Verschaltung erfordert Lediglich die Eingangsempfindlichkeit und der Ausgangspegel am Me system m ssen laut Tabelle 14 angepa t werden Alle weiteren Einstellungen erfolgen im Menupunkt AD DA Frequency Response nach Tabelle 15 Equalizer Endstufe Mikroverst rker Typ Eingangspegel 0 20 dBu 0 14 dBu 60 0 dBu Typ Ausgangspegel 20 dBu 20 46 dBu 20 dBu Typ Verst rkungen 0 dB 20 40 dB 0 60 dB Ausgangspegel am Me system Level im Me menu auf 10 dB fs 10 dBu 10 dBu 30 dBu Eingangsempfindl am Me system AD fullscale 20 dBu oder Autorange 40 dBu oder Autorange bei Pegeln ber 40 dBu mu ein externes D mpfungs kabel eingesetzt werden 10 dBu oder Autorange Ausgangspegel am Me system bei der Referenzmessung 6 dBu Eingangsempfindl am Me system bei der Referenzmessung AD fullscale Tabelle 14 0 dBu oder Autorange 0 dBu oder Autorange EQs Endstufen und Vorverst rkern 0 dBu oder Autorange Beispieleinstellungen f r Frequenzgangmessungem an by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 116 283 AD DA Frequency Response Einzelmessung oder Dauerbetrieb Grad der Maximalfolge Aufl sung im Frequenzbereich Abtastrate 2 Z B 48 kHz 2 2 93 Hz Pre sends Vorab ausgesendete Anzahl Maximalfolgen
230. neller Aufl sung von 16 bit bei einer Abtastrate von 5 5 bis 48 kHz Das zugeh riger Frontend ist ebenfalls komplett zweikanalig aufgebaut und verf gt ber Line Ein und Ausg nge sowie zwei Me endstufen und zwei Mikrophonvorverst rker mit 48 V Phantomspeisung Max Ausgangspegel am sym Line Ausgang 20 dBu gt 600 Ohm Max Ausgangspegel am Endstufenausgang 23 dBu gt 4 Ohm Eingangsempfindlichkeit in dBu schaltbar 40 20 0 20 40 dBu Eingangsempfindlichkeit in V ef 7 15 mV 77 5 mV 775 mV 7 75 V 77 5 V Eingangsimpedanz 5 kOhm St rabstand bei 20 40 dBu fs typ 75 dB Klirrfaktor bei 14 dBu 20 20k typ 80 dB 0 01 Phantomspeisung 48 V schaltbar auf beiden Eing ngen MT SER TS ZEN EIFEL LEE LENT Meurer A FINE LEN ED FRA EEE EEE LEN EIERN LEINEN FEN N a 40 Abbildung 93 Phasengang und Frequenzgang ohne Kompensation by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Technische Daten des Me system mit ITADDA 16 241 283 H CH E ei BE D SR Beleeg I E E E E E Id Bl E E E R m E E S a mm N je AD Signal Noise fs 40 dBu Gesamtpegel 114 dBu 74 Abbildung 94 St rspektrum am Eingang bei 40 dBu Eingangsempfindlichkeit THD f 14 dBu 0 05 0 2 0 5 1 2 kHz 75 Abbildung 95 Klirrfaktor ber der Frequenz bei gleichzeitigem AD DA Betrieb mit 14
231. ng mit dem Line Eingang des Me frontends ber einen geeigneten Adapter zu verbinden Im Fenster der Referenzmessung ist dabei auf externe Referenz zu schalten Interne Referenz bedeutet hier da die im Frontend eingebaute Endstufe verwendet wird und deren Ausgang f r die Referenzmessung auf den Messeingang geschaltet ist by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 64 283 6 Messungen an Lautsprechern Welche me technischen Verfahren und Eckwerte einen Lautsprecher sinnvoll charakterisieren und einen m glichst guten R ckschlu auf seine klanglichen Eigenschaften zulassen stellt heute immer noch einen Streitpunkt unter Anwendern und Entwicklern dar Neben der landl ufigen Meinung da die Qualit ten eines Lautsprechers nicht me bar sind sondern nur ber den H reindruck zu erfahren gibt es verschiedene Fraktion die der einen oder anderen Me methode entscheidende Bedeutung beimessen An dieser Stelle sei nur das Thema Sprungantwort eines Lautsprechers genannt das wie kein anderes die Meinungen polarisiert Die eine Seite erkennt aus der Sprungantwort nahezu alles ber den Lautsprecher w hrend von der anderen Seite der Sprungantwort als me technische Aussage keine Bedeutung beigemessen wird In den folgenden Abs tzen soll daher eine kurze bersicht ber die m glichen Messungen an Lautsprechern gegeben und auf einige Besonderheiten hingewiesen we
232. ng und die ersten 4096 Werte der Impulsantwort des Lautsprechers dessen Zerfallsspektrum berechnet werden soll Das Maximum der Impulsantwort liegt ca 2 5 ms nach dem Beginn des Zeitsignales womit nicht die Gefahr besteht da es durch die Fensterfunktion schon im ersten Spektrum beschnitten wird Die Standardeinstellung von Maxils setzt die Fensterl nge auf 2048 Werte und den Fensterbereich auf 10 bzw den Durchla bereich symmetrisch auf 90 F r das erste Fenster beginnt der Durchla bereich somit nach 2 322 ms bzw nach 103 Abtastwerten Wie sich das Fenster von der Start bis zur Endposition ber die Impulsantwort bewegt zeigt Abbildung 53 f r die Standardeinstellung mit 10 Fensterbereich 2048 Werte Fensterl nge und einem Zoomfaktor von 1 F r die Darstellung in Abbildung 52 wurde ein Zoomfaktor von 5 f r die Zeitachse gew hlt Der Offset f r das Zerfallsspektrum in Abbildung 52 betr gt 0 wie an der bei Oms beginnenden Zeitachse zu erkennen ist Die untere und obere Grenzfrequenz der Frequenzachse liegen bei 20 Hz bzw 20 kHz Die Pegelskala umfa t 30 dB Bei der Anwendung von Maxils ist zu beachten da der zugeh rige Grafiktreiber VGA16 BGI oder EGAVGA BGI sich in dem unter Pfad BGI im Datei Men eingestellten Verzeichnis befindet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 155 283 8 7 Polarmessungen an Lautsprechern Polarmessungen erfassen das Ab
233. ngen als sehr st rend auswirken Der Aussteuerungsbalken sollte daher nach einer Referenzmessung immer kurz in Augenschein genommen werden Abbildung 33 zeigt ein Beispiel mit richtig und falsch ausgesteuerten Referenzmessungen Tip Die Phantomspeisung ist bei der Referenzmessung abzuschalten Auch bei der Referenzmessung bietet die Autorange Funktion einen sicheren Schutz gegen falsche Aussteurung F r alle folgenden Beispiele gelten die Einstellungen aus Tabelle 13 f r das Hardware Setup Nach Bedarf kann noch die Abtastrate eingestellt werden typisch 44 1 kHz und der oder die Eingangskan le ausgew hlt werden Die sehr wichtige Einstellung der Ein und Ausgangspegel h ngt nat rlich stark vom Me objekt ab und kann nicht pauschal beantwortet werden Grunds tzlich empfiehlt es sich die Autorange Option einzuschalten womit sich die Eingangsempfindlichkeit automatisch anpa t Der Ausgangspegel wird von der Autorange Funktion nicht beeinflu t Grunds tzlich gilt da die Eingangsempfindlichkeit nur unter AD DA Basic Settings bei AD fullscale einzustellen ist Aus den jeweiligen Me men s unter AD DA kann in praktischer Weise mit der Taste zu AD DA Basic Settings gewechselt werden um die Einstellung zu ndern Danach springt man mit der Taste schnell in das vorherige Me men zur ck Der Ausgangspegel kann im jeweiligen Me men mit Level bezogen auf den Fullscale Wert des Ausgangs eingestellt werden Dieser findet s
234. nis 4 283 E EE EE EG 125 8 3 3 Pegel betracht vun Ee Ee 128 8 3 0 HEauisprechermessung ill deiere iere dee 130 8 4 Impuls und Sprungantworten messen uessssssessesssessesnnessesnnsnsesnnensesnnessesnnenane 142 8 5 Die Optionen Pre und Post comp und Delay shift f r Impulsantworten 145 8 6 Zerfallsspektren erstellen 0 eosesseoses0sensonnsennunnnennunnsennunnsennunnsennunnsennusnsennee 150 E E 151 8 7 Polarmessungen an Lautsprechern sssssssssssssssssesssssnsssnsnessnsssssssssensnessnennne 155 8 7 1 Varianten und Ablauf einer Polarmessung sseeesssssseesssessesseseeseeseseesessesee 157 SI IE E Re 159 8 7 3 Das Me menu Polar Response unse 160 8 74 Benster bei Polar nessungen EE 165 8 13 Merarbeituns Mit EXCEL TEE 165 8 8 UNF und GDF Daten messen und auswerten ssssssssnssnsnnsnssnsnssnsnnsnssnsnnsnnne 167 8 9 Maximalpegel und Klirrfaktormessungen an Lautsprechern ccressrcreee 168 8 10 Impedanzmessungen und Thiele Small Parameter orscssssossossssnssnsnnsnnne 183 8 11 St rabstand S N und St rspektren messen scssssssessesonessesnnensesnnensssnnensesnnenane 192 8 12 Messungen an Endstufen s0seosesssensennsensennnennennsennunnnennunnsennunnsennennsennesnsennee 200 8 13 Raumimpulsantworten messen und bewerten eusssssssssssssnssnnsonsnnsnnsnnsnnsnnsone 201 8 1 3 8 Messina EE DEE ee ee 201 832e elek eege 202 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3
235. nkungen im Raum aus Immerhin kann man sich mit Nahfeldmessungen aller schallabstrahlenden ffnungen und deren anschlie ender mit der Wurzel der Fl chenverh ltnisse bewerteter komplexer Addition behelfen Diese aufsummierte Nahfeldmessung l t sich dann in einem Bereich wo Nah und Fernfeldmessung g ltig sind an die Fernfeldmessung ankleben Dazu m ssen nicht nur die Amplitude sondern auch die Laufzeit und die Phase so angepa t werden da es an der Klebestelle keine Diskontinuit ten gibt Leider stimmt das Ergebnis nicht immer mit dem unter echten Freifeldbedingungen me baren Frequenzgang berein liegt aber trotzdem n her an der Wahrheit als die Standard Achsmessung in einiger Entfernung Die korrekte Ermittlung des gesamten Frequenzgangs eines Lautsprechers st t also in der Praxis durchaus auf einige Schwierigkeiten Bl ttert man in den Katalogen von Lautsprecherherstellern oder in Testberichten so fallen sehr h ufig Ungereimtheiten auf die zumeist auf eine zu knappe Ausfensterung zur ckzuf hren ist Diese verleiht dem Frequenzgang im unteren Bereich zwar einen schmeichelhaft glatten aber nicht den Tatsachen entsprechenden Verlauf Einwandfreie Me ergebnisse sind f r die FIR Filtererzeugung der sich das nun folgende Kapitel ausgiebig widmet selbstverst ndlich von gr ter Bedeutung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 111 283 8 Bei
236. nnnnnnnnnnnnnnnnnn 64 6 1 Komplexer Frequenzgans ucssssussssnsesuessssusnsunnsssessnnunusnensunsnnnnnnnensensnrnesneseene 65 6 2 Zeitverhalten sesesescererererceseseseseseseseseseseseseoeoeoeoeocoroecrorcrcrcroresercseseseseseseseseseeeeeeeeee 68 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 3 283 6 3 VETZEITUNISWETIE een ka a nahen here 71 6 4 R umliches Abstr hlverh lten unu unnee etc 74 LE e A E E TE 78 7 SWENS KLEINE MEBKUNDE 4u00 0 u0000n anne wanna 79 TA ZEET Mebyerfahren E 80 TE IMPUSE EE 80 e EE KEEN 8l 7 1 3 Deterministische Signale mit FFT Blockl nge AAA 82 7 2 Time Delay Spectrometry nenn nennen ernennen rennen nennen erde 86 R G WE O ET EE 90 K e EK E OT FE 94 7 5 F rbung des Me signals sssusecsanerenehneeeenne een nennen ee een 99 746 Fensteren EENEG 107 een 3 d a E A A 111 8 1 Hardware Einstellungen esccscsccscsccscocscsocscsscsccscsocsocsosocsosscsocsossosocsossesocsosoeeo 111 8 2 Frequenzgangmessung an Verst rkern EQ S zusssssssessssnsessssnsessssnsessnsnsene 115 8 3 Frequenzgangmessung an Lautsprechern cu ssssssssssssesssesssssnssesssesssssnsnensnee 123 8 3 1 R umlichkeiten EE 123 E Empfindlichkeit IWIM deirdre e eea aa aa aAa E E RE Eia 123 83 3 EE EE 124 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeich
237. nnter Weise wie auch f r die ungefilterte Raumimpulsantwort die Nachhallzeit bestimmt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 212 283 Mode set filt Error Feed Back no yes Reverse no yes Filter No Pg b 1 Link all no yes Characteristics Type LP HP LP HP AP BP Notch PEO PZ Shape rect crit Bess But LiRi Chebyshev Power i Degree 6 Slope 48 165 dB octave Attenuate at fc 3 0103 dB Gain 0 dB Frequency rang Upper cut off S 8 kHz Lower cut off 125 Hz Filterset single multiple Steps lin log Bandwidth LA 1 00 octave Reference 1 kHz Abbildung 76 J Filter Setup im Zeitbereich f r eine Oktavfilterbank zur Bearbeitung einer Impulsantwort Integrated imp resp with octave filter 125 Hz IMP OCTA DAT Ch Impulsresponse ch0 to 8 kHz Ch6 En I ah I et u I e E eg EDT 1 07 s 892 69 ms 1 21 s 1 43 s 1 36 s 778 89 ms 241 41 ms TS 129 8 ke 1 34 s 1 85 s 2 2 s 1 62 s 459 06 ms T10 1 49 s LITE 1 66 s 1 1638 18 1778 1 59 28 1 08 s 12072 1 36 s 1 48 s 1 33 s 232 8 1 32 s ST E 907 85 ms T30 1 14 s 1 32 s 1 15 s dE 1 24 s 1 06 s 828 44 ms T40 1 1s IS 1 08 s 1 2 s CIE 1 03 s 164 36 ms Abbildung 77 Infofenster mit Nachhallzeiten aus der Raumimpulsantwort in Oktavschritten Ch0 125 Hz Ch6 8 kHz Abbildung 77 zeigt das Infofenster mit den Nachhallzeiten die jetzt aus den insgesamt 7 mit Oktavbandfiltern bearbeite
238. nsformation praktisch beliebige Me signale beliebiger L ngen erzeugen Sind sie f r die Auswertung mit Hilfe von FFTs bestimmt die bekanntlich nur auf periodische Signale der L nge 2 angewandt werden k nnen ist ihre L nge nat rlich ebenfalls auf ganzzahlige Zweierpotenzen beschr nkt Dies stellt in der Praxis aber keine gro e Behinderung dar reicht die Frequenzaufl sung die sich zu df GIN f Abtastrate N Anzahl Abtastwerte ergibt nicht aus so l t sie sich eben durch Wahl der n chsth heren Zweierpotenz verdoppeln Pseudorauschsignale der FFT typischen L nge von 2 werden in letzter Zeit gerne in einigen FFT basierten Me systemen eingesetzt Sie kursieren unter dem etwas befremdlichen Namen Multi Sinus Signal womit wohl zum Ausdruck gebracht werden soll da das periodische Me signal sich aus einer definierten Anzahl von Sinusschwingungen kontrolliertter Amplitude und Phase zusammensetzt Selbstverst ndlich gilt dies aber f r jedes beliebige periodische Signal nat rlich auch f r die sp ter vorgestellten Maximalfolgen zu denen die Multi Sinus Signale gerne in Kontrast gesetzt werden Vorteilhaft f r die Verwirklichung eines Me systems ist aber da die simple FFT des Ausgangssignals eines zu untersuchenden Systems gefolgt von der Division durch das Anregungsspektrum zur Ermittlung der bertragungsfunktion ausreicht Daraus l t sich per IFFT die Impulsantwort gewinnen in der bei Bedarf der bei akusti
