Messbericht. Regieraum. Datum:XX.XX.2014

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1 Dieser beispielhafte Messbericht dient als Demonstration und veranschaulicht das prinzipielle Vorgehen bei einer Raumakustikmessung durch HOFA-Akustik. Die Messpositionen, Auswertungen und Planung werden immer an die Fragestellung und die Art des Raumes angepasst. Messbericht Regieraum Datum:XX.XX.2014 Verwendetes Equipment: - Norsonic Dodekaeder mit Verstärker - Messmikrofon KlarkTeknik Abhörsystem des Kunden Seite 1 von 18

2 Status Quo: Der Raum von Herrn XX klingt laut eigenen Angaben wie ein Schwimmbad. Es ist beinahe unmöglich darin zu mischen, da es große Auslöschungen bzw. Überhöhungen in einzelnen Frequenzbändern gibt, der Raum klingt sowohl undifferenziert, als auch kalt und unkontrollierbar. Das Abhörsystem besteht aus Subwoofer und Stereoboxen. Raum: Der Raum hat die Dimensionen von 5,2 m x 4,5 m x 2,48 m. Die verwendeten Materialien sind Fließen für den Boden, sowie Rigips für Wände und Decke. Vor der Abhörposition ist eine Fensterfront mit ca. 4 m² Fensterfläche, wie in Abbildung 1 und 2 dargestellt. Abbildung 1: Innenansicht zur Vorderseite des Raums (Computergrafik). Seite 2 von 18

3 Abbildung 2: Ansicht der Rückseite des Raums (Computergrafik). Seite 3 von 18

4 Messung: Die Messung wurde mit dem Sinus-Sweep Verfahren zur Ermittlung der Impulsantwort durchgeführt. Der Raum wurde sowohl mit dem Dodekaeder (D) als auch mit den Lautsprechern (L) von Herrn XX gemessen. Der Dodekaeder stand in der Raumecke. Die Messpositionen waren dabei in der Raumdiagonalen am oberen Eck hinter dem Arbeitsplatz (M1), als auch am Abhörplatz auf Ohrhöhe (M2), wie in Abbildung 3 skizziert. Abbildung 3: Skizze der Messpositionen im Raum Seite 4 von 18

5 Messergebnisse und Auswertung: Nachhallzeit Die Nachhallzeit beschreibt, wie lange der Schall nachklingt, bevor er nicht mehr hörbar ist. Sie ist daher eine wichtige Größe in der Raumakustik. Gemessen mit der Sender-Mikrofonposition D-M2 ergibt sich eine mittlere Nachhallzeit im Raum (RT60) von 0,721 s. Abbildung 4 zeigt die daraus resultierende Nachhallzeit für die einzelnen Oktavbänder. Abbildung 4: Nachhallzeit aufgetragen über die Oktavbänder der Frequenzen. Die Messung zeigt dabei eine deutliche Erhöhung in den mittleren Frequenzen bzw. einen Abfall in den tiefen und hohen Frequenzen. Die längste Nachhallzeit ist etwa bei 500 Hz. [...] Um vernünftig arbeiten zu können ist diese Nachhallzeit viel zu hoch und unausgeglichen. Dies erschwert eine genaue Beurteilung der Tiefenstaffelung sowie des Raumanteils in der Aufnahme. Seite 5 von 18

6 Frequenzgang Der Frequenzgang spiegelt das Verhalten des Schalls im Raum für einzelne Frequenzen wieder. Dieser ergibt sich als Ergebnis aus der gesamten Dauer der Impulsmessung. Die zeitliche Komponente wird dabei nicht berücksichtigt. Ein optimaler Frequenzgang sollte dabei an der Hörposition für alle Frequenzen gleich sein. Der Frequenzgang (Abbildung 5) wurde aus den Messungen L_M2 (rot) sowie D_M1 (blau) berechnet. Abbildung 5: Frequenzgang der Messpositionen. Dargestellt ist der Schalldruckpegel über der Frequenz. Der Dodekaeder wird schwach in den Höhen, erstaunlich ist auch die Überhöhung bei 200Hz. Das wellige Verhalten im Tieftonbereich deutet auf eine Ausbreitung von Moden im Raum hin, worauf im folgenden Abschnitt noch genauer eingegangen wird. [...] Seite 6 von 18

7 Moden Raummoden treten bei dem passenden Verhältnis von Wellenlänge zu den Raumdimensionen auf und sorgen für eine ortsabhängige Überbetonung oder Auslöschung einzelner Frequenzen. Die folgenden Diagramme (Abbildung 6 und 7) wurden aus einer D-M1 Messung errechnet. Abbildung 6: Wasserfalldiagramm zur Messung mit Dodekaeder. Dargestellt ist die Schalldruckamplitude über der Frequenz, der zeitliche Verlauf ist in der räumlichen Dimension aufgetragen. Seite 7 von 18

