Messequipment vollständig, erste Messungen

[Herr_Mo]

Hallo zusammen,

mal wieder einen "habe-ich-denn-alles-richtig-gemacht-Threat" von mir. Mein Messequipment ist mittlerweile vollständig, zur Tascam US-122L gesellte sich unlängst ein Behringer ECM-8000 :yahoo:.

Auf dem Weg zum ersten Messergebnis sind natürlich wieder allerhand Fragen aufgekommen, die ich nicht alle abschließend durch Kompendium und Forenstöbern beantworten konnte. Daher mal der Reihe nach:
Ein erster Test bestätigte immerhin die Funktion des gebrauchten Mikros: Ich bin mir aber im Klaren, dass ich unkalibriert keine absoluten Aussagen zu den Ergebnissen treffen kann. Es soll hier aber vorrangig darum gehen das Messhandwerk zu erlernen und die Programme richtig bedienen zu können.
Da ich mich gerade auf Heimaturlaub im Elternhaus befinde, hatte ich meine im letzten Jahr aufgebauten Pioneer AS-E700 (http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&forum_id=185&thread=7854) als Messobjekt zur Verfügung.

1. Alles aufgebaut und die ersten Impulsantworten aufgenommen. Hierbei bin ich über verschiedene Anregungssignale gestolpert, im Kompendium wird PN empfohlen, an anderer Stelle liest man von MLS. Was also nehmen? Unterschiedliche Ziele = unterschiedliche Signale?
(habe mich dann ans Kompendium gehalten und PN verwendet: Pink, sequence length 32k, 96kHz Sampling)

2. Nun, sollte ich das zweikanalig messen? Ich habe mal einkanalig, mal semi-zweikanal gemessen. Die Ergebnisse sind prinzipiell vergleichbar.
Im Dual Channel gibt es den Haken bei "Filter dual channel impulse response" - was bedeutet das?
Lohnt es eine Strippe für echte Zweikanalmessungen zuzulegen? (Verstärkerausgang nach Eingang-rechts)

3. Also, die ersten Impulsantworten waren auf dem Bildschirm. Aufgebaut ist in einem hohen Raum (4m Giebel, überwiegend Schallharte Flächen, ein paar Pflanzen). Der Lautsprecher wurde auf einen Tisch gestellt (Schallwand an Tischkante), so dass der Hochtöner auf 1,30 m sitzt. Mikro in 1m Abstand zur Schallwand auf Höhe des Hochtöners, 0°. Gate gesetzt wie ich es in diversen Foren gelesen habe: Cursor vor ersten Impuls, Gate unmittelbar vor der ersten Reflexion.
Damit hier nicht nur langweiliger Text steht mal das passende Bildchen dazu, mit gesetztem Gate.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8803
Daraus resultiert folgender Frequenzgang:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8802
Der Balken links unten sagt mir, dass diese Messung ab gut 200Hz gültig ist? Also muss eine Nahfeldmessung gemacht werden.

4. Mikro sehr nah an die Staubschutzkalotte des Tieftöners, Signalpegel reduzieren und messen. Hier muss (kann) ich kein Gate setzen, richtig? (Der relative Abstand zu den reflektierenden Flächen ist so groß, dass Reflexionen einen viieeeel geringeren Pegel besitzen und somit vernachlässigbaren Einfluss haben. Stimmt das so?)
Das Ergebnis ist Folgendes (mit bereits korrigiertem Schallwandeinfluss)
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8801

5. Nun, da ich in 4. am Pegel gedreht habe dürfte die Pegelanpassung mittels der Formel aus dem Kompendium nicht mehr funktionieren. Also habe ich es hier mal Pi*Daumen gemacht und 300Hz zum Schnittpunkt auserkoren. Das Ergebnis ist im nächsten Bildchen zu sehen.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8800
Gibt es zu diesem Vorgehen Anmerkungen? Kann man das so über den Daumen gepeilt machen? Oder Hätte ich hier evtl. Vorteile bei einer echten Zweikanalmessung, da der Anregungspegel automatisch auch für den Referenzkanal reduziert wird?

