Nachhallzeit

14.06.2021

Die wichtigste physikalische Größe zur Charakterisierung der akustischen Eigenschaften eines Raumes ist seine Nachhallzeit. Sie ist das Maß für die Halligkeit eines Raumes. Die Nachhallzeit ist frequenzabhängig, da Stein, Holz, Teppich oder Textilien den Schall bei den verschiedenen Frequenzen unterschiedlich stark absorbieren.

Acourate Wiki:
„Musik wird im Tonstudio für eine „genormte“ räumliche Situation produziert. Dabei geht man von einem in der DIN festgelegten Nachhall im Hörraum aus. Je eher der Nachhall im Hörraum dem in der DIN festgelegten Nachhall entspricht, desto genauer entspricht die gehörte Musik der, die vom Tonmeister im Studio gemischt wurde. Je nach Größe bzw. Volumen des Hörraums variiert der von der DIN festgelegte Nachhall.“

Im folgenden die Definition laut Wikipedia :
„Die Nachhallzeit T60 oder auch einfach T, im Englischen meist reverberation time (RT), ist die bekannteste Kennzahl der Raumakustik. Unter der Nachhallzeit versteht man das Zeitintervall, innerhalb dessen der Schalldruck in einem Raum bei plötzlichem Verstummen der Schallquelle auf einen Bruchteil, bei T60 auf den tausendsten Teil, seines Anfangswerts abfällt, was einer Abnahme des Schalldruckpegels von 60dB entspricht.“

Grafische Darstellung der Nachhallzeit

Wir messen die Nachhallzeit RT60 mit Acourate. Aus der Messung der Pulsantwort des Raumes wird die Nachhallzeit ermittelt.

Ein Beispiel zur Verbesserung der Nachhallzeit

31.08.2021

Während einer der unzähligen raumakustischen Messungen bei mir stellten wir fest, das die Tür zu meinem Hörraum einen signifikanten Einfluss auf die Nachhallzeit im Raum hat. Wie wir diesen Einfluss minimierten, möchte ich an dieser Stelle beschreiben. Am Anfang steht natürlich wie immer erst einmal eine Messung.

Nachhallzeit – Tür ohne Maßnahmen / ohne AA

Auf dem Bild oben sehen wir die Ausgangssituation. Rechts oben ist als Messtoleranz die „DIN 18041 Music“ selektiert. Darunter sehen wir die Angaben zur Abmessung meines Hörraums. Aus diesen Vorgaben werden die beiden gestrichelten Linien gebildet. Im Idealfall verlaufen jetzt die Kurven der Nachhallzeit für beide Kanäle innerhalb dieser beiden Abgrenzungen.

Man sieht sehr schön wie der Nachhall unterhalb von ca. 100Hz ansteigt und bei ca. 80Hz das Intervall verlässt, also zu groß wird. Anhand der Messungen ist auch deutlich zu sehen das ich einen Mono-Subwoofer verwende. Unterhalb von 125Hz, der Trennfrequenz, laufen die Kurven für den linken und rechten Audiokanal übereinander.

Als erste Maßnahme klebte ich ein Dichtband mit einem Gummiprofil aus dem Fensterbau oben und auf der Seite des Schlosses in die Falz der Tür. Damit schloss die Tür so fest das sie sich nicht mehr im Schloss bewegen konnte.

Nachhallzeit – Tür mit Dichtband / ohne AA

Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Nun verhält sich die Nachhallzeit schon ganz manierlich. Offensichtlich hat sich die Tür, angeregt von den Bassimpulsen im Raum, im Schloss bewegt. Dies wird durch die Maßnahme sehr gut unterbunden. Übrigens eine Veränderung die nicht auffällt und somit ohne Probleme auch in einem Wohnraum vorgenommen werden kann.

Allerdings belies ich es nicht dabei. Ich habe ja einen eigenen Hörraum und so muss ich nicht auf den berühmten WAF (Wive Acceptance Factor) Rücksicht nehmen. Ich beklebte die Tür auf der Seite des Hörraumes zusätzlich mit Schwerfolie aus dem Automobilbau.

Nachhallzeit – Tür mit Dichtband und Schwerfolie / ohne AA

Die Schwerfolie bringt tatsächlich noch eine weitere Verbesserung, wenn auch nicht so deutlich wie mit der ersten Maßnahme. Allerdings reden wir ja hier über High-End Audio und so bin ich dankbar für jede noch so kleine positive Veränderung.

Bis hierher machte ich alle Messungen ohne den aktiven Absorber, ich wollte ja das Verhalten der Tür selbst beurteilen. In der nächsten Messung sehen wir das Verhalten mit eingeschaltetem Absorber.

Nachhallzeit – Tür mit Dichtband und Schwerfolie / mit AA alte Einstellung

Man sieht sehr schön wie sich die Situation verschlechtert hat. Offensichtlich arbeitet der Absorber nun mit einer falschen Einstellung die sich negativ auf die Nachhallzeit auswirkt.

Dies ist aber leicht zu erklären, durch die Schwerfolie verschiebt sich die Resonanzfrequenz der Tür deutlich nach unten und das muss natürlich in den Einstellungen des Absorbers berücksichtigt werden.

Nachhallzeit – Tür mit Dichtband und Schwerfolie / mit AA neue Einstellung

Eine geringfügige Anpassung des Frequenzganges im DSP der Absorber-Elektronik hat das Problem gelöst. Die Nachhallzeit in meinem Raum liegt nun im gesamten Frequenzbereich innerhalb des vorgegebenen Intervalls. Zudem verbesserte sich die Situation durch den Einsatz des aktiven Absorbers weiter, ab ca. 50Hz habe ich eine ziemlich konstante Nachhallzeit von um die 0,4s bis hinauf zur Trennfrequenz. Ein Ergebnis das nicht nur messtechnisch befriedigt. Wie ich ja schon an anderer Stelle schrieb, habe ich inzwischen eine Basswiedergabe in meinem Hörraum wie ich es nie für möglich gehalten hätte.

Nachtrag

Im August 2021 habe ich meinen Messaufbau geändert und messe mittlerweile nur noch über die Lynx Aurora(n). Dies wurde möglich da ich den Wandler durch eine zusätzliche Karte mit Mikrofon-Eingängen erweiterte. Die Messsignale durchlaufen dabei natürlich auch das Dante Netzwerk und somit habe ich mit 96kHz/24Bit gemessen. Ansonsten hat es keine Änderungen gegeben.

Nachhallzeit – Tür mit Dichtband und Schwerfolie / mit AA neue Einstellung
Messung mit der Lynx Aurora(n)

Man sieht sehr schön an dem Messergebnis oben welchen Einfluss eine nicht optimale Messkette auf das Messergebnis hat.

Vergleicht man die beiden Diagramme oben miteinander, so sieht man das die RT60 Kurven bei beiden Messungen ab ca. 250Hz aufwärts bei ungefähr 0,3s liegen. Man kann also sagen das hier die Messwerte in etwa gleich verlaufen.

Unterhalb dieser Frequenz allerdings gibt es größere Unterschiede im Ergebnis. Am deutlichsten wird es unterhalb von ca. 50Hz. Mit dem alten Messaufbau steigt die Nachhallzeit stark an, in der Messung mit der Lynx bleibt der Wert jedoch unterhalb von 0,4s.

Ich führe die Unterschiede auf den eher einfach gestrickten Mikrofon-Vorverstärker zurück den ich vorher benutzt habe. Hier leistet der Mikrofon-Eingang der Lynx offensichtlich erheblich mehr.