Wiedergabe-Optimierung mit Acourate

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

26. Mai 2024

Ende des Jahres 2013 ist meine Anlage / mein Raum das erste Mal vermessen worden. Zu dem Zeitpunkt hatte ich noch einen rein analogen Aufbau mit den Stacked Quads und dem RiPol. Getrennt habe ich mit der AFW1 bei 125Hz. Natürlich hatte ich zu dem Zeitpunkt ein paar Ideen, was verbessert werden könnte, aber im Großen und Ganzen war ich zufrieden.

Diese Messung änderte alles!

Sie hat mir gnadenlos aufgezeigt, was alles nicht in Ordnung war und mit welchen Kompromissen ich all die Jahre Musik gehört hatte.

Das führte in den folgenden Jahren zur Entwicklung des aktiven Absorbers und im Jahr 2021 zum Umstieg auf die digitale Signalverarbeitung. Seither lerne ich immer weiter hinzu, was zu teils erstaunlichen Verbesserungen der Wiedergabequalität in meinem Raum führt.

Neben der Möglichkeit, raumakustische Maßnahmen durchzuführen, hat mich auch der Artikel

Dr. Ulrich Brüggemann – Thoughts About Crossovers

davon überzeugt, diesen Weg zu beschreiten. Wenn man erkennt, wie unzureichend analoge Frequenzweichen sind und wie viel besser digitale FIR Filter diesen Job erledigen können, dann muss man einfach Konsequenzen daraus ziehen. Man findet den Artikel im Infocenter auf der AudioVero Homepage.

Die digitale Signalübertragung bietet einem auch die Möglichkeit der Laufzeitanpassung in einem Mehrwegesystem. Ein auf mehrere Lautsprecher aufgeteiltes Musiksignal, das anschließend nicht zeitgleich am Ohr ankommt, wird per se nicht korrekt wiedergegeben.

Im Folgenden beschreibe ich den aktuellen Weg, den ich nutze, um meinen Aufbau zu messen und daraus Korrekturdateien zu ermitteln. Ich hoffe, dass ich anderen Anwendern von Acourate und dem AcourateConvolver damit Anregungen und einen Leitfaden für die Optimierung geben kann.

Einen sehr guten Einstieg in Acourate bekommt man mit der Anleitung „Schnelleinstieg in Acourate“, die man im Infocenter auf der AudioVero Homepage als pdf-File finden kann.

Wenn man sich nicht scheut, Anleitungen in Englisch zu lesen, dann bietet sich auch das folgende Buch an:

Mitch Barnett – Accurate Sound Reproduction Using DSP

Mitch setzt jedoch JRiver ein und es gibt keinerlei Informationen über den AcourateConvolver. Es werden allerdings jede Menge technische und akustische Hintergründe erklärt. Man bekommt es als Buch oder als Kindle eBook. Auch wenn ich selbst JRiver nicht verwende, so fand ich das Buch doch ungemein lehrreich.

Im Folgenden wird man immer wieder auf Empfehlungen, Einstellungen oder Messungen von Mitch stoßen.

Die eingesetzten Hard- und Software Komponenten bestimmen zumindest an einigen Stellen die Vorgehensweise bei der Acourate Optimierung des eigenen Systems. Deshalb kann es individuell zu Abweichungen kommen.

Das System ist ziemlich aufwendig und somit fehleranfällig. Es setzt voraus, dass man über Kenntnisse in der digitalen Signalverarbeitung verfügt. Zudem muss man wissen, wie man Rechner und Netzwerke administriert und ein Betriebssystem aufsetzt. Fehlen die benötigten Kenntnisse und klemmt es an einer Stelle, ist es sehr schnell vorbei mit dem entspannten Musikhören über ein optimiertes Wiedergabesystem. Läuft allerdings alles wie gewollt, erhält man eine Wiedergabequalität, die man nie für möglich gehalten hätte.

Der Aufwand lohnt sich auf jeden Fall!

Am besten sucht man sich jemanden, der einem als Mentor zur Seite steht. Das vereinfacht den Einstieg ungemein.

Beschreibung der Komponenten

11. Juni 2024

Neben Acourate selbst ist der AcourateConvolver eine der wichtigsten Softwarekomponenten, die ich einsetzte. Dies hat direkte Auswirkungen darauf, wie die berechneten Parameter und Korrekturdateien verarbeitet werden. Es bestimmt auch die Topologie der Hardware.

Verwendete Hardware

Im Zentrum der Audio Signalverarbeitung sitzt bei mir ein Lynx Aurora⁽ⁿ⁾ Studio Wandler. Da dieser Wandler modular aufgebaut ist, muss diese Aussage näher spezifiziert werden: Es handelt sich um einen „PRE 2016 DANTE”. Das bedeutet, dass der Wandler auf der analogen Seite mit 16 Ein- und Ausgängen sowie 4 Mikrofoneingängen ausgestattet ist. Für die digitale Signalübertragung ist er mit einer Karte zur Kopplung mit einem Dante-Netzwerk bestückt.

Der AcourateConvolver läuft auf einem PC mit einem Intel Core i7-13700K und 16GB RAM. Als Betriebssystem verwende ich Windows Server 2022 Standard für 24 Cores. Meine Erfahrungen haben gezeigt, dass es der Audioleistung zugutekommt, wenn der Rechner möglichst wenig zu tun hat. Deshalb setze ich eine potente CPU und ein Server-Betriebssystem ein. Der Rechner läuft ohne Maus, Tastatur und Monitor. Er wird von mir Remote administriert. Der Rechner ist mit zwei Ethernet-Schnittstellen ausgestattet. Die erste ist mit meinem privaten Netzwerk verbunden, die zweite wird für die Verbindung ins Dante-Netzwerk verwendet. Da der Rechner in einem Nebenraum steht, kann er aktiv gekühlt werden. Somit bin ich bei der Auswahl der CPU nicht auf 65-W-Typen beschränkt, die sich noch passiv kühlen lassen.

Im Zentrum des Dante-Netzwerks sitzt ein Cisco SG250-08 Managed Switch. Das Dante-Netzwerk wird bei mir ausschließlich für die Übertragung von Audiodaten genutzt. Die Einstellungen des Switches sind für diese Übertragung optimiert. Ich setze CAT6-Kabel ein.

Bei dem hier beschriebenen aktiven Mehrwegesystem muss die Lautstärke hinter der Faltung (AcourateConvolver) erfolgen. Aus diesem Grund wird ein entsprechender Mehrkanalvorverstärker benötigt. Ich setze an dieser Stelle meinen VV7-Vorverstärker ein. An dessen Ausgängen sind die Endstufen angeschlossen. Diese treiben die einzelnen Lautsprecher meines RQM-Systems an. Aktuell sind es sieben Wege.

In meinem Setup gibt es einen zweiten PC. Er ist passiv gekühlt und steht direkt im Hörraum. Als Prozessor wird ein Intel Core i3-8100 mit 16GB RAM verwendet. Auf diesem Rechner kommt Windows 11 Pro zum Einsatz. Er ist mit Maus, Tastatur und Monitor ausgestattet. Auch dieser Rechner hat zwei Ethernet-Schnittstellen (internes Netz und Dante). Ich verwende diesen Rechner für die Acourate-Messungen und die Administration des Convolver-PCs, des Lynx-Wandlers und des Dante-Netzwerks.

Den Einfluss des Messequipments sollte man nicht unterschätzen! Was mit einem billigen Messmikrofon nicht erfasst wird, kann auch nicht korrigiert werden. Hier verhält es sich wie beim Vergleich einer günstigen Audioanlage mit einem hochauflösenden High-End-System. Ein Korrekturfile für das Mikrofon hilft da auch nicht, denn es korrigiert nur den Frequenzgang, verbessert aber nicht die Auflösung. Ich habe am Anfang ein solches Mikrofon (unter 100 €) verwendet und nutze heute ein Earthworks M50. Die Unterschiede waren mehr als deutlich zu hören. Entsprechend verhält es sich mit dem Rest des Messkanals. Selbstverständlich gibt es auch für das Earthworks-Mikrofon ein Korrektur-File. Trotzdem kann man die ersten Versuche natürlich erst einmal mit günstiger Messtechnik durchführen.

Verwendete Software

Wie oben schon beschrieben, verwende ich neben Acourate auch den AcourateConvolver.

Um die beiden PCs in das Dante-Netzwerk einbinden zu können, ist auf den Rechnern die Dante Virtual Soundcard (DVS) installiert. Über eine ASIO-Schnittstelle stellt sie die Verbindung zwischen Audio-Software und Ethernet-Schnittstelle/Dante-Netzwerk her. Auch mein Roon-Server ist auf diese Weise in das Dante-Netzwerk eingebunden.

Auf dem Mess-PC ist außerdem die Software „Dante Controller“ installiert. Über diese Software wird die komplette Administration des Dante-Netzwerks und der damit verbundenen Komponenten durchgeführt.

Auf diesem Rechner ist auch die Software „Lynx NControl” installiert. Damit kann der Wandler konfiguriert werden. Die Verbindung erfolgt über das Dante-Netzwerk, sodass keine weitere Hardware-Verbindung notwendig ist.

Optimierung des RQM Systems

21. August 2024

Im Folgenden beschreibe ich die Vorgehensweise, um mein RQM-System einzumessen. Die Vorgehensweise ist allerdings nicht nur auf mein System beschränkt und der größte Teil kann wie beschrieben übernommen werden. Ich gebe jeweils einen Hinweis zu Dingen, die speziell für mein System durchgeführt werden.

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Seite habe ich Acourate in der Version 2.1.6 und den AcourateConvolver in der Version 2.0.7 verwendet. Im August 2024 gab es bei Acourate ein Update auf die Version 3.1.0.

Mein Dante-Netzwerk betreibe ich mit 96kHz / 24Bit. Diese Einstellung hat sich für mich mit dem Lynx Wandler als „Sweet Spot“ herausgestellt. Bei höheren Frequenzen empfinde ich die Audio-Wiedergabe als etwas „angestrengt”. Ich führe alle Messungen mit dieser Abtastrate durch. Der Lynx-Wandler ist der Taktgeber im Dante-Netzwerk.

Ich lege für jede Messung ein eigenes Verzeichnis mit dem aktuellen Datum im Namen an. Somit erhalte ich eine chronologische Historie. Zudem mache ich mir Notizen zu den Messungen und den Ergebnissen. Dafür verwende ich DokuWiki, das auf einem Raspberry Pi 4B läuft. So kann ich jederzeit nachvollziehen, was ich an dem System alles ausprobiert habe.

An dieser Stelle muss ich ein wenig vorgreifen. Ich betreibe mein System mit einer Filterlänge von 262144 Taps. Dies ist die größtmögliche Anzahl, die sich in Acourate einstellen lässt. Die Empfehlung für 96kHz liegt bei 131072 Taps, aber so klingt es für mich einfach besser.

Bevor das System optimiert werden kann, muss zunächst das Signal-Routing im Dante-Netzwerk festgelegt werden. Ohne ein korrektes Routing wird das System keinen Ton von sich geben. Dies gilt selbstverständlich auch für alle anderen digitalen Lösungen. Eine entsprechende Beschreibung ist allerdings nicht Teil dieses Dokuments.

Ebenso setze ich voraus, dass Acourate und AcourateConvolver installiert und lizenziert sind. Somit von der Software Seite aus alles einsatzbereit ist.

Die folgende Beschreibung ist chronologisch aufgebaut und sollte in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.

Erstellung des Kalibrierfiles für das verwendete Mikrofon

31. Dezember 2023

Jeder seriöse Hersteller von Messmikrofonen stellt individuelle Kalibrierdaten zur Verfügung. Mithilfe dieser Daten erzeugt man für die Messung mit Acourate eine Korrekturdatei. Dieses wird bei den Messungen eingebunden, um die Ungenauigkeiten des Mikrofons direkt zu korrigieren.

Die Herausforderung besteht darin, zu erkennen, ob es sich bei den zur Verfügung gestellten Daten um die originalen Messdaten handelt oder ob sie bereits vom Hersteller invertiert wurden. Wie man das relativ sicher erkennen kann, erkläre ich ein paar Zeilen weiter unten. Natürlich kann man sich auch direkt beim Hersteller erkundigen.

Bei meinem Earthworks M50 wird die entsprechende Datei als Textdatei geliefert. Sie enthält pro Zeile ein Messwertpaar (Frequenz und Amplitude) und kann direkt in Acourate eingelesen werden. Unten sind die ersten zehn Zeilen dieser Datei als Beispiel aufgeführt.

"Transfer Function Mag - dB volts/volts (0.10 oct)(eq)(eq:aux)"
      "Hz"      "Data"
     3.000,  -2.387989
    10.000,   1.387989
  765.4139,   1.387989
   818.201,   1.416025
  870.9882,   1.448313
  950.1689,   1.496563
  1002.956,   1.517841
  1082.137,   1.508638
...

Man kann davon ausgehen, dass die Amplitude eines Mikrofons zu den tiefen Frequenzen hin abnimmt. Dies kann als Indikator dafür dienen, ob die gelieferten Messdaten bereits invertiert wurden. Bei meiner Datei ist zu erkennen, dass der Amplitudenwert bei 3 Hz mit -2,38 dB kleiner ist als der bei 10 Hz (1,38 dB). Die Daten sind demnach nicht invertiert.

Zunächst habe ich einen eigenen Ordner für die Kalibrierdaten angelegt. Da ich nur ein Messmikrofon nutze, ist an dieser Stelle kein Unterordner erforderlich. Das Kalibrierfile des Herstellers habe ich dort unter einem leicht erkennbaren Namen abgespeichert.

Nach dem Aufruf von Acourate wird dieses Verzeichnis als Arbeitsverzeichnis ausgewählt und die Abtastfrequenz (hier: Samplerate 96000) gesetzt. Anschließend kann die Datei über

File -> Import Magnitude (Mic Calibration or Target Curve)

eingelesen werden. Hat man die entsprechende Datei selektiert, erscheint als nächstes eine Abfrage nach der „Pulse length selection“. Ich wählte an dieser Stelle natürlich 262144 (siehe oben). Anschließend wird noch abgefragt, ob man ein „minimum phase result“ haben möchte. Diese Abfrage wird mit „yes“ beantwortet. Danach werden die Daten eingelesen und in Active Curve 1 dargestellt.

Acourate: Amplitude meines Earthworks M50

Meine Kurve erreicht ein Minimum von 0,8 dB und ein Maximum von 2,2 dB. Der mittlere Verlauf liegt bei 1,4 dB. Die Abweichungen sind nicht dramatisch und man könnte auch ohne Korrektur messen. Das Ergebnis ist mit Korrektur natürlich exakter.

In meinem Fall muss ich nun aus den Daten die Inverse berechnen. Durch einen Aufruf von

FD-Function -> Magnitude Inversion

erhält man das folgende Fenster

Hier selektiert man „minphase“ und „Curve2“. Danach wird die Inverse mit „Calculate Inversion“ berechnet und in Active Curve 2 dargestellt.

Acourate: Amplitude & inverse Amplitude meines M50

Abschließend muss die Inverse abgespeichert werden. Diese Kurve wird bei allen folgenden Messungen zur Linearisierung der Messkurve verwendet. Man muss sicherstellen, dass das Fenster Active Curve 2 aktiv ist. Mit dem Menüpunkt

File -> Save Mono WAV

wird die Inverse dann gespeichert. Zuvor muss man sich noch für das Format dieser Datei entscheiden („desired resolution“). Bei einem High-End-System fällt die Wahl natürlich auf „64: double float (default)”. Abschließend kann man noch einen individuellen Namen für die Kalibrierdatei vergeben. Bei mir heißt die Datei „M50Invers96-262k.wav”. Aus dem Namen kann ich somit alle relevanten Daten entnehmen.

Wenn die Daten bereits vom Hersteller invertiert wurden, entfällt dieser Schritt. Nach dem Einlesen der Daten wird die Kurve mit aktiviertem Active Curve 1 wie oben beschrieben abgespeichert.

Erzeugung der Frequenzweiche

05. Juni 2025

Bei einem Aufbau wie dem meinen lassen sich keine Messungen des Gesamtsystems durchführen, ohne dass eine Frequenzweiche auf dem Acourate Convolver läuft. Natürlich muss zuvor das Routing der Audio Signale erfolgreich durchgeführt worden sein.

Für die Dateien der Frequenzweiche gibt es bei mir einen eigenen Ordner mit einer Reihe von Unterordnern. Dort sind alle möglichen Versuche mit der Frequenzweiche abgelegt. Auch hier versuche ich wieder, prägnante Namen zu wählen. Es gibt zudem zu jeder Berechnung eine eigene Beschreibung in meinem DokuWiki.

Als erstes wird der Ordner für die Frequenzweiche als Arbeitsordner festgelegt. Anschließend wird die Frequenzweiche in Acourate mit

Generate -> Crossover

erzeugt. In dem sich öffnenden Fenster werden alle relevanten Parameter angegeben.

Acourate: Erstellung einer Frequenzweiche

Die Parameter für meine Frequenzweiche sind bereits eingetragen. Ich verwende eine 3-Wege-Weiche mit Übergangsfrequenzen von 125Hz und 7,5kHz. Die Delays benutze ich an dieser Stelle nie, daher ist bei allen ein Wert von 0 eingetragen. Als Filtertyp setze ich einen UB jPol11 FIR-Filter mit einer Ordnung von 2 (ohne dynLTA) ein. Wie oben schon geschrieben, lasse ich die Weiche mit der maximal möglichen Anzahl an Taps (262144) rechnen. Die Weiche wird mit linearer Phase erstellt (linphase). Das ist der große Vorteil der FIR-Filter gegenüber den IIR-Filtern. Das „double precision“-Dateiformat ist schon vorgewählt. Mit „Calculate XO” werden die Dateien erzeugt und im aktuellen Verzeichnis gespeichert.

dynLTA

Usually NT and UB crossovers do not show up a wide transition area between passband and stopband. So with a typical 3-way system just two crossovers max overlap for each frequency (imagine that with a 6 dB slope crossover multiple XOs can overlap in the same frequency range).
Now it may happen that if two corner frequencies are too close together also with NT/UB three XOs share the same frequency range. At this point dynLTA gets into the game. With a preselected order of 1 you can mark the dynLTA option and Acourate will calculate the highest necessary filter order (floating point allowed) which is required to ensure that there are only two XOs sharing the same frequencies.

Dr. Ulrich Brüggemann, 19. Okt. 2019, The Acourate User Group

In meinem Fall sind insgesamt 6 Dateien erzeugt worden:

XO1L96.dbl, XO1R96.dbl – bis 125Hz
XO2L96.dbl, XO2R96.dbl – von 125Hz bis 7,5kHz
XO3L96.dbl, XO3R96.dbl – ab 7,5kHz

Acourate bezeichnet die Frequenzweichen-Files mit „XO*.dbl”. Die Nummerierung beginnt beim Bass. „L” und „R” bezeichnen natürlich den linken und rechten Kanal. Zum jetzigen Zeitpunkt sind die jeweiligen Dateien der beiden Kanäle identisch. Die Zahl 96 gibt Auskunft über die zugrunde liegende Abtastfrequenz.

Acourate: linker Kanal meiner 3-Weg Weiche

Auf dem oberen Bild sind die Frequenzverläufe der drei Wege für den linken Kanal dargestellt. Sie addieren sich perfekt zu einem Dirac-Puls (unten). Die Kreuzungspunkte in den Übergangsfrequenzen liegen bei -6 dB, genau wie es sein soll.

Als letztes müssen die erzeugten Dateien noch für den Convolver konvertiert werden. Hierzu ruft man

Room -> Create CPV for AcourateConvolver

auf. Im sich öffnenden Auswahlfenster wird der erste Eintrag selektiert. In der Regel ist dies XO1L*.dbl, alles andere läuft dann automatisch ab. Anschließend befinden sich neben den *.dbl-Dateien auch die entsprechenden *.cpv-Dateien im Verzeichnis.

Spezielle Auslegung für das RQM System:

In meinem RQM-System laufen pro Kanal zwei 57er Quad ESL parallel. Hardwaremäßig wird jede Quad einzeln angesteuert. Damit ich auch individuelle Korrekturdateien für jede einzelne Quad verwenden kann, erzeuge ich abschließend aus der 3-Wege-Weiche eine mit 2×4 XO-Files.

