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Flexibler neuer Messaufbau für meine Tests von Kopfhörern, Headsets und In-Ears: Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Praxisrelevanz

Messungen, Fehler und Reproduzierbarkeit

Das die Ergebnisse der Ohrstöpsel passen, muss man nicht weiter ausführen, dafür wurde die Ausgangs-Lösung ja explizit hergestellt und auch schon einige Zeit in einem Labor genutzt. Wir sehen hier die Kurven für den linken Kanal (Gelb) und den rechten Kanal (Violett) als übereinander gelegte Graphen.

Aber das mit dem Over-Ears ist schon knifflig. Beginnen wir mit dem Gummi-Ohr auf der gepolsterten Platte (mein simulierter Kopf) Ich nutze hier zur Veranschaulichung nahezu ungeglättete Kurven. Im ersten Durchlauf habe ich den Kopfhörer viermal aufgesetzt, abgenommen und neu aufgesetzt, also insgesamt vier Mal einzeln gemessen und die Kurven dann übereinander gelegt.

Die drei ersten Messungen nutzen beim Positionieren die von mir angesprochenen Kanten als Orientierungshilfe, wobei ich dann beim vierten und letzten Versuch (gelbe Kurve) den Hörer bewusst etwas schief aufgesetzt habe. Alle drei Messungen mit der Positionierungshilfe decken sich, zumindest im Bereich akzeptabler Toleranzen, wirklich nahezu perfekt. Nur der lieblos draufgesetzte Hörer weicht da etwas ab, aber auch nicht allzu viel. Ziel erreicht, würde ich mal so sagen.

Diese Kurve zeigt übrigens auch die komplexe Filterwirkung des Kopfes, des Außenohres (Pinna) und des Rumpfs. Die leichte Überhöhung bei ca. 3 KHz ist ja am Ende auch das, was ich immer in meinen Sound-Tests der Kopfhörer für die Lokalisierung und Räumlichkeit als empfindlichsten Bereich des Gehörs predige und was man auch als HRTF (Head-Related Transfer Function) kennt. Die Amplituden-Auswertung in diesem Frequenzbereich ist neben den ebenfalls auftretenden Laufzeitdifferenzen zwischen den Ohren ja die wesentliche Grundlage unseres „räumlichen“ Hörens und nicht künstliche 5.1-Surround-Spielereien.

Wenn man das eingesetzte Ohr jetzt einfach nur herausnimmt und die große Öffnung so lässt, wie sie ist, dann misst man leider komplett unbrauchbaren Murks. Man erhält ein nicht passendes, riesiges Innenvolumen und verzeichnet im Tieftonbereich sogar einen Moden-ähnlichen Effekt mit partieller Auslöschung und Überhöhung. Es ist komplett wertlos

Damit kommt man also nicht hin und man muss, will man das Ohr weglassen und einfach aufliegend messen, ein dünneres Kissen mit speziell angepasster Öffnung nutzen, damit die Abstände wieder stimmen.  Schön, dass mein System modular ist und man viele Teile anbauen oder einfach austauschen kann. Das Ergebnis dieser neuen Messung sieht dann mit dem gleichen Kopfhörer so aus (Violett mit Ohr, Gelb mit flacher Polsterplatte), dass es eher einen Sinn ergibt. Trotzdem würde ich, im direkten Vergleich, die Version mit dem nachgebauten Gehörgang vorziehen, da vor allem alle Töne ab den oberen Mitten deutlich plastischer und realer abgebildet werden. Das Gesamtbild dieser Variante ist noch etwas zu dumpf. Aber diesen Part werde ich definitiv noch optimieren, da muss ich noch einmal die Abstände genau austesten und messen.

Zusammenfassung und erstes Fazit

Was will man eigentlich messen? Diese Frage muss man sich natürlich stets erst einmal selbst beantworten. Will man den genauen Frequenzverlauf messen, den der Schallwandler direkt an einem Messmikrofon erzeugt, indem man die Ohrmuschel plan auf eine Platte mit eingesetztem Mikrofon legt? Dann ist man in etwa da, wo ich selbst bereits mit dem Kunstkopf und den OKM war, weil die Mikrofone außen aufsaßen und man den Gehörgang nie mit einbeziehen konnte. Oder will man wirklich das messen, was an einem (nachgebauten) Ohr wirklich ankommt, indem man anatomische Gegebenheiten mit einbezieht? Ich glaube, ich werde mich doch für die Variante mit dem Gummi-Ohr entscheiden, weil es meinem Hörempfinden auch subjektiv deutlich näher kommt.

