Vergleiche (kombinierte) Nah- vs. (Freifeld-)Fernfeldmessungen?

[stoneeh]

Im ganzen weiten Web & der einschlägigen Literatur fand ich bisher nur einen Fall, wo tatsächlich eine (kombinierte) Nahfeldmessung mit einer Outdoor-Fernfeldmessung verglichen wurde; das wäre das L'Acoustics KS28 Review bei Production Partner.

Kennt jemand von euch einen weiteren derartigen Vergleich? Ich bin selbst grad am Thema und mich interessiert wer sich aller zuvor bereits die Arbeit angetan hat, bzw. diese publiziert hat.

[Slaughthammer]

Guck mal in die Auswertung vom 2. ARTA-Ringversuch: https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...l=1#post274632

Gruß, Onno

[Franky]

Ich könnte mir vorstellen das es von Anselm Görtz da entsprechendes Material gibt. Er macht ja Messungen für normale Lautsprecher aber auch z.B. die Einmessungen von großen Array Systemen im Open Air Einsatz. Bei der Prolight + Sound ist er oft für die Abstimmung der großen Line-Arrays im Aussenbereich zuständig.

[fosti]

Ja.....lustiges Ausenanderklamüsere....


Quelle: https://www.springer.com/de/book/9783834895370

[stoneeh]

Slaughthammer: thx. Hatte während der Recherche selbst kurz daran gedacht, dann wieder vergessen. Du hast ihn mir wieder in Erinnerung gerufen . Die Vergleiche auf Seite 19 sind schonmal ein guter Anhaltspunkt; leider ist die Fernfeldmessung, die als Referenz herangezogen wurde, etwas von Reflexionen und/oder Noise kontaminiert (Welligkeit / Ausreisser).

Franky: gute Idee. Das KS28 Review stammt ja auch von ihm. Vll. (naja, ziemlich sicher sogar) hat er weitere Messungen parat.

[stoneeh]

Zum genaueren Hintergrund der Fragestellung: es ging darum zu sehen wie gut die bisher in der einschlägigen Literatur veröffentliche Methodik zur kombinierten Nahfeldmessung bei anderen funktioniert. Meine Messungen und Erkenntnisse der letzten Monate und Jahre zeigen, dass sich grundsätzlich eine hohe Übereinstimmung zur Fernfeldmessung zeigt, jedoch die gängigen Methoden zur Pegelanpassung des Ports zur Membran beim Bassreflexlautsprecher leicht verbesserungwürdig sind.

Da sich die Diskrepanzen meist im Bereich ~1 dB befinden, ist es aber schwer diese zu erfassen. Bei mir war dies möglich, indem ich sowohl Nahfeld- als auch Fernfeldmessung auf einer grossen freien Fläche Outdoor durchgeführt habe, bei minimalen Umgebungsgeräuschen an windfreien Tagen, womit die Messungen wirklich vorbildlich sauber werden, und Nuancen an verbleibenden Unterschieden am Testsetup erfasst werden können. Bei den meisten Messumgebungen, die man online und in der Literatur so sieht, so auch zB dem hier erwähnten ARTA Ringversuch, würden diese Nuancen durch Messtoleranzen verdeckt werden.

Das Ziel war eine Arbeit / Paper zum Thema zu erstellen. Diese habe ich nun spontan die letzten Tage runtergetippt; sie ist grundsätzlich zur Publikation fertig:




Ein Hauptteil der Arbeit ist das erstellen einer (empirisch erarbeiteten) verbesserten Formel zur Anpassung des Pegels der Schallquellen. Diese hat sich innerhalb der Arbeit an sieben Testgehäusen bewährt. Ich zögere nun aber noch anhand von sieben Testgehäusen eine Allgemeingültigkeit zu beanspruchen; lieber wären mir noch ein paar mehr; grundsätzlich, je mehr, desto besser.

Hat jemand Lust und Laune sich zu beteiligen? Wenn ihr selbst messen würdet müsste aber wie gesagt eine annähernd ideale Messumgebung zur Verfügung stehen; eine Beschreibung der genauen Methodik würde ich demjenigen zukommen lassen. Alternativ nehme ich auch auf dem Postweg, oder gerne auch persönlich, wenn zufällig jemand aus der Nähe kommt (nördliches Ö), Testgehäuse entgegen und führe die Messungen selber durch.