Ich benenne die XO3* Dateien in XO4* um und kopiere die XO2* Dateien auf XO3*. Aus Sicht von Acourate erzeugte ich damit eine 4-Wege Weiche. Allerdings sind zum jetzigen Zeitpunkt die XO2* und XO3* Dateien identisch. In meinem Verzeichnis liegen danach die folgenden Dateien vor:

XO1L96.dbl, XO1R96.dbl – bis 125Hz / RiPol Subwoofer
XO2L96.dbl, XO2R96.dbl – von 125Hz bis 7,5kHz / obere Quads
XO3L96.dbl, XO3R96.dbl – von 125Hz bis 7,5kHz / untere Quads
XO4L96.dbl, XO4R96.dbl – ab 7,5kHz / Mundorfs

Bemerkung:
Dass es pro Kanal zwei identische Frequenzbereiche gibt, stört Acourate bei der abschließenden Berechnung der Korrekturdateien (siehe Makro 4) nicht.

Konfiguration des AcourateConvolver

01. Januar 2024

Im AcourateConvolver können neun Konfigurationen mit jeweils drei Filterbänken ausgewählt werden. Die dazugehörigen Faltungsdateien (*.cpv) befinden sich in Verzeichnissen auf dem Rechner. Ich weiche jedoch von dem bei der Installation des AcourateConvolvers eingerichteten Ort ab und lege alle meine Daten in einem Verzeichnis namens

c:\conf

Für mich ist es so am einfachsten. Es spricht allerdings auch nichts dagegen, den AcourateConvolver Standard zu nutzen.

In diesem Verzeichnis gibt es Unterverzeichnisse mit den Namen „1” bis „9”. Diese beziehen sich auf die insgesamt neun möglichen Konfigurationen. Pro Unterverzeichnis gibt es dann jeweils noch einmal Verzeichnisse mit den Namen „1” bis „3”, die den Filterbänken zugeordnet sind. Diese Struktur wird bei der Installation angelegt und ich habe sie in meinem Verzeichnis übernommen. Man kann sich aber auch ohne Probleme eine eigene Struktur überlegen.

Ich nutze die Konfiguration 9 immer zum Messen und habe sie entsprechend im AcourateConvolver bezeichnet. In das Verzeichnis

c:\conf\9\1

speichere ich nun die oben erzeugten Frequenzweichenfiles.

Auf dem obigen Foto ist die Verbindungsmatrix zu sehen, die in meinem System zum Messen verwendet wird. Das Messsignal aus Acourate gelangt über die Dante-Eingangskanäle 15 und 16 in den AcourateConvolver. Die Audio-Kanäle für die Lautsprecher sind auf die Dante-Ausgänge 1 bis 7 geroutet.

Hier ist auch zu sehen, wie ein Mono-Subwoofer eingebunden wird. Die Signale aus beiden Bass-Kanälen (XO1*) werden mit einem um -6 dB verringerten Pegel auf den Ausgang 1 geroutet.

Ab diesem Zeitpunkt ist das System in der Lage, vernünftige Töne von sich zu geben!

Position des Messmikrofons

13. März 2024

Das Messmikrofon sollte sich bei allen Messungen

reproduzierbar an der gleichen Stelle befinden
exakt in der Mitte zwischen den beiden Lautsprechern platziert sein

Am besten man denkt sich ein System aus, wie man das Mikrofon bei der Aufstellung immer in die gleiche Position bringt.

Mein Hörraum hat eine Holzdecke. Meine Hörposition habe ich mit der Hilfe meines Freundes Heiner mit einem Kreuzlinienlaser exakt vermessen und bei dieser Position an der Decke einen Haken angebracht. An diesem hänge ich ein Lot, das eine Markierung auf der korrekten Höhe hat. Damit positioniere ich das Mikrofon schon einmal ziemlich genau an der richtigen Stelle im Raum.

Anschließend nimmt man Acourate zu Hilfe und benutzt die Funktion „Microphone Alignment“.

LogSweep -> Microphone Alignment

Damit lässt sich das Mikrofon auf den Millimeter genau in die Mittenposition bringen. Die Genauigkeit steigt dabei mit der Messfrequenz.

Wenn das Mikrofon exakt in der Mitte positioniert ist, erscheint im Fenster eine grüne 0. Das Prozedere ist selbsterklärend. Bei meiner Ausrichtungsmethode (siehe oben) muss ich das Mikrofon nur noch um wenige Millimeter nach links oder rechts bewegen.

Higher Output in Mic Alignment

The mic alignment is based on the time alignment of tweeters.

It does not make sense to use e.g. subwoofers for the mic alignment as the timing of low frequencies is too slow. Thus the signal recorded by the mic will also contain reflections influencing the accuracy. Whereas high frequency signals should have more precise transients.

Thus the test signal for the mic alignment consists of Dirac pulses processed by a highpass > 4 kHz. The left channel contains two clicks, the right channel one click. This also means that the left channel sound a bit louder than the right channel. This is ok and intended.

As the clicks are quite short signal the playback volume needs to be increased.

The alignment function now records the clicks and tries to trigger on the incoming pulses. This should properly work if – the recorded signal has enough level (dependent on playback volume and mic gain) – the recorded signal detects a clear impulse (strong reflections should be avoided) – the tweeters have the same polarity (I have experienced the opposite several times even with „high-end“ speakers).

The alignment function then displays the recorded signal in the chart. In addition at the right side of the chart there is a number displaying the timing difference in samples, the target is to get 0. In addition there is an arrow pointing to the left or right direction as a hint in which direction to move the mic. If the arrow points to the left direction the mic should be moved left as the sound travel time from left speaker is longer than from the right speaker. I highly recommend to move the mic stand. This is more sensitive than moving/turning the mic itself. By the movement into the displayed direction the number must count down. If it counts up the left/right channels are switched.

The optimum is reached when the display is 0 and the chart shows two peaks without flat top.

Dr. Ulrich Brüggemann, 18. März 2021, The Acourate User Group

Einstellung der Pegel bei der Messung

04. Januar 2025

Für eine korrekte Messung müssen die Pegel abgeglichen werden. Es sollte nicht zu leise sein, aber es darf auch nicht übersteuern. Für die Wiedergabe nutze ich die Volume-Einstellung am Vorverstärker und für die Aufnahme den Verstärkungsfaktor des Mikrofoneingangs am Lynx-Wandler.

Bei einem Schalldruckpegel zwischen 80dB und 90dB ist die Frequenzausgeglichenheit des menschlichen Ohrs am größten. Mitch Barnett empfiehlt in seinem Buch einen mittleren Messpegel von 83dB. Ich habe damit gute Erfahrungen gemacht und mein System bei der Wiedergabe der Messsignale aus Acourate darauf eingemessen. Dafür benutze ich das günstige Schallpegelmessgerät PeakTech 5055, das ich bei dieser Messung auf „C-weight/slow” stelle.

In REW wird übrigens mit einem Pegel von 75dB gemessen (siehe Check Levels). Ich habe jedoch keine positiven Erfahrungen mit diesem geringeren Pegel gemacht. Die besseren Ergebnisse erziele ich mit den oben angegebenen 83dB.

Da mein System ohne Optimierung sehr starke Pegelschwankungen aufweist, führe ich die Messung nur im Frequenzbereich von 950Hz bis 1050Hz mit einer Dauer von 60 Sekunden durch. Dazu halte ich das Schallpegelmessgerät an die Messposition des Messmikrofons. Anschließend stelle ich den Volume-Regler meines Vorverstärkers so ein, dass ich in etwa diesen Pegel erreiche. Da es auch bei dem schmalen Frequenzbereich Schwankungen gibt, muss ich „optisch” mitteln.

Ich messe mit einem Pegel von 0dB in Acourate und -20dB an meinem Vorverstärker.

Für diejenigen, die sich kein Schallpegelmessgerät leisten wollen oder es aktuell einfach nicht zur Hand haben, gilt es den Pegel nicht zu leise, aber auch nicht zu laut einzustellen. Dabei muss man sich auf sein eigenes Gehör verlassen. Auch ich habe lange mit dieser Methode die Grundeinstellung durchgeführt.

Anschließend lasse ich mit dem gefundenen Abspielpegel eine Messung über den ganzen Frequenzbereich laufen und stelle damit den Pegel des Mikrofonvorverstärkers ein. In Acourate wird über ein Laufband (grüner Balken) der maximal gemessene Eingangspegel angezeigt. Dieser sollte -6dB nicht überschreiten. Ein dB rauf oder runter ist nicht so entscheidend, ich achte aber darauf, dass ich unterhalb dieser Grenze bleibe. Es kann vorkommen, dass diese Messung zweimal durchgeführt werden muss.

Acourate: Eingangspegel der LogSweep Messung

Mein Mikrofonvorverstärker ist für das Earthworks M50 auf einen Verstärkungsfaktor von 35dB eingestellt.

Wenn sich an der Anlagenkonstellation nichts ändert und sich die Pegel reproduzierbar einstellen lassen, muss diese Messung nur einmal durchgeführt werden. Anschließend wird immer die ermittelte Konfiguration genutzt.

Pegel der Lautsprecher einstellen

14. März 2024

In einem Mehrwegesystem laufen die Lautsprecher an unterschiedlichen Endstufen. Wenn es sich nicht um das gleiche Fabrikat handelt, ist es sehr wahrscheinlich, dass sich die Verstärkungsfaktoren unterscheiden. Zudem sind Lautsprecher von Natur aus unterschiedlich laut.

Es ist sinnvoll, die Pegel der Lautsprecher im analogen Teil der Anlage aufeinander abzustimmen. In meinem System ist das besonders einfach, da ich im Vorverstärker jeden Kanal einzeln mit einer Korrektur beaufschlagen kann. Dabei achte ich darauf, dass meine Target-Kurve möglichst optimal eingefügt werden kann (siehe unten). Wenn man diesen Schritt auslässt, muss das Acourate besorgen. Dies kann jedoch auf Kosten des digitalen „Headrooms” gehen und man verliert mit hoher Wahrscheinlichkeit an Auflösung.

Meine Quads lasse ich dabei unkorrigiert, da sie mir den Grundpegel liefern. Ich passe also den RiPol und die Mundorfs an den Pegel der Quads an. Ein Vorteil meiner Lösung mit dem VV7 ist, dass ich nicht nur eine Abschwächung, sondern auch eine Verstärkung der einzelnen Pegel hinterlegen kann. Somit lassen sich die Lautsprecher in beide „Richtungen” korrigieren.

Um die Pegel zu ermitteln, wird eine Messung über den gesamten Frequenzbereich gestartet.

