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  5. Messtechnik

Nahfeld Messungen an Hornlautsprechern

  • Flywheel
  • 26. April 2005 um 10:42
  • Flywheel
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    68
    • 26. April 2005 um 10:42
    • #1

    Können eigentlich aus "Nahfeld" - Messungen vor Hornlautsprechern, sprich vor Hornöffnungen, brauchbare Ergebnisse gewonnen werden?

    Es geht nicht um Absolut-Pegel, sondern um Frequenzgänge.

    Welchen Abstand sollte man für Bass,- Mittel- und Hochtöner mindestens einhalten?

    Oder sollte man doch, zumindest für Basslautsprecher, auf die freie Wiese ziehen und dann ein Mikro auf eine schallreflektierende Fläche legen.

    Ralf

  • Sound-Klinik
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    • 26. April 2005 um 11:19
    • #2
    Zitat von "Flywheel"

    Können eigentlich aus "Nahfeld" - Messungen vor Hornlautsprechern, sprich vor Hornöffnungen, brauchbare Ergebnisse gewonnen werden?

    ... im Prinzip ja. Allerdings gibt es - besonders "untenherum" - dann Unterschiede, weil tiefere Frequenzen (bei denen die Mundöffnung dann "etwas" zu klein ist ...) sich außerhalb des Horns im Raum anders "verteilen" ...

    Zitat von "Flywheel"

    Welchen Abstand sollte man für Bass,- Mittel- und Hochtöner mindestens einhalten?

    ... hängt von den Abmessungen der Schallaustrittsöffnung im Verhältnis zur abgestrahlten Wellenlänge ab. Bei Hochtönern reichen oft wenige Zentimeter (Vorsicht bei Nahfeldmessungen: Elektretkapseln neigen bei hohen Pegeln zu Klirr !).

  • Volker Holtmeyer
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    • 26. April 2005 um 13:51
    • #3
    Zitat


    Welchen Abstand sollte man für Bass,- Mittel- und Hochtöner mindestens einhalten?


    Als Faustformel gilt, dass der Mindestabstand etwa 10 x die Abmessung des Lautsprechers (bzw. der Schallabstrahlenden Fläche) sein sollte. Theoretisch:

    x > h²f/2c

    mit den Lautsprecherabmessungen h, der höchsten betrachteten Frequenz f und der Schallgeschwindigkeit c

    http://www.volkerholtmeyer.de/

  • Flywheel
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    68
    • 26. April 2005 um 16:41
    • #4

    Danke für die schnellen Antworten,

    ich dachte bei der Nahfeldmessung an eine Messung sehr nahe an der Membran oder in diesem Falle an der Mundöffnung des Horns. In dem Buch der Lautsprecher-Messtechnik von D'Appolito steht etwa von wenigen Millimetern (bei direkt strahlenden Membranen).

    Zu der Formel x > h²f/2c:
    Ist x > h²f/(2c) oder x > h²(f/2)c gemeint?
    Nach den Einheiten ist es wohl eher ersteres.

    Wenn ich ein Basshorn mit einer Mundöffnung von 0,5 m x 0,5 m habe, so ergibt die Formel 0,5 m x 0,5 m x 150 Hz / (2 x 344 m/s) = 5,5 cm,
    was nicht der zehnfachen Abmessung des Lautsprechers entspricht!?

    Bei der zehnfachen Abmessung des Lautsprechers ist es ja auch keine "Nahfeldmessung" mehr, dass heisst, ich hätte dann doch wieder störende Reflexionen im Messsignal, die ich nicht herausgefenstert bekomme.

    Best Grüße Ralf

  • Volker Holtmeyer
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    13
    • 27. April 2005 um 00:02
    • #5
    Zitat


    Zu der Formel x > h²f/2c:
    Ist x > h²f/(2c) oder x > h²(f/2)c gemeint?
    Nach den Einheiten ist es wohl eher ersteres.


    Ja, richtig.

    Zitat


    Wenn ich ein Basshorn mit einer Mundöffnung von 0,5 m x 0,5 m habe, so ergibt die Formel 0,5 m x 0,5 m x 150 Hz / (2 x 344 m/s) = 5,5 cm,
    was nicht der zehnfachen Abmessung des Lautsprechers entspricht!?


