So misst Professional audio

Oder: Anleitung zur Kurvendiskussion

In diesem Artikel möchte ich die Verfahren beschreiben, nach denen in der Professional audio Messergebnisse und Diagramme an verschiedenen elektroakustischen Geräten – vom Mikrofon über Verstärker und Effektgeräte bis hin zum Lautsprecher – ermittelt und ausgewertet werden.

Von Uli Apel

Das Wort „Messen“ stammt vom lateinischen Wort „Metiri“ ab, das gemeinhin als „Vergleichen“ übersetzt wird. Denn nur durch ein gemeinsames Maß sind Dinge überhaupt vergleichbar. Die Messungen in der Professional audio werden in Anlehnung an Normen und Vorschläge aus den Pflichtenheften der deutschen ARD-Rundfunkanstalten, der AES, der EBU, der ITU, des VDE und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt durchgeführt. Mit diesem Vorgehen soll ist eine weitgehende Objektivität und auch Vergleichbarkeit für den Leser gegeben.

Mit den auf diesen Wegen ermittelten Ergebnissen lassen sich aber auch Hersteller-Daten nachvollziehen. Denn es gibt bekanntlich gerade in der Tonstudiotechnik durch die Existenz des relativen Pegels „dB“ (mit all seinen Indices) unzählige Möglichkeiten, Zahlenbeträge zu veröffentlichen. Jeder Hersteller veröffentlicht andere Messdaten – so sind zwar die Daten an sich informativ und im Kontext richtig, aber kaum mit den völlig unterschiedlich ermittelten Daten eines anderen Produkts vergleichbar.

Die Messungen bei Professional audio finden überwiegend mit einem Audio-Precision SYS-2722 Messcomputer statt. Frequenzgänge von Lautsprechern messen wir analog mit dem klassischen Neutrik-Frequenzgangschreiber mit Wobbeltechnik.

Frequenzgang_Mikrofon_web

In gesonderten Kästen finden Sie eine Sammlung von Begriffsdefinitionen, die zum Verständnis meiner Ausführung beitragen möchten. Außerdem werde ich auch darauf hinweisen, wie sich das Gemessene auf das Gehörte auswirkt.

Messungen an Mikrofonen

Um ein Mikrofon objektiv beurteilen zu können, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:
1. Der Schall zur Betönung muss in seiner Stärke und seiner Ausbreitung genormt sein.
2. Das Mikrofon muss einen definierten Abstand und eine definierte Ausrichtung zur Schallquelle besitzen.
3. Das Ausgangssignal des Mikrofons darf bei der Messung nur unwesentlich durch das angeschlossene Messgerät beeinflusst werden.
4. Die Speisung des Mikrofons (bei aktivem Wandler: Phantomspannung) hat exakt 48 Volt zu betragen.
5. Diese Versorgungsspannung muss hochgradig reiner Gleichstrom sein, denn gerade hier fallen Unsauberkeiten immens ins Gewicht.

Feldbetriebsübertragungsfaktor

Das Mikrofon wird zur Ermittlung des Feldbetriebsübertragungsfaktors – in unseren Tabellen unter dem Begriff Empfindlichkeit bekannt – zunächst mit einem Sinuston von 250 Hz bei einem Pegel von 1 Pa betönt.
Diese Frequenz ist gewählt worden, da bei einem Betönen mit 1000 Hz nicht ausgeschlossen werden kann, dass unter den im Professional audio-Labor gegebenen Bedingungen, an der Membran bereits Kammfiltereffekte auftauchen. Diese könnten durchaus größere Fehler erzeugen. Außerdem können Mikrofone zur Ermittlung des Feldbetriebsübertragungsfaktors auch mit einem Pistonphon gemessen werden.
Dieses gibt eine Frequenz von 250 Hz ab. Mit Hilfe dieser Messmethode kann auch der maximale Grenzschalldruckpegel ermittelt werden, denn nur hier ist gewährleistet, dass der Schalldruckgeber einen Klirrfaktor kleiner 0,02 % bei einem Schalldruck von bis zu 140 dB hat.
Das Ergebnis wird in mV/Pa (= Millivolt/Pascal) in den technischen Daten angegeben.
Der Feldbetriebsübertragungsfaktor gibt an, welche effektive Wechselspannung ein Mikrofon abgibt, wenn es einem Schalldruck von 1 Pa ausgesetzt wird. Dieser wird meist für 1 kHz angegeben. 1 Pa = 10 µbar = 94 Phon. Diese Prüfung findet „auf freiem Feld“ statt, d.h. ohne Reflexion von Wänden oder ähnlichem.

Die durchschnittliche Empfindlichkeit von Studiomikrofonen liegt bei ca. 20 mV/Pa, weil es sich meist um Kondensatormikrofone mit einem eigebauten Verstärker handelt. Anders verhält es sich bei dynamischen Mikrofonen, die – systembedingt – allein aus der Schwingspule ihre Ausgangsspannung erzeugen. Diese ist um ca. 20 dB (also um den Faktor 10) geringer als die von den Kondensatorkollegen. Vorteile bei diesen Mikros: Sie sind sehr robust und vor eventueller Übersteuerung besser geschützt.

FFT_web

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