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  1. #1
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    Standard Erste Schritte in ARTA zur Akustikmessung

    Hallo zusammen.

    Nachdem ich mit dem Thema TSP jetzt erst mal nicht mehr weiter komme, möchte ich als nächstes einen Lautsprecher bauen und diesen mit einem Messmikrofon vermessen. Habe mich jetzt schon mal am ARTA Handbuch langgehangelt um die Bedienung zu lernen. Dabei ist mir etwas aufgefallen, was ich mir nicht ganz erklären kann.
    Ich habe alle Schritte zum testen und Kalibrieren der Messkette durchgeführt. Als Interface habe ich ein Focusrite Scarlett 2i2 und ein Steinberg UR22 getestet.

    THD+N sieht ganz gut aus. =,0092% für die Steinberg und 0,0033% für die Focusrite.
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    Allerdings kommt mir der Frequenzgang der Soundkarten irgendwie verdächtig vor. Die Beispiele im ARTA Handbuch sind alle halbwegs gerade. Meine Soundkarten hingegen zeigen eher eine Wanne. Was mich aber noch mehr wundert ist das beide Soundkarten fast den gleichen Frequenzgänge haben. Sind da exakt die gleichen Komponenten drin, oder habe ich etwas falsch gemacht?
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  2. #2
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    Standard

    Ohne ARTA im Detail zu kennen, hast Du vielleicht eine SPL Messung gemacht und eine Mikro Korrektur geladen ?

  3. #3
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    Standard

    Du hast recht, ich hatte die Korrekturdatei für das Messmikrofon schon geladen. Das erklärt dann auch warum dieses Phänomen bei beiden Soundkarten aufgetreten ist und ziemlich gleich aussah.

    Vielen Dank :-)

    Die neuen Messungen sehen deutlich besser aus (Focusrite: blau, Steinberg: schwarz).
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    Beide Soundkarten scheinen ja gut geeignet zu sein. Von den Verzerrungs- und Frequenzgangmessungen würde ich die Focusrite bevorzugen. Die Unterschiede sind zwar gering, aber ich bin in der luxoriösen Situation beide Teile zur Auswahl zu haben. Ich kann mir aber auch gut vorstellen, dass der Einfluss auf die Messung nachher gering bis überhaupt nicht erkennbar ist.

  4. #4
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    Standard

    Während der Messung immer auch ein Auge auf das Levelmeter in ARTA haben. Falls du zB zufällig mal im Nahfeld misst, da kommt man recht leicht mal in den roten Bereich (übersteuern) - besonders wenn man die Input-Lautstärke in Windows auf 100% hat.

    Die 0,0...irgendwas % Unterschied im Klirr der Soundkarte sind für Lautsprechermessungen vollkommen vernachlässigbar.. schon das nächste Glied in der Signalkette, der DSP oder Amp, wird höhere Verzerrungswerte aufweisen... und der Lautsprecher dann sowieso. Auch das Mic.

    Auch über die 0,xdB Abweichungen im Frequenzgang im Infraschall und Superhochton würd ich mir wenig Gedanken machen; auch hier, die anderen Glieder in der Signalkette werden vermutlich grössere Abweichungen produzieren. Kann man wenn man penibel sein will aber soweit ich mich nicht täusche alles via Zweikanalmessung rauskorrigieren.

    Beim messen von Lautsprechern nehm ich immer 64k Sequenzlänge, damit man bei Bedarf auchmal mit 32k FFT anzeigen lassen kann und so eine irre Frequenzauflösung erhält. Standardmässig nehm ich meist 8k FFT, was für mich meist auch im Tiefton ausreichend auflöst, aber nicht jeden kleinen irrelevanten Haker durchlässt.

    Manuell glätten würd ich mit maximal 1/6 Oct. Erwähn ich hier explizit, weil ich in deinen Messungen grade 1/3 sehe.. das verwascht dann die Details schon sehr.

