Vermessen von Over- und OnEar Kopfhörern

[hadisch]

Hier gibt es doch bestimmt viele,die sich mit Impuls Messungen auskennen.
So könnte man dies hier doch ergänzen.
Z.B
Wie liest man Impuls Messungen?
Für was ist die Messung gut?
Was sagt sie aus?
Wie sieht eine optimale Impuls Messungen aus.

Wäre das eine gute Idee?

[Firschi]

Wäre das eine gute Idee?

Auf jeden Fall!

[hadisch]

Da mich dies immer noch interessiert, habe ich eben einige Messungen gemacht.
Waterfall, Impulse ect.
Wer kann mir dazu was sagen?
Auf was sollte man achten?
ECT?

rechts.jpg (67.21 KiB) 25146 mal betrachtet

SPL & Phase.jpg (69.68 KiB) 25146 mal betrachtet

Impulse.jpg (50.33 KiB) 25146 mal betrachtet

Waterfall.jpg (80.81 KiB) 25146 mal betrachtet

Decay.jpg (119.45 KiB) 25146 mal betrachtet

[hadisch]

Weiter gehts:

GD.jpg (96.95 KiB) 25146 mal betrachtet

Scope.jpg (58.37 KiB) 25146 mal betrachtet

Spectogram.jpg (99.3 KiB) 25146 mal betrachtet

Wäre schön, wenn mir jemand das mal näher bringen könnte.

[bartzky]

@hadisch: Bin zwar eigentlich eher der Typ für Inear-Messungen, aber bevor hier niemand antwortet, teile ich mal etwas Halbwissen

Zum Frequenzgang muss man wohl nicht viel sagen. Was aber auffällt ist, dass scheinbar keine Glättung angewendet wurde. Das sorgt für dieses Ausfransen im Hochton und macht die Lesbarkeit etwas schwierig​. Würde zumindest mit 1/48 oct glätten. Etwas unschön sind auch die kleinen Ausschläge im Bassbereich, die auf eine unsaubere Messung hindeuten. Dazu gleich noch etwas mehr.

Das zweite Bild zeigt bekanntlich auch den Frequenzgang und dazu noch den Phasengang. Aus letzterem kann man allerdings nicht übermäßig viele Informationen ziehen, weshalb man sich das Veröffentlichen auch gut sparen kann.

Der Impuls, den man im nächsten Bild sieht, wird über die inverse FFT aus dem aufgenommenen Sinus-Sweep berechnet und ist daher nichts anderes als Frequenz- und Phasengang aus dem vorherigen Bild, aber in Zeitdarstellung. Der Informationsgehalt ist bei Kopfhörer-Messungen für den Betrachter eher gering. Speziell bei deiner Messung​ sieht man aber extrem viele Ausschläge lange nachdem der Impuls abgeklungen ist. Das sollte so nicht sein und deutet auf eine nicht so gute Messung hin - vielleicht Rauschen im Ausgang, Eingang, Mikro oder Umgebungsgeräusche.
Das Blaue zeigt übrigens das Fenster in dem der Impuls ausgewertet wird.

Was dann auch schon zu dem Wasserfall führt, der sozusagen den Frequenzgang in Abhängigkeit der Zeit zeigt. Denn der entsteht, indem das blaue Fenster über den Impuls wandert, der somit Fenster für Fenster wieder in die Frequenzdarstellung transformiert wird. So ergibt sich für jedes Fenster ein "Slice" des Wasserfalls.
Auch hier sieht man wieder viele Störeinflüsse, besonders im Bassbereich. Der eigentliche Wasserfall kann sich kaum über den Rauschteppich erheben.

Das Decay ist mehr oder weniger das gleiche wie der Wasserfall in etwas anderer Darstellung. Deswegen sind auch hier wieder wieder die Störeinflüsse sichtbar.