239. nsitivitywerte sind nur dann richtig wenn sich nur ein einzelner Lautsprecher mit einer Endstufe in der Me kette befindet Aktive Systeme mit mehreren Endstufen oder vorgeschalteten Controllern erlauben wegen der frequenzabh ngigen Verst rkungswerte keine Aussage Den Fullscale FS Wert f r den Ausgang des Me systems stellt man in gewohnter Weise unter AD DA bei Basic settings ein Ein DA fullscale Wert von 20 dBu sollte hier auch bei Endstufen mit geringen Verst rkunswerten ausreichend sein Der unter PA gain eingestellte Wert hat keinen Einflu auf die Richtigkeit der SPL max Messung Unbedingt zu beachten sind dagegen die Einstellungen f r Mic preamp gain und f r die Mic LS distance Die Mikrophonempfindlichkeit ist im AD DA Menu unter Miscellaneous einzustellen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 183 283 8 10 Impedanzmessungen und Thiele Small Parameter Impedanzmessungen k nnen mit MF und der zugeh rigen Hardware sehr schnell und einfach durchgef hrt werden Die Standardeinstellung sind bereits so gew hlt da f r Impedanzmessungen an Lautsprechern g nstige Bedingungen herrschen Der Me vorgang gestaltet sich hier hnlich wie in den anderen Men s Zun chst wird eine Referenzmessung an einem bekannten Widerstand ausgef hrt die dann als Bezugsgr e f r alle weiteren Messungen dient Neben dem Referenzwiderstand gibt es noch den in Reihe
240. nten unter Width Critical Bessel Butterworth Linkwitz Riley Slope oder Width Flankensteilheit des Filters in dB Oktave oder Filterl nge f r FIR Filter in Anzahl der Taps Freq response flat au er dem obigen HP und TP keine weiteren Filter oder Frequenzgangmanipulationen user defined EQ Menu besser nicht verwenden sondern J Filter aus dem Edit Menu benutzen Target Output Dateiname f r die Zielfunktion Standard XT SPK Tabelle 40 Eingabefenster Target Response unter Crossover work im Menu Edit by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 248 283 10 4 J Filter Befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 249 283 10 5 Create prototype bandpass In Create prototyp bandpass werden die Zielbandp sse konstruiert die sp ter der Lautsprecher des entsprechenden Weges zusammen mit dem Frequenzweichen und Entzerrfilter darstellen soll Neben der Eingabe der Trennfrequenzen wird auch hier eine Filtercharakteristik erwartet die nicht der Frequenzweichensteilheit entspricht sondern schon das akustische Verhalten des Lautsprechers mit beinhaltet Soll z B ein Mitteltieftonsystem in einem geschlossenen Geh use das unterhalb seiner Resonanzfrequenz mit 12 dB Oktave HP 2 Ordnung abf llt ber die Frequen
241. ntworten r der 3 Lautsprecher 68 Abbildung 11 Frequenz 1 und Phaseng nge r der 3 Lautsprecher 68 Abbildung 12 Maximaler Pegel bei einem bestimmten Klirrfaktorgrenzwert 1 und THD k2 und k3 bei einem definierten Pegel r 72 Abbildung 13 Horizontales o und vertikales u Abstrahlverhalten in der Isobarendarstellung 3 dB div 76 Abbildung 14 Freifeld und Diffusfeldfrequenzgang 1 und die daraus abgeleitete Diffusfeld EOQ Kurve r 77 Abbildung 15 Oben Gemeinsames Amplitudenspektrum 6 dB Oktave f r ein Rauschsignal und einen Sweep Mitte Gruppenlaufzeitspektren Unten Zeitsignale 83 Abbildung 16 Prinzipielle Funktionsweise eines TDS Me systems Die gestrichelten Wege werden nur dann durchlaufen wenn zwecks Eliminierung von Ripple im Tieffrequenten der sp ter beschriebene zweite Me durchlauf mit dem cos Signal als Anregung durchgef hrt wird 86 Abbildung 17 Impulsantwort grau und Energy Time Curve schwarz eines 15 Bandpass Subwoofers in linearer links und logarithmischer rechts Darstellung 87 Abbildung 18 Gest rte Messungen und daraus gewonnene Impulsantworten Links St rung durch einzelnen Peak rechts St rung durch Verzerrungen Potenzierung mit Faktor 0 96 Die Spektren aus den Sweep Messungen sind zur besseren bersicht 20 dB tiefer dargestellt Die Impulsantworten schwarz Sweep sind amplitudenm ig vergr ert dargestellt die H he des Hauptmaximums betr gt 1V 91 Abbildung 19 Durc
242. nur aus den aus der letzten Stufe heraussprudelnden Bits Reiht man diese ber alle 2 1 Zust nde aneinander erh lt man die gew nschte Folge die folglich nur die Werte O und 1 beinhaltet und deshalb bin rwertig ist Zur Aufbereitung als Me signal f r die Elektroakustik mu die Folge auf eine passende Amplitude gebracht und durch Subtraktion der halben Amplitude gleichanteilfrei gemacht werden Dadurch ergibt sich ein Signal welches bei vorgegebener Maximalamplitude die gr tm gliche Energie beinhaltet denn alle Werte erreichen betragsm ig die Maximalamplitude Der Crestfaktor das Verh ltnis von Peak zur Durchschnittsleistung liegt somit bei un bertreffbaren O dB Der hohe Energieinhalt der bin rwertigen Sequenzen wird h ufig als immenser Vorteil gegen ber allen anderen Me signalen hingestellt erlaubt er theoretisch doch bei gleicher Aussteuerungsgrenze das Erzielen einer h heren Me dynamik Bei n herem Hinsehen entpuppt sich dieser vermeintliche Vorteil jedoch als nicht stichhaltig denn das stets erforderliche Anti Aliasing Filter eines DA Wandlers macht einen Strich durch die Rechnung Moderne DA Wandler arbeiten heute unabh ngig vom Umsetzerprinzip allesamt mit vielfachem Oversampling um die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 96 283 Anforderungen an das nachgeschaltete analoge Anti Aliasingfilter gering zu halten Das
243. nzeln im Nahfeld gemessen werden Beide Dateien werden getrennt abgespeichert und anschlie end aufaddiert Vorher ist noch eine fl chenbezogene Gewichtung der beiden Dateien zu berechnen die sich aus der Wurzel der Fl chenverh ltnisse der Strahlerfl chen berechnet F r den Tunnel wird die tats chliche ffnungsfl che zu Grunde gelegt F r die Membranfl che ist der Radius so zu messen da die Sicke zur H lfte mit einbezogen wird Unabh ngig von der Membranform wird immer eine ebene Kreisfl che mit dem entsprechenden Radius berechnet und nicht die tats chliche Membranoberfl che z B bei einer Konus oder Kalottenmembran F r die Beispielbox ist die Membranfl che 227 cm und die Tunnelfl che 50 cm gro woraus sich ein Verh ltnis von 50 227 0 47 entsprechend 6 57 dB Die Tunnelmessung ist daher mit diesem Faktor zu multiplizieren Wie auch bei jeder anderen Editier Funktion f r Messergebnisse sind die Cursor an den R ndern des Bereiches zu plazieren der bearbeitet werden soll F r diesen Fall soll die Multiplikation mit einem Faktor das gesamte Spektrum der Tunnelmessung betreffen so da die Cursor mit TE an die u ersten Enden des Spektrums gesetzt werden Im Edit Men kann dann ber Multiply der gew nschte Faktor eingegeben werden Anschlie end ist die Datei nat rlich erneut abzuspeichern und die ausgef hrte Pegelver nderung zur besseren bersicht m glichst in der Kommentarzeile der Datei einzutragen In die Edit
244. nzspektrums by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 32 283 Domain Alt O Imaginary Imagin rteil eines Frequenzspektrums Phase Phasendarstellung eines Frequenzspektrums Phasengang Group delay Laufzeitdarstellung eines Frequenzspektrums Gruppenlaufzeit Nyquist Plot Nyquist Plot in der komplexen Frequenzebene Ortskurve Tabelle 2 Funktionen im Domain Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 33 283 3 3 Display Das Display Menu Alt Y erlaubt vielf ltige Einstellungen des Darstellungsbereiches und Form auf dem Bildschirm Ebenso k nnen hier Cursorpositionen Ausschnittvergr erungen und Skalierung eingestellt werden Einige andere Funktionen vereinfachen das schnelle Auffinden bestimmter Werte z B Maximalwert in Zeitsignalen oder Frequenzspektren Display Alt Y Menupunkt Funktion All channels visible Alle Kan le sichtbar oder nur der aktive Kanal sichtbar Display range Skalierung an der y Achse Edit comment Eingabe in die Kommentarzeile Jmp to Max of all channels Setze den aktiven Cursor auf den gr ten Wert von allen Kan len Make left cursor active Linker Cursor aktiv gelb Make right cursor active Rechter Cursor aktiv gelb Toggle active cursor
245. o amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 234 283 Sound pressure level A weigh A Bewertung Sinc x sin x x Bewertung J filt Bewertung ber ein mit J Filter definiertes Filter siehe auch 10 4 Smooth Gl ttung im Frequenzbereich Display Dynamic Range Darstellungsbereich On top Maximalwert des Darstellungsbereiches Info Window Infofenster Tabelle 36 Das Menu SPL mit Einstellungen f r SPL Messungen Eine typische Anwendung f r die SPL Funktion w re es z B den Schalldruckpegel in einem Raum zu messen Ein Anregungssignal ist dabei nicht erforderlich with excitation no Nach der Einstellung der Mikrophonempfindlichkeit und der Verst rkung eines m glicher Weise vorhandenen externen Vorverst rkers z B bei B amp K Mikrophonen mit 200 V Polarisationsspannung kann die Messung im Dauerbetrieb Mode repeat mit der gew nschten Aufl sung gestartet werden Der Me zeitraum und die Frequenzaufl sung werden ber den Grad der FFT Degree eingestellt Ein Standardwert ist Degree 14 Der analysierte Zeitabschnitt ist damit 2 44100 Hz 371 5ms lang und die Frequenzaufl sung betr gt 44100 Hz 2 2 69 Hz Bei Bedarf kann der Wert vergr ert oder verkleinert werden Als Fensterfunktion empfiehlt sich ein Blackman Harris 4 Term Window symmetrisch angeordnet ber den gesamten Zeitausschnitt range all Unter Spectral processing kan
246. obei Amplitude und Phase jeder enthaltenen Frequenz v llig unabh ngig eingestellt werden k nnen Auf diese Weise k nnen beispielsweise beliebig gef rbte Rauschsignale aus vorgegebenen Amplitudenspektren generiert werden indem s mtliche Phasen des Spektrums per Zufallsgenerator ausgew rfelt werden Das Me signal erh lt man dann direkt durch eine IFFT Eine Optimierung des Crestfaktors also der Leistung bei gegebener Maximalamplitude l t sich erzielen wenn statt dessen dem Spektrum einer Maximalfolge die Phasen entwendet werden So lassen sich Me signale gewinnen die den korrespondierenden Maximalfolgen in allen Eigenschaften sehr hnlich sind aber die vorteilhafte L nge 2 besitzen Die Sweepsignale mit Amplitudenspektrumsvorgabe gelingen besonders gut wenn das Vorgabespektrum zun chst O phasig in den Zeitbereich transformiert und die symmetrische Impulsantwort dort mit einem Fenster welches h chstens halb so breit wie der Zeitausschnitt ist behandelt wird Nach R cktransformation in den Frequenzbereich kann der gew nschte Laufzeitverlauf aufgepr gt werden Nach abschlie ender IFFT steht das Sweepsignal zur Verf gung welches dank dieser Spezialbehandlung berlappungsfrei ist Soll ein Sweepsignal mit logarithmischem Frequenzinkrement einen konstanten zeitlichen Amplitudenverlauf aufweisen so mu das Betragsspektrum mit 3 dB Oktave fallen In Abbildung 90 sind zwei Signale die aus dem selben Betragsspektrum hervorg
247. olgen ist insofern im Me alltag ohne Relevanz Speist man nun ein LTI System welches die Sto antwort h t besitzt mit einer periodisch wiederholten Maximalfolge m t so l t sich an dessen Ausgang wie schon erw hnt das Faltungsprodukt der periodisch wiederholten Maximalfolge mit der Impulsantwort des Systems beobachten g t m t h t Durch Faltung des Ausgangssignals g t mit der zeitinversen Maximalfolge m t ergibt sich die periodisch wiederholte Impulsantwort des LTI Systems gt m t h t md m t h t Ist sie innerhalb einer Periode unter die Aufl sungsgrenze abgeklungen so entspricht sie der gesuchten nichtperiodischen Impulsantwort A t des Systems Die St ranf lligkeit der Maximalfolgenmessungen ist hnlich hoch wie bei der Verwendung der 27 Pseudonoise Signale Insbesondere treffen auch niederfrequente Verschiebungen der Abtastzeitpunkte die MLS Messung empfindlich Abbildung 21 Wenn widrige Me bedingungen gr ere Zeitvarianzen erwarten lassen sei auch hier der Umstieg auf die robusteren Sweepsignale empfohlen MLS Deg 13 Sinus shift 0 5 Sample MLS Deg 13 Sinus shift 0 5 Sample dB mV 20 40 40 0 01 0 1 1 10 kHz 20 40 60 80 100 140 ms Abbildung 21 Durch sinusf
248. on ja nicht nur die Amplituden sondern auch die Phasen der gesamten Me strecke und des Anregungssignals korrigiert Unter diesem Gesichtspunkt ist die vor der Transformation in den Frequenzbereich zu absolvierende Hadamardtransformation die ausschlie lich die Phasen korrigiert by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 106 283 eigentlich ein berfl ssiger Schritt der Maximalfolgenme technik der aber dennoch nicht umgangen werden kann da die MLS eine Periodenl nge von 2 1 besitzt und deshalb nicht direkt der FFT zugef hrt werden kann da diese nur bei einer Periode von 2 korrekte Ergebnisse liefert Dies gilt zumindest dann wenn letztendlich nur die bertragungsfunktion von Interesse ist Andererseits ist es zumindest bei akustischen Messungen fast immer vorteilhaft ein Fenster zur Ausblendung von Reflexionen und St rungen in der Impulsantwort einzusetzen Dies kann bei Verwendung der 2 Signale aus den gemessenen bertragungsfunktionen nur durch IFFT Fensterung und anschlie ende R ck FFT erfolgen Bei Maximalfolgenmessungen l t sich die Fensterung hingegen unterwegs zwischen FHT und FFT erledigen Bei gef rbten Maximalfolgen ist die Impulsantwort allerdings breiter so da die Fensterung eventuell auch hier erst nach der Spektrums Kompensation erfolgen kann Einen gangbaren Ausweg stellt die Vorfilterung der Maximalfolgen mit einer m gl
