Abschlussarbeit

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Simulation und Entwurf eines Messrohres zur Mikrofonvermessung

AutorInnen Nemitz, W.
Jahr 2010
Art der Arbeit Diplomarbeit
Themenfeld Audiosignalverarbeitung
Schlagwörter Technische Akustik, Aufnahmetechnik, Signalverarbeitung
Abstract In Zusammenarbeit mit der Firma NXP wurde die Dimensionierung eines optimalen Messrohres erarbeitet. Eine umfassende Literaturstudie über wissenschaftliche Arbeiten zur Wellenausbreitung in Messrohren dient als Grundlage für die Beschreibung des Wellenfeldes im Rohr. Neben der Messung des Freifeldfrequenzgangs sollen insbesondere hohe Schalldruckpegel im Messrohr erreicht werden können, um die nichtlinearen Eigenschaften des Messmikrofons zu messen. Die effektiven Rohrparameter wie Durchmesser und Länge werden ebenso berücksichtigt wie die Wahl eines geeigneten Lautsprechers als Schallquelle. Damit es sich um eine Freifeldmessung handelt, wird bei der Dimensionierung vor allem auf ebene Wellenausbreitung ohne das Auftreten störender Reflexionen im Rohr geachtet. Des weiteren werden neben verminderten Störeinflüssen und einer kompakten Ausdehnung die Grenzen des gewählten Lautsprechers, wie maximaler Schalldruckpegel und Membranauslenkung, als zusätzliche Parameter betrachtet. Die Diplomarbeit beschreibt Methoden, mit denen die geeigneten Positionen für die Öffnungen am Messrohr ermittelt werden können. Aus der während der Arbeit entstandenen Simulation lassen sich günstige Entwurfsparameter ablesen, die zur Anfertigung einer groben Konstruktionsskizze für MEMS-Mikrofone verwendet wurden. Anhand eines vorliegenden Messrohres wird das unter Einsatz zylindrischer Lösungen der Wellengleichung entstandene Modell überprüft. Die exemplarischen Messungen dienen zur groben Verifikation der Simulationsergebnisse mit unterschiedlichen Rohrlängen, -abschlüssen und Messpositionen. Obwohl die physikalischen Messungen nicht deckungs- gleich mit den simulierten Ergebnissen sind, zeigt sich trotzdem, dass mit dem vorgeschlagenen Modell grundsätzliche Problembereiche in Messrohren abgebildet werden.
URL http://phaidra.kug.ac.at/o:11133
BetreuerInnen Zotter, F., Hiebel, H.