Tom's Hardware intern: So testen wir Lautsprecher, Kopfhörer und Geräuschemissionen

So testen wir Lautsprecher, Kopfhörer und Headsets - I

Wie wir Lautsprecher testen

Betrachten wir zunächst die verwendete Hardware, bevor wir auf die Besonderheiten der Lautsprechermessung eingehen werden:

Testsystem und Hardware
Mikrofone:
- NTI Audio M2211 (Leihgerät)
- Behringer ECM-8000 (mit Kalibrierungsdatei)
Hardware:- Steinberg UR12 (mit Phantomspeisung für die Mikrofone)
- Creative X7 (analoger Ausgang für aktive Systeme oder als Verstärker für passive Boxen)
- Passiv-PC und Monitor (beides aus DC-Netz gespeist)
Software:Arta
Messraum:
eigener reflexionsarmer Messraum, 3,5 x 1,8 x 2,2 m (LxTxH)
Messungen:- Nahfeld (0-12 cm, überwiegend Bluetooth-Lautsprecher)
- angenäherte Freifeldmessung (ab 1 m)
- um 15°/25° gedrehte seitliche Messung
Ausgabewert:
Quasi-Freifeldfrequenzgang

Man muss den Leser sicherlich nicht mit Details wie Nahfeld, Fernfeld, Freifeld oder Diffusfeld quälen, wenn es den meisten doch nur um das Endergebnis geht, aber ein klein wenig Verständnis für die Komplexität muss man schon mitbringen, um sich später nicht zu wundern, warum ein Lautsprecher in den heimischen Wänden plötzlich nicht mehr so gut "klingt", wie er eben gerade noch vermessen wurde (siehe Seite 2).

Das von uns publizierte Ergebnis ist fast immer eine angenäherte Freifeldmessung ín einem größeren Abstand, wobei wir gleich noch auf gewisse Handicaps eingehen müssen.

NahfeldmessungNahfeldmessung

Wichtig bei einer Quasi-Freifeldmessung ist die Umgebung, was uns auch dazu veranlasst hatte, nach dem am besten geeigneten Aufsteller für die zu messenden Lautsprecher zu suchen. Die von uns dazu verwendeten Blöcke sind akustisch annähernd neutral und kommen dem angestrebten Ideal bereits sehr nah - viel besser geht es im semi-professionellen Bereich wohl kaum.

In Ausnahmefällen - beispielsweise bei sehr kleinen Bluetooth-Lautsprechern - legen wir zusätzlich noch eine dünne Schaumstoffmatte zwischen Box und Aufsteller. Bei Lautsprechern mit rückseitigem Bassreflexrohr erweitern wir den Abstand zwischen Box und Wand auf über einen Meter.

FreifeldmessungFreifeldmessung

Doch wir wollen uns nicht anmaßen, in unserem Fall von wirklich professionellen Freifeldmessungen zu sprechen. Die untere Grundfrequenz - also der Bereich, ab dem man von einer echten, unbeeinflussten Freifeldmessung ausgehen kann - liegt dafür viel zu hoch. Das Gleiche gilt auch für das Modenproblem mit Überspitzungen, aber das würde an dieser Stelle sicher etwas zu weit führen. Man kann dies jedoch in gewissem Rahmen über Kalibrierungdateien ausgleichen, indem man den Raum mit dem Equipment und Referenz-Hardware vermisst und diese ausgewerteten Abweichungen dann später den Messungen mit zugrunde legt.

Neben den üblichen Frontalmessungen ist natürlich auch interessant, wie sich der Standort des Hörers zur Quelle auf den messbaren Frequenzgang auswirkt. Viele Lautsprecher benutzen bei den Hochtönern einen sogenannten Wave-Guide, um das Abstrahlverhalten deutlich zu verbreitern, da vor allem die hohen Töne sehr direkt nach vorn abgestrahlt werden und man seitlich versetzt sonst meist ein "dumpferes" Hörerlebnis verzeichnen muss. Hier entscheiden aber vor allem die Qualität der eingesetzten Hochtöner sowie die Bauform der Box über das Ergebnis.

