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  1. #1
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von Chlang
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    Idee Erfahrungen mit Groundplane-Messungen bis ca. 40 Hz

    Hallo Kollegen,

    ich versuche gerade mein Glück mit einer recht tief getrennten geschlossenen 2-Wege-Kombination im Schuhkartonformat (BxHxT = 19x28x23 cm). Da die Trennung bei 500 Hz liegen und ich in meinem Bastelzimmer laut Arta bis ca. 250 Hz reflexionsfrei messen können soll, dachte ich zuerst, dass das ja kein Problem sein sollte. Allerdings gab es bei diesen Messbedingungen unterhalb ca. 1 kHz immer eine mehr oder minder stark ausgeprägte Welligkeit, die deutlich von der Länge des gesetzten Fensters abhängig war.

    Da ich durch mein Zweithobby Zugang zu einer Turnhalle habe und schon immer mal Groundplane-Messungen ausprobieren wollte, dachte ich, das ist doch mal eine gute Gelegenheit zu schauen, wie gut Groundplane- mit Freifeld-Messungen zusammenpassen. Laut Arta-Handbuch ist das alles ganz easy: Box auf den Boden stellen und in Richtung des am Boden liegenden Mikros anwinkeln, das sich statt in 1 Meter Entfernung in 2 Metern Entfernung befindet (damit das wegen „der am Boden gespiegelten Schallquelle“ wieder den selben Pegel ergibt).
    Gesagt, getan (mit Laptop, dem Stick und einer kleinen Box ist das ja auch kein wirklicher Aufwand). Und gestaunt habe ich nicht schlecht, da die erste Reflexion ein Zeitfenster zulässt, das Messungen bis knapp 40 Hz hinunter ermöglicht (die Halle ist ca. 12 m breit und mindestens 6 m hoch). Zudem wurde eine Resonanz der Box bei ca. 650 Hz deutlich sichtbar, die ich vorher allerhöchstens nur erahnen konnte (und von der ich noch immer nicht so genau weiß, wo sie herkommt, aber das ist eine andere Geschichte). Soweit so schön. Da die Messungen am Boden aber nicht so 100%ig mit denen unter „Freifeldbedingungen“ übereinander passen wollten, kam ich ob der richtigen Messmethode ins Grübeln.

    Wie soll ich denn die Box auf den Boden stellen (hochkant (Chassis oben oder unten) oder quer oder gar auf einen Ständer, wie sie auch gehört werden soll)? Die gängige Lehrmeinung ist wohl, dass das egal ist, weil die Schallquelle eh gespiegelt wird. So ganz schlüssig schien mir das für die zu messende Regalbox nicht, da es schon einen Einfluss haben sollte, ob die Schallwand nach unten hin plötzlich doppelt so lang ist (für eine eh schon längliche Standbox dürfte das nicht soo viel ausmachen).
    Dazu habe ich dann noch im Freien eine „Freifeld-Messung“ in ca. 2 m Höhe angefertigt, die ein Zeitfenster zulässt, das bis knapp 120 Hz hinunter passende Ergebnisse verspricht, mit denen ich dann die Groundplane-Messungen aus der Halle vergleichen konnte.

    Quer legen schien mir nicht sinnvoll, so dass ich mich für Groundplane-Messungen in 2 m Entfernung auf Achse mit in Richtung Mikro angewinkelter, hochkant auf dem Boden stehender Box (gemessenes Chassis jeweils oben bzw. am Boden) und zusätzlich angewinkelt auf einem 73 cm hohen filigranen Ständer entschieden habe. Diese 3 Groundplane-Messungen habe ich jeweils mit der Freifeldmessung in 1m Abstand auf Achse verglichen.

