Frequenz- und Phasengangmessungen

Frequenz- und Phasengang sind vom Einbau der Lautsprecher in eine Box abhängig. Daher sollten sie immer im Boxengehäuse gemessen werden, wo sie zum Einsatz kommen.

Der Frequenzgang kann im schalltoten Raum gemessen werden. Wenn dieser nicht zur Verfügung steht, können durch moderne Messtechnik die Reflexionen im Raum weggefiltert werden. In beiden Fällen bestimmen die Raumabmessungen die unterste Frequenz, die noch (unverfälscht) gemessen werden kann.

Diese ergibt sich im normalen Raum, da die Reflexionen weggefiltert werden:
a) Abstand von Lautsprecher zu Mikrofon xa
b) Abstand von Lautsprecher zu Mikrofon xb, wenn der Schall nicht direkt, sondern über den nächsten Gegenstand (Decke, Boden, Wand) reflektiert wird, zu:

Die untere Messfrequenz fu = Schallgeschwindigkeit / (xb-xa)
als Beispiel in einem Raum mit 2,50 Meter Höhe:
xa = 0,60 m (Mikrofonabstand, für kleine Boxen)
xb = 2,6 m (Weg, den eine Reflexion zurück legt)
fu = 340 m/s / (2,6 m -0,6 m) = 170 Hz

Darunter ist der Frequenzgang entweder durch die Thiele und Small-Simulation oder durch die Ergänzung durch Nahfeldmessungen zu ergänzen.

Frequenzgangmessung mit Clio am Beispiel Dirac XT

Mit Clio kann man oben gesagtes sehr schön erkennen. Zuerst ist also das "Messtor" zu bestimmen, damit die Reflexionen ausgeblendet werden. Dazu wird mit Clio eine MLS-Messung "MLS-Analysis" mit Zeitanalyse "Time-Domain" (die Schaltflächen mit den roten Pfeilen anklicken) durchgeführt.

Das bedeutet: Ein spezielles Rauschsignal, das alle Frequenzanteile enthält wird auf den zu messenden Lautsprecher gegeben und das Signal am Mikrofon wird mit einer Kreuzkorrelationsfunktion ausgewertet. Als Ergebnis sehen wir im Bild unten das Mikrofonsignal im Zeitbereich, das zeigt wie die Impulsantwort am Mikrofon eintrifft. Multipliziert man die Zeit mit der Schallgeschwindigkeit von 340 m/s (bei 20 Grad C), so erhält man genau die Abstände in unserer Skizze:
Nach 1,9 ms (0,0019 s x 340 m/s = 0,65 m) trifft der direkte Schall bzw.
nach 7,4 ms (0,0074 s x 340 m/s = 2,52 m) die erste Reflexion ein.

Was ist zu tun? Ganz einfach: Vom Impuls ab bis kurz vor der Reflexion (an Zeitachse gelb markiert) ist das Zeitfenster zu setzen (grün markierte Symbole und grün markierte Grenzen anklicken). Der Rest ist somit ausgeblendet (Rot-Färbung).
 
  Zeitmessung
 
Nun kann man frei von Raum-Reflexionen messen. Den Frequenzgang "Frequency Domain" (bei rotem Pfeil) anklicken
und nicht vergessen, dass der Frequenzgang nur oberhalb 1 / Länge des Zeitfensters = 1 / 5,3 ms = 1 / 0,0053 s = 180 Hz gemessen wird.
 
  Frequenzmessung
 
oder die Phase (bei rotem Pfeil) anklicken
 
  Phasenmessung
 
Fertig sind die Messungen.

Wenn dies der Frequenzgang eines einzelnen Lautsprechers wäre, könnte er mit dem Clio-Menü: File->Export->Data an das Weichensimulationsprogramm übergeben werden.

Wenn Sie - unsere Kunden - Interesse haben, werden wir diese Reihe mit:
- Wie ist eine Weiche zu dimensionieren
- wie steil sollte sie sein; sind die Filtertypen Bessel ... noch aktuell
- Wie messe ich den kompletten Frequenzgang (auch tiefe Töne)
fortsetzen.

nicht den Geradeausweg - jedoch ein Beispiel was man bei der Entwicklung einer Spitzen-Weiche berücksichtigen kann, finden Sie bei der Lagrange 98 mit Scan Speak D2904/9800