Im c't-Labor: Testverfahren und Messgeräte tüfteln wir auch selbst aus
Seite 3: Grenzwerte
Wie leise darf es sein?
An dieser Stelle hat der Komplett-PC die erste Hälfte der Tests absolviert. Nun wandert er vom zweiten Stockwerk in die Testräume im Erdgeschoss. Ein wichtiges Kriterium nicht nur für die Redaktion, sondern auch für die Leserschaft ist eine möglichst geringe Lautstärke. Die messen wir im Leerlauf sowie bei den unterschiedlichen Lastszenarien der Leistungsaufnahme in einer rund 16 Quadratmeter großen schallarmen Kabine. Diese steht auf entkoppelten Füßen. Der Raum, in dem sie steht, erhielt beim Einbau vor rund zehn Jahren zusätzlich gedämmte Türen. Schlitze im Estrich halten Geräusche aus dem Büroflur fern, etwa Trittschall.
Im Inneren der Messkammer sind Wände und Decke mit Schaumstoffkeilen ausgekleidet, die akustische Reflexionen verringern. Weil Schaumstoff nicht nur gegen Lärm, sondern auch thermisch isoliert, schalten wir zwischen den einzelnen Geräuschmessungen leistungshungriger Systeme eine Lüftung hinzu. Mit einem Gaming-PC, der 500 Watt verheizt, klettert die Temperatur binnen einer halben Stunde in der Kabine sonst um 10 Grad nach oben, was die Messergebnisse verfälschen würde: Die Lüfter drehen auf.
Als Messaufbau orientieren wir an einer alten Norm für Fernschreibarbeitsplätze. Auf einem Referenztisch aus Massivholz nimmt der Desktop-PC an markierten Stelle Platz. Reihum stehen im Abstand von 50 Zentimetern statt der in der Industrie sonst üblichen 100 Zentimeter zum Testkandidaten vier Kondensatormikrofone. Die Messtechnik befindet sich außerhalb der Kabine. Über ein Audiofrontend der Firma Head Acoustics mit betagter SCSI-2-Schnittstelle gelangen die digitalisierten Signaldaten in einen Messrechner. Die rund 20 Jahre alte Software erfordert Windows XP, weshalb der PC nicht im normalen Netzwerk hängt.
Typischerweise messen wir über einen Zeitraum von zehn Sekunden. Auch hier gilt: Mithören ist Pflicht, damit rumpelnde Aufzüge oder ungewöhnliche Geräusche des Prüflings die Messung nicht verfälschen. Am Ende erhalten wir die Lautheit in der Einheit Sone, die das menschliche Hörempfinden besser wiedergibt als Dezibel. Zudem bietet die Einheit Sone den Vorteil, dass ein doppelter Wert auch der doppelten Lautstärke entspricht. Leise Desktop-PCs kommen auf eine Lautheit von maximal 0,5 Sone, was in der c’t-Testtabelle dann die Note sehr gut ergibt. In Halbsoneschritten verschlechtert sich die Note, alles über 2 Sone bekommt ein "sehr schlecht".
Guter Ton
Gleich nebenan steht der Aufbau, um die Qualität analoger Audioein- und -ausgänge zu bestimmen. Dabei spielen wir für die Wiedergabequalität eine Testdatei ab und schicken das analoge Audiosignal in einen UPV-Analyzer von Rohde & Schwarz. Das Messgerät zeigt den Frequenzverlauf sofort grafisch an.
Zu den ermittelten Messwerten gehören unter anderem der Dynamikumfang, die Linearität des Frequenzgangs und der Ausgangspegel. Daraus bilden wir dann eine Note. Für die Aufnahmequalität ist das Prozedere analog, nur dass der Analyzer dann als Tongenerator dient. Zusätzlich testen wir die digitalen Audiofähigkeiten von SPDIF- und HDMI-Ports, insbesondere welche Formate der PC darüber ausgibt.
Um die Geschwindigkeit seiner WLAN-Schnittstelle zu messen, muss der Komplett-PC noch ein Stockwerk tiefer in den Keller umziehen. Dort ist dank dicker Stahlbetonwände und langer Flure einer der wenigen dafür geeigneten Plätze in unserem Verlagsgebäude. In diesem funken sonst zahlreiche Drahtlosnetzwerke in verschiedenen Frequenzbändern, wodurch wir die Ergebnisse auch erwürfeln könnten, statt sie weitgehend reproduzierbar zu messen.
Stationär haben wir einen aktuellen Router in einem Regal platziert, der alle aktuellen WLAN-Dialekte inklusive Wi-Fi 6E im 6-GHz-Band spricht. Das Testgerät steht auf einem Rollwagen beziehungsweise einem standardisierten WLAN-Messkarton. Auf dem Fußboden des langen Kellerflurs gibt es mehrere Markierungen, so können wir den Durchsatz reproduzierbar bei Entfernungen von bis zu 20 Metern bestimmen. Die Daten kommen von einem am Router angeschlossenen Linux-PC, auf dem das bereits erwähnte Tool iperf läuft.
Pixelzähler
Handelt es sich um einen All-in-one-PC, also ein Gerät mit integriertem Bildschirm, messen wir üblicherweise zusätzlich die Displayqualität wie bei Monitoren, Fernsehern oder Smartphones. Dazu darf der Rechner wieder ein Stockwerk höher ins Monitorlabor. Dort können wir mit dem Conoscope in einer einzigen Messung die Bildeigenschaften bei direkter Draufsicht und aus sämtlichen Einblickwinkeln bestimmen.
Das blaue Ungetüm im Wert einer kleineren Eigentumswohnung erfasst den vom Messpunkt am Testdisplay ausgehenden Lichtkegel durch ein spezielles Weitwinkelobjektiv mit einem Öffnungswinkel von 160 Grad. Das Prinzip gleicht einem inversen Fischaugenobjektiv, das den kompletten Lichtkegel erfasst und als rundes Schnittbild auf den Messsensor projiziert. So können wir beispielsweise das Kontrastverhältnis über den kompletten Blickwinkelbereich ermitteln.
Das Farbspektrum und den nativen Farbraum des Displays ermittelt wir mit einem Spektralfotometer ebenfalls am Conoscope. Weil das Spektrometer durch das konoskopische Objektiv hindurchschaut, können wir die Farbtreue nicht nur in der direkten Draufsicht, sondern wie beim seitlichen Blick aufs Display messen. Weil das Conoscope und die dazugehörige PC-Software schon einige Jahre auf dem Buckel haben, kommt ähnlich wie bei der Geräuschmessung ein Retrorechner mit Windows XP zum Einsatz.
Deshalb stehen in der Redaktion außer den persönlichen Arbeitsplatzrechnern für die rund sechzig Redakteure und den internen Servern für Messdaten, Produktionssysteme und Dokumentationswebseiten auch rund ein Dutzend Steuerrechner für die diversen Messgeräte. Dazu kommen noch Testrechner, an die wir Prüflinge anschließen, etwa Drucker und Scanner.
Für einen Test benötigen wir selbstverständlich auch die zugehörigen Testgeräte. Auf welchen Wegen Testgeräte zur Redaktion kommen, lesen Sie ebenfalls in unserer Jubiläumsausgabe 12/2023.
(chh)
