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SvenR

Messungen an Lautsprechern

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Hallo Meßfreaks,

 

ich habe einige Probleme mit den Messungen an meinem neuen Projekt.

 

Bisher habe ich die einzelnen Treiber immer von einem gemeinsamen Mikrostandpunkt aus gemessen, um alle Gehäuseeinflüsse gleichmäßig zu erfassen. Bei den letzten Messungen erhielt ich allerdings sehr starke Einbrüche im unteren Frequenzbereich (kleiner 200 Hz), die so gar nicht mit dem Meßschrieb des TT übereinstimmen wollten.

 

Problem ist sicher die relativ große Entfernung der Treiber auf der Schallwand, sodaß zu wenigstens einem Treiber immer mit großer Ausmitte gemessen wird..

 

Also habe ich die Treiber direkt gemessen (20..30 cm Abstand, 0,5*r vom Zentrum entfernt). Da ergaben sich völlig andere Meßwerte, die sicher dem Treiber näher kommen, aber untereinander keinen Bezug mehr haben (Abstrahlverhalten der Anordnung, SPL, etc.)

 

Wie mißt man denn nun richtig? x(

 

Um eine Frequenzweiche zu entwickeln, benötige ich ja Meßwerte, deren Pegeldifferenzen ich kenne, um Spannungsteiler, etc. abzustimmen.

 

Wenn mir jemand eine geeignete Verfahrensweise beschreiben oder mich auf geeignete Literatur verweisen könnte, wäre mir echt geholfen.

 

Bye

SvenR

 

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http://www.plauder-smilies.de/happy/xyxwave.gif Sven,

 

Deine erste Vorgehensweise (konstante Mikro-Position) war korrekt. Das Mikro positionierst Du in einem Meter Abstand von der Schallwand weg. Der wellige Schrieb unterhalb von 200 Hz ist nur interessant, wenn Du so tief trennen willst. Beträgt Deine Trennfrequenz aber ca. 600 Hz oder mehr - vergiss es einfach.

 

Grüße

Michael

 

http://www.audiocad.de/x_ac.gif

http://www.audiocad.de

 

 

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Hi

 

Schau Dir mal folgenden Link an:

 

http://www.amazon.de/exec/obidos/ASIN/3895...7613983-6580816

 

Ein Muß für jeden, der mit dem Gedanken spielt tiefer in die Lautsprechermeßtechnik einzusteigen. Ein Grundlagenwerk, welches jeder Besitzer eines Lautsprecher-Meßsystemes kennen sollte, um auch die Vorteil seines Messsystems zu kennen.

 

Gruß

 

Lurchi

 

PS. Dein Problem wird in diesem Buch abgehandelt.

 

 

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LETZTE BEARBEITUNG AM 05-Feb-2002 UM 15:58 (GMT)[p]Mahlzeit,

 

danke für den Hinweis. Hab mir das Buch gleich geordert. Hast du dich selbst mit dem Werk beschäftigt oder gibst du nur landläufige Meinungen wieder? ;-)

 

Ein weiteres Problem ist mir gestern bewußt geworden. Im DLSA lassen sich 2 Zeitmarken im Impuls-Zeit-Diagramm verschieben. Die hintere Marke dient (denke ich) zur Ausschaltung raumbedingter Beeinflußungen durch Reflektionen. Wie allerdings muß ich den setzen?

 

Meine theoretisch früheste Reflexion (Boden mit Teppich) käme nach 7 ms (Decke nach 12 ms). Den 2. Marker also bei 7 / 12 ms die FFT abbrechen lassen oder besser das gesamte Ausschwingen ohne Raumeinfluß erfassen (reflektionsarme Umgebung)?

 

Und was bedeutet der erste Marker? Er dient zur Begrenzung des FFT-Starts. Aber darf ich den überhaupt vom 0ms-Punkt im Diagramm verschieben (um Hintergrundgeräusche auszuschalten)? Wird durch eine Verschiebung nicht das Ergebnis der FFT beeinflußt?

 

 

Mit sachdienlichen Hinweisen wäre mir wirklich geholfen.