Jau, so weit mal. Wenn ich das Ergebnis jetzt als ansatzweise Verlässlich erachte, dann weiß ich auch, wieso es mir da am Bass gefehlt hat (ich habe die Lautsprecher schon lange nicht mehr gehört, sie sind noch immer nicht fertig und ich habe daher nur einen Lautsprecher für die Messungen komplettiert). Jetzt würde ich aber gerne erst mal was zu den Messungen hören. Nicht, dass ich hier irgendetwas unterschlagen habe und das Ergebnis besser gleich wieder vergesse...

Grüße

Mo

[Diskus_GL]

Hallo Mo,

Kurz eine Frage zum Verständnis, Du sprichst von ..."erste Impulsantwort aufgenommen..." und dann in diesem Zusammenhang von PN und MLS als Anregungssignal und von Sequenzlength.
Was hast Du erfasst? Eine Impulsantwort erhält man mit einem Impuls als Anregungssignal. PN ist ein Rauschsignal über einen längeren Zeitraum, also Alles Andere als impulsförmig!*
PN nimmt man um den Amplitudenfrequenzgang zu ermitteln.*
Schau Dir mal*http://www.kirchner-elektronik.de/~kirchner/photostoryteil2.pdf an, da wird das recht anschaulich erklärt...

Gruss Joachim

[Herr_Mo]

Hallo Joachim,

gut, dass du nachfragst. Schließlich will ich auch verstehen, was ich da mache....

Also, ich habe im Modus Impulse Response von Arta Messungen durchgeführt. Dazu mit dem roten Dreieck das Fenster Impulse response measurement/Signal recording geöffnet. Hier hat man die Möglichkeiten PN (Periodic Noise), Sweep, MLS als Anregungssignal auszuwählen. Das habe ich getan und aufgenommen, das Ergebnis ist die Impulsantwort aus meinem Text.

Was ich aufgenommen habe war also das Rauschsignal aus der Anregung (PN), Arta errechnet daraus die Impulsantwort. So zumindest verstehe ich, was da passiert.

Das Dokument werde ich mir morgen mal zu Gemüte führen, interessiert mich wirklich sehr! Aber heute ist der Kopf leider schon voll...

Grüße

Mo

[Diskus_GL]

Hallo Mo,

sorry, ich war wohl im falschen Film… in ARTA hast Du mit Deinen Einstellungen ein Rauschsignal von 333 ms Dauer erfasst. Dies wird als Schalldruckverlauf angezeigt und daraus dann die repräsentativen Fourier-Sinusfrequenzen errechnet - also das was dann als Amplituden-Frequenzgang bezeichnet wird…
Ich nehme an, dass Du auch mit diesem Kompendium arbeitest: http://www.borowski-audio-online.de/media//DIR_41146/d8da842de91fdcadffff80f1fffffff2.pdf , da steht es recht gut erklärt.

Gruss Joachim

[Herr_Mo]

Hallo Joachim,

ja, ich habe das von dir verlinkte Kompendium, allerdings in aktuellerer Fassung (2.3 direkt von der ARTA-Homepage).
Das habe ich auch schon komplett gelesen, allerdings vor ich die Messungen gemacht habe. Ansonsten wäre ich keinen Schritt weit gekommen... Das Kompendium ist super, aber es beantwortet nicht alle Fragen die man als absoluter Messeinsteiger hat. Deswegen, und weil ich die Messungen gerne in Boxsim importieren möchte um mich daran auszutoben, habe ich hier mein Vorgehen recht detailliert beschrieben und hoffe auf die Meinung eines erfahrenen ARTA-Nutzers.

Ich wäre dankbar, wenn jemand seine Meinung dazu sagen würde. Kann ich den Messungen (bis auf die bereits angesprochene fehlende Mikrofonkalibrierung) vertrauen?

Grüße

Moritz

[Chaomaniac]

Ich hab die Beschreibung jetzt nur m Ansatz überflogen, aber für mich sieht das so aus, als würde das so passen.
Bis auf eines.
Wenn Du die Daten für Simulationen verwenden willst, musst Du eine echte Zweikanalmessung machen, sonst wird das nix mit der Phase.
Guckst Du dazu auch hier (http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=22782).

[Herr_Mo]

Ahh, vielen Dank für den Hinweis mit dem Phasenbezug.

Also, Zweikanalmessungen sind auch durchgeführt. Dann habe ich die Impulsantworten nach dieser Anleitung (http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=846) bearbeitet: Cursor (auch bei mir) auf 560 Samples bei allen Messungen mit gleicher Mikrofonposition (1m in Höhe HT).

