Messung der Raumakustik

Schritt 1: Ausgangslage

Unser Heimstudio ist ein Arbeits- und Schlafzimmer von 12,5 Quadratmetern. Der Raum fällt recht klein aus und die Austattung mit Bett und Kleiderschrank tut ihr Übriges, um die Akustik negativ zu beeinträchtigen. Bevor wir mit aktustischen Messungen beginnen, platzieren den Arbeitsplatz so, dass die Erstreflexion der Boxen die dem Fenster gegenüberliegende Wand trifft.

Schritt 2: Raumgeometrie

Danach werden die Möbel neu verteilt, um eine möglichst symmetrische Aufstellung des Desktop-Studios zu erreichen. Die Lautsprecher stehen nun an der kurzen Rückwand des Raums, sodass sich die Schallwellen definiert ausbreiten und leicht mit Absorbern bedämpft werden können, ohne die zusätzlichen Raumfunktionen unnötig zu beeinflussen.

Schritt 3: Mess-Software

Im ersten Schritt messen wir akustische Raumparameter und nutzen dazu die Messsoftware HBX.6 von Gerald Matz. Das Programm bietet zahlreiche Messfunktionen, darunter MLS-Messung, Energie-Zeit-Kurve (ETC), Zerfallsspektrum und Nachhallzeit (RT60) und arbeitet mit vielen Soundkarten zusammen. HBX.6 kann auch in der Demo-Version für bis zu 23 Messungen kostenlos genutzt werden.

Schritt 4: Mess-Mikrofon

Als Messmikrofon verwenden wir im Beispiel Behringers ECM8000, das zum Straßenpreis von 59 Euro erhältlich ist. Alternativ kann auch jedes andere Kondensatormikrofon mit Kugelcharakteristik eingesetzt werden. Für das ECM8000 sind allerdings für den Heimgebrauch recht nützliche Kalibrationsdateien im Internet zu finden, mit denen sich der Frequenzgang des Mikros grob anpassen lässt.

Schritt 5: Mess-Aufbau

Für die Messung der Raumakustik nutzen wir HBX.6 im Zweikanal-Modus. Während über den linken Kanal nun das Messsignal an die Aktivboxen ausgespielt und über das Messmikrofon wieder aufgenommen wird, dient der rechte Kanal als Referenzkanal, um Abweichungen im Frequenzgang der Soundkarte auszugleichen. Da das ECM8000 eine Phantomspeisung benötigt, ist ein Mikrofonvorverstärker zwingend notwendig.

Schritt 6: Soundkarten

Im Beispiel läuft HBX.6 auf einem kompakten Notebook, das via FireWire mit dem Mic-Preamp (Presonus Firepod) verbunden ist. Kanal 3 nimmt das Mikrofonsignal auf, Kanal 4 dient als Signalreferenz. Alternativ kann auch eine preiswerte PCI-Soundkarte mit Preamp, beispielsweise ESIs  Maya 44 oder M-Audios Delta 1010LT oder auch eines der zahlreichen USB-Interfaces verwendet werden.

Schritt 7: Kartenauswahl

HBX.6 arbeitet mit vielen ASIO- oder WDM-fähigen Karten zusammen. Bei Programmstart erkennt die Software automatisch alle installierten Treiber und fordert den Anwender auf, die gewünschten Anschlüsse und unterstützten Samplingraten auszuwählen. Da Windows gerne ein Resampling durchführt, sollten hier nur Wortbreiten und Samplingraten angewählt werden, die von der Hardware real unterstützt werden.

Schritt 8: Kalibrations-Menü

Das Messprogramm HBX.6 ist ein recht komplexes Werkzeug für alle Bereiche der Audiomessung. In dieser Folge beschäftigen wir uns primär mit der Messung der Nachhallzeit. Die zugehörigen Funktionen verstecken sich im Menüpunkt „Messen“. Bevor wir jedoch zur ersten Messung schreiten, gilt es, Kalibrationsdaten des Mikrofons einzustellen. Hierzu öffnen Sie „Mikro Kalibrierung“ im Menü „Kalibrierungen“.