    Oh, ich vergass: Die Frequenz ist hier in kHz einzugeben!

    http://www.volkerholtmeyer.de/

  • Sound-Klinik
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    • 27. April 2005 um 12:13
    • #6
    Zitat von "Volker Holtmeyer"

    Oh, ich vergass: Die Frequenz ist hier in kHz einzugeben!

    ... sicher ?

  • MK
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    373
    • 27. April 2005 um 13:43
    • #7

    Kann es sein, dass das Ergebnis die gleiche Skalierung haben muss, wie die Lautsprecherabmessungen? Dann kämen nämlich 5,45m heraus.

    Gruß
    Martin

    Glaube nur, was auch wissenschaftlich untermauert werden kann, menschliche Sinne lassen sich zu leicht besch... - äähh betrügen!

  • test
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    4
    • 27. April 2005 um 14:03
    • #8

    irgendwas stimmt mit der formel nicht. der messabstand wird ja nur größer wenn die zu messende frequenz steigt. das sollte eigentlich ja eher umgekehrt sein (so mal logisch :oops: )

    http://www.crystal-hannover.de
    Beschallung, Beleuchtung, LED technik
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  • MK
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    373
    • 27. April 2005 um 14:22
    • #9

    stimmt auch wieder, Formel-Generalübeholung wäre angesagt

    Glaube nur, was auch wissenschaftlich untermauert werden kann, menschliche Sinne lassen sich zu leicht besch... - äähh betrügen!

  • Sound-Klinik
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    • 27. April 2005 um 14:33
    • #10

    ... es geht beim Abstand nicht nur um die Frequenz (bzw. Wellenlänge ...), sondern um das Verhältnis von Strahlerfläche zur Wellenlänge ...

  • Volker Holtmeyer
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    • 27. April 2005 um 23:49
    • #11

    Je höher die Frequenz, desto ausgedehnter ist das so genannte Nahfeld und desto weiter muss man weg um "geregelte Verhältnisse" zu haben.
    Je größer die schallabstrahlende Fläche, desto ausgedehnter ist das Nahfeld.

    Eigentlich ist die Formel (nach C. Heil) auch etwas komplizierter:

    d = (3/2) h² F SQR(1-(1/3hF)²)

    Für übliche Frequenzen und Strahleraußmaße wird der Nenner in der Klammer recht groß. Damit wird der Klammerausdruck sehr klein. Durchs Quadrieren wird er nochmal kleiner. Damit wir der gesamte Wurzelausdruck dann (1 minus "fast nichts" und daraus die Wurzel) zu 1. Bleibt also stehen:

    d = (3/2) h² F

    Wobei zu beachten ist, dass hier F in kHz einzutragen ist! Es steht also eigentlich hier:

    d = (3/2000) h² f

    Da das Ganze natürlich abhängig von der Temperatur und der Luftfeuchte ist (und damit die Einheiten stimmen), hat man eine Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit hineingebracht. Dazu wurde einfach der Faktor 3/2000 ersetzt durch 1/2c. Und wir erhalten:

    d = h²f/(2c)

    (Hier muss dann f natürlich in Hz und nicht in kHz eigegeben werden, wie Manfred richtig hinterfragt hat!)

    http://www.volkerholtmeyer.de/

  • MK
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    • 28. April 2005 um 08:45
    • #12

    man geht eben nie dümmer heim, als man in der Früh´ ausrückt.
    Danke

    Glaube nur, was auch wissenschaftlich untermauert werden kann, menschliche Sinne lassen sich zu leicht besch... - äähh betrügen!

  • Sound-Klinik
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    • 28. April 2005 um 10:36
    • #13
    Zitat von "Volker Holtmeyer"

    Je höher die Frequenz, desto ausgedehnter ist das so genannte Nahfeld und desto weiter muss man weg um "geregelte Verhältnisse" zu haben.
    Je größer die schallabstrahlende Fläche, desto ausgedehnter ist das Nahfeld.

