Projekt "Referenzkopfträger zur Messbandherstellung"

[Peter Ruhrberg]

Hallo Kai,

… meinst du, der Headroom im unteren und mittleren Frequenzbereich läßt das zu ?

Bei den von mir verwendeten Bandtypen ja, ich hab’s getestet. Für 19 cm/s würde ich - unabhängig vom gewünschten Bezugspegel - die Multifrequenzaufzeichnung 20 dB unterhalb des DIN-Bezugspegels (320 nWb/m) aufzeichnen und erforderlichenfalls die 20 kHz weglassen.

Meine Vorüberlegungen unter anderem: In den frühen 1990er Jahren enthielt das „ARD/ZDF Betriebsbezugsband nach IRT-Empfehlung“ eine Multifrequenzaufzeichnung bei 38 cm/s. Auch hier wurde auf 20 dB unter 514 nWb/m pro Teilfrequenz ausgesteuert.

Für 17 Quellen ergibt die Pegelrechnung eine Erhöhung um 24,61 dB (die von dir angegebenen 170%) in Momenten, wo alle Teilfrequenzen in Phase sind. In der Praxis zeigt bei diesem Signal ein analoger Aussteuerungsmesser nach DIN IEC 60268 (vormals DIN 45406) mit 10 ms Integrationszeit +18 dB an, das digitale PPM zeigt +21,5 dB an (samplegenau), mit Vierfach-Oversampling (zur Erfassung evtl. höherer Zwischenwerte bei der DA-Umwandlung) +22 dB.

PER 528 [Pegel 514 bei 38] oder LPR 35 [Pegel 320 bei 19] sind damit noch hinreichend weit von der Sättigungskompression entfernt.

2. Wie sähe zum Vergleich eine Messung mit weißem Rauschen bei -20 dB aus=

Unruhiger, denn man hat nicht mit genau berechneten Pegelwerten einzelner Frequenzen zu tun (Linienspektrum), sondern mit unvorhersagbaren Augenblickswerten eines statistisch gleichverteilten Signals (Rauschspektrum).

Eine Genauigkeit in der Größenordnung von ±0,5 dB wie beim Multifrequenzsignal kann mit Rauschen nicht erreicht werden, vor allem nicht zu den Tiefen hin. Um eine einigermaßen verwertbare Anzeige hinzubekommen, musste ich die FFT-Punkteanzahl auf 8192 einstellen und vor jeder Anzeige den Mittelwert über 20 Messungen bilden lassen. Andere Einstellungen führen entweder zu ständig wechselnden, zerklüfteten, insgesamt wenig brauchbaren Kurven oder zu unpraktisch langen Messzyklen (5 Sekunden oder länger).

… zwischen 0,9 ... 1,8 dB. Das wäre dann wohl leider auch die mögliche Präzision dieser Einstellmethode, es sei denn, die Töne zappeln (per Frequenz-Dithering) ständig etwas über die Bins hinweg. Das wäre ab mittleren Frequenzen machbar, bei den tiefsten Meßfrequenzen allerdings unerfreulich.

Das könnte an meinem Messprogamm (AudioTester) liegen, dass bei mir nichts zappelt. Für Multifrequenz verwende ich eine FFT mit 262144 Punkten (≙ 0,37 Hz Auflösung bei 96 kHz SF) mit Window „Rife Vince 3“. Die Anzeige wird über 2…3 Messungen gemittelt, dies benötigt etwa 1 Sekunde pro Messzyklus.

Man könnte auch mit rosa Rauschen bei deutlich höherem Pegel und damit Störabstand messen und Display-seitig den 1/sqrt(f) Abfall bei Pegeldarstellung "rausrechnen", so daß man nur nach Abweichungen von der Horizontalen ausschauen muß.

Rosa Rauschen ergibt - bei gleicher Fensterbreite über der Frequenz (wie in meinem Messprogramm) - eine mit 3 dB pro Oktave fallende Kurve. Weißes Rauschen ist da besser geeignet.

Als Beispiel habe ich einige Frequenzkurven aufzeichnen lassen. Die Bandmaschine und ihre Unwägbarkeiten habe ich dabei aus dem DA/AD Übertragungsweg entfernt und ihren Frequenzgang per Filterkurve digital nachgebildet.

Zunächst die FFT der frequenzlinearen DA/AD-Übertragung des Multifrequenzsignals (Parameter wie oben angegeben):



Typischer Frequenzgang einer Bandmaschine, nachgebildet per DAW:



Das zugehörige Multifrequenz-FFT:



Mit weißem Rauschen, frequenzlinear übertragen, sieht das FFT so aus:



Und so mit „Bandmaschinen-Filterung“:



Erwartungsgemäß sind vor allem zu den Tiefen hin Frequenzgangveränderungen schwer zu quantifizieren.

Der Vollständigkeit halber nochmals mit rosa Rauschen:

ungefiltert


… und mit Bandmaschinenfilter



Grüße, Peter

PS.
Ich bitte um Verständnis, dass ich während der nächsten Tage nicht dazu komme, Messungen an Bandmaschinen durchzuführen.