Mikrofonie-Effekt als klangverändernde Einflussgröße

Tontechnische Basisthemen

Mikrofonie-Effekt als klangverändernde Einflussgröße

Beitragvon Diskus_GL » 31.05.2017, 12:59

Hallo,

ein Kollege macht mich auf dieses YouTube-Video aufmerksam:
https://www.youtube.com/watch?v=WE9pYUVvr00

Da geht es um die unterschiedliche "Empfindlichkeit" von Ossziloskopen bez. Erschütterungen.
Die Ursache ist offenbar ein Mikrophonie-Effekt von Keramik-Kondensatoren (via Piezo-Effekt) das Ganze kann aber ebenso auf Hifi-Geräte zutreffen, wenn z. B. auch solche Kondensatoren an entsprechenden Stellen verbaut sind... wenn also der Schall aus den Boxen die Kondensatoren "anregt" ... da wird der Einfluß von Gerätebasen oder schweren Gehäusen mit entkoppelter Aufstellung auch anschaulich vorstellbar...

Grüsse Joachim

PS.: Messtechnisch wird dieser "Effekt" wahrscheinlich auch bei den Oszilloskopen nicht erfasst (in den technischen Angaben)... schliesslich wird ja keiner auf den Tisch klopfen wenn er die technischen Daten des Gerätes "misst"... "Messfehler" in der Praxis sind aber wahrscheinlich...
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Beitragvon oncle_tom » 31.05.2017, 18:27

Bezüglich Röhrenmikrofonie dürfte es keine Zweifel geben. Diesen Effekt habe ich schon vorgeführt bekommen. Auch große, meist 'audiophile' Kondensatoren sollen betroffen sein.

Peter
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Beitragvon Hornguru » 31.05.2017, 22:13

Plattenspieler auch :)

Dabei sind Röhre und Vinyl doch so audiophile...!?
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Beitragvon RPWG » 01.06.2017, 08:58

Hallo Joachim,
Hallo Mitlesende,

Als einer, der Elektronik in Lautsprecher einbaut, betrifft mich dieses Thema direkt.

Aktuell ist unser neuer Verstärker auf der Testbench, sodass ich hier schnell einige
"populärwissenschaftliche" Tests wie in dem von dir verlinkten Video machen konnte
(den EEVblog schaue ich mir regelmäßig und gerne an :wink: ).
Um es kurz zu machen: Da ist genau gar nichts messbar. Nicht mal im kleinsten Messbereich
(bei mir 2 mV/Div) sind auf Erschütterung am Verstärkerausgang irgendwelche Transienten festzustellen.

Das Design verwendet nicht weniger als 30 keramische Kondensatoren in 1206 Bauform
("MLCCs"). Für die Stromversorgung und Bypassing kommt das Dielektrikum X7R zum Einsatz, alle
anderen, im Signalweg (Filter + Kompensation) befindlichen MLCCs verwenden das Dielektrikum C0G
vom Hersteller KEMET (Datenblatt des Werkstoffs hier). KEMET hat auch Untersuchungen zum Werkstoff
C0G veröffentlich (z.B. hier, s. Abstract sowie S. 8f.).

Der Piezoeffekt in C0G ist verschwindend gering bis praktisch nicht vorhanden, insofern überrascht mich das Resultat in unserem Verstärker nicht.

Dass es auch anders sein kann, hat neulich in komplett anderem Kontext ein Kandidat (Bauform 1206, 100nF, 50V, X7R) eines NoName Herstellers gezeigt. Dieser ließ sich mit der hart angekoppelten Platine als Plattenschwinger prima als "lowest cost" Piezo-Buzzer zwischen 1kHz und 20 kHz zweckentfremden :mrgreen: (umgekehrter Piezoeffekt).

Wie dem auch sei, ich mache mir da keinen Kopf bezüglich Mikrofonie von MLCCs. Sinnvoll ausgewählt und eingesetzt, scheinen die gezeigten Probleme vollständig vermeidbar. Es zeigt aber auch, dass nichts fahrlässiger ausgewählt und unterschätzt werden kann, als passive Bauelemente.

Viele Grüße!
Roman
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Beitragvon Diskus_GL » 01.06.2017, 15:37

Hallo Roman,

sehr löblich, daß Du Dir hier durchaus Gedanken machst und das es bei Deinen Geräten nicht so ist...
Auch wenn es bei den meisten Geräten sicherlich nicht zu solchen Auswirkungen kommt... fand ich diese Möglichkeit der "Signalveränderung" für beachtlich, auch weil daran der "normale" HiFi-Käufer kaum denkt.
Wer weiss schon welche "Mikrophonie"-Effekte manch teure Gerätebase so beseitigt, die bei Verwendung anderer Kondensatoren oder anderem Schaltungsdesign gar nicht erst entstanden wäre... was ja auch erklärt warum nicht jede Gerätebase bei jedem Gerät die gleiche Auswikrung hat...