Credits, d.h. Erwähnung im Paper, nach Wunsch mit Klarnamen oder Pseudonym, gibt's für alle die beitragen natürlich. Alternativ könnt ihr auch anonym bleiben.

Bei Interesse am mitwirken bitte PN.

[Franky]

Hast Du Dich schon einmal mit dem Klippel Nahfeldmesssystem beschäftigt. Da gibt es auch jede Menge an Theorie und Praxis wie die Nahfeldmessungen auf Fernfeld übertragen werden.

https://www.klippel.de/products/rd-s...d-scanner.html

[ente]

Hallo Stoneeh,

für eine ideale Freifeldmessung als Referenz wirst du wohl oder übel einen Messturm (https://www.artalabs.hr/AppNotes/ARTA-HB-D2.4-Rv0.1.pdf, Seite 75) in Anspruch nehmen müssen. Ein RAR kommt einer idealen Freifeldmessung bis zur unteren Grenzfrequenz des Raumes zwar recht nahe, prägt der Messung aber auch seine Charakteristik auf, so auch im 2. Ringversuch für den Visaton-RAR zu sehen.

Die Quasi-Freifeldmessung funktioniert im Rahmen der von dir angegeben Fehlergrenzen für unsere Zwecke recht gut. Die Volumenflussmethode (https://www.artalabs.hr/AppNotes/ARTA-HB-D2.4-Rv0.1.pdf, Seite 120/121) wird ggf. durch Verwendung von STEPS zur Ermittlung der Pegelanpassung noch ein wenig zuverlässiger.

Last but not least sind GP-Messungen natürlich auch fehlerbehaftet (siehe dazu z.B. Mark Gander) oder auch im DIY-Forum (https://www.diyaudio.com/forums/mult...-anechoic.html).

So, was ist nun die Wahrheit bzw. die Referenz? Ich denke, mit den von dir erwähnten Unsicherheiten wird man wohl oder übel leben müssen.

Gruß
Heinrich

[stoneeh]

Die Volumenflussmethode, u.a. im ARTA HB erwähnt, als auch die in der ersten Literatur zur Nahfeldmessung (Keele, 1973) vorgestellte Formel zur Pegelanpassung (Sd/Sv)^0.5 behandle ich in meiner Arbeit ausführlich.

Dass ein Stepped Sine Signal unter manchen Umständen ein besseres Ergebnis als zB PN produziert kann man so stehen lassen - liegt daran, dass das Sinussignal eine höhere Energiedichte hat und somit Noise besser übertönt (-> besseres SNR). Das gilt sowohl für Umgebungsgeräusche als auch den Noisefloor der Signalkette. Wenn man einen ausreichenden Messpegel wählt macht das Anregungssignal der Erfahrung nach aber idR keinen bis keinen signifikanten Unterschied.

Die Bodenmessung (GPM) produziert durch den zusätzlichen Raumwinkel / Spiegelschallquelle natürlich einen anderen Frequenzgang als die "vollwertige Freifeldmessung" ohne Raumwinkel. Das würd ich aber weniger als "Fehler" als eine Eigenheit der Messmethode beurteilen, der man sich bewusst sein muss. Merke allerdings - hören tun wir auch GP - ich habe noch niemandem am Messturm Musik lauschen gesehen

DIe 40ms Messfenster für die GPM beim Vergleich auf DIYAudio sind übrigens wohl zu wenig für einen Bassreflexlautsprecher, der deutlich länger ausschwingt. Die Auswirkungen hab ich passend dazu erst kürzlich in Rahmen einer anderen Arbeit behandelt -> Korrekte Messdistanz & mehr für die GPM im Tiefton - messtechnische Abhandlung (diy-hifi-forum.eu)

[fosti]

Mir ist nicht klar, was Du möchtest? Mit Sicherheit kann man > 1kHz veritable gefensterte Messungen machen (Abstand zu Boxenabmessungen beachten). Mit etwas Sorgfalt geht das auch bis auf die halbe Frequenz runter. Der Monster Roboter von Anselm Görtz im entsprechenden RAR kommt nicht an die Ergebnisse des Klippel NFS im Tiefbass ran. Zu Hause zählt das Ergebnis am Hörplatz. Dass Klippel und Görtz entsprechenen Aufwand betreiben, weil sie es einfach können ist mir klar, aber auf was möchtest Du hinaus, wo Du weder an den RAR von Anselm Görtz noch an den NFS rankommst und die Frage wenn, was würde es Dir nützen?