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    Messung 1: Groundplane, Box stehend auf Boden Hochtöner nach oben (blau) und Freifeldmessung (grün)

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    Messung 2: Groundplane, Box stehend auf Boden Hochtöner nach unten (braun) und Freifeldmessung (grün)

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    Messung 3: Groundplane, Box stehend auf Ständer Hochtöner oben (rot) und Freifeldmessung (grün)

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    Messung 4: Groundplane, Box stehend auf Boden Tieftöner nach oben (blau) und Freifeldmessung (grün)

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    Messung 5: Groundplane, Box stehend auf Boden Tieftöner nach unten (braun) und Freifeldmessung (grün)

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    Messung 6: Groundplane, Box stehend auf Ständer Tieftöner unten (rot) und Freifeldmessung (grün)

    Klar zu erkennen ist bei den Messungen, dass die Groundplane-Messung auf dem Ständer dem Ergebnis unter „Freifeldbedingungen“ am weitestgehenden entspricht. Ich möchte sogar sagen, im Rahmen der Messgenauigkeit (Entfernung, Anwinklung, …) für den Hochtöner identisch ist; Beim Bass ist’s unter 1,5 kHz nochmal ½ bis 1 dB weniger Pegel, was ich jetzt mal auf die größere Messentfernung und damit die geringeren (Bündelungs-)Einflüsse des Gehäuses/Chassis schiebe.

    Nicht ganz so perfekt sind die Groundplane-Messungen mit auf dem Boden stehender Box, wenn das gemessene Chassis nach oben zeigt. Sie sind aber ein guter Kompromiss und bestimmt für Standlautsprecher geeignet, wenn die gemessenen Chassis eher weiter oben eingebaut sind.

    Große Abweichungen zeigt wie vermutet die Groundplane-Messung mit Chassis nah am Boden. Hier scheint die virtuell nach unten verlängerte Schallwand (und ggf. auch die (verrundete) Kannte zwischen Schallwand und Boden) deutlich ihren Einfluss zu zeigen. Das zu messen kann wohl auch sinnvoll sein, wenn das Chassis z.B. unter tatsächlichen Betriebsbedingungen bodennah eingebaut wird.

    Mit diesen Erkenntnissen werde ich jetzt versuchen, nochmal einen Datensatz Groundplane-Messungen aufzunehmen, der eine gesamte Boxenentwicklung ermöglicht. Wie ich das mit den unter horizontalem Winkel zusätzlich Richtung Mikro anzuwinkelnden Boxen löse, weiß ich allerdings noch nicht…

    Und an Kommentaren und Erfahrungen eurerseits bin ich natürlich sehr interessiert!

    Grüße
    Chlang



  2. #2
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von BDE
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    Standard

    Hast Du bei Variante 1 auch die Box angewinkelt oder stand diese gerade auf den Boden?



    Aiming the Loudspeaker

    The loudspeaker needs to be aimed at the microphone to get an accurate response at high frequencies. If your measuring LF boxes or subs, this is generally not necessary. An angled wood block can provide the tilt. Indoors, a laser will reveal the required angle. The laser may not be visible outdoors, but a handy trick is to use your smartphone camera. Set the camera up for a “selfie” and place it against the grill of the loudspeaker. Adjust the angle until the microphone is centered in the image. You can set a larger object next to the mic to provide a better target. I use an orange lacrosse ball (Photo 2). If the loudspeaker doesn’t have a grill, or has an open mouth, just place a stick across the mouth to place the laser or camera against.
    Quelle: https://www.prosoundtraining.com/201...-measurements/

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von Chlang
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    Standard

    Zitat Zitat von BDE Beitrag anzeigen
    Hast Du bei Variante 1 auch die Box angewinkelt oder stand diese gerade auf den Boden?
    Zitat Zitat von Chlang Beitrag anzeigen
    ... so dass ich mich für Groundplane-Messungen in 2 m Entfernung auf Achse mit in Richtung Mikro angewinkelter, hochkant auf dem Boden stehender Box ...
    Ja, s.o. (schöne Skizze - Danke!).

    Grüße
    Chlang



  4. #4
    holly65_MKII
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    Standard

    Moin Chlang,

    ich habe vor vielen Jahren einem Bastler Kollegen bei Groundplane Messungen in einer Turnhalle geholfen.
    Wir hatten damals die Box quer auf den Boden gelegt, auf das Mikro am Boden eingewinkelt und den Meßpunkt wie in der Freifeld Messung gewählt.

    Ich bin mir nicht ganz sicher - wir haben die Groundplane damals nicht für den MT / HT betrachtet sondern dort die Freifeld Messung (soweit sie gültig war) genutzt.

