MIKROFONSKÅP-3, att kalibrera mikrofoner i

[exmag]

Mätningar med baklådan närmast här ovan.





Alla mätningar så som det ser ut;

2022-09-30 Baklåda olika volym och dämp.png (119.63 KiB) Visad 5260 gånger

Alla mätningar särdraget några dB för att man skall kunna läsa kurvorna:

2022-09-30 Baklåda olika volym och dämp - Isärdragna kurvor.png (306.84 KiB) Visad 5260 gånger

Lägg märke till oroligheterna mellan 600 Hz och 2 kHz utan dämpmaterial. Jag ville dämpa puckeln runt 30 Hz och få upp sänken vid 80 Hz. Tyvärr är elementet för litet och massan få låg för mätlådans volym på 115 liter så det räckte inte med att kontrollera elementet med en extern mindre låda. Det fungerar så här också men om jag vill få en rakare frekvenskurva från 10 Hz till 200 Hz måste jag gå upp i elementdimension. Jag skulle kunna simulera detta och få svaret utan svett men hur kul är det på en skala...?

[exmag]

Testar nu med ett nytt element:


B&W DM200/4

20221001_203710.jpg (66.73 KiB) Visad 5233 gånger

20221001_203736.jpg (77.06 KiB) Visad 5233 gånger

20221001_203716.jpg (58.78 KiB) Visad 5233 gånger

Thiele-Small parameters
fs 41.2 Hz
Qms 2.728
Qes 0.696
Qts 0.554
Fts 74.3
Mms 16.66 g
Cms 0.897 mm/N
Rms 1.580 kg/s
Vas 39.72 litres
Bl 4.632 Tm
Eta 0.39 %
Lp (1W/1m) 88.06 dB
Dd 15.00 cm
Sd 176.7 cm^2

[exmag]

Såga till en ny baffel:






Baffeln (man tar vad man har):

20221001_171134.jpg (51.81 KiB) Visad 5233 gånger

Där skall elementet ligga:

20221001_171141.jpg (66.21 KiB) Visad 5233 gånger

Borrar fräsenhålet:

20221001_171503.jpg (45.94 KiB) Visad 5233 gånger

Här skulle nu bilden på det färdiga hålet ligga men jag glömde fota glömde också fota när jag fräste upp lutande vinkel i hålet.







Fick fräsa upp hålet lite till för det blev 2mm för litet:

20221001_175610.jpg (57.15 KiB) Visad 5233 gånger

Om hålet blir för litet kan det fräsas upp mer om man först fräser en vinkel. En bit ner i vinkeln är hålet större än det man fräst upp. Där kan man placera kullagret i en rakfräs så fräser den upp skillnaden mellan diametern i vinkeln i den nivå man valt och ursprunglig fräsdiameter. I mitt fall handlade det om 2mm.

[exmag]

Baffeln klar och den är placerad i lådan:




Baffeln på baksidan:

20221002_105442.jpg (141.02 KiB) Visad 5230 gånger

I lådan:

20221002_105416.jpg (197.4 KiB) Visad 5230 gånger

Elementet mätt i närfält utan låda. Här ser man varför jag måste använda en stor låda för mätningen. Jag kalibrerar från 10hz och när kurvan fallit 30-40dB vid 10hz som sedan skall lyftas upp till rak nivå vet man inte vad det är som lyfts upp. Inte så allvarligt med detta element men 4tummaren sjunker mer än 50db vid 10hz och då kan man undra vad det är som mäts så långt ner:

2022-10-01 BW DM200-4.png (30.49 KiB) Visad 5230 gånger

Första mätningen i lådan. Den blir inte korrekt eftersom diskanten inte finns där och baffeln inte är dämpad. Här ser vi att vid 10hz ligger nivån högt upp så att vi vet att det är ljud vi ser. Kurvan här går bara ner till 20hz men den sjunker bara ca 3db ner till 10hz:

2022-10-02 BW200-4 i mätlådan.png (24.75 KiB) Visad 5230 gånger

Impedansen bara elementet:

2022-10-02 BW200-4 impedans utan låda.png (17.26 KiB) Visad 5230 gånger

Impedansen i mätlådan:

2022-10-02 BW200-4 impedans i mätlådan.png (17.88 KiB) Visad 5230 gånger

Det återstår en del arbete innan vi kan se var vi hamnar.
Det är väldigt enkelt att byta baffel om man vill mäta något annat med denna mätlåda. Man kommer också åt ordentligt i lådan osv.
.
.