Aber jetzt frage ich mich, wie ich die Nahfeldmessung da phasenkorrekt mit der 1m-Messung des TTs verheiraten kann? Im Nahfeld sind natürlich keine 560 Samples vor dem Eintreffen des Schalls...

Um die TT-Messung phasenrichtig mit den anderen Chassis zu importieren muss ich ja den Cursor ebenfalls bei 560 Samples setzen. Wie bekomme ich da jetzt die Nahfeldmessung rangeklebt, dass auch die Phase stimmt? Cursos der Nahfeldmessung so lange verschieben, bis die Phase mit der Phase im Fernfeld übereinstimmt und dann verkleben?

Und noch eine Frage habe ich: Bei der Messung des TTs ist die Reflexion in der Impulsantwort nicht sehr deutlich zu erkennen.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8807
Durch setzen des Markers auf die von mir angenommene 1. Reflexion (Wegdelta zum Direktschall hier 1,3m - stimmt mit meiner Überlegung überein: 1,05m Direktschall TT-Sicke-oben bis Mikro, 2,34m von TT-Sicke-unten über Bodenfläche bis Mikro) ergibt folgendes Bild:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8808
Das sieht allerdings etwas merkwürdig aus mit den regelmäßigen Schwingern, fast so als hätte ich ein zu langes Gate eingestellt und würde die Reflexionen mit anzeigen? Kann das jemand kommentieren?

Grüße

Mo

[Chaomaniac]

Ahh, vielen Dank für den Hinweis mit dem Phasenbezug.

Also, Zweikanalmessungen sind auch durchgeführt. Dann habe ich die Impulsantworten nach dieser Anleitung (http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=846) bearbeitet: Cursor (auch bei mir) auf 560 Samples bei allen Messungen mit gleicher Mikrofonposition (1m in Höhe HT).
…Nahfeldmessung so lange verschieben, bis die Phase mit der Phase im Fernfeld übereinstimmt und dann verkleben?
Jep, genau. Was anderes ist mir dazu auch noch nicht eingefallen. In der Frequenzgangansicht halt die Phasenansicht auswählen, da sind dann auch Overlays für die Phase möglich.
Bei einem Zweiweger ist das aber nebensächlich, da hier der Pegel des Partners (Hochtöner) schon so niedrig liegen sollte, dass es für die Summe so gut wie nix mehr ausmacht. Relevant ist die Stelle, wenn die Trennfrequenz in dem Bereich liegt, wie bei einem FAST oder einem Mehrweger.

…
Das sieht allerdings etwas merkwürdig aus mit den regelmäßigen Schwingern,
…
Das wirkt eigentlich schon plausibel (wobei der Huckel in der Impulsantwort bei etwa 8 ms auch etwas verdächtig ausschaut).
Sickenresonanzen können schon mal eine Stufe im Frequenzgang erzeugen (ist in der Impedanzmessung vielleicht sogar im Bereich um ca. 730 Hz eine Unregelmäßigkeit zu erkennen?). Wenn gleich im Anschluss die Membran „aufbricht”, kann das schon sein.
Kannst ja durch eine Kontrollmessung in kürzerem Abstand ansehen. In beispielsweise 30 cm ist der absolute Verlauf zwar nicht mehr als Freifeldfrequenzgang verwertbar (wegen Ausdehnung der Schallquelle und so), aber der Verlauf der Resonanzen sollte dann doch der gleiche sein, nur halt mit einer tieferen verwertbaren unteren Frequenz der Messung.

P.S.
Ist es der selbe Tieftöner wie in der Messung weiter oben?
Da sieht man auch schon eine Kerbe bei 730 Hz.
Korrigier mal die Glättung auf den gleichen Wert, wie's dann ausschaut.

[Herr_Mo]

Hallo Chaomaniac und vielen Dank für deine Antwort! Auch an die anderen aus dem mittlerweile abgesplitteten Thema, sehr interessant und aufschlussreich zu Verständnis der Phase und wie man die Messungen für die Simu aufbereitet!
Und entschuldigt bitte die drei Tage Schweigen, ich war anderweitig eingespannt und konnte daher noch keine ausführliche Antwort schreiben.