249. ontend ben tigt einen eigenen Netzanschlu f r ein internes Netzteil Nur der Digitalteil der Schaltungen im Frontend wird ber das PC Netzteil versorgt Die Standardeinstellung f r die Portadresse der Karte ist 0530 und kann bei Bedarf auf der Karte umgeschaltet werden Die Adresse mu in der Software unter AD DA basic settings eingetragen werden Wird die Karte dann korrekt detektiert erscheint ein H kchen hinter der Adresse Soweit eine kurze Einf hrung f r die erste Inbetriebnahme des Me systems Weitere Details erscheinen in den folgenden Abs tzen Ss Dual 16Bit AD DA Measuring System 27T EN Ds 40dBu Norm 20dBu Range O 20dBu mp OdBu e 0dBu 10ncal O 20dBu Line Ref cal Op C 40dBu Amp Ref Amp Out 20dB T W P 3 d Left Input Right Range Mode Phones Level Left F Right Abbildung 1 Frontansicht des ITADDA Frontend by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hardware Setup 14 283 1 2 Analoge Ein Ausg nge Das gesamte Me system arbeitet Komplett 2 kanalig Folglich sind alle Ein und Ausg nge doppelt vorhanden und mit Left bzw Right beschriftet Auf der Frontseite befinden sich die symmetrischen Ausg nge und Eing nge mit XLR Anschl ssen Die unsymmetrischen Leistungsausg nge f r den direkten Anschlu von Lautsprechern an die internen 20 Watt Me verst rker befinden sich als Ban
250. orgeben Er wird von der ISO 3382 mit 20 dB vorgeschlagen Ist dieser Schalter aktiviert so wird der ungef hre Wert des St rpegels einer Impulsantwort durch Mittelung der Leistung vom Start des Zeitsignals bis zum Beginn des Integrationsbereiches ermittelt Da der Beginn des Integrationsbereiches bei automatischer Ermittlung mit Start Detect nat rlich schon auf die ersten Ausl ufer des ansteigenden Direktschall Impuls f llt l t sich in der Zeile Start minus noch ein Zeitoffset angeben um cursor fixed Lower Limit Upper Limit Start detect Threshold Noise detect by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 207 283 Room Acoustics den der Mittelungsbereich verk rzt wird Voraussetzung f r die korrekte automatische Ermittlung ist nat rlich da bei der Messung die Me dauer so gro gew hlt wurde da die Impulsantwort gegen Ende und damit auch am Anfang da sie periodisch ist tats chlich im Noisefloor verschwindet Ist Noise Detect nicht aktiviert so l t sich immerhin noch manuell ein St rpegel eingeben Soll berhaupt keine Korrektur erfolgen wird dort 0 eingetragen Bei aktiviertem Noise Detect erfolgt die Mittelung der Leistung des St ranteiles vom Beginn des Zeitsignales bis zum Startpunkt oder ber ein Teilst ck mit der unter Length einzustellenden L nge vom Ende des Zeitsignales Das vom
251. p squeeze Parameter in Process speaker Cmp amp squeeze yes 1 1 Oct Width Above smoothed 1 0 Belowe smoothed 0 3 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 258 283 10 9 Dispatch FIR set to Hugo Mit Disptach FIR set to Hugo k nnen Koeffizienten Dateien mit Filter und Limiterdaten einfach und schnell ber die serielle Schnittstelle vom PC in den Hugo geladen werden Die Auswahl und Einstellungen der seriellen Schnittstelle erfolgt im Menupunkt Hugo Remote unter RS232 config Parameter Bedeutung aktueller Pfad Dateimaske f r Koeffizienten Files hier BLK Dateiname Datei laden append neue Datei im Hugo Speicher an die vorherige anh ngen overwrite vorherige Datei im Hugo Speicher mit der neuen Datei berschreiben Rename Dateiname ndern Delete Datei l schen Make Dir Neues Verzeichnis anlegen Filter Filtername der ausgew hlten Koeffizientendatei Mode stereo oder mono Mode der ausgew hlten Koeffizientendatei Coefs Anzahl der Filtertaps in den einzelnen Wegen der ausgew hlten Koeffizientendatei Extract coefficients Schreibt die Filterfunktionen der einzelnen Wege als Impulsantworten in getrennte Dateien mit den Endungen DAT die als Zeitsignal wieder eingelesen werden k nnen Remaining freier Speicherplatz auf dem aktuellen Laufwerk Exit MF MF verlassen
252. quenzgang 1 und die daraus abgeleitete Diffusfeld EQ Kurve r Der tendenzielle Verlauf der Diffusfeldkurve l t sich auch schon aus der Isobarendarstellung in Abbildung 13 vermuten wo sich hier in der vertikalen Ebene die Bereiche der berh hungen bzw Einbr che schon durch Aufweitungen und Einschn rungen abzeichnen Trotzdem sollte auf eine Hallraummessung nicht verzichtet werden da die beiden Isobarenkurven nat rlich nur die horizontale und vertikale Ebene erfassen Die Hallraummessung ber cksichtigt dagegen alle Richtungen Alternativ hierzu bietet es sich an im Freifeld auf einem Kugelrasternetz um den Lautsprecher eine Vielzahl Frequenzg nge aufzunehmen wie es auch f r die Lautsprecherdaten in Raumsimulationsprogrammen blich ist F r eine Aufl sung von 5 Grad kommen hier freilich schon 2812 Me punkte zusammen deren Erfassung mit einer aufwendigen mechanischen Schwenkvorrichtung geraume Zeit in Anspruch nimmt Aus dieser Datensammlung l t sich dann ebenfalls der Frequenzgang im diffusen Schallfeld und weitere Gr en wie B ndelungsma und Q Faktor berechnen Anschaulich hat diese Me methode den gro en Vorzug da man das Richtverhalten in einer 3 dimensionalen Darstellung betrachten und sehr gut beurteilen kann Nebenmaxima und L cken im Abstrahlverhalten sind hier auch gut zu beobachten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern
253. quenzgangmessung bei deutlich zu geringer unten Aussteuerung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 20 283 2 3 Prozessor und Speicher Im Men Utility Processor Memory kann der erkannte Prozessortyp und die Speicherverteilung f r MF abgelesen werden MF arbeitet mit allen Prozessoren vom 386 an aufw rts Bei 386 und 486SX Typen mu ein Coprozessor vorhanden sein Dank der optimierten Assembler Routinen in den zeitkritischen Bereichen des Programms liefert MF auch schon auf 486 33 Prozessoren sehr kurze Verarbeitungszeiten auch f r komplexere Signalbearbeitungen wie sie z B im Crossover Modul auftreten Der untere Balken in Processor Memory Fenster stellt den gesamten RAM Speicher des Rechners dar Der wei gekennzeichnete Bereich ist der vom Programm bzw von Datenfeldern des Programms belegte Speicher F r eine vollst ndige Ausnutzung der Rechner Ressourcen darf kein EMM Treiber von DOS oder Windows geladen sein by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 21 283 2 4 Grafik und Drucker MF unterst tzt zwei grunds tzliche M glichkeiten Messdiagramme auszudrucken oder in andere Dokumente einzubinden Direkt aus dem Programm k nnen HP Laser Jet und HP Desk Jet Drucker die ber eigenen Speicher und einen HPGL Interpreter verf gen angesprochen werden Neuere Windows Drucker z
254. r Lautsprechermessung nat rlich nicht eingeschaltet werden da man hier ja die Raumreflexionen unbedingt sehen m chte und nicht als st rende Element ausblenden 8 13 3 Referenzmessung Eine weitere zu diskutierende Frage ist diejenige was bei der Referenzmessung in die Me schleife mit einbezogen wird Noch einmal vom Idealfall eines Lautsprechers mit dem Verhalten einer Punktschallquelle und eines Mikrophons mit Kugelcharakteristik ausgehend w re so vorzugehen da die Anordnung Lautsprecher und Mikrophon in reflexionsfreier Umgebung mit in die Referenzmessung einbezogen wird Sodann w re die gesamte Me schleife mit wirklich allen Komponenten einschlie lich der Lautsprecher und Mikrophonfrequenzg nge erfa t Raumeinfl sse g be es aus der reflexionsfreien Umgebung zun chst keine Sodann w rde dieser Aufbau im zu messenden Raum by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 203 283 installiert und hier erneut gemessen Das Resultat aus der vorherigen Messung in reflexionsfreier Umgebung w rde dabei als Referenzmessung dienen Die einzige nderung in der Me schleife w re damit der Raum Mit diesem Verfahren k nnte also die Raum bertragungsfunktion respektive Impulsantwort perfekt gemessen werden Der einzige Schwachpunkt in dieser Konstruktion bleibt das vorab schon angesprochene Richtverhalten des Lautsprechers Auf eine Kompensation des Lautsprecherfrequenzgange
255. r sentativer f r die tats chlich zu erwartenden St rungen ist Damit l t sich als Fazit eine eindeutige Empfehlung f r die Verwendung von Sweep Signalen aussprechen so bald Zeitvarianzen zu bef rchten sind z B bei analogen Recordern oder Messung der Lautsprecheranlagen bei gro en Open Air Veranstaltungen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 93 283 Time Var TPDF Noise 0 5 Samples Time Var sinus 0 5 Samples 0 5 0 5 W 0 0 5 0 5 20 40 60 80 100 140 ms 20 40 60 80 100 140 ms Tim var TPDF noise 0 5 above noise below Tim vor sin 20 5 above noise below sweep dB dB 10 10 10 30 0 01 0 1 1 309 01 0 1 1 10 kHz Tim var TPDF noise 0 5 grey noise black sweep Tim var sin 20 5 grey noise black sweep 20 40 60 80 100 140 ms 20 40 60 80 100 140 ms Abbildung 19 Durch Zeitvarianzen gest rte Messungen und daraus gewonnene Impulsantworten Oben Zeitvarianzverl ufe f r die Simulat
256. r Degree eingestellten Aufl sung Das anregende Sinussignal hat einen festen Pegel und ist variabel in der Frequenz Analysiert werden nur die harmonischen Klirranteile THD oder der gesamte St rpegel THD N so da auch nichtharmonische Verzerrungen Rauschen und Brummen mit erfa t werden Die Darstellung erfolgt immer bezogen auf den Pegel der Grundwelle THD oder THD N In der Grafik siehe Abbildung 59 werden ber der Frequenzachse der THD bzw THD N Wert und nach Wunsch auch die Anteile der einzelnen harmonischen Verzerrungen aufgetragen Das anregende Sinussignal hat einen variablen Pegel und eine variable Frequenz Analysiert werden nur die harmonischen Klirranteile THD oder der gesamte St rpegel THD N so da auch nichtharmonische Verzerrungen Rauschen und Brummen mit erfa t werden k nnen Die Auswertung erfolgt immer bezogen auf den Pegel der Grundwelle THD oder THD N In der Grafik siehe Abbildung 62 werden ber der Frequenzachse der maximale Pegel f r einen oder zwei vorgegebene Verzerrungswerte aufgetragen Neben der max SPL Messung bei Lautsprechern eignet sich dieser Menupunkt auch zur Messung der Leistungsbandbreite von Endstufen oder bertragern by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 170 283 THD N bei 80 Hz Director Sub THD N 21 dB bei 130 dB B epes TM D II EE A 1 N AAM A TA KC AA Abbildung 58 Klirrspektrum
257. r Lautsprecher w re also mit einer Spannung zu messen die einer Leistung von 4 Watt an der Nennimpedanz entspricht F r einen 8 Ohm Lautsprecher entspricht das einer Klemmenspannung von 5 6 Ver 17 26 dBu W rde f r diesen Fall eine Endstufe mit 26 dB Verst rkung eingesetzt so w re am Me system unter Level ein Ausgangspegel von 8 74 dBu einzustellen Neben der Summen der Klirranteile k nnen noch die Kurven der Oberwellen k2 bis k10 Show THD up to K einzeln dargestellt werden so da leicht abzulesen ist welche Oberwellen den gr ten Anteil an der Summenkurve haben Bei Lautsprechern sind k2 Anteile weniger kritisch zu bewerten da sie nicht so sehr unangenehm auffallen und sogar in gewissen Grenzen den Lautheitseindruck erh hen Diese Me reihe eignet sich somit insbesondere um die einzelnen Komponenten des Klirrfaktors zu beurteilen und zur Darstellung des Klirrfaktors bei einem typischen Arbeitspegel Ein Beispiel f r einen Studiomonitor bei 95 dB in einer Entfernung von 1m zeigt Abbildung 59 Hier sind neben der THD Kurve noch der Verlauf der Anteile 2 und 3 Ordnung k2 und k3 eingezeichnet F r den gleichen Lautsprecher wurde eine zweite Me reihe durchgef hrt die f r eine gegebene Klirrfaktorgrenze den maximalen Schalldruckpegel in 1m Entfernung ermittelt siehe Abbildung 60 Zus tzlich zur Einstellung des Frequenzbereiches ist f r diese Me reihe noch der Pegelbereich anzugeben Innerhalb dieser Grenzen sucht der M
258. r Messung k nnen diese bei der Wahl des Anregungssignales unter exciter origin mit file und dem zugeh rigen Dateinamen ausgew hlt werden Vorgefertigte Folgen mit dem Namen Erdnu liegen f r den Grad 9 bis 16 dem Programm bei Die Frequenzgewichtung einer solchen Folge zeigt Abbildung 7 Der tieffrequente Bereich wird bei einer Messung mit diesen Folgen deutlich st rker angeregt was in einem verbesserten St rabstand f r diesen Frequenzbereich resultiert Werden ausschlie lich Mittel und Hochtonsysteme gemessen so macht diese Gewichtung nat rlich keinen Sinn Hier sollten auch weiterhin die internen Folgen mit der Einstellung exciter origin intern eingestellt werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 57 283 vorverzerrte MF 20 dB Bassboost Imp antwort nach 4 44 ms ausgeklungen so U CID CO ICH ln LE UI Tt Vin 10 0 05 10 kHz w D 4 Abbildung 7_ Frequenzgewichtung einer Erdnu Folge Der Frequenzgang des Anregungssignales wird durch eine Referenzmessung ber cksichtigt und in den folgenden Me abl ufen automatisch kompensiert N heres hierzu im folgenden Absatz 4 4 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 58 283 4 3 Sweepsignale Zur Zeit noch in Bearbeitung Siehe auch Kap 8 15 by Audio
259. r defined vorgenommen werden Eine einfachere und bessere M glichkeit ist es aber die in der Datei XT SPK abgespeicherte Zielfunktion mit J Filter aus dem Edit Menu zu bearbeiten Es wird zun chst die Datei XT SPK geladen und dann in J Filter die Einstellung Mode filt gew hlt Hier kann jetzt mit den bekannten Filterfunktionen aus der Analogtechnik ein Frequenzgang vergleichbar mit einem voll parametrischen EQ eingestellt werden Optional besteht die M glichkeit den zugeh rigen Phasengang mit zu ber cksichtigen oder nur den Amplitudenverlauf zu bernehmen Die Auswahl erfolgt ber Phase complex 0 Overall target response 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 76 Abbildung 96 Beispiel f r eine Targetfunktion XT SPK by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 247 283 Parameter Bedeutung Upper boundary Cut off 6 dB Obere Grenzfrequenz der Wunschfunktion Shape Filtercharakteristik des Tiefpasses Windowed FIR TP Filter mit einer einstellbaren Anzahl Koeffizienten unter Width Critical Bessel Butterworth Linkwitz Riley Slope oder Width Flankensteilheit des Filters in dB Oktave oder Filterl nge f r FIR Filter in Anzahl der Taps Lower boundary Cut off 6 dB Untere Grenzfrequenz der Wunschfunktion Shape Filtercharakteristik des Hochpasses Windowed FIR TP Filter mit einer einstellbaren Anzahl Koeffizie
