Abklingverhalten im Modenbereich mit Korrektur (Performance Level Ton)

Ein Raum hält tiefe Töne fest — das ist Physik und lässt sich nicht wegdiskutieren. Ein Doppel-Bass-Array, eine Multisub-Anordnung oder eine gut gemachte Einmessung verkürzen dieses Festhalten aber messbar. Genau diesen Unterschied misst die Kategorie: wie schnell die Raumresonanzen ausschwingen, wenn das System vollständig aufgebaut und eingestellt ist.

Damit gibt es dieselbe Messgröße zweimal im Bewertungssystem, in zwei verschiedenen Domänen. Warum das so gewollt ist, klärt der nächste Abschnitt.

Was gemessen wird

Gemessen wird die Zeit, die eine einzelne Raumresonanz zum Ausschwingen braucht — für jede Mode einzeln, nicht als Bandmittel. Aus einer Sweep-Messung am Referenzsitz folgt für jede Resonanz eine Abklingzeit, ermittelt als T20 und auf einen Abfall von 60 dB hochgerechnet — so definiert eine Hörstudie der Universität Salford um Bruno Fazenda aus dem Jahr 2015 die Größe des modalen Abklingens, nicht als Nachhallzeit im Diffusfeld-Sinn. Die Stufe entscheidet die Mode, die am längsten nachklingt. Gemessen wird am Referenzsitzplatz, mit fertigem System einschließlich Bass-Array, Multisub-Anordnung und Einmessung — der Unterschied zur gleichnamigen Akustik-Kategorie, die denselben Vorgang ohne aktive Basskontrolle am rohen Raum misst.

Wie bei der Akustik-Kategorie ist die Bewertung frequenzabhängig: Bei 32 Hz darf eine Mode deutlich länger nachklingen als bei 200 Hz, bevor sie als Stufenverstoß zählt, weil das Gehör im tiefsten Bass länger braucht, bis ein nachklingender Ton auffällt. Die Leiter legt dafür Stützstellen bei 32, 63, 100, 125, 150, 200 und 250 Hz fest; zwischen den Stützstellen wird linear in der Frequenz interpoliert. Das Bewertungsband reicht damit von 32 bis 250 Hz. Unterhalb von 32 Hz gilt der 32-Hz-Wert, weil für diesen Bereich bisher keine belastbare Hörschwelle vorliegt; ob es dort eine eigene Schwelle braucht, wird derzeit geprüft. Bewertet wird bei Referenzpegel — 85 dB entspricht der Kino-Referenz, für Musikwiedergabe 75 bis 85 dB —, weil unterhalb 63 Hz die Hörbarkeit einer nachklingenden Mode selbst vom Pegel abhängt.

Zwei andere Wege standen zur Wahl und sind verworfen. Der eine wertet einen Abfall von 40 dB aus, der andere mittelt über das Band von 40 bis 80 Hz. Gegen den ersten spricht der Störabstand: Im Tiefton reicht die übliche Feldtechnik selten 40 dB weit hinunter, bevor das Grundgeräusch des Raums die Messung übernimmt. Gegen den zweiten spricht, dass ein Bandmittel genau die eine störende Mode wegrechnet, um die es hörseitig geht. Dieselbe Vorschrift gilt für Ton, Akustik und HiFi; wie gut sie sich im Feld schlägt, wird gerade an gemessenen Projekten untersucht. Beide Kategorien messen dieselbe Größe nach derselben Vorschrift — hier am eingemessenen System, dort am rohen Raum.

Was diese Kategorie von der Akustik-Kategorie unterscheidet

Das Abklingverhalten im Bass wird an zwei Stellen bewertet, und die Trennung folgt einer einfachen Frage: Wird der Raum bewertet oder die Anlage?

Die Akustik-Kategorie Abklingverhalten im Modenbereich misst den Raum roh — ohne Einmessung, ohne Entzerrung, ohne Bass-Array. Sie ist eine Planungsgröße: Sie sagt, was Wandaufbau, Volumen und Bassabsorption erreicht haben, und sie ist die Messlatte für Bauentscheidungen.

Diese Kategorie hier misst dieselbe Größe am fertigen System, also mit allem, was an Technik dazugekommen ist. Sie sagt, was die Anlage aus dem gegebenen Raum gemacht hat.

Der Grund für die Doppelung ist ein Zählproblem. Ohne Trennung würde eine gekaufte Elektronik die Bewertung des Raums anheben, und ein akustisch schwacher Raum mit teurer Korrektur sähe aus wie ein gut gebauter Raum. Umgekehrt würde ein sorgfältig gebauter Raum ohne Bass-Array so aussehen, als könne die Anlage nichts. Mit zwei Kategorien lässt sich beides lesen, und die Differenz zwischen beiden ist die eigentlich interessante Zahl: Sie beziffert, was die Technik beigetragen hat.

Bass-Arrays zählen dabei ausdrücklich zur Technik und damit in die Ton-Domäne, auch wenn sie baulich aufwendig sind und wie Raumakustik aussehen — ein DBA ist eine aktive Anordnung von Lautsprechern mit Signalverarbeitung und keine Absorptionsmaßnahme.

Die Stufe selbst vergibt der Absolutwert, den das eingemessene System am Sitzplatz erreicht. Maßstab ist also das Ergebnis und nicht der Gewinn gegenüber dem rohen Raum: Ein akustisch starker Raum nimmt seinen Vorsprung mit in die Bewertung, weil der Zuhörer am Ende das Ergebnis hört und nicht die Differenz. Was die Technik beigetragen hat, liest sich weiterhin am Vergleich beider Kategorien ab, nur eben ohne in die Stufe einzugehen.

Warum das zählt

Langes Ausschwingen im Bass ist die Ursache hinter der häufigsten Beschwerde in Wohnräumen: Es dröhnt. Gemeint ist damit fast immer ein Ton, der länger stehen bleibt als der Rest der Musik und sich über alles legt — eine Überhöhung im Frequenzgang beschreibt kaum jemand so.

Für die Bewertung der Anlage ist die Größe deshalb wichtig, weil sie etwas prüft, was eine reine Frequenzgangmessung übersieht. Eine Einmessung kann einen Buckel bei 45 Hz sauber wegregeln und das Nachschwingen dabei fast unverändert lassen — die Mode speichert weiter Energie, sie wird nur leiser angeregt. Ein Doppel-Bass-Array dagegen greift die Ursache an, weil es die rücklaufende Welle auslöscht, bevor sie zur stehenden Welle wird. Beides sieht im Frequenzgang ähnlich aus und klingt völlig verschieden. Diese Kategorie ist die Stelle im Bewertungssystem, an der dieser Unterschied sichtbar wird.

Die Kategorie gilt als nicht kritisch; von den 100 Punkten, die sich die Ton-Kategorien teilen, entfallen 6 auf sie — im Register läuft sie unter TON-MOD-DEC. Dieser Anteil wird derzeit geprüft. Nicht kritisch heißt hier: Der Mangel ist durch andere Stärken teilweise kompensierbar und degradiert die Wiedergabe, statt sie unbrauchbar zu machen.

Die Leiter L1 bis L5

Angegeben ist die Abklingzeit der Einzelmode, auf 60 dB hochgerechnet, an den Stützfrequenzen der Leiter — gemessen am eingemessenen System. Zwischen den Stützstellen wird linear interpoliert, unterhalb 32 Hz gilt der 32-Hz-Wert; eine Zelle ohne Wert liegt zwischen zwei benachbarten Stützstellen und ergibt sich aus der Interpolation.

◦ Wert wird derzeit geprüft.

*L5 verlangt dieselben Zahlen wie L4, aber nicht nur am Referenzsitz: als 90-Perzentil über alle regelmäßig genutzten Sitzplätze.

Bei 32 Hz nennen alle vier Stufen denselben Wert. Er stammt aus der gemessenen Absolutschwelle der Hörstudie: So weit unten ist das Gehör so unempfindlich, dass eine Mode auch nach 0,9 Sekunden noch unauffällig bleibt. Eine strengere Zahl für L2 und L3 gäbe es an dieser Stützstelle nur als Schätzung, weil die Studie die Musikschwelle erst ab 63 Hz misst — deshalb gilt für alle Stufen der belegte Wert. Die Leiter ist damit an jeder Stützstelle monoton: Wer eine höhere Stufe erreicht, hält auch jede niedrigere ein.

Die Leiter ist mit der Akustik-Kategorie identisch — dieselben Zahlen, an denselben Frequenzen, gleich gut abgesichert. Für beide gilt damit derselbe Maßstab; der Unterschied liegt allein in der Messbedingung — roh gegen eingemessen.

So lässt sich das planen

Für die Vorhersage werden dieselben Unterlagen gebraucht wie für den unbehandelten Raum — Raummaße, aus denen die Modenfrequenzen folgen, die geplanten Bassfallen mit ihrer Wirkung im Tiefton, die Sitzpositionen — und zusätzlich zwei Angaben aus dem Angebot: wie viele Subwoofer geplant sind und welche Einmessung dazugehört.

Eine Formel, die daraus eine Abklingzeit macht, gibt es nicht. Das ist die ehrliche Auskunft, und sie hat einen Grund: Wie schnell eine einzelne Raummode ausklingt, hängt davon ab, wie viel Absorption ausgerechnet dort sitzt, wo diese Mode ihre Energie hat. Die üblichen Nachhallformeln setzen ein diffuses Schallfeld voraus, das es unterhalb von etwa 150 Hz in Wohnräumen nicht gibt. Dazu kommt, dass die meisten Hersteller von Absorbern für den Bereich zwischen 32 und 125 Hz keine belastbaren Werte veröffentlichen.

Vorhergesagt wird deshalb eine Spanne aus zwei benachbarten Stufen:

Eine Einmessung über mehrere Mikrofonpositionen hebt die obere Grenze um eine Stufe an, höchstens bis L4 — aber eben nur die obere. Gerechnet wird mit der unteren Stufe, im Ton-Ergebnis wie im Balance-Siegel; die höhere steht daneben als das, was mit dem beschriebenen Akustikpaket erreichbar wäre. Der Grund für diese Vorsicht liegt in der Sache: Eine Korrektur wirkt dort, wo gemessen wurde, und nirgendwo sonst.

Die Kennzeichen fassen das zusammen. Schwer planbar heißt genau das, was oben steht — ein Verfahren fehlt, also nennt die Vorhersage zwei Stufen. Mittel messbar heißt, dass der Nachweis Messmikrofon und Auswertesoftware verlangt, aber kein Sondergerät; verkauft wird er mit dem Domänenpaket Ton. Fehlen die Tieftonwerte der vorgesehenen Absorber, kommt nicht einmal eine Spanne zustande: Das Profil vermerkt „nicht prognostizierbar" und führt auf, welche Werte nachzureichen wären. Zunächst steht dort eine Vorhersage; ein gemessener Wert ersetzt sie, sobald eine Abnahme beauftragt ist.

Wie sicher die Zahlen sind

Die Stufenwerte stehen auf unterschiedlich festem Grund, wie bei der Akustik-Kategorie. L3, L4 und die Zahlenwerte von L5 stammen aus der Hörstudie von Fazenda und seinen Koautoren: Mit künstlichen Testtönen haben sie die Schwelle ermittelt, ab der eine Mode auch für kritisches Hören unhörbar bleibt — das liefert L4. Mit auralisierter Musik haben sie die Schwelle ermittelt, ab der eine Mode im Alltagshören auffällt — das liefert L3. Die Grundlage ist damit begutachtete Fachliteratur und kein Normtext. Für eine Hörstudie ist das die zutreffende Einordnung und keine schwächere Notlösung.

Die Werte von L2 sind dagegen gesetzt und nicht aus der Studie abgeleitet; sie werden derzeit geprüft. Dasselbe gilt für den 32-Hz-Wert von L2 und L3 und für die Zusatzbedingung von L5 — dieselben Zahlen wie L4, aber als 90-Perzentil über alle Sitzplätze statt nur am Referenzsitz. Diese Bedingung geht über das hinaus, was die Studie selbst zeigt: Sie hat ausschließlich an einer Hörposition gemessen.

Oberhalb von 150 Hz gilt für L4 und L5 eine einzige Zahl: 0,17 s. Das ist genau der Wert, den die Studie bei 200 Hz misst. Zuvor stand dort 0,18 s, aufgerundet auf den Studienwert bei 150 Hz, damit die Zahl über beide Stützstellen gleich bleibt. Jetzt läuft die Rundung in die andere Richtung: Der Wert bei 200 Hz steht unverändert in der Leiter, und bei 150 Hz ist sie dafür um eine Hundertstelsekunde strenger als gemessen. Deshalb steht das ◦ jetzt in der 150-Hz-Spalte und nicht mehr dahinter. Der Wert von L3 bei 200 Hz liegt weiterhin zwischen zwei Messpunkten der Studie und ist zwischen ihnen eingerechnet.

Was die Studie nicht liefert, gehört ebenso zur Einordnung. Gemessen wurde über Kopfhörer an einem Raummodell ohne Grundgeräusch, nicht über Lautsprecher am fertigen System, und nicht unterhalb von 32 Hz. Endgültig belegt ist die Leiter deshalb erst nach Paarmessungen an eigenen Projekten — derselbe Raum roh und eingemessen, mit derselben Vorschrift gemessen.

Verknüpfte Inhalte

Das bauliche Gegenstück steht bei Abklingverhalten im Modenbereich (Akustik); die physikalische Grundlage erklären die Raummoden. Die Verfahren, deren Wirkung hier bewertet wird, stehen beim DBA, beim Multisub und bei der Raumkorrektur.

Mit einem Gewicht von 6 sitzt das Modenabklingen im unteren Mittelfeld der Ton-Domäne; die übrigen Kategorien und ihre Anteile stehen unter Performance Level: Ton Mehrkanal. Warum sich das Bewertungssystem überhaupt in Domänen und Stufen gliedert, erklärt Performance Level.

Quellen

Zuordnung, Gewichtung und Messvorschrift stammen von AVITECT. Sie werden derzeit geprüft. Die Stufenwerte für L3, L4 und die Zahlenwerte von L5 stammen aus Fazenda, Stephenson und Goldberg (2015, Journal of the Acoustical Society of America 137(3)), einer begutachteten Hörstudie zu Wahrnehmungsschwellen des modalen Ausschwingens; sie ist für diese Seite am Original gelesen. Der Wert bei 32 Hz, die Reihe L2, die Verschärfung bei 150 Hz und die Zusatzbedingung von L5 kommen von AVITECT und haben keinen Normbeleg.