Ein Mikrofon von hifi-selbstbau (Atelco) zum Preis von 25.- inkl. Kalibrierung
Ein Mikrofon von Kirchner-Elektronik zum Preis von 27.- ohne Kalibrierung
Ein Selbstbau mit Panasonic MCE 2000-Kapsel in einem Aluminiumrohr aus dem Baumarkt zum Preis von ca 10.- ohne Kalibrierung
Ein Mikrofon von IBF-Akustik zum Preis von 42.- ohne und 70.- mit Kalibrierung
Ein einfaches PC-Mikrofon ohne große Besonderheiten. Das Mikrofon gibt es an sich geschenkt denn die 25.- sind gerade mal die Aufwandsentschädigung für die Kalibrierung.
Ebenfalls ein modifiziertes PC-Mikrofon, in das der Leo Kirchner aber wohl eine andere Kapsel und ein anderes Kabel eingezogen hat.
So ein Aufbau wurde auch in der Klang&Ton 1/05 beschrieben, die hier getestete Variante ist aber schon 10 Jarhe alt. Nicht wirklich schön, aber voll funktionsfähig.
Konstruktiv ähnlich dem Selbstbau, aber mechanisch wesentlich schöner und robuster. Komplett mit Klemme, um auf den üblichen Ständern benutzt zu werden.
Gemeinsam ist allen Mikros, dass sie sehr preiswert sind und man sie ohne seperaten Vorverstärker an den Mikrofoneingang der Soundkarte anschließen kann.
Um die Mikrofone zu vergleichen, wurden etwa 50cm vor einem zufällig herumstehenden Lautsprecher der Reihe nach die Mikrofone so positioniert, dass sie möglichst exakt gleich positioniert waren. Dann wurde mit ARTA gemessen (96kHz, 64k Samples) und das Ergebnis gespeichert. Nun kann man die Messwerte untereinander vergleichen.
Weil der Aufbau für alle ziemlich identisch war, sollten auch die Messwerte ziemlich identisch sein.
Da die einfachen Mikrofone zu dünn für die Klemmhalterung sind, ist die Befestigung teilweise etwas sportlich, aber technisch insgesamt einwandfrei:
Frequenzgänge des Testlautsprechers mit den 4 Mikrofonen ohne Kalibrierung:
Bis 2kHz nahezu deckungsgleiche Ergebnisse.
Das Atelco liefert zwischen 2 und 10kHz deutlich zuviel, darüber deutlich zuwenig Pegel.
Die anderen Testkandidaten unterscheiden sich nur im oberen Hochtonbereich um ca 2-4dB ohne sichtbare Resonanzerscheinungen.
Beim Atelco von hifi-selbstbau und dem Mikrofon von IBF-Aksutik wird eine Kalibrierung mitgeliefert. Wird diese benutzt, dann erhalten wir folgenden Pegelverlauf:
Zwischen 100Hz und 5kHz nahezu deckungsgleiche Ergebnisse.
Das Atelco liefert jetzt unter 100Hz zuwenig Pegel.
Über 5kHz liegen die Kurven um 2dB, über 10kHz um bis zu 5dB auseinander.
Schaut man sich die Kalibrierung des Atelco an, dann sieht das etwa so aus:
Man erkennt einen Buckel um die 40Hz sowie zwischen 2 und 10kHz sowie einen deutlichen Höhenabfall.
Auch beim Mikrofon von IBF-Akustik wurde eine Kalibrierung mitgeliefert. Diese umfasst Pegel und Phase. Die max. Abweichung wurde darin mit weniger als 0.6dB beschrieben und sieht so aus:
Der beinahe linealglatte Strich lässt die Verwendung einer sehr guten Kapsel vermuten.
Im weiteren kann man nun mal sehen, wie die Differenzen der Mikrofone sich geben.
Da die Mikros von IBF-Akustik und hifi-selbstbau mit Kalibrierung geliefert wurden, müsste es bei der Anwendung dieser Korrekturen auch zu einem nahezu deckungsgleichen Pegelverlauf kommen. Also schauen wir uns mal den Pegelverlauf des Atelco mit Kompensation im Vergleich zum Mikrofon von IBF-Akustik mit Kompensation an:
Beide Kurven liegen weitestgehend auf Deckung. Beim Atelco haben wir im Bass einen 3dB-Buckel um die 40Hz. Entfernt man seine Kompensation (untere Bildhälfte), dann liegen die beiden kompensierten Mikros bis 5kHz praktisch auf Deckung.
Über 5kHz bleiben Unterschiede von knapp 2dB. Die Ursache hierfür könnte eine Summierung von Fehlern sein: Auch bei der Erfassung der Kompensationskurve ist nie alles perfekt und das könnte sich durchaus ungünstig addieren. Es könnte auch daran liegen, dass die bei der Kompensation herangezogenen Referenzmikros natürlich nur eine endliche Genauigkeit haben. Ebenso könnte es auch teilweise an meinem Messaufbau liegen. Und es könnte letztlich eine Summe aus allen Einflüssen sein.
Die beiden kompensierten Mikros liefern im Vergleich also noch Abweichungen von 3dB im Bass und knapp 2dB in den Höhen.
Nimmt man die Messung mit dem Atelco ohne Kompensation und subtrahiert die Messung mit dem ibf, dann sollte ziemlich genau die Korrekturkurve herauskommen, die zum Atelco geliefert wurde. Also sehen wir mal.
Oben die gelieferte Korrekturdaten
In der Mitte die Differenz zum ibf
Und unten beide Kurven im Overlay
Na, das passt aber sehr gut. Ab 200Hz sind die Kurven quasi auf Deckung. Das Mikro von ibf scheint als wirklich von alleine schon extrem linear zu sein weshalb es in den weiteren Vergleichen als Referenz dienen soll.