Das Spektrogram ist nocheinmal sehr ähnlich, zeigt aber auch noch, was vor dem höchsten Ausschlag passiert. Ansonsten ist das quasi der Wasserfall in Draufsicht und farbig statt dreidimensional.
Hier sieht man besonders deutlich, wie sich der Bassbereich bis 100 Hz nach oben und unten (also nach und vor dem Impuls) ausbreitet. Insbesondere der grüne Balken bei 50 Hz ist besonders verdächtig, da dies die Netzfrequenz ist. Irgendetwas stimmt hier nicht. Das sind vielleicht 20 dB Störabstand, was einfach zu wenig für eine saubere Messung ist.

GD ist das Group Delay bzw. die Gruppenlaufzeit. Das ist nichts anderes als die Ableitung der Phase. Durch die kleinen, sehr steilen Zacken in der Phase, kommt es hier natürlich zu großen Ausschlägen, die so nicht sein sollten. Wieder ein Anzeichen von Störungen.
Normalerweise gibt das GD Aufschluss über Verzögerungen in Abhängigkeit von der Frequenz. Das ist insbesondere dann nützlich, wenn man mehrere Treiber pro Kanal hat. Im Kopfhörerbereich ist das dementsprechend meist weniger aussagekräftig.

Das Scope zeigt den Sinus-Sweep, den REW als Testton verwendet in Zeitdarstellung - hier in Pink. Man sieht schön, wie der Ton im niedrigen Frequenzbereich anfängt und die Frequenz sich langsam erhöht.
In rot ist die Antwort des Systems gezeigt. Hier scheint eine größere Verzögerung im System zu sein, denn nach einer Sekunde ist noch keine Systemantwort zu erkennen. Wohl aber sieht man wieder die Störeinflüsse in Form von kleinen Zacken.

Hoffe ich konnte etwas Licht ins Dunkel bringen

[Firschi]

Danke, Niklas, für deine Erkärungen, die bringen wirklich Licht in die Dunkelheit meiner Kenntnisse

Der Impuls ist doch die Reaktion des Kopfhörers auf einen vorgegeben, "unendlich" steilen und kurzen Sprung bei einer bestimmten Frequenz. In der Regelungstechnik spricht man in diesem Zusammenhang von der Sprungantwort, richtig?

Das Wasserfall-Diagramm zeigt meiner Interpretation einschlägiger Quellen nach nicht eine Abfolge der Folge von Einzelimpulsen, sondern das frequenzabhängige "Abklingen" des Frequenzgangs. Ganz hinten ist der gewissermaßen normale Frequenzgang zu sehen, nach vorne hin nimmt die Zeit und damit der Zerfall zu. Ich lasse mich gerne belehren


Edit: Einige der Störungen kommen vielleicht über das Mikrofonkabel in die Messergebnisse. Das Kabel ist sehr dünn und nicht geschirmt. Ich stelle die Messstation immer möglichst weit vom PC weg, um das zu verhindern.

[bartzky]

Der Impuls ist doch die Reaktion des Kopfhörers auf einen vorgegeben, "unendlich" steilen und kurzen Sprung bei einer bestimmten Frequenz. In der Regelungstechnik spricht man in diesem Zusammenhang von der Sprungantwort, richtig?

Das wäre, wie du schon gesagt hast, die Reaktion auf einen Sprung. Was REW als "Impulse" bezeichnet ist aber die Impulsantwort. Das ist die Reaktion auf einen Impuls, also auf eine unendliche kurze und starke, stoßartige Anregung.
Mein Regelungstechnik Professor hat immer folgendes Beispiel genannt: Die Sprungantwort seines Autos erhält man, wenn man das Lenkrad plötzlich in eine Richtung reißt und das Lenkrad eingeschlagen lässt. Die Impulsantwort erhält man , wenn man schnellstmöglich maximal einlenkt und das Lenkrad wieder gerade zieht.

Zwischen beiden gibt es aber einen mathematischen Zusammenhang.

Das Interessante an einen Impuls ist, dass er alle Frequenzen mit der gleichen Amplitude enthält. Das ist ersteinmal wenig intuitiv, aber praktisch. Dadurch lässt sich aus der Impulsantwort der Frequenzgang eines Systems ermitteln.
Dummerweise ist die direkte Messung mit einem Impuls nicht praktikabel. Das hat mehrere Gründe; unter anderem, lässt sich der Impuls natürlich nicht unendlich kurz und laut gestalten. Und selbst wenn mit sehr lauten Impulsen gemessen werden kann, ist der Störabstand nicht gut. Deshalb misst man meistens mit einem Sinus-Sweep und geht das den Weg rückwärts, indem man aus dem Ergebnis die Impulsantwort berechnet.

