Elko - Woensdag 15 Oktober 2021

Hoe gebruik je een meetmicrofoon, Een basisgids voor het meten van uw (diy)-audiosysteem

Heeft u een meetmicrofoon aangeschaft, maar u weet niet goed hoe u hem moet gebruiken? Of u vraagt zich af of u er één nodig heeft en u wilt meer informatie inwinnen? Deze blog legt uit wat een meetmicrofoon is en bevat ook twee minigidsen. Een voor het opzetten van een akoestische meting en een andere over een gaaf meetvoorbeeld: de raammeting

Deel 1 - Wat is een meetmicrofoon

Laten we met de basis beginnen. Een meetmicrofoon is een microfoon voor het opvangen van signalen die u wilt analyseren. In grote lijnen heeft hij een eenvoudig doel en verschilt hij niet zo veel van andere microfoons. Een meetmicrofoon meet zelf niets. Hij vangt alleen een akoestisch signaal op en zet dat akoestische signaal om in een elektronisch signaal.

Ja, dat is juist! Een microfoon is ook een transducer, net als uw luidspreker. Hij transduceert alleen de andere kant op.

Als u hier zou stoppen met lezen, lijkt een meetmicrofoon niet erg bijzonder te zijn, en zou de karaokemicrofoon van uw favoriete kroeg ook geschikt kunnen zijn voor akoestische metingen. Maar wacht even; Een microfoon wordt een meetmicrofoon wanneer hij over deze eigenschappen beschikt:

Vlakke frequentierespons over een breed frequentiebereik
De meeste meetmicrofoons zijn van het electret-condensatortype. Er wordt gebruik gemaakt van een zeer dunne film (diafragma) die dicht bij een permanent geladen plaat, de elektret, wordt geplaatst. De film en de geladen plaat vormen een condensator. Wanneer de film door geluidsgolven (of andere veranderingen in de luchtdruk) in beweging wordt gebracht, creëert hij capaciteit en vervolgens een signaal. Een condensatormicrofoon kan reageren op statische veranderingen in de luchtdruk en is daarom erg geschikt voor het opvangen van lage frequenties. De hoge frequenties van het spectrum zijn ook geen probleem dankzij de geringe bewegende massa van het diafragma.
Omnidirectioneel opvangpatroon
De kleine diameter van de capsule zorgt voor een gelijke gevoeligheid onder verschillende meethoeken over een breed frequentiebereik. Dat komt goed van pas, want er zijn veel situaties waarin u van meerdere hoeken tegelijk opneemt. Zelfs wanneer u een enkele luidspreker onder een enkele hoek meet, kunt u het omnidirectionele patroon gebruiken om anechoïsche metingen in uw huiskamer te doen.
Omgaan met hoge geluidsdrukniveaus
Tenzij u zeker bent van de maximale uitvoercapaciteit van uw systeem en comfortabel bent met hoge geluidsdrukniveaus, zou ik niet aanraden het maximale geluidsdrukniveau van uw microfoon te testen. De hoge verwerkingscapaciteit is nuttig. Hierdoor is de vervorming namelijk zeer laag bij de gebruikelijke meetniveaus. Een hogere maximale SPL gaat ten koste van de gevoeligheid. In het geval van luidsprekermetingen is dit geen probleem maar zelfs een voordeel; uw meting is hierdoor minder gevoelig voor achtergrondruis.
Kalibratie
Kalibratie zorgt voor een vlakke frequentierespons. Een gekalibreerde microfoon wordt geleverd met een kalibratiebestand. Dit bestand bevat informatie om de tekortkomingen van de capsule te corrigeren. De meetsoftware past deze correctie toe op de meting. Als u wilt zien hoeveel correctie uw microfoon nodig heeft, kunt u het bestand gewoon in een tekstverwerker openen. U ziet dan een algemene gevoeligheidscorrectie (Sens Factor) en een lijst met twee kolommen. De linker kolom is de frequentie die gecorrigeerd moet worden, de rechter is de hoeveelheid correctie (in decibel) op die frequentie.