    ... die Form der Wellenfront (Krümmung) in einem Trichter wird dabei allerdings nicht ganz berücksichtigt, weil nur die Abstrahlfläche und Frequenz in die Betrachtung eingehen (z.B. Krümmung der Wellenfront bei einem Kugelwellenhorn und bei einem "reinen" Exponentialtrichter ...).

  • Flywheel
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    68
    • 29. April 2005 um 08:22
    • #14

    Also gilt die ursprüngliche Formel doch und das Nahfeld ist bis 5 cm vor der Mundöffnung? Wie passt den das nun mit der zehnfachen Abmessung?

    Ich bin verwirrt.

    Zitat

    Je höher die Frequenz, desto ausgedehnter ist das so genannte Nahfeld und desto weiter muss man weg um "geregelte Verhältnisse" zu haben.

    Ich dachte es sei von Vorteil, sich im Nahfeld zu befinden, um Raumreflexionen weitestgehend auszublenden?

    Beschreibt C. Heil die Nahfeldmessung auch bei Hörnen? Kann man an die Literaturquelle kommen?

    Und schließlich: Wie messe ich denn nun den Frquenzgang von großen Hörnen "richtig". Draußen ohne Reflexionen mit entsprechendem Abstand zwischen Box und Mikro?

    Gruß Ralf

  • Volker Holtmeyer
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    13
    • 29. April 2005 um 12:24
    • #15
    Zitat


    Also gilt die ursprüngliche Formel doch und das Nahfeld ist bis 5 cm vor der Mundöffnung? Wie passt den das nun mit der zehnfachen Abmessung?


    Das ist eben eine Näherungsformel und bei Längen unter 1 m wird durchs Quadrieren der Zähler natürlich sehr klein und es kommt Murks heraus.

    Mit dem Abstand "Lautsprechergröße x 10" ist man auf jeden Fall auf der sicheren Seite.

    Zitat


    Ich dachte es sei von Vorteil, sich im Nahfeld zu befinden, um Raumreflexionen weitestgehend auszublenden?


    Das Nahfeld eines Lautsprechers hat nichts mit Raumakustik zu tun.
    Es gibt den so genannten Hallradius, der den Punkt angibt, wo der Direktschallpegel genau so groß ist wie der Pegel des Diffusfeldes (also der Reflexionen). Da sollte man sich natürlich nicht außerhalb des Hallradius befinden.

    Zitat


    Und schließlich: Wie messe ich denn nun den Frquenzgang von großen Hörnen "richtig". Draußen ohne Reflexionen mit entsprechendem Abstand zwischen Box und Mikro?


    Wenn kein refelxionsarmer Raum zur Verfügung, steht ist das die beste Alternative.

    Zitat


    Beschreibt C. Heil die Nahfeldmessung auch bei Hörnen? Kann man an die Literaturquelle kommen?


    Grundsätzlich gilt die zetierte Beziehung natürlich bei allen Schallstrahlern. Bei Hörnern spielen indes noch weitere Parameter eine Rolle, wie Manfred ja auch schon sagte.
    Bei Trius gab es mal so ein "TSG-Paper", wo die Formel von Heil auch beschrieben war. Die TSG-Blättchen kann ich auf der Trius-Seite grad gar nicht finden. Gibts zu verschiednen Themen - sind ganz nett gemacht. Ruf da einfach mal an und bestell einen schönen Gruß von mir. :)
    http://www.trius-audio.de

    http://www.volkerholtmeyer.de/

  • Flywheel
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    68
    • 29. April 2005 um 13:44
    • #16

    Ok, werde ich tun. Danke.

    Die Nahfeldmessung, die ich meine, ist wirklich sehr nah (wenige mm vor der Membran). Dudurch wird der Störabstand zu den Raumreflexionen so weit vergrößert, dass sie praktisch keine Rolle mehr spielen. Funktioniert wohl bei tiefen Frequenzen recht gut, bei höheren kommen die Partialschwingungen der Membran ins Spiel, die dann nicht mehr richtig erfasst werden.

    Aber das Schallfeld am Ende des Horns ist wohl nicht damit vergleichbar. Also, raus auf dieWiese.

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