Messtechnik für Laien - ich bitte um Aufklärung

Du sprichst da ein imho hoch komplexes Thema an.

Ich versuche hier nur ein paar Punkte ganz grob anzureissen....
Allein nur für die Messungen von LS haben Fachleute (D'Appolito, Bernd Stark etc.) ganze Bücher geschrieben.
Ohne das du dir entsprechende Kenntnisse aneignest wird es mMn. schwierig für dich Messungen korrekt
einzuordnen oder zu interpretieren.

Bei Messungen ist das Problem grundsätzlich schon die ggf unterschiedliche Messumgebung / Aufbau / Position des Mikrofons + Messhöhe etc.
Allein dadurch können schon ganz unterschiedliche Messdiagramme entstehen.
Es ist imho wichtig alle Informationen dazu aus dem Text und den Beschriftungen der Messgrafiken
herauszuziehen.
Wenn nichts genaues dabei steht ist die Messung im Prinzip wertlos.

Dann kommt es stark darauf an was gemessen wurde - eine gefensterte* Messung (Raumreflektionen werden abgeschnitten um nur den LS messtechnisch zu erfassen) ist jeh nach "länge" des Fensters*
auch nur bis zu einer bestimmten Frequenz gültig.
*Wird von der ersten Raumreflektion bestimmt und ist abhängig von Raumgröße und Position Mikro +LS.

deswegen messen also einige Lautsprecherbauer nur bis 200, andere nur bis 100 HZ

Bei sogenannten Raummessungen wird ungefenstert gemessen - die Messungen sind mit gefensterten Messungen nur sehr eingeschränkt direkt vergleichbar da der Raum in dem gemessen wurde mit
all seinen Effekten in der Messung enthalten ist.
Hier ist auch die Aufstellung des LS im Raum ein wichtiger Faktor....z.B. in der Nähe einer Wand / Ecke
gemessen kann der Bass ggf. deutlich ausgeprägter sein als bei einem LS der weiter von den Wänden weg gemessen wurde.

Ein paar wenige Messungen sind, um die Qualität des LS zu beschreiben, imho nicht aussagefähig genug.
Da gehört ein ganzer Satz Messungen dazu - Frequenzgänge, Abstrahlverhalten horizintal und vertikal,
Klirr und Verzerrungsmessungen, Impedanzgang, Phase......
Und das beschreibt dann nur den Lautsprecher isoliert vom (Konkreten also deinem) Hörraum.
Dieser "prägt" sich mit seinen Effekten dann noch auf.

Ich bin auch immer wieder erstaunt, wie manche fast eine Doktorarbeit machen, wenn es um Messungen von Lautsprechern geht und wochenlang herumdiskutiert wird, wieso hier und da vielleicht ein paar dB Abweichung auftreten oder das Rundstrahlverhalten eine kleine Anomalie hat.

Dabei hat der Raum in dem die LS endgültig stehen, einen x-mal höheren Einfluss auf das Klangbild, als geringe Messdifferenzen.

Was man aus den Messdiagrammen schon gut herauslesen kann:

wie ist der mittlere Wirkungsgrad der Box
wie tief kann die Box spielen (untere Grenzfrequenz)
ist der Frequenzgang einigermaßen ausgewogen
wie gut ist das Rundstrahlverhalten am oberen Frequenzende unter Winkeln

Diese Dinge sagen schon etwas über die Qualität der Box aus, aber leider wenig über das endgültige "Klangbild", da spielen noch wesentlich komplexere Dinge mit hinein.

Fast ein Muss sind Messmöglichkeiten für Diejenigen, die selbst LS entwickeln, z.B. wäre man sonst gar nicht in der Lage Frequenzweichen abzustimmen, da hierzu tatsächlich jedes einzelne Chassis gemessen werden muss und auch die Übergangsbereiche zwischen den Chassis passen müssen.

Rufus49 (Beitrag #3) schrieb:

Dabei hat der Raum in dem die LS endgültig stehen, einen x-mal höheren Einfluss auf das Klangbild, als geringe Messdifferenzen.

Dazu aus meiner Sicht ergänzend:

Es ist immer das Zusammenspiel aus LS Konzept, Hörraum inkl. Aufstellung und Hörposition
und persönlicher Hörvorliebe.

Dazu ein paar Beispiele (Vorsicht, ganz pauschal ausgedrückt !!!).
In einem schlecht bedämften Hörraum (hallig) kann ein sehr breit abstrahlender LS
imho klanglich Nachteile mit sich bringen auch wenn er sauber entwickelt wurde.
Dort wäre ein gleichmäßig aber enger abstrahlendes Konzept vermutlich im Vorteil.

