Was bedeutet das Spektrogramm in Lautsprechermessungen?

Spektrogramm der F1-812
Spektrogramm der F1-812 im Fullrange-Modus (Bild: Anselm Goertz)

Das Spektrogramm liefert wichtige Zusatzinformationen zum Frequenzgang, ob z. B. Einbrüche im Verlauf ihre Ursache in Resonanzen haben. Für die Berechnung des Spektrogramms wird ein kurzes Zeitfenster über die Impulsantwort geschoben und Schritt für Schritt via FFT in den Frequenzbereich transformiert. Entsprechend diesen Schritten im Zeitbereich werden dann die Frequenzgänge nebeneinander aufgetragen. Der Pegel wird dazu über die Farbe dargestellt. Mögliche Resonanzen sind dann im Spektrogramm als Ausläufer über der Zeitachse gut zu erkennen. Transformiert man die komplette Impulsantwort in ihrer ganzen Länge als einen Block in den Frequenzbereich, dann erhält man den „normalen“ Frequenzgang, woraus sich dann aber nicht erkennen lässt, ob bestimmte Frequenzanteile aus einer lange nachschwingenden Resonanz hervorgehen oder zeitlich konzentriert auftreten.

sich verschiebendes Fenster über der Impulsantwort
Ableitung des Spektrogramms über ein zeitlich sich verschiebendes Fenster über der Impulsantwort (Bild: Anselm Goertz)

Beim Spektrogramm der F1-812 wurde ein 85 ms langes Fenster in kleinen Schritten zu 20,8 μs von 0 ms an beginnend bis 20 ms (jeweils Beginn des Zeitfensters) über die Impulsantwort geschoben. Der Schwerpunkt der Impulsantwort liegt bei 5 ms. Sind bestimmte Frequenzanteile auch spät noch in der Impulsantwort enthalten, dann treten diese als Ausläufer im Spektrogramm auf. Für die von PRODUCTION PARTNER getestete Bose F1-812 ist das beispielsweise bei einigen schmalen Resonanzen zu erkennen und ganz ausgeprägt zwischen 50 und 100 Hz. Letzteres ist das Nachschwingen des Bassreflexresonators in Kombination mit dem elektrischen Hochpassfilter am unteren Ende des Frequenzbereiches und prinzipbedingt nicht zu vermeiden. Die kleineren Resonanzen bei den höheren Frequenzen sind weiter nicht von Bedeutung. Speziell für Breitbandtreiber ist das Ergebnis so als sehr gut zu bewerten. Bei den wenigen kleinen Resonanzen dürfte es schon schwer fallen noch die Ursachen auszumachen, ob diese nun im Treiber oder z. B. im Gitter vor den Membranen liegen.

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