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

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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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