Grüsse Joachim
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Beitragvon bugatti66 » 10.06.2017, 14:16

Hallo Joachim,
das ist ja ein interessantes Video.
Das hätte ich auch nicht gedacht.
Da arbeitet man jahrzehntelang mit Oszilloskopen, und hat noch nie drauf geklopft.
Zuerst dachte ich, mein über 20 Jahre altes Fluke ist gar nicht so empfindlich, nein es kann auch 1mV/div,
und tatsächlich, wenn man auf den offenen BNC-Anschluss klopft, wird wie im Video auch bei mir ein Eingangssignal angezeigt.
Allerdings habe ich so einen gelben Stoßschutz drum-herum, so dass es ganz schwer ist überhaupt drauf zu klopfen. Wenn ich auf das Gerät selber klopfe , passiert nichts.

Das ist so eine Art Erkenntnis, die man überall nachvollziehen kann, und erst dann kann ich es glauben.
Alle anderen Berichte über phantastische Hörerlebnisse, sollten auch so aufbereitet werden, dass ein anderer sie nachvollziehen kann. Das ist dann doch Wissenschaft.

Grüße Bugatti
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Beitragvon Hans-Martin » 10.06.2017, 16:16

Hallo,
mein (noch Braunsche Röhre-) Tektronix 2235 zeigt da sehr sehr wenig Reaktion, wenn ich auf die BNC-Buchse klopfe (1mV/5mS), meine Tektronix 10-Teiler Tastköpfe reagieren hingegen auf Klopfen,
und im Kabelklangthread reagierte eines meiner Audio-Kabel deutlich, was Ulli (modmix) nachvollziehen konnte:
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http://www.aktives-hoeren.de/viewtopic.php?p=43782#p43782.

Anekdote am Rande: ich habe meine ersten Erfahrungen mit dem Tektronix 555 gemacht, es stand auf einem darauf abgestimmten Rollwagen.
http://w140.com/tekwiki/wiki/File:555_P11.JPG
Während einer Messung/Justage/Abgleich im Zuge von Wartungsarbeiten stolperte jemand über das Netzkabel und riss das Gerät vom Wagen, während mein Blick dem Schirm folgte und das Scope auf dem schwingenden Holzboden landete und ich die Einstellung zuende brachte. Einen Störimpuls konnte ich damals nicht beobachten, war vermutlich zu überrascht. Bei der jährlichen Kalibrierung fiel das Exemplar nicht auf, das hat mich doch beeindruckt...

Heutige Oszis sind sehr kompakt, vielseitig, billig, arbeiten weitgehend digital, und da braucht man sich nicht zu wundern, dass es Knautscheffekte (HF-Modulation) gibt, wie einst beim Transistorradio, abgestimmt auf Radio Luxemburg (für die jüngeren Forenten: das war früher einer der angesagte Sender für die aktuellen Charts im 49m Kurzwellenband).
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon Hans-Martin » 10.06.2017, 22:25

Diskus_GL hat geschrieben:Wer weiss schon welche "Mikrophonie"-Effekte manch teure Gerätebase so beseitigt, die bei Verwendung anderer Kondensatoren oder anderem Schaltungsdesign gar nicht erst entstanden wäre... was ja auch erklärt warum nicht jede Gerätebase bei jedem Gerät die gleiche Auswikrung hat...

Hallo Joachim,
ich sehe einerseits gut gebaute Geräte mit geringerer Empfänglichkeit für externe Vibrationen, da haben Plattformen mit ihren inhärenten Resonanzverhalten graduell weniger Einfluss.

Andererseits haben Plattformen aus meiner Sicht 2 Eigenschaften:
Körperschallentkopplung: zwischen Untergrund und Gerät agieren sie als (bedämpfter) Bandpass für die Durchlässigkeit von Vibrationen. Das Gewicht des Gerätes belastet die Füße der Plattform mit, deren Resonanzfrequenz wird entsprechend unterschiedlich verstimmt.
Luftschallkopplung: unter dem Gerät können sie bei harter Ankopplung die Vibrationen des Bodenblechs durch Ankopplung absorbieren, sofern sie eine hohe Absorbtionsfähigkeit besitzen.

Da die Ansprüche des jeweiligen Gerätes einen Ausschnitt aus einer großen Vielfalt repräsentieren, ebenso die Arbeitsbedingungen im Bezug auf die LS-Ankopplung an den Fußboden und dessen Eigenschaften (schwimmend verlegtes Laminat/ Parkett, verklebtes Parket/schwimmend verlegter Estrich oder Verbundestrich) ist nicht zu erwarten, dass es eine Optimallösung-Plattform gibt, die jedem Gerät und zugleich den Körperschallkopplungsbedingungen optimal gerecht wird.
Erst eine strukturierte Analyse der Geräteeigenschaften (des Bedarfs) und der Boxen-Raumankopplung (Darstellung der Störeinkopplung) könnte mMn einen Weg durch den Dschungel des großen Angebots bahnen.
Und dann sind noch die nicht-Audiosignal-bezogenen Störungen, wie sie als Körperschall ganze Häuser vibrieren lassen, wie Eisen- und Straßenbahnen, vorbeifahrende LKWs, Fernwärme- und Abwasserpumpanlagen usw., die man auch nicht ganz ausschließen sollte. Da erinnere ich an Ottos Sylomer-Thread.
Grüsse Hans-Martin
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