[jansch]

Du mäter pressure field i basregistret i lådan. Det betyder att kurvan är +12dB/oktav.

[exmag]

Du mäter pressure field i basregistret i lådan. Det betyder att kurvan är +12dB/oktav.

Ja, är svårt att göra på annat sätt i lådan. I mätningarna här ovan med det större elementet har jag mätt för nära elementet. När diskanten sitter där och jag mäter 1cm från diskanten kommer det vara 7-8 cm från basen. Jag kommer göra som med det andra elementet, dvs ändra egenskaperna genom att dämpa framför elementet ganska hårt.

De testmätningar jag gjort tills nu visar dock att det mindre elementet är bättre att använda. Vi får se framöver om det ändras.

[exmag]

Nu har jag experimenterat en del (jag är nog den i vårt land som mäter frekvenskurvor mest av alla!?):


Genom att fysiskt dämpa elementets framsida med 30mm tät filt får jag bäste frekvenskurvan!
Jag har inte satt mig i vad en sådan dämpning gör med elementet. Kanske någon som vet? Jag skall senare mäta upp elementets TS-data med dämpningen.


Jämför kurvorna.
Närfält i 12m2 rum:

2022-10-04 BW DM200 närfält.png (30.27 KiB) Visad 5189 gånger

2022-10-04 BW DM200 i Mätlåda-3 215 liter, odämpat element.png (25.76 KiB) Visad 5189 gånger

Så här ser det ut nu:

2022-10-04 BW DM200 i Mätlåda-3 215 liter, DÄMPAT element.png (25.59 KiB) Visad 5189 gånger

2022-10-04 BW DM200 i Mätlåda-3 215 liter, systemimpedans odämpat element.png (19.79 KiB) Visad 5189 gånger

Så här ser det ut nu:

2022-10-04 BW DM200 i Mätlåda-3 215 liter, systemimpedans DÄMPAT element.png (19.31 KiB) Visad 5189 gånger

[exmag]

Nu skall en diskanthögtalare ställas i ordning och monteras in i mätlådan med BW DM200. Som tevekockar har jag förberett en del...



Lägg märke till att jag inte tagit bort faspluggen, skall testa med den på först.

20221003_120505.jpg (85.39 KiB) Visad 5184 gånger

20221003_120511.jpg (75.46 KiB) Visad 5184 gånger

20221003_120516.jpg (45.74 KiB) Visad 5184 gånger

20221003_120518.jpg (50.99 KiB) Visad 5184 gånger

Jag prioriterar inte design i dessa grejer. Funktion kommer först därefter kommer inget.

[exmag]

B&W DM200 sorteras bort!
Den går inte använda i mätlådan. Förutom att basen blir för kraftig är distorsionen för hög. Egentligen spelar distorsionen mindre roll så länge det håller sig under 1%. DM200 distar betydligt mer än så.



Distorsion för PE50 monterad i mätlådan dämpad:

2022-10-05 PE50 distorsion.png (17.31 KiB) Visad 5166 gånger

Distorsion för B&W DM200 monterad i mätlådan dämpad:

2022-10-05 BW DM200 distorsion.png (19.49 KiB) Visad 5166 gånger

Jag plockade ur elementet och mätte. Fick samma resultat för båda, dvs PE50 har betydligt lägre distorsion.



Den här tidigare mätningen av DM200 ser fantastisk ut men skenet bedrog. Jag gjorde den utan diskant och med mikrofonen betydligt närmare elementet.






Så här ser det ut med diskant och med mikrofonen 1cm från membranet:

2022-10-05- BW DM200 med diskant och elementdämpning.png (21.8 KiB) Visad 5166 gånger

Diskanten MED fasplugg får en ordentlig sväng högt upp i registret.




Så här ser det ut med PE50 i lådan och med diskant utan fasplugg:

2022-09-28 Bas och Diskant.png (18.13 KiB) Visad 5166 gånger

Toppen vid 2kHz kommer att försvinna när jag kopplar in delningsfiltret för basen. Har beställt men det var tydligen restat så det dröjer ett tag. Utöver det kommer jag att testa med olika justeringar men i huvudsak får det vara som det är.

Lägg märke till diskanten som är identisk med bilden ovanför denna bild men här är faspluggen borttagen.