260. r work im Menu Edit 255 Tabelle 45 Eingabefenster Process speaker f r eine Vorverarbeitung der Lautsprecher Messdateien 256 Tabelle 46 Eingabefenster Dispatch FIR set to Hugo unter Crossover work im Menu Edit 259 Tabelle 47 Eingabefenster Hugo Remote unter Crossover work im Menu Edit 260 Tabelle 48 Hugo Tastenfeld ITA Version 2 Generation 261 Tabelle 49 Hugo Setup Menu 262 Tabelle50 Hugo Main Menu 264 Tabelle 51 Hugo EQ Menu optional 265 Tabelle52 Hugo EQ Menu optional 266 Tabelle 53 Inhalt der CD Monkey Forest mit Stand vom 5 5 99 279 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 2711283 12 3 Softwareverzeichnis Zum Me system geh rige Software Dateityp Funktion EXEFILES EXE Monkey Forest ohne Hugo Option Standard EXE Monkey Forest mit Hugo Option Maxils erstellt Zerfallsspektren und kann GDF Daten grafisch darstellen PRINTGL DOS Shareware Programm zur Konvertierung 30 12 92 von HPGL Grafiken auf PCX Format PLOT VGA Batchfile zur Darstellung von HPGL Dateien 11 11 98 auf dem Bildschirm basierend auf Printgl PLOT PCX Batchfile zur Konvertierung von HPGL Dateien in PCX Grafiken mit 150x150 dpi basierend auf Printgl Grafiktreiber der f r einige ltere Grafikkarten evtl erforderlich sein kann POLMAKRO Excel 5 0 Makro f r Polardiagramme und Isobaren in 2D bzw 3D Darstellung nur f r Excel 5 0 zu verwend
261. rden In Arbeitsschritten bedeutet das zun chst ber das Dateimen die Fernfeldmessung laden dann ber die Read Block Funktion im Mode new channels die Nahfeldmessung als zweiten Kanal laden und ber die Normalize Funktion im Edit Menu die beiden Kurven an der Stelle des aktiven Cursors auf einen Wert normieren Die Kombifrequenz sollte in einem Bereich weitr umiger bereinstimmung im tendenziellen Verlauf der beiden Kurven liegen Abbildung 41 zeigt die Beispielmessungen im Fern und Nahfeld wo ein g nstiger Frequenzbereich f r die Kombination zwischen 200 und 300 Hz zu erkennen ist Letztendlich wurde die Fernfeld Nahfeldkombination bei 220 Hz durchgef hrt dessen Ergebnis in Abbildung 42 abgebildet ist Der Vorgang ist damit abgeschlossen Was hier anf nglich kompliziert anmutet wird recht schnell zur Routine by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 141 283 Entscheidend ist es dabei mit der Zeit eine m glichst gro e Erfahrung mit Lautsprechermessungen zu sammeln um sinnvolle Ergebnisse und den G ltigkeitsbereich einer Messung sicher beurteilen zu k nnen Eine Grundregel ist da pl tzliche Spr nge und sich schnell abwechselnde Minima und Maxima in der Regel Artefakte des Me aufbaues sind und nicht auf den Lautsprecher zur ckgef hrt werden k nnen Sens 1W 1m HK CC82 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 27 Abbildung 42 Kombinierte Messung a
262. rden Insgesamt umfa t die dort vorgestellte Me reihe das lineare bertragungsverhalten das Verzerrungsverhalten respektive das nichtlineare bertragungsverhalten und das r umliche Abstrahlverhalten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 65 283 6 1 Komplexer Frequenzgang Die eigentliche Frequenzgangkurve Abbildung 8 links ist die wohl meist gezeigte Me kurve eines Lautsprechers die auf Achse des Lautsprechers aufgezeichnet wird und m glichst eine Aussage ber die Empfindlichkeit enthalten sollte die sich auf eine Entfernung von 1 Meter und eine Klemmenspannung bezieht die an der nominellen Impedanz der Box einer Leistung von 1 Watt entsprechen w rde Die obere und untere Grenzfrequenz des Lautsprechers und der Grad der Abweichung von einem gew nschten Verlauf lassen hier erste Aussagen ber den klanglichen Charakter und die tonale Abstimmung zu Als Randwerte sollten Angaben ber die Messbedingungen z B ber eine zeitliche Fensterung der Impulsantwort zur Vermeidung von Interferenzen durch Reflexionen oder auch ber einer m gliche Gl ttung der Kurve gemacht werden Zur Gl ttung der Kurve hat sich ein Wert von 1 6 Oktave als praxistauglich und geh rrichtig bew hrt Zur Beurteilung der Ursachen von Welligkeiten im Frequenzgang kann ein Zerfallsspektrum Abbildung 8 rechts betrachtet werden Das hier dargestellte Ausschwingverhalten e
263. rende Echos empfunden werden k nnen oder hnliche Effekte sind hier gut zu beobachten Ebenso besteht die M glichkeit eines einfachen Vergleiches mit den von Raumsimulationsprogrammen berechneten ETC Kurven die hier meist neben einer breitbandigen Darstellung auch in Oktav oder Terzschritten berechnet werden k nnen Sobald die Impulsantwort in MF geladen ist kann im Edit Menu die Funktion Envelope aufgerufen werden die alle Berechnungen ausf hrt Danach kann mit der Tastenkombination Shift Y auf eine logarithmische Skalierung umgeschaltet werden Der Darstellungsbereich wird mit der Funktion Display range im Display Menu eingestellt 10 10 d Lu N 0 2 0 A 0 6 0 8 1 0 1 2 1 45 20 60 Abbildung 80 ETC Kurve aus der Impulsantwort von Abbildung 68 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 215 283 ETC octave filter 125 Hz ETC octave filter 250 Hz dB dB 20 20 10 10 IM p WI It hl Hi ut 20 j O A UA 50 100 200 300 ms 50 100 200 300 ms ETC octave filter 500 Hz ETC octave filter 1000 Hz dB dB 20 20 10 10 10 d 10
264. requenzbereich erstreckt sich von 15 6 Hz bis 21112 1 Hz in 1 10 Oktav Schritten Die Tabelle umfa t daher 105 Frequenzen denen jeweils eine eigene Spalte zugeordnet ist Ein Excel 5 0 Makro PP Directivity erstellt aus dieser Tabelle 2D und 3D Directivity Plots wie in Abbildung 55 und Abbildung 56 dargestellt Anfangs und Endwerte des Winkel und Frequenzbereiches sowie die Anzahl der Werte sind unbedingt einzuhalten In der Tabelle stehen dB Werte als Wirkungsgrad bezogen auf IW und Im oder relative Werte bezogen auf den Wert bei O Grad Tabelle 24 zeigt einen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 166 283 Ausschnitt aus einer ASCII Tabelle f r Polarmessungen wie sie von MF erstellt wird Jeder Tabelle ist ein siebenzeiliger Header vorangestellt der Informationen ber das Datenformat enth lt Das zweite Format umfa t in 73 bzw 37 Schritten bei 5 oder 10 Grad Aufl sung den Winkelbereich von 180 bis 180 Die Frequenzaufl sung ist hier eine Terz Insgesamt gibt es von 15 6Hz bis 20158 7 Hz 32 Frequenzen in der Tabelle Die zugeh rigen Makros sind Polarplots5 und Polarplots10 Die ASCII Dateien k nnen in Excel als benutzerdefiniert geladen werden Der g ltige Datenbereich beginnt in Zeile 8 mit der Frequenzzeile Die in Excel erstellten Grafiken k nnen dann in einfacher Weise als PCX Grafiken weiterverarbeitet werden
265. rerseits wiederum das by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 70 283 bertragungsverhalten beeinflu t h tten und somit keine korrekte Beurteilung m glich gewesen w re Als Ergebnis stellte sich heraus da zwischen dem original Lautsprecher und der Variante mit ausschlie lich optimierten Phasenverlauf kein Unterschied festzustellen war Blieb dagegen die Phase unver ndert und der leicht wellige Amplitudenverlauf des realen Lautsprecher wurde kompensiert so waren durchaus geringf gige Unterschiede wahrnehmbar Es sei auch nochmals darauf hingewiesen da der grunds tzliche Verlauf des Frequenzganges mit einer Hochpa filterung bei 50 Hz und einer Tiefpa filterung bei 20 KHz jeweils 2 Ordnung auch bei der im Amplitudenverlauf entzerrten Version beibehalten wurde um Irritationen durch einen insbesondere im Tieftonbereich ausgedehnteren bertragungsbereich zu vermeiden Als Res mee aus diesen H rversuchen kann daher festgestellt werden da eine Phasen bzw Laufzeitentzerrung nur dann h rbare Vorteile erbringt wenn extreme Laufzeiten kompensiert werden k nnen so wie es z B bei den vorab genannten Tieftonsystemen mit Hochpa abstimmungen hoher Ordnung der Fall ist Gleiches gilt f r Laufzeiten die durch sehr steile Frequenzweichenfilter mit Flankensteilheiten von mehr als 48 dB Okt entstehen Die von nicht pathologischen konstruierten Lautsprech
266. rhalten anzueignen oder auch das Verhalten eines Lautsprechers nachzustellen H rversuche mit unterschiedlichen Filtern die eine Simulation des Laufzeitverhaltens verschiedener Filtertypen zur Abstimmung des Tieft ners erlaubten resultierten recht eindeutig zu Gunsten der Varianten mit einem m glichst geringen Laufzeitanstieg zu den tiefen Frequenzen Entsprechend positiv in der Bewertung der H rergebnisse schnitten dann Lautsprecher ab deren Laufzeitverhalten im Bassbereich durch ein FIR Filter kompensiert wurde Als unvermeidlicher Nachteil stellt sich bei diesem Verfahren nat rlich eine entsprechend hohe Grundlaufzeit in der Gr enordnung von 20 50 ms ein die sich bei vielen Eins tzen im Studio und auf der B hne leider verbietet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 68 283 6 2 Zeitverhalten Als Fortsetzung des Gedankenganges aus dem vorhergehenden Absatz soll nun die Betrachtung des Phasen und Amplitudenganges im Zusammenhang mit dem Zeitverhalten er rtert werden W hrend Frequenz und Phasengang als Gr e ber der Frequenz aufgetragen sind zeigt die Sprungantwort die Reaktion des Lautsprecher auf einen Spannungssprung Der Schalldruckverlauf wird aufgezeichnet und ber der Zeitachse aufgetragen hnliches gilt f r die Impulsantwort wo die Reaktion des Lautsprechers auf einen sehr kurzen Spannungsimpuls beobachtet wird Alle drei Dars
267. rve im Diffusfeld Dar ber hinaus stellt sich ein fast konstanter Verlauf ein wie es bei einem konstanten Abstrahlwinkel sein sollte der aber zwischen 2 und 4 kHz um ca 3dB nach oben abweicht Diese Abweichung bedeutet da der by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 71 283 Lautsprecher hier mehr Energie in den Raum abstrahlt Je nach r umlicher Umgebung wo ein solcher Lautsprecher betrieben wird wird sich diese berh hung mehr oder weniger stark im H reindruck wiederfinden Aus diesen Messungen wurde die in Abbildung 14 rechts abgebildete EQ Kurve zur Kompensation des Diffusfeldfrequenzganges eingestellt Wie weit es nun Sinn macht den Diffusfeldfrequenzgang ber ein Filter zu kompensieren h ngt von Nachhall des Raumes ab so da die Kurve als Anhaltspunkt f r den Verlauf einer Filtereinstellung gesehen werden kann die dann in ihrer Dynamik bei Bedarf abgeschw cht wird GAE Director Freifeld und Diffusfeldmessung Diffusfeld EQ f r GAE Director d d 110 20 vlt Lotte 100 10 AN 90 o A 80 10 70 l 20 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 1 0 05 0 2 05 1 2 5 10 kHz Abbildung 14 Freifeld und Diffusfeldfre
268. s Raumes in den verschiedenen Frequenzb ndern kommt es aber zu starken Abweichungen vom geradlinigen Verlauf In tieffrequenten Bereichen wo die Nachhallzeit in der Regel l nger ist ist die Gesamtenergie im Raum h her als bei hohen Frequenzen Wirklich sinnvoll ist diese Me methode daher nur dann wenn die Nachhallzeiten des Raumes bekannt oder vorgegeben sind und eine entsprechende Zielfunktion f r die Einmessung vorliegt Bew hrt hat sich diese Technik f r die schnelle Einmessung von Kinosystemen wo durch Vorgaben bestimmte Nachhallzeiten angestrebt werden so da der Raumeinflu im Idealfall in allen Kinos der gleiche sein sollte Abbildung 89 zeigt diese Kurve die mit Rosa Rauschen in Terzb ndern eingemessen wird by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 232 283 Freqg Resp Kino Abstimmung im Saal gemessen ET N II SIE N FR Joie I ECH SC 10 0 05 69 on e N Abbildung 89 Zielfunktion rt mit Toleranzbereich bl gr f r Kinosysteme ohne Sub Kanal im Saal gemessen 8 14 1 Die Sound pressure level Funktion Die SPL Funktion wurde aktuell neu erstellt und beinhaltet die unter 8 14 schon beschriebenen Funktionen AD amp DA simultanously und AD only Der Unterschied besteht darin da die SPL Funktion schon f r Schallpegelmessungen vorbereitet ist und hier einige Werte direkt eingetragen werden k nnen wie z
269. s sollte nach M glichkeit nicht verzichtet werden da die Einfl sse von Fall zu Fall recht erheblich sein k nnen Ist eine Referenzmessung mit Lautsprecher und Mikrophon in reflexionsfreier Umgebung vorab nicht m glich kann nat rlich auch eine Referenzmessung in der einfachen Form nur f r das Me system gemacht werden Eine sp tere Messung der Lautsprecher bertragungsfunktion kann jederzeit noch problemlos zur weiteren Bearbeitung der Messungen verwendet werden 8 13 4 Raumimpulsantwort Ist es nun wie auch immer gelungen die Raumimpulsantwort zu messen so sollte diese zun chst auf einen hinreichenden St rabstand hin begutachtet werden Abbildung 68 zeigt ein Beispiel wo allerdings auch nur mit einem normalen Lautsprechersystem gemessen wurde Die folgenden Abbildung 70 und Abbildung 71 zeigen diese Impulsantwort in der Leistungsdarstellung und als integrierte Impulsantwort Impulsresponse measured in a great room with PA system 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 45 52 Abbildung 68 Beispiel f r eine Raumimpulsantwort als Zeitsignal Ctrl T by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 204 283 Freg response Si in a great room with PA system 20 Zu A II 10 0 05 0 5 1 2 In kHz 53 Abbildung 69 Raum bertragungsfunktion im Frequenzbereich Impulsresponse power D m 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 S 54 Abbildung
270. sche Zentrum des Hocht ners Wird der hier ermittelte Entfernungswert f r die Laufzeitkompensation verwendet dann r ckt der Peak in der Lautsprecherimpulsantwort in der post comp Einstellung an den Anfang des Zeitsignales so da sich bei der Berechnung des Phasenganges aus dieser Impulsantwort der korrekte minimalphasige Anteil f r den Hocht ner ergibt Soweit gestaltet sich der Vorgang v llig problemlos Wird nun aber eine Fensterfunktion verwendet so da nur der vordere Teil der Impulsantwort ausgewertet und der Rest ausgeblendet wird so fallen auch die m glicherweise schon vor dem Peak in der Impulsantwort gelegenen Anteile dem Fenster zum Opfer da diese jetzt durch das zyklische Verschieben der Impulsantwort bei der Laufzeitkompensation ans Ende gerutscht sind Diesem Effekt kann damit begegnet werden da man den ber Detect Distance bestimmten Entfernungswert nicht direkt verwendet sonder einen geringf gig kleineren Wert einsetzt wenn eine Fensterfunktion bei der Messung angewandt werden mu Die tats chliche Entfernung zwischen der Frontplatte des Lautsprechers und dem Me mikrophon kann nat rlich auch mit einem Meterma nachgemessen und eingetragen werden womit man auf jeden Fall auf der sicheren Seite liegt so da keine fr hen Anteile der Impulsantwort durch ein Fenster weggeschnitten werden by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 147 283 S
271. schen Messungen fast immer gegeben ist St rungen und Reflexionen ausgefenstert werden k nnen Die so bereinigte Impulsantwort kann dann per FFT wieder in den Frequenzbereich berf hrt werden womit die Anzahl der n tigen Transformationen f r einen vollst ndigen Me durchlauf auf drei ansteigt Der Rechenzeitbedarf ist damit in etwa doppelt so hoch wie beim vorgestellten Maximalfolgen Me verfahren was aber angesichts der mittlerweile verf gbaren Rechenleistung aktueller Computermodelle nur noch eine untergeordnete Rolle spielt F r by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 85 283 neu zu entwickelnde Me systeme hat der Einsatz von Maximalfolgen daher stark an Attraktivit t eingeb t by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 86 283 7 2 Time Delay Spectrometry Die TDS ist ein allm hlich in die Jahre kommendes aber vielfach noch gern genutztes Me verfahren jedenfalls sind einsatzbereite TDS Analysatoren noch in vielen Lautsprecher Entwicklungsabteilungen anzutreffen welches mit frequenzlinearen Sweeps df dt const konstanter Amplitude arbeitet und zur Ermittlung der bertragungsfunktion ohne Fouriertransformation auskommt Der TDS widmete Richard Heyser einen Gro teil seiner Schaffenskraft Das komplette in der urspr nglichen Version vollst ndig analoge Verfahr
272. sein mu Abh ngig vom Pegelniveau innerhalb der einzelnen Stufen des zu messenden Ger tes k nnen auch hier schon bei kleineren Pegeln bersteuerungen auftreten Grunds tzlich empfiehlt sich die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 199 283 Vorgehensweise da am Testger t zun chst die gew nschte Betriebsart eingestellt wird und in dieser Einstellung dann sowohl der St rpegel am Ausgang wie auch der maximale Ausgangspegel gemessen werden Zwischen diesen beiden Werten liegt der nutzbare Dynamikbereich F r das Beispielger t errechnet sich der Dynamikumfang zu 20 dBu 81 5 dBu 101 5 dB ohne Bewertung 20 Hz 20 kHz 16K FFT 20 dBu 83 4 dBu 103 4 dB mit A Bewertung 20 Hz 20 KHz 16K FFT by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 200 283 8 12 Messungen an Endstufen Befindet sich zur Zeit noch in Bearbeitung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 201 283 8 13 Raumimpulsantworten messen und bewerten Die Grundlage f r die raumakustischen Parameter findet sich in der Raumimpulsantwotrt Aus der Raumimpulsantwort k nnen alle hier verf gbaren Parameter wie Nachhallzeit Deutlichkeit Klarheitsma Schwerpunktzeit Rasti etc berechnet werden Es gilt daher zun chst diese Raumimpulsantwort sicher zu mes
273. sen was sich bei n here Betrachtung als nicht ganz unkritisches Unterfangen herausstellt Im Idealfall w re daf r eine alle Frequenzen gleichm ig abstrahlende Punktschallquelle also mit kugelf rmiger Richtcharakteristik notwendig Da es eine solche Quelle nicht gibt mu zu mehr oder weniger mit Kompromissen behafteten L sungen gegriffen werden Die einfachste Methode d rfte eine Schreckschu pistole oder eine andere Knallquelle sein die im Raum abgefeuert wird w hrend das Signal direkt vom Me system aufgezeichnet wird Der Menupunkt AD only unter AD DA kann hier als Recorder verwendet werden Die Aufnahmezeit h ngt von der Gr e des RAMs im Rechner ab und d rfte bei modernen Systemen immer ausreichend lang sein Alternativ kann auch ein DAT Recorder zur Aufnahme verwendet werden von dem das Signal dann sp ter in den Rechner berspielt wird In beiden F llen ist es sehr wichtig darauf zu achten da das Aufnahmesystem nicht bersteuert wird 8 13 1 Messung mit Lautsprechern Weniger kritisch ist dagegen die Messung mit einem Lautsprecher wo zur Anregung ein Rauschsignal oder ein Sweep verwendet werden kann die eine gleichm ige Energieverteilung ber einen l ngere Zeitraum besitzen so da problemlos eine gute Aussteuerung m glich wird Wichtig ist dabei zum einen nat rlich auch wieder bersteuerungen sicher zu vermeiden und zum anderen einen hinreichenden St rabstand zum Grundger uschpegel der Umgebung zu erziele
274. spektrum errechnet wird In einem weiteren Verarbeitungsschritt wird dann das Frequenzspektrtum mit dem Kompensationsspektrum multipliziert Die vorher ermittelte Impulsantwort ist daher zun chst noch nicht kompensiert und zeigt daher auch nicht das ausschlie liche Verhalten des Me objektes sondern von der gesamten Me strecke die mehr oder weniger stark voneinander abweichen k nnen Sobald die Option Build imp res im Me menu auf post comp geschaltet ist wird die Impulsantwort anschlie end noch einmal neu aus dem kompensierten Frequenzspektrum berechnet Mit den Tastenkombinationen Ctrl M f r Betragsdarstellung Ctrl P f r Phasendarstellung und Ctrl U f r Impulsantwort kann anschlie end zwischen den verschiedenen Darstellungsebenen hin und her geschaltet werden F r die Darstellung der Sprungantwort kann im Zeitbereich bei Darstellung der Impulsantwort im Edit Menu unter Integrate die Berechnung aufgerufen werden Abh ngig von Gesamtl nge des Zeitsignales ist in der Darstellung der Impuls oder Sprungantwort zun chst nur wenig zu erkennen Zu einer genaueren Betrachtung empfiehlt es sich den aktiven Cursor in die N he der Sprungstelle oder des Impulsanfangs zu bewegen und anschlie end die Darstellung mit den und Tasten nach Bedarf zu vergr ern bzw zu verkleinern Die folgenden Beispiele in Abbildung 43 bis Abbildung 46 zeigen den Amplituden und Phasenverlauf von drei Beispielsystemen und die zugeh rigen Impuls bzw Sprungant
275. spiele In diesem Kapitel werden verschiedene h ufig vorkommende Messung beschrieben und die notwendigen Einstellung im Me programm aufgelistet Ausgehend von solchen Beispielen gelingt es meist einfacher eigene Varianten mit individuellen Einstellungen abzuleiten Zu jedem Beispiel findet sich auf der Programmdiskette ein zugeh riges Pickfile da alle Einstellung f r die entsprechende Messung konfiguriert Im Utility Menu k nnen unter PCK File Menu Pickfiles geladen und gespeichert werden 8 1 Hardware Einstellungen Die Philosophie bei MF basiert darauf da ber eine Referenzmessung zun chst das Verhalten der gesamten Me kette mit Ausnahme des eigentlichen Me objekt bestimmt wird Einfach ausgedr ckt bedeutet dieses da sich das Me system selber mi t Die dabei ermittelte Datei enth lt den Frequenz und Phasengang der Me kette der von nun an aus allen weiteren Messungen heraus gerechnet werden kann so da jegliche linearen Me fehler von Endstufen Vorverst rkern AD und DA Umsetzern usw kompensiert werden Das zum Me system geh rige Robo Frontend erlaubt eine sehr einfache Form der Referenzmessung ohne die externe Verkabelung ab ndern zu m ssen in dem ber eine Reihe von Relais die u eren Ein und Ausg nge abgeschaltet und intern gebr ckt werden Je nach gew hltem Me modus werden die Endstufen oder die Referenzwiderst nde mit in die Me schleife einbezogen oder nicht Ebenso wird eine m gliche Frequenzgew
276. ssung 55 283 4 2 Anregungssignale Als Anregungssignale k nnen mit MF nahezu beliebige Formen erzeugt werden F r Frequenzgangmessungen empfehlen sich Maximalfolgen die hier auch in allen Men s als Standard eingestellt sind Unter kritischen Bedingungen bez glich der Zeitinvarianz z B bei Messungen von Lautsprechern im Freien k nnen Sweepsignal evtl vorteilhafter sein Genaueres hierzu findet sich im Kap 8 15 und Kap 7 Alle Formen von Verzerrungsmessungen erfolgen mit Sinussignalen die eine einfache Auswertung der Klirranteile zulassen Beschr nkungen entstehen lediglich bei Messungen des nichtlinearen Verhaltens durch den Eigenklirr der DA Umsetzer so da die Messgrenze bei ca 90 dB liegt Dieser Wert zeigt sich f r Lautsprechermessungen als v llig unproblematisch N heres hierzu in einem Beispiel zu Maximalpegelmessung bei Lautsprechern in Absatz 8 9 4 2 1 Maximalfolgen Maximalfolgen sind pseudostochastische Zufallsfolgen mit N 2 1 Werten die in einfacher Weise mit einem r ckgekoppelten Schieberegister oder per Software erzeugt werden k nnen Die Energiedichte ist gleich ber alle Frequenzen Maximalfolgen erlauben einen guten St rabstand durch eine gleichm ige Energieverteilung ber den Zeitraum einer Folge ohne da ein Me objekt kurzzeitig mit sehr hohen Pegeln strapaziert werden mu Ein weiterer Vorteil liegt in der einfachen Weiterverarbeitung mit dem Algorithmus der schnellen Hadamard Transforma
277. strahlverhalten einer Schallquelle z B eines Lautsprechers in einer Ebene und stellen dieses in klassischer Form als kreisf rmiges Diagramm dar bei dem der Radius den Pegel in Abh ngigkeit vom Winkel wiedergibt Abbildung 54 zeigt ein Beispiel f r diese Darstellungsform Eine Unterscheidung nach der Frequenz kann nur ber mehrere Kurven geschehen so da eine Aufl sung in Oktavschritten 9 Polarplots und in Terzschritten 27 Polarplots verlangt Eine Oktave und die drei zugeh rigen Terzen k nnen meist noch bersichtlich in einer Grafik abgebildet werden Mit dreidimensionalen Abbildungen oder einer Pegeldarstellung ber Farbabstufungen kann auch eine Frequenzachse eingef hrt werden die dann die komplette Darstellung in einem Diagramm erlaubt Beispiele f r die zweidimensionale Isobarenform und f r eine 3D Darstellung des Abstrahlverhaltens in einer Ebene finden sich in Abbildung 55 und Abbildung 56 Polarplots der 1k Hz Oktave 6 dBidiv wen SH ES SS II 500 1000 12350 ik Hz Oct W W N Gah AU SC A Se IN 39 Abbildung 54 Klassisches Polardiagramm f r die 1 kHz Oktave und die zugeh rigen Terzen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 156 283 2D Directivity Plot 608 308 Os Grad 308 608 il 90 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 00 3 u 3
278. strebten Abh rentfernung und dem gew nschten Pegel ist hier gut zu erkennen welchen Klirrfaktor der Lautsprecher erzeugt und wie sich die Werte aus harmonischen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Messungen an Lautsprechern 72 283 Verzerrungen 2 und 3 Ordnung zusammensetzen F r Beschallungssysteme eignet sich dagegen eher die zweite Form bei der ein Grenzwert f r den THD Wert vorgegeben wird Als Grenzwerte haben sich 1 3 und 10 THD bew hrt Die 1 Kurve hat hier zwar wenig Praxisbezug l t aber ein schnelles Erkennen m glicher Schwachstellen zu Die 10 Kurve dagegen gibt recht gut den praktischen Nutzpegel wieder den ein Lautsprecher zu erzeugen in der Lage ist In beiden F llen sollte ein m glichst ausgeglichener Verlauf ohne herausragende Bereiche angestrebt werden Gr ere Einbr che in bestimmten Bereichen deuten nicht nur auf Schwachstellen in der Kon struktion hin sondern k nnen auch zu merklichen Verzerrungen und zu einem unsauberen Klangeindruck f hren Abh ngig vom wiederzugebenden Programmaterial k nnen berh hungen in der Maximalpegelkurve in gewissen Frequenzbereichen sinnvoll sein Neben den teilweise recht weit gehenden Anforderungen moderner Musik im Bassbereich sollte vor allem der Grundtonbereich Beachtung finden Pegelreserven an dieser Stelle erlauben es dann auch ohne weitere Kompression durch Limiter einzugehen Stimmen oder einzelne In
279. strumente bei einem hohen Gesamtpegel noch hervorzuheben Viele Beschallungslautsprecher weisen allerdings genau hier einen Schwachpunkt auf Die h ufig anzutreffenden Kombinationen aus direktstrahlenden Basslautsprechern und horngeladenen Low Mid Systemen in Kombination mit einer tiefen Trennfrequenzen von 100 150 Hz f hrt nicht selten zur einer berforderung der gerne zu klein gestalteten H rner Der Verlust an Empfindlichkeit in diesem Bereich erzwingt kr ftige Kompensationen durch die Controller die dann zwar zu einem ausgeglichenen Frequenzgang f hren aber keine ad quaten Schalldr cke mehr zulassen ohne die Treiber zu berfordern Max SPL JBL LSR32 1 and 3 THD d 1m Pmax 200 Walt JBL LSR32 THD f THD k2 k3 95 dB Im op et EE Pemi all a TEN 30 gt i jji u HL Fr 50 AIS 90 Edi 7 UE Ga 70 Bi 444 80 SE Ir 90 707 05 02 05 1 2 5 kiz 0 05 02 05 1 2 5 kHz Abbildung 12 Maximaler Pegel bei einem bestimmten Klirrfaktorgrenzwert 1 und THD k2 und k3 bei einem definierten Pegel r H ufig ist zu beobachten da Kurven unterschiedlicher Grenzwerte in der Darstellung zusammenfallen siehe Abbildung 12 links was grun