    Weiterer kleiner Tip, weil's mir auffällt: im Spectrum Analyzer Mode kannst du im Menü bei Edit auf Copy gehn und das Ergebnis so einfacher exportieren als via Windows-Screenshot.

    Und zu guter letzt: falls du dir nicht sicher bist dass dein erstes gleichzeitig dein letztes Projekt wird würd ich gleich noch die paar € für die Vollversion investieren, so dass du Messungen nicht nur exportieren, sondern die Quelldaten speichern kannst. Ich beiss mir zmd. derzeit öfters mal in den A.... dass ich das nicht gemacht habe und somit viele Messungen aus meiner Anfangszeit nur grafisch exportiert, nicht als .pir zum jederzeit damit rumspielen in ARTA habe.

  5. #5
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    Standard

    Hi stoneeh. Danke für die Hinweise. Ich bin noch ganz am Anfang und für jeden Tipp dankbar.
    Das Interface hat eigene Pegel-Anzeige pro Kanal. Ziemlich komfortabel.

    Habe mich schon durch das ARTA Handbuch durchgearbeitet und verschiedene Seiten und Beiträge gelesen. Aber das Thema Akustikmessung scheint ja noch mal komplizierter zu sein als TSP Bestimmung. Selbst die Bedienung und die Hauptfunktionen von ARTA sind mir noch nicht vollkommen klar. Ich befürchte, da werde ich früher oder später um ein ausführliches Buch nicht rumkommen. Oder gibt es im Netz detaillierte Informationen?

    Die Vollversion von ARTA habe ich übrigens schon von Anfang an. Alleine schon um den Entwickler zu unterstützen.

  6. #6
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    Standard

    Np. Die restlichen notwendigen Infos sind im Netz zu finden. Bei Null fängst du ja auch bei weitem nicht an, was ich bisher so mitkriege.

    Ne Outdoor-GPM (Bodenmessung), was ich dir für den Bassbereich anrate, ist recht simpel. Im Prinzip musst du nur die richtigen Distanzen von Lsp. zu Mikro und von diesem zum nächsten schallharten Hindernis wählen, um aus dem Nahfeld rauszukommen und den Einfluss von Reflexionen gering zu halten, und mit ausreichend Pegel vs. ausreichend stiller Umgebung messen um ein gutes SNR zu erhalten (= Noise ausreichend zu übertönen).

    Untergrund, Mic-Positionierung etc. ist bei GPM im Bass zB vernachlässigbar. Ausreichend schallhart ist jeder Boden. Ein bisl Unebenheit o.ä., oder auch Bodenbewuchs, macht bei den Wellenlängen im Bass überhaupt keinen Unterschied. Und selbst der Mic-Winkel ist vernachlässigbar - siehe dazu zB Mic-Kalibrierungsdateien Freifeld vs. Diffusfeld (0° vs 90°) - im Bass, sogar noch im unteren Mittelton, sind diese ident.

    Bedienung von ARTA wirst intuitiv draufkommen, bzw. bist es ja teilweise schon.

    Wegen der Pegelanzeige auf dem Interface: was die misst / anzeigt würd ich recherchieren. Beim Peakmeter in ARTA wird der Input Level relativ zum maximalen Dynamikumfang des digitalen Audioformats angezeigt. Muss mEn nicht zwangsweise das gleiche sein.

  7. #7
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    Standard

    Servas Rainer.

    Ich lug ab und an mal in deinen Bau-Thread im anderen Forum rein. Weiterhin eine schöne Doku. Da es dem Ende zugeht hab ich mir gedacht ich kommentier sie nochmal. Hervorheben möchte ich dass, während du auch sehr viel eigenes Engagement gezeigt hast, du weise warst das dir zur Verfügung gestellte Wissen bzw. die Ratschläge gut zu nutzen - insb. ein Gehäuse mit grossen Rechteckport zu bauen, und die Chassis nicht durch ein einwobbeln zu riskieren - und es freut mich sehr dass du dadurch nun ein solides Endprodukt erhalten hast.

    Auch den BR118Ex, den du ursprünglich angepeilt hattest, hast du dir anhand der dir gezeigten Messungen schnell ausreden lassen, anstatt wie soviele andere auf den Hype reinzufallen
    Ich habe ihn übrigens selbst, da ich seit dem ersten mal über deutlich bessere Messtechnik verfüge, dieses Jahr nochmal gebaut und vermessen. Hier der Max. SPL ~10%, GPM 1m, im Tief- bis Nutzbass, des 118Ex (Tuning ~35 Hz) in türkis, vs. schwarz dem via HiFi-Forum.de wohldokumentierten 160l / 32Hz / 600cm² Bodenport Gehäuse (welches auch quasi ident zu deinem aktuellen Build ist):

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    Hier also nochmal verdeutlicht, was du damit an Potential des Chassis verschwendet hättest, bzw. wieviel mehr du mit deinem aktuellen Build herausholst.

    Schlussendlich, zur Info: ich hätte konkrete und relativ simple Antworten auf alle deiner Fragen zur Verstrebung und Interpretation der Ergebnisse deiner ersten akustischen Messungen. Du hast hier nicht explizit danach gefragt, also will ich mich nicht aufdrängen; aber nur der Hinweis - Hilfestellung ist verfügbar, wenn du sie willst / benötigst. Bei Bedarf, meld dich einfach.


    Grüsse
    Stoneeh

  8. #8
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    Standard

    Hi stoneeh. Vielen Dank für dein Angebot. Das nehme ich auch sehr gerne an. Wäre eh mein nächster Schritt gewesen, da ich im Moment nicht mehr weiter komme.
    Aber da ich das Thema im PA Forum begonnen hatte und dort auch die Dokumentation weiterführen will, habe ich erst mal dort weiter gemacht. Aber die Antworten sind in der Tat manchmal etwas dürftig. Schade. Aber egal, man lernt ja schließlich mehr, wenn man sich Sachen selber beibringt.
    Für alle anderen eventuellen Mitlese hier noch mal meinen letzten Beitrag:

    "Ich bin jetzt endlich auch mal dazu gekommen eine Akustikmessung zu machen. Ich verstehe zwar kaum etwas von dem was ich da gemacht habe, aber ich habe mich einfach mal ans ARTA Handbuch gehalten.
    Hardware:

    • Interface: Focusrite Scarlett 2i2 Gen.3
    • Mikro: Isemcon EMX-7150
    • Kalibrator: Isemcon SC-1
    • Multimeter: Peaktech P3360
    • Endstufe: t.amp TSA 4-1300 (Kanal 1 und 2 Bridge, 8 Ohm Chassis)

    Ich hatte zwei Interfaces zur Auswahl. Focusrite Scarlett 2i2 und Steinberg UR22. Habe beide mit ARTA untersucht und das bessere genommen. Die Abweichung war aber so gering, das es vermutlich keinen Unterschied macht.

    Eigentlich wollte ich die Messung draußen auf einem leeren Parkplatz machen, aber wegen Sturm und Regen musste ich spontan in eine Werkshalle umziehen. Im Prinzip ausreichend Platz in alle Richtungen, aber leider standen hier und da Gegenstände im Weg.

    Vorgehen:

    • Interface Ausgang linker Kanal mit Eingang rechter Kanal verbinden
    • Rechter Ausgangskanal mit der Endstufe verbinden
    • Ausgangslautstärke einstellen (laut, aber nicht Maximalpegel)
    • Eingangspegel vom Interface einstellen (Preamps)
    • Ausgangspegel und Eingangspegel vom Interface mit einem Multimeter messen
    • Schalldruckpegel mit einem Kalibrator messen
    • Frequenzgangkorrektur hatte ich vergessen, das kann man in ARTA aber mit den gespeicherten Messwerten nachholen. Aber auch ohne wären die Abweichungen nicht sehr groß gewesen.
    • Subwoofer auf den Boden gestellt
    • In zwei Metern Entfernung das Mikrofon auf den Boden gelegt.
    • Verschiedene Rausch- und Sweep Signale abgespielt und Ergebnisse gespeichert.

