Frequenzgangmessungen von Mikrofonen

Mikrofone sind zentrale Bestandteile jeder akustischen Messkette. Idealerweise sollte ihre Übertragungsfunktion über den relevanten Frequenzbereich (20 Hz bis 20 kHz) möglichst linear verlaufen. Dieser Beitrag stellt zwei gängige Verfahren zur messtechnischen Bestimmung des Frequenzgangs gegenüber.

Beim Reziprozitätsverfahren werden drei akustisch in Reihe geschaltete Labor-Referenzmikrofone genutzt. Das Verfahren macht sich die Umkehrbarkeit von Kondensatormikrofonen zunutze, die Schalldruck sowohl in elektrische Spannung umwandeln als auch — umgekehrt — aus einer angelegten Spannung Schalldruck erzeugen können.

Beim Substitutionsverfahren werden Referenzmikrofon und Prüfmikrofon nacheinander exakt denselben akustischen Bedingungen an derselben räumlichen Position ausgesetzt; die präzise Positionierung wird dabei laserbasiert kontrolliert.

Im Beitrag wird eine praktische Messkampagne mit Primo-EM258-Kapseln und eigens entwickelten Vorverstärkern beschrieben, durchgeführt in einem Halbfreifeldraum mit einem GRAS-46-BE-Referenzmikrofon. Die Ergebnisse zeigten einen „hinreichend konstanten Frequenzgang zwischen 200 Hz und 10 kHz", wobei die Empfindlichkeit zu hohen Frequenzen hin abnahm und tiefe Frequenzen durch den eingebauten Hochpass gedämpft wurden.

Als nächster Schritt wird die Bestimmung des Phasengangs genannt, um darauf aufbauend korrigierende FIR-Filter zu entwickeln und die Messung des Impulsverhaltens weiter zu verbessern.