Wie implementiere ich den Test für die Lautsprecher? (Teil 2)

Dies ist der zweite von zwei Artikeln, der sich mit der Frage befasst, wie die Qualität von Lautsprechern getestet werden kann. Lesen Sie den ersten Artikel hier. In diesem zweiten Teil erfahren Sie mehr über die Implementierung.

Bevor Sie beginnen, ist es entscheidend, dass die im Testsystem verwendeten Messgeräte kalibriert sind. Dies gewährleistet die Genauigkeit. Typische Beispiele für Geräte, die in einem End-of-Line-Tester für Lautsprecher kalibriert werden müssen, sind der Audioanalysator und das Messmikrofon.

Bei der Kalibrierung eines Messgeräts werden die Messergebnisse des Geräts mit einer hochgenauen Referenz dieses Ergebnisses verglichen und, falls erforderlich, korrigiert. Gerätekalibrierungen werden in der Regel jährlich vom Gerätehersteller durchgeführt. Dies sind auf Standards rückführbare Kalibrierungen gemäß ISO oder anderen Qualitätssystemen.

Die Empfindlichkeit eines Mikrofons kann vom Systembediener mit einem Mikrofonkalibrator kalibriert werden. Dieser Vorgang kann daher als Teil der Systemkalibrierung durchgeführt werden.

Eine Systemkalibrierung ist ein Verfahren, das vom Bediener mit einem an das Testsystem angeschlossenen Prüfling (DUT) durchgeführt wird. Sie beinhaltet:

• Kalibrierung der Testspannung am DUT-Anschluss unter Berücksichtigung der internen oder externen Verstärkerverstärkungseinstellung
• Kompensation des elektrischen Frequenzgangs des genannten Verstärkers, wodurch sichergestellt wird, dass die Testspannung über das gesamte getestete Frequenzband eingestellt wird.
• Kalibrierung der Mikrofonempfindlichkeit mit einem Mikrofonkalibrator.
• Berücksichtigung des Abstands zwischen Mikrofon und DUT (bei Kalibrierung auf einen bestimmten Schalldruckpegel).

Einige Teile eines akustischen Geräts im End-of-Line-Testsystem sind anfällig für Verschleiß und sollten daher regelmäßig überprüft oder erneuert werden. Die folgenden drei Komponenten müssen am wahrscheinlichsten ausgetauscht werden, und Sie sollten daher ihren Zustand während des Tests im Auge behalten.

1. Die elektrischen Kontakte, die den Prüfling (DUT) mit dem Testsystem verbinden, weisen oft Verschleiß durch Reibung auf, was zu einem erhöhten Widerstand oder einem vollständigen Verbindungsverlust führt.
2. Die Membran des Messmikrofons kann durch Staub und Schmutz verunreinigt werden, insbesondere wenn sie nach oben zeigt. Dies kann zu Veränderungen des Mikrofonfrequenzgangs und der Empfindlichkeit führen. Eine einfache Vorbeugung ist die Verwendung einer Staubschutzkappe und deren regelmäßiger Austausch.
3. Die mechanische Auflage, auf der der Prüfling (DUT) für den Test positioniert und fixiert wird, besteht in der Regel aus einem weichen Material wie Schaumstoff oder Kork. Manchmal wird auch ein Arretiersystem verwendet. Da diese Teile bei jedem Ent- und Beladevorgang mechanisch an der gleichen Position beansprucht werden, besteht die Gefahr von Verschleiß durch Reibung oder sogar Verformung. Dies kann zu Veränderungen der akustischen und elektrischen Messergebnisse führen.

Häufige Probleme mit Hardwarekomponenten sind versehentlich abgezogene Kabel, verdrehte Knöpfe oder umgelegte Ein/Aus-Schalter. Es ist daher eine gute Praxis:

• Verwenden Sie in das Testinstrument integrierte Verstärker mit fester Verstärkung.
• Wenn ein externer Verstärker unvermeidlich ist, verwenden Sie ein Modell mit fester Verstärkung oder geschützten Lautstärkerädern.
• Kabel sichern und verstauen.
• Schützen Sie Ein/Aus-Schalter vor versehentlicher Betätigung (z. B. Rack mit Tür).