15° Rotation, was taugt der Waveguide?15° Rotation, was taugt der Waveguide?

Alle Mikrofone sind "eingespielt" und werden vor der Messung auch ausreichend temperiert (Leihgerät).

Kopfhörer- und Headset-Tests: Was ist ein Kunstkopf?

Bei Kopfhörern und Headsets gestaltet sich die Messumgebung etwas komplexer. Dabei spielen Sitz der Ohrmuscheln, deren Abschluss sowie die Entfernung zwischen Schallquelle und Mikrophon (und dessen Richtcharakteristik) eine große Rolle.

Dies einigermaßen repräsentativ zu messen ist recht kompliziert, weshalb wir für diesen Test auf einen selbstgebauten Kunstkopf für Stereoaufnahmen zurückgreifen, der den menschlichen Kopf nachbildet. Im Inneren der Hörmuscheln haben wir die Mikrofone eingelassen.

Zum Einsatz kommen dafür neben einem aus wachsartiger Plastik gegossenen Kopf zwei Shure Beta 181 C, die wir somit etwas zweckentfremdet haben. Der recht lineare Frequenzverlauf dieser Mikrofonkapseln überzeugt immer wieder bei Raumklangaufnahmen, auch wenn diese kleinen Mikrofone ursprünglich für reine Instrumentenaufnahmen gedacht waren.

Ideal sind die verzerrungsfrei aufnehmbaren hohen Pegel, was unserer Messabsicht sehr entgegenkommt. Für die nötigen Korrekturen dient am Ende  ein Kalibrierungsprotokoll, das wir uns erstellen ließen.

Wir möchten an dieser Stelle darauf hinweisen, dass unsere Messungen von Lautsprechern, Kopfhörern und Headsets unseren derzeitigen technischen Möglichkeiten geschuldet maximal semi-professionellen Charakter haben.

Für eine möglichst objektive Beurteilung der Testobjekte reichen diese Werte zwar allemal, sind aber dennoch nicht mit den Ergebnissen hochprofessioneller, noch einmal deutlich teurerer Einrichtungen großer Hersteller und Testlabore gleichzusetzen.

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39 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Tesetilaro
    das mit dem Lastenaufzug ist ja mal ne geile Idee, danke an alle Beteiligten!!!
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  • FormatC
    Etwas schräg das Ganze, aber es funktioniert besser als erwartet :)
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  • quixx
    Schlecht nur, dass gerade im teuren Bereich der tiefen Töne die Raumdiagonale eine entscheidende Rolle spielt.

    Der größte reflexionsarme Raum war mal an der TUM, 8m. Ganz Europa wollte da messen.

    Vorteil von Raum in Raum kann man bei diesen Messungen durch mehr Pegel auch haben. Schließlich geht es ja um lineare Systeme.

    Für Bassmessungen wäre wohl bässer gewesen, die Kabine abzubauen und die Schachtlänge zu bedämpfen. Im ersten Stock ein begehbares Gitter einziehen und dort den Versuch abhalten.

    So ist es mehr ein Übungsraum für eine kleine aber laute Combo.
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  • Tesetilaro
    ich finde es immer extrem befremdlich sich in so einem raum bei geschlossener Tür mal zu unterhalten - das ist sooo strange...
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  • FormatC
    Quasi-Freifeld kann man für viele Lautsprecher auch durch gestaffelte Messungen und die Eingabe von jeder Menge Parametern mit Arta erhalten, vor allem eben wegen des Basses. Nur schrieb ichs ja auch im Artikel, dass bei unseren Messungen der normale PC-Audio-Nutzer und nicht die Goldohren samt 1000 Euro++ Standboxen im Blickpunkt stehen. Schacht verlängern ginge auch nicht, es ist noch genau eine Etage drüber. Und da ist alles bereits verstopft und abgedichtet :D

    Das Referenzsystem sah eigentlich bei den Messungen wirklich recht gut aus, wobei alles unterhalb 32 Hz dann wirklich schon zum Rätselraten wird. Da hilft meist nur die Abstandsberechnung unter Berücksichtigung des Membrandurchmessers. Ich habe mittlerweile für verschiedene Pegel auch spezielle Kalibrierungsdateien, da sind schon einige Korrekturen nötig. Ich bekomme in der Diagonalen eben nur ca. 3.8 m hin und es ist leider auch kein Quader. :(

    Aber: es war noch nie so easy, Grafikkarten und Gedöns sauber zu messen, schon allein deshalb hat es sich gelohnt. :)

    Zitat:
    Ich finde es immer extrem befremdlich sich in so einem raum bei geschlossener Tür mal zu unterhalten

    Ich habe ja zeitweise mit geschlossen Türen gearbeitet, da hatte ich immer eine kleine Box mit drin (samt motivierender Musik). Ohne bekommt man echt eine Vollmeise
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  • Gnubbel
    Zitat:
    Wenn es nachts leise ist (und nur dann messen wir), sind Werte von 20 dB(A) und niedriger kein Hexenwerk. Warum


    Ich frag mich wozu man den ganzen Aufwand betreibt, wenn man dann am Ende ein 50 € "Schrott-Mikrofon", das vermutlich ein Grundrauschen von an die 30 dBA hat, einsetzt.

    Wie ihr damit unter 20 dBA kommen wollt....
    Muss wohl doch Hexenwerk sein.
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  • quixx
    Gegen das befremdliche Gefühl hilft Mikro von der Decke und Signal in Hall-Spirale einschicken. :D
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  • MyRunner
    Zitat:

    Ich habe ja zeitweise mit geschlossen Türen gearbeitet, da hatte ich immer eine kleine Box mit drin (samt motivierender Musik). Ohne bekommt man echt eine Vollmeise


    Kann man mal vorbeikommen, dass zu testen? ;) Ich kann mir das so echt nicht vorstellen, wie das sein soll. *gruebel*
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  • acidrecords
    von welchem hersteller sind - welche bezeichnung haben denn diese "geflecht-teile" auf welchen die zu messenden pcs etc. aufgestellt werden?
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  • Tesetilaro
    Anonymous sagte:
    Zitat:

    Ich habe ja zeitweise mit geschlossen Türen gearbeitet, da hatte ich immer eine kleine Box mit drin (samt motivierender Musik). Ohne bekommt man echt eine Vollmeise


    Kann man mal vorbeikommen, dass zu testen? ;) Ich kann mir das so echt nicht vorstellen, wie das sein soll. *gruebel*


    es ist echt krass, weil man die gewohnten refektionen einfach nicht hat... der raum fühlt sich einfach akkustisch falsch an - gerade weil ja auch das ständige hintergrrundrauschen nicht haat, welches ja vom hörn augeblendet wird... es fühlt sich alles irgendwie dumpf an...
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  • FormatC
    @acidrecords:
    Das sind spezielle Bauelemente aus dem Kläranlagenbau - nenne es zweckentfremdete Crossover-Benutzung. Ich kenne einige Leute, die so etwas (oder ähnliches) schon verwendet haben. Die Dinger sind wirklich gut, da in gewissem Rahmen flexibel und trotzdem belastbar. Vibrieren kann auch nichts. Ich kann aber gern mal die Typbezeichnung anfragen. :)