Ich bin noch nicht ganz zufrieden, aber fast und zudem wirklich glücklich, dass ich für die Over-Ears so eine gute Reproduzierbarkeit hinbekommen habe. Ob und wie man für die später folgenden Kopfhörertests dann noch diverse Dinge vorab ändert, das muss ich noch entscheiden. Vielleicht hilft mir da ja auch Eurer Feedback noch etwas weiter. Aber das mit dem Bohrständer, dem Leder und den Schaumstoffplatten hat schon fast richtigen Unterhaltungswert. Mächtig gewaltig, würden Egon, Benny, oder Kjeld sicher sagen. Falls die noch jemand kennt. 😀

 

Kommentar

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ipat66

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Das hört sich noch nach einer Menge Feintuning an....
Bin sehr gespannt auf die ersten Kurven !

Super Projekt !!!

Hast Du vor,einen sehr linearen KH als „Referenz-Kurve“ zu vermessen?

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Igor Wallossek

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Ja, da suche ich aber mal noch was nach dem Kalibrieren.

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S
Schrauber1982

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27 Kommentare 8 Likes

Echt tolles Projekt! Ich würde nur nicht meine schwerhörigen Ohren anbieten.
Mach bitte immer weiter - es ist sehr interessant und auch hilfreich - zumindest für mich.

Danke

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Igor Wallossek

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Heute mal einen Ear Bud getestet - geht mega...

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XXL

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71 Kommentare 15 Likes

Ich bin wie immer stark beeindruckt von deinem Streben nach den zuverlässigsten Messwerten, um die unwissenden Mitmenschen ( wie mich ) mit Empfehlungen und Hinweisen zu versorgen, die genau auf diesen beruhen. Danke dafür! Und wie ich heraus zu lesen glaube, hast du auch Spaß an dieser Tüftelei. Achso und ja ich kenne die 3 Herren von denen du sprichst, waren ein schöner Teil meiner Kindheit. :love:

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Ozzy

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225 Kommentare 137 Likes

Woher hast du denn die Durchschnittsgröße der Ohren?
Ich hab das jetzt gerade bei meinen neuen Corsair bemerkt, offenbar sind meine schon am Limit.
Was mir so jetzt nicht bewusst wäre.

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Igor Wallossek

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10,173 Kommentare 18,757 Likes

Die Größen habe ich von meiner Doc, die hat sich extra schlau gemacht. Und dann habe ich mir die passenden Silikon-Segler rausgepickt. Meine Löffel sind auch größer, aber das steigert sich ja mit dem Alter.

Die Corsair kommen aus Vietnam, da sind die Ohren im Allgemeinen kleiner. Bei Beyerdynamic werden noch die Löffel alter weißer Männer eingepreist :D

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O
Ozzy

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:)
Stimmt, das Alter hab ich nicht mit berücksichtigt. ;)
Da mein Astro kaputt ging bin ich zu Corsair gewechselt.
Beyer wird das nächste Mal ins Auge gefasst.

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RevAngel

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120 Kommentare 87 Likes
ipat66

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1,352 Kommentare 1,353 Likes

Diese sind aber für das altersbedingte selektive Hörvermögen notwendig...;)

Der AKG K702 könnte vielleicht als preiswerter linearer KH einen Versuch wert sein.
Dazu etwas aus Deiner Edel-Sammlung..., ?

Audio ist wirklich ein sehr spannendes Thema!

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Igor Wallossek

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Finde ich auch. Und im DE-Raum machen es leider nur wenige richtig. Ich kann das ganze HiFi-Geschwurbel echt nicht mehr lesen. Und die, die wirklich gut sind, haben eine andere Zielgruppe.

Hier mal ein Beispiel:

Coole Umschreibung für eine basslastige Abstimmung ohne echte Höhen. Ich habe exakt diese Teile mal nachgemessen und sie sind reichlich dumpf. Das subjektive Hörbild deckt sich mit meinen Messungen erschreckend gut. Bei 8k und 12k sind nochmal Peaks, was Höhen vorgaukelt, wo keine sind. "Seidig" statt geschmeidig. Nun ja... :D

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RedF

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4,650 Kommentare 2,547 Likes

Ich war ja immer Fan von viel Mitte, etwas weniger Bass und bei Höhen bekomme ich schnell Schmerzen.