LogSweep -> LogSweep Recorder

Diese Messung muss nicht so exakt sein. Man kann sich bei der Messzeit auf kürzere Zeiten beschränken. Das Ergebnis wird anschließend noch mit Makro 1 geglättet. Die Ausgabe des ICCC nach der Messung kann einfach quittiert werden.

Room -> Macro 1

Die Parameter können auf den Standardwerten belassen werden.

Bei gleichem Ausgangspegel am Vorverstärker ergibt sich für mein System der folgende Frequenzgang für alle Lautsprecher.

Acourate: unkorrigierte Pegel der Lautsprecher im RQM-System

Das Bild oben habe ich im Makro 2 gemacht und auch gleich meine Target Kurve (blau) eingefügt. So sieht man am besten, wovon ich hier schreibe. Die Erklärung hierzu gebe ich weiter unten. Wichtig an dieser Stelle ist, dass die Target Kurve möglichst weit oben liegt und vom eigentlichen Signal am besten gar nicht unterschritten wird.

Im Bassbereich habe ich eine Volumenkorrektur von +5dB vorgenommen. Die Mundorfs können bei 0dB bleiben. Damit erhalte ich nach der Glättung mit Makro 1 und dem Aufruf von Makro 2 das gewünschte Ergebnis.

Nach dieser Einstellung muss unter Umständen der Messpegel noch einmal abgeglichen werden. Bei mir ist das jedoch nicht der Fall, da ich nur im Bereich von ca. 1kHz gemessen habe und die Quads im Pegel nicht verändere.

Bemerkung:
Ich bin mir an dieser Stelle nicht wirklich sicher, wie herum man die Pegel abgleichen sollte. Beschrieben habe ich hier meine Vorgehensweise. Es wird aber sicherlich auch funktionieren, wenn man die beiden Einstellungen

Einstellung der Pegel bei der Messung
Pegel der Lautsprecher einstellen

in umgekehrter Reihenfolge durchführt.

Laufzeitkorrektur

27. März 2024

Einer der großen Vorteile einer digitalen Frequenzweiche ist die Möglichkeit, Signale zu verzögern. Dies wird genutzt, um die Laufzeiten der einzelnen Lautsprecher eines Mehrwegesystems so zu korrigieren, dass sie zeitgleich am Hörplatz ankommen (Time Alignment). Acourate bietet mehrere Möglichkeiten, um die dafür nötigen Verzögerungszeiten zu ermitteln.

Acourate Wiki: Ausgleich von Laufzeitunterschieden

Bei dem hier beschriebenen Verfahren werden die einzelnen Files der Frequenzweiche zueinander verschoben. Dabei wird der Hochton (XO4*) als Referenz genommen und im originalen Zustand belassen. Der Tiefton (XO1*) wird um -6000 Samples, die oberen Quads (XO2*) um -2000 Samples und die unteren Quads (XO3*) um -4000 Samples verschoben.

Ein negativer Wert bei der Rotation verschiebt das Signal zeitlich nach vorne, sodass es früher wiedergegeben wird. Bei der Auswertung kommt der größte Impuls vom Hochtöner, der kleinste vom Subwoofer. Deshalb muss der Subwoofer so weit wie möglich nach vorne geschoben werden, um den Impuls eindeutig bestimmen zu können. Ansonsten würde das kleine Basssignal von den anderen vollständig überdeckt werden. Bei einer Abtastfrequenz von 96kHz sollten 2000 Samples zwischen den einzelnen Treibern liegen, um die Einzelimpulse zeitlich gut voneinander trennen zu können.

Die oben erzeugten Frequenzweichen-Files (XO*.dbl) werden in ein neues Verzeichnis kopiert. Dieses wird anschließend in Acourate als aktives Arbeitsverzeichnis ausgewählt. Alle noch angezeigten Kurven (Active Curve) sollten gelöscht werden.

Die Frequenzweichen-Files werden in die Kurven 1 bis 4 geladen. Da die Crossover-Files für den linken und rechten Kanal identisch sind, reicht es, nur die Files eines Kanals zu laden. Anschließend werden die entsprechenden Kurven mit

TD Functions -> Rotation

verschoben und als linkes und rechtes File abgespeichert. Im „Signal Rotation“-Fenster wird immer die aktuell aktive Kurve verschoben.

Die neu erstellten Frequenzweichen-Files (*.dbl) müssen nun noch in *.cpv Dateien umgerechnet werden.

Room -> Create CPV for AcourateConvolver

Anschließend werden sie auf den AcourateConvolver übertragen. Dafür nutze ich immer Filterbank 2 in meiner Konfiguration der Messung. Die Dateien landen also in dem Verzeichnis

c:\conf\9\2

Im AcourateConvolver wird nun „Config 9“ (Messen) und die „Filterbank 2“ selektiert. Anschließend muss noch die Matrix konfiguriert und die Einstellung abgespeichert werden (siehe Konfiguration des AcourateConvolver). Danach wird der Convolver mit dieser Konfiguration gestartet.

Nun ist es an der Zeit, eine erste Messung in Acourate durchzuführen. Hierzu sind die Pegel eingestellt, das Messmikrofon befindet sich an seiner Position und ist exakt mittig ausgerichtet (siehe oben). Mit

LogSweep -> LogSweep Recorder

wird eine Messung gestartet.

Nach der Messung erscheint erst einmal die Ausgabe für die Interchannel Cross Correlation (ICCC). Zum jetzigen Zeitpunkt kann man einfach auf „ok“ drücken und das Fenster schließen. Uns interessiert aktuell nur die zeitliche Auswertung der Messung. Aus diesem Grund kann man am oberen Bildschirmrand von Acourate außer „Time“ die beiden anderen Messwertausgaben deaktivieren.

Der größte Impuls ist der Hochton, die beiden kleineren davor der Mittelton (Quads oben und unten) und kaum zu erkennen, die kleinen Wellen davor, der Bass. Hätten wir eine perfekte zeitliche Abstimmung zwischen den einzelnen Lautsprechern, dann wären die Impulse des Mitteltones exakt 2000 und 4000 Samples vor dem des Hochtones und entsprechend läge der Bass 6000 Samples davor. Die Abweichungen davon sind die gesuchten Zeiten.

Die Messung habe ich mit 262144 taps durchgeführt (Pulse Length). Das führt zu einem Lead-in von 24000 Samples (siehe LogSweep oben). Den größten Impuls stellt Acourate genau an dieser Stelle dar.

$t = \frac{24000}{96000\mbox{Hz}} = 0.25\mbox{s}$

Acourate: Laufzeit Messung, Time gezoomt

Mittig links unterhalb des Zeitfensters befindet sich ein Uhren-Icon. Damit öffnet man den „Time Alignment Assistant“. Allerdings gibt es eine kleine Eigenart meines Acourate: Erst wenn man im Zeitfenster die Signale gezoomt hat, kann man den Assistenten auch wirklich öffnen.

In „Test Delays for Time Alignment“ werden die oben gemachten Verschiebungen eingetragen, in diesem Fall also 0, 2000, 4000 und 6000 Samples. Durch einen Klick auf „Left Peak“ und „Right Peak“ wird die Position (in Samples) des größten Impulses in den Fenstern „Left“ und „Right“ übernommen. Da im Moment das komplette Signal dargestellt wird, muss auf beiden Seiten 24000 erscheinen.

Anschließend wird der Assistant mit „Exit” verlassen und die Messung so gezoomt, dass nur noch der Impuls 2000 Samples vor dem Hochtonimpuls zu sehen ist. Das entspricht in etwa 21ms. Die Mitte der dargestellten x-Achse sollte also bei etwa 0,229s liegen. An den Rändern der Darstellung darf es auch keinen größeren Impuls geben!

Acourate: Laufzeit Impuls bei -2000 Samples

Nun geht es erneut in den „Time Alignment Assistant“. Ein Klick auf „Left Peak“ bzw. „Right Peak“ übernimmt auch hier wieder die Position des aktuell größten dargestellten Impulses. Bei mir sind es 22013 Samples in beiden Kanälen. Die Abweichung von 22000 Samples entspricht der gesuchten Zeitverschiebung.

Das gleiche Spiel machen wir nun auch noch bei den beiden Impulsen um die 0,208s herum (4000 Samples).

Weiter geht es mit dem Bassimpuls. Auch hier muss der Bereich zunächst entsprechend gezoomt werden. Allerdings ist der Bassimpuls sehr klein und deshalb schlecht zu erkennen. Wir wissen jedoch, dass er bei ca. 0,187s liegen muss, also 6000 Samples vor dem Hochtonimpuls. Um den Impuls aber halbwegs gut erkennen zu können, habe ich die y-Achse von „Auto“ auf ±0,05 gestellt.

Ein letztes Mal geht es nun in den Assistant. Der Impuls wird wie gewohnt in die Fenster auf der linken und rechten Seite übernommen. Anschließend kann die Auswertung erfolgen, die Acourate dankenswerterweise übernimmt. Mit einem Klick auf „Compute Delays” erhält man abschließend:

Wir sehen, dass der Bass um 1,70ms verzögert werden muss. Die unteren Quads werden hingegen nicht verzögert. Die oberen Quads werden nur geringfügig um 0,01ms verzögert. Die Hochtöner müssen hingegen um 0,15ms gegenüber den unteren Quads verzögert werden. Diese Werte werden in die Übertragungsmatrix des AcourateConvolver (Config 9 / Filterbank 1) eingetragen.

AcourateConvolver mit eingetragenen Verzögerungszeiten

Die Werte sind schlüssig, der Mono-Subwoofer steht in der Mitte und somit am nächsten zu meinem Hörplatz. Auch die Hochtöner sind etwas näher an der Hörposition. Folglich müssen diese Kanäle verzögert werden.

Allerdings hatte ich Probleme, die Werte zu interpretieren und so nahm ich mir Papier und Bleistift und rechnete es nach.

Berechnung der Laufzeitverzögerungen aus den ermittelten Werten.

Der Impuls der oberen Quads startet bei 22013 Samples, sollte aber bei 22000 Samples anfangen. Der Impuls der unteren Quad startet bei 20014 Samples, sollte aber bei 20000 Samples anfangen. Alle vier Quads starten also zu spät. Der Impuls des Tieftons startet bei 17851 Samples, sollte aber bei 18000 Samples anfangen. Der Tiefton setzt somit zu früh ein.