Bei einem relativ gut bedämften Hörraum und wandferner Aufstellung ist das Abstrahlverhalten nicht ganz so klangentscheidend.
Hier kann auch eine klassische 17/25 Kombination (17er TMT+25mm Kalotte auf eckiger Schallwand)
mit entsprechend schlechtem Abstrahlverhalten sehr gut klingen.
Da überwiegt die erste Wellenfront.

Im Bass Bereich wird das Verhältnis von Abstimmung zu Aufstellung / Hörraum imho noch wichtiger.
Dort spielen ggf. auch noch Raummoden eine große Rolle.

Hi,

Stereomensch (Beitrag #1) schrieb:

... Was lest ihr denn aus den Messungen heraus? Etwas ganz anderes? ...

Nein, aber

-- die evtl. unterschiedlichen akustischen Rand-Bedingungen (Plazierung und nähere Umgebung von LS und Mikrophon, Mess-Abstand)
wurden schon genannt.

Im Test von "Stereoplay" wird noch von einem "golden sample" geschrieben,
d.h. es gibt selbstverständlich bei LS Exemplar-Toleranzen oder weniger nüchtern -- ausgewählte Testexemplare ,
was gelegentlich, wenn man genau hinguckt, zu beachten ist.

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Zweiter wichtiger Aspekt ist die Darstellung von Messergebnissen.
Speziell im Bereich der -- aus verschiedenen Gründen -- "volatilen" Akustik ... "10% sind genau ..."
hat die Auflösung einen deutlichen Einfluss für die optische Wirkung eines Diagramms, speziell für den Blick eines (Halb-)Laien.
Da wäre:

a) die Skalierung, d.h. wie weit gespreizt z.B. der Schalldruck vertikal dargestellt wird, in deinen Beispielen reicht der Skalenbereich (= oberer minus unterer Anschlag)
von 50 dB (unter Technikern übliche Auflösung für ein Diagramm im Format ca. 1:2),
bis 80 dB (= Linearitäts-freundliche Darstellung für Werbungszwecke)

b) ebenso im horizontalen Frequenzbereich, hier speziell der Anfang links von 10 Hz (Subsonic), aber auch rechts bis 40 000 (Ultraschall) -- wie im oberen Diagramm von "Stereoplay",
vs.
"nur" von 100 Hz (oberer Bass, Ifidelity oberes Diagramm)

...und nun ist der Frequenzgang glatt wie eine Tischkante. Wahnsinn:

bis 5 000 Hz (Klirrdiagramm von "Stereoplay")

c) die Mittelung /Glättung ("Smoothing"), d.h. inwieweit einzelne Ausreisser, z.T. auch Zufalls-bedingt, mit Nachbarwerten zusammengefasst /gemittelt werden.
Das erfolgt entweder über die Frequenz
-- In Analog- und Musik-basierten Zeiten hatte sich die Terzbreite (1/3-Oktave, Faktor ~1.26) als näherungsweise zum menschlichen Hörempfinden passende Auflösung standardisiert.
Digitale Messanalyse lässt auch höhere Auflösung zu, 1/6 und 1/12-Oktave sind üblich für Leute die es genau wissen wollen ...

oder der Zeit
(aufeinander folgende Werte gemittelt um den Effekt von Zufall oder Störungen klein zu halten)

oder der Mikrophon-Position
(Messung z.B. über verschiedene Winkel gemittelt, um eine einfache Annäherung an die abgegebene Schall-Energie in der Hörzone oder im gesamten Raum (3D) zu erreichen ).


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Geh mal deine 3 Quellen unter diesen Blickwinkeln durch.
Im Detail gibts da noch manches zu sagen,
speziell zu den großen Abweichungen im Tiefbass
sowie den Klirrdarstellungen,
aber jetzt ist erstmal Sonntagabend in der Family ...

So jetzt versuche ich mich mal in einer Interpretation.
Ich sehe der Lautsprecher hat viel Membranfläche und der Hochtöner hinten ist bestimmt auch eine interessante Idee..
Ich sehe, dass die Lautsprecher bis 100hz runter gehen. Also nicht so die Tiefbassmonster sind.
Gleichzeitig hat der Lautsprecher eine leichte Höhenbetonung.

Seht ihr mehr?

(Das heißt nicht, dass der Lautsprecher schlecht oder gut ist, das ist jetzt nur eine bloße Interpretation der Werte meinerseits. Der kann ja durchaus sehr gut klingen ;)).

