Messen: kann nicht........gilt nicht!


Messen: ....kann nicht......gilt nicht!

Immer wieder hört man in den Foren das jemand nicht messen kann weil er nicht weiß was er dazu braucht, oder es vielleicht zu teuer wäre. In unserem kleinen Bericht haben wir eine Übersicht zusammengestellt welche Soft- und Hardware man braucht um bestimmte Ergebnisse zu erzielen.

Die Übersicht berücksichtig dabei sowohl die Ausstattung für den Anfänger, sowie auch das komplette Repertoire für den Fortgeschrittenen.

was braucht man zum Messen? (Anfänger, öffentlich)


 

 

Was braucht man zum Messen? (Anfänger)

In vielen DIY-Foren wird immer wieder dieselbe Frage gestellt: "Ich will mit messen anfangen, was brauche ich dafür?"

Die gute Nachricht ist: noch nie war es so einfach und preiswert messen zu können!

Wer einen PC mit eingebauter Soundkarte und einen Verstärker hat ist fast schon am Ziel - aber nur fast. Wer die Tücken des WINDOWS® - Mixers überwunden hat muss nur noch wissen was er tut, denn: "wer misst misst Mist" . . .

Die Antwort auf die Eingangsfrage ist ähnlich wie bei Radio Eriwan: "es kommt darauf an!"

 

Was soll gemessen werden? Welche Soundkarte ist dafür nötig? Welches Mikrofon ist dafür nötig? Was braucht man sonst noch?
Frequenzgang am Hörplatz (nur Frequenzen der stehenden Wellen) Standard-Soundkarte mit Mic-Eingang Preiswertes Desktop-Mikrofon (unkalibriert) ggf. Loop-Back-Kabel für Messung des Frequenzgangs des Mic-Eingangs
Frequenzgang (gesamter Frequenzgang) Standard-Soundkarte mit Mic-Eingang Preiswertes Desktop-Mikrofon (individuell kalibriert) Loop-Back-Kabel für Messung des Frequenzgangs des Mic-Eingangs
Nachhallzeit am Hörplatz Standard-Soundkarte mit Mic-Eingang (rausch-/brummarm, nicht zu starke Bass-/Höhenabsenkung) Preiswertes Desktop-Mikrofon (unkalibriert) ggf. Loop-Back-Kabel für Messung des Frequenzgangs des Mic-Eingangs
Impedanz, TSP Standard-Soundkarte mit Line-Eingang - Referenzwiderstand 5-10 Ohm, kleine Schaltung, Spezialkabel
Frequenzgang (mit absoluter Phase, kalibriert, Input für Simulationsprogramme, z.B. Boxsim) Standard-Soundkarte mit Line-Eingang Mikrofon mit Vorverstärker (individuell kalibriert) ggf. Y-Kabel oder Abschwächer für Messung der Referenzspannung
Wasserfall / Zerfallspektrum / CSD Qualitäts-Soundkarte (rauscharm) Mikrofon mit Vorverstärker (rauscharm, individuell kalibriert) geringes Umgebungsgeräusch
Klirrfaktor Qualitäts-Soundkarte (rausch-/klirrarm) Mikrofon mit Vorverstärker (rauscharm, individuell kalibriert) geringes Umgebungsgeräusch

 


 

Welches Programm ist das richtige?

Bei der Software gibt es zahlreiche Möglichkeiten, selbst wenn es nichts kosten darf. In alphabetischer Reihenfolge:

 

