Frequenzgangdarstellung für Jedermann
#1
Hallo,

ich brauchte für das Biasen eine Darstellung des Frequenzgangs des Ergebnisses. Das muss nicht exakt, aber aussagekräftig und auch bei tiefen Frequenzen ausreichend aufgelöst sein.

Und vor Allem muss es schnell gehen.

Für die folgend dargestellte Lösung braucht man nur
  • einen Audioeditor mit geeigneter Wellenformdarstellung
  • ein Pixelgenaues Grafikprogramm mit dem man transparent einfügen kann (z.B. Windows Paint "Auswählen/Transparente Auswahl")
  • die Möglichkeit Bildschirm-Screenshots zu erstellen
  • und zur erstmaligen Vorbereitung einmalig etwas Geduld
Das Testsignal

Ein linear gesweeptes Sinussignal hat die Eigenschaft, dass in der Mitte des Signals zuverlässig die Frequenz vorliegt, die mittig zwischen der Anfangs- und der Endfrequenz liegt. Das heißt, dass die Zeitachse des Signals zugleich relativ exakt als Frequenzachse verstanden werden kann.

Das Testsignal kann ich hier leider nicht als Attachment anfügen (aber vielleicht kann das ja ein Admin, oder es in den Downloadbereich stelllen). Der Aufbau ist ziemlich einfach:
  • 1 sec Pause vorab (eigentlich überflüssig)
  • 1 sec Pause danach (wegen der zeitlichen Verzögerung des Hinterbandsignals)
  • 10 Abschnitte zu je 3 Sekunden mit linear gesweeptem Sinussignal: 20-40, 40-80, 80-160, 160-320, 320-640, 640-1280, 1280-2560, 2560-5120, 5120-10240, 10240-20480 [alles natürlich in Hz]
 

Die Aufnahme

Versteht sich von selbst: Raus aus Audiointerface/Soundkarte durch die laufende Bandmaschine und deren Hinterbandsignal rein in das Audiointerface/Soundkarte.

Wichtig ist dabei, dass die Aufnahme genau mit dem Beginn des Testsignales beginnt und genau mit dem Ende des Testsignales endet, also z.B. Auto-PunchIn/-PunchOut.

Jetzt die entstandene Datei im Audioeditor öffnen und Pegel normalisieren. Das sieht dann (je nach Audioeditor) zum Beispiel so aus:


   


Wichtig ist außerdem, dass immer die gleiche grafische Auflösung genutzt wird. Also zum Beispiel immer das Anwendungsfenster des Audioeditors maximieren und immer die gesamte Wellenform darstellen (ohne Zoom).


Die einmalige Erstellung einer Schablone

Dieser Schritt ist nur einmal notwendig, erfordert aber ein bischen Geduld:

Jetzt einen Screenshot vom (maximierten) Anwendungsfenster des Audioeditors machen.

In der Wellenformdarstellung sieht man keine Frequenzangaben und Vieles andere vom Anwendungsfenster des Audioeditors ist auch überflüssig. Um eine aussagekräftige Grafik (die man dann auch abspeichern/archivieren könnte) zu bekommen wird eine Schablone benötigt, die exakt auf den Screenshot vom Audioeditor passt und alles davon abdeckt, außer dem Bereich der Wellenformdarstellung.

Also wird der Screenshot per Hand übermalt und mit Orientierungslinien für die dB-Angaben und die Eckfrequenzen der 10 Abschnitte des Testsignal versehen.

Bei mir sieht das z.B. so aus:


   


Da Grafikkomprimierung Artefakte erzeugen kann, wir aber hier pixelgenaue Darstellung benötigen, geht das nicht als Jpeg o.ä. - z.B. die gute alte Bitmap ist aber hervorragend für diesen Zweck geeignet.

Die Schablone muss natürlich sicher gespeichert werden und darf auch später nicht überschrieben werden, da sie immer wieder genutzt werden soll.

In der Praxis

Total simpel:
  • Aufnahme machen
  • Aufnahme im Audieditor (immer bei der gleichen grafischen Auflösung!) öffnen und normalisieren
  • Screenshot vom Audioeditor machen
  • Screenshot in Grafikprogramm öffnen
  • Schablone in Grafikprogramm öffnen und komplett in die Zwischenablage kopieren (Strg+A & Strg+C)
  • Inhalt der Zwischenablage transparent auf den Screenshot des Audioeditors kopieren
Das Ergebnis sieht bei mir unter Verwendung der beiden oben gezeigten Grafiken dann so aus:

   

Zur Diskussion

Was man hier sieht sind natürlich Spitzenpegel und nicht RMS Werte. Es wird auch messtechnischen Ansprüchen nicht genügen.

Wegen der linearen Sweeps in den einzelnen Abschnitten muss man die Frequenzangaben zwischen den gezeigten Eckfrequenzen übrigens linear verstehen: genau in der Mitte zwischen zwei Vertikalen liegt genau die Frequenz mittig zwischen den Eckfrequenzen. Es ist allso auch keine wirklich logarithmische Darstellung.

Aber um überhaupt ersteinmal eine Idee vom aktuellen Frequenzgang zu bekommen und ggf. nachjustieren zu können sollte es doch eigentlich reichen, oder?

Das aufgenommene Signal kann man sich übrigens auch schön in einer X/Y-Oszi- oder Phasenkorrelation-Darstellung anschauen. Zumindest bei meiner Maschine kann ich da schön sehen, wie der Phasenbezug ab ca. 3,5kHz (also ab etwa dem letzten Viertel der Wellenform) aus dem Ruder läuft. Aber exakter kann man den Azimuth bei meiner Maschine nicht einstellen.

Grüße,
Finn
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Frequenzgangdarstellung für Jedermann - von SevenTeaLights - 13.11.2022, 15:17

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