Connectiviteit

Zoals hierboven beschreven, vangt de microfoon zelf alleen de signalen op. Voor de eigenlijke meting is een analyzer nodig; Tegenwoordig is dat vaak een computer. Maar hoe komt het opgevangen signaal bij de computer?
Onze meest populaire meetmicrofoons hebben een USB-interface. De USB-interface brengt het signaal over naar uw computer en levert de 5 VDC spanning voor de voeding van de interne circuits van de microfoon. Naast het gebruiksgemak heeft een USB-microfoon nog andere voordelen. De interne circuits zorgen voor lage ruisprestaties, optimale hardwarecontrole en minimale verliezen dankzij stabiele digitale signaaloverdracht. U hoeft zich met een USB-microfoon geen zorgen te maken over de compatibiliteit en kwaliteit van een voorversterker of geluidskaart.

USB-meetmicrofoons

miniDSP UMIK-1 of UMIK-2
Dayton Audio UMM-6

Wij bieden ook meetmicrofoons met analoge uitgangen aan. Deze zijn nog steeds nauwkeurig, maar zij vereisen een voorversterker en aansluitinterface. Het is gebruikelijk dat de versterker en de interface in één apparaat worden gecombineerd, zoals een USB-audio-interface of een geluidskaart.

Analoge meetmicrofoons:

Dayton Audio EMM-6
IMG Stageline ECM-40
Dayton Audio iMM-6

Als u door onze test- en meetproducten bladert, zijn wellicht de Audiomatica-producten opgevallen. De CLIO pocket en CLIO 12 zijn de Zwitserse zakmessen voor luidsprekermetingen. Ze kunnen zowel akoestische als elektrische signalen meten. De Audiomatica microfoon is geen USB apparaat, maar de bijgeleverde interface is dat wel. Met de CLIO software kunt u de hardware aansturen en zowel akoestische als elektrische metingen analyseren binnen dezelfde softwareomgeving.

Wat heb ik nog meer nodig behalve een meetmicrofoon?

Aangezien de microfoon het signaal opvangt maar zelf geen metingen verricht, is er wat extra gereedschap nodig:

Wat	Waarom
Computer en software	De computer doet al het moeilijke werk: het testsignaal generen, berekeningen maken en de grafieken plotten. Stel je voor hoe moeilijk het zou zijn zonder computer! De software wordt bij sommige microfoons meegeleverd. Zo niet, dan bevelen wij REW - Room Eq Wizard aan.
Versterker	Om het testsignaal te versterken. Elke moderne audioversterker die aangesloten kan worden op uw computer en die krachtig en stabiel genoeg is om de aangesloten luidspreker aan te sturen, is precies wat u nodig hebt.
D.U.T.	(Device Under Test) Apparaat dat wordt getest. Meestal een luidspreker of een geluidsinstallatie.
Microfoonstandaard	De meeste microfoons worden geleverd met een klein driepootstatief. Dit is perfect voor het meten van kamerakoestiek. Als u echter uw luidsprekers wilt meten, is een groter statief een must.
(Interface or geluidskaart)	Alleen vereist met analoge (niet-USB) microfoons

Deel 2: Hoe gebruik je een meetmicrofoon

Heeft u alles wat nodig is? Een meting uitvoeren is mogelijk in een paar stappen; Lees verder voor een setup met REW - Room EQ Wizard.

Plaats uw microfoon in de standaard en plaats de standaard in een positie die geschikt is voor uw meting.
Sluit uw microfoon aan op de computer. Bij een USB-microfoon is dit een rechtstreekse verbinding tussen de microfoon en de computer. Analoge microfoons hebben een interface of een verbinding met een geluidskaart nodig.
Zorg ervoor dat de audio-uitgang van de computer is aangesloten op de ingang van de versterker en dat het volume op minimaal staat. Dit kan de volumeregelaar van de versterker zijn, of de volumeregelaar van het besturingssysteem.
Start de meetapplicatie (in dit voorbeeld REW) en laad het kalibratiebestand. REW zou de microfoon automatisch moeten detecteren en de software zal u vragen een kalibratiebestand te laden. De meeste microfoons worden geleverd met een kalibratiebestand en het wordt aanbevolen deze te gebruiken.
Stel de niveaus in.
Dit wordt gedaan door een testsignaal op te wekken met de Generator

-20 dB is een geschikt niveau om mee te beginnen. Klik op Afspelen. Verhoog het volume tot u het signaal goed kunt horen.