Name Was kann es? Vor-/Nachteile
ARTA/LIMP/STEP (Demo-Version)
Hilfe für ARTA/LIMP/STEPS
  • Frequenzgang
  • Impulsantwort
  • Sprungantwort
  • Zerfallspektrum
  • Nachhallzeit
  • Abstrahlverhalten
  • Klirrfaktor (STEPS)
  • Impedanz (LIMP)
+ kompakt, schnell, noch übersichtlich
+ kann fast alles (außer Surround)
+ Mikrofon-Kompensation per ASCII-Datei
- viele Parameter einstellbar, nichts für Anfänger
- die Demo hat einige Einschränkungen (abspeichern, laden etc.)
Carma
(besonders für Surround geeignet)
  • Frequenzgang (mono, stereo,
    Mehrkanal bis 7.1, Subwoofer einzeln)
  • Impulsantwort
  • Zerfallspektrum
+ simuliert parametrische EQs
+ Mikrofon-Kompensation manuell eingebbar
- sehr großer Download (19.3 MB)
- JRE muss installiert sein/werden
- viele Parameter einstellbar, nichts für Anfänger
RoomEqWizzard (REW)
Hilfe für REW
  • Frequenzgang
  • Impulsantwort
  • Zerfallspektrum
  • Nachhallzeit
+ simuliert parametrische EQs und schlägt sie vor
+ Mikrofon-Kompensation per ASCII-Datei
- sehr großer Download (4.4 MB REW, 15.8 MB JRE)
- JRE muss installiert sein/werden
- man muss bei HomeTheaterShack registriert sein
- viele Parameter einstellbar, nichts für Anfänger
Wavetools
ggf. VBRUN300.DLL
  • Frequenzgang
  • Klirrfaktor (manuell)
  • Impedanz (manuell)
+ sehr klein (220 kB + ggf. 390 kB)
+ keine Installation (nur entzippen)
+ analysiert auch WAV-Dateien
+ ASCII-Export
+ Pegelkalibrierung möglich
- Kompensation nur manuell (z.B. EXCEL)
- Frequenzauflösung nicht ausreichend für Bassbereich (>= 11 Hz)

Und wenn es was kosten darf dann wird es noch unübersichtlicher, daher hier nur ein Verweis auf die verbreitetsten Produkte in alphabetischer Reihenfolge:

 

Name Preis Was kann es?
ARTA/LIMP/STEP
Hilfe für ARTA/LIMP/STEPS
79 € (private)
149 € (commercial)
s. ShareIt
  • Frequenzgang
  • Impulsantwort
  • Sprungantwort
  • Zerfallspektrum
  • Nachhallzeit
  • Abstrahlverhalten
  • Klirrfaktor (STEPS)
  • Impedanz (LIMP)
  • wurde in Hobby-HiFi und Klang & Ton und von HiFi-Selbstbau getestet
ATB-PC bzw. ATB-PCpro
(Komplettpaket mit Mikro,
besonders für Surround geeignet)
98 € ATB-PC
148 € ATB-PCpro (Impedanz)
12 € opt. Test-CD
  • Frequenzgang, Sprungantwort
  • Impedanz (nur ATB-PCpro)
  • wurde in Hobby-HiFi und Klang & Ton und von HiFi-Selbstbau getestet
Hobbybox
Hilfe für HobbyBox
198 € (V6)
48 € (V5, zum Einstieg empfohlen, da)
150 € (Update auf V6)
  • Frequenzgang
  • Impulsantwort
  • Sprungantwort
  • Zerfallspektrum
  • Nachhallzeit (nur Oktaven)
  • Abstrahlverhalten
  • Klirrfaktor
  • Impedanz
  • wurde in Hobby-HiFi und Klang & Ton getestet
JustOct / JustT60
Hilfe zu JustOct / JustT60
(besonders für Einsteiger geeignet)
24 €/Jahr
(Abo HiFi-Selbstbau)
  • Frequenzgang
  • Impedanz
  • Nachhallzeit (JustT60)
    (keine Installation nötig, sehr kompakt, Anregung opt. von Test-CD)

Bei der Auswahl der Software sollte man nicht nur darauf achten was sie alles kann und wie teuer sie ist, sondern auch, wie einfach sie zu bedienen und zu (de-) installieren ist und ob sie ggf. ohne Installation vom USB-Stick läuft. Mitunter kann die Anregung mit Test-CD ganz hilfreich sein, z.B. im Auto und um Brummschleifen durch die Verbindung von PC mit der Anlage zu vermeiden.

 


Welches Mikrofon?

Für Einsteiger ist ein einfaches Elektretmikrofon zu empfehlen, dass es für ca. 5 € bei Saturn, Media-Markt, Pro-Markt etc. oder bei Reichelt, Conrad, Pearl, Pollin etc. gibt. Wer nur die Nachhallzeit messen will benötigt kein kalibriertes Mikrofon, da es um den relativen Pegelabfall geht. Wer nur die Dröhnfrequenzen im Bassbereich bestimmen will benötigt ebenfalls kein kalibriertes Mikrofon, da selbst die einfachen Elektret-Mikrofonkapseln einen sehr linearen Frequenzgang < 1 kHz haben. Da kommt es eher auf den Frequenzgang des Mic-Eingangs der Soundkarte an.