280. szeiten und insbesondere das Ausklingen der Impulsantwort ganz gut ablesen da die Nulldurchg nge der Impulsantwort durch die 90 phasenverschobene Komponente bei der Betragsbildung aufgef llt werden Anm Die 90 Phasendrehung l t sich leicht durch Negierung des Realteils und anschlie endem Tausch mit dem Imagin rteil bewerkstelligen Die Negierung l t sich wiederum pfeilschnell durch schlichtes Invertieren des Vorzeichenbits der Flie kommazahlen durch Addition von 128 auf das h chstwertige Byte durchf hren so da die Flie kommaeinheit f r die gesamte Operation nicht einmal ben tigt wird Ein entscheidender Nachteil des TDS Verfahrens ist die Benutzung frequenzlinearer Sweeps was in den unteren Oktaven zu einem unzureichenden Energiegehalt des Me signals f hrt und die Messung in den oberen Oktaven ber Geb hr in die L nge zieht Zur optimalen Anpassung an jedwede Me umgebung ist die freie Wahl der spektralen Leistungsverteilung eines Me signals wie weiter oben vorgestellt auf jeden Fall erstrebenswert Immerhin l t sich durch die einfache Wahl der Start und Stopfrequenz des Sweeps der Auswertebereich bequem festlegen Die L nge des Spektrums ist auch nicht auf FFT typische 2 Werte festgelegt wenngleich dies zur Ermittlung der Impulsantwort per IFFT trotzdem praktisch ist Wegen der schlechten spektralen Energieverteilung erscheint zur Ermittlung des breitbandigen Frequenzgangs eines Lautsprechers die umst
281. t Die spektrale Energieverteilung der TDS Chirps ist wie die wei en Rauschens ung nstig insbesondere f r akustische Messungen Vor der Auswertung mu erst das Delay gefunden und korrekt eingestellt werden w hrend es bei den anderen Me verfahren keine Schwierigkeit ist durch Maximumssuche die Impulsantwort irgendwo im Auswertezeitraum aufzufinden und auszufenstern F r st rungsfreie Messungen bei tiefen Frequenzen mu die Messung mit dem 90 phasenverschobenen Signal wiederholt werden womit der Vorteil der nur einmalig erforderlichen Aussendung des Anregungssignal verloren geht by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 90 283 7 3 St rungen St rungen der Messungen lassen Unterschiede bei der Verwendung verschiedener Me signale zu Tage treten F r Abbildung 18 sind exemplarisch anhand eines Rausch und eines Sweepsignals der L nge 2 zwei h ufige St rungsarten simuliert worden Im ersten Beispiel verunziert ein kurzer impulsartiger Peak in Form eines einzelnen falschen Abtastwerts das Me signal w hrend f r das zweite Beispiel alle Abtastwerte mit dem Faktor 0 96 potenziert wurden Dies entspricht Nichtlinearit ten in der Gr enordnung von 1 wie sie beispielsweise in hnlicher Form in Verst rkerstufen bei nicht ausreichendem Ruhestrom als bernahme verzerrungen im Nulldurchgang auftreten k nnen Die impulsartige St rung hat auf
282. tbereich l t sich dieses besser beobachten Mit der Tastenkombination Ctrl U kann in den Zeitbereich umgeschaltet und die Impulsantwort betrachtet werden Abbildung 35 zeigt die zum Frequenzgang aus Abbildung 34 geh rige Impulsantwort Nach dem ersten Direktschall und dem ausklingen der Impulsantwort des Lautsprechers folgen ab ca 8 ms eine Reihe Reflexionen die als kleine scharfe Spitzen zu erkennen sind Von der ausschwingenden Impulsantwort des Lautsprechers sind die Reflexionen durch ihre spitze Form zu unterscheiden Spitze Formen werden nur durch hochfrequente Anteile erzeugt die in der Lautsprecherimpulsantwort fr h abgeklungen sind und nach ca 5 ms nicht mehr auftauchen sollten In der Beispielmessung soll nun ein Fenster so gesetzt werden da alle Anteile in der Impulsantwort nach 8 ms ausgeblendet werden AD DA LS sensitivity Mic preamp gain Bei externem Mikrophon Vorverst rker ist hier dessen Gain einzutragen Correct by z B 6 dB bei Halbraummessungen LS impedance Nominelle Impedanz des Lautsprechers im Zweifelsfall zuerst nachmessen Mic LS distance Entfernung vom Messmikrophon zur Lautsprecherfront Kann auch automatisch ber detect distance bestimmt werden Bitte Kap 8 5 beachten Nur eine einzelne Messung oder Dauermessungen Bei starken St rger uschen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Be
283. tellen Mit einem XLR Kabel ist dabei der entsprechende Eingang des Me systems mit einem der Ausg nge zu verbinden Die Messung wird gestartet ohne Equalizing File none und ohne Gl ttung Smooth no Als Referenz f r O dB ist O dBu zu w hlen Im Infofenster kann dann unter Level overall der Pegel direkt in dBu abgelesen werden Der ber cksichtigte Frequenzbereich betr gt 0 20k Hz Die notwendigen Korrekturen k nnen anschlie end im Me menu mit der Leveleinstellung vorgenommen werden Das zugeh rige Spektrum das Me menu und das Infofenster zeigt Abbildung 87 Reicht der Einstellbereich nicht aus so ist unter basic settings der DA fullscale Wert zu erh hen DA gt AD Sig Pink Noise Overall Level 0 20 kHz 8 dBu II BON MIN Sul I Ei OU N 0 01 kHz 67 Abbildung 87 Einpegeln des Me systems mit Rosa Rauschen auf 8 dBu Ausgangspegel by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 229 283 FS322752 272720020 Excitation 222222 Mode single repeat Pre sends amp 1 Averaging 1 AD decimation 1 Level D dp FS 0 0 dBu Signal file PINK 16K DAT Remove DC no yes Tre rei wWindowing se 2 222727 Window no yes SEET Spectral processing ee Equalizing none file A weigh sinc x J filt Smooth no yes SES Display Hm Dynamic range i S0 cdB On top 15 dB Ref for 0 dB Max fixed O dBu AD FS dB reference
284. tellungsweisen d h der komplexe Frequenzgang mit Phaseninformation die Impulsantwort und die Sprungantwort lassen sich allerdings ohne Verluste ineinander berf hren und beinhalten alle eine absolut identische Information ber das zu beschreibende System Mathematisch betrachtet errechnet sich die Impulsantwort ber eine inverse Fouriertransformation aus dem komplexen Frequenzgang und die Sprungantwort ber eine zeitliche Integration aus der Impulsantwort Umgekehrt ist die Impulsantwort durch Differenzieren aus der Sprungantwort zu berechnen und der komplexe Frequenzgang ber eine Fouriertransformation aus der Impulsantwort Impulsantworten Sprungantworten m 150 s mE 100 z 50 i i a hr 2 50 Da 100 E U Be 150 5 7 1 2 3 4 ms 5 10 15 ms Abbildung 10 Impuls 1 und Sprungantworten r der 3 Lautsprecher Amplitudenfrequenzg nge Phaseng nge dB Ded 150 Land 10 ut e ith e 0 HH 3 Lull 50 100 150 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz 8 0 05 0 2 0 5 1 2 5 10 kHz Abbildung 11 Frequenz l und Phaseng nge r der 3 Lautsprecher by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D g
285. ten Impulsantworten bestimmt wurden F r eine komplette Darstellung bietet es sich an die ungefilterte Impulsantwort noch als achten Kanal Ch7 hinzu zu laden so da alle Werte in einem Infofenster betrachtet werden k nnen Das Infofenster kann mit einem Tastendruck Ctrl Print in das MF PRO File kopiert und von dort aus als Text weiterverarbeitet werden Der Name der zugeh rigen Datei wird im Ausdruck des Infofensters immer vorangestellt so da auch Reihenmessungen einfach und bersichtlich dokumentiert werden k nnen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 213 283 Impulsresponse with octave filter 125 Hz Ch0O to 8 kHz Ch6 0 2 04 06 0 8 1 0 1 2 1 4s 58 Abbildung 78 Oktavgefilterte Raumimpulsantworten in Ch0 Ch6 Impulsresponse with octave filter 125 Hz ChO to 8 kHz Ch6 20 10 0 05 0 2 I 5 10 kHz 59 Abbildung 79 Raum bertragungsfunktionen mit Oktavfiltern in Ch0 Ch6 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 214 283 8 13 8 ETC bestimmen Die ETC Energy Time Curve stellt eine schnelle M glichkeit dar eine bersicht ber das zeitliche Verhalten einer Raumimpulsantwort zu bekommen ber der Zeitachse wird der logarithmierte Betrag der Impulsantwort aufgetragen Lange nach dem Direktschall eintreffende gr ere Energieanteile die als st
286. ter Mic LS distance die richtige Entfernung eingetragen ist MF detektiert diesen Wert aus der Lage des Maximums der Impulsantwort automatisch wenn die Messung nicht einfach mit sondern mit Ctrl gestartet wird Diese Vorgang ist nat rlich nur einmal erforderlich solange der Aufbau aus Mikrophon und Lautsprecher nicht ver ndert wird Die Laufzeit die durch die Entfernung vom Lautsprecher zum Mikrophon entsteht wird nur dann automatisch entsprechend der eingestellten Distanz kompensiert wenn die Option Delay shift aktiviert ist Bei einer gleichzeitigen Fensterung kann es dann zu einer berkompensation kommen wenn die vor dem Maximum gelegenen Anteile der Impulsantwort an das hintere Ende des Zeitsignales r cken und dort vom Fenster abgeschnitten werden Abhilfe kann damit geschaffen werden wenn ein geringf gig kleinerer Wert als der akustisch detektierte von Hand eingetragen wird Bei einer mehr oder weniger freien Aufstellung im Raum k nnte das Ergebnis dann hnlich dem Beispiel in Abbildung 34 sein Der Frequenzgang der Box ist grunds tzlich zu erkennen aber von einem stark unruhigen Verlauf berlagert Verursacht wird dieses by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 131 283 durch reflektierten Schall von W nden Decke Boden etc der sp ter als der Direktschall vom Lautsprecher eintrifft sich mit diesem berlagert und zu Interferenzeffekten f hrt Im Zei
287. ter die Auswahl f r alle Kan le zu treffen Einzelne Kan le werden durch die zur Kanalnummer geh rigen Zifferntaste aktiviert Die Numerierung beginnt mit Kanal 0 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 61 283 Unterhalb der Grafik auf dem Bildschirm befinden sich noch einige Tastenkombinationen f r Umschaltm glichkeiten in der Darstellung Funktion Bedeutung y Norm Darstellung auf den gr ten Wert im aktiven Bereich normieren x Zoom Nur den aktiven Bereich zwischen den Cursorn darstellen entire Alle Werte bzw Samples darstellen cursorlock Cursorabstand fest auf den gegebenen Abstand einstellen all channels lines alle Kan le sichtbar crosshair Cursorkreuz statt Linie Y Log Logarithmische Darstellung der Y Achse X Log Logarithmische Darstellung der X Achse Tabelle 12 Skalierungsfunktion f r die Bildschirmdarstellung und Druckausgabe by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Me mikrophone und Verst rker 62 283 5 Me mikrophone und Verst rker Die Auswahl der Me mikrophone deren Vorverst rker oder auch der Endverst rker zum Betrieb der Lautsprecher bei einer Messung ist zun chst einmal als unkritisch zu betrachten Einzige unbedingte Voraussetzung ist da alle genannten Ger te bei den gew nschten Messungen nur geringe nichtlineare Verzerrungen er
288. tics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 280 283 12 4 Literaturverzeichnis Zur Zeit noch in Bearbeitung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 281 283 12 5 Stichwortverzeichnis Zur Zeit noch in Bearbeitung by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system 282 283 Verzeichnis der verwendeten Grafikdateien vo OD A o UD bs UNP vo o A o UD bs 4 h o O 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 ABB ROBBO TIF ABB PEGEL 1 PCX ABB PEGEL 2 PCX ABB ERDNUSS PCX ABB M57 FRE PCX UND M57 ZER PCX ABB M57 PHA PCX UND M57 LAU PCX ABB ALLE IMA PCX UND ALLE SPA PCX ABB ALLE FRE PCX UND ALLE PHA PCX ABB LSR MAX PCX UND LSR 95DB PCX ABB ISO HOR PCX UND ISO VER PCX ABB DIR FRDI PCX UND DIFF EO PCX ABB COMP14 PCX ABB EQO FRE PCX ABB EOQ PHAl PCX ABB EQ IMP PCX ABB EOQO PHA2 PCX ABB LSCO1l4 PCX UND SEN MIC PCX ABB LSCOl14F PCX ABB CC82 1M PCX ABB CC82 IMP PCX ABB CC82IMPF PCX ABB CC82 WIN PCX ABB CC82 NM PCX ABB CC82 NT PCX ABB CC82 NAH PCX A
289. timmte Zeichens tze ben tigt so ist dieser Pfad anzugeben by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 17 283 2 2 AD DA Umsetzer Alle wichtigen Einstellungen zur Me hardware finden sich im Men AD DA basic settings Als erste Grundeinstellung ist hier die Hardware Auswahl vorzunehmen Das hier beschriebene System wird als ITADDA 16 bezeichnet Entsprechend der Hardware wird in allen weiteren Men punkten jetzt eine Standardeinstellung vorgegeben die f r den normalen Betrieb geeignet ist Absolut wichtig ist die Auswahl des richtigen Eingangs auf am AD DA Umsetzer da nur der Input line von der Hardware unterst tzt wird Nach dem ersten Setup sollte auch die Portadresse gepr ft werden MF sucht die Karte an der Standardadresse 0530 die auch auf der PC Steckkarte eingestellt ist Wird wegen eines Adresskonfliktes mit anderen Karten im PC die Hardwareadresse der Karte per Jumper ge ndert so kann mit im Menupunkt Port address ein automatisches Absuchen der m glichen Adressen gestartet werden Ist die Suche erfolgreich so erscheint ein H kchen hinter der Adresse Die Men punkte AD voltage range und DA voltage range stellen die Skalierung der Messungen bez glich der Eingangsempfindlichkeit und der Ausgangsspannung der Hardware ein Hier ist nur einmalig der Wert f r Vollaussteuerung bei geringster Verst rkung bzw die maximale Ausgangsspannung einzugeben Alle we
290. tion Der Messvorgang l uft so ab da eine Maximalfolge im PC generiert und als Me signal ber einen DA Umsetzer an den Eingang des Messobjektes gelegt wird Am Ausgang des Me objektes wird das Signal von einem AD Umsetzer wieder aufgenommen und zur weiteren Verarbeitung im PC bereitgestellt Mit der schnellen Hadamard Transformation wird nun zun chst die Impulsantwort des Me objektes berechnet Eine weitere Transformation die schnelle Fourier Transformation errechnet aus der Impulsantwort die bertragungsfunktion mit Phase und Betrag im Frequenzbereich Der me bare Frequenzbereich erstreckt sich ann hernd von 0 Hz bis zur halben Samplefrequenz die f r dieses Me system zwischen 5 5 und 48 kHz gew hlt werden kann Die maximale L nge der Impulsantwort errechnet sich aus der Samplefrequenz f und der Folgenl nge N mit N Der Kehrwert HN ergibt die Aufl sung in der Frequenzgangdarstellung Charakterisiert wird eine Maximalfolge ber ihren Grad n Eine typische Einstellung f r Messungen in der Audiotechnik w re eine Folge vom Grad 15 bei einer Abtastrate von 44 1 kHz womit sich eine Frequenzaufl sung von 44100 Hal 1 34 Hz einstellen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Vorbereitungen f r eine Messung 56 283 w rde Werden noch h here Aufl sungen gew nscht kann entweder die L nge der Folge vergr ert oder die Abtastrate reduziert werden Moderne Rechner liefern