.
.

[exmag]

Jobbade idag med REW och hur man kan lura REW att mäta korrekta frekvenskurvor för mikrofoner. Så här gör man:

Skall detaljskriva senare

1. Mät mätlådan utan kalibreringsfiler inlagda med en kalibrerad mikrofon
2. Exportera mätresultatet som "grundkalibreringsfil" eller någon förkortning
3. Importera mikrofonens kalibreringsfil
4. Välj "All SPL"
5. Se till att "grundkalibreringsfilen" och mikrofonens kalibreringsfil syns i "All SPL"
6. Välj "Controll"
7. Välj "Trace arithmetic"
8. Under "A" välj "grundkalibreringsfilen" och under "B" mikrofonens kalibreringsfil
9. Välj "A/B" under rullisten
9. Klicka på knappen "Generate"
10. En ny kurva skapa som heter "A over B", spara den som "grundkalibreringsfil utan mikrofonkalibrering" eller någon förkortning
11. Använd sedan "grundkalibreringsfil utan mikrofonkalibrering" som systemkalibreringsfil.

Nu kan man se mikrofonernas avvikelser

Det som är problem är att utanför 20 och 20kHz blir det helt raka streck rakt upp. Man kan lösa det med att bara mäta mellan dessa frekvenser. Jag skall dock undersöka varför det blir så och försöka läsa problemet.

Jag gjorde en mätning efter instruktionen här ovan i mätlådan. Kurvan jag får fram då är alltså min kalibrerade mikrofons frekvenskurva utan kalibreringsfil:


Jag valde 10-22kHz så ser man de lodräta strecken (i detta fall blev det inte så farligt):

2022-10-06 Den kalibrerade mikrofonens frekvenskurva utan kalibreringsfil.png (27.26 KiB) Visad 5152 gånger

Det prickade kurvorna är kalibreringsfilen hur den ser ut och mikrofonens fas utan kalibrering.




Nu tar jag bort kalibreringsfilen så får vi mätkruvan i lådan utan någon kalibrering alls (bara till att trycka på en knapp så är den borta):

2022-10-06 Utan kalibreringsfiler.png (31.4 KiB) Visad 5152 gånger

I princip kan jag nu mäta mikrofoners verkliga frekvenskurvor. Dock skall jag jobba lite till med annat och sedan skall jag bygga en massa identiska mikrofoner (måste vara identiska). Sedan...

[exmag]

Kan detta verkligen vara sant:
https://www.aliexpress.com/item/1005003 ... 2977%21rec

Låter för bra för att vara sant!

[exmag]

[exmag]

Jag ger forumet en chans till.
Har gjort det lättare att öppna locket.






Tillverkade leder till gasfjäder:

20221011_180324.jpg (47.69 KiB) Visad 5082 gånger

Monterade gasfjädrar i lederna (eller tvärt om ):

20221011_180343.jpg (55.5 KiB) Visad 5082 gånger

En gasfjäder klar:

20221011_180353.jpg (60.67 KiB) Visad 5082 gånger

Monterade:

20221011_184839.jpg (31.93 KiB) Visad 5082 gånger

Öppen låda, förut fick jag ta i med båda händerna nu räcker det med lillfingret:

20221011_184910.jpg (69.99 KiB) Visad 5082 gånger

[sammel]

Jag ger forumet en chans till.
Har gjort det lättare att öppna locket.

Mass-kalibrering snart då

[jansch]

Kan detta verkligen vara sant:
https://www.aliexpress.com/item/1005003 ... 2977%21rec

Låter för bra för att vara sant!

Svårt att veta kartongerna ser original ut.
Det är CCLD mikrofoner, De kräver ett konstantströms interface.
Sådana finns begagnade på Ebay (Bruel&Kjaer 1704 med 2 kanaler CCLD) för mellan 1.500 och 9.000 kronor exklusive transport, moms och tull.

[exmag]

Jag ger forumet en chans till.
Har gjort det lättare att öppna locket.

Mass-kalibrering snart då

Ja, nu närmar det sig

[exmag]

Kan detta verkligen vara sant:
https://www.aliexpress.com/item/1005003 ... 2977%21rec

Låter för bra för att vara sant!

Svårt att veta kartongerna ser original ut.
Det är CCLD mikrofoner, De kräver ett konstantströms interface.
Sådana finns begagnade på Ebay (Bruel&Kjaer 1704 med 2 kanaler CCLD) för mellan 1.500 och 9.000 kronor exklusive transport, moms och tull.