Als Erstes werden die Verschiebungen in den Signalen von den Ergebnissen subtrahiert – händisch (TD Functions → Rotation) und von Acourate (24000):

$\begin{eqnarray*} S_{HT} & = & 24000 - 24000 = 0\\ S_{QO} & = & 22013 - (24000 - 2000) = 13\\ S_{QU} & = & 20014 - (24000 - 4000) = 14\\ S_{TT} & = & 17851 - (24000 - 6000) = -149 \end{eqnarray*}$

Positive Werte bedeuten hier also eine verzögerte und negative eine verfrühte Reaktion.

Um das RQM-System nun zeitlich richtig zu korrigieren, muss der Tiefton um 149 Samples verzögert und die Signale der Quads 13 bzw. 14 Samples früher übertragen werden. Allerdings ist es nicht möglich, ein Signal früher abzuspielen – dafür müsste das System in die Zukunft schauen können. Digitale Signale lassen sich hingegen sehr leicht verzögern.

Die Lösung besteht nun darin, alle Lautsprecher um den größten positiven Wert der oben ermittelten Samples, also 14, zu verzögern.

$\begin{eqnarray*} S_{HT} & = & 0 - 14 = -14\\ S_{QO} & = & 13 - 14 = -1\\ S_{QU} & = & 14 - 14 = 0\\ S_{TT} & = & -149 - 14 = -163 \end{eqnarray*}$

Nun sind alle zeitlichen Verschiebungen ≤0 Samples. Die Signale bleiben also gleich (0 Samples) oder müssen verzögert werden (<0 Samples). Dieses Ergebnis ist auch oben im „Time Alignment Assistent“ Fenster zu sehen.

Das größte Problem bei dieser Methode ist der sehr geringe Bassimpuls. In meinem Fall war das Auffinden des Maximums noch relativ einfach. Bei anderen Lautsprecheraufbauten ist dies jedoch unmöglich. Dann kann das im Acourate-Wiki beschriebene Verfahren genutzt werden (Link siehe oben).

Ab diesem Zeitpunkt haben wir ein zeitlich perfekt abgestimmtes Mehrwegesystem!

Messung der Lautsprecher im Raum

07. Januar 2023

Wir sind nun so weit, die Messung der Lautsprecher im Raum durchzuführen. Hierzu legt man ein neues Verzeichnis an, das dann in Acourate als aktives Arbeitsverzeichnis festgelegt wird. Alle Kurven in Acourate werden gelöscht. Das Mikrofon befindet sich auf seiner Messposition, die Pegel am Vorverstärker und am Mikrofonverstärker sind eingestellt.

Zur Sicherheit überprüft man als erstes noch einmal, ob sich das Mikrofon wirklich exakt in der Mitte befindet.

LogSweep -> Microphone Alignment

Dies ist schnell erledigt und dient der Sicherheit. Befindet sich das Mikrofon nicht an der exakten Position, sind die Messergebnisse nicht wirklich zu gebrauchen.

Auf dem AcourateConvolver läuft die zeitlich korrigierte Frequenzweiche. Bei mir also Config 9 (Messen) / Filterbank 1 mit eingetragenen Verzögerungszeiten.

LogSweep -> LogSweep Recorder

Während der Messung kann man ruhig im Raum bleiben, da man sich ja auch beim Hören der Musik dort aufhält. Allerdings sollte man seitlich stehen. Das Dreieck linker Lautsprecher – rechter Lautsprecher – Messmikrofon muss frei sein.

Bei mir steht auch im normalen Betrieb nichts zwischen mir und meinen Lautsprechern. Sollte man dort z.B. einen Tisch oder etwas ähnliches stehen haben, ist es nach Aussage von Mitch Barnett sinnvoll, diesen zur Seite zu stellen. Es bringt offensichtlich bessere Ergebnisse, auch wenn der Tisch anschließend wieder an diese Position gestellt wird. Es ist auf jeden Fall einen Versuch wert.

Die Messung für einen Kanal läuft bei mir 90s. Das ist ziemlich lange, erhöht aber das Signal-Rausch-Verhältnis. Ich messe von 10Hz bis 35kHz um an die Übertragungsgrenzen meiner Lautsprecher zu kommen. Für Lead-In / Pulse Length ist 24000 / 262144 ausgewählt. Die Messung erfolgt also mit der größtmöglichen Anzahl an taps.

Nach der Messung erscheint erst einmal das Fenster mit den Interchannel Cross Correlation (ICCC) Ergebnissen (mehr dazu hier). Zum jetzigen Zeitpunkt sollte man die Ausgabe einfach quittieren.

Mit diesen Messwerten geht es nun in die Optimierung des Systems Lautsprecher / Raum. Die Messungen findet man in 2 Dateien (Puls96L.dbl & Puls96R.dbl) im aktuellen Arbeitsverzeichnis. Für die Weiterverarbeitung sind in Acourate Makros hinterlegt, die im folgenden abgearbeitet werden. Diese Makros sind ungemein hilfreich und führen sehr schnell zu beeindruckenden Ergebnissen.

Room Macro 1 / Aufbereitung der Amplitude

25. August 2024

Die Pulsantworten der Messung müssen als erstes aufbereitet werden. Sie enthalten viele Informationen, die für die Erstellung der Korrekturfilter nicht benötigt werden. Mithilfe dieses Makros wird der Frequenzgang geglättet und nur der erste eintreffende Schall durch Verwendung eines Zeitfensters (FDW – Frequency Dependent Windowing) in die weitere Berechnung mit einbezogen. Durch den Aufruf von

Room -> Macro1

öffnet sich die folgende Eingabemaske.

Die angegebene Datei unter „Room Pulse“ zeigt beim Aufruf auf das Messfile des linken Kanals. Hier gibt es in der Regel nichts zu selektieren.

Mit dem Auswahlmenü „Psychoacoustic Response“ hat man die Wahl zwischen „Psychoacoustic“ und „Sliding 1/12-octave analysis“. Es wird empfohlen, die Default Einstellung zu belassen. Ich habe an dieser Stelle auch nie etwas anderes ausprobiert.

Bei „High Frequency Treatment“ sollte eine Frequenz 1 oder 2kHz unterhalb der maximal verwendeten Messfrequenz eingeben werden. Ab dieser Frequenz wird das Signal bei der Invertierung (siehe unten) einfach nur noch linear fortgeführt. In der Regel erhält man einen starken Signalabfall bei der maximalen Messfrequenz. Dieser wird durch die Invertierung in einen starken Anstieg transformiert. Ein Verhalten, das wir nicht gebrauchen können. Durch die Funktion wird dieses Signalverhalten unterbunden. Ich gebe an dieser Stelle einen Wert 2kHz unter der maximalen Messfrequenz an, hier also 33kHz.

Mit der Auswahl bei „Frequency Dependent Windowing“ hat man einen größeren Einfluss auf das spätere Ergebnis. Mit den beiden Zahlen gibt man die Länge des Zeitfensters für die Mittelung ein. Der erste Wert gilt für die unterste und der zweite für die oberste gemessene Frequenz. Acourate passt dann die Fensterung zwischen diesen beiden Werten über den Frequenzverlauf gleichmäßig an.

Acourate Makro 1 FDW – Was ist damit gemeint?

Die frequenzabhängige Fensterung wird bei Acourate mit einem Faktor definiert, der die Fensterbreite nicht per direkter Zeitangabe sondern per Anzahl der Frequenzzyklen angibt. Bei 100 Hz ist die Zykluszeit 10 ms. Ein Faktor 5 bedeutet somit eine Fensterbreite von 5 Schwingungen mit 50 ms. Bei 10 kHz wäre das entsprechend eine Fensterbreite von 0.5 ms. Innerhalb dieser 0.5 ms sind von den 100 Hz gerade mal 1/20 der Zykluszeit „angeschwungen“. Daher die Fensterbreite in Abhängigkeit von der Frequenz. Was nach dem Fenster kommt spielt keinerlei Rolle mehr.

Warum macht man das Ganze überhaupt: es geht eigentlich nicht um eine geglättete Frequenzgangkurve, die fällt als Nebenprodukt mit ab. Man möchte den Direktschall von den Raumeinflüssen trennen. Zumindest von den späten Einflüssen. Was interessiert mich was der Raum in 1 Sekunde noch von sich gibt wenn das direkte Musikereignis wichtig ist. Es macht auch keinen Sinn jetzt schon etwas zu korrigieren damit es am nächsten Tag richtig spielt. Die zugegeben extreme Betrachtung zeigt einfach auf, dass man das Klanggeschehen um den Direktschall herum betrachtet. Würde hingegen der reine Direktschall behandelt, würde man „bloss“ den Lautsprecher korrigieren und den Raum mit seinen oft negativen Einflüssen (z.B. Raummoden) aussen vor lassen.

Und so schaut man sich eben bei der Raumkorrektur ein Gemisch aus Direktschall und Raumanteil an. Der FDW-Parameter erlaubt das zu kontrollieren. Mit obigem Beispiel kann man also z.B. 5 Schwingungen bei jeder Frequenz betrachten und nicht beispielsweise 5 Schwingungen bei 100 Hz und 500 Schwingungen bei 10 kHz wenn die Fensterbreite konstant über alle Frequenzen wäre.

Je breiter das Fenster nun ist (bzw. je höher der FDW-Faktor) umso mehr Raumanteil fliesst mit ein. Bei sehr großen Werten wird logischerweise der Hörplatz mehr festgenagelt weil ja eine Änderung der Hörposition ja auch Änderungen des Raumanteils mit sich bringt. Das Fazit heisst: KOMPROMISS, KOMPROMISS, KOMPROMISS ! Ist man der einzige Hörer (bei vielen der Fall) und ist dabei der Sitzplatz fest (sweet spot) kann man mehr korrigieren.

Acourate macht per default eine Vorgabe von 15. Wer es mag kann aber auch 3, 10, 25 oder 12.7369 verwenden. Da das resultierende Ergebnis aber eben auch vom Raum abhängt gibt es definitiv keinen optimalen Wert, allenfalls Empfehlungen. Es sollte klar sein, dass bei niedrigen Frequenzen die Fensterbreite bei gleichem FDW-Faktor größer ist als bei hohen Frequenzen. Ob man nun die Breite untenrum noch vergrößert (10/5) oder obenrum (5/10) muss man für sich probieren und testen.

Dr. Ulrich Brüggemann, 19. August 2024, aktives-hoeren.de

Das letzte Auswahlmenü ist „FDW Interpolation“, eine neuere Funktion in Acourate. Über Erfahrungen damit kann ich zum jetzigen Zeitpunkt nicht berichten. Ich belasse es immer auf „logarithmic“.