8 Abbildung 7: Spektrogramm zur Messung Dodekaeder. Dargestellt ist die Zeit über der Frequenz, die Amplitude wird durch den Farbverlauf repräsentiert. Ausgeprägte Raummoden sind zu sehen bei: Frequenz Mode (L-B-H) Bemerkung 33 Hz Erste Axiale Quermode 50 Hz Tangentiale Mode 66 Hz Zweite Axiale Längsmode 76 Hz & & Tangential L-B, Tangential L-H, Axial B Hz Tangential L-H 85 Hz Oblique L-B-H 95 Hz Tangetial L-H 100 Hz Axial L 107 Hz Tangential L-B Tabelle 1: Modenanalyse. [...] Seite 8 von 18

9 Zeitlicher Verlauf des frequenzabhängigen Schalldrucks an der Abhörposition Die Messung mit den Stereo Lautsprechern an der Abhörposition (L-S1) ergab den folgenden Verlauf des frequenzabhängigen Schalldrucks über der Zeit (siehe Abbildung 8 und 9): Abbildung 8: Wasserfalldiagramm der Messung an der Abhörposition. Abbildung 9: Spektrogramm der Messung an der Abörposition. Seite 9 von 18

10 Daraus lässt sich ein Schalldruckanstieg für 33 Hz, 66 Hz und 100 Hz erkennen. Deutliche Frequenzeinbrüche sind bei 55 Hz, 90 Hz und 110 Hz zu sehen. Im Mitten und Hochtonbereich ergibt sich eine ausgeglichene Frequenzverteilung mit einem leichten Abfall in den Höhen. [...] Seite 10 von 18

11 Erste Reflexionen Erste Reflexionen (ER) bestimmen maßgeblich das Richtungshören und damit eine klare Definition im Stereobild. Während der ersten 10 ms nach dem Direktsignal sollten daher bestenfalls keine frühen Reflexionen an der Abhörposition wahrgenommen werden. Die Ergebnisse der Messung L-S1 in Abbildung 10 zeigt innerhalb der ersten 10 ms deutliche erste Reflexionen nach 0,5 ms, 1,0 ms, 4,2 ms und 5,8 ms. Diese Erhöhungen in der gemessenen Impulsantwort stammen zum einen von unterschiedlichen Abständen der Stereo-Boxen, sowie von Reflexionen des Schalls an Decke, Boden, Wänden und Einrichtungsgegenständen. Abbildung 10: Energie-Zeit Diagramm. Dargestellt ist die Schallenergie über der Zeit. [...] Seite 11 von 18

12 Fazit: Die Messergebnisse zeigen einige Überbetonungen sowie Auslöschungen im gesamten Frequenzspektrum. In den Bässen ist eine deutliche Auslöschung von einzelnen Frequenzen erkennbar. Dies sorgt einerseits für einen wummerndern Bass, andererseits aber auch für einen relativ dünnen und kraftlosen Klang für ausgelöschte tiefe Frequenzen. Vor allem im Bereich der Mitten um 500 Hz ist eine deutliche Erhöhung in der Nachhallzeit festzustellen. Frühe Reflexionen an der Abhörposition sind deutlich erkennbar. [...] Seite 12 von 18

13 Vorgeschlagene Optimierung Die geplante Optimierung reduziert die Nachhallzeit durch lineare Absorption im gesamten Frequenzspektrum mit Hilfe von Basstraps und Absorbern. So wird der Raumklang trockener und klarer. Vor allem störende Erstreflexionen von den Wänden werden gezielt durch Absorber gedämpft. Außerdem werden mit Hilfe von Diffusoren harte Direktreflexionen im Raum zerstreut und machen das Gesamtbild des Raums weicher, homogener und lebendiger. [ ] Abbildung 11: Raumansicht von oben. Seite 13 von 18

14 Abbildung 12: Raumansicht von hinten. Abbildung 13: Raumansicht von vorne. Seite 14 von 18

15 Abbildung 14: Nachhallzeit (RT60) des Raums; berechnet vor und nach der Optimierung. Seite 15 von 18

16 Endabnahme nach Einbau der Module Die Nachhallzeit des Raums wurde nach der Optimierung deutlich reduziert. Das Direktsignal aus den Lautsprechern ist um einiges klarer und besser zu beurteilen. Die Raummoden des Raums fallen weniger ins Gewicht, die Auslöschungen und Überbetonungen sind geringer ausgeprägt als zuvor. Die ersten Reflexionen wurden merklich gedämpft. Die Akustik ist durch den Raum bedingt (Rigipswände, Fließenboden) nicht optimal, jedoch ist ein wesentlich angenehmeres und präziseres Arbeiten nach der Optimierung der Raumakustik möglich. [...] Seite 16 von 18

17 Vergleich vor und nach der Optimierung Abbildung 15: Impulsdiagramm vor (rot) und nach (blau) der Optimierung. Abbildung 16: RT20 vor (rot) und nach (blau) der Optimierung. Seite 17 von 18

18 Abbildung 17: Spektrogramm vor der Optimierung. Abbildung 18: Spektrogramm nach der Optimierung. [ ] Seite 18 von 18