OK!
Jag använder inte konstantström, har för mig det ligger på 100v eller så. Inget för mig alltså.

[exmag]

Nu har jag fixat lite med frekvenskurvan.




Innan jag "fixade" såg det ut så här:

2022-09-28 Bas och Diskant.png (18.13 KiB) Visad 5062 gånger

Efter lite fixande ser det ut så här (-3dB ligger vid 14,6Hz):

2022-10-11 Delningsfilter bas+diskant.png (18.94 KiB) Visad 5062 gånger

Jag lade till ett andra ordningens delningsfilter till basen. Diskanten hade tidigare första ordningens delningsfilter.

[exmag]

Har jobbat med delningsfiltret. Bästa jag kan åstadkomma är detta:

2022-10-13 Frekvens ändrat del.filter.png (19.9 KiB) Visad 5041 gånger

Går att få bättre men då kostar det avsevärt mer och kurvan behöver inte vara rakare än så här.
Undre gränsfrekvensen (-3dB) ligger på 14,7Hz med en distorsion på 0,2%. Inte dåligt pinkat av ett 4 tums-element för 50 cent (ca 5kr). Det blir svårslaget för vilken högtalare som helst. Orsaken till detta är att lådan med dämpmaterial är exakt anpassad för elementet. Dessutom dämpas elementet kon av tät filt. Låter säkert inte särskilt bra om man kunde sitta inne i lådan och lyssna men utmärkt till att kalibrera mikrofoner med.






Distorsionen har sänkts ordentligt efter jag jobbat med filtret;

2022-10-13 Distorsion ändrat del.filter.png (20.24 KiB) Visad 5041 gånger

Distorsionen är riktigt bra! Från 10hz till 10kHz ligger den och pendlar runt 0,2%.

[exmag]

Plockade bort dämpfiltren för baselementet och justerade delningsfiltret för det.



Innan dämpfilter togs bort:

20221014_204417.jpg (386.42 KiB) Visad 5009 gånger

Efter dämpfilter togs bort:

20221014_233534.jpg (398.76 KiB) Visad 5009 gånger

Den bästa frekvenskurvan med elementfilterdämp:

2022-10-13 Frekvens ändrat del.filter.png (19.9 KiB) Visad 5009 gånger

Den bästa frekvenskurvan utan elementfilterdämp:

2022-10-14 Inget elementdämp - Bas=1,00mH+24uF - Disk=10ohm+100uF.png (20.3 KiB) Visad 5009 gånger

Jag jobbar vidare med bästa frekvenskurvan utan elementfilterdämp.








Nästa arbete blir att sätta in olika reflektorer inne i dämpmaterialet i lådan. Syftet är att få bort svackan mellan 50 och 150Hz som beror på lådans innermått. Det är inte nödvändigt men kan man så varför inte?

[jansch]

Du skriver att svackan mellan 50 och 150 Hz kommer av lådans dimensioner. Hur menar du då?

[exmag]

Du skriver att svackan mellan 50 och 150 Hz kommer av lådans dimensioner. Hur menar du då?

Jag kände nästan frågan i nacken när jag skrev det

Jag testade lite innan med att sätta in avgränsare och då ändrades bara frekvensen mellan 50 och 150Hz.
Jag tänkte som så att det kan bero på att lådan skapar ett "pressure" med frekvenser under 1/8:del av största måttet. Längsta måttet är ca 50cm, det motsvarar en frekvens på 680hz. 680 delat med 8 blir 85Hz. Runt denna frekvens bör alltså pressure-förmågan kollapsa. Räknar man diagonalen som största mått blir måttet ca 75cm och då kollapsar pressure-förmågan vid ca 50-60Hz. Så tänkte jag och det stämmer matematiskt men om det är så är jag inte helt säker på.

[exmag]

Jag började inte med området runt 50-150Hz idag utan området mellan 1kHz till 3kHz.

Så här såg bästa resultat ut innan:

2022-10-14 Inget elementdämp - Bas=1,00mH+24uF - Disk=10ohm+100uF.png (20.3 KiB) Visad 4985 gånger

Så här ser det ut nu:

2022-10-15 7,5ohm - Ny dämp runte element.png (19.5 KiB) Visad 4985 gånger

Höll på flera timmar bara med olika sätt att dämpa runt element och baffel.
Olika dämpningar på baffeln nära diskanten påverkade kurvan mellan 1kHz och 3kHz. Även diskanten blev rakare, förmodligen därför att det blev färre reflexer från plåtytan runt baselementet.