Das Wasserfall-Diagramm zeigt meiner Interpretation einschlägiger Quellen nach nicht eine Abfolge der Folge von Einzelimpulsen, sondern das frequenzabhängige "Abklingen" des Frequenzgangs. Ganz hinten ist der gewissermaßen normale Frequenzgang zu sehen, nach vorne hin nimmt die Zeit und damit der Zerfall zu. Ich lasse mich gerne belehren

Mit einer Abfolge von Einzelimpulsen hat der Wasserfall auch nichts am Hut. Er ist die mehrfache, fensterweise Auswertung der selben Impulsantwort. Das Ergebnis zeigt wiederum das "Abklingen" des Frequenzgangs über die Zeit.

Wie du schon gesagt hast:

Ganz hinten ist der gewissermaßen normale Frequenzgang zu sehen, nach vorne hin nimmt die Zeit und damit der Zerfall zu.

[Firschi]

Das Interessante an einen Impuls ist, dass er alle Frequenzen mit der gleichen Amplitude enthält. Das ist ersteinmal wenig intuitiv, aber praktisch. Dadurch lässt sich aus der Impulsantwort der Frequenzgang eines Systems ermitteln.

Ah, da war ich schief gewickelt, danke für die Aufklärung!

[hadisch]

. aber bevor hier niemand antwortet, teile ich mal etwas Halbwissen

Danke dir und freue mich über deine ausführliche Antwort.
Die Störungen bei mir sind höchstwahrscheinlich die Lüfter im PC.
Dieser steht auch nur 50cm von der Messstation entfernt.
Werde die Tage mal umstellen und eine neue Messung machen.

[Firschi]

Kann schon sein, dass das von außen eingebrachte Geräusche sind. Genau so gut können es elektrische Störungen sein, die von außen auf das ungeschirmte Kabel einwirken. In beiden Fällen hilft, die Messstation von der Unterlage mechanisch entkoppelt relativ weit von Geräusch- und Störungesquellen weg zu legen. Auch sollte die Mikrofonleitung nicht parallel zu anderen Leitungen liegen.

Tyll misst seine Hörer ja einer Art Kammer, sowas könnte man nachbauen, wenn man denn Platz hat, und dick mit Noppenschaumstoff bekleben.

[bartzky]

@hadisch:

Wenn du an einem Laptop misst, würde ich mal im Akkubetrieb messen.

Bei welchen Pegel und mit welchen DAC + Amp misst du eigentlich? Wie sehen die Einstellungen in REW aus?

[hadisch]

. Wenn du an einem Laptop misst, würde ich mal im Akkubetrieb messen.

Nein mit meinem PC.
Am Laptop hatte ich nach etlichen versuchen die Soundkarte zu kalibrieren aufgegeben.

. Bei welchen Pegel und mit welchen DAC + Amp misst du eigentlich

Pegel habe ich bei 35 dB.
Mit DAC + Amp meinst du damit die Soundkarte?
Mein Micro ist am Micro Ausgang vom PC angeschlossen.

. Wie sehen die Einstellungen in REW aus?

Welche Einstellungen meinst du genau?

[bartzky]

Mit DAC + Amp meinst du damit die Soundkarte?

Genau. Dachte du hättest du vielleicht noch einen externes Gerät mit dem du deine Kopfhörer speist.

Wie sehen die Einstellungen in REW aus?

Welche Einstellungen meinst du genau?