 

Servus

Sven

 

P.S. Welche Bücher hat D'Appolito eigentlich in Deutsch veröffentlicht? In der Deutschen Bücherei habe ich nur das eine gefunden...Kann das sein?

 

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Hallo SvenR

 

Bau dir einen Breitbänder in eine Holzkiste.

Mess dieses "Ding" in 1m Höhe und 1m Entfernung weit weg von Häusern... etc....

Du machst von dieser Messung, eine Differenzmessung in deinem "Hörraum" .

Diese Messung ist dann dein Bezugspunkt für alle weiteren.

 

Mehr als "Freifeld" geht nicht.

Aber Bücher kaufen, und dann noch lesen, kann nie schaden.

 

Gruss Walter

 

 

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Hallo SvenR,

 

Dein Problem bzw. Deine Fragen riechen schwer nach dem - wie das Herr Uibel mal genannt hat - "rtfm"-Problem = Read the fucking manual - Problem.

Ich arbeite auch mit dem Messsystem und denke schon dass die das Markerproblem im Manual beschrieben haben.

 

mfg

P.Krips

 

 

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Hello Krips,

 

ein Manual nicht zu lesen, gleicht der Idee, ein Auto ohne Führerschein fahren zu wollen. ;-)

 

In meinem DLSA Light Manual ist nur auf Seite 24 auf die Funktionsweise einer Quasi-Freifeldmessung verwiesen. Weiterhin wird erläutert, daß mit zunehmender Fourierdauer Tm die untere Grenzfrequenz der Transformation absinkt (war nicht anders zu erwarten). Mehr ist zur Funktionsweise nicht zu lesen.

 

Was ist nun aber mit dem "mystischen" Zeitpunkt t=0ms? Worauf bezieht der sich? Auf die Initialisierung des Impulses? Verschiebt man den Marker M1 (im Manual auf T1=+2,2ms) ergeben sich theoretisch andere Transformationsergebnisse als bei T1=0ms (gesetzt T2=+xms). Diese Sache verstehe ich nicht richtig. Warum ist der Marker M1 zu verschieben und welchen Zweck erfüllt er?

 

Vielleicht kannst du mich noch ein wenig aufklären, wenn du dieses Messystem auch benutzt. Dankbar wäre ich schon.

 

Servus (muß zur Arbeit x( )

Sven

 

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LETZTE BEARBEITUNG AM 06-Feb-2002 UM 10:56 (GMT)[p]Morgens SvenR,

 

Betr: rechte Zeitmarke.

 

Bei Messungen nicht im Freifeld - und wer hat das schon - fängt das Mikro ja irgendwann die erst Reflektion mit ein. Die ist dann irgendwo rechts in der ausschwingenden Flanke der Impulsantwort als "erneutes Aufbäumen" - so will ich es mal nennen - zu erkennen. (Kann natürlich auch weitere Folge-Reflektionen geben..)

 

Diese Stelle ist in gewisser Weise ähnlich zum Bereich direkt nach dem Hauptimpuls, aber meist nicht soooo identisch, daß man hier die Stellen direkt vergleichen kann. Immerhin ja aber leicht zu erkennen, weil die schon recht flache Flanke nun in irgendeiner Form wieder anfängt zu "krusseln".

 

Nun gibt es eben zwei Möglichkeiten: Die rechte Markierung nach links vor die erste Reflektion setzten und sie wird im Frequenzgang dann nicht erfaßt.

 

Aber: Dadurch sinkt auch die maximal mögliche untere darstellbare Frequenz und die Fequenzauflösung - also die Zwischenräume der Meßpunkte - werden größer!

 

Man kann also nur einen Kompromiß suchen: Hohe Frequenzauflösung durch hohe FFT-Größe und damit erfassen auch tiefer Frequenzen und dieses bei gleichzeitiger Miterfassung früher Reflektionen. Das eine bringt das andere mit sich.

 

Das Setzen der rechten Marke nach links verringert also die FFT-Größe und damit den unteren darstellbaren Frequenzbereich.

 

( Ich habe gerade Hobbybox V5 als Betatester bekommen und da ist die Abhängigkeit dieser Größen vom Setzten der Zeitmarken in einem Werte-Fenster extra dargestellt, das macht das Verstehen der Zusammenhänge wesentlich einfacher... und diese ganzen Sachen sind schon ziemlich kompliziert..finde ich jedenfalls.)

 

Aus FFT-Größe und Abtast-Frequenz läßt sich der Frequenz-Abstand der Meßpunkte, der auch der untersten meßbaren Frequenz entspricht,errechnen.

 

Blendet man alle Reflektionen aus, wird man feststellen, das es ziemlich mau aussieht mit der unteren meßbaren Frequenz. In üblichen Hörräumen werden das 200 - 300 Hz sein.

 

Abhilfe ist eben das Messen der TT mit sehr geringem Mic-Abstand und das Zusammenführen mit der HT-Kurve. Aber ob das sooo genau

funktioniert und nicht andere Probleme mit sich bringt, weis ich leider auch nicht. Bei Hobbybox V4 sehen solche zusammengesetzten Messungen denen einer Einzelmessung aber äußerst ähnlich, nur, daß die unteren Frequenzdarstellung eben besser ist.

 

Linke Zeitmarke:

 

Sollte eigentlich schon vom System halbwegs richtig platziert sein. Einfach mal manuell verschieben und die Veränderungen im Frequenzschrieb beobachten. Hier gibt es Zusammenhänge mit der

Signallaufzeit und dem Triggerwert, damit habe ich mich noch nicht sehr ausgiebig beschäftigt. Vielleicht sagt ein anderer Forumsteilnehmer dazu nochmal was - auch, sollte ich hier Bullsh.. verfaßt haben... ich lerne auch gern noch dazu..

 

Summa sumarum:

 

Trotz Mess-High-Tech bleibt scheinbar alles ein Kompromiss und jedes Meß-System erfordert doch einiges an Hintergrundwissen das man sich nach und nach draufpacken muß.

 

Grüße

 

om

 

 

 

 

 

 

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Hi

 

::: Hast du dich selbst mit dem Werk beschäftigt oder gibst du nur landläufige Meinungen wieder?:::

 

Na klar, habe mich damit beschäftigt.

Die Antwort und viele weitere Antworten findest Du in dem Buch "Lautsprecher -Messtechnik" PC -gestützte Analyse analoger Systeme von J.D' Appolito im Kapitel 4.4.3 Seite 167 und ff.

 

Als ich mein Messsystem DAAS3L von adm Weihnachten 94 neu hatte, war ich sehr erschüttert wie schlecht die Übertragungsqualität in einem Raum ist. Kammfiltereffekte, Resonanzen und so weiter führen zu einer nicht konstanten Schalldruckkurve, so dass ich zunächst nur die Nahefeldmessung durchführte um schöne Messkurven zu bekommen. Ich wollte doch auch so schöne Messkurven haben wie die Testzeitschriften.

Leider führte dies Vorgehen, dass der konstruierte Lautsprecher keinen Bass hatte. Die Box flog in die Ecke und versauerte. Ich war sauer, auf die "unnötige" Geldausgabe für das Messsystem, Simulationsprogramm und so weiter.

Der Baffle- Step war noch nicht von mir erkannt, beziehungsweise wolle ich nicht glauben, wie unkonstant eine Übertragungskurve eines Lautsprechers auf einer realen Schallwand ist. Ich glaubte noch an die Frequenzgangkurven der Hersteller. Ein Vergleich meiner Messdaten mit denen aus der Hifisound Datendank Nr. 8 lieferte praktisch keinen Unterschied. Die Messdaten der Hifisound- Daten , wurden auf einer großen DIN-Normschallwand gemessen. Es lag also kein Messfehler vor. Ich sah dies als Beweis an, dass die Nahefeldmessung stark einer Messung in einer unendlichen Schallwand entspricht.

 

Baust Du nun den Lautsprecher auf eine Schallwand, dann kannst du eine Nahefeldmessung durchführen, die der Abstrahlung in einem Halbraum(unendliche Schallwand, 2 PI-Raum, Halbkugelförmige Abstrahlung) entspricht. Vorteil, der Störabstand bei der Messung ist sehr hoch. Reflexionen, Resonanzen des Raums spielen keine Rolle. Nachteil die Messung entspricht nicht dem, was man dann an seinem Hörplatz hört und auch entsprechend misst, weil der Lautsprecher den Schall bei "tiefen" Frequenzen kugelförmig (4 PI-Raum) abstrahlt. Bei hohen Frequenzen (z.B. 1000 Hz) strahlt der Lautsprecher in den Halbraum , bedingt durch die Schallwand. Der Pegelunterschied zwischen kugelförmiger und halbkugelförmiger Abstrahlung liegt bei ca. schlappen 6 dB.

Ein weitere Nachteil der Nahemessung ist, dass bei höheren Frequenzen die Schallanteile das Mikro mit unterschiedlicher Phasenlagen erreicht, so dass Auslöschungen die Folge sind. Diese Auslöschungen (Pegeleinbrüche) kann man bei Fernfeldmessungen (damit meine ich die Messung (1m Entfernung) , die du bisher ab 300 Hz mittels FFT durchführst) nicht feststellen. Des weiteren kann man den Schalldruckanstieg, bedingt durch die Schallwand (4 PI geht langsam in 2 PI über, oder auch Baffle Step genannt), mit der Fernfeldmessung messen.

Also, was liegt näher am Glück, als beide Messarten miteinander zu verknüpfen. Hierbei nutzt man das Nahefeld für Frequenzen unterhalb von 300 Hz aus und das Fernfeld nutzt man oberhalb von 300 Hz. Dabei gehst man davon aus, dass die Fernfeldmessung den richtigen Pegel misst und setzt unterhalb der 300 Hz den Teil der Nahefeldmessung nahtlos an die Kurve der Fernfeldmessungen an. Somit hast du nun die komplette Schalldruckkurve, die der Freifeldmessung entspricht. Dies alles haben schlaue Leute schon nachgemessen und veröffentlich. Ich verfahre ebenso.

 

Komplett? Es fehlt doch noch der Schalldruck aus der Reflexöffung .... Die Frage steht doch bestimmt als nähtest an. Sie wird aber auch im angeführtem Buch erläutert.

 

Beispiel: Der SPL- Wert, normierter Schalldruck, eines 17 cm Basslautsprechers beträgt nach Norm, bei der Frequenz 1000 Hz, 90dB in einer Entfernung von 1 Meter, wenn an dem Lautsprecher eine Spannung von 2,828 V anliegt. Die 2,828V würden an einem realen Widerstand eine Wärmeleistung von 1 Watt erzeugen. Im Tieftonbereich liegt der erzielbare Pegel aber nur bei ca. 84 dB / 1m / 2,82V.

Dieser Effekt des Schalldruckanstiegs zu hohen Frequenzen bedingt durch die Schallwand, (ich wiederhohle mich gerne) muss man durch vergrößern der Tieftonspule (Filter) kompensieren, oder man nutzt einen zweiten Basslautsprecher, der den fehlen Schalldruck bei tiefen und mittleren Frequenzen liefert. Dann spricht man von einer 2,5 Wege Lautsprecher. Oder man hat dass Glück, dass die Loudnessfunktion des Verstärkers ebenfalls den Abfall kompensiert, oder man kompensiert den Baffle Step mittels aktiver Entzerrung, oder man baut die Lautsprecher auf eine sehr große Schallwand, die den Effekt nicht hat. Dies realisiert man, indem man eine neue Wand baut, die dann die alle Lautsprecher enthält. Befinden sich die Lautsprecher mindestens 1 Meter von reflektieren Gegenständen (nächste Wand, Boden, Decke, ...) entfernt, so stellt sich auch noch eine sehr gute Ortung der Signale ein. Der Lohn ist eine um 6 dB gesteigerte Kennempfindlichkeit des Lautsprechers und der maximale Schalldruck steigt ebenfalls um ca. 6 dB. So macht man aus einem realen 100 Watt Verstärker einen virtuellen 400 Watt Verstärker. Zusätzlich sind die Verzerrungen geringer bei gleicher Abhörlautstärke geringer, als bei einer "freistehenden" Box.