[tomo]

Ich könnte meinen großen, relativ ruhigen (kein Verkehrslärm, windgeschützt) Garten zur Verfügung stellen.

Dort mache ich bei gutem Wetter mittlerweile auf einem 3,5m-Stativ mit Drehteller "Freifeldmessungen". Das geht bis knapp 50 Hz ohne sichtbare Schlenker im Frequenzgang. Reicht mir persönlich völlig aus und ich spare mir das Verheiraten der Nah-/Fernfeldmessungen. Darunter (wenn die Box überhaupt so tief spielt) schätze ich den Verlauf einfach anhand der TSP mit WinISD ab.

Gerade bei der Bafflestep-Kompensation habe ich zum Teil unzuverlässige Ergebnisse mit VituixCAD/Edge bekommen. Bei kleinen, rechteckigen Boxen funktionierte es prima. Bei großen Kisten mit ausladenden Hörnern, wo der Bafflestep schon bei 50 Hz + 2dB gibt, der Frequenzgang im Bass aber schon abfällt, tat ich mich mit der Anpassung sehr schwer.

Als Referenz habe ich mit meinem "Freifeld"-Setup ein paar KH120 gemessen. Sieht fast genau so aus wie im Neumann-Prospekt. So weit daneben kann ich also nicht liegen

[Azrael]

Dort mache ich bei gutem Wetter mittlerweile auf einem 3,5m-Stativ mit Drehteller "Freifeldmessungen".

.....kann man davon mal ein paar Bilder sehen?

Viele Grüße,
Michael

[SimonSambuca]

... wollte ich auch gerade schreiben!

Ich würde ja liebend gerne meine Kisten(n) korrekt messen nur scheitert es am Platz, Stromquelle, Zeit oder am "Turm".

[stoneeh]

tomo: vielen Dank für das Angebot. Die Sache ist weiterhin in Arbeit. Meine eigene Auswahl hat sich allerdings auch nochmal erweitert, zu einem Punkt wo ich, zmd. wenn die Erkenntnisse über das gesamte Testfeld eindeutig bleiben, keine Notwendigkeit mehr für externe Abprüfung sehe.

Ein paar Fragen aber an dieser Stelle:

1. wie weit ist in deinem Garten das nächste relevante schallharte Objekt (ich sag mal von Größe zB KFZ oder Gartenhütte o.ä. aufwärts) vom Messaufbau entfernt?
2. wieso misst du zmd. den Bassbereich nicht GPM?
3. an welcher Art von Gehäuse (BR, CB, ...) hast du diese geprüft, und in bzw. ab welchem Frequenzbereich ist die Bafflestep-Korrektur in VituixCAD bei dir ungenau?



Simon: ad "mangelnde Stromversorgung":

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An dem Teil hab ich schonmal (aus Neugier; normalerweise sichert es einen PC ab) einen Fullrange-PA-Lautsprecher eine ganze Weile betrieben. Ging problemlos. Kleinsignalmessungen kannst du mit sowas stundenlang durchführen.

Auch kleine 12->230V Vollsinus-Spannungswandler mit Zigarettenanzünder-Anschluss fürs KFZ sind absolut geeignet und kosten heute nichts mehr.

[tomo]

Bilder reiche ich nach. Ich habe eine neue Horn/Treiber-Kombi, die ich bei schönerem Wetter mal auf den "Tower" hieven werde

1. wie weit ist in deinem Garten das nächste relevante schallharte Objekt (ich sag mal von Größe zB KFZ oder Gartenhütte o.ä. aufwärts) vom Messaufbau entfernt?
2. wieso misst du zmd. den Bassbereich nicht GPM?
3. an welcher Art von Gehäuse (BR, CB, ...) hast du diese geprüft, und in bzw. ab welchem Frequenzbereich ist die Bafflestep-Korrektur in VituixCAD bei dir ungenau?

1. Bei Google Maps ist das nächste größere Objekt - die eigene Hauswand - ca. 14 m entfernt. Ausgenommen habe ich jetzt mal einen kleinen Strauch und eine ca. 1m hohe, schmale Gartenleuchte. Die sind aber beide auch noch deutlich weiter weg als der Abstand Rasen-Box.

