Sind Druckfeldmikrofone im Diffus- und Freifeld einsetzbar?

Messmikrofone werden in drei Haupttypen unterteilt, die jeweils für eine von drei Arten von Schallfeldern optimiert sind. Es ist wichtig, das Mikrofon zu wählen, das am besten für die Anwendung geeignet ist — ansonsten verschlechtert sich der Hochfrequenzgang.

Druckfeldmikrofone können jedoch unter Umständen in allen drei Schallfeldern eingesetzt werden. Sie können beispielsweise als Freifeldmikrofone verwendet werden, wenn sie rechtwinklig zur Schallausbreitungsrichtung (Einfallswinkel 90°) ausgerichtet sind — und die gute Nachricht ist, dass in solchen Fällen der effektive Frequenzbereich unverändert bleibt.

Für Messungen in geschlossenen Räumen mit Nachhall sind Druckfeldmikrofone, die für Messungen mit zufälligem Einfallswinkel angepasst sind, die beste Alternative – nicht nur in Bezug auf Ihre Messung, sondern auch, weil Ihnen mehr Mikrofone zur Auswahl stehen (im Vergleich zu Diffusfeldmikrofonen). Dies liegt daran, dass der Frequenzgang eines Druckfeldmikrofons bei zufälligem Einfallswinkel über den Frequenzbereich viel „flacher“ oder konstant ist als der eines Freifeldmikrofons.

Druckfeld-Diagramm

Typischer Frequenzgang des Druckfeldmikrofons Typ 4971-H-041

Können Druckfeldmikrofone nun also im Diffus- und Freifeld genaue Messungen liefern? Kurz gesagt ja, und wenn Sie nur Zugang zu Druckfeldmikrofonen haben, könnten Sie feststellen, dass sie nützlicher sind, als Sie ursprünglich dachten.

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Ein freies Feld ist ein Schallfeld, in dem sich Schallwellen frei ausbreiten können, ohne störende Objekte. Das heißt, ein Raum ohne reflektierende Objekte – das Mikrofon ist das einzige, was das Schallfeld stört. Verständlicherweise ist es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, ideale Freifelder zu realisieren. Schallfelder, die einem Freifeld sehr nahekommen, können in einem Freifeldraum erreicht oder mit einem TSR-Algorithmus (time-selective response) emuliert werden.

Freifeldmikrofone werden normalerweise verwendet, um beispielsweise Lautsprecher oder Außengeräusche zu messen.

Ein Diffusfeld weist so viele harte, reflektierende Oberflächen auf, dass die Schallwellen gleichzeitig aus allen Richtungen mit gleicher Wahrscheinlichkeit und gleichem Pegel ankommen. Schallfelder, die einem Diffusfeld sehr nahekommen, sind in Umgebungen wie Gebäuden mit harten Wänden Normalität, in denen viele simultane Schall- oder Geräuschquellen vorhanden sind, zum Beispiel bei Messungen in Kabinen, Kirchen und Prüfzellen, die nicht den Bedingungen von reflexionsarmen Räumen entsprechen.

Diffusfeldmikrofone sind so konzipiert, dass sie einen flachen Frequenzgang aufweisen, wenn Signale aus allen Richtungen eintreffen. Sie werden in der Regel für Schallmessungen im Fahrzeuginnenraum oder Gebäudeakustikmessungen verwendet.

Ein Druckfeld ist Schalldruck, der an jeder beliebigen Position innerhalb des Feldes die gleiche Größenordnung und Phase hat. Schallfelder, die dem Druckfeld sehr ähnlich sind, können in kleinen Hohlräumen (klein im Vergleich zur Wellenlänge) wie künstlichen Ohren oder bei Messungen in unmittelbarer Nähe der Sound-Ports von Audiogeräten erreicht werden.

Druckfeldmikrofone werden in der Regel in kleinen, geschlossenen akustischen Kupplungen, Windkanälen oder bündig eingebaut verwendet.