Einfluß von Stativen und Halterungen auf den Mikrofonfrequenzgang

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Abstract:

Sound pressure measurements with microphones have shown that their frequency response can be affected by mounting devices and floor-stands. Using customary devices, an interference error between ± 1 dB and ± 2 dB can be expected. Especially in the frequency range between 1 kHz and 20 kHz, the microphone's frequency response is affected comb-filter-like. Theoretical sound-field calculations showed that errors less than ± 0.5 dB can hardly be attained, errors less than ± 0.2 dB require selected equipment. For example, mounting of a 1/4”-microphone on a 40 cm boom, fixed on the leg (10 mm diameter) of a vertical floor-stand, leads to an interference error of ±0.8 dB. An additional error of ± 1 dB may occur due to microphone mounting devices (plastic clips). Covering floor-stands with absorbing material is not recommended, since thereby the interference error may be increased.

These findings are important with respect to measuring standards (e. g. DIN 45 633), where maximum errors of the whole test set-up must not exceed ± 1 dB. Best results will be obtained with mounting a microphone on a flexible extension rod, which is bent to an angle of approximately 120°. In this case interference errors amount to less than ± 0.2 dB.

Zusammenfassung

Messungen an verschiedenen Stativstäben und Mikrofonhalterungen ergaben, daß diese den Mikrofonfrequenzgang sehr wesentlich verfälschen können. Bei üblicher Befestigung muß mit Meßfehlern zwischen ± 1 dB und ± 2 dB gerechnet werden. Der Mikrofonfrequenzgang wird insbesondere im Bereich 1 kHz ± 20 kHz kammfilterartig verfälscht. Eine rechnerische Uberprüfung der Meßfehler zeigt, daß Fehler unter ± 0,5 dB kaum und Fehler unter ± 0,2 dB nur mit spezieller Anordnung erreicht werden können. Bei Montage eines 1/4″-Meßmikrofons über einen 40 cm langen geraden Verlängerungsstab an einem Stativstab mit nur 10 mm Durchmesser ergibt sich z. B. ein Meßfehler von ±0,8 dB. Dazu kann sich von der Halterung ein Fehler von ±1 dB addieren. Eine Ummantelung der Stativstange mit Schaumstoff erbrachte ein schlechteres Ergebnis, so daß von Absorbermaterialien abgesehen werden sollte.

Diese Ergebnisse sind bedeutungsvoll angesichts der Norm für Präzisions-Schallpegelmessungen (DIN 45 633), laut der für das Gesamtsystem teilweise nur Abweichungen von ±1 dB zulässig sind.

Den geringsten Meßfehler ergibt die Mikrofonbefestigung auf einem biegsamen Verlängerungsstab (sog. ,,Schwanenhals“), der auf einen Winkel von ungefähr 120° abgebogen wird. Hiermit sind Meßfehler unter ± 0,2 dB erreichbar.

Sommaire

Des mesures comparatives effectuées avec diverses montures et divers pieds de support ont montré que ces éléments de soutien et de fixation peuvent altérer très notablement la réponse en fréquence des microphones. Les fixations les plus courantes fournissent ordinairement des erreurs de mesure de ±1 à ±2 dB. Dans l'intervalle de 1 à 20 kHz, l'altération de la courbe de fréquence prend l'allure d'un filtrage en peigne. Un contrôle numérique des erreurs de mesure montre que sans précautions spéciales il est difficile d'avoir mieux que ± 0,5 dB et que, pour obtenir mieux que ± 0,2 dB, des installations spéciales deviennent indispensables. A titre d'exemple, on note que le montage d'un microphone «quart de pouce» au bout d'une rallonge de 40 cm prolongeant un support fait d'un tube métallique d'un diamètre aussi faible que 10 mm entraîne néanmoins une erreur de ±0,8 dB. A cela peut encore s'ajouter une erreur de ± 1 dB due à la monture proprement dite. Enrober le support d'un matériau absorbant n'a fait qu'aggraver les résultats, de sorte qu'on a dû renoncer à recourir à cette catégorie de matériaux.

De tels résultats sont significatifs eu égard à la norme DIN 45 633 relative à la précision des mesures de niveaux sonores. Cette norme exige en effet du système complet de mesure une précision de ± 1 dB.

Le montage qui a fourni les erreurs les plus faibles a été l'insertion d'une rallonge flexible dite «col de cygne» coudée selon un angle de 120°, ce qui a permis de réduire les erreurs à moins de ±0,2 dB.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1982

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