Kommunikationstechnik I

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Kommunikationstechnik I"

Frank Wagner
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Kounktonstechnk I Pof.. Stefn Wenzel Mustelösung 8. Aufgbenbltt 1. Mkofone 1.1 Woduch unteschedet sch en fefeldentzete von ene dffusfeldentzeten uckepfänge? Skzzeen Se de esulteenden Fequenzgänge dese beden Mkofontypen Fefeld. e sog. uckstueffekt entsteht be de efleon ene Schllwelle n de Mkofonebn. uch de efleon übelgen sch hn- und ücklufende Welle unttelb vo de Mebn und es entsteht en ehöhte uck. es cht sch besondes beekb Fefeld, d he de Schll wesentlchen von vone uf de Mebn uftfft. zu wkt sch de uckstu ledglch hohen Fequenzbeech us, d de Mkofonebn fü dese desen Fequenzbeech en Hndens dstellt. Tefe Fequenzen weden u de Mebn heugebeugt. En uckepfänge ohne wetee Entzeungsßnhe st sot en sog. dffusfeldentzete uckepfänge, d e nu dffusen Schllfeld enen nnähend konstnten Fequenzgng ufwest. Setzt n enen dffusfeldentzeten uckepfänge Fefeld en, so ttt ene Übehöhung de hohen Fequenzen u bs zu 6 db uf. Fefeldentzete uckepfänge glechen dese Übehöhung us, klngen deentspechend ffusfeld dupfe. e nchfolgende Abbldung zegt den Fequenzgng enes dffusfeldentzeten Mkofons: Abbldung 1: Fequenzgng enes dffusfeldentzeten uckepfänges

2 1.2 Gegeben seen ds elektsche Estzschltbld des elektodynschen Mkofons und dessen elektoechnsche Wndleglechung (Gl. 1.1). ese zufolge st de Ausgngsspnnung dekt von de Mebnschnelle bhängg: B I v 0 (Gl. 1.1) 0 Induktonsspnnung Ausgngsspnnung Abschlusswdestnd ohsche Innenwdestnd de Schwngspule Induktvtät de Schwngspule eten Se nhnd des fequenzbhänggen Vehltens de elektschen und echnschen Buguppen den Fequenzgng des Übetgungsfkto G up /p des Mkofons he. e Fequenzgng des Mkofons wd duch zwe Koponenten bestt: 1. duch ds echnsche Vehlten de Mkofonkpsel und 2. duch den elektschen Aufbu des Übetgungssystes e echnsche Aufbu enes dynschen Mkofons wd folgenden Bld venschulcht:

3 e elektsche Aufbu des Übetgungssystes st de Aufgbenstellung zu entnehen. Glechung 1.1 vebndet dese beden Tele, nde se ngbt we de (echnsche) Geschwndgket v n (elektsche) Spnnung ugesetzt wd. I Folgenden betchten we den echnschen und den elektschen Tel zunächst getennt vonennde und fügen bede späte zu ene Glechung zusen. 1. Mechnsche Aufbu e Schllduck, de uf de Mebn wkt, ht ene Kft uf de Mebnfläche zu Folge: F p S e ufgehängte Mebn lässt sch ls Fede-Msse-Syste uffssen. Fü se glt de Schwngungsglechung: F & & (1) Zu Eläuteung: e nsgest uf de Mebn wkende Kft setzt sch zusen us de Käften: 1. de Kft F, de von ußen uf de Mebn enwkt. ese ht n unsee Flle he sche Schllduck. 2. de Fedekft de Mebn, de de Auslenkung entgegen wkt. F Fedekonstnte Auslenkung us de uhelge 3. de ebungskft, de n unsee Fll de uftebung entspcht. Se sogt dfü, dss de Mebn ncht ungedäpft schwngt, sonden nch enge Zet n he uhelge zuückkeht. F v ebungskoeffzent v Geschwndgket de Mebn e esulteende Kft, de zu ene beschleungten Bewegung de Mebn füht, lässt sch lso we folgt usdücken (de Vozechen beückschtgen de chtung de Käfte): F F F F gest & F & F & & enen Zusenhng zwschen den echnschen und den elektschen Egenschften des Mkofons hezustellen, st späte notwendg, de Geschwndgket n Glechung 1.1 duch de Geschwndgket zu esetzen, de de echnsche Aufbu hevouft. he dücken w Glechung (1) thlfe de Geschwndgket us und ehlten so enen Ausduck fü de duch den Schllduck ezeugte Geschwndgket de Mebn.

