Aufnahmebereich in Abhängigkeit vom Achsenwinkel Mikrofonsystem X/Y M/S Niere/Niere Mikrofonanordnung Koinzidenzmikrofon Berechnungen Aufnahmewinkel Schalleinfallswinkel Öffnungswinkel Versatzwinkel Intensitäts-Stereofonie Zoom H4n Recorder H1 H2n H5 H6 Handy Recorder next - sengpielaudio
 
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Intensitäts-StereofonieBerechnung (Excel)
Aufnahmebereich in Abhängigkeit vom Achsenwinkel
für X/Y-Koinzidenz-Mikrofonsystem (Mikrofonanordnung) Niere/Niere
 
Ein Koinzidenzmikrofon ist ein Stereomikrofon, bei dem zwei Richtmikrofonkapseln recht dicht beieinander in einem
gemeinsamen Mikrofongehäuse angeordnet sind, so dass kaum Laufzeitdifferenzen (Phasendifferenzen)
durch Wegdifferenzen bei schrägem Schalleinfall zwischen beiden Mikrofonkanälen auftreten.

Berechnen der Hörereignisrichtung für alle X/Y-Koinzidenz-Mikrofonsysteme – Excel-Berechnung ●
http://www.sengpielaudio.com/EBS-Hoerereignisrichtung-Koinzidenzmikrofon138.xls
 
In diesem Excel-Programm ist für den vollen Achsenwinkel eingegeben α = 138,44° und wenn man ganz nach unten scrollt so ist bei "Feineinstellung Schalleinfallswinkel" θ = 69,22° der berechnete Wert 18 dB bzw. 100,04% zu finden.
 
Damit ergibt sich für den Schalleinfallswinkel θmax = 69,22° der Aufnahmebereich = 2·θmax = 2 · 69,22° = 138,44°.
Für ein X/Y-Koinzidenzmikrofon (Niere/Niere) ist hiermit der Achsenwinkel α = 138,44° gleich dem Aufnahmebereich 138,44°. Dieser Wert wurde durch ein paar Rechenversuche gefunden.
Die verwendeten längeren Formeln sind in der Excel-Rechnung zu finden. Hierbei ist A = 0,5; also ein Nieren-Richtmikrofon.
 
Pegeldifferenz Δ L = ABS(20*LOG(ABS((A+(1-A)*COS(alpha*PI()/180/2+theta*PI()/180))/(A+(1-A)*COS(alpha*PI()/180/2-theta*PI()/180)))))
 
Hörereignisrichtung in Prozent b1 = WENN((1,729349558*10^-4*theta^4-4,932667999*10^-3*theta^3-0,1485249855*theta*theta+8,81863307*theta)>=100,01;100;(1,729349558*10^-4*theta^4-4,932667999*10^-3*theta^3-0,1485249855*theta*theta+8,81863307*theta))
 
Theoriegrundlagen: "Intensitäts-Stereofonie" (Berechnung X/Y-Pegeldifferenz Δ L):
http://www.sengpielaudio.com/TheorieGrundlaIntensitaet.pdf
 
"Berechnen der Hörereignisrichtung durch Interchannel-Pegeldifferenz Δ L und Interchannel-Laufzeitdifferenz Δ t bei Phantomschallquellen und Stereo-Lautsprecher":
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-lokalisationskurven.htm

"Andreas Gernemann-Paulsen, "Formeln und Werte für die Stereophonie":
http://www.uni-koeln.de/phil-fak/muwi/ag/umdruck/formst.pdf
 
Achtung, im Gernemann-Artikel ist alpha nicht als Achsenwinkel angegeben, dafür gibt es die Begriffe Schalleinfallswinkel bzw. Aufnahmebereich und φ für den "Mikrophon-Versatzwinkel" oder "Mikrofon-Öffnungswinkel".
Der bei Gernemann angegebene "Aufnahmebereich α" (!) ist auch nicht der volle Bereich, sondern nur der halbe.
Mit seinem Mikrofonversatzwinkel phi ist wohl mein Achsenwinkel α gemeint.
 
Formel nach Gernemann für die Pegeldifferenz Δ L bei einem X/Y-Koinzidenzmikofon Niere/Niere:
(Parameter Bezeichnungen nach Sengpiel)

 
Koinzidenzmikrofon Alpha
 
Formel nach α aufgelöst (nach Gernemann ohne Gewähr):
 
Koinzidenzmikrofon Alpha
 
α = Achsenwinkel ist der Winkel zwischen den beiden Hauptachsen der Mikrofone
θ = Schalleinfallswinkel auf das XY-Koinzidenz-Mikrofonsystem
Δ
L = Pegeldifferenz ist 18 dB für den maximalen Schalleinfallswinkel θmax
Aufnahmebereich = 2 × maximaler Schalleinfallswinkel θmax (Aufnahmewinkel)
 
Für das Lokalisieren einer Phantomschallquelle aus der Richtung eines Lautsprechers auf der Stereo-Lautsprecherbasis wird eine Pegeldifferenz von Δ L = 16 dB bis 20 dB je nach Impulszusammensetzung und Frequenzzusammensetzung des Audiosignals benötigt. Bei der Berechnung wird einfach der Mittelwert von Δ L = 18 dB angenommen; siehe:
"Hörereignisrichtung b1 in Abhängigkeit von der Interchannel-Pegeldifferenz Δ
L":
http://www.sengpielaudio.com/HoerereignRichtungDL.pdf
 
Achsenwinkel a = alpha (α) und Einfallswinkel t = theta (θ)
 
Δ L = 18 dB entspricht dem Faktor 10(18/20) = 7.943282347242815
 
Der Fall nur für koinzidente Nieren:
 
20*log10((1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))=7.94328
 
Auflösen nach a:
 
Log ist nicht ln, sondern log zur Basis 10.
 
20*log10((1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))=7.94328
 
(20*log(10, (1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))-7.94328)=0
 
http://www.wolframalpha.com/
 
(20*log(10, (1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))-7.94328)=0
 
http://www.wolframalpha.com/input/?i=(20*log(10, (1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))-7.94328)=0
 
solve (20*log(10, (1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))-7.94328)=0 for a
 
http://www.wolframalpha.com/input/?i=solve (20*log(10, (1+cos(a/2+t))/(1+cos(a/2-t)))-7.94328)=0 for a
 
Es ist ein Problem, folgende Gleichung nach a bzw. α aufzulösen:
 
Δ L = 20 · log (1 + cos (α/2 + θ)) / (1 + cos (α/2 - θ)) = 7.94328 (entsprechend 18 dB)
 
Achsenwinkel α = ???

Tabelle: X/Y-Mikrofonsystem – Niere/Niere
Aufnahmebereich (SRA) 2·θmax in Abhängigkeit vom Achsenwinkel α
 
Achsen-
winkel α
Aufnahme-
winkel α/2
Aufnahme-
bereich 2 · θmax
Schalleinfalls-
winkel θmax
60° ±30° 242,6° ±121,3°
70° ±35° 226,0° ±113,0°
80° ±40° 210,4° ±105,2°
- - - 90° - - - - - - ±45° - - - - - - 196,0° - - - - - - ±98,0° - -
100°   ±50° 182,4°   ±91,2°
110°   ±55° 169,8°   ±84,9°
120°   ±60° 158,0°   ±79,0°
130°   ±65° 147,2°   ±73,6°
 138,4°    ±69,2° 138,4°   ±69,2°
140°   ±70° 136,8°   ±68,4°
150°   ±75° 127,2°   ±63,6°
160°   ±80° 118,4°   ±59,2°
170°   ±85° 109,8°   ±54,9°
180°   ±90° 101,8°   ±50,9°
 

Der Aufnahmebereich des Mikrofonsystems ist in der Stereoaufnahmetechnik derjenige Gesamtwinkel – von der Mikrofonanordnung oder dem Mikrofonsystem aus gesehen – in dem sich die Schallquellen befinden und der vollständig bei der Wiedergabe auf der Stereobasis aus der Richtung der Lautsprecher L und R abgebildet wird. Es ist der maximale Abbildungsbereich des Klangkörpers zwischen den Lautsprechern.
Häufig wird als "Aufnahmewinkel" nur der halbe Aufnahmebereich angenommen. Das stiftet Verwirrung. Der Achsenwinkel wird von Dickreiter und weiteren Tontechnikautoren auch mit "Öffnungswinkel" oder "Versatzwinkel" bezeichnet, wobei leider teilweise nicht der Winkel zwischen den Mikrofonen, sondern der Aufnahmewinkel, also der Winkel des Aufnahmebereichs so bezeichnet wird und manchmal auch der halbe Winkel gemeint ist.
 
Frage: Bei welchem Achsenwinkel α zeigen die Mikrofonachsen genau auf die äußeren Flanken des Aufnahmebereichs 2·θmax?
Welches ist der einzustellende Achsenwinkel für den kleinstmöglichen Aufnahmebereich
2·θmax und wie groß ist dabei der Aufnahmebereich?

 
"Aufnahmebereich von XY-Mikrofonen bei verschiedenen Achsenwinkeln – Richtcharakteristik: Niere /Niere":
http://www.sengpielaudio.com/AufnahmebereichVonXYMikrofonenNiere.pdf
 
"Der Aufnahmebereich des Mikrofonsystems – Wichtige berechnete Werte":
http://www.sengpielaudio.com/AufnahmebereichWichtigeWerte.pdf
 
"Visualisierung XY Stereo-Mikrofonsystem Niere/Niere 90° Intensitäts-Stereofonie":
http://www.sengpielaudio.com/Visualization-XY90.htm
 
"Visualisierung XY Stereo-Mikrofonsystem Niere/Niere 120° Intensitäts-Stereofonie":
http://www.sengpielaudio.com/Visualization-XY120.htm
 
"SRA Berechnung von Δ L und Δ t für Stereo-Mikrofonsysteme – flash":
http://www.sengpielaudio.com/SRAflash.swf
 
"Abbildungsbreite und Aufnahmebereich bei 'Intensitäts'-Stereofonie":
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-AufnahmebereichUndAchsenwinkel.htm
 
"Der 'magische' Aufnahmebereich? ... oder eher der unverstandene Aufnahmewinkel von Mikrofonsystemen (Stereomikrofonen) in der Tontechnik":
http://www.sengpielaudio.com/AufnahmebereichMikrofonsystem.htm
 
"Taschenlampe und Aufnahmebereich":
http://www.sengpielaudio.com/TaschenlampeUndAufnahmebereich.pdf
 
"Der Aufnahmebereich des Mikrofonsystems – Wichtige berechnete Werte":
http://www.sengpielaudio.com/AufnahmebereichWichtigeWerte.pdf
 
"Abbildungsbreite und Aufnahmebereich bei 'Intensitäts'-Stereofonie":
http://www.sengpielaudio.com/AbbildungsbreiteAufnahmebereichPegel.pdf
 
"Der Aufnahmebereich von X/Y-Koinzidenzmikrofonen (Niere/Niere)":
http://www.sengpielaudio.com/Koinzidenz1XYNiere-Niere.pdf
 
"Ausdehnungsbereich des Klangkörpers":
http://www.sengpielaudio.com/AusdehnungsbereichDesKlangkoerpers.pdf
 
"Berechnen: Ausdehnungsbereich des Klangkörpers (Orchesterwinkel)":
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-ausdehnungsbereich.htm
 
"Bestimmen von Aufnahmebereich und Hörereignisrichtung für jedes beliebige Stereo-Mikrofonsystem":
http://www.sengpielaudio.com/BestimmenVonAufnahmebereich.pdf
 
X/Y-Mikrofonsysteme – Niere/Niere – Zoom H4n Recorder (H1, H2, H6)
Falscher Hinweis zum Aufnahmebereich 2 · θmax in Abhängigkeit vom Achsenwinkel α beim "Zoom Recorder"
 
Koinzidenzmikrofon Alpha
 
Der Anwender hat Folgendes zu erwarten, wenn er der Zoom-Recorder-Gebrauchsanweisung
folgt und die Mikrofone mit ±45° = 90° auf den Rand des Klangkörpers ausrichtet.
 
Koinzidenzmikrofon Alpha
 
Bei einem X/Y-Mikrofonsystem Niere/Niere erzeugt ein Achsenwinkel von
α = ±45° = 90° einen großen Aufnahmebereich von θmax = ±98° = 196°.
Bei einem X/Y-Mikrofonsystem Niere/Niere erzeugt ein Achsenwinkel von
α = ±60° = 120° einen etwas kleineren Aufnahmebereich von ±79° = 158°.
 
X/Y-Koinzidenz-Mikrofonsystem
Niere/Niere – Achsenwinkel
von α = ±45° = 90°.
Aufnahmebereich Achsenwinkel 90 Grad Das ergibt einen
Aufnahmebereich von
θmax = ±98° = 196°.
 
Welcher Anwender hat bei diesem beliebten X/Y-Mikrofonsystem
den großen Aufnahmebereich von ±98° = 196° vor Augen?
Von den Mikrofonherstellern wird dieses nie korrekt angegeben.
 
"Zoom H4n Audio Recorder - Achsenwinkel und Aufnahmebereich":
http://www.sengpielaudio.com/ZoomH4AudioRecorder.pdf
 
"Das unmögliche Hauptmikrofon für "Intensitäts"-Stereofonie mit dem kleinen Achsenwinkel von α = 90°":
http://www.sengpielaudio.com/DasUnmoeglicheHauptmikrofonFuerIntensitaet.pdf
 
"So wird das Stereomikrofon NT4 der Firma Røde erklärt":
http://www.sengpielaudio.com/DasStereomikrofonNT4.pdf

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