Schritt 9: Mikro-Kalibrierung

Für das ECM8000 haben wir uns aus dem Internet eine Kalibrationsdatei besorgt, die natürlich nicht zu 100% mit unserem ECM überein stimmt, jedoch für den Hobbygebrauch zumindest die größten Dellen im Frequenzgang ausgleicht. Im Kalibrations-Dialog lässt sich für jede Frequenz die zugehörige Korrektur für Pegel und Phase einstellen.

Schritt 10: Kalibration einschalten

Damit die eingestellten Korrekturen auch wirksam werden, dürfen Sie nicht vergessen, die Kalibration der Mikrofon-Parameter einzuschalten. Dies erreichen Sie durch Drücken von [F5] oder über den Menüpunkt „Kalibration an/aus“. Achtung: HBX.6 kann nachträglich keine Korrekturen aus den Messungen entfernen oder einrechnen. Benutzen Sie diese Tabelle also, bevor Sie eine Messung starten.

Schritt 11: Raumparameter

Zur korrekten Ermittlung von Hallradius und des Bassverhältnis benötigt HBX.6 noch die Angabe der Raummaße. Hierbei kommt es weniger auf die Abmessungen der einzelnen Wände als vielmehr auf das Raumvolumen an. Daher können Sie sich auch mit der 3. Wurzel aus dem Volumen behelfen, falls die Einzelmaße nicht bekannt sind. Die Werte geben Sie im Dialog „Einstellparameter“ unter „Einstellungen“ an.

Schritt 12: Einpegeln

Die Nachhallzeit ist als die Zeitspanne definiert, in der das Erregersignal (meist MLS-Rauschen) nach dem Abschalten um -60 dB abgefallen ist. Damit das gemessene Signal nicht in den Umgebungsgeräuschen oder dem Preamp-Rauschen untergeht, muss der Raum mit mindestens 94 dB SPL angeregt werden. Erhöhen Sie dazu solange den Signalausgang, bis HBX.6 nach einer Testmessung einen entsprechenden Pegel anzeigt.

Schritt 13: RT60-Messablauf

Die Nachhallzeit des Raums (RT60) messen Sie mit zwei unterschiedlichen Boxen- und an je drei verschiedenen Mikropositionen. Dabei darf das Mikrofon nicht direkt auf einen Lautsprecher zeigen und muss sowohl von den Boxen als auch von den Wänden 1 Meter entfernt stehen. Die Messung erfolgt erst an drei verschiedenen Mikropositionen, danach wird die Box umgestellt und die Messung an diesen Positionen wiederholt.

Schritt 14: RT60-Messung

Mithilfe des Mittelwertes ermitteln Sie nun die Nachhallzeit Ihres Studios: Nach einem Klick auf „Mittelwert“ öffnet sich eine leere Tabelle, in die Sie die gemessenen Werte übernehmen können. Der Button „Übergabe“ gibt das Mittel an das Messdiagramm zurück. Nach jeder Messung sollten Sie darauf achten, dass die rote Ausgleichsgerade als Tangente an den Pegelwerten anliegt und diese nötigenfalls manuell korrigieren.

Schritt 15: RT60-Histogramm

Der wohl interessanteste Plot unserer Messserie ist das RT60-Histogramm, das die Nachhallzeit in Abhängigkeit der Frequenz darstellt. Ziel der nächsten beiden Folgen dieses Workshops wird nun sein, mit preiswerten Mitteln die Nachhallzeit Ihres Studios soweit zu optimieren, dass Sie einerseits den Raum noch multifunktional nutzen, andereseits aber auch Ihren Mix zuverlässig beurteilen können.

Für die großzügige Unterstützung durch Sachspenden bei der Erstellung diese Workshops möchten wir und bei folgenden Sponsoren bedanken: www.aixfoam.de und www.audio-software.de