200 Hz Rechteck an Sequel II

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physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 24. Jan 2019, 00:41
Mit Hilfe eines Kondensator-Meßmikrofons und des FFT Analysators HP3561A habe ich die Wiedergabe eines Rechtecksignals durch einen elektrostatischen Lautsprecher Martin Logan Sequel II untersucht:



Das ist der Elektrostatische Lautsprecher:


FT Signal des Rechtecksignals 200 Hz des Funktionsgenerators:


FT Signal des Kondensator-Meßmikrofons:


[Beitrag von physikfan am 24. Jan 2019, 00:42 bearbeitet]
ehemals_Mwf
Inventar
#2 erstellt: 24. Jan 2019, 02:10
Und was nun ?

Warum noch ein neuer thread ?
Hier hattest du doch schon das Thema Rechteckmessungen angefangen und auch Reaktionen bekommen:
http://www.hifi-foru...hread=790&postID=1#1


[Beitrag von ehemals_Mwf am 24. Jan 2019, 02:10 bearbeitet]
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#3 erstellt: 24. Jan 2019, 09:21
Es hat eine Diskussion gegeben, aber vielleicht ist doch jemand
an den Messresultaten interessiert, die doch deutliche Unterschiede
zeigen.
Das Rechteck ist kein reines Rechteck mehr!


[Beitrag von physikfan am 24. Jan 2019, 13:22 bearbeitet]
ehemals_Mwf
Inventar
#4 erstellt: 24. Jan 2019, 13:52

physikfan (Beitrag #3) schrieb:
...Messresultaten ..., die doch deutliche Unterschiede zeigen.

Dann zeig sie doch mal.

Die obigen Spektralanalysen des Rechtecks zeigen (leicht) unterschiedlich starke Komponenten(*), d.h. eine nicht ganz Frequenz-lineare Übertragung.
Dafür sind andere Verfahren wesentlich besser geeignet, u.a. weil sofort eine übersichtliche Ü-Funktion entsteht.
Solche Verfahren gibts auch auf deinem Analyser HP 3561 (periodic noise ?).

Hier findest du einen (schon älteren) Test der ML Sequel II mit recht ausführlichen Messungen:
https://www.stereoph...speaker-measurements
Sogar die Wiedergabe eines 500 Hz-Rechtecks wird gezeigt, und auch Unterschiede zu konventionellen LS angesprochen,
dazu den neuzeitlichen Nachfolger für Infos aus der Rechteckwiedergabe:
Reaktion auf eine Sprungfunktion (step response) !

--------------------
P.S.:
dein Nachtrag (4 Stdn später):
physikfan (Beitrag #3) schrieb:
...Das Rechteck ist kein reines Rechteck mehr!

kam erst als obiger Text schon fertig war.

Zufällig einen früheren Beitrag gefunden: http://www.hifi-forum.de/viewthread-137-41.html


[Beitrag von ehemals_Mwf am 24. Jan 2019, 14:54 bearbeitet]
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#5 erstellt: 25. Jan 2019, 00:46
Meine Frage war:
kann ich mit einem ESL ein akustisches Rechtecksignal erzeugen, um damit den Response von verschiedenen Mikrofonen zu testen?

Um die Qualität dieses akustischen Rechtecks mit dem eingespeisten Rechteck-Signal quantitativ zu vergleichen, habe ich diesen FFT Analyzer verwendet.

Wie man leicht sieht, ist von einem sauberen Rechteck keine Rede mehr.
thewas
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 25. Jan 2019, 00:59
Weil um ein relativ "sauberes" x00 Hz Rechteck nachzubilden braucht man deutlich mehr Bandbreite als die meisten Lautsprecher oder ein Mikrofon haben (Systemtheorie, Fourier Analyse).
Was Mwf richtigerweise dir sagen möchte, klar kann man indirekt darauf auf die Bandbreite schließen, es ist aber unnötig umständlich, schlecht direkt zu interpretieren und auch vom S/N Ratio suboptimal so dass man heutzutage eher solche Messungen mit pseudostochastischen Rauschen oder Sinesweeps macht, was auch viele HP Analyzer können (oder heutzutage sogar kostenlose Software am PC).


[Beitrag von thewas am 25. Jan 2019, 01:01 bearbeitet]
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#7 erstellt: 25. Jan 2019, 01:04
Das Gleiche mit 1 kHz:

FT Signal des Rechtecksignals 1 kHz des Funktionsgenerators:


FT Signal des Kondensator-Meßmikrofons:
ehemals_Mwf
Inventar
#8 erstellt: 25. Jan 2019, 02:19

physikfan (Beitrag #7) schrieb:
... FT Signal des Rechtecksignals 1 kHz ...

Ich dachte immer du wolltest die regelmäßige Form eines Rechtecksignal nutzen um den Phasengang eines LS -- oder wie jetzt rauskommt: von Mikrophonen -- "anschaulich" zu prüfen. Das scheint nicht so zu sein.

Wieso zeigst du nochmal die FT eines Rechtecks(*), wenn du eigentlich
den Response von verschiedenen Mikrofonen
testen willst, der mit dem "Periodic Noise" des HP 8561 ("Source") so einfach zu bekommen ist.

