Anleitung: Impedanzgang diverser Kopfhörer einfach mit RMAA messen

Prolog:
Neulich, als ich meine RMAA Messungen, die ich damals für die Beyerdynamic A 200 p Testaktion durchgeführt habe, näher ansah, fiel mir eines auf: mein Asus Google Nexus 7 der ersten Generation hatte einen hohen Ausgangswiderstand am Kopfhörerausgang, wahrscheinlich irgendwas um 50 Ohm, was mir bereits zuvor bewusst war. Das Spannende daran war jedoch, dass ich mir den Impedanzgang des Ultimate Ears Triple.Fi 10 und Sennheiser Amperior bei Innerfidelity parallel dazu ansah und feststellte, dass die Frequenzabweichung der Kopfhörer am hochohmigen Nexus 7 sehr stark dem Impedanzgang des Kopfhörers glich.
Somit müsste sich doch auch der Impedanzgang eines unbekannten/ungemessenen Kopfhörers auf diese Art näherungsweise ermitteln lassen.

Einen großen Vorteil besitzt die ganze Sache, denn die reine Messung dauert nur knapp eine Minute.
Der größte Nachteil dabei ist jedoch, dass nur der Impedanzgang grob sichtbar wird, den genauen Widerstand in Ohm bei der jeweiligen Frequenz kann man daraus nicht ablesen. Will man jedoch schnell wissen, wie sich der Kopfhörer an hochohmigen Geräten tendenziell verhält, bekommt man schnell eine recht genaue Messkurve.

Voraussetzungen und Vorbereitung:
Die Voraussetzung für eine solche Messung sind die gleichen, wie bei den Messungen im RMAA Laberthread:
Benötigt werden (abgesehen vom Abpielgerät und dem Kopfhörer) eine Soundkarte mit Line-In oder Mikrofoneingang, ein 3,5 mm männlich auf 3,5 mm männlich Kabel, ein Audiosplitter, der das Stereosignal in zwei weitere Stereosignale aufteilt, sowie den Right Mark Audio Analyzer (für die Testsignale und die Auswertung) und Audacity (zum Aufzeichnen der Wiedergabe).
In RMAA kann man dann über "Generate WAVE" das Testsignal erstellen (benötigt wird nur die zweite erstellte Datei namens "Test signal (44 kHz 16-bit).wav"). Diese Datei wird nun auf das hochohmige Gerät aufgespielt, bei mir also das Google Nexus 7 der ersten Generation (ein niederohmiges Abspielgerät und ein Impedanzadapter über 50 oder 100 Ohm müssten jedoch auch funktionieren). Sollte das Gerät keine .wav Dateien unterstützen, sollte die Datei zuvor möglichst verlustfrei in ein anderes Format umgewandelt werden.
Bevor man die Messung startet, sollte man alle Programme, die Einfluss auf den Klang nehmen, deaktivieren. So muss ich beispielsweise vor jeder Messung den Dolby Home Theater DSP ausschalten und in der Systemsteuerung bei "Hardware & Sound" bei "Aufnahme" "Mikrofon" bei "Pegel" die Mikrofonverstärkung auf +30 dB erhöhen und bei "Verbesserungen" "Alle Soundeffekte deaktivieren" auswählen. Die Abtastrate sollte möglichst auch an die des Testsignals angepasst werden, üblicherweise sind dies 16 Bit und 44100 Hz.

Ermittlung der Eignung der Soundkarte:
Wichtig bei der Messung ist, dass die Soundkarte beim Aufzeichnen einen linearen Frequenzgang besitzt. Sofern man nicht weiß, ob dies der Fall ist, kann man ein Abspielgerät zum Testen verwenden, bei dem man weiß, dass der Frequenzgang schnurgerade ist. Hierfür benötigt man auch nur das 3,5 mm auf 3,5 mm Kabel, welches vom Ausgang des Abspielgerätes mit dem Eingang der Soundkarte verbunden wird.
Als nächstes öffnet man Audacity, stellt den Pegel des Abspielgerätes möglichst hoch ein, jedoch niedrig genug, ohne dass der Geräteverstärker ins Clipping gerät, aktiviert bei Audacity die Aufzeichnung und spielt das Testsignal auf dem Abspielgerät ab. Nachdem die Wiedergabe beendet ist, stoppt man die Aufnahme in Audacity. Der aufgezeichnete Pegel ist meist für RMAA zu gering, weshalb man entweder einen linearen Kopfhörerverstärker zwischen Gerät und Soundkarte schalten oder in Audacity unter "Effekte" "Verstärken" auswählen kann. Anschließend exportiert man die Datei dann.
Ist dies geschehen, öffnet man RMAA, klickt auf "Analyze WAV" (unten links bei Generate/Analyze) un wählt die aus Audacity exportierte Datei aus. Anschließend kann man dieser Messung noch einen Namen geben.
Nun sollte sich ein Fenster öffnen, das in etwa so aussieht (ich habe zwei Messungen importiert, weshalb auch zwei Plätze belegt sind):