Wer den Frequenzgang messen will sollte auf jeden Fall ein individuell kalibriertes Mikrofon verwenden (warum das?) und den Frequenzgang der Soundkarte kompensieren. Für Einsteiger reicht dieses Mikrofon (oben) aus.

Wer allerdings das Zerfallspektrum und den Klirrfaktor genau messen will sollte ein besseres Mikrofon verwenden. Bewährt haben sich:

Nach unserer Kalibriererfahrung ist die Exemplarstreuung beim preiswertesten Mikrofon (MM-1) am höchsten, beim teuersten (ECM-40) am niedrigsten. Für alle hochwertigeren Mikrofone benötigt man einen XLR-Anschluß und eine sog. Phantomspeisung von 12 bis 48 V, sie passen also nicht direkt an einen Mic-Eingang! Entweder kauft man sich:

Bei Messungen des Frequenzgangs für Simulationsprogramme muss man 2-kanalig messen um einen absoluten Zeitbezug (und damit eine absolute Phasenlage) zu haben. Dies geht nur, wenn man den unempfindlicheren Line-Eingang verwendet, so dass man das leise Mikrofonsignal zunächst z.B. um den Faktor 100 verstärken muss. Dazu ist als ein extra Vorverstärker nötig (s.o.).

 


Soundkarte

Übliche Soundkarten haben einen Mic-Eingang (Mono) und einen Line-Eingang (Stereo). Man muss der Soundkarte nur noch sagen wer jetzt dran ist. Dafür ist der Mixer(s.u.) zuständig. Für viele ist er ein Buch mit 7 Siegeln und der Grund warum komische Messergebnisse herauskommen.

Der Mic-Eingang stellt netterweise eine Versorgungsspannung von ca. 3 V für die meist verwendeten Elektretmikrofone zur Verfügung, so dass man diese dort direkt anschließen kann.

Der Mic-Eingang besitzt oft eine Bass- und Höhenabsenkung, damit Plopp- und Zischgeräusche unterdrückt werden. Zum Messen ist das natürlich nicht so schön. Daher sollte man ggf. mit einem Loop-Back-Test den Frequenzgang des gewünschten Eingangs messen.
ACHTUNG: Zum Teil ändert sich durch Änderung der Verstärkung (AGC on/off) der Frequenzgang des Mic-Eingangs!

Für hochwertige Messungen sollte die Soundkarte ggf. mit dem Tool RMAA gecheckt werden. 24 Bit Auflösung und 192 kHz Abtastfrequenz sind jedoch in der Regel unnötig, (rauscharme und gut ausgesteuerte) 16 bit und eine Abtastfrequenz von 44.1 bzw. 48 kHz reichen meist völlig aus. Wir empfehlen z.B. die M-AUDIO Delta Audiophile Delta 2496.

Bei Laptops ist die Qualität der eingebauten Soundkarte oft mäßig (Rauschen, Frequenzgang) und reicht für Qualitätsmessungen zum Teil nicht aus. Bei einer externen Soundkarte (z.B. USB) sollte man darauf achten, ob das gewünschte Mikrofon unterstützt wird (spezieller Mic-Eingang, ggf. mit Phantomspeisung). Für hochwertige Messungen empfehlen sich USB-Audio-Interfaces, z.B. TASCAM US-122L oder US-144 (mit sPDIF in/out) in Verbindung mit hochwertigen Mikros, die dann ohnehin Phantomspannung benötigen.

 


Loop-Back-Test

Beim Loop-Back-Test wird der Ausgang der Soundkarte (z.B. Line-Out oder Phones) mit dem gewünschten Eingang verbunden. Beim Mic-Eingang muss man dafür die Ausgangsspannung reduzieren, da der Mikrofoneingang sehr empfindlich ist.

Man regt mit einem bekannten Geräusch (WAV-Datei) an und misst die Antwort. Durch den Vergleich kann man den Gesamtfrequenzgang Wiedergabe + Aufnahme ermittelt. Den Frequenzgangfehler kann man zwar rechnerisch korrigieren, wenn die Absenkung aber zu stark ist (> -12 dB) dann besteht die Gefahr, dass das Messsignal im Eigenrauschen versinkt.