-------------------------------
Kalibrierung von Mikrophonen ist eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe, weil natürlich erstmal ein Lautsprecher gefunden werden muss der die gewünschte Bandbreite und Linearität aufweist, und womit testet man dies ... ?. (der klassische Zirkelschluss)
Ein kommerzieller Elektrostat zum Musikhören wie der von M.Logan ist dazu nicht sonderlich geeignet.

Aber mit dem Prinzip elektrostatischer Wandler - Kondensatormikrophon liegst du wohl richtig, denn soweit ich erinnere hat Bruel&Kjaer zumindest früher seine Messmikros mittels Umkehrprinzip (Reziprozität) so kalibriert. (**)

Hier zwei links zu Mikrophontests in der Praxis:
http://www.jobst-aud...ssmikrofone-einstieg
https://www.hifi-sel...ngen-eine-uebersicht


---------------------------------
(*) = die als Mitteltonsignal nur wenige Punkte hat (nicht mal mit gleichmäßig starken Komponenten), und damit denkbar schlecht geeignet (wenn schon, dann mit niedriger Wiederholrate) --

(**) = oh, gibts auch heute noch:
https://www.bksv.com...ration-system-9721-A
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#9 erstellt: 25. Jan 2019, 13:48
Vielen Dank für Deine Links, Mwf

Meine Intentionen sind:

1. Aufnahme des nicht perfekten Rechtecksignals des Funktionsgenerators mit dem FFT Analysator
am Eingang des Verstärkers
2. Aufnahme des nicht perfekten Rechtecksignals am Ausgang des Verstärkers, gleichzeitig am Eingang der ESL-Box mit dem FFT Analysator
3. Aufnahme des nicht perfekten Rechtecksignals am Ausgang des Verstärkers in der ESL-Box, gleichzeitig der Eingang direkt an die ESL-Kondensatorfolien mit dem FFT Analysator
4. Aufnahme des nicht perfekten Rechtecksignals am Meßmikrofon mit dem FFT Analysator

Der größte Unterschied ist natürlich zwischen 3 und 4 zu erwarten,

Bitte was meinst Du mit:

"Periodic Noise" des HP 8561 ("Source") ?

Ich arbeite mit dem HP3561A!
ehemals_Mwf
Inventar
#10 erstellt: 25. Jan 2019, 14:45

physikfan (Beitrag #9) schrieb:
... "Periodic Noise" des HP 8561 ("Source") ? ...

Sorry, Schreibfehler, ich meinte selbstverständlich 3561 (A).
(mit dem Gerät hatte ich in den 80/90er Jahren viel gearbeitet)

Du brauchst keinen externen Funktionsgenerator, unter dem Display gibts vorne eine Taste "Source" (Quelle) wo du zwischen verschiedenen Signalen auswählen kannst, "Periodic Noise" ist das für Frequenz- /Phasengang geeignete (wird hinten an der Source-Buchse ausgegeben), Pegel über "Define Attenuation" einstellbar.
Analyse im Modus "Narrow Band", "Freq.Axis" auf "log" (wichtig), ebenso Amplitude auf log ("dBV"; Skala 5 oder 10dB/div), ggfs. Frequenzbereich einstellen ("Define Span", z.B. 50 oder 25 kHz), etc. (Trigger nicht nötig, Range automatic, ) ... und dann "Start". (vllt. habe ich noch was vergessen)

Bei back to back oder über Verstärker muss eine nahezu gerade Linie entstehen.
Falls du das dicke Manual nicht vorliegen hast:
https://sites.fas.ha...Notes/A1/hp3561a.pdf


[Beitrag von ehemals_Mwf am 25. Jan 2019, 14:51 bearbeitet]
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#11 erstellt: 27. Jan 2019, 18:20
Vielen Dank für diesen Hinweis,
Du kennst den
HP3561A wirklich gut. Nach einem Studium
des Manuals werde ich mich auf das Experiment stuerzen.
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#12 erstellt: 27. Jan 2019, 21:52
Halllo Mwf

Das Operating Manual vom HP3561A ist in dieser Hinsicht nicht wirklich informativ.
Als interessante Literatur habe ich bis jetzt nur das gefunden:
High Performance Loudspeakers: Optimising High Fidelity Loudspeaker Systems
von Martin Colloms
für 73 Euro die elektronische Version.

Bitte, hast Du da vielleicht bessere Literaturquellen bezüglich Lautsprecher testen mit dem HP3561A?

Grüße

Physikfan
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#13 erstellt: 04. Feb 2019, 00:07
Der Martin Logan ESL mit 200 Hz Rechteck:

Signal des Rechtecks in den Verstärkereingang ganz oben, 20 mV/cm, 40 mVpp
Mitte Mikrofonsignal 5 mV/cm, 27 mVpp
Unten Stromsignal 1 A/cm, 5 App (Ausgangsstroms des Verstärkers in den Eingang des Martin Logan ESL).



