Richtcharakteristik

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Die Richtcharakteristik beschreibt, wie ein Mikrofon oder Lautsprecher Schall in verschiedene Richtungen abstrahlt oder aufnimmt. Sie ist eng verwandt mit dem Frequenzgang, jedoch räumlich aufgelöst.

1. Richtungsfaktor

Der Richtungsfaktor vergleicht die Empfindlichkeit in einer bestimmten Richtung (θ,φ)(\theta, \varphi) mit der Empfindlichkeit in der Hauptrichtung (0°,0°)(0°, 0°).

Γ(f,θ,φ)=U(f,θ,φ)U(f,θ=0,φ=0)\Gamma(f, \theta, \varphi)=\frac{U(f, \theta, \varphi)}{U(f, \theta=0, \varphi=0)}
  • Γ=1\Gamma = 1: Gleiche Empfindlichkeit in alle Richtungen (Kugelcharakteristik)
  • Γ>1\Gamma > 1: Höhere Empfindlichkeit in Hauptrichtung (Bündelung)
  • Γ<1\Gamma < 1: Niedrigere Empfindlichkeit in Hauptrichtung

2. Richtungsmaß

Das Richtungsmaß gibt die Richtungsabhängigkeit in Dezibel an, also einfach der Richtungsfaktor in dB.

G(f,θ,φ)=20lgΓ(f,θ,φ)G(f, \theta, \varphi)=20 \lg \Gamma(f, \theta, \varphi)

3. Bündelungsgrad

Der Bündelungsgrad vergleicht die Hauptkeule (M0M_0) mit der diffusen Komponente (MdiffM_{diff}).

Die Hauptkeule bezeichnet den Bereich, in dem das Mikrofon oder der Lautsprecher am empfindlichsten ist, also die Hauptrichtung der Schallaufnahme oder -abstrahlung. MM steht dabei für die gemittelte Empfindlichkeit (Mittelwert) in einer bestimmten Richtung: M0M_0 ist der Mittelwert in der Hauptkeule, MdiffM_{diff} der Mittelwert im diffusen Schallfeld.

Mdiff2(f)=14πr20π02πΓ2(f,θ,φ)M02(f)dAM_{\mathrm{diff}}^2(f)=\frac{1}{4 \pi r^2} \int_0^\pi \int_0^{2 \pi} \Gamma^2(f, \theta, \varphi) M_0^2(f) \mathrm{d} A

Der Bündelungsgrad beschreibt, wie stark der Schall in eine Hauptrichtung gebündelt ist.

γ(f)=M02(f)Mdiff2(f)\gamma(f)=\frac{M_0^2(f)}{M_{\mathrm{diff}}^2(f)}
  • γ=1\gamma = 1: Keine Bündelung (Kugelcharakteristik)
  • γ>1\gamma > 1: Bündelung vorhanden
  • γ>>1\gamma >> 1: Starke Bündelung (Richtmikrofon)

4. Bündelungsmaß

d(f)=20lgM0(f)Mdiff(f)=10lgγ(f)d(f)=20 \lg \frac{M_0(f)}{M_{\mathrm{diff}}(f)}=10 \lg \gamma(f)

Das Bündelungsmaß gibt die Bündelung in Dezibel an. Es ist ein Maß für die Richtwirkung eines Mikrofons oder Lautsprechers.

5. Random Energy Efficiency

REE(f)=1γ(f)R E E(f)=\frac{1}{\gamma(f)}

Die REE beschreibt, wie effizient ein Mikrofon diffuse Schallfelder aufnimmt. Sie ist der Kehrwert des Bündelungsgrads.

  • REE=1REE = 1: Maximale Effizienz für diffuse Felder
  • REE<1REE < 1: Reduzierte Effizienz für diffuse Felder

6. Isobaren Darstellung

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7. Beispiele

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