Vor allem diese hier:

REW.PNG (32.59 KiB) 25297 mal betrachtet

Würde dir testweise mal folgendes Empfehlen:

- In den Windows Mikro Einstellungen mit der rechten Maustaste auf das Mikro-Symbol klicken und die Anzeige auf Dezibel umstellen:

Mic.png (10.42 KiB) 25297 mal betrachtet

- Mikrofonverstärkung auf max und Mikrofon auf 0 dB

- Alle Soundeffekte deaktivieren:

Mic2.png (15.16 KiB) 25297 mal betrachtet

- Die Soundkarten Kalibrierung herausnehmen

- In REW "Use main speaker test signal.." einstellen:

REW2.png (50.29 KiB) 25297 mal betrachtet

- Ausgang und Eingang miteinander Verbinden (mit einem Klinke auf Klinke Kabel)

Wenn du nun auf "Measure" und dann "Check Levels" klickst, solltest du die Wiedergabe-Lautstärke so einstellen, dass REW so ca. -10dB anzeigt, wobei das "Level (dBFS)" auf - 3 dBFS eingestellt sein sollte.

Der Frequenzgang sollte ohne Smoothing dann ungefähr so aussehen:

REW3.png (31.99 KiB) 25297 mal betrachtet

Wenn das gegeben ist, kann man weiter schauen

[Firschi]

Wunderbar, hier kann man die Einrichtung von REW nochmal kompakt nachvollziehen Ich nehme an, hier wurde die aktuellste Version benutzt.

[bartzky]

Ich nehme an, hier wurde die aktuellste Version benutzt.

Jetzt wo du es sagst: Es war Version 5.16 Habe gerade mal geupdated. Scheint sich aber nicht wirklich viel verändert zu haben.

Noch als kleine Ergänzung: Wenn die Loopback Messung so aussieht wie in meinem obigen Beitrag, also ohne Smoothing eine komplett gerade Linie zieht, dann kann und sollte man sich die Kalibrierung der Soundkarte sparen. Eine gerade Linie lässt sich halt nicht noch gerader machen

[Firschi]

Noch als kleine Ergänzung: Wenn die Loopback Messung so aussieht wie in meinem obigen Beitrag, also ohne Smoothing eine komplett gerade Linie zieht, dann kann und sollte man sich die Kalibrierung der Soundkarte sparen. Eine gerade Linie lässt sich halt nicht noch gerader machen

Stimmt, das ist ein wichtiger Hinweis. In meiner ursprünglichen Beschreibung ganz am Anfang dieses Threads hatte ich nicht darauf hingewiesen, sondern nur bei der Korrespondenz mit Hans' Studenten. "Besser keine Kalibrierung als eine komplett verbogene Kalibrierung" (sinngemäß)

[hadisch]

Bei mir dauert es bestimmt noch einige Zeit bis ich dies machen kann.
Melde mich aber.
Vielen Dank vorerst für euere Erklärungen

[Firschi]

Ich werde REW die Tage auch nochmal komplett neu aufsetzen und dabei vorgehen, wie Niklas hier beschrieben hatte. Um mögliche Unterschiede aufzuzeigen möchte ich im aktuellen Zustand einen Hörer vermessen, dann REW plätten, neu aufsetzen und anschließend den selben Hörer unter gleichen Bedingungen nochmal messen. Den Hörer könnte ich dabei sogar auf der Station belassen, damit von diesem Stellrädchen ein möglichst geringer Einfluss ausgeht.

[bartzky]

Ich werde REW die Tage auch nochmal komplett neu aufsetzen und dabei vorgehen, wie Niklas hier beschrieben hatte. Um mögliche Unterschiede aufzuzeigen möchte ich im aktuellen Zustand einen Hörer vermessen, dann REW plätten, neu aufsetzen und anschließend den selben Hörer unter gleichen Bedingungen nochmal messen. Den Hörer könnte ich dabei sogar auf der Station belassen, damit von diesem Stellrädchen ein möglichst geringer Einfluss ausgeht.

Bin gespannt Ich denke mal, dass die Ergebnisse ziemlich gleich sein werden, solange der FG des Mic-Eingang halbwegs linear ist.
In dem Zuge könntest du natürlich auch gleich probieren die SPL-Anzeige zu kalibrieren. Entweder über die bekannte Empfindlichkeit des Mikros oder über die Wirkungsgrad-Angaben deiner Hörer bei Innerfidelity zusammen mit einem Multimeter (wobei letzeres möglicherweise etwas genauer sein wird).

