Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Bruno Putzeys Grimm LS1 Weichenaufbau: Welche Vorteile?
rapherent
24.08.2018, 21:12
Hallo zusammen,
ich habe ein paar Verständnisschwierigkeiten bzgl. des Aufbaus der Weiche für die Grimm LS1.
So wie ich verstehe, ist sie folgendermaßen aufgebaut:
1. Die Chassis werden per IIR möglichst linear bis zwei Oktaven oberhalb und unterhalb der Trennfrequenz entzerrt
2. Die Trennung erfolgt mit 24 dB/Okt. Linkwitz-Riley IIR Filtern 4. Ordnung
3. Ein Chassis wird zur besseren Kanaladdition verzögert
4. Alles wird per FIR phasenentzerrt
Wo liegen die Vorteile?
Wo ist der Unterschied zu einer Weiche komplett über FIR generiert? Eigentlich müsste das Ergebnis doch am Ende gleich sein, da die Übertragungsfunktion von beiden gleich ist.
MfG
Moin,
nein, es wird nicht über alles ge-FIRt. Lediglich der Allpass, welcher durch die Trennfrequenzen ensteht wird per FIR durch einen inversen Allpass ausgeglichen. Dieser ist nichtkausal und kann nicht mit IIRs gemacht werden. Ist aber wie Putzeys sagt nur das "icing of the cake". Den Unterschied wird man vermutlich nicht hören, aber die Sprungantwort ist dan schön enttüdelt und sieht so "toll" aus, wie bei einem BