Abstract

For the measurement of sound power levels according to ISO 3744 using a comparative method, a reference sound source with a known sound power level is required. As part of a preceding project, such a source, designed as a loudspeaker system, has been developed. Compared to conventional radial fans, this design offers the possibility of adapting the emitted sound to match the sound of the sound-emitting object to be measured. In this project, the components are first designed using a 3D CAD program. Then a prototype is constructed from MDF and 3D-printed parts. The loudspeaker system consists of three woofers, arranged in a tetrahedral configuration to achieve sufficient sound power levels at low frequencies, and an integrated inverse horn speaker that provides omnidirectional radiation at high frequencies. A passive crossover is designed to distribute the input signal to the drivers. Additionally, various attachments for the inverse horn are fabricated to improve its omnidirectional directivity. To verify the compliance of the loudspeaker system with ISO 6926, which specifies the requirements for such a source, acoustic measurements are performed. Based on these measurements, parameters are calculated to assess whether the loudspeaker system meets the requirements for temporal stability, spectral properties, and directivity. The results demonstrate that the designed reference loudspeaker, with certain attachments, fulfils all normative requirements. Future measurements in a Class 1 precision room can further refine these results.

Kurzfassung

Für die Messung von Schallleistungspegeln nach ISO 3744 mit einem vergleichenden Verfah-ren ist eine Referenzschallquelle erforderlich, deren Schallleistungspegel bekannt ist. Im Zuge einer vorangehenden Arbeit wurde eine solche Quelle, ausgeführt als Lautsprechersystem, entworfen. Diese bietet gegenüber den handelsüblichen Radiallüftern den Vorteil, dass das abgestrahlte Geräusch an jenes des zu vermessenden schallabstrahlenden Objektes angepasst werden kann. Im Zuge dieser Arbeit werden zunächst die Bauteile in einem 3D-CAD-Programm entworfen und anschließend wird ein Prototyp aus MDF und 3D-gedruckten Teilen gefertigt. Das Laut-sprechersystem besteht aus drei tetraederförmig angeordneten Tieftontreibern für einen angemessenen Pegel bei tiefen Frequenzen, und einem darin eingebauten inversen Hornlautsprecher, der eine ungerichtete Abstrahlung bei hohen Frequenzen bietet. Um das Eingangssignal auf die Treiber aufzuteilen, wird eine Frequenzweiche entworfen. Zusätzlich werden Aufsätze für das Horn gefertigt, die die omnidirektionale Richtwirkung verbessern. Zur Überprüfung der Konformität des Lautsprechersystems mit der Norm ISO 6926, welche die Anforderungen an eine solche Quelle festlegt, werden akustische Messungen durchgeführt. Anhand dieser Messdaten werden Größen errechnet, die Aufschluss darüber geben, ob die Quelle die Anforderungen hinsichtlich zeitlicher Stabilität, spektraler Eigenschaften und Richtwirkung erfüllt. Die Ergebnisse zeigen, dass der entworfene Referenzlautsprecher mit bestimmten Aufsätzen alle normativen Anforderungen erfüllt. Zukünftige Messungen in einem Raum der Genauigkeitsklasse 1 können diese Resultate weiter präzisieren.

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