Stereomensch (Beitrag #6) schrieb:

Ich sehe, dass die Lautsprecher bis 100hz runter gehen. Also nicht so die Tiefbassmonster sind. Seht ihr mehr?

In deiner ersten Grafik oben sieht man im oberen Messdiagramm den Impedanzgang,
Daran erkenne ich eine ventilierte Box (vermutlich BR) mit einer Tuningfrequenz kurz vor 30 Hz.

Das korrespondiert relativ gut mit deiner letzten Grafik (Raummessung).
Der Ls wird imho, Raum- und Aufstellungsabhängig, bis ca. 30Hz spielen können.

Gleichzeitig hat der Lautsprecher eine leichte Höhenbetonung.

Unter 0 Grad - was passiert wenn du die LS zum Hörplatz auswinkelst ?

Seht ihr mehr?

Es sind zwei Resonanzen gut zu erkennen: 6-700Hz und 3-4000Hz.

Die erste ist relativ unproblematisch, da sie sich hauptsächlich als Senke bei 6-700Hz zeigt. Auffällig sind die leicht erhöhten THD-Werte um 2kHz, darunter könnte sich theoretisch der K3 der 6-700Hz Reso verstecken. Was sich bei 90dB aber noch als unproblematische 1% THD äußert.

Bei 3500Hz zeigt sich eine Erhöhung, welche auch unter Winkel (zumindest bis 30°) nicht verschwindet, daher dürfte es sich weniger um Kantendiffraktion, als vielmehr um eine Resonanz handeln.
Besonders bei den Messungen von Hifi-Test scheint da eine problematische Erhöhung stehen zu bleiben. Das Ausschwingverhalten in diesem Bereich (siehe i-fidelity Messung) scheint eine Reso auch zu bestätigen.

Die Impedanz fällt zweimal unter 3 Ohm (bei rund 120Hz und 12kHz). Für gute Verstärker eigentlich kein Problem. Falls ein ClassD Verstärker zum Einsatz kommt der große Lastabhängigkeit zeigt, könnte der früh abfallende Hochton zusätzlich an Brillianz verlieren, da bei 12kHz die Impedanz unter 3 Ohm fällt.

Die "Raumakustik-Messung" von i-fidelity ist etwas irreführend, weil in 1m Abstand ausgeführt, zeigt sie ab 1-1.5kHz hauptsächlich Direktschall (also quasi den Achsenfrequenzgang) und leider nicht wie sich die gesamte Abstrahlung des LS im Raum verhält.

Durch die hohe Trennfrequenz zum Hochton könnte der vertikale Sweetspot etwas eng ausfallen - was die "unterschiedlichen" Achsenfrequenzgang-Messungen und die vertikalen +-10cm Messungen von i-fidelity ja schon andeuten.

Gruß Armin

Nur als Verständnisfrage, was heißt:

Falls ein ClassD Verstärker zum Einsatz kommt der große Lastabhängigkeit zeigt, könnte der früh abfallende Hochton zusätzlich an Brillianz verlieren.

Was ist denn Lastabhängigkeit?
Was ist denn da bei Class A/B anders?

Was ist denn Lastabhängigkeit?

Nicht wenige ClassD-Verstärker zeigen insbesondere im Hochton einen von der Impedanz abhängigen Frequenzgang.
z.B. bei 8 Ohm fällt der Bereich 8-20kHz um 0,5dB, bei 16 Ohm ein leichter Anstieg und bei 2 Ohm -6dB.

Gruß Armin

Aber Lautsprecher sind ja kein Fixwiderstand, dann müsste ja der Frequenzgang immer mit der Lautstärke variieren?

Aber Lautsprecher sind ja kein Fixwiderstand, dann müsste ja der Frequenzgang immer mit der Lautstärke variieren?

Yep, siehe z.B. hier ein "positives Verhalten" eines ClassD-Amp bei im Hochton stark ansteigender Impedanz, im Vergleich zum "Festwiderstand".

SonyKassettenkaiser (Beitrag #11) schrieb:

Aber Lautsprecher sind ja kein Fixwiderstand, dann müsste ja der Frequenzgang immer mit der Lautstärke variieren?

Ja, kein Fixwiderstand, sondern von der Frequenz-abhängig, ebenso die Lautstärke der angeschlossenen Last,
aber zunächst nicht Lautstärke-abhängig (außer über Erhitzung bei Extrembelastung, das aber geschieht langsam).