    LG

    Karsten

  5. #5
    Chef Benutzer Benutzerbild von Azrael
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    Standard

    Ich hänge mich hier auch mal rein, weil ich irgendwann mal meine neuen Subwoofer messen will.

    Viele Grüße,
    Michael

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von Chlang
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    Frage Keine wirkliche Idee

    Hallo Kollegen,

    soo viel Erfahrungen mit Groundplane-Messungen scheint es ja hier noch nicht zu geben. Und wenn, dann wohl vorallem im Bassbereich. Aber auch da sehe ich bei meinen Messungen Abweichungen von ca. +2dB unter 100 Hz zur Frefeldmessung, die durch Nahfeldmessungen mit Diffraktionskompensation (unter 300 Hz in Anlehnung an das Arta-Handbuch) ergänzt wurde. Kann es sein, dass zumindest das schon der Einfluss der Fensterung bei der Groundplane-Messung ist, obwohl Arta eigentlich anzeigt, bis 42 Hz hinunter belastbare Ergebnisse zu liefern (Gate: ca. 24 ms)?

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    Freifeldmessung in 1m Entfernung auf Achse (lila) ergänzt durch Nahfeldmessung unterhalb 300 Hz (rot) und Groundplane-Messung in 2m Entfernung mit auf dem Boden stehender, geneigter Box, wobei das Chassis sich ca. 20 cm über dem Boden befindet.

    Niemand eine Idee, woran das liegt bzw. welche Messmethode wohl den richtigeren Verlauf anzeigt und warum?
    Ach ja, bevor jemand fragt: Es ist der am wenigsten fehleranfällige Fall einer geschlossenen Box vermessen worden.

    Ich freue mich auf Kommentare und Anregunen...

    Grüße
    Chlang



  7. #7
    Chef Benutzer Benutzerbild von Christoph Gebhard
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    Hallo Chlang,

    ich habe mal Groundplane-Messungen am "langen Jupp" gemacht.
    Zu finden hier ab Beitrag 66.

    Schönen Gruß, Christoph

  8. #8
    Jonies Papa
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    Moin,

    Arta zeigt dir imho lediglich an, wo der erste Stützpunkt ist, verwertbar ist das noch nicht.
    Ich habe gute Erfahrungen damit gemacht, diesem eine gewisse Übertreibung zuzusprechen(3dB etwa) und erst ab dem 3ten darauf zu vertrauen.
    (3x42=124).
    Das erklärt auch, wieso so viele Konstruktionen im Mitteltonbereich Schwächen haben, sie werden schlichtweg aufgrund der Meßauflösung nicht erkannt.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer
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    Hallo Chlang,

    mich verwundert die Senke bei 230Hz ("floor bounce"?) in der lila 1m Freifeldmessung etwas. Hast du das Gate zu spät gesetzt und schon eine Boden/Decken-Reflexion mit im Signal?

    Wenn du diese Senke durch ein kleineres Gate entfernst, wird das Ergebnis nach dem Zusammenfügen von Nah/Fernfeldmessung dann besser?

    Gruß Armin

  10. #10
    Erfahrener Benutzer
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    Hallo Chlang,

    nicht jeder hat Zugang zu einer Turnhalle oder einem ruhigen Parkplatz .

    Einige deiner Beobachtungen sind schon im Artikel von Mark Gander (Ground-Plane Acoustic Measurement of Loudspeaker Systems, JAES 1982 October) beschrieben. Er zeigt in seinen Messungen, dass die Lage des Treibers zur Spiegelfläche und die Ausrichtung der Schallwand einen Einfluss auf das Ergebnis haben. Das kann man mit dem VituixCAD Diffraction-Tool auch recht zutreffend simulieren. Ferner sind auch bei GP die Freifeldbedingungen zu beachten (ca. 3 x größte Abmessung der Quelle; hier inkl. Spiegelung).

    Ground-Plane Mark Gander Auswertung AES 1982.pdf

    Eine Turnhalle könnten wir im ARTA Ringversuch 2 (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...ersuch-2-Runde) noch gut gebrauchen (kleiner Wink mit dem Zaunpfahl). Der Testlautsprecher bildet deine Messaufgabe recht gut ab. Ein Vergleich mit RAR-Messungen wäre gegeben.