291. tisch Die folgende Tabelle zeigt alle Einstellungen im Menu LS sensitivity Reference and more f r die Referenzmessung bei Lautsprechermessungen AD DA LS sensitivity Reference Mic sensitivity z B 15 mV PA Mikrophonempfindlichkeit ist im Datenblatt des Mikros zu finden Mic equalization MIC KOMP SPK Kompensationsspektrum f r das Me mikrophon wird durch eine Vergleichs messung mit einem Referenzmikro z B B amp K 4165 oder 4135 erstellt Grad der Maximalfolge f r Lautsprecher 14 oder 15 Art des Anregungssignal MLS Maximalfolge intern oder file Quelle des Anregungssignales vorverzerrtt file nicht vorverzerrt intern Signal file C MAXIDAT Vorverzerrte Rauschfolgen ERDNUB14 DAT ERDNU 14 DAT oder ERDNUB15 DAT 10 dB FS Pegel in Bezug auf die fullscale Einstellung bei der Referenzmessung Equalizing file LSCO14 SPK Dateiname f r die Referenzmessung wird automatisch eingestellt Mic preamp gain Verst rkung eines externen Mikrophonvorverst rkers nur falls vorhanden sonst by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 127 283 AD DALS sensitivity Reference 0 dB Dynamic range Maximale Kompensationsdynamik Lower Cut Off Untere Frequenzgrenze f r die Kompensation Upper Cut Off 22 05 kHz Obere Frequenzgrenze f r die Kompensation Ref Referenz intern oder extern passive La
292. tisch kompensiert werden wenn im Menu AD DA Frequency Response Group delay comp auf left aligned geschaltet wird Das Maximum in der Impulsantwort wird dann durch zyklisches Verschieben der Impulsantwort immer an den Anfang des Zeitsignales geschoben Abbildung 31 zeigt den hieraus resultierenden Phasengang der jetzt dem minimalphasigen Anteil zum Amplitudenverlauf aus Abbildung 28 entspricht Das Verschieben des Maximums an den Anfang der Impulsantwort kann auch nachtr glich ber das Edit Menu erfolgen indem zun chst der aktive Cursor mit Shift Mauf dem Maximum plaziert wird Mit der Funktion Cyclic Move im Edit Menu kann das Maximum verschoben werden Anschlie end sind die Cursor mit Shift E wieder am Anfang und Ende der Impulsantwort zu positionieren Eine IFFT mit Taste I transformiert die bearbeitete Impulsantwort wieder zur ck in den Frequenzbereich Die Phasendarstellung mit Ctr1 P liefert jetzt auch hier den minimalphasigen Anteil by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 121 283 10khHz Abbildung 29 Zur Messung aus Abbildung 28 geh riger Phasengang Imp Resp digitaler EQ Delay 6 33 ms kV 5 10 5 10 15 ms 15 Abbildung 30 Zur Messung aus Abbildung 28 geh rige Impulsantwort by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 122 283 Phase Resp E
293. tt einer ASCII Tabelle aus einer Polarmessung Winkel in Zeilen Frequenzb nder in Spalten 166 Tabelle 25 Das AD DA Men THD N single f 173 Tabelle 26 Das AD DA Men THD N f 175 Tabelle 27 Das AD DA Men LS max SPL 178 Tabelle 28 Info Fenster bei der SPL Max Messung 182 Tabelle 29 Das Menu AD DA Impedance 184 Tabelle 30 Das Menu AD DA Impedance reference 186 Tabelle 31 Me dynamik und St rpegel des 16 Bit Systems bei unterschiedlichen Eingangsempfindlichkeiten 194 Tabelle 32 Das Menu AD DA AD only mit Standardeinstellungen 196 Tabelle 33 Das AD DA Men THD N single f 198 Tabelle 34 Das Menu Info Room Acoustics 208 Tabelle 35 Das Menu AD DA AD only mit Einstellungen f r SPL Messungen 227 Tabelle 36 Das Menu SPL mit Einstellungen f r SPL Messungen 234 Tabelle 37 Symbole 242 Tabelle 38 Eingabefenster Setup file unter Crossover work im Menu Edit 243 Tabelle 39 Eingabefenster General Settings unter Crossover work im Menu Edit 245 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Verzeichnisse 276 283 Tabelle A0 Eingabefenster Target Response unter Crossover work im Menu Edit 247 Tabelle 41 Eingabefenster Create Prototyp Bandpass unter Crossover work im Menu Edit 250 Tabelle 42 _Eingabefenster Process Bandpass unter Crossover work im Menu Edit 251 Tabelle 43 Eingabefenster Limiter settings unter Crossover work im Menu Edit 253 Tabelle 44 _Eingabefenster FIR coef generation unter Crossove
294. twort Windowing Window Size Fensterbereich in von der FFT L nge z B 50 bei FFT Grad 13 ergibt 0 5 e2 4096 Overlap berlappung zweier aufeinander folgender Zeitfenster Slice Step Die sich daraus ergebende Schrittweite zwischen zwei Zeitfenstern in ms Window Window type Fenster Typ Slope Fenster linksseitig rechtsseitig symmetrisch Mode Normal oder invertiert Range Alles oder ein einstellbarer Bereich Tukey Durchla bereich Fensterwert 1 Zero DC Tabelle 8 DC subtrahieren Einstellungen im Signal processing Menu unter Sliced FFT Alt T S by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 46 283 3 7 AD DA Im AD DA Menu finden sich alle Men punkte aus denen eine Messung gestartet werden kann oder die AD oder DA Umsetzer angesprochen werden k nnen Ebenso findet sich hier der Menupunkt Basic settings in dem das Hardware Setup eingestellt wird Unter Miscellaneous k nnen Umgebungsparameter wie Schallgeschwindigkeit oder Mikrophonempfindlichkeiten eingestellt werden AD DA Alt A Basic settings Hardware Grundeinstellungen Portadressen Kanalwahl Empfindlichkeiten Miscellaneous Schallgeschwindigkeit Vorgabe 340 m s Mikrophonempfindlichkeiten Hear my cry DA Ausgabe eines Zeitsignales aus einer Datei ber die DA Umsetzer
295. tzkalotte gelegt und leicht angedr ckt by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 190 283 Beide Impedanzmessung sind dann in getrennten Dateien oder in zwei Kan len einer Datei abzuspeichern Die Reihenfolge ist dabei gleichg ltig Sind beide Kurven geladen wie auch in Abbildung 63 dargestellt ist kann im Men Info Loudspeaker param das folgende Fenster aufgerufen werden Impedance PHL 6 5 mit und ohne Zusatzmasse 20g fr 47 Hz Region cursor fixed Lower limit 4 0375 Hz Upper limit 20 0003 kHz Diameter S 163 mm Added weight 20 g Thiele Small Parameter f s H 46 4478 Hz R DC S 3 2251 amp Q MS 4 99 O ES 0 23 0 ES 0 22 V AS S 54 1542 1 re More parameters M dyn 2 13 3017 g C MS 878 7157 m N R ms 781 7737 mNs m Bl b 7 6147 Vs m Abbildung 64 Thiele Small Parameter ausgedruckt ber MF PRO File Ctrl Print Taste kopiert den aktuellen Fensterinhalt Hier sind zun chst einige Einstellungen vorzunehmen Lower Limit und Upper Limit betreffen den zur Auswertung betrachteten Frequenzbereich Die obere Grenze ist dabei weniger wichtig als die untere da hier der Gleichstromwiderstand der Spule Rpc abgelesen wird Werte zwischen 1 Hz und 4 Hz haben sich f r das Lower Limit und zwischen 1 KHz und 20 kHz f r Upper Limit als g nstig erwiesen Weiterhin sind der Membrandurchmesser und das Gewicht der Zus
296. uckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 264 283 Bedeutung Verwendung links Delay Right Delay f r die einzelnen Ausg nge rechts Phase Inv Left Phase Inverse f r die einzelnen Ausg nge links Phase Inv Right Phase Inverse f r die einzelnen Ausg nge rechts Level Meter Aussteuerungsanzeigen Ein oder Aus Tabelle 50 Hugo Main Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Hugo 265 283 11 4 EQ Menu Bedeutung Verwendung EQ Select 0 16 Speichern der EQ Settings EQ Volume EQ On Off Volume 24 0 dB Default 6 dB EQ Noise Shaper Select EQ Filter 1 Type Q Hz dB Tabelle 51 Hugo EQ Menu optional Die insgesamt 28 parametrischen EQ sind zu je 14 auf den linken und rechten Eingang verteilt In der Einstellung Link sind der linke und rechte Kanal gekoppelt Werden die Kan le einzeln bearbeitet und dann in den Link Modus geschaltet so bertragen sich die Einstellungen vom zuletzt aktiven Kanal auf den anderen Der Filtertyp LP HP PEQ LS HS wird erst nach dem Druck der Enter Taste aktiviert Wird bei der Parametereinstellung gleichzeitig die Shift Taste gedr ckt so wird die Schrittweite auf die kleinste d h feinste Einstellung gesetzt In Kombination mit der Enterfunktion ber den gedruckten Drehregler wird die Schrittweite f r eine Schnellverstellung vergr ert
297. uenzgangmessung im Raum mit ausgepr gten Interferenzeffekten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 134 283 Impulsantwort HK CC82 d 1m im Raum gemessen 5 10 15 20 25 30 35 ms 20 Abbildung 35 Impulsantwort einer Messung im Raum mit Reflexionen Das hier zu verwendende Fenster sollte unsymmetrisch und in der Form so sein da vom Beginn der Impulsantwort angefangen zun chst alles zu 100 durchgelassen wird und ab 8 ms eine vollst ndige Ausblendung erfolgt Das Ausblenden sollte dabei nicht sprunghaft sondern kontinuierlich ab ca 6 ms erfolgen Zu diesem Zweck werden die beiden Cursor in der Impulsantwort so plaziert da vor dem ersten Cursor bei 6 ms der 100 Durchla bereich liegt dann zwischen den beiden Cursor ausgeblendet wird und nach dem zweiten Cursor bei 8 ms nichts mehr durchgelassen wird Sind beide Cursor in der Impulsantwort plaziert so gen gt ein Tastendruck w window und ein Fenster ist wunschgem eingerichtet Schaltet man jetzt mit Ctrl Min die Betragsdarstellung des Frequenzbereiches zur ck und geht erneut in das Me men LS Sensitivity so ist hier die Window Option aktiviert und das Fenster genau in der gew nschten Form definiert Wirksam wird das Fenster bei der n chsten Messung die jetzt einfach mit gestartet werden kann Das Resultat f r den Beispielaufbau zeigt Abbildung 37 Die Interferenzeffekte sind weitgehend verschwun
298. und elektronischen Ger ten Das CE Zeichen ist daher kein G te Siegel sondern ausschlie lich Nachweis f r eine ordnungsgem e elektromagnetische Vertr glichkeit nach og Pr fvorschriften by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Inhaltsverzeichnis 10 283 Haftungs und Garantiebedingungen Haftungserkl rung F r Sch den an Lautsprechern Verst rkern oder anderen Ger ten die durch den Betrieb des ITADDA besch digt werden bernimmt die Audio amp Acoustics Consulting keine Haftung Dies gilt f r die ordnungsgem e wie auch die unsachgem e oder fahrl ssige Inbetriebnahme und oder Installation des ITADDA Schadensersatzanspr che auch Dritter die aus Forderungen aufgrund vermeintlich eingeschr nkter oder ausbleibender Funktion des ITADDA herr hren z B nicht stattfindende Veranstaltungen der Defekt eines PCs usw sind ausdr cklich ausgeschlossen Produktgarantie ber den Rahmen der gesetzlichen Gew hrleistung hinaus bernimmt die Audio amp Acoustics Consulting f r das ITADDA die Garantie der einwandfreien Herstellung und M ngelfreiheit f r die Dauer von 24 Monaten nach Verkaufsdatum Als Nachweis f r den Beginn der Garantiezeit gilt das Datum einer ausgestellten Rechnung Als Hersteller ersetzt die Audio amp Acoustics Consulting innerhalb der Garantiezeit defekte Teile und setzt nicht funktionierende Baugruppen in Stand wenn der Defekt unter nor
299. ung auf dem Bildschirm so kann durch den Tastendruck P das Drucken auf einem Drucker oder in eine Datei gestartet werden Zun chst erscheint noch ein Men fenster in dem ein Dateiname vorgeschlagen wird Achtung Es wird immer nur der auf dem Bildschirm sichtbare Teil der Grafik gedruckt Soll z B eine Lautsprecherfrequenzgang von 20 Hz bis 20 kHz gedruckt werden so ist zun chst der linke Curser mit der Tastenfolge L Alt B P Y 20 Jauf 20 Hz zu plazieren und anschlie end der rechte Cursor mit R Alt B P Y 20k J auf 20kHz Taste x schaltet dann den gew nschten Ausschnitt als Bildschirmdarstellung Mit Taste G l t sich die Darstellung wieder auf den kompletten Bereich ausdehnen Sehr einfach gestaltet sich dieser Vorgang wenn die Bedienungsabfolge in einem Macro programmiert wird Die Macro Aufzeichnung wird mit AltM gestartet und beendet by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Software Setup 22 283 2 5 Dateiverwaltung MF unterst tzt Anwendungen durch mehrere Benutzer oder aus verschiedenen Verzeichnisse mit unterschiedlichen Einstellungen Einzige Voraussetzung ist da sich MF selber in einem Verzeichnis befindet das in der PATH Anweisung gesetzt ist Im Weiteren hinterl t MF in jedem Verzeichnis aus dem es aufgerufen wurde eine kleine Datei Pickfile genannt die alle Einstellungen des Programms abspeichert Bei einem erneuten Aufruf aus diesem Verzeichnis wird d
300. us Nah und Fernfeld bei 220 Hz by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 142 283 8 4 Impuls und Sprungantworten messen W hrend Frequenz und Phasengang als Gr e ber der Frequenz aufgetragen sind zeigt die Sprungantwort die Reaktion des Lautsprechers auf einen Spannungssprung Der Schalldruckverlauf wird aufgezeichnet und ber der Zeitachse aufgetragen hnliches gilt f r die Impulsantwort wo die Reaktion des Lautsprechers auf einen sehr kurzen Spannungsimpuls beobachtet wird Alle drei Darstellungsweisen d h der komplexe Frequenzgang mit Phaseninformation die Impulsantwort und die Sprungantwort lassen sich ohne Verluste ineinander berf hren und beinhalten alle die absolut identische Information ber das zu beschreibende System Mathematisch betrachtet errechnet sich die Impulsantwort ber eine inverse Fouriertransformation aus dem komplexen Frequenzgang und die Sprungantwort ber eine zeitliche Integration aus der Impulsantwort Umgekehrt ist die Impulsantwort durch Differenzieren aus der Sprungantwort zu berechnen und der komplexe Frequenzgang ber eine Fouriertransformation aus der Impulsantwort hnlich einfach lassen sich nach erfolgter Messung auch alle Formen der Darstellung im Frequenz oder Zeitbereich erzeugen Der normale Me ablauf sieht vor da aus dem gesampelten Signal bei der Messung zun chst die Impulsantwort und dann das komplexe Frequenz