Der Ursache der bei Class-D-Amps im Hochtonbereich besonders ansteigenden Impedanz liegt in den rel. großen, im Ausgang in Serie geschalteten Filter-Induktivitäten (Teil des "Rekonstruktionsfilter"s).

Diese Induktivität interagiert mit dem LS-eigenen R + L.

Kleine Korrektur: Aufgrund der verwendeten PWM (Pulsweitenmodulation) benötigt ein Class-D Verstärker am Ausgang einen Tiefpaß, d.h. einen Widerstand in Reihe mit einem Kondensator in Parallelschaltung. Dieses Tiefpaßfilter macht aus einem Rechtecksignal wieder eine analoge Sinuswelle.

Wie richtig angemerkt:
Dieser Tiefpass (meistens etwas komplexer ausgeführt, z.B. Widerstand plus Spule in Reihe und Kondesator parallel)
interagiert mit der Frequenzweiche (wieder das gleiche: Spulen, Kondensatoren und Widerstände parallel und/oder in Reihe)
und den elektrischen Eigenschaften der Schwingspulen (Induktivität plus Widerstand) der LS-Treiber.
Diese Interaktivität ist frequenzabhängig und verändert darüberhinaus auch noch die Phase der jeweiligen Frequenzen.

Da die Kombination/Interaktion aus Tiefpass des Class-D Verstärkers mit der Elektronik des LS nicht vorhersehbar ist und
(möglicherweise) zu Klangveränderungen führen kann, lehnen viele Class-D Verstärker ab und bevorzugen andere Schaltungskonzepte.

Weitere Bemerkung: Messdiagramme als solches können auch dann als wertlos erscheinen, wenn man die Technik und
Theorie dessen was da gemessen wurde nicht kennt. Nimmt man z.B. die Erfahrung, das Messschriebe über den Frequenzbereich linear sein sollten, so wie dies bei CD-Spielern der Fall ist, so unterschlägt man zwei wesentliche Punkte:

- psychoakustisch ist ein linealglatter Frequenzganz vielen Hörern zu harsch, oder spitz. Deshalb bevorzugt man für die
Abstimmung von LS meist einen zwar linearen Frequenzgang, der in den tiefen leicht überhöht ist und zu den Höhen hin leicht abfällt. Sozusagen stellt das ganze dann eine schiefe Ebene dar.

- Messtechnisch ist der Frequenzgang einer CD zwar "waagerecht linear", doch sagt es nichts über die Phasen- und Gruppenlaufzeiten der Frequenzen aus. Eben aufgrund des linearen Frequenzgangs einer CD, dies ist bedingt durch die
digitale Signalverarbeitung, treten am Ende nach der D/A-Wandlung jede Menge Phasenverschiebungen der Frequenzen untereinander auf. Aus diesem Grund, können bei besseren Geräten die Filtereigenschaften der D/A-Filter meist in drei
Schritten eingestellt werden. Bis auf die "lineare" Einstellung der Filterkurve, sind die beiden anderen alles andere als linear.
Akustisch ist dies durchaus wahrnehmbar. Am Ende aber Geschmackssache.

Und dann gibt es da noch etwas zu wissen: vom Individuum abhängig (Mann, Frau, Alter, Hörzustand,...etc.) tritt ab ca. 200Hz
und tiefer der Effekt auf, das Pegelunterschiede von bis zu 10dB (!) akustisch gar nicht wahrgenommen werden (können).
Unterhalb von ca. 20Hz hat sich das mit dem Hören eh erledigt, da wird dann meistens nur noch gefühlt (kein Witz).

Ähnliches muß man sich für höhere Frequenzen vergegenwärtigen: Sehr junge Menschen sind meist in der Lage bis zu
18kHz, gar wenige bis zu 20kHz zu hören. Die obere Hörschwelle nimmt dann dramatisch mit dem Alter ab. Discogänger,
heute würde man sagen Clubbesucher, müssen meist damit rechnen ab 30 Jahren nur noch bis 12kHz hören zu können.
Wenn überhaupt.

In der Summe lässt sich leider aus einem Messschrieb für LS nicht herausinterpretieren ob sich der LS auch gut anhört,
es sei denn, es liegen grobe Schnitzer vor.
Einflußfaktoren für den Klang gibt es hier viele. Manche wurden schon genannt. Zwei sind aber die entscheidenden:
- der Mensch, der hört (oder meint zu hören/hören will)
- der Raum in dem der LS tönt

Alles andere ist meistens Marketinggeschwurbel und/oder Voodoo.