Sind alle Parameter wunschgemäß angegeben, drückt man den Button „Run Macro1“. Acourate berechnet die Glättung und gibt das Ergebnis anschließend aus.

Mit dem Ergebnis kann man mehr anfangen als mit der eigentlichen Pulsantwort oben. Man sieht an dieser Stelle sehr schön den unkorrigierten Frequenzgang der Lautsprecher im Raum.

Room Macro 2 / Target Kurve

02. April 2024

Mit diesem Makro geht es in den entscheidenden Schritt, die Bestimmung der eigenen Target Kurve. Mit dieser Kurve wir der gewünschte Zielfrequenzgang des Systems festgelegt. Es gibt mannigfaltige Möglichkeiten, diese Kurve zu bestimmen und die erste Zeit wird man auch einiges ausprobieren wollen, so war es zumindest bei mir. Eine ideale Target Kurve gibt es nicht. Sie richtet sich nach dem Raum, den Lautsprechern und dem persönlichen Geschmack.

Die Firmen Harman International und Brüel & Kjær haben Untersuchungen zu einer optimalen Targetkurve gemacht. Die Kurven findet man schnell im Netz wenn man danach sucht.

Die Empfehlung für eine erste Kurve ist es, mit einem linearen Frequenzgang bis 1kHz (Knickpunkt) und anschließendem Abfall der Kurve auf -6dB bei 20kHz anzufangen.

Das hört sich für einen Anfänger sehr befremdlich an, wir Audiophile wollen möglichst unbeeinflusst unsere Signale übertragen. Meine Empfehlung ist es, dass einfach mal auszuprobieren, also eine Target Kurve zu wählen, die einfach nur linear vom Bass bis zum Hochton verläuft. Das habe ich selbstverständlich auch gemacht! Nachdem ich ein paar Takte mit den damit erzeugten Korrekturfiles Musik gehört hatte, habe ich mich schnell wieder mit den empfohlenen Kurven befasst. Glaubt mir, so möchte keiner Musik hören.

Meine Target Kurve läuft linear bis 1kHz und kippt dann ab auf -3dB bei 20kHz. Bei stark richtenden Lautsprechern ist es sinnvoll, den Hochton weniger stark abzusenken. Hinzu kommt eine Bass-Überhöhung (Low Shelf) von +1dB ab 150Hz abwärts. Zudem gibt es einen Tiefpassfilter bei 30kHz. Auf dem Screenshot unten sieht man den Verlauf meiner Kurve. Ich höre nun schon mehr als ein Jahr unverändert damit.

Einen Subsonic Filter sollte man auf Empfehlung von Dr. Ulrich Brüggemann an dieser Stelle nicht erzeugen. Dies geschieht erst im Makro 4 (siehe unten).

Mit dem Aufruf von

Room -> Macro2

gelangt man in den Target Designer. Hier kann man die eigene Target Kurve mithilfe der grafischen Marker erzeugen. Eine Beschreibung der Funktionen und der Bedienung findet man im Acourate-Wiki.

Ich selbst gehe den Weg über die Datei „Target.tgt“. Es ist eine Textdatei, die mit jedem normalen Editor bearbeitet werden kann. Ist die Textdatei aus einer vorhergehenden Optimierung vorhanden, kann sie mit dem Button „*.tgt“ geladen werden. Sie wird vom Target Designer erzeugt. Da meine Target Kurve definiert ist, muss ich nur noch den Grundpegel der Kurve in Bezug auf die aktuellen Messungen bestimmen.

Im nächsten Abschnitt zeige ich die relevanten Ausschnitte aus meiner Datei. Die oberen Werte bis zum „…“ beschreiben die empfohlene Startkurve (siehe oben) allerdings mit einer -3dB Absenkung bei 20kHz. Darunter sieht man den Tiefpassfilter und den Low Shelf. Ich passe aktuell nur noch den Wert für „0basicgain“ an.

[TargetDesign]
Targetsamplerate=96000
0basicf0=10
0basicgain=4
1basicf0=1000
1basicgain=0
2basicf0=20000
2basicgain=-3
...
0lowpassf0=30000
0lowpassgain=-3
0lowpassactive=1
...
0lowshelff0=150
0lowshelfgain=1
0lowshelfactive=1

Im Makro 2 gibt es zudem den Button „IIR Manager“. In dem sich öffnenden Fenster kann man bequem die Einträge machen, die ich im Absatz vorher beschrieben habe. Der Umweg über einen Text-Editor ist damit eigentlich nicht nötig.

Auf dem Bild oben erkennt man die Lage meiner Target Kurve (blau) in Bezug auf die geglätteten Messergebnisse. Die Kurve wird so hoch wie möglich geschoben, ohne allzu viele Messwerte unterhalb zu bekommen. Nur die Messwerte oberhalb der Target Kurve werden korrigiert. Eine geringfügige Unterschreitung an der einen oder anderen Stelle akzeptiere ich zugunsten des digitalen Headrooms.

Ist man mit dem Ergebnis zufrieden, erzeugt man die für die Berechnungen benötigte Target.dbl Kurve mit einem Druck auf den Button „Save Target“.

Die Target Kurve wird nach der Berechnungen im Target Designer in Active Curve 3 dargestellt.

Room Macro 3 / Invertierung

13. Januar 2024

Vor der Berechnung der eigentlichen Korrekturfiles müssen die geglätteten Messwerte an der erzeugten Target Kurve gespiegelt werden. Dies geschieht mit dem Aufruf von

Room -> Macro3

In dem sich öffnenden Fenster gibt es in der Regel nichts einzugeben. Die inversen Kurven werden durch einen Druck auf den Button „Run Macro3“ erzeugt. Das Fenster wird automatisch geschlossen.

Die an der Target Kurve gespiegelten geglätteten Messkurven werden in Active Curve 4 und 5 dargestellt.

Acourate: Invertierte geglättete Messkurven

Im Frequenzverlauf der Inversen sieht man jetzt auch die Auswirkungen des Parameters „High Frequency Treatment“ aus dem Macro1. Ab 33kHz werden die originalen Kurven nicht mehr an der Target Kurve gespiegelt, das Signal wird linear weitergeführt. Es würde ansonsten zu einem steilen Anstieg der Inversen im obersten Frequenzbereich kommen, die originalen Kurven fallen hier stark ab.

Room Macro 4 / Erzeugung der Korrekturfiles

02. Februar 2024

Bevor man nun an die Berechnung der Korrekturfiles geht, muss man dafür sorgen, dass die oben erzeugten Frequenzweichenfiles (XO*.dbl) im aktuellen Arbeitsverzeichnis liegen. Damit sind alle Vorbereitungen abgeschlossen. Mit

Room -> Macro4

öffnet sich das Fenster zur Erzeugung der Korrekturfiles.

Die Ausgabe „Crossover Detection: 4-way system“ oben rechts im Fenster informiert darüber, das die Frequenzweichenfiles erkannt worden sind. Die Angabe bezieht sich natürlich auf mein RQM-System.

Bei der Eingabe für die „Excessphase Window“ sollte man das erste Mal ruhig mit den Default Werten anfangen. Ich verwende seit einiger Zeit die Werte 6/6/6/6. Mit diesen Parametern verhält es sich ähnlich wie im Makro 1, an dieser Stelle gibt man jedoch Werte für jeden Kanal einzeln ein. Die erste Zahl gilt wieder für die unterste und die zweite für die oberste gemessene Frequenz.

Zudem selektiere ich noch das „Subsonic“ Filter und gebe dort eine Grenzfrequenz von 25Hz an. Es ist übrigens ein NT-Filter 2. Ordnung. Die Korrekturfiles lasse ich mit „Double length“ berechnen. Alle anderen Parameter belasse ich auf Ihren Default Werten.

Mit „Run Macro4“ werden die Korrekturkurven berechnet und anschließend mit den Frequenzweichenfiles gefaltet. Nach der Berechnung hat man die folgenden Dateien im Arbeitsverzeichnis:

Cor1L96.dbl, Cor1R96.dbl – bis 125Hz / RiPol Subwoofer
Cor2L96.dbl, Cor2R96.dbl – von 125Hz bis 7,5kHz / obere Quads
Cor3L96.dbl, Cor3R96.dbl – von 125Hz bis 7,5kHz / untere Quads
Cor4L96.dbl, Cor4R96.dbl – ab 7,5kHz / Mundorfs

Wir haben nun die ersten Korrekturfiles für das Lautsprechersystem erzeugt und könnten diese nach der entsprechenden Umrechnung auf den AcourateConvolver übertragen. Allerdings sollte man sich erst einmal das Ergebnis anschauen.

Room Macro 5 / Test Convolution

12. März 2024

Auf der Homepage von AudioVero findet man im Infocenter unter Anleitungen und Tutorials das Dokument:

Kompensation von Vorschwingern (Ergänzung)

Darin wird genau erklärt, was ich im folgenden kurz beschreibe.

Durch den Aufruf von

Room -> Macro5

wird eine Testberechnung durchgeführt. Die gemessenen Signale werden mit den erstellten Korrekturfiltern verrechnet. Ohne das korrigierte System messen zu müssen, erhält man auf diese Weise das Verhalten der Lautsprecher mit Korrektur. Überprüft man das System dann doch einmal aus reiner Neugier, wird man erstaunt sein, wie deckungsgleich beide Ergebnisse sind.

Acourate: Ergebnis der Berechnungen aus Macro 5

Im untersten Fenster (Time / Step) kann man Vorschwinger vor den eigentlichen Sprungantworten erkennen. Man kann versuchen, diese mit kleineren Werten im „Excessphase Window“ (Makro 4) zu verringern oder sogar ganz zu beseitigen, bezahlt dieses aber mit einer geringeren Phasenkorrektur. Trotz allem kann es der richtige Weg für das eigene System sein.

Bei mir hingegen hat sich der Weg über die Kompensation der Vorschwinger als der richtige erwiesen.

Im mittleren Fenster (Phase / Group Delay) sind nur die beiden Eingangssignale vecinL und vecinR aktiviert. Man kann bei ca. 80Hz bei beiden Signalen ein Peak (Glockenkurve) erkennen. Die jeweilige Anzahl der Peaks im rechten und linken Kanal werden abgezählt, bei mir ist es jeweils einer. Der ganz große Peak am rechten Rand >30kHz wird nicht berücksichtigt.

Mit diesem Ergebnis (1/1) geht es zurück in das Makro 4.

Room Macro 4 / Zweiter Aufruf

12. Juni 2024

Im Fenster von Makro 4 werden die eben ermittelten Werte für den linken und rechten Kanal bei Pre-ringing comp. eingetragen. An dieser Stelle ist es jeweils eine 1.

Unter Filter samplerate selektiere ich nun alle für meinen Wandler relevante Frequenzen. Bei meinem Lynx Aurora⁽ⁿ⁾ sind das 44…192kHz. Zudem gebe ich unter Add. output format das gewünschte Format der Korrekturfiles an. Für die Verwendung mit dem AcourateConvolver sind das AcourateConvolver CPV Dateien. Danach können die Korrekturfiles mit Run Macro4 erzeugt werden.

Das Ergebnis der Kompensation kann man sich durch einen erneuten Aufruf von Makro 5 anschauen. Ich erspare mir an dieser Stelle die Darstellung des Ergebnisses. Ich kann aber berichten, dass die Vorschwinger bei meiner Konstellation verschwunden sind.

Die so generierten cpv-Dateien sollten jetzt auf den Convolver-PC transferiert werden.

AcourateConvolver: Matrix mit den endgültigen Korrekturfiles

Ist man bis hierher vorgedrungen, kann man sein Mehrwegesystem mit Raumkorrektur laufen lassen. An dieser Stelle sollte man auch erst einmal aufhören und mit dem Ergebnis einige Zeit leben.

Room Macro 6 / Inter Channel Phase Alignment

12. Juni 2024

Für die Beschreibung dieses Features aus Acourate (ab Ver. 2.0.0) möchte ich einen kleinen Ausschnitt aus der Dokumentation dazu heranziehen:

ICPA – Die Optimierung unsymmetrischer Stereo-Setups

Üblicherweise erfolgt bei der Raumkorrektur die Messung und die Amplituden- bzw. Phasenkorrektur jedes Stereokanals für sich allein. Es hat sich gezeigt, dass eine zusätzliche Verbesserung möglich ist wenn man im Anschluss beide Kanäle zusammen betrachtet und im Hinblick auf gegenseitige Wechselwirkungen optimiert. Dies gilt speziell für den Bereich der modalen Frequenzen bis 350Hz.

Die Ursache ist:

Unsymmetrie

Acourate V2 bietet nun eine zusätzliche Möglichkeit mit passenden Filtern das Hörergebnis zu verbessern. Diese Filter beeinflussen ausschließlich den Phasengang über das Frequenzband, nicht jedoch den Amplitudenfrequenzgang. Die Verstärker müssen also weder mehr, noch weniger leisten. Auch der indirekte Schallanteil bleibt unverändert.
Acourate Dokumentation

Diese Optimierung wird nach dem ersten Aufruf des Makros 4 durchgeführt.

Die Optimierung geschieht im wechselseitigen Einsatz von Makro 4 und Makro 6. Dabei wird erst einmal Makro 4 ohne die zusätzlichen Frequenzberechnungen und die *.cpv Erzeugung durchgeführt (siehe: Room Macro 4 / Erzeugung der Korrekturfiles). Man sieht auf dem Bild oben das „ICPA“ beim ersten Aufruf ausgegraut ist. Acourate liegen noch keine Berechnungen der Phasenkompensationsfiltern vor.

Nach der ersten Ausführung von Makro 4 lässt sich Makro 6 aufrufen. Für das RQM System erhält man

Acourate: Erster Aufruf von Makro 6 des RQM Systems

Die Peaks unter Q=10 (orange Linie) werden im jeweils eigenen Kanal kompensiert. Für das RQM System sind dies die beiden Peaks bei ca. 81Hz. Alle Peaks oberhalb von Q=10, aber unterhalb von Q=60 (die lila Line), werden im jeweils anderen Kanal nachgebildet. Hier sind es die Peaks bei 148Hz und 152Hz. Alle Peaks größer als Q=60 bleiben unkorrigiert.

Ich habe mir angewöhnt, einen Peak zu kompensieren und anschließend erst einmal wieder Makro 4 laufen zu lassen. Nach erneutem Aufruf von Makro 6 sieht man dann direkt, wie gut der Peak kompensiert oder nachgebildet wurde. Danach begeben ich mich an den nächsten Peak …

Für die Ermittlung zoomt man am besten erst einmal den zu bearbeitenden Peak heraus und setzt dann den Marker auf die Spitze. Dabei darf man nicht vergessen, den richtigen Kanal unter „Source“ zu selektieren. Mit „1. Get Marked Frequency“ übernimmt man die Werte in „f0 [Hz]“ und „Q“. Anschließend können diese Werte mit den Pfeil-Buttons verändert werden. Mit „2. Demo Edited Values“ bekommt man die geänderte Kurve angezeigt. Ist man mit dem Ergebnis zufrieden, klickt man auf „3. Simulate + Optimize“. Danach sieht man, wie sich die Einstellung auf die Phase auswirkt. Überzeugt einem die Korrektur, wird sie mit „4. Save Result“ gespeichert. Die Einstellung erscheint in einem der beiden oberen Fenster. Sind die Ergebnisse dort mit „/ macro4“ gekennzeichnet so sind sie schon mit diesem Macro verrechnet worden. Makro 6 wird mit einem Klick auf „Exit“ verlassen, man verliert jedoch nicht die bis dahin ermittelten Korrekturen.

Acourate: Makro 6 mit korrigierten Peaks

Das Bild oben entstand nach der Ermittlung aller 4 für das RQM System relevanten Peaks. Die Kompensation bei 81Hz gelingt perfekt, die Nachbildungen bei ca. 150Hz ganz leidlich.

Zum Abschluss wird noch einmal Makro 4 aufgerufen. Dieses Mal werden jedoch die zusätzlichen Frequenzen und die *.cpv Files erzeugt (siehe: Room Macro 4 / Zweiter Aufruf).

Den Haken vor „ICPA“ setzt Acourate selbst wenn es entsprechende Ergebnisse im aktuellen Arbeitsverzeichnis findet. Damit werden die ICPA Ergebnisse in die Korrekturfiles eingerechnet. Will man das nicht, kann man auch den Haken vor „ICPA“ entfernen.

Nachhallzeit

19. Juni 2024

Nachhallzeit

Als Nachhallzeit bezeichnet man das Zeitintervall, innerhalb dessen der Schalldruck in einem Raum bei plötzlichem Verstummen der Schallquelle auf einen festgelegten Bruchteil seines Anfangswerts abfällt (Nachhall). Meistens wird dabei ein Tausendstel als Bruchteil angesetzt, was einer Abnahme des Schalldruckpegels von 60dB entspricht. Die entsprechende Nachhallzeit wird dann mit T₆₀ oder auch einfach T bezeichnet, im Englischen meist als reverberation time (RT). Sie ist eine der bekanntesten Kennzahlen der Raumakustik.

…

Der US-amerikanische Physiker Wallace Clement Sabine fand 1898 durch Experimente heraus, dass sich die Nachhallzeit proportional zum Volumen V eines Raumes und umgekehrt proportional zur äquivalenten Absorptionsfläche A der umschließenden Oberflächen verhält, d. h. je größer der Raum und je schallhärter (reflektierender) die Oberflächenmaterialien, desto länger die Nachhallzeit:

$T = k \cdot \frac{V}{A}$
Wikipedia

$k$ ist eine Proportionalitätskonstante mit der Einheit $\frac{s}{m}$ .

Wie ich in der Einleitung schrieb, führte die erste Messung in meinem Raum zur Entwicklung des aktiven Absorbers. Bei dieser Messung zeigte sich das mein Raum unterhalb von ca. 70Hz eine zu große Nachhallzeit hat. Ein Absorber entzieht dem Raum definiert überschüssige Energie. Diese Probleme hat man in einem häuslichen Hörraum eigentlich nur im Bassbereich unterhalb der Schröderfrequenz (ca. 300Hz).

Raummode

Unterhalb der Schröderfrequenz können akustische Moden des Raums wahrnehmbare Klangverfärbungen bewirken. Da diese besonders die tiefen Töne betreffen, werden sie als Dröhnen, Booming oder Ein-Noten-Bass empfunden. Oberhalb dagegen verursachen sie in Wohnräumen keine hörbaren Verzerrungen der Wiedergabe, weil die Moden in Form von dichten Reflexionen und Nachhall ineinander übergehen.
Wikipedia

Hat man eine LogSweep Messung vorliegen (siehe Messung der Lautsprecher im Raum), kann man daraus direkt die Nachhallzeit des Raumes bestimmen. Durch den Aufruf von

TD-Functions -> RT60: Reverberation Time

gelangt man in die Auswertung. Oben rechts muss man erst einmal die Norm angegeben, für die die Auswertung berechnet werden soll. Für eine Audio Wiedergabe ist das „DIN 18041 Music“. Darunter gibt man die Größe des Raumes ein. Mein Raum ist klassisch reckeckig und so machen mir die Angaben keine Probleme. Letztendlich kommt es aber nur auf das Raumvolumen an (siehe Zitat oben) und man kann auch Werte eingeben, die nicht ganz der Realität entsprechen, aber zum richtigen Volumen führen. Hierfür kann man auch das Eingabefeld „+ correct“ verwenden. Das habe ich schon bei verschiedenen, nicht rechtwinkligen Räumen mit Erfolg praktiziert.

Die Messung oben zeigt die Nachhallzeit in meinem Hörraum mit abgeschaltetem Absorber. Die schraffierten Linien geben den Bereich an, in dem sich die Nachhallzeit für die Norm und das eingegebene Volumen bewegen sollte. Abweichungen nach unten empfinde ich als nicht störend, macht es doch die Wiedergabe noch trockener. Abweichungen nach oben sind deutlich als Dröhnen wahrnehmbar.

Wie man erkennt, gibt es ein Problem unterhalb von ca. 70Hz. Es sieht vielleicht nicht wirklich gravierend aus, aber das geschulte Ohr hört direkt die verwaschene und unpräzise Bass-Wiedergabe. Hat man sich an eine korrekte Nachhallzeit gewöhnt, kann man mit diesem Ergebnis auf gar keinen Fall mehr leben!

Ich nutze diese Messung, um die Einstellungen des aktiven Absorbers für meinen Raum zu optimieren. Eine vorgegebene Vorgehensweise dabei hat sich für uns über die Jahre herauskristallisiert, aber beim Fine-Tuning läuft es auf die Variation der Parameter mit anschließendem Nachmessen des Einflusses heraus. Ist ein wenig aufwendig, aber das Ergebnis rechtfertigt die investierte Zeit.

Die Messung oben zeigt die Situation mit aktivem Absorber und optimierten Parametern.

So sollte es sein!

Leider kann ich es niemandem verbal beschreiben, was die Kurve oben wirklich bedeutet. Man muss es hören und dann auch begreifen, was man da hört.

Um es an dieser Stelle noch einmal ganz deutlich zu schreiben:
Die Nachhallzeit ist eine reine Funktion des Raumes! Das probateste Mittel, um eine zu hohe Nachhallzeit zu verringern, ist ein Absorber. Dabei muss es nicht immer eine aktive (elektronische) Lösung sein. Wer gerne mit Holz arbeitet und sich dem Thema widmen möchte, sollte sich unter dem Stichwort Helmholtz Resonator im Netz umschauen.

Interchannel Cross Correlation

02. Juni 2024

Nach jeder Messung oder beim Aufruf von

TD-Functions -> ICCC: Interchannel Cross Correlation

bekommt man die Werte für ICCC angezeigt.

Die folgenden Textpassagen habe ich mir der Einfachheit halber dem Acourate-Wiki entliehen.

IACC Interaural Coherence Coefficient

Bei dieser Bewertung werden die Signale des linken und rechten Kanals innerhalb verschiedener Zeitfenster miteinander verglichen. Sie lassen Rückschlüsse auf die Qualität der Stereo-Abbildung zu. Diese werden durch die Lautsprecher selbst (Paargleichheit) wie auch durch die Akustik des Raumes beeinflusst. Sowohl die Aufstellung der Lautsprecher als auch akustische Maßnahmen lassen sich mit Vergleichen des ICCC optimieren.

ICCC10:
Der eintreffende Schall in den ersten 10ms sollte für eine gute Stereoabbildung möglichst einen Wert über 80% erreichen. Lautsprecher mit einem hohen Bündelungsgrad erreichen hier bauartbedingt hohe Werte.

ICCC20:
Der eintreffende Schall der ersten 20ms besteht aus Direkt- und dem ersten eintreffenden Diffusschall. Für die Stereo-Abbildung sollten frühe Reflexionen in den ersten 20ms vermieden werden. Treffen diese aus dem linken und rechten Kanal unterschiedlich ein, verringert sich der ICCC-Wert. Werden diese erkannt und durch geeignete akustische Maßnahmen ausgeschaltet, erhöhen sich die ICCC-Werte.

ICCC80:
Der Schall in den ersten 80ms enthält sehr viel mehr Rauminformation als die vorhergehenden beiden Werte.

ICCClate:
Vergleicht den erzeugten Nachhall der beiden Kanäle.
Acourate-Wiki

Bemerkung: In der Zwischenzeit ist die Funktion in ICCC – Interchannel Cross Correlation – umbenannt worden.

Zu bemerken bleibt noch, dass die Kanäle für ICCClate nicht korreliert sein sollten und so der Wert möglichst klein ausfallen müsste. Der ICCC Mittelwert (overall cross correlation) liegt bei den meisten guten Audio-Anlagen im Bereich von 65…75%.

Zur Zeit habe ich in dem Raum neben dem aktiven Absorber nur zwei raumakustische Maßnahmen installiert. Vor dem Fenster hängt partiell ein Vorhang aus Bühnenmolton und die Tür ist mit Schwerfolie beklebt (siehe: Nachhallzeit). Ein Umstellen der Möbel oder der Lautsprecher ist in dem Raum praktisch nicht möglich. Ich muss also mit den Gegebenheiten leben. Allerdings plane ich schon seit langem den Einsatz von Diffusoren an der Wand hinter den Lautsprechern …

Oben sieht man mein Ergebnis nach der Optimierung durch Acourate. ICCC10 hat sich geringfügig verschlechtert. ICCC20 und ICCC80 hingegen sind etwas besser geworden. Eine drastische Veränderung zum Guten hat es bei ICCClate gegeben. Der ICCC Mittelwert verbesserte sich von 73,6% auf 74,0%. Im Grunde kann ich ganz zufrieden sein mit dem Ergebnis. Es gibt allerdings noch einiges zu tun (siehe ETC)!

Man darf sich nicht allzu sehr von den Zahlen beeinflussen lassen. Sie zeigen einem, ob es Verbesserungspotenzial am Aufbau des eigenen Systems gibt (Stichworte: Kanalgleichheit, erste Reflexionen). Letztendlich aber entscheidet jeder für sich selbst, ob er mit der erreichten Wiedergabequalität zufrieden ist.

Energy Time Curve

10. August 2024

Mit der Energy Time Curve (ETC) misst man das Abklingen eines Impulses über der Zeit in einem Raum. Unsere Ortswahrnehmung basiert auf dem Direktschall und den ersten 20ms, nachdem dieser an unseren Ohren ankommt. Die erste Wellenfront sollte dabei zeitlich kohärent eintreffen (Stichwort: Time Alignment). Um keine falschen räumlichen Informationen zu bekommen, müssen die frühen Reflexionen unterdrückt oder umgelenkt werden.

Wenn sich ein Lautsprecher in der Nähe einer Seitenwand befinden, die eine schallharte Oberfläche hat, ist es möglich, dass der reflektierte Schall annähernd den gleichen Pegel wie der direkte Schall hat. Dies könnte nicht nur den Frequenzgang beeinflussen, sondern auch die Wahrnehmung der räumlichen Informationen der Aufnahme beeinträchtigen.

Die folgenden Angaben entnahm ich dem Buch von Mitch Barnett:
Die Energy Time Curve stellt die Reflexionsschwelle in dB relativ zum Direktschall gegen die relative Verzögerung in Millisekunden dar. Nach Toole (1990, Loudspeakers and Rooms for Stereophonic Sound Reproduction) sollte der Pegel der Reflexionen innerhalb der ersten 20ms um -15dB unter dem des Direktschalls liegen. Es gibt aber auch die Technische Mitteilung EBU-Tech 3276 (Listening conditions for the assessment of sound programme material: monophonic and two-channel stereophonic), die hier nur -10dB fordert. Und dann haben wir noch die LEDE-Spezifikation, die sogar eine Verringerung von -20dB vorschreibt.

Man bekommt die ETC Kurve aus einer LogSweep Messung (siehe Messung der Lautsprecher im Raum). Dafür selektiert man nur das Zeitfenster (Time) am oberen Bildschirmrand und wählt unterhalb der grafischen Darstellung die Option ETC. Im Bild unten ist das Ergebnis für eine Test Convolution nach einer Optimierung für meinen Raum dargestellt.

Um die Beurteilung besser durchführen zu können, beschränkte ich die y-Achse nach unten hin auf -60dB. Zudem sind die Signale zeitlich so gezoomt, dass nach dem Hauptimpuls (0,25s / 24000 Samples) nur noch etwas mehr als 20ms dargestellt werden.

Man kann erkennen, dass ich gerade eben die EBU-Tech 3276 mit -10dB erfülle.

Mein Ziel ist es, mindestens den Mittelwert der drei Anforderungen, also eine Dämpfung von -15dB in beiden Kanälen, zu erreichen. Hierfür muss ich aber erst einmal herausfinden, woher die frühen Reflexionen bei mir kommen.

Ein Hinweis darauf gibt der zeitliche Abstand der Reflexionen zum Hauptimpuls bei 0,25s ( $t_{P0}$ ). Im linken Kanal gibt es 3 Peaks oberhalb von -15dB. Im rechten ist es nur einer.

Bei einer Schallgeschwindigkeit von $c_S$ = 343m/s errechnen sich die zusätzlichen Wege $l$ der Reflexionen aus

$l = c_S \cdot (t_P - t_{P0})$

Gemessen habe ich die folgenden Zeiten der Reflexionen im linken Kanal

$t_{P_{L1}} = 0.25109\mbox{s} \qquad t_{P_{L2}} = 0.25159\mbox{s} \qquad t_{P_{L3}} = 0.25166\mbox{s}$

und im rechten Kanal

$t_{P_{R}} = 0.25161\mbox{s}$

Mit den Angaben kann man nun die zusätzlichen Weglängen, die die Reflexionen zurücklegen müssen, berechnen.

$\begin{eqnarray*} l_{P_{L1}} & = & 0.374\mbox{m}\\ l_{P_{L2}} & = & 0.545\mbox{m}\\ l_{P_{L3}} & = & 0.569\mbox{m}\\ l_{P_{R}} & = & 0.552\mbox{m} \end{eqnarray*}$

Erkennen von störenden Raumreflexionen in der Pulsantwort

Bestimmung von Reflexionspunkten

Hat man die Strecke ausgemessen, welche der Schall zusätzlich benötigt, kann der Verursacher folgendermaßen ermittelt werden: Man spannt eine Schnur vom Hochtöner des Lautsprechers zum Hörplatz, verlängert die Schnur um die angegebene Strecke und ermittelt, welche Flächen sich mit der Schnur berühren lassen: Die Blaue Linie ist der Weg des Direktschalls vom Lautsprecher zum Messmikrofon. Die rote Linie ist der längere Weg des Diffusschalls. Statt einer Schnur ist die Verwendung eines Laser-Entfernungsmessers hilfreich. So können auch leichter Reflexionspunkte von der Decke des Hörraums ausgemessen werden.
Acourate-Wiki

Wie man im Zitat oben lesen kann, ermittelt man die Reflexionspunkte vom Hochtöner aus gesehen. Allerdings gibt es mit meinen Mundorfs keine solchen Reflexionspunkte in der ermittelten Entfernung. Das bringt einem direkt zu der Frage, wo denn der Ansatzpunkt für eine solche Ermittlung bei einem Flächenstrahler liegt. Die beiden oberen Quads scheiden schon einmal aus. Es gibt auch bei ihnen keine geeigneten Reflexionspunkte, egal von welchem Punkt auf der Mittelhochtonfolie ich starte. Bleiben also nur noch die unteren beiden Quads übrig. Bei ihnen gibt es den Fußboden, der zu den Berechnungen passen würde. Zumindest wenn man vom unteren Bereich der Folie ausgeht. Warum es dann allerdings Unterschiede zwischen dem linken und rechten Kanal gibt, erschließt sich mir zurzeit nicht.

Eine Messung mit z.B. Decken zur Minderung der Reflexionen auf dem Fußboden vor den Lautsprechern wird zeigen, ob diese Überlegungen korrekt sind.