 


Der Mixer, das unbekannte Wesen

Das größte Problem zwischen Dir und einer guten Messung ist leider allzu oft der Mixer. Welcher Mixer? Deine Soundkarte hat mehrere externe (Mic, Line) und interne (CD, WAV. Midi etc.) Eingänge und auch mehrere interne und externe Ausgänge. Damit es da nicht zum "Verkehrchaos" kommt, musst Du Deiner Soundkarte sagen:

  • welches Signal soll aufgenommen werden
  • welches Signal soll wiedergegeben werden

Blöderweise gibt es nicht nur einen Mixer, sondern zwei: nämlich den Mixer für die Aufnahme und den für die Wiedergabe. Meist sind die beiden Mixer über ein Lautsprechersymbol in der Taskleiste durch Doppelklicken zu erreichen.

Üblicherweise erscheint zunächst der Wiedergabe-Mixer. Wenn man Aufnahmen mit dem Mikro macht sollte man auf jeden Fall die Wiedergabe des Mikros ausschalten! Den Aufnahme-Mixer erreicht man vom Wiedergabe-Mixer über den Menüeintrag "Optionen/Eigenschaften" und Anwahl von "Aufnahme".

Für das Mikrofon gibt es oft noch erweiterte Einstellung, bei denen man die Option "AGC" wählen kann. Dadurch wird das Signal um den Faktor 0 bzw. 20 dB verstärkt.
ACHTUNG: Zum Teil ändert sich dadurch der Frequenzgang des Mic-Eingangs!

So, das soll zum Mixer erst mal genügen.

 


Schaltung für Impedanzmessung

Bei der Impedanzmessung muss die Spannung über einem bekannten Widerstand mit einer unbekannten Impedanz verglichen werden. dazu muss man beide Impedanzen in Reihe schalten, damit sie vom gleichen Strom durchflossen werden. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Artikel TSP-messen für alle. Dort wird auch eine einfach nachzubauende Anschlussbox erwähnt.

Kommentare  

# vr-crack 2014-02-04 10:08
Macht es nicht Sinn den rechten Line-In der Soundkarte mit zwei Z-Dioden auf max. 4,7 V und einem Vorwiderstand zu begrenzen um etwas mehr Betriebssicherh eit zu bekommen und die Soundkarte vor zu hohen Verstärkerspann ungen zu schützen? Das wurde so in der ARTA-Box gemacht. Der Platz wäre auf dem Anschlussfeld ja da und die Kosten überschaubar.

Gruß Oli
+3 # Thomas 2012-09-18 14:55
Hallo,

um den Frequenzgang zu messen habe ich die iPhone App "SpeakerTweaker " gefunden, mit der sich das sehr einfach bewerkstelligen lässt. Anstatt mit dem Schallpegel Messgerät verschiedene Frequenzpunkt per Hand auszumessen macht die App das automatisch und man hat schnell ein brauchbares Ergebniss um den EQ entsprechend einzustellen.

Grüße
Tom
-2 # Guest 2012-09-17 20:35
Gute Übersicht. Dennoch verbesserungsvo rschlag: Aus diesem Artikel geht leider nicht hervor, welche Software mit welchen Muisk-Playern zusammenarbeite t, welche Hardware-Lösung en werden von der Software unterstützt. Man geht geht hier davon aus, dass jeder um Muik zu hören, brav an den PC geht, ihn einschaltet, Musik findet, anmacht. Dann geht er zu Anlage und macht diese an usw..

Auf den Aspekt Komfort müsste hier eingegangen werden. Das ist übrigens das Problem bei vielen solchen Seiten, die sich im technischen Detail verlieren, aber leider nicht erklären, wie der normale Dummy User am Ende Musik hören kann!
# Johannes 2012-03-10 14:46
Hallo

Ich wollte nur sagen das ihr bei den Contrapunkten von Wavetools noch dazuschreiben könnte das es kein 64bit Windows 7 mag.

Ich wollte mal ins impedanzmessen einsteigen, da ich (noch) kein HSB Abo habe und mir ARTA/LIMP im moment nicht leisten kann (ich will Speichern, deshalb hab nicht die Demoversion davon).

Kennt ihr vieleicht noch ein freeware programm das die impedanz messen und speichern kann und 64bit kompatibel ist?
Hab im moment als Schüler nichtmal die 24€ für das HSB Abo, sonst wäre das Problem schon aus der Welt :confused:

LG Johanens

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