Stereomensch (Beitrag #6) schrieb:

... Ich sehe, dass die Lautsprecher bis 100hz runter gehen. ...

Na ja, linear bis ca. 80 Hz (nach den in der Vergangenheit recht verlässlichen "Stereoplay"-Messungen, ebenso "hifitest").
Darunter gehts dann "Wohnraum-freundlich" sanft bergab, -3 dB bei 57 Hz, -6 dB bei 44 Hz, lt. Impedanzkurve BR aber richtig tief auf ca. 25 Hz abgestimmt, d.h. ganz unten kommt immer noch was.
Das zeigt sich bei dem trotz 1m Entfernung optimistisch schon als "Raumakustik-Messung" bezeichneten Diagramm von "i-fidelity" (stark gestaucht, 80 dB (!)-Bereich, stark gemittelt),
aus dem sich per Raummode irgendwie -3 dB bei ~23 Hz ergeben.

Mit den 3 TTs hat das System einen rel. hohen Wirkungsgrad.
Mit 1 W (an 4 Ohm = 2.0 V~) ca. 87 dB/1m (typ. im Homebereich sind heutzutage nur noch <=85 dB).
Die 90 dB der "hifitest" dürften auf den bei vielen Testern üblichen 3 dB höheren Messpegel zurückzuführen sein (2.8 V~ = 1 W an 8 Ohm = 2 W an 4) .

Für drei 6.5"-TTs und max. Tiefbass aus einer Passisbox ist das Gehäusevolumen letztlich doch noch etwas zu gering.
Aber guter Wirkungsgrad plus Wohnraum-freundliche (CB-nahe-) Abstimmung sind IMHO ein guter Kompromiss für trockenen, kräftigen Klang.

Der Pegelabfall schon unterhalb 200 Hz im unteren Diagramm v. STP ("Pegel- & Klirrverlauf") ist sicher auf eine Messung rel. dicht an den TTs zurückzuführen, wo der BR-Effekt nicht voll eingeht.
Die Klirrwerte erreichen ein rel. Maximum im unteren Mittelton (um 180 Hz), bei hohem Pegel ~3% (-30 dB),
- Treiber offensichtlich noch nicht konsequent Klippel-optimiert --
steigen aber im tieferen Bass nicht an (Messungen bei STP und hifitest s. ähnlich).

Herzlichen Dank für Eure Antworten.


Ich habe vor einiger Zeit mal gehört, dass die moderne Lautsprecherentwicklung soweit ist,
dass die Konstruktion durch Simulation schon zu 90 bis 95% fertig ist, und die Feinabstimmung nur noch einen kleinen Teil ausmacht.
Sprich, wenn eine Box so aussieht, dann war diese Abstimmung auch das Ziel der Entwickler.
Der Rest ist Geschmacksache.
Also wenn jemand ein 40 qm Wohnzimmer hat und 4.000,--€ ausgeben will, wäre die Box keine schlechte Wahl im Vergleich mit den üblichen Verdächtigen a la Canton, Nubert etc.
(Theoretisch formuliert, nicht für mich! ;))

Haben nicht sämtliche AVRs Class D?

Welche Verstärker haben denn heute noch Class A /B von den üblichen Verdächtigen?

Die Denon PMAs? Pioneers Stereo Verstärker?
Man findet ja auch keine Angabe dazu bei denen.

@Stereomensch: Hol dir die Dinger nach Hause und "höre".
Alles andere ist herausgeworfene Zeit.

SonyKassettenkaiser (Beitrag #17) schrieb:

Haben nicht sämtliche AVRs Class D? Welche Verstärker haben denn heute noch Class A /B von den üblichen Verdächtigen? Die Denon PMAs? Pioneers Stereo Verstärker? Man findet ja auch keine Angabe dazu bei denen.

In der Tat, Angaben zu den verwendten Verstärkertypen werden immer seltener.
Offensichtlich sucht man das Thema zu vermeiden.

Soweit ich informiert bin, verwendet Pioneer in der Zwischenzeit Class D.
Yamaha bis dato nur bei den PA-Verstärkern
Marantz/Denon: ohne jetzt nachzusehen: so viel Wärme wie die Dinger produzieren, kann es kein Class D sein
Onkyo: ? Bei ihrem Spitzenmodell PA-MC5501 ähnlich der MX-A5100/5200 von Yamaha, sind aber Kombis,
läuft es auf eine Parallele Gegentakt-Verstärkung mit dreistufiger, invertierter Darlington-Schaltung hinaus.

In aktiven Subs wiederum finden sich ausschließlich Class D Verstärker.