Was bedeutet Rauschen bei akustischen Messungen?

Jeder Messung unterliegt Rauschen, welches die Auswertung negativ beeinflusst. Beim Beamforming äußert sich das Rauschen der Messmikrofone beispielsweise durch eine Verringerung des Signal-Rausch-Abstandes (Dynamikbereich) und dem Auftreten von Scheinquellen.

Dabei können die Ursachen für das Rauschen sehr vielfältig sein:

Intern:

  • Elektrisches Rauschen (durch die Messkette selbst verursacht)
  • Thermisches Rauschen (durch Temperatureinflüsse)

Extern:

  • Allgemeine Hintergrundgeräusche am Messort
  • Reibung der Luftmoleküle an der Mikrofonmembran (bei Luftbewegung)

Das interne Rauschen lässt sich durch eine geeignete Wahl von Messkette und Mikrofonen hoher Qualität reduzieren, aber nie ganz vermeiden. Dies ist besonders bei Arrays zu beachten, bei denen das Mikrofonrauschen einen Kompromiss zwischen kostengünstigen Lösungen und gleichzeitig hoher Mikrofonanzahl darstellt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn MEMS-Mikrofone eingesetzt werden.

Durch die Verwendung von möglichst vielen Mikrofonen kann das Rauschen durch Mittelung reduziert werden. Dabei gilt die Regel, dass eine Verdoppelung der Mikrofonanzahl den Einfluss des Rauschens halbiert. Das durch Luftbewegung an der Mikrofonmembran erzeugte externe Rauschen spielt vor allem bei Beamforming-Messungen in Windkanälen oder im Freien bei Wind eine entscheidende Rolle. Dabei befindet sich das Mikrofonarray in oder am Rand von Strömungsbereichen wie bspw. Scherschichten oder Grenzschichten und wird durch entsprechende (Luft-)Turbulenzen beeinflusst.

Besuchen Sie auch die Website der von der GFaI e. V. veranstalteten Berliner Beamforming-Konferenz http://www.bebec.eu.