RMA – ROOM MODE ANALYZER

Der Room Modes Analyzer (RMA) ermöglicht eine einfache Messung der wichtigsten akustischen Eigenschaften Ihres Hörraums, ohne den Einsatz eines teuren Messmikrofons.

Berechnete Equalizer Parameter ermöglichen die Kompensation von Raummoden.

ÜBERSICHT

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Kompatibilität:

  • Windows 8 – 10 / 64 Bit
  • macOS (minimum Yosemity 10.10 – High Sierra 10.13)
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Free of charge!

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Messung von Raumresonanzen (Raummoden) verursacht durch stehende Wellen.

Apple MacOS X Image - v2.0

(minimum Yosemity 10.10)
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Microsoft Windows 64bit - v2.0

(Windows 8 – 10 / 64 Bit)
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WAS SIND RAUMMODEN UND
WARUM SOLLTEN DIESE MICH INTERESSIEREN?

WIE KANN ICH FESTSTELLEN
OB ÜBERHAUPT EIN PROBLEM MIT RAUMMODEN VORLIEGT?

Jeder Hörraum ist ein in sich geschlossener akustischer Resonator in dem Schallwellen mit Frequenzen unter der Schroederfrequenz (SF) stehende Wellen und somit Raummoden ausbilden.

Für sehr kleine Räume kann die Schroederfrequenz 500Hz erreichen während für normale Hörräume der Einfluss von Raummoden bereits ab 250Hz unbedeutend wird.

Die stärksten tonalen Verfärbungen werden durch Raummoden verursacht, dies erfordert eine Optimierung der akustischen Eigenschaften von Hörräumen, besonders für Frequenzen unter 500Hz. Über der Schroederfrequenz verhalten sich die Schallwellen im Raum optisch und gehen in dichte Reflexionen und Nachhall über.

Die akustischen Eigenschaften eines Hörraums für Frequenzen jenseits der Schroederfrequenz sind relativ leicht zu beherrschen. Meist ist eine normale Möblierung mit offenen Regalen und Polstermöbeln vollkommen ausreichend.

Wir können also sagen, dass die Übertragungsfunktion des Hörraums für Frequenzen unter 500Hz einer näheren Betrachtung bedarf.

Eine Einfache Methode Raumresonanzen hörbar zu machen ist den RMA zu starten und dem Sinus-Sweep am Hörplatz zuzuhören.

Die wahrgenommene Lautstärke des Sweeps sollte lediglich konstant ansteigen (Hörkurve). In den meisten Fällen wird jedoch eine starke Schwankung der Lautstärke von über 20dB für bestimmte Frequenzen zu beobachten sein. Diese Schwankungen sind darauf zurückzuführen, dass sich der Hörplatz frequenzabhängig mal im Druckmaximum und mal im Druckminimum einer stehenden Welle befindet.

Raummoden können sich in allen Raumdimensionen, in denen stehende Wellen möglich sind, ausbilden. Die am stärksten ausgeprägten Moden sind jedoch zwischen zwei gegenüber liegenden Wänden zu beobachten. Diese sogenannten axialen Moden sind in der RMA-Messung durch klar separierte Spitzen zu erkennen.

Die Wiedergabe der Bassfrequenzen in Räumen mit ausgeprägten Resonanzen erscheint dröhnend und macht es schwierig einzelne Bassnoten zu unterscheiden.

WIE NUTZE ICH DEN RMA ZUR MESSUNG VON RAUMMODEN?

Der Room Mode Analyzer (RMA) ist eine einfach zu nutzende freie Software, um die relativen Amplituden und Frequenzen der Raummoden mit Hilfe eines langsamen linearen Sinus-Sweep zu erfassen. Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass alle Raum-Resonanzen angeregt werden.

Es ist nicht notwendig ein teures Messmikrofon einzusetzen, da für die weitere Betrachtung von Raummoden lediglich ihre relative Amplitude und Frequenz von Bedeutung sind. Ein Laptop internes Mikrofon ist vollkommen ausreichend.

Wie oben diskutiert ist es nicht von Bedeutung Frequenzen über der Schroederfrequenz zu betrachten. Aus diesem Grund endet die RMA-Messung bei 500Hz.

Vorgehensweise für eine RMA-Messung:

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 Selektieren des Standard-Audio Eingangs- und Ausgangsgerätes über den Betriebssystem internen Audiomischer.

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Starten des RMA und warten, bis “Ready for Measurement” angezeigt wird.

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Auswahl von “Measurement”, um den Sinus-Sweep zu starten.

Stellen Sie sicher, dass die Messkurve für das lauteste Signal ca. -30dB erreicht. Das Ausgangssignal kann über einen Regler eingestellt werden.