    @Tesetilaro:
    Wenn man redet, hat man das Gefühl, man bekommt keine Luft und weiß auch nicht, wo vorn und hinten ist. Licht aus und man meint, nicht mehr atmen zu können.
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  • acidrecords
    ja, bitte um die genaue bezeichnung könnt ich gut gebrauchen.
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  • FormatC
    Das sind spezielle Geosynthetics, ich hoffe ich vergesse es morgen nicht. Sonst notfalls noch eine PN als Erinnerung :)
    Die einzelnen Röhren kann man auch noch mit Schaumstoffstreifen bestücken, dann ist es perfekt.
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  • acidrecords
    super danke.
    sind es eigentlich einzelne blöcke wie am bild oder wird das material als "schlauch" geliefert zum selber zusammenkleben?
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  • alterSack66
    Bei uns in der Arbeit haben se vor paar Monaten neuen Boden verklebt. Der stinkt immer noch. Habt ihr Atemschutzmasken oder wie habt ihr den Aufzug gelüftet?
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  • FormatC
    Anonymous sagte:
    Ich frag mich wozu man den ganzen Aufwand betreibt, wenn man dann am Ende ein 50 € "Schrott-Mikrofon", das vermutlich ein Grundrauschen von an die 30 dBA hat, einsetzt. Wie ihr damit unter 20 dBA kommen wollt.... Muss wohl doch Hexenwerk sein.


    Ich kann auch zitieren:
    Zitat:
    Mikrofone: - NTI Audio M2211 (Leihgerät) - Behringer ECM-8000 (mit Kalibrierungsdatei)

    Und das von Dir bemängelte "Schrott"-Mikrofon wird von sehr vielen Profis auch zum Einmessen großer PA-Anlagen genutzt, ist also eine Art "Geheimtipp", solange man über Kalibrierungsdateien verfügt. Da rauscht NICHTS mit 30 dBA. Der eingesetzte Mikrofonverstärker hat ebenfalls ein recht geringes Eigenrauschen, so dass das Ganze recht solide funktioniert. Teuer kann übrigens genauso Schrott sein wie billig, was wir beim Test mehrerer, deutlich teurerer Mikros feststellen durften. Unser Gerät ist jedenfalls ein Glücksgriff, denn es ist sogar ausgesprochen linear. Die scheinen nur deshalb so günstig zu sein, weil die Serienstreuung sehr hoch ist und die keiner selektiert, bzw. Kalibrierungsdateien mitliefern möchte. Genau das aber macht am Ende den Preisunterschied aus, nicht die eingesetzte Elektronik. Lieber zahle ich dreistellig fürs Kalibrieren und Einmessen, als vermeintlich imageträchtige Hardware zu erwerben, bei der dann am Ende die gleichen oder noch höhere Kosten fällig werden. Die verbauten Kapseln des OEM sind auch in zig anderen Modellen verbaut und man zahlt wirklich für Brand und Vorabselektion dreistellige Beträge, um dann am Ende trotzdem nur das Gleiche zu erhalten. Solltes Du als Profi eigentlich wissen.

    Ansonsten hier weiterlesen:
    http://www.thomann.de/de/behringer_ecm_8000_reviews.htm

    Überheblichkeit, nur wegen eines vermeintlich niedrigen Preises, steht niemandem gut zu Gesicht. Und wie es auch auf Seite 3 steht - für Audiomessungen hochwertigerer Geräte nehme ich das NTI. Oder rauscht das auch mit 30dBA?
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  • kermit_nc
    Vielen Dank FormatC. Ich wollte dass schon kommentieren aber habe es gelassen.
    Jedes Mikro hat seinen Anwendungsbereich und so auch das Behringer.
    Dieses Rauscht zwar auf einem Niveau dass eine Anwendung im Zeitbereich (z.B. Aufnahme einer Stimme) weniger geeignet ist aber dafür sehr linear mit großem Arbeitsbereich. Die Messungen finden aber im Frequenzbereich statt, wo durch die DFT (FFT) ein stochastisches Rauschen nicht ins Gewicht fällt (jede Verdoppelung -3dB durch Integrationsgewinn) 1k FFT --> 30dB.
    Mehr zu diesem Thema: http://www.sengpielaudio.com/
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  • FormatC
    Endlich mal einer, der Ahnung hat. Ein Messmikrofon heißt nun mal so wie es tut, zweckmäßig eben.