    Ich habe erst einige Messungen gemacht, mit und ohne Mittelwert und die Ergebnisse im Frequenzgang verglichen. Die Abweichungen waren sehr gering. Bei den Sweeps gab es einige Ausreißer, ich vermute da war der Preamp vom Interface übersteuert. Werde ich beim nächsten Mal aber noch mal überprüfen.

    Ergebnisse

    • Messaufbau und Einstellungen

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    • Vergleich der Messergebnisse (Frequenzverlauf)

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    • Gefensterte Messungen: Original, 100 ms, 60 ms

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    • Vergleich aller gefensterter Messungen

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    • Burst Decay im Wasserfalldiagramm

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    • Burst Decay im Sonogramm

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    Sieht erst mal ganz hübsch aus. Mein subjektiver Eindruck das der Lautsprecher recht tief spielt scheint damit ja belegt zu sein. Aber

    • Wie verwendbar ist diese Messung? Es haben ja verschiedene Gegenstände im Weg gestanden.
    • Was ist das für eine Senke bei 65 Hz (und etwas schwächer bei 90 Hz)? liegt das am Chassis, am Gehäuse oder ist das ein Raumeinfluss?
    • Und habe ich die Laufzeit richtig gefenstert? Oder sind 100 ms / 60 ms zu viel oder zu wenig?
    • Warum seht das Burst Decay so aus, als würde sich das aufgenommene Signal mit der Zeit zu höheren Frequenzen verschieben? Und warum ändert die Fensterung nichts daran?
    • Bisher ist das Gehäuse ja weder verstrebt, noch abgedichtet noch gedämmt. Kann man das in der Messung irgendwie sehen?
    • Kann man eventuelle stehende Wellen oder sonstige negative Einflüsse innerhalb vom Gehäuse aus der Messung rauslesen?
    • Was kann ich noch aus der Akustikmessung rauslesen?"
    Geändert von Rainer_Zufall (30.09.2021 um 17:06 Uhr)

  9. #9
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    Standard

    Wunderbar

    Ja, dort wo du angefangen hast geht der Grossteil der Expertise wohl eher Richtung Bühnentechnik, Mischpulte, Licht, whatever - weniger Tontechnik, und schon gar nicht DIY. Als erste Anlaufstellen für letzteres würd ich das HiFi-Forum, eh auch das DIY-HiFi-Forum, und vll. noch das Lautsprecherforum (wobei manche Fragestellungen dort oft auch echt absurd bzw. blatant falsch beantwortet werden) nennen - und vll. noch andere Foren, die mir nicht bekannt sind.


    Zum Topic:

    Verstrebung: sieh es nicht als unpassend / unerwartet dass du mit dem unverstrebten Gehäuse bereits so zufrieden bist, und erwarte dir von Verstrebungen keinen grossen Vorteil. Ich hab das vielfach durch, und jedesmal hängt mir so ein bisl die Kinnlade runter wenn sich vom dem am Papier worst case, dem unverstrebten Spanplattenprototypen, zum aufwendig verstrebten fertigen MPX-Gehäuse hörbar einfach nichts tut. Grad mal bei Volllast wird der Unterschied etwas erkennbar; aber auch dann nicht dramatisch.

    Zu meinem 160l / 32 Hz / 600cm² Bodenport Gehäuse (wie gesagt sehr ähnlich deinem) habe ich Messdaten von sowohl dem Spanplatten-Prototyp als auch der fertigen MPX-Variante. Hier die BDs im Vergleich (links MPX, rechts Span):

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    Interessanterweise verschieben sich die Resonanzen im Mittelton; im Bassbereich (was das einzige ist was uns beim Subwoofer interessiert), wird es aber ein "Find Waldo" der Akustik - es lassen sich schlicht keine relevanten Unterschiede ermitteln.