Nach anklicken der gelb markierten Schaltfläche öffnet sich der aufgenommene Frequenzgang. Ist dieser eine schnurgerade Linie, bedeutet dies, der Eingang der Soundkarte zeichnet linear auf. Gibt es im Hoch- oder Tiefton eine Anhebung oder Absenkung, ist dies nicht der Fall.
Anfangs kann es auch sein, dass das Ergebnis sehr diffus aussieht, dann sind irgendwo am Computer noch Programme geöffnet, die den Klang verändern. Diese sollten dann gefunden und deaktiviert werden und anschließend kann eine neue Messung mit Audacity durchgeführt werden und mit RMAA analysiert werden.

Durchführung der eigentlichen Messung:
Weiß man nun, dass seine Soundkarte linear aufzeichnet, kann man mit der eigentlichen Messung beginnen.
Der Testaufbau muss hierzu nur minimal verändert werden: die Steckplatzbelegung an der Soundkarte bleibt gleich, nur am Abspielgerät wird das 3,5 mm Kabel herausgezogen und stattdessen der Stereo auf Stereo Splitter in den Ausgang gesteckt. In die eine Buchse kommt dann das andere Ende des 3,5 mm Kabels, das bereits mit der Soundkarte verbunden ist. In die andere Buchse des Splitters wird der zu testende Kopfhörer gesteckt. Das Aufzeichnen, Exportieren und Analysieren läuft identisch ab.

Bei niederohmigen Kopfhörern funktioniert das am besten, bei höherohmigen sollte der Widerstand des Gerätes am besten in etwa die Größenordnung des Kopfhörerdurchschnittswiderstandes besitzen.

Resultate:
So komme ich auf folgende Ergebnisse (die Impedanzgänge mit ablesbarem Widerstand stammen von Innerfidelity (http://www.innerfidelity.com/headphone-data-sheet-downloads)):

UE Triple.Fi 10:



Sennheiser Amperior (bitte nur die weiße Messkurve beachten):



Sennheiser HD 800 (bei der Messung gab es im Tiefton Clipping bei der Verstärkung, deshalb das "Gezappel". Eine weitere Messung wollte ich dann nicht durchführen, da man die grobe Richtung erkennt):



Somit lässt sich (ohne genaue Y-Achsen-Ordinaten) auch von Kopfhörern mit unbekanntem Impedanzgang der Impedanzgang bestimmen:

the t.bone EP-7:



Anmerkung: alle hier gezeigten Kopfhörer besitzen einen variierende Impedanzgang. Ist dieser jedoch gerade, stellt der Frequenzgangs-Graph in RMAA ebenfalls eine gerade Linie dar, wie bspw. beim Sennheiser CX 200 Street II.

Fazit:
Diese Anleitung dient natürlich nicht nur für die annähernde Messung des Impedanzganges eines Kopfhörers, sondern gilt auch als generelle Anleitung dafür, wie man mit RMAA die Tauglichkeit eines Abspielgerätes für einen zickig reagierenden Multi-BA In-Ears, wie dem Triple.Fi 10, ermittelt. Das Nexus 7 wäre also schlecht geeignet. Bei Geräten, die einen geringen Ausgangswiderstand besitzen, wie bspw. dem FiiO X3 mit angeschlossenem Triple.Fi 10 ist die aufgezeichnete Abweichung von der Nullinie des Frequenzganges nur minimal ().
Obwohl ich es in meiner obigen Anleitung bereits erwähnt habe, möchte ich es hier erneut machen: das Resultat mit einem hochohmigen Abspielgerät stellt lediglich eine Annäherung an den Impedanzgang des Kopfhörers dar, anhand der Y-Achsen-Ordinaten lässt sich nicht die Impedanz des Kopfhörers bei einer bestimmten Frequenz, dargestellt auf der X-Achse, ablesen.

Ich hoffe, ich kann mit dieser Anleitung RMAA Neulingen, die vielleicht mal selbst ein paar Geräte messen wollen oder denjenigen, die den Impedanzgang eines Kopfhörers näherungsweise ermitteln möchten, helfen.

Ok es steht fest, der Line-In vom Behringer UCA202 ist im Gegensatz zu den Line-Out schlecht... Habe meine antike angestaubte X-Fi Xmod jetzt mal getestet das sieht viel besser aus, das werde ich jetzt zum testen nutzen.