    Gruß
    Heinrich
    Geändert von ente (19.08.2018 um 10:56 Uhr)

  11. #11
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von Chlang
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    Daumen hoch Danke!

    Hallo Kollegen,

    vielen Dank, für die interessanten Antworten!

    @Christoph: Deine Messungen haben mich damals auf diese Messmöglichkeit überhaupt erst aufmerksam gemacht - Danke!

    @Markus: Danke für deine Einschätzung! Das erschreckende an der GP-Messung für micht war, dass ich plötzlich eine Resonanz bei 650 Hz ganz deutlich gesehen habe, die vorher allerhöchstens zu erahnen war. Faktor 3 zwischen dem in Arta angezeigten Balken und der Zuverlässigkeit der gefensterten Messung scheint zu passen, wenn ich mir meine aktuellen Messungen so ansehe. Die Frage ist dann: Was habe ICH denn dann die ganze Zeit so gemessen
    Werde heute mal versuchen, im freien Feld eine GP-Messung zu machen (sofern der Wind es zulässt - dann werden wir sehen, wie weit die Messung runter kommt und wie der Bassbereich dann aussieht.

    @Armin: Mit scheint die Welligkeit eher von der Länge des Fensters in Arta abzuhängen - eine Reflexion kann ich in der Impulantwort nicht erkennen (und sollte vom Messaufbau her auch nicht da sein). Siehe auch folgendes Bild:

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    @Heinrich: DANKE!!! Genau das wollte ich wissen. Und schön, dass ich quallitativ auch das gemessen habe, was schon '82 gemessen wurde. Ich war etwas verwirrt ob der Aussagen, dass "die Spiegelung nichts am Ergebins ändern" sollte. Danke auch für die Simus - VituixCAD ist echt klasse (wenn man weiß, was man tut).

    WEITERSPINNEN...

    Jetzt mal den Gedanken weiterspinnen: Wenn man die Box also fliegend misst, wie im Prinzip bei meiner Messung auf dem Ständer, dann sollte das Ergebniss doch im Wesentlichen der Freifeldmessung entsprechen (was ich ja im Prinzip auch gemessen habe). Der Schritt weiter wäre, die Box in 2 Metern Höhe parallel zum Boden zu fliegen (dann wären die Ringe in der Halle auch mal zu was nütze ) und das Mikro in den Boden einzulassen. Quasi eine umgedrehte Halbraummessung. Oder verschlechtern dann die Reflexionen Boden - Box - Boden (Mikro) das Ergebnis wieder? Was meint ihr?
    Oder wäre eine Messung mit ca. 45° von Box zu Boden besser geeignet, bei der die ersten Reflexionen erstmal keine Spiegelfläche treffen würden?

    Als zweites möchte ich noch der Differenz im Tiefbass zwischen angepasster Nahfeldmessung und GP-Messung auf den Grund gehen. Dazu werde ich wie oben schon angedeutet versuchen, eine GP-Messung ohne begrenzende Wände durchzuführen... Mal sehen!

    Grüße
    Chlang


    P.S.: Am Ringversuch teilzunehmen hatte ich mir schon überlegt, Heinrich. Ich kann aber nie so genau sagen, wann ich wie viel Zeit für sowas habe und habe aus diesem Grung bisher nicht mitgemacht. Aber wenn die Turnhalle interessant ist, kann ich gerne mitmachen... Melde mich im Thread.
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  12. #12
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    Standard

    Hallo,

    @Armin: Mit scheint die Welligkeit eher von der Länge des Fensters in Arta abzuhängen - eine Reflexion kann ich in der Impulantwort nicht erkennen (und sollte vom Messaufbau her auch nicht da sein). Siehe auch folgendes Bild:
    Ich auch nicht. Das Gate ist auch kürzer als rechnerisch möglich - bei 2m Mic/SEO Höhe. Seltsam, wird dann wohl ein "Artefakt der Arta-Berechnung" sein.

    Ähm, auf die Gefahr wieder falsch zu liegen, aber die Resonanz bei 650Hz tritt bei der HT-Messung doch auch auf und der Kurvenverlauf um 650Hz ist jeweils identisch - ist das Zufall?
    Vorausgesetzt es handelt sich um einen geschlossenen HT, kann (insofern es kein Zufall ist) eine Innen- oder TT-Resonanz ausgeschlossen werden.
    Bleiben noch Aussen-Gehäuse, Ständer, Mik und Messequipment als Quellen übrig. Falls du noch ein anderes Konstrukt zum vermessen hast, könnten weitere Ursachen schnell aussortiert werden.

    Gruß Armin

  13. #13
    Erfahrener Benutzer Benutzerbild von Chlang
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    So, Kollegen,

    ein Bisschen Licht kommt ins Dunkel.

    Zunächst konnte ich leider ausschließen, dass die Resonanz bei 650 Hz vom Messaufbau kommt (Danke, Armin für die Anregungen, aber hier darf ich weiterrätseln und hierzu bald mehr in einem neuen Thread). Dazu habe ich mit der ChlangMon2 die nächste kleine Boxen gemessen, die ich greifen konnte. Das Bild vom Messaufbau im Freilandmesslabor kann unten bewundert werden. Ich habe zwei Bauschutzmatten ausgegraben und mit Markierungen versehen, so dass ich schnell im Freien einen komfortablen Messaufbau hinbekommen kann.

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    Messaufbau im Freien (mit ChlangMon2, die NICHT das Beispiel hier ist)

    Leider hatte ich relativ viel Wind und einige Flugzeuge (FRA lässt grüßen) bei den Messungen, aber im Großen und Ganzen waren die Messungen ganz gut reproduzierbar. Unter 100 Hz weichen die Kurven zwar voneinander ab, aber es gibt keine großen Ausreißer. Alle Messungen im Freien wurden ungegatet ausgewertet.

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ID:	44832

    4 GP-Messungen ungegatet im Freien in 2m Entfernung mit in Richtung Mikro geneigter Box

    Die 4 oben gezeigten Messungen habe ich dann gemittelt (blau) und mit der gegateten, aber sonst identischen GP-Messung in der Turnhalle verglichen (grün). Hier sieht man, dass die Messungen im Tiefbass unter 100 Hz weitgehend parallel verlaufen, die gegatete Messung aber ca. 1 dB lauter ist. Da das der Bereich ist, in dem die Abweichungen der GP-Messungen im Freien untereinander zu finden sind, kann das auch im Bereich der Messungenauigkeit liegen, weshalb ich es erstmal nicht überbewerten will.
    Über 2 kHz laufen die Messungen dann deutlich auseinander, weil zum einen wohl die Reflexionsfähigkeit der Bauschutzmatte abnimmt und zum anderen dann die Umgebungsgeräusche die Messung dominieren.

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    Durchschnitt der 4 GP-Messungen (blau) und identische, aber gegatete GP-Messung in der Halle (rot)

    Vergleicht man die GP-Messungen dann wieder mit der durch Nahfeldmessung ergänzten Freifeldmessung, fällt auf, dass sowohl die gegatete als auch die ungegatete GP-Messung unter ca. 120 Hz beginnen, bis zu 3 dB lauter zu sein als die Kombination aus Nah- und Fernfeldmessung. Jemand eine Idee, an was das liegt?

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    Durchschnitt der 4 GP-Messungen (blau) und identische, aber gegatete GP-Messung in der Halle (rot) sowie im Pegel angepasste (-1dB) und durch Nahfeldmessung ergänzte Freifeldmessung (grün)

    Soweit meine ersten Gedanken zur Auswertung der GP-Messungen im Freien. Mal sehen, was das Weitermeditieren und eure Ideen noch so für Erkenntnisse bringen…

    Grüße
    Chlang



  14. #14
    Und so beginnt es... Benutzerbild von FoLLgoTT
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    Standard