FT des Stromsignals 5 App, Mittenfrequenz 1 kHz:



FT des Stromsignals 5 App, Mittenfrequenz 5 kHz:

physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#14 erstellt: 04. Feb 2019, 14:13
Der Martin Logan ESL mit 200 Hz Sinus, derselbe Versuchsaufbau wie beim Rechteck mit 200 Hz:

Signal des Sinus in den Verstärkereingang ganz oben, 20 mV/cm, 40 mVpp
Mitte Mikrofonsignal 5 mV/cm, 17 mVpp
Unten Stromsignal 200mA/cm, 900 mApp (Ausgangsstrom des Verstärkers in den Eingang des Martin Logan ESL).


Wie man schön sieht, gibt es im Gegensatz zum Rechteck volle Übereinstimmung der Kurvenformen aller drei Signale (Verstärkereingang, Verstärkerausgang bzw. Lautsprechereingang und Mikrofonsignal)

FT des Stromsignals 900 mApp, Mittenfrequenz 1 kHz:



Spektralreiner Sinus von 200 Hz des Stromsignals 900 mApp.
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#15 erstellt: 04. Feb 2019, 16:35
Der Martin Logan ESL mit 5 kHz Sinus, derselbe Versuchsaufbau wie beim Rechteck mit 200 Hz:

Signal des Sinus in den Verstärkereingang ganz oben, 20 mV/cm, 40 mVpp
Mitte Mikrofonsignal 5 mV/cm, 6 mVpp
Unten Stromsignal 500 mA/cm, 1,25 App (Ausgangsstrom des Verstärkers in den Eingang des Martin Logan ESL).


Wie man schön sieht, gibt es im Gegensatz zum Rechteck volle Übereinstimmung der Kurvenformen aller drei Signale (Verstärkereingang, Verstärkerausgang bzw. Lautsprechereingang und Mikrofonsignal)

FT linear des Stromsignals 1,25 App, Mittenfrequenz 25 kHz:



FT log des Stromsignals 1,25 App, Mittenfrequenz 25 kHz:

physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#16 erstellt: 04. Feb 2019, 19:25
Der Martin Logan ESL mit 1 kHz Sinus, derselbe Versuchsaufbau wie beim Rechteck mit 200 Hz:

Low level Signal des Sinus in den Verstärkereingang ganz oben, 5 mV/cm, 6 mVpp
Mitte Mikrofonsignal 5 mV/cm, 1 mVpp
Unten Stromsignal 50 mA/cm, 60 mApp (Ausgangsstrom des Verstärkers in den Eingang des Martin Logan ESL).


Wie man schön sieht, gibt es im Gegensatz zum Rechteck volle Übereinstimmung der Kurvenformen aller drei Signale (Verstärkereingang, Verstärkerausgang bzw. Lautsprechereingang und Mikrofonsignal)

FT linear des Mikrofonsignals 1 mVpp, Mittenfrequenz 1 kHz:


High level Signal des Sinus in den Verstärkereingang ganz oben, 20 mV/cm, 40 mVpp
Mitte Mikrofonsignal 5 mV/cm, 5 mVpp
Unten Stromsignal 200 mA/cm, 400 mApp (Ausgangsstrom des Verstärkers in den Eingang des Martin Logan ESL).


FT des Stromsignals 400 mApp, Mittenfrequenz 1 kHz:


FT linear des Mikrofonsignals 5 mVpp, Mittenfrequenz 1 kHz:
DieterK1
Stammgast
#17 erstellt: 04. Feb 2019, 20:44
Bisher verstehe ich dein Ansinnen nicht.....
ZeeeM
Inventar
#18 erstellt: 04. Feb 2019, 20:51
Ich auch nicht.
Das ein Sinus, sauber aussieht, solange da nix überlastet ist nicht überraschend.
Wenn man ein Rechteck elektrisch misst, dann sieht man eine komplexe Last an einer Spannungsquelle, auch nicht so überraschend.
Vielleicht ist es aber erst auch mal die Begeisterung sich damit zu beschäftigen. Kann ich durchaus verstehen
physikfan
Schaut ab und zu mal vorbei
#19 erstellt: 04. Feb 2019, 22:25
Meine Motivation ist eigentlich ganz einfach:

Nachdem ich bisher Erfahrungen nur im Ultraschall (5 MHz bis 125 MHz) und im
Hyperschall (1 GHz bis 20 GHz) habe, ist es mein Betreben, auch Experimente mit Schall im
Frequenzbereich (1 Hz bis 100 kHz) zu machen.

Dabei interessieren mich im wesentlichen Experimente zu physikalisch bedingten Grenzen von verschiedenen Typen von Verstärkern, Lautsprechern und Mikrofonen und Resonanzphänomene
von ein- und mehrdimensionalen Resonatoren, z. B. Pfeifen etc.

Auch Experimente zur Sonolumineszenz haben mein Interesse.

Ich habe bisher schon einige Experimente aufgebaut und möchte mein praktisches Wissen noch erweitern

Dabei bin ich sehr dankbar für Eure Anregungen und Erfahrungen.


[Beitrag von physikfan am 04. Feb 2019, 22:40 bearbeitet]
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