301. utsprecher int aktive Lautsprecher ext Go for it Start der Messung Tabelle 17 Einstellung im Menu AD DA LS sensitivity Reference and more Als Resultat erscheint nach der Referenzmessung das bereits invertierte Spektrum auf dem Bildschirm wie es in Abbildung 32 li dargestellt ist Bei eingeschalteter Mikrokompensation wird die Me datei des Mikrophones mit in dieses Spektrum eingerechnet siehe zweite Kurve Als preiswerte Me mikrophone eignen sich z B die Sennheiser KE4 211 2 Kapsel die Monacor MCE 2000 Kapsel oder das Monacor ECM 30 Abbildung 32 re zeigt die Me datei der Sennheiser Kapsel die den frequenzabh ngigen Verlauf der Empfindlichkeit als Abweichung vom nominellen Wert hier 15 mV Pa bei 1 KHz angibt Compensation spectrum generated by Monkey Forest Freq Resp Empf 36 5 dB bez auf 1V Pa 15mV Pa d d s D Wu 70 10 65 20 60 550 30 17 0 02 0 1 0 5 1 2 5 10 kHz 0 01 0 1 1 kHz Abbildung 32 li Referenzmessung bei vorverzerrter Rauschfolge mit und ohne Mikrokompensation re Kompensationsdatei f r ein einfaches Sennheiser Mikro Typ KE4 211 2 by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D
302. verwendet werden Grunds tzlich ist dabei so vorzugehen da Lautsprecher und Mikrophon frei stehend auf Stativen o aufgebaut werden Nach der Festlegung des Abstandes je gr er die Box um so gr er sollte die Me entfernung auch sein kann so zun chst eine Probemessung gestartet werden Bei einigen Metern Freiraum um den Me aufbau gelingt es in der Regel mit einer geschickten Fensterung im Zeitbereich die st renden Reflexionen so weit auszublenden da die Kurve bis zu 200 Hz hinab G ltigkeit erlangt F r tiefere Frequenzen kann dann eine Nahfeldmessung erg nzt werden die unkritisch in Bezug auf Reflexionen ist Die Lage gestaltet sich damit weniger hoffnungslos als anf nglich zu bef rchten war 8 3 2 Empfindlichkeit 1W 1m Meist soll die Frequenzgangmessung f r passive Lautsprechersysteme die Sensitivity bzw Empfindlichkeit bezogen auf 1W lm angeben Das hei t welchen Pegel erzeugt der Lautsprecher auf seiner Mittelachse gemessen in einer Entfernung von lm bei einer Eingangsleistung von IW Die Leistung IW bezieht sich hier immer auf die Nennimpedanz von 2 4 8 oder 16 Ohm und nicht auf die tats chlich Impedanz des Lautsprechers die frequenzabh ngig sehr unterschiedlich ist Richtiger w re es also wenn nicht die Leistung sondern der Effektivwert der Spannung angegeben w rde die by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 124 283 eine Leistung von 1W a
303. von 60 Hz wird berhaupt nicht mehr korrekt dargestellt Zu sehr tiefen Frequenzen geht der Frequenzgang sogar in einen g nzlich falschen waagerechten Verlauf ber Durch die Fensterung gleichen sich positive und negative Halbwellen der Impulsantwort nicht mehr vollst ndig aus so da ein Gleichanteil brigbleibt Es ist nicht so leicht m glich eine untere Frequenzgrenze der G ltigkeit in Abh ngigkeit eines erlaubten Pegelfehlers und der Fensterposition anzugeben da diese Grenze auch davon abh ngt wie sehr die tieffrequenten Anteile der Lautsprecherimpulsantwort nacheilen Alternativ zum einseitig ausblendenden Fenster l t sich auch ein vollst ndiges Standardfenster symmetrisch zur Spitze der Impulsantwort anwenden wobei die tieffrequenten Anteile erfahrungsgem aber noch deutlich st rker ged mpft werden Anderseits verursacht ein solches Fenster weniger fehlerhafte Schwankungen in den dar ber liegenden Frequenzbereichen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Swens kleine Me kunde 109 283 Sens 1W 1m Fullrange TOP112 hoch
304. wiegenden Darstellungsfehlern oder Fehldeutungen kommen kann Im Men fenster Signal processing k nnen die einzelnen Verarbeitungsschritte vom gesampelten Me signal bis zur Darstellung des Frequenspektrums eingestellt werden Trans Alt T Zeitbereich Funktion Processing Transformationsablauf f r Messdaten Hadamard Transformation Fensterung Fourier Transformation Darstellung Fourier Transformation eines Zeitsignales mit 2 Werten in den Frequenzbereich Sliced FFT Erzeugt bis zu 32 Spektren in der Form von Zerfallsspektren Die Darstellung erfolgt in den Kan len 0 31 Das Zeitfenster kann im Menu Fenster Sliced FFT eingestellt werden Hadamard Transformation eines Zeitsignales mi 2 1 Werten Inverse Hadamard Transformation eines Zeitsignales mit 2 1 Werten Autokorrelationsfunktion eines Zeitsignales Kreuzkorrelationsfunktion von zwei Zeitsignalen in zwei Kan len einer Datei by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 42 283 Trans Alt T Frequenzbereich Processing Ablauf der inversen Fourier Transformation IFFT Inverse Fourier Transformation eines 2 Werte Spektrums im Frequenzbereich in ein 2 Werte langes Zeitsignal Tabelle 6 Funktionen und Eingabefenster im Trans Menu Signal Processing Alt T P Menupunkt Funktion 2 1 method Liegen 2 1 W
305. wird und bei Fehleinstellungen die Pegelbez ge verf lscht werden Eine schnelle Anpassung des Ausgangspegels ist im entsprechenden AD DA Menu ber die Level Einstellung m glich Nach einer Messung empfiehlt sich ein kurzer by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 129 283 Blick auf den Aussteuerungsbalken rechts unten auf dem Bildschirm um bei Bedarf den Pegelbereich anzupassen by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 130 283 MF Me system Beispiele Passive Lautsprecher Aktive Lautsprecher Ausgangspegel am Me system bei der Messung DA fullscale 0 dBu 10 dBu 20 dB von der Endstufe 10 dBu Eingangsempfindl am Me system AD fullscale 40 0 dBu oder Autorange 40 0 dBu oder Autorange Eingangsempfindl am Me system bei 0 dBu oder Autorange 0 dBu oder Autorange der Referenzmessung AD fullscale Tabelle 18 Einstellungen der Eingangsempfindlichkeiten und Ausgangspegel f r Lautsprechermessung 8 3 6 Lautsprechermessung Nach den vorab genannten Vorbereitungen kann es nun tats chlich zu einer ersten Frequenzgangmessung an einem Lautsprecher kommen F r die ersten Messungen sollten sowohl die Fensterfunktion Window als auch die Gl ttungsfunktion Smooth abgeschaltet sein Die Berechnung der Sensitivity und eine sp tere Fensterung erwarten da un
306. worten by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 143 283 Abbildung 43 Amplitudenfrequenzgang drei verschiedener Lautsprecher Phaseng nge Abbildung 44 Phasengang drei verschiedener Lautsprecher by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 144 283 Impulsantworten 30 Abbildung 45 Impulsantwort drei verschiedener Lautsprecher Sprungantworten 31 Abbildung 46 Sprungantwort drei verschiedener Lautsprecher by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Beispiele 145 283 8 5 Die Optionen Pre und Post comp und Delay shift f r Impulsantworten Alle Me funktionen mit Referenzdateien f r Frequenzgangmessungen Lautsprecherempfindlichkeit Polarmessungen etc verf gen ber die schaltbare Option Build Impulse Response pre oder post comp Zur Veranschaulichung dieser Funktion mu zun chst der Ablauf eines Me vorganges erl utert werden Nach der Auswahl des Anregungssignales wird im ersten Schritt mit diesem Signal eine Referenzmessung oder Eigenmessung des Me systems ausgef hrt deren Resultat im Kompensationsfile in Form eines komplexen Frequenzganges abgespeichert wird F r eine Polarmessung mit aktivierter Normalize to 0 Option ist die Frequenzgangmessung auf der Mittelachse
307. wurden N heres hierzu im Absatz 8 10 Info Alt D Zeitsignale Funktion Room acoustics Impuls Raumakustische Parameter einer antwort Raumimpulsantwort IACC Impuls Interauraler Kreuzkorrelationskoeffizient aus antworten zwei Impulsantworten f r das linke und rechte Ohr Signal statistics Zeitsignal Statistische Parameter eines Zeitsignales Decay Times Integr Nachhallzeiten aus der intergrierten Impuls Impulsantwort anwort Frequenzspektren Distortions Verzerrungsanteile k2 bis k10 in einem Spektrum bei gegebener Grundwelle den aktiven Cursor auf der Grundwelle plazieren Spectral statistics Statistische Parameter eines Frequenzspektrums Loudspeaker param Thiele Small Parameter eines Lautsprechers es werden zwei Impedanzmessungen ben tigt eine mit und eine ohne Zusatzmasse Tabelle 5 Funktionen und Eingabefenster im Info Menu by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Die Men s von MF 41 283 3 6 Trans Im Transformations Menu AltT k nnen verschiedene mathematische Transformationen einzeln aufgerufen werden und ein Standardablauf f r die Verarbeitung des gesampelten Zeitsignales eingestellt werden Die Einstellungen beziehen sich nicht auf die Messabl ufe im AD DA Menu Achtung Das Processing sollte nur bei guter Kenntnis der Abl ufe in der Signalverarbeitung abge ndert werden da es sonst zu schwer
308. zeugen Keinesfalls darf also z B eine Endstufe oder ein Mikrophonverst rker bei der Messung bersteuert werden Sehr einfach gestaltet sich der Vorgang wenn man auf die im Me frontend integrierten Komponenten zur ckgreift Der Eingang erlaubt den Anschlu nahezu aller Mikrophontypen die mit einer Phantomspeisung von 48 V betrieben werden k nnen Ebenso kann die Eingangsempfindlichkeit in weiten Bereich angepa t werden Eine Ausnahme stellen diejenigen Mikrophone dar die mit einer h heren Phantomspeisung z B 200 V bei B amp K 4165 etc betrieben werden m ssen und daher einen eigenen Vorverst rker ben tigen Die Verst rkung dieser Vorstufe mu im Me programm unter Preamplifier Gain angegeben werden um richtige Schalldruckwerte zu erhalten Ebenso ist die Mikrophonempfindlichkeit in mV Pa im AD DA Menu unter Miscellaneous einzutragen In der Regel ist dieser Wert dem Datenblatt des Mikrophones zu entnehmen Wenn ein Pistonphon mit definiertem Schalldruck zur Verf gung steht so kann im Zeitbereich unter im AD DA Menu unter Micro Kalibrierung eine genaue Erfassung der Mikrophonempfindlichkeit incl aller Abweichung durch Vorverst rker etc erfolgen Nur wenige und sehr teure Mikrophone erf llen die Voraussetzung eines v llig geraden Frequenzganges im Audiofrequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz Einfachere und deutlich preiswertere Mikrophone k nnen trotzdem sehr gut f r genau Messungen eingesetzt werden wenn sie vorher einmal mit
309. zum Me objekt geschalteten Shuntwiderstand an dem der Spannungsabfall gemessen wird Grundlage f r die Impedanzmessung an unbekannten Me objekten sind somit die Referenzmessung der Referenzwiderstand und der Shuntwiderstand u erlich gibt sich alles sehr einfach wo das Me objekt nur an die Bananenbuchsen an der R ckwand des Frontends anzuklemmen ist Die Verst rkung der Endstufe sollte dabei auf 20 dB Cal gestellt sein und der Me pegel auf 10 20 dBu Sobald die Referenzmessung gestartet wird schaltet das Frontend automatisch den Referenzwiderstand von 10 Ohm anstelle des Me objektes an den Ausgang F r die Referenzmessung ist es nicht notwendig das Me objekt abzuklemmen da die Ausg nge w hrend der Referenzmessung automatisch abgeschaltet werden Die Me gr e wird ber dem ebenfalls im Frontend integrierten Shuntwiderstand von 1 Ohm abgegriffen Der Referenzmodus wird durch die rote Led 10Q Cal an der Frontplatte angezeigt Mit den Standardeinstellungen sollte das Resultat der Referenzmessung frei von St ranteilen und Verzerrungen sein siehe Abbildung 61 F r Impedanzmessungen empfiehlt sich der Autorange Modus Menu AD DA Basic settings Im folgenden kann nun das eigentlich Testobjekt gemessen werden Die Spannung an den Ausg ngen errechnet sich aus der unter Level im Referenzmenu eingestellten Spannung zuz glich der 20 dB Verst rkung der Endstufe AD DA Impedance Excitation Mode Einzelmessung oder Dauerb
310. zweiche auf eine Gesamthochpa funktion 4 Ordnung mit 24 dB Oktave abgestimmt werden so ist hier bei Lower Boundary Slope 24 dB Oktave einzustellen Die Frequenzweiche erh lt dann eine elektrische Filterfunktion mit 12 dB Oktave die sich zusammen mit dem Lautsprecher der ein akustisches Filter mit 12 dB Oktave darstellt zu dem gew nschten Filter mit 24 dB Oktave erg nzt Bitte beachten Sehr steile Filterflanken k nnen zu langen Laufzeiten im bernahmebereich f hren die sich bei einer minimalphasigen Entzerrung in groben Laufzeitfehlern und bei linearphasiger Entzerrung in einer hohen Grundlaufzeit u ern k nnen Parameter Bedeutung Upper boundary Obere Eckfrequenz des Bandpasses im gew hlten Weg SUB LOW MID Filtercharakteristik des Tiefpasses Windowed FIR TP Filter mit einer einstellbaren Anzahl Koeffizienten unter Width Critical Bessel Butterworth Linkwitz Riley Slope oder Width Flankensteilheit des Filters in dB Oktave oder Filterl nge f r FIR Filter in Anzahl der Taps Lower boundary by Audio amp Acoustics Consulting Aachen V 3 1D gedruckt 12 12 99 11 12 MF Me system Option Crossover Works 250 283 Parameter Bedeutung Untere Eckfrequenz des Bandpasses im gew hlten Weg LOW MID HIGH Filtercharakteristik des Hochpasses Windowed FIR TP Filter mit einer einstellbaren Anzahl Koeffizienten unter Width Critical Bessel Butterworth Linkwitz Riley

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