Richtcharakteristik eines Schallwandlers

[Manf]

Die Richtcharakteristik (Amplitude über dem Winkel) eines Schallwandlers entspricht dem Bild. Solche Kurven sind auf 0dB im Maximalwert normiert. Die durchgezogenen Linien sind 0dB, -6dB, -12dB ...

In einem Wandlermodul sind zwei Wandler eingebaut als Sender und als Empfänger.

Wie sieht das entsprechende Bild für das Modul aus?

Es genügt die Beschreibung in Worten wo die Kurve liegt, (durch welche 2-3 Punkte sie beispielsweise geht) oder als Bild oder Eintrag in Excel. (Es ist keine komplizierte Berechnung nötig.)
Manfred

[stupsi]

vielleicht kann man die Richtcharakteristik an diese EXCEL- Tabelle anpassen:
http://www.sengpielaudio.com/EBS-Hoerereignisrichtung-Koinzidenzmikrofone.xls

[Manf]

Die Wandler sollten so dicht beieinanderliegen (in einem Modul wie bei z.B. SRF08 von dem auch die Charakteristik kopiert ist), dass sich ihr Abstand nicht in der gemeinsamen Richtcharakteristik bemerkbar macht. Es wird sonst auch ein bischen komplizierter.
Manfred

[Frank]

Mir scheint du hast ne recht schwierige Frage gewählt.
Vermuten würde ich das die Keule oben breiter und unter schmäler wird.
Ist das schon mal richtig?

[Manf]

So richtig schwierig ist die Frage nicht, aber wohl immer nur wenn man es weiß.

Von der Form her kommt es zum Teil hin, nur zum Teil (schmäler).

Die gegebene Kurve beschreibt einen Wandler. Der kommt ja zwei mal vor, als Sender und als Empfänger.
Manfred

[sonic]

Hi Manfred,

ich glaub was die meisten verwirrt (auch mich ;-)) sind die auf 1 bzw. 0 normierten DB Angaben.
Im Diagramm gibt es ja zwei, die großen Zahlen (original?) und die kleinen (von dir?). Die kleinen gelten für den Empfangsfall, so wie ich es verstanden hab. In dem Fall ist 1DB ja die max. Amplitude.
Im Sendefall geht's ja um die Dämpfung, also ist 0DB der max. Wert.
Hab ich das so richtig?

Gruß, Sonic

[Manf]

Ja, das tut mir leid wenn die lineare Skala verwirrt, sie gehört nur zum Excel Chart.
Die dB Angaben gelten für Sender und Empfänger.
Die haben beide für die Richtung geradeaus, nach oben, 0dB.
Das ist einfach nur der Wert auf den alles normiert wird.
Manfred

[Joerg]

Hallo Manfred,

um die Charakteristik von einer solchen Anordnung komplett aufzunehmen fehlen mir die Messmittel und die Zeit.

Ich habe aber mal vor längerer Zeit die Ausgaben von einem SRF08 mit dem Diagramm verglichen und kam je nach Hindernisgröße und Abstand auf Werte, die zwischen dem -6db und 0db Bereich liegen. Deshalb ja auch die vereinfachte Faustregel mit dem "Öffnungswinkel" von ca. 40-45°.

Viele Grüße
Jörg

[Manf]

Ja, Danke für die Antwort, wir sprachen schon einmal darüber.
Falsch ist die Angabe sicher nicht denn die Detektionsschwelle ist ein freier Parameter in der Betrachtung.

Wenn wir nacher die Lösung für die Richtcharakteristik des Moduls sehen dann gibt die ja an um vielviel dB die Signale aus den einzelnen Richtungen kleiner sind als die aus der Hauptrichtung.
Bei 40° kann man dann wohl die Detketionsschwelle ablesen.
Manfred

[Joerg]

Hallo Manfred,


Falsch ist die Angabe sicher nicht denn die Detektionsschwelle ist ein freier Parameter in der Betrachtung.

so sehe ich das auch.


Bei 40° kann man dann wohl die Detketionsschwelle ablesen.
Manfred

zur Sicherheit und dem Vergleich mit der Grafik nochmal, die Angabe 40-45° bezieht sich auf den gesamten Öffnungswinkel, laut Grafik also -22° bis +22°.
Dann wär es vielleicht noch interessant unterschiedliche Detektionsschwellen (je nach Objektgröße) festzustellen.

Viele Grüße
Jörg

[Manf]

Ich nehme an, die Lösung ist prinzipiell bekannt:
Es geht darum, dass das Signal auf dem Hinweg und auf dem Rückweg durch einen Wandler mit dieser Richtcharakteristik geht.

Diese Wandler verhalten sich grundsätzlich, genauso wie Antennen, nach dem “Reziprozitätstheorem“. Das heißt sie haben als Sender und als Empfänger die gleiche Richtcharakteristik. Wenn es also eine Richtung gibt, in der ein Sender um 3dB schwächer sendet als in der Hauptrichtung, dann gilt das auch für den Empfänger. Er empfängt aus dieser Richtung nur um 3dB schwächer.

Eine Abschwächung um 3dB in der Richtcharakteristik heißt, es wird nur die halbe Leistungsdichte in dieser Richtung gesendet bzw. aus dieser Richtung wird die Leistungsdichte nur halb so stark empfangen.

Die Übertragungsfunktion wird wie gesagt für jede Richtung zwei mal durchlaufen. Im allgemeinen Fall werden die beiden Übertragungsfunktionen miteinander multipliziert, hier bei identischer Übertragungsfunktion, wird diese einfach quadriert.

Da sie in dB, also als Logarithmus der Leistungsverhältnisse angegeben ist, wird sie mit 2 mal genommen.

Der Punkt 0dB bleibt bei 0dB,
der Punkt –3dB wird zu –6dB,
der Punkt –12dB wird zu –24dB...