Was ich gerne noch vorschlagen würde: Eine einheitliche Skalierung der Messdiagramme. Eine Art Forums-Standard für das Posten von Frequenzgängen, wenn man so will. Das würde das Lesen ungemein erleichtern.
Ich habe beispielsweise immer folgende Einstellungen:

rew.PNG (5.61 KiB) 25246 mal betrachtet

Natürlich passen die Zahlen 31 und 85 dB nicht für jeden, mir geht es da um den Bereich von 54 dB. Damit deckt man man jeden Hörer komfortabel ab und bekommt ein nettes 5 dB Gitter. Und 20 Hz bis 20 kHz auf der X-Achse sind ja mehr oder weniger schon der Standard.

[Firschi]

Ups, da hatte ich glatt vergessen zu antworten... Ich finde eine Aufspreizung von 51dB eigentlich etwas knäpplich, meine Diagramme weisen immer 70dB auf. Einen Standard zu schaffen finde ich aber trotzdem gut, auch was die Glättung angeht. Wie wäre es damit:

PXS (prof-x Standard)
Abszisse: 20...20.000 Hz
Ordinate: 51dB Spreizung
Glättung: 1/24
Grafikausgabe: 600 Pixel Breite


Edit: Ralle, wie steht es eigentlich um deine Messstation?

[bartzky]

Finde ich gut

Warum so sparsam bei der Grafikausgabe? Ich persönlich exportiere immer mit 1649px Breite als PNG.

Ich denke das ist eine gute Orientierung, insbesondere wenn man gerade erst mit dem Messen anfängt und seine Ergebnisse gerne vernünftig präsentieren möchte.

Und wehe es hält sich jemand nicht an den PXS

[Firschi]

War ja nur eine Idee. Bei der Grafikausgabe kommt man bzgl. der Dateigröße hier und da an Grenzen. Eigentlich ist es auch wurst

[Robodoc]

PSX ist gut
Ich bin dabei.

[bartzky]

Na, wer schlägt zu?

https://www.minidsp.com/products/acoust ... dphone-jig

[Firschi]

Offensichtlich kein DIY, wohl aber eine scheinbar gelungene Umsetzung eines recht einfachen Messaufbaus. Nachmacher

[Klangfreund''M'']

Oh... InEar tauglich. Mal sehen wann due bei Oaudio erhältlich sind. Dann werde ich mir wohl einen bestellen.

[Firschi]

Die Möglichkeit, InEars messen zu könne, ist auf jeden Fall ein ziemlich gutes Argument. Frecherweise sind die Preise in Europa, insbesondere in Deutschland, oft deutlich höher. Für eine solche Station würde ich persönlich ganz sicher keine 250€+ ausgeben.

[bartzky]

Frecherweise sind die Preise in Europa, insbesondere in Deutschland, oft deutlich höher. Für eine solche Station würde ich persönlich ganz sicher keine 250€+ ausgeben.

Wo hast du die Preise denn ausgegraben?

Bin mal auf die ersten Messungen mit dem Teil gespannt. Leider ist nirgendwo erwähnt, dass irgendwelche IEC, ITU oder DIN erfüllt werden. Könnten auch einfach nur paar Plastik Ohren sein, die irgendwas messen, aber nicht das Richtige

[Firschi]

Wo hast du die Preise denn ausgegraben?

Nirgends. Ich hatte zum Ausdruck gebracht, dass die Preise in D oft höher (als z.B. den USA) ausfallen und ich persönlich mir keine Messstation 250€+ kaufen würde.

Der tatsächliche Straßenpreis wäre reine Spekulation.

Im übrigen teile ich deine Bedenken bzgl. der Verwertbarkeit der Ergebnisse.

[Klangfreund''M'']

Auch wenn nicht streng nach Norm, sind die Messergebnisse in jedem Fall verwertbar, solange die Vergleichsmessungen auf diese Messstation referenzieren und diese nicht mit den Messungen von Tyll verglichen werden sollen.

Die Messungen sind eh von Station zu Station unterschiedlich. Und je nach Target auch unterschiedlich im Vergleich zueinander.
Mindestens so gut wie meine und andere DIY Vorrichtungen werden die "Ears" schon sein.

Also mir wäre sie sogar bis 200€ wert.