2. Noch nie gemacht, würde ich aber auch gerne mal ausprobieren. Noch lieber würde ich die Boxen bündig in den Boden einlassen und eine Halbraummessung machen. Leider bin ich aber auch lawncare-Enthusiast und würde meinem Gras niemals so etwas antun

3. Der in VituixCAD simulierte Bafflestep ist eigentlich ziemlich genau und macht keine Probleme. Nennenswerte Abweichungen hatte ich nur mit einer einzigen großen Kiste mit PA-Tieftönern. Die hatte eine Schwallwand von 120 cm x 75 cm mit tiefem, eingelassenem Horn. Bei VituixCAD habe ich eine perfekt rechteckige Schallwand simuliert. Vermutlich wegen des Horns sah der "Diffraktionsbuckel" bei etwa 300 Hz aber in der Freifeldmessung schon deutlich anders aus. Statt eines einzigen Höckers gab es da zwei Peaks mit einem - 1,5 dB-Tal dazwischen.

Ist für die meisten Anwendungsfälle aber wohl ziemlich egal, da durch die Schallwand verursachte Diffraktions-Welligkeiten bei kleineren Lautsprechern schon so weit oben im Übertragungsbereich liegen, dass sie in der gefensterten Indoor-Messung auffallen. Wie gesagt, das liegt eher an falschem Input (Glatte Schallwand vs. Horn-"Loch") statt einer ungenauen Simulation. In meinem Hörraum hätte ich das aber weder mit einer gefensterten Messung (da kriege ich erst ab 400 Hz überhaupt brauchbare Daten) noch mit einer Nahfeldmessung am Treiber/BR-Rohr entdeckt.

Das "Problem" ist auch eher akademischer Natur, da niemand bei einem 18" / 8" / 1,5" PA-Lautsprecher eine 1,5 dB-Welligkeit bei 400 Hz bemängeln würde. Das schaffen ja die meisten Studiomonitore nicht besser

[stoneeh]

Thx für die Info.

Achso, du sprichst von so kleinen Schwankungen im Tiefmittelton. Sowas auf die Art hab ich auch bei fast allen Probanden mit drin - eh klar, eine perfekte CAD-Rekonstruktion der Schallwand macht die Software ja nicht. Am deutlich größten sind die Auswirkungen des Bafflesteps ja im Bassbereich, und da mir ist es wichtig dass die Korrektur passt.

Die Abstände zum nächsten Hindernis in deiner Messumgebung sind vielversprechend. Das würde prinzipiell genau genug für mich sein. Ich würde aber nur eine GPM akzeptieren, da, nichts für ungut, auch wenn du es anders angibst, bei der 3,5m Stativmessung Welligkeit mit drin sein muss.
Ich hab das mal simuliert - braun ein Subwoofer in 1m Messdistanz im Freifeld - blau das gleiche, nur mit einem Boden 3m darunter (mehr als 3m ging in VituixCAD nicht; aber 3 oder 3,5 macht das Kraut nicht fett):



Die maximal ~1 dB Abweichung sind für den Alltag vollkommen wurscht. Für eine wissenschaftliche Arbeit aber halt nicht. Die verschiedenen Methoden zur Pegelanpassung Port zu Membran nehmen sich oft im Gesamtfrequenzgang auch nicht mehr als 1 dB - das würde bei einem nicht quasi perfekt sauberen Aufbau in der Messungenauigkeit untergehen.

Aja, und um es klarzustellen, es geht rein um Messungen im Bassbereich. Für alles andere brauchen wir ja die (kombinierte) Nahfeldmessung nicht, da wir auch in problematischen Umgebungen dank Möglichkeit zur Fensterung ab einer gewissen Frequenz im Fernfeld messen können.

[stoneeh]

Ich hol das mal kurz wieder hoch. Normalerweise würd ich den Thread einfach "untergehen" lassen, aber tomo hatte ihn (danke nochmal fürs Angebot) auch etliche Monate später hochgeholt. Um zu vermeiden dass nochmal wer drüber stolpert und sich angesprochen sieht, hier ein Update bzw. Abschluss:

Die Frage bzw. Suche aus Post #6 hat sich erübrigt. Ich bin selbst auf die gewünschte Anzahl an Testgehäusen gekommen. Thread ist für mich beendet und kann, wenn's nen Mod lüstet, geschlossen werden.