Um die 40Hz drückt sich die in der Korrektur von hifi-selbstbau gelieferte Überhöhung durch. Wo hier die Warheit liegt, lässt sich schwer sagen. Warscheinlich wurde bei der Kalibrierung des Bassbereiches der Kalibrator nicht richtig verschlossen. Die Kalibrierdaten sind also auch mit gewissen Abweichungen behaftet die hier eben auch mal 3dB betragen!
Da im Bassbereich alle 4 Mikros ohne die Kalibrierdaten einen nahezu deckungsgleichen Verlauf liefern, drängt sich folgende Erklährung auf:
Da ich es für sehr unwarscheinlich halte, dass 4 Mikrofone aus sehr unterschiedlicher Quelle und Jahre auseinanderliegender Produktion die exakt gleiche Bassreso haben sollen gehe ich mal davon aus, dass keines der Mikros eine 3dB-Bassreso hat und bei der Kalibrierung von hifi-selbstbau etwas schief gelaufen ist.
Vergleichen wir jetzt der Reihe nach die Mikros in der Differenzmessung:
IBF-Akustik/hifi-selbstbau:
Abweichung ab 2kHz. Bis zu +6dB bei 9kHz und -15dB bei 20kHz.
Kirchner/IBF-Akustik:
Misst ohne Kompensation ab 10kHz etwas zu viel, bis 20kHz sind es ca 2.5dB.
Panasonic MCE2000/IBF-Akustik:
Misst ohne Kompensation ab 7kHz etwas zu viel, bis 20kHz sind es ca 4dB.
Gute Messmikros orientieren sich in ihrem Toleranzfeld an der IEC61672, deren prinzipieller Verlauf hier abgebildet wurde:
Auch in der engen class1-Spezifikation sind also bei 10kHz Abweichungen von +2/-3dB alleine durch das Mikrofon normal und steigen darüber noch deutlich an.
Bei der Erstellung der Kompensationsdaten wird in der Regel ein Lautsprecher nacheinander vom Referenz-Mikro und dem Testmikro gemessen. Daraus wird dann die Abweichung zwischen beiden berechnet und als Korrektur ausgeliefert. Wenn man sehr sorgsam ist, klappt das auf ca +-0.5dB genau. Hinzu kommen natürlich noch die Abweichungen, die das Referenzmikro hat und das sollte zumindest ein class1 sein.
Vergleicht man die Messung des kalibrierte Mikro von hifi-selbstbau mit der des kalibrierten Mikro von IBF-Akustik, so erhält man immer noch folgende Unterschiede:
Auch nach der Kalibrierung bleiben Unterschiede von 2-3dB an den Frequenzenden.
Aber im Prinzip kann man mit allen getesteten Mikrofonen schon passabel arbeiten.
Die Pegelkompensation (Kalibrierung) ermögliche einfache Frequenzgangmessungen, auch wenn an sich das Mikrofon recht unlinear ist. Messungen der Phase, des Ausschwingverhaltens etc. werden mit so einem Mikrofon aber weiterhin falsch erfasst. Liefert das Mikrofon z.B im Hochtonbereich zu wenig Pegel, dann leidet hier natürlich auch der Störabstand und damit die Messgenauigkeit. Für Klirrmessungen hilft keine Kalibrierung, hier muss das Mikrofon bzw. die verwendete Kapsel bereits möglichst gut sein.
Prinzipiell sind alle Mikrofone mit gewissen Toleranzen behaftet. Je preiswerter das Mikrofon ist, desto größer scheinen dies Abweichungen zu sein - und zwar sowohl vom Ideal als auch innerhalb der Bauserie. Ein Vergleich mit einem Mikrofon, dessen Übertragungseigenschaften bekannt sind, kann die Fehler zwar nicht beseitigen, aber für die eigene Messung kann man diese wenigstens berücksichtigen.
Beim Messen mit dem Mikrofon sollte man sich also immer darüber im Klaren sein, dass letztlich immer Fehler bleiben
Kommentar von hifi-selbstbau:
„Die Überhöhung im oberen Bassbreich kann nicht durch einen falsch aufgesetzten Kalibrator kommen, da alle Kalibrierungen FREIFELD-Kalibrierungen sind. Es wäre allerdings möglich, dass hier ein Nahfeldeffekt zugeschlagen hat. Das muss ich mal checken.
Die Frequenzgänge > 10 kHz sind ohnehin mit Vorsicht zu geniessen. Da gibt selbst B&K bei einem 1500 € Mikro eine Fertigungstoleranz von +/- 1.5 dB an, die zu höheren Frequenzen noch auf +/-3 dB ansteigt. Es gibt auch keine vernünftigen Kalibratoren dafür (B&K Type 4220 macht die 16 kHz „nur“ auf +/- 1.5 dB genau).“
Kommentar von Leo Kirchner:
„Im Hochtonbereich oberhalb 10kHz sind sich die verschiedenen Messauswertungen nicht einig. Deshalb ist eine Diskussion auch überflüssig. Z. B. das MBHO zeigt wirkliche Abweichungen mit einer Überhöhung bei 15kHz, das Beyerdynamic MM1 hat diese nicht.
Bei der Entwicklung ist der äußerte Hochtonbereich sehr stark von der Konstruktion des Hochtöners bestimmt, dass hier sowieso das Ohr entscheiden sollte.“
Bezugsquellen:
http://hifi-selbstbau.de
http://kirchner-elektronik.de
http://www.ibf-akustik.de
Panasonic MCE 2000: Leider nicht mehr lieferbar
Autor: Hubert Reith HIFIAkademie 2009/09/06 15:43
Inhaltliche Ergänzungen: Harry 2009/09/06 15:50