 

Die Oberfläche A einer Kugel errechnet sich nach folgender Gleichung:

 

A = 4 * Pi * r * r

 

mit r = Radius und Pi = 3,141519……….

Die Oberfläche einer Halbkugel errechnet nach folgender Gleichung:

 

A= 2 * Pi * r * r

 

Strahlt ein Basslautsprecher kolbenförmig tiefe Frequenzen ab, so erfolgt dies kugelförmig mit immer größer werdenden Radius. Siehe auch die Gleichung für die Oberfläche für eine Kugel. Befindet sich der Basslautsprecher auf einer "unendlichen" großen Schallwand erfolgt die Abstrahlung nur Halbkugelförmig. Da nun bei einer " 2 Pi-" (den Rest der Gleichung lässt man einfach weg) Abstrahlung die Schallleistung doppelt so groß ist wie bei einer "4 Pi - Abstrahlung", beträgt der Schalldruck auf einer unendlich großen Schallwand 6 dB mehr, als auf einer endlich kleinen Schallwand.

 

Will man eine kugelförmige Abstrahlung für die Mittel- und Hochtonbereich haben?

 

Das erreicht man, wenn die Schallwand und der abstrahlende Lautsprecher unendlich klein wären, oder 2 Lautsprecher auf einer Schallwand, die einmal nach vorn und nach hinten abstrahlen.

Da der erste Fall nicht realisierbar ist, liegt normalerweise eine halbkugelförmige Abstrahlung unter 8-10kHz vor, wenn der Lautsprecher auf einer unendlichen Schallwand eingebaut ist. Auch auf einer schmalen Schallwand erfolgt für hohe Frequenzen eine 2 PI Abstrahlung. Oberhalb von 8kHz beginnt die Bündelung und die Abstrahlung beträgt noch eine kleinere Fläche und bricht in Keulen auf. Diese Ausführung beschreibt nur grob das Verhalten bei Kalottenhochtönern. Hierbei sind Abweichungen nach oben und nach unten möglich. Dabei spielt die Stabilität der Membran und deren Masse die Hauptrolle.

Zu den mittleren Frequenzen (2, 3, 4 kHz) spielt die Schallwand wieder eine Hautrolle nach dem Chassis, wenn es um Linearität geht . Ist sie zu klein gewählt, so ergeben sich axial gemessen im Schalldruckverlauf, Einbrüche. Diese sind dann unter einem Winkel von z.B. 30 Grad nicht mehr zu messen. Schau doch mal in die HH 4/2000 Seite 37. Hier erkennt man den kritischen Bereich zwischen 2-5 kHz. Hätte man eine Schallwand gewählt, die größer wäre, würde das Problem in dem Bereich, wo der Menschen am empfindlistend hört, nicht auftreten, sondern in einem anderem nicht so kritischem Bereich. Um das Problem zu lösen, wird vorgeschlagen eine asymmetrische Platzierung der Lautsprecher auf der Schallwand zu wählen. Eine Restwelligkeit bleibt aber übrig, die tolerierbar ist. Vergleiche hierzu die Veröffentlichung Schallwandeinflüsse in K & T 3/92 Seite 30- 34, sie ist lesenswert. Eine zu schmale Schallwand ist nicht eine Voraussetzung für guten Klang. Sie führt häufig zu Problemen. Wenn eine Box, die schmal ist, und trotzdem gut klingt, dann liegt es an der gekonnten Abstimmung der Weiche und der Wahl der Lautsprecher und nicht an er schmalen Schallwand.

 

Nehmen wir nun einen Lautsprecher auf einer realen Schallwand und nähern wir uns der Wand. Für einige Frequenzen wird eine Schalladdition vorliegen, aber auch für andere Frequenzen erfolgt eine Subtraktion. Kammfiltereffekte sind die Folge. Zugleich entstehen Phantomschallquellen an der reflektierenden Wand. Die Ortungen von Schallquellen wird dadurch erheblich reduzieren. Ein "verwaschenes breites" Klangbild entsteht. Also ein nahe rücken eines Lautsprechers hat mehr Nachteile als Vorteile.

 

:::Welche Bücher hat D'Appolito eigentlich in Deutsch veröffentlicht? In der Deutschen Bücherei habe ich nur das eine gefunden...Kann das sein?:::

 

Ja.

 

Gruß

 

Lurchi

 

PS. In dem Buch wird nicht nur die reine Messtechnik beschrieben, sondern es wird an sehr vielen Beispielen, Messungen gezeigt, was Sache ist und dass ist eigentlich das lesenswerte.

 

PPS. DLSA kenne ich nicht.

 

 

 

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Mahlzeit Lurchi,

 

wieso kommen mir deine eingangs erfolgten Schilderungen so bekannt vor? Ich habe den D'Appolito heute erhalten und bin wirklich überrascht, wie detailliert und fundiert an die verschiedenen Probleme herangegangen wird.

 

Allerdings hapert es bei mir noch gehörig an den Grundlagen der Elektrotechnik und der Wellenlehre; wird einiges an Aufwand erfordern, diese Wissenslücken zu schließen.

 

Bye

Sven

 

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Hallo Lurchi,

 

Super Beitrag!

Ich hab uebrigens mein DAAS3L fast zur selben Zeit gekauft.

Meine 'Entwicklung' sah ganz aehnlich aus. Mittlerweile bin ich auf DAAS32 umgstiegen und hab mir ein besseres Messmikro zugelegt (ECM-8000). Das orginal DAAS Messmikro hatte einen saftigen Hochtonanstieg (2..3dB). Hab mich immer gewundert dass liear abgestimmte LS fuer mich immer zu dumpf klangen... Meine Messkarte unterstuetzt leider noch nicht den Mode mit dem bis 30kHz gemessen werden kann.

Der Umstieg auf DAAS32 hat sich voll gelohnt. Zwar im wesentlichen gleiche Messmoeglichkeiten aber wesentlich bessere Benutzeroberflaeche, zumal das DAAS3L ein DOS Programm ist und sehr stark flimmert.

Ich benutze haeufig nur den Spektrumanalyser z.B. um Saugkreise abzustimmen oder um schnell die Ergebnisse einer Weichenaenderung zu sehen.

Das Zusammenfuegen von Nahfeld und Fernfeld Messungen hab ich mir bis jetzt noch nicht angetan.

 

Bis dann

Klaus

 

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Hallo Klaus, Lurchi & Co!

 

Könnt Ihr mir ein Messmikro empfehlen?

Gibt es außer dem EC-8000 noch andere in dieser Preisklasse?

 

Es grüßt ein sich trotz Karneval lieber in Foren 'rumtreibender Kölner!

 

Chris

 

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Hi Klaus,

 

verrätst Du mal, wie Du das ECM-8000 an das DAAS angeschlossen hast?

 

Es soll doch eine Phantom-Spannung von 15 - 48 Volt bekommen, das DAAS hat aber nur 8 Volt.

 

Verwendest Du eine separate Stromversorgung für das ECM..?

Oder kann man es auch mit 8V betreiben?

 

( Habe nämlich keine Ahnung wie sich eine evtl. zu kleine Phantomspannung auf die Mikrofon-Parameter auswirkt..)

 

Vielen Dank für einen Tip!!

Grüße

om

 

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Hallo om,

 

Ich benutze den nicht ganz billigen Vorverstaerker MPA-1002 von speaker-online. Nachteil ist dass eine eventuell vorhandene kalibrierung DAAS/Mikrofon verloren geht. Das ist fuer mich allerdings kein Problem da ich eigentlich keine absolut (SPL) Messungen brauche.

 

Bis dann

Klaus

 

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Hallo,

 

ich suche ein Messsystem und bin hier auf diesen Thread gestossen. Das von Dir empfohlene Buch ist vom Elektor Verlag. Ich weiss aus eigener Erfahrung, dass man hier vorsichtig sein muss. Ist das Buch wirklich für die Praxis empfehlenswert?

 

 

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