Stop het signaal niet en open de SPL meter
Verhoog het volume tot een niveau van ongeveer 75 dB is bereikt. U kunt ook het niveau van de signaalgenerator van de REW verhogen tot dit niveau bereikt is.
Meten! Open het Measurement-tabblad. Stel het niveau in op hetzelfde niveau als van de signaalgenerator in onze vorige stap. Kies, afhankelijk van uw luidspreker, een geschikte start- en stopfrequentie. Zorg ervoor dat Input is ingesteld op microfoon en Output op de luidspreker die u wilt meten.
Klik op check levels. REW zal automatisch controleren of je je niveaus juist hebt ingesteld. Als er geen foutmelding verschijnt, bent u klaar om door te gaan en op Measure te klikken!

De eerste grafiek zal niet erg mooi zijn; hij lijkt meer op een seismografische meting dan op een luidsprekersysteem. Dit komt doordat de microfoon naast de directe uitvoer ook de reflecties registreert. Dit beïnvloed de directe meting.

Een veelgebruikte methode om metingen er netter uit te laten zien, is het toepassen van "smoothing". U kunt smoothing toepassen via het Graph-menu in REW. Een kleine hoeveelheid is helemaal niet slecht, maar te veel kan de werkelijke resultaten verhullen. Een raammeting is een veel betere methode voor een nauwkeurig, maar strak ogende responsegrafiek.

Raammeting

Een raammeting -of gated measurement- is een handige signaalbewerkingstruc om anechoïsche metingen in een gewone omgeving te maken. Met deze techniek kan men een tijdspoort -of tijdsvenster- maken en de software dwingen om alleen het directe signaal in acht te nemen. Alles wat u nodig heeft zijn de onderdelen uit deel 1 en een redelijke hoeveelheid ruimte. De meeste meetsoftware hebben mogelijkheden voor een raammetingen. Omdat elke software uniek is, raden wij aan de handleiding te raadplegen voor een specifieke uitleg over deze functies. De handleidingen zijn beschikbaar op onze productpagina's.
Met een raammeting creëert u een tijdspanne en maakt u gebruik van de verplaatsende eigenschap van geluidsgolven, de omnidirectionele eigenschap van de microfoon en de krachtige signaalverwerking die beschikbaar is in de meetsoftware. Het feit dat geluidsgolven zich verplaatsen maakt het mogelijk onderscheid te maken tussen het directe signaal en de gereflecteerde tegenhangers ervan. Dit is belangrijk omdat de weerkaatsingen kunnen optellen of aftrekken van het directe signaal; dit resulteert in kamfiltering. Het directe signaal zal altijd de kortste weg naar de microfoon afleggen. De lengte van de meetpoort is het tijdsverschil tussen de aankomst van het directe signaal en de aankomst van de eerste reflectie. Omdat geluid zich met constante snelheid voortplant, kunt u gemakkelijk de extra tijd berekenen die het gereflecteerde signaal nodig heeft om de microfoon te bereiken. Een andere gemakkelijke en meer nauwkeurige benadering is te kijken naar de impulsresponsiegrafiek om te bepalen hoeveel later de eerste reflectie aankomt. De afbeelding hieronder toont het directe signaal in oranje, het gereflecteerde signaal in blauw en het tijdsvenster als groene markering:

Er zit een addertje onder het gras: Een kleiner meetvenster resulteert in een lagere resolutie en beperkt de laagste frequentie die u kunt meten. U kunt de laagste frequentielimiet als volgt bepalen: Fmin = 1/vensterlengte. Om een respons op een breder frequentiespectrum te krijgen, kunt u verschillende meettechnieken combineren of samenvoegen. Een near-field-meting is een perfecte aanvulling om de onderste frequentiegrens van uw meting te verruimen.
De raammeting is erg nuttig, maar slechts één voorbeeld van de vele dingen die je met je meetmicrofoon kunt doen. Ik hoop dat deze blog uw akoestische meetavonturen op gang brengt!