4 Geht n dvon us, dss de Mebn honsch schwngt, dnn lässt sch de Auslenkung bescheben duch: t e ˆ und es egeben sch Geschwndgket v und Beschleungung ls Abletung von nch de Zet: e v t ˆ & e t 2 2 ˆ & & Engesetzt n de Glechung fü F egbt sch: { v F v 2 ps F v (2) 2. Elektsche Aufbu e elektsche Aufbu lässt sch nch de Estzschltbld de Abbldung und de Ohschen Gesetz folgendeßen usdücken: 0 0 (3) uch Veknüpfen de echnschen (2) und elektschen (3) Antele, egbt sch de Übetgungsfkto, lso de Zusenhng von enfllende Schllduck zu Ausgngsspnnung zu: 0 Gl. 1.1 ensetzen Blv Gl. (2) ensetzen ps Bl elektschesübetgungssyste echnscheaufbu up BlS p G 1

5 1.3 eten Se us de Foel fü G up syptotsch den Fequenzgng des Übetgungsfktos b (Skzze). Kennzechnen Se de chktestsche Fequenzen und ds Anstegsvehlten des Betgsfequenzgngs n [db/oct]. e Fequenzgng, de sch duch den echnschen Aufbu egbt glecht de enes Fede-Msse-Systes: Bs zu esonnzfequenz stegt e t n, nt lso t 6 db po Oktve zu, obehlb de esonnzfequenz nt e t 6 db po Oktve b. es lässt sch uch us de Glechung blesen: Fü seh klene 1 Fequenzen übewegt de Glechung de Te, de Fequenzgng stegt lso t de Fequenz n. Fü seh goße Fequenzen hngegen st dese 1 Te zu venchlässgen und es übewegt de Te, de Fequenzgng snkt lso t de Fequenz b. e Veluf egbt sch we folgt: s elektsche Übetgungssyste hngegen ht Tefpsschkte, de Fequenzgng snkt obehlb ene Knckfequenz k t 6 db po Oktve. es lässt sch uch us Glechung (1) esehen: wächst de Fequenz n, dnn wächst uch de Nenne. Wenn de Nenne be göße wd, dnn snkt de Stostäke. e esulteende Fequenzgng seht dench we folgt us: ntehlb de esonnzfequenz egbt sch en Ansteg u 6 db/oktve, zwschen esonnzfequenz und Knckfequenz snkt de Fequenzgng u 6 db/oktve, obehlb de Knckfequenz t 12 db/oktve.

6 1.4 We unteschedet sch de Übetgungsfkto des elektodynschen utspeches von de des elektodynschen Mkofons und wu? I Flle enes elektodynschen utspeches wd ds Vehältns von bgegebene Schllduck zu ngelegten Spnnung betchtet. In dese Fll üssen zusätzlch noch de Absthlungsegenschften des utspeches beückschtgt weden, de zu ene bestten Schllduck n ene Punkt u fühen. de utspeche n de Akustk ls Voluenquelle (Kugelquelle) behndelt wd, egbt sch de Schllduck n ene Punkt u zu k e p ρ v, t v ls de Geschwndgket de schwngenden Kugelobefläche und ls de dus de Kugel. Fü den nsgest esulteenden Fequenzgng egbt sch sot noch en wetee Telfequenzgng, de t 6 db/oktve nstegt: Insgest egbt sch dduch de Fequenzgng des utspeches we folgt: 2. Steeofone Aufnhevefhen (AB) 2.1 Eläuten Se de Funktonswese enes lufzetsteeophonen Mkofonsystes. Tfft en Schlleegns us ene bestten chtung be Höe en, dnn wd es zu enen n de de Schlleegns zugewndten Oh gengfügg lute whgenoen ls n de ngewndten Oh, und zu ndeen tfft es uf de bgewndten Sete t ene gewssen Vezögeungszet en. s enschlche Oh wetet dese Infotonen us, u ds Eegns zu loklseen. ese Ttsche bldet de Gundlge fü de steeophonen Aufnhevefhen ufzetsteeophone, Pegeldffeenzsteeophone und Äquvlenzsteeophone. I Flle de ufzetsteeofone weden zwe Mkofone n ene gewssen Abstnd zuennde postonet, sodss Schll, de etws setlch uf des Mkofonsyste uftfft unteschedlche ufzeten zu den enzelnen Mkofonen ufwest. Pegeldffeenzen, de sch duch dese Abstände egeben, snd dbe seh geng und weden n de egel venchlässgt. Be de Pegeldffeenzsteeofone befnden sch de Mkofone glechen Ot, es entstehen lso kene ufzetunteschede zwschen den beden Mkofonen.