    Dein Vorhaben mit den Piezo-Schallabnehmern ist grundsätzlich interessant; die Frage ist nur was sich damit messen bzw. beurteilen lässt. Interessant wäre am ehesten wie sehr sich die Seitenwände bei Volllast ausdehnen und zusammenziehen, und das würd ich eher mit entsprechenden Kameras in extremer Zeitlupe oder einem Laser beurteilen - was für uns aber vom Aufwand her natürlich kompletter Overkill wäre.


    Messaufbau-/methodik, Interpretation der Messungen
    : ich stell dir gleich zu Anfang meine Freifeld-Messung des 160l / 32 Hz Gehäuses unter quasi idealen Bedingungen (grosse freie Fläche, windstiller Tag, ruhiger Ort abseits der Zivilisation) als Referenz ein:

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    Eine ausgeprägte Welligkeit im Bassbereich sollte also nicht sein und kommt von Raumreflexionen, ggfalls. in einer Kombination mit einem zu niedrigen Messpegel / schlechtem SNR (indiziert u.a. durch den recht hohen Noisefloor im BD). Deine Frequenzgangmessungen zeigen zwar einen sehr hohen Pegel, aber ich nehme stark an dass die Kalibierung nicht passt - zur Info, Single Channel Pegelkalibrierung gilt nicht für Dual Channel Messung.
    Um also deine erste Frage zu den Akustikmessungen zu beantworten - am Lautsprecher liegt diese Welligkeit nicht, sondern an der Peripherie. Ich würd somit deine ersten Frequenzgangmessungen nur mal als groben Anhaltspunkt sehen.

    Das Burst Decay zeig bitte mal mit den Standard-Parametern (30 dB, 30 Perioden). Bei 70 dB Skala siehst du hauptsächlich den Noisefloor der Signalkette, Umgebungsgeräusche etc. So wie es ist kann man sehr wenig davon ablesen.

    Stehende Wellen kannst du, wenn die Qualität der Messung stimmt, sowohl am Frequenzgang, besser im Burst Decay ablesen. Im BD scheinen (Gehäuse-, Porteigen-)Resonanzen als schmalbandiges langes nachschwingen auf - d.h. die Hügel / Höcker, die du zB in meinen Messungen ab ~200 Hz siehst.

    Ob das Gehäuse dicht ist kannst du via akustischer Nahfeldmessung am Port oder Impedanzmessung feststellen, indem du einen leisen und einen "mittelstarken" Messpegel vergleichst. Wenn sich sagen wir von 0,5 bis 5V Input die Tuningfrequenz (erkennbar am Peak der Nahfeldmessung bzw. Minimum zwischen den zwei Höckern in der Impedanzmessung) signifikant ändert bläst das Gehäuse irgendwo.
    Hintergrund: je höher der Messpegel, desto weniger Druckabbau kann über ein Loch im Gehäuse konstanter Grösse relativ zur Luftverschiebung der Rückseite der Membran erfolgen, d.h. desto weniger wird das Zusammenspiel Chassis <-> Luftfeder <-> Resonator beeinflusst.
    Da energiedichter und simpler/konstanter ist hierfür als Anregung ein Sinussignal zu bevorzugen.

    Die Frage nach dem geeigneten Gate, als auch vieles weitere, bekommst du in meiner kürzlichen Abhandlung Korrekte Messdistanz & mehr für die GPM im Tiefton - messtechnische Abhandlung (diy-hifi-forum.eu) beantwortet.

  10. #10
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    Danke für die Infos und den Link. Werde ich mir demnächst mal gründlich durchlesen.

    Interessant mit der Verstrebung. Ich hatte mir da schon den einen oder anderen Gedanken zu gemacht. Um so besser, wenn es simpel bleiben kann. Werde das Thema demnächst mal angehen. Die Piezo Tonabnehmer habe ich zwar schon ans Laufen gekriegt, aber noch keine verwertbaren Messungen hinbekommen.

    Hier die angepassten Burst Decay Diagramme. Ist tatsächlich übersichtlicher.
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    Das mit der Kalibrierung hatte ich im Handbuch leider nicht so richtig verstanden. Hatte nach Anleitung Eingang und Ausgang der Soundkarte mit einem Multimeter gemessen und den Wert vom Soundkalibrator gemessen und eingetragen.

  11. #11
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    Mit welcher Spannung hast du denn in diesem Fall die Messung durchgeführt?

    Die Kurzfassung meines verlinkten kleinen Kompediums für dich wäre, dass du die Messdistanz deutlich geringer wählen kannst, und dadurch sowohl Noise als auch Reflexionen besser übertönst. 0,5 bis 1m sind vollkommen i.O.

    Eine weitere Möglichkeit wäre die kombinierte (echte, d.h. <1cm Abstand zu den Schallquellen) Nahfeldmessung; ich kann dir bei Bedarf eine bebilderte Anleitung für die Durchführung in ARTA zukommen lassen.

    Ja, das BD ist so deutlich aussagekräftiger. Vll. noch einen Schritt auf 25 dB Skala reduzieren. So sieht man dann zmd. in der 100ms gefensterten Messung recht deutlich, was tatsächlich vom Lautsprecher kommt. Bei der ungefensterten schlägt bei ~40 Hz eine Raummode durch. Bei 60ms Gate ist klar erkennbar dass an der unteren Grenzfrequenz des Subs abgekappt wird - was zu erwarten ist, da der Helmholtz-Resonator ja länger als 60ms signifikant nachschwingen kann.

    Die Pegelkalibrierung kannst du zB überprüfen, indem du mit Mikro im laufenden Kalibrator die Messung ohne Anregungssignal in ARTA (External Excitation) durchführst; es wird sich im Frequenzgang ein schmalbandiger Peak bei 1 kHz zeigen, der je nach Einstellung am Kalibrator in der Spitze entweder 94 oder 114 dB laut sein sollte.
    Alternativ im Hauptmenü unter Tools -> Integrating SPL Meter; Achtung, Weighting auf Z (linear) stellen.


    Edit: kurz zu dem Hinweis im anderen Forum "Du braucht dafür (für Pegelkalibrierung) ... ein Preamp mit festgetackertem Gain." - der Gain des Pre-Amps kann durchaus verstellbar sein. Man darf ihn nur nach erfolgter Kalibrierung nicht mehr verstellen, da man sonst die Kalibrierung verstellt. Vll. hat der Herr das aber eh so gemeint.
    Wichtig: gilt übrigens auch für die Input-Lautstärke in Windows!
    Geändert von stoneeh (01.10.2021 um 18:31 Uhr)

  12. #12
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    Uh, die Messspannung kenne ich nicht. War ja meine aller erste Messung und bis vor kurzem wusste ich nicht, dass die Spannung überhaupt wichtig ist.

    Bei einem Messabstand unter 2 Metern muss man den Pegel korrigieren, oder?

    Woran erkennst du bei 40 Hz eine Raummode? Das sieht für mich alles gleich aus?

    Darauf das ich die Pegelkalibrierung mit dem Pegelkalibrator testen kann hätte ich auch selber kommen können

  13. #13
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    Ein ausreichender Messpegel ist wichtig um Noise (Eigenrauschen der Signalkette, Umgebungsgeräusche) zu übertönen. Dieser wird logischerweise durch die Spannung bestimmt, die der Verstärker eingestellt ist dem Lsp bereitzustellen.

    Bei niedrigerer Distanz musst du nicht unbedingt den Messpegel verringern, solang du nicht gar so laut misst dass du etwas in der Kette (Mic, Preamp, Soundkarte) übersteuerst.

    Hab dir die Mode schnell mal eingezeichnet.. quick & dirty, hab grad bisl Zeitdruck:

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    Viel Erfolg weiterhin.

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