Delningsfiltret ser nu ut så här:

delningsfilter.png (7.44 KiB) Visad 4985 gånger

Diskanten gjorde frekvenskurva mest rättvisa utan delningsfilter. Kondensatorn till diskanten är till för att skydda diskanten för allt för låga frekvenser. -3dB skall ligga runt 400Hz. Om jag inte mins fel faller diskanten redan vid 1kHz.

[exmag]

Dämpning av elementets baksida. Det gjordes genom att lägga en smal remsa av 1cm dämpfilt runt elementets öppningar.




Resultatet:

2022-10-16 Baselementets bak dämpat.png (19.01 KiB) Visad 4965 gånger

Både med dämpad baksida (blå) och odämpad (grå):

2022-10-16 Baselementets bak dämpat med tidigare kurva.png (23.54 KiB) Visad 4965 gånger

[exmag]

Element kan vibrera så det syns på frekvenskurvan. Jag har gjort några mätningar med olika fixering av baselementet.




Utan fixering:

2022-10-17 Dippen vid 83Hz beror på att elementet vibrerar.png (23.57 KiB) Visad 4948 gånger

Pilen visar dippen som uppstår när elementet vibrerar. Elementet sitter bara fast i sitt originalfäste.










Här är elementet fixerat bakifrån:

2022-10-17 Dippen vid 83Hz borta när elementet fixerats på baksidan.png (24.97 KiB) Visad 4948 gånger

Smådippar försvann också upp till 300Hz.

[exmag]

Efter ytterligare mätningar så har jag kommit fram till att det inte är elementet som vibrerar utan hela baffeln. Jag kommer att åtgärda det med att sätta fast den i ytterligare fastsättningar. Märkligt egentligen för membranet är lätt och ljudnivån är låg samtidigt som baffeln sitter fast ordentligt i sina 4 bultar. Ändå vibrerar det så att det syns på frekvenskurvan!?

[exmag]

Har byggt en avståndsmätare mellan mikrofon och membran.
Det viktiga är att den inte kan hamna på olika avstånd från membranet, är stabil och att den är lätt att ta bort när det är klart.

20221024_113506.jpg (42.23 KiB) Visad 4912 gånger

20221024_120022.jpg (52.54 KiB) Visad 4912 gånger

20221024_164204.jpg (50.61 KiB) Visad 4912 gånger

20221024_164247.jpg (68.65 KiB) Visad 4912 gånger

20221024_164318.jpg (86.54 KiB) Visad 4912 gånger

20221024_164710.jpg (99.09 KiB) Visad 4912 gånger

Nu skall det byggas mikrofoner och mätas upp.

[exmag]

Håller på att bygga om mätlådan. Mikrofonen skall flyttas från 10mm till elementet, det nya blir 100mm till elementet.
En hållare och ett nytt bättre fäste för att kunna justera mikrofonens läge skall skrivas ut på 3D-skrivare.
Ett nytt coaxialelement har beställts efter noggrant studerande av en massa datablad. Många fullt kapabla element valdes bort pga bristande data för elementen.

Så här ser mikrofonfästet ut som i skrivande stund håller på att växa fram i 3D-skrivaren:

låda-mikrofonhållare.png (53.09 KiB) Visad 3009 gånger

[exmag]

Så här ser hållaren ut när den skrivits ut och monterats:

20250324_002009.jpg (79.8 KiB) Visad 1916 gånger

20250324_001913.jpg (96.98 KiB) Visad 1916 gånger

[exmag]

Nu när röret i lådan är kortare och fixerat ordentligt kan jag ta bort stödet långt in i lådan som håller upp mikrofonen så att den inte hänger ner.
Mikrofonen hänger ner längst bort därför att RCA-kontakten inte orkar hålla vikten längst ut. För att hjälpa RCA-kontakten avlastas den helt av en fixtur jag skrivit ut på 3D-skrivaren. Så här se den ut:

20250324_001924.jpg (98.67 KiB) Visad 1914 gånger

Den runda skivan längts fram under fixturen är en justerratt så att man kan höja eller sänka mikrofonen. Normalt behöver den bara justeras en gång.
.
.