7 Stttdessen weden be de Pegeldffeenzsteeophone stets gechtete Mkofone vewendet und gegenennde vedeht, sodss sch bedngt duch de chtchktestk de Mkofone be veschedenen Enfllschtungen veschedene Pegeldffeenzen egeben. e Äquvlenzsteeofone veent de beden Vefhen, nde gechtete Mkofone gegenennde vedeht und n ene Abstnd zuennde postonet weden, sodss sowohl ufzet- ls uch Pegelunteschede entstehen. 2.2 Welchen Aufnhewnkel bestzt en AB-Mkofonsyste, ds ene Mkofonbss von 60 c ufwest? e Skzze zu ufzetsteeophone egbt sch we folgt: be bezechnet l de Wegdffeenz, de de Schll zu lnken Mkofon eh zuücklegen uss, ls zu echten. Se lässt sch thlfe des Wnkelsθ und de Bssbete usdücken: l sn( θ ) l sn( θ ) Ist de Schllgeschwndgket beknnt, lässt sch de ufzet beechnen nch: l c t sn( θ ) t c e Aufnhewnkel egbt sch ls 2 θ, wobe θ de Wnkel st, de gede fü ene oklston de Schllquelle us ene de beden utspeche sogt. es st be ene ufzetdffeenz von c. 1,2 s de Fll (sehe Wenzel, Hndbuch de Audotechnk, S.573). ench egbt sch θ zu: t c θ csn 3 1,2 10 s 340 θ csn s e Aufnhewnkel betägt dench 2 θ Fü ene Choufnhe öchten Se en AB-Mkofonsyste bestehend us zwe Kugelkofonen vewenden. s Enseble ht ene Ausdehnung von 6. s

8 Mkofonsyste soll n ene Abstnd von 4 vo Cho entfent postonet weden. Welche Bssbete üssen Se wählen, dt de Cho sch übe de geste Bete de utspechebss esteckt? e le Öffnungswnkel egbt sch zu 6 θ 2 ctn 37 4 ench egbt sch ls Bssbete: t c sn θ ( ) 1,2s 340 sn ( 37 ) s 68c 2.4 We ändet sch de oklston, wenn Se sttt de Kugelkofone Mkofone t Neenchktestk vewenden? Ws ändet sch klnglch? Sofen de Neenkofone pllel usgechtet weden, egbt sch kene veändete oklston, wel wetehn de glechen ufzetdffeenzen bestehen, und be pllele Schllenfll kene Pegeldffeenzen hnzukoen. Es ändet sch edoch de eltve Pegel duch de chtchktestk: Setlch enfllend Schllwellen weden bespelswese u 6 db lese ufgenoen ls fontl enfllende. übe hnus egbt sch duch de Vewendung von uckgdentenepfängen en entspechend tefenäees Klngbld.

Ähnliche Dokumente

0 (Gl. 2.1) Frequenzgang eines dynamischen Mikrofons

0 (Gl. 2.1) Frequenzgang eines dynamischen Mikrofons equenzgng enes dynschen Mkofons Gegeben seen ds eleksche Eszschlbld des elekodynschen Mkofons und dessen elekoechnsche Wndleglechung (Gl. 3.1). ese zufolge s de Ausgngsspnnung dek on de Mebnschnelle bhängg: