Impulsantworten

Aus REW-Wiki.de Das deutschsprachige Wiki
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Auswertung von Impulsantworten spielt eine wichtige Rolle bei der akustischen Analyse. Die Messung einer Impulsantwort verrät uns eine ganze Menge über einen Raum und darüber, wie Klang in diesem Raum wiedergegeben wird. Es kann aufgezeigt werden, welche Methoden nützlich sind und ob bestimmte Methoden korrekt angewendet worden sind, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Diese Seite erklärt Impulsantworten, die Informationen, die man ihnen entnehmen kann und wie REW solche Impulsantworten messen und analysieren kann.


Was ist eine Impulsantwort?

Bevor wir detaillierter auf die Auswertung einer Impulsantwort eingehen, müssen wir verstehen, was eine Impulsantwort ist. Im Wesentlichen ist die Impulsantwort eine Aufzeichnung dessen, wie es in einem Raum klingen würde, wenn man einen extrem lauten, extrem kurzen Klicklaut ertönen lässt - etwas in der Art eines Pistolenschusses.Der Grund, weshalb man die Impulsantwort misst (mit subtileren Methoden als dem Abfeuern eines Gewehrschusses im Raum), ist der Umstand, dass sie (die Impulsantwort, A.d.Ü.) das Verhalten des Systems, welches sich aus dem oder den Lautsprechern, die gemessen wurden, und dem Raum, in welchem sie sich befinden, vollständig charakterisiert, und zwar "an dem Ort, an welchem das Messmikrofon platziert ist". Eine wichtige Eigenschaft eines Impulses - und das ist nicht ohne Weiteres offensichtlich - ist die Tatsache, dass er alle Frequenzen bei selber Amplitude enthält, wenn man ihn in einzelne Sinuskurven zerlegt. Seltsam, aber wahr.


Das bedeutet, dass man den Frequenzgang eines Systems herausfinden kann, indem man die Frequenzkomponenten ermittelt, die die Impulsantwort bilden. Bei REW geschieht das durch eine Fourier-Transformation der Impulsantwort, welche diese Impulsantwort im Wesentlichen in ihre einzelnen Frequenzkomponenten zerlegt. Der Amplitudengang einer jeder dieser Frequenzkomponenten ist der Frequenzgang des Systems.


Wenn eine Impulsantwort mit einer logarithmisch gewobbelten Sinuswelle gemessen wird, wird die lineare Wiedergabe des Raumes praktischerweise von seiner nichtlinearen Wiedergabe abgetrennt. Der Teil des Frequenzganges vor dem Eingangsspitzenwert zu einer Zeit=0 ist tatsächlich auf die Verzerrung des Systems zurückzuführen. Schaut man genau hin, existieren hier reduzierte, horizontal komprimierte Kopien der Hauptimpulsantwort. Jede dieser Kopien ist auf eine harmonische Verzerrung zurückzuführen, zunächst auf die zweite, dann auf die dritte, dann auf die vierte etc., wenn die Zeit negativ wird. Der Eingangsspitzenwert und das anschließende Abklingen nach einem Zeitpunkt=0 ist der Frequenzgang ohne Verzerrung.


REW Beispiel-Impulsantwort

In einem perfekten System von unbegrenzter Bandbreite mit komplett schallschluckenden Begrenzungen sähe die Impulsantwort wie eine einzige Spitze zu einem Zeitpunkt Null aus - nichts sonst irgendwo. Am nächsten kommt man an diesen Punkt heran, wenn man die Loopback-Antwort der Soundkarte misst. In einem realen System verteilt eine begrenzte Bandbreite die Antwort (besonders dramatisch, wenn man den Subwoofer misst, weil seine Bandbreite sehr begrenzt ist). Reflektionen der Raumgrenzen addieren sich auf die initiale Impulsantwort, zeitlich davon abhängig wie weit der Schall mehr zurücklegen musste um das Mikrofon zu erreichen.

Beispiel: Wenn das Mikrofon 3 Meter von den Lautsprechern entfernt steht und eine Reflektion von der Wand eine Gesamtstrecke von 4,50 Metern zurücklegen muss, um das Mikrofon zu erreichen, würde diese Reflektion eine Spitze in der Impulsantwort erzeugen, die ca. 5 ms nach dem ersten Impuls auftaucht, weil der Schall für diese Strecke ungefähr 5 ms benötigt.


Wenn Full-Range Impulsantworten von Lautsprechern gemessen werden, (im Gegensatz zu Impulsantworten von Lautsprechern) sind die Reflektionen einfach auszumachen, da die höhere Bandbreite des Fullrangesystems die Spitzen des Impulses (und der Reflektionen) ziemlich schmal hält; um sie zu sehen, muss die Zeitachse aber sehr nah betrachtet werden (Zoom in). Es ist einfacher, sie mit einer linearen Y-Achse (Achsenskalierung auf %FS antstatt dBFS) und einem auf 0 gesetzten ETC-Smoothing. zu sehen

Impulse Response Windows

Impulsantwort-Fenster

Nachdem ein Sweep aufgenommen wurde, wird die FFT-Verarbeitung durchgeführt, um die Impulsantwort des Systems und den dazugehörigen Frequenzgang abzuleiten. Um die Position und Breite der linken und rechten Fenster einzustellen, welche den Ausschnitt definieren, der für die Ableitung der Frequenzantwort benutzt wird, klickt man auf die Schaltfläche "IR Windows" in der Werkzeugleiste.


REW-Schaltfläche für Einstellungen von Fensterfunktionen.

Die Fenster und die Regionen der Impulsantwort, die sie abdecken, können auf dem Graphen betrachtet werden, indem man die "Window" und "Windowed" Spuren aktiviert. Die Referenzposition für die Fenster ('Windows') ist üblicherweise die Impulsspitze.
REW-Impulsantwort mit aktivierter Fensterfunktion.
Die Standardeinstellungen sind gewöhnlich sehr gut geeignet. In kleineren Räumen kann es notwendig sein, die rechtsseitige Fensterdauer auf 300-500 ms zu verkürzen - wenn der Frequenzplot laut und zackig erscheint, kann man versuchen, das rechte Fenster zu verkleinern und mit einem Klick auf "Apply Windows" die Frequenzantwort erneut berechnen lassen. In sehr großen Räumen kann das Fenster auch vergrößert werden, um eine höhere Auflösung zu erhalten.

Die Auflösung der Frequenzantwort ist abhängig von der eingestellten Gesamtlänge des Fensters (links und rechts kombiniert) und wird über dem "Apply Windows" Button dargestellt - je länger die Gesamtdauer, desto höher die Auflösung. Alternative Fensterformen können für rechts und links unabhängig voneinander gewählt werden.
REW-Dialogfeld für Einstellungen von Fensterfunktionen.
Benutzer von ETF sollten beachten, dass ETF-Messzeiten anders angegeben werden als die Gesamtdauer in REW. Um die Messzeit in eine ungefähr äquivalente Gesamtdauer umzurechnen, ist sie mit 1,4 zu multiplizieren.


← Zurück zur Hauptseite