Der Prüfling (DUT) muss auf klare und eindeutige Weise in die Testvorrichtung geladen werden. Sowohl die Positionierung als auch der Kontaktvorgang sollten dem Bediener ein haptisches Feedback geben.

Prüfling (DUT) innerhalb des Test-Workflows

Für den Fall, dass der Bediener die Messung auslösen muss, sollte sich die Auslösetaste in günstiger Lage neben der Testvorrichtung befinden, so dass sie unmittelbar nach dem Laden des Prüflings (DUT) gedrückt werden kann.

Alternativ kann das Testsystem die Kontakte ständig scannen und die Messung automatisch starten, sobald ein angeschlossener Lautsprecher erkannt wird.

Das Ende der Messung muss dem Bediener deutlich angezeigt werden, damit er oder sie sie sofort entladen kann.

Bei hoher Optimierung kann das nächste Gerät in der Reihe bereits in eine zweite Schallwand geladen werden, die sich mit der ersten abwechselt, die gerade getestet wird. Dies erhöht

Natürlich sollten Umwelteinflüsse auf einen End-of-Line-Test in erster Linie vermieden werden. In der Realität ist dies jedoch nicht immer möglich. Daher ist es wichtig, sich der Konsequenzen bewusst zu sein, die diese Einflüsse haben können, und Wege zu finden, mit ihnen umzugehen.

Die Temperatur beeinflusst hauptsächlich die elektrischen Parameter eines akustischen Geräts. Bei einem Lautsprecher betrifft dies insbesondere die Resonanzfrequenz und ihre Abhängigkeiten. Temperaturschwankungen können durch die Umgebungstemperatur verursacht werden, aber auch durch Herstellungsprozesse, die den Prüfling (DUT) erwärmen und kurz vor dem End-of-Line-Test durchgeführt werden. Für letzteren Fall ist es vor dem Test ratsam, eine ausreichend lange Abkühlphase einzuplanen, um den Prüfling (DUT) auf Umgebungstemperatur zu bringen.

Es ist ratsam, Umgebungsdaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck zusammen mit den Messdaten zu protokollieren.

Fertigungslärm beeinflusst offensichtlich die akustischen Messungen. Dies gilt sowohl für Luftschall als auch für Körperschall. Während einige Messungen weniger anfällig für Lärm sind (z. B. Frequenzgang), ist die kritischste Messung Rub & Buzz von Lautsprechern.

Es gibt Methoden zur Geräuschunterdrückung in End-of-Line-Testsystemen für Lautsprecher. Dies sollte jedoch nur die letzte Verteidigungslinie sein, da sie sich nur mit impulsivem Lärm befassen und die Testzeit verlängern.

Der Großteil des Lärms sollte idealerweise durch die Testvorrichtung physisch abgeschirmt werden. Dies gilt insbesondere für alle konstanten Hintergrundgeräusche (z. B. Fertigungslärm / Maschinen). Eine solche Abschirmung reduziert den Geräuschpegel innerhalb der Testvorrichtung, so dass Sie Rub & Buzz-Effekte messen können, die sonst nicht erkennbar wären. Alle impulsiven Geräusche, die nur selten auftreten, können von den Geräuschunterdrückungsalgorithmen des End-of-Line-Testsystems behandelt werden.

Elektromagnetische Einflüsse werden am besten durch kurze Audiokabel und die Verwendung von symmetrischem Audio (XLR-Kabel) behandelt. Dies ist besonders wichtig für Kabel mit niedrigem Pegel und hoher Impedanz (z. B. Mikrofonkabel).

Eine lohnende und zuverlässige EOL-Qualitätskontrolle für akustische Geräte ist keineswegs trivial. Sie erfordert Überlegungen aus verschiedenen Blickwinkeln und erfordert multidisziplinäre Fähigkeiten.

Reproduzierbare, zuverlässige Ergebnisse können nur mit einer Kombination aus zuverlässigen Testinstrumenten erzielt werden, die in einer Umgebung betrieben werden, die entweder konstant bleibt oder ordnungsgemäß verwaltet wird.

Links zu diesem Thema:

• LIS (Loudspeaker Industry Sourcebook) Artikel – Seite 32-36
• Geoff Hills Tetraedrisches Testsystem & Lautsprecherdesign
• Mehr über Lautsprechertests