Also, zum Thema: Die Unregelmäßigkeit bei der Impedanzmessung ist tatsächlich vorhanden, sowohl im Gehäuse unbeschaltet, als auch Free-Air bei der Bestimmung der TSP. Es wird also tatsächlich mit Sicke oder Membran zu tun haben.
Bei der Schalldruckmessung in ca. 30cm Abstand ist dann auch ein vergleichbarer Frequenzgang herausgekommen. Die regelmäßigen Schwinger sind also nicht auf den Raum zu schieben sondern tatsächlich bedingt durch den TT. Er wird lt. Datenblatt bei 500Hz getrennt, was im Boxsimmodell eher bei 650Hz geschieht (Schnittpunkt TT und MT).

Die Glättung war bei allen Darstellungen auf 1/24 eingestellt. Hier mal noch ein Vergleich der Messungen des TT im Nahfeld, bei 30cm und bei 1m Abstand (Pegel künstlich angehoben um die Kurven übereinander zu legen).
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8829
gelb=Nahfeld, frau=30cm, grün=1m

Grüße

Mo

[Herr_Mo]

So, da nun ja die Messungen zumindest plausibel sind, kann ich mal versuchen Simu und Messung zu vergleichen. Da die Simu ja auf Messdaten basiert ist das zuallererst nur für mich relevant, ob ich den Schaltplan der Weiche richtig gelesen habe
Das war für mich gar nicht so trivial, hier mal das entsprechende Bildchen:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8864

Nun, die Deckung zwischen Messung und Simu ist wohl in Ordnung, zumindest die Weiche habe ich richtig verstanden. Zu bedenken ist auch, dass ich mit den angegebenen Schaltplanwerten simuliert habe und nicht mit gemessenen Werten (der ja immerhin rund 40 Jahre alten Bauteile). Die Pegelsteller wurden übrigens in Normalstellung=Messstellung durchgemessen und entsprechend durch drei Widerstände nachgebildet.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8865
Was jedoch auffällt ist der Unterschied im Bassbereich. Hier simuliert Boxsim im Gehäuse auf Basis der TSP (rot) und Arta zeigt die kombinierte Nahfeld-Fernfeld-Messung (blau). Der Sprung in der Kurve von Boxsim markiert dann wohl die Stelle, wo von TSP-basierter Simu auf Messwerte umgestellt wird.

Was mir dazu einfällt und was es zu beachten gilt:

Das Mikro ist nicht kalibriert, ich sollte den Messungen also immer eine gewisse Skepsis entgegen bringen. Jedoch ist das ECM8000 gerade im Bassbereich bisher als recht linear aufgefallen (wie die Herren von HSB feststellten (http://hifi-selbstbau.de/index.php?option=com_content&view=article&id=367:500-mikrofonkalibrierungen-eine-uebersicht&catid=36:software--messtechnik&Itemid=66)).
Beim Boxsim-Modell habe ich das Gehäusevolumen (50l, jedoch sind die Innenwände mit 5mm Trittschalldämmung ausgekleidet, welches ich nicht vom Volumen abgezogen habe) und die Bedämpfung wie zur Messsituation eingegeben (stark gestopft, da zwei IKEA-Kissen mit je 630g Füllung in 50l=25,2g/l Dämmaterial).
Ist die Simulation da verlässlich? Oder sollte ich ihr da nicht allzu viel Vertrauen schenken und lieber ausprobieren und der Messung vertrauen (und den Ohren, versteht sich -> Der Bass kommt zu schwach. Die Box die man hört ist kleiner als die die man sieht.)

Wie schaffe ich da ein optimales Ergebnis? Gibt es zur Bedämpfung von geschlossenen Gehäusen messtechnische Kniffe (Impedanzmessung?), die ich bisher noch nirgends entdeckt habe?

Jo, wenn ich das dann mal alles durchschaut habe, dann kann ich mich an die Weiche selbst machen. Die Berg- und Talfahrt des Lautsprechers ist ja doch beachtlich wie ich finde. Wobei es unter Winkel schon etwas harmonischer ausschaut. Hier mal ein paar Winkelmessungen, in die "richtige" Richtung gedreht: auf Achse, 10°, 20°, 30°.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=646&pictureid=8867

Nun denn, mag das soweit mal jemand kommentieren? Zum Messworkshop am Samstag kann ich ja leide doch nicht kommen. Obwohl ich schon einsehe, dass das jetzt genau das Richtige für mich wäre...

Viele Grüße

Mo