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Anklicken von  “Calculate Equalizer” zur Berechnung der Equalizer-Parameter, die für eine Kompensation der Raummoden genutzt werden können.

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Nutzen Sie  “Verify Equalizer”, um zu überprüfen, ob die berechneten Equalizer die Raummoden entsprechend unterdrücken. Während dieser Messung sollte eine deutlich gleichmäßigere Lautstärke über den Frequenzbereich von 20Hz – 300Hz wahrgenommen werden.

Der Regler “Equalizer Strength” ermöglicht den Einfluss der Equalizer zu reduzieren.

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“Save EQ to Desktop” sichert die berechneten Equalizer Parameter im JSON-Format.

Rahmenbedingungen für eine fehlerfreie Messung:

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Stellen Sie sicher, dass während der Messung die Hintergrundgeräusche möglichst niedrig sind.

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Stellen Sie die Lautstärke des Audioausgangsgerätes oder Ihres Verstärkers so ein, dass die RMA-Messkurve für das lauteste Signal ca. -30dB erreicht jedoch unter -6dB bleibt.

Für eine gute Messung sind keine hohen Lautstärken notwendig.

Die RMA Messung (oben linker und unten rechter Kanal) zeigt die folgenden Kurven:

Orange: Original Messung

Grün: Berechnete Equalizer

Hellblau: Equalizer Verifikations-Messung

WIE KÖNNEN RAUMMODEN/RAUMRESONANZEN
UNTERDRÜCKT WERDEN?

WARUM EXISTIERT “ROOM RESPONSE CORRECTION” SOFTWARE,
DIE DEN GESAMTEN FREQUENZBEREICH BIS 20KHZ ABDECKT?

Es ist vergleichsweise schwierig Raummoden durch akustische Maßnahmen zu bekämpfen. Die notwendigen Bass-Fallen sind sehr groß und nicht ohne weiteres in einem durchschnittlichen Hörraum, der auch als Wohnzimmer genutzt wird, unterzubringen.

Zum Glück ist es in den meisten Fällen möglich die Lautsprecher und die Hörposition im Raum zu verschieben um bereits eine deutliche Verbesserung der Basswiedergabe zu erzielen.

Der RMA ist äußerst nützlich zur Auffindung der besten Lautsprecher/Hörplatz Kombination, indem die notwendigen Messungen sehr schnell durchgeführt werden können.

Eine weitere Methode zur Unterdrückung von Raummoden ist die klassische Anwendung von voll parametrischen Equalizern.

Es ist bekannt das Raummoden ein minimalphasiges Verhalten zeigen und mit entsprechenden Minimalphasen-Equalizern kompensiert werden können.

Ein Ausgleichen der Raumübertragungsfunktion kann nur durch das reduzieren der zugeführten Energie auf den Frequenzen der Raummoden erfolgen. Es ist nicht möglich Lücken im Spektrum zu füllen. Minima in der Raumübertragungsfunktion können lediglich durch akustische Maßnahmen ausgeglichen werden.

Es existieren zahlreiche Lösungen in Audio-Playern oder als Plug-Ins am Markt, die versuchen die Amplitude und Phase der Raumübertragungsfunktion auch für Frequenzen oberhalb der Schroederfrequenz zu korrigieren.

Eine Korrektur der höheren Frequenzbereiche versucht die nicht perfekten Übertragungsfunktionen der Lautsprecher zu optimieren und frühe Raum-Reflektionen zu unterdrücken.

Unsere Erfahrung zeigt, dass eine Korrektur der Lautsprecherübertragungsfunktion sinnvoll ist, jedoch eine Messung nur unter Freifeldbedingungen (z.B. schalltoter Raum) möglich ist.

Die Raumübertragungsfunktion oberhalb der Schroederfrequenz zu optimieren ist extrem schwierig. Dies ist begründet durch den Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge. Ein 5 kHz Ton besitzt eine Wellenlänge von 6.8cm ( c/f; c = 340m/s bei 20°C). Bereits kleinste Kopfbewegungen würden die Optimierung, gemessen an der Hörposition, zunichte machen. Fortgeschrittene Lösungen versuchen durch mehrere Messungen am Hörplatz den Sweet-Spot zu vergrößern.

Wir empfehlen durch akustische Maßnahmen und die richtige Wahl der Lautsprecheraufstellung die Raumübertragungsfunktion unterhalb der Schroderfrequenz (ca. 250Hz) zu optimieren.

Für Frequenzen jenseits der Schroederfrequenz sind normal möblierte Räume bereits ausreichend optimiert und die RT60 Nachhallzeit sollte sich in einem akzeptablen Rahmen bewegen.

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