    Zitat Zitat von Chlang Beitrag anzeigen
    Zunächst konnte ich leider ausschließen, dass die Resonanz bei 650 Hz vom Messaufbau kommt (Danke, Armin für die Anregungen, aber hier darf ich weiterrätseln und hierzu bald mehr in einem neuen Thread).
    Ich habe schon einige Ground-Plane-Messungen von Subwoofern und Mitteltönern gemacht und diese Resonanz kommt mir recht bekannt vor. Viele Konustreiber haben je nach Größe in dem Bereich ihre erste Resonanz. Die sieht man auch teilweise in den Datenblättern, wenn man genau hinschaut. Selbst die Impedanz hat da meist einen kleinen Buckel. Je höher die Frequenzauflösung der Messung, desto besser sieht man diese Resonanzen im Hunderthertzbereich. Im Raum oder mit Fensterung gehen die meist komplett unter.

  15. #15
    Erfahrener Benutzer
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    Standard Ground-Plane-Messungen

    Vor geraumer Zeit habe ich mich mit Chlang bzgl. Ground-Plane-Messungen ausgetauscht. Wir wollten das Thema eigentlich noch durch einige Messungen vertiefen, aber leider ist Fräulein Corona dazwischengekommen. Zu dem Zeittpunkt hatte ich bereits ein kleines Papier zu GP unter beengten Verhältnissen verfasst.
    Ground Plane Messung auf den Kopf gestellt Rev0.1.pdf

    Vor ein paar Tagen bin ich dann im DIY-Audio auf diesen interessanten Thread von Bikinpunk gestoßen: https://www.diyaudio.com/forums/mult...nechoic-5.html
    Eine schöne und systematische Untersuchung. Passt wunderbar zum Beginn der Schönwetterperiode.

    Gruß
    Heinrich

  16. #16
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    Standard Super auf den Punkt gebracht

    Hallo Heinrich,

    mit Freude habe ich den Artikel gelesen. Vielen Dank für den Hinweis.

    viele Grüße

    Markus
    Stift im dritten Lehrjahr
    --- BoahEy4 ---- ---SchSch---

  17. #17
    Musik an - Welt aus Benutzerbild von Don Key
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    Dankeschön für' Deine / Eure Mühe und vor allem für's Teilen !
    Es ist einfacher die Leute zu täuschen,
    als sie davon zu überzeugen,
    dass sie getäuscht wurden. (Mark Twain)

    Audioviele Grüße,
    Matthias

  18. #18
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    Hallo Heinrich,

    vielen Dank für die Verweise! Den diyaudio.com Thread hatte ich auch kürzlich gefunden.

    Die GPM unter der Decke zur Erweiterung der in-Raum Messungen um eine Oktave ist eine tolle Idee!

    Eine allgemeine Frage habe ich: GPM für große Mehrwegsysteme wie z.B. 70kg schwer, 4-Weg, 1,3m hoch - wie macht man die? Ich hab leider keine richtig große, freie Fläche zur Verfügung und unter die Decke bugsieren...? Bisher messe ich in Raummitte stehend mit HT/MT auf ca. halber Raumhöhe und komme mit diesem Kompromiss so ungefähr in die ab 400Hz-Gegend für reflektionsarme Messungen. Das ging bisher auch ganz gut.
    Beste Grüße,
    Winfried

    PS: "Nur die eigene Erfahrung hat den Vorzug völliger Gewissheit" (Arthur Schopenhauer)

  19. #19
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    Hallo Winfried, das stärkt die Brust- und Rückenmuskulatur

    Spaß beiseite: Kleine Räume limitieren nun mal die Messbandbreite nach unten; das ist Physik.

    Da hilft nur der Umzug in den Garten oder eine Turnhalle. In Frage kommen wieder das Messen auf einem Turm oder Ground Plane.
    Wie Bikinpunk im DIY Audio Forum gezeigt hat, ist bei GP-Messungen im Garten aber auch einiges zu beachten.

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    Gruß
    Heinrich
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  20. #20
    Hat Holzstaub geleckt...
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    Standard

    Mich wundert die starke Abweichung hier bei den Gehwegplatten...

    Ich werde mich, wenn unsere Einfahrt endlich gepflastert ist, auch mal
    an eine GP-Messung versuchen und gucken, inwieweit VituixCAD-Simu
    und Realität bei meiner Moni zusammenpassen...

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