Die kurve sieht nicht aus als würde mir das gefallen.

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Ozzy

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Gerade Audio ist ja sehr subjektiv.
Da geben echte Meßkurven eben echten Mehrwert für die Kaufentscheidung.

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eastcoast_pete

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1,460 Kommentare 818 Likes

Sehr interessant! Bin immer wieder beeindruckt, wieviel Sorgfalt Du (Igor) beim Aufbau von Messstellen betreibst. Und ja, das menschliche Ohr ist ein akustisches Wunder, nicht nur ein Loch seitlich am Kopf. Die Ohrmuscheln sind eben doch wichtig.
Ich frage mich allerdings auch, wie viele Hersteller von (v.a. billigeren) Kopfhörer sich da auch die Mühe machen, zumindest einen vergleichbaren Testpark zu betreiben und ihre Designs auch korrekt austesten.

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K
Kistenklaus

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13 Kommentare 8 Likes

Eindrucksvoll. Ich bin bei jedem Testaufbau erneut darüber erstaunt, wie viel Mühe du dir gibst und wie viele Gedanken in der Vorbereitung stecken.
Bereits der Messaufbau für die Kühler hielt ich für beeindruckend. Derartig aufwändige Messaufbauten sind im Review-Bereich ja die Ausnahme.

Wenn ich an die Vergangenheit denke (lange ists her), in der ich auf der Suche nach einem neuen CPU-Kühler über Benchmarks gestoßen bin, die nicht das Delta als Leistungsreferenz angaben, sondern die absoluten Temperaturen, stechen deine Berichte regelmäßig heraus. Nicht umsonst habe ich bereits das Kompliment gemacht, dass deine Tests und Reviews auf akademischen bzw. wissenschaftlichen Niveau sind. Fehlt im Prinzip nur noch die Anfangshypothese vor jedem Testbericht. Dieses Kompliment kann bei dem hier vorgestellten Messaufbau in jedem Fall aufrecht gehalten werden.

Die Messergebnisse werden sicher interessant, insbesondere wenn es darum geht, wie sich die Kopfhörer untereinander schlagen.
Bei allen darüber hianusgehenden Schlussfolgerungen werde ich allerdings skeptisch bleiben. Das Thema Klang ist subjektiv. Das ließt man immer wieder und es stimmt (leider). Man hört auch interessanterweise mit dem gesamten Ohr, nicht nur mit dem Trommelfell.
Insoweit muss ich gestehen, dass das ganze Thema für mich immer "Schlangenöl-Thema" war und vermutlich bleiben wird. Entweder mir gefallen Kopfhörer vom Klang her oder aber nicht. Dass es auch objektiv gute und schlechte Fabrikate gibt, keine Frage. Doch am Ende entscheidet der Nutzer. Dennoch: deine Testberichte dienen mir sicher zur Orientierung am Markt und beeinflussen die Produkte, die ich in den Fokus nehmen würde. Was bleiben darf und gekauft wird, wird am Ende die Höhrprobe zeigen.

Mach weiter. Ich bin gerne hier und lese mit. Und vielleicht bald mal mit einem Bericht im Forum. Der PC Aufbau steht wohl Ende '22 endlich an.

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Igor Wallossek

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Na dann... Ich habe nie Zeit für meinen eigenen PC :D

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FragwürdigesIndividuum

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Erstmal ein Lob für die viele Arbeit!
Viele (teilweise sogar kleinere Hersteller) machen es sich ja leicht und nutzen die miniDSP EARS oder Mikrofon mit Röhre/Platte welche aufgrund fehlender Simulatoren vor allem bei In-Ears keine guten Ergebnisse liefern. Allein deswegen verdient dein Aufwand großen Respekt.
Um deine Lösung einschätzen zu können wären Messungen von gängigen Kopfhörern von Vorteil. K701/2/12, HD600/650 wurden zu tode gemessen und bieten somit einen guten Vergleichspunkt. Wenn ich mich nicht irre befindet sich in deinem Fuhrpark auch ein Amiron Home, der auf den gängigen Seiten bereits durchexerziert wurde:

Die verlinkten Websites messen alle mit an 711 angelehnten Kupplern mit Silikonohr. Dieses Setup erlaubt die Messung von jedem Kopfhörertyp, auch In-Ears. Spezialisten werden sagen, dass eine In-Ear Messung an der "Reference-Plane" vom Kuppler mit konischem Passstück erfolgen sollte. In folgender Grafik zeigt der Pfeil c senkrecht auf diese Bezugsebene:

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Pfeil a = konischer Gehörgangsimulator(Aufsatz), b = Mutter, d = Staubfilter, e&f = Ringnuten (Seitenvolumen), g = Gehäuse, h = Bohrungen für Druckausgleich, i = Mikrofon, welches in das Gehäuse (g) geschraubt wird, j = Mikrofonvorverstärker

Das Ohrpassstück vom In-Ear wird also so weit in das Passstück vom Kuppler reingequetscht, bis es auf c aufliegt. Diese Art der Messung entstammt dem Sektor der Gehörgeräte und ist für consumer-in-ears meiner Meinung nach nicht realitätsnah, weil viele In-Ears gar nicht so weit reingedrückt werden können. Das Gehäuse vom In-Ear limitiert. Ich finde es demnach besser den konischen Aufsatz wegzulassen und anstelle das Silikonohr zwischen Bezugsebene und in-ear zu haben. Der Kopfhörer wird dann reingedrückt, bis er in der Concha ansetzt.
Die Bezugsebenenmethode ist aber nicht schlecht insbesondere aufgrund der Reproduzierbarkeit.
Ich glaube die einzige Online-Person, die einen In-Ear jemals wirklich richtig gemessen hat war Rinchoi:

View image at the forums

Messung bei Bezugsebene und zwei weitere mit je +3mm Abstand zur BE. Man sieht hier sehr gut wie der Peak von 10 kHz auf 7 kHz mit abnehmender "insertion depth" runterwandert. Der Ear Entrance Point EEP liegt ca. 10mm von der Bezugsebene entfernt. Bei mir messe ich mit Silikonohr 13mm von der BE zum Gehörgangeingang.

Zur Messung von Circum/Supra:
Polster als Platte ist nicht mein Favorit. Die Region ums Ohr herum ist bis auf die Haut und Nacken eher massiv und das einpressen des weichen Ohres in eine steife Platte erzwingt Abdichtung.
Das Beispiel mit dem Avantone deckt sich nicht ganz: https://www.dropbox.com/s/o867ox65g124mp1/Avantone Planar.pdf?dl=0
Er müsste eigentlich bis 20 Hz einigermaßen linear runtergehen, was auf eine Leckage hindeutet. Entweder der Schaumstoff schluckt oder die Platte dichtet nicht zum Ohr beziehungsweise das Ohr dichtet nicht zum Kuppler ab. Oder es liegt nur an deinem Exemplar vom Avantone.

Der Rest vom Spektrum schaut wie ich finde aber gut aus, alle relevanten Merkmale decken sich ( Senke bei 1.8, 4 und 7 kHz). Genau wird das mit den Toleranzen (vor allem vom Kopfhörereigenen Polster) nie 100%. Über 8 kHz ist die Kopfhörer'messung' meistens raten. Viele plotten ja gerne noch eine Referenzkurve als Anhaltspunkt oder kompensieren mit der Referenzkurve weil viele Leser sonst verwirrt darüber sind, warum der Kopfhörer bei 3 kHz lauter zu werden scheint. Könnte man darüber nachdenken, welche Kurve da sinnvoll ist (ich nehme da gerne den HD 650), oder ob man sie einfach weglässt.

Genug geschrieben, habe morgen IHK Zwischenprüfung :^)

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Igor Wallossek

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Danke erst mal, der modulare Aufbau lässt es mich ja einfach abändern. 😁

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geist4711

Veteran

274 Kommentare 127 Likes

klasse aufbau und wiedermal viel 'hirnschmalz' der da drinne steckt.

apropo schmalz, ich sehe da schon vergleichsmessungen auf uns zukommen mit und ohne schmalz und zu viel/ zu langen haaren
um und in den ohren :) .

habe selber solch ein problem, weil ich mal in einer firma mit defekter klima gearbeitet hab, hab ich probleme mit chronisch erhöhten ohr-ablagerungen -sowas nervt und beeinflusst irgendwann auch den klang :cool:

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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