    Ich habe hier eine nette Sammlung von diversen Mics, bis hin zur guten Studio-Großmembran für Vocals und ein hornaltes Neumann (Gefell) - nicht eines ist auch nur annähernd geeignet, dem 50€-Messmikrofon den Rang abzulaufen. :)
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  • Gnubbel
    Ahnung haben immer nur die, die mit der eigenen Meinung übereinstimmen...

    Eure ganzen Ausführungen hättet ihr euch sparen können, denn sie gehen an meinem Post vorbei. Es geht darum, dass FormatC mit diesem Micro einen Geräuschpegel von 20 dBA gemessen haben will und das geht einfach nicht.

    Ist ja super das Profis das Mic benutzen zum Einmessen von PA Anlagen. Nur spielt da das Grundrauschen bei der Lautstärke eben auch keine Rolle, wie Kermit richtig anmerkt. Nur ist das auch am Thema vorbei.

    Es geht um Lautstärke! Und dazu taugt das Behringer ECM-8000 nun mal kein Stück, weil es ein viel zu starkes Eigenrauschen hat. Der wohl einzige Grund wieso dieses Teil ständig benutzt wird, ist weil es ein 1/2 Zoll Gehäuse hat so das gängige Kalibratoren drauf passen.

    Dass du jetzt im Nachhinein noch ein "NTI Leihgerät" hast, schön....
    Als ich meinen Kommentar geschrieben habe, stand das definitiv nicht so im Artikel. Es wurde nachträglich eingefügt. Auf dem Bild ist es auch nicht zu sehen.

    Ich kenne die Geräte von NTI Audio. Und zwar das gesamte Programm mit XL2 Analyzer usw.

    Das M2211 ist immer noch nicht wirklich ausreichend für eine gescheite dBA Messung von sehr leisen Geräten. Schon gar nicht wenn man sonst so einen Aufwand betreibt.

    Einfach mal die Technischen Daten des M2211 anschauen

    http://www.nti-audio.com/Portals/0/data/en/Measurement-Microphones-Specifications.pdf
    http://www.akustiktest.de/pdf/NTI-XL2-NTI-Audio-SPEZIFIKATIONEN.pdf
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  • FormatC
    Zitat:
    Dass du jetzt im Nachhinein noch ein "NTI Leihgerät" hast, schön....
    Als ich meinen Kommentar geschrieben habe, stand das definitiv nicht so im Artikel. Es wurde nachträglich eingefügt. Auf dem Bild ist es auch nicht zu sehen.


    Das NTI stand, seit ich den Artikel geschrieben habe und noch bevor er veröffentlicht wurde, schon immer auf Seite 3. Wenn Du nicht lesen kannst (oder willst), ist es nicht mein Problem. Nur mir im Nachhinein zu unterstellen, ich hätte es erst später eingefügt, ist geradezu absurd und reichlich albern. Da hier einige Leute Korrektur lesen, wäre sowas auch intern aufgefallen :)

    Das Leiseste, was wir an Hardware bisher praxisrelevant messen konnten, waren reichlich 25 dBA. Den gleichen Wert, wie eine vergleichende Messung in einem anderen Messraum. Dafür reicht auch das Behringer locker, denn die Abstände sind recht gering (50 cm).

    Im Übrigen verweise ich auch noch auf die vielen, immer wieder auftauchenden Kästchen, in denen wir definitiv keinen Anspruch auf professionelle Messergebnisse erheben. Es ist und bliebt im semi-professionellen Bereich. Extra angemeldet, nur um zu bashen? Auch eine Art der Beschäftigung. Mehr als das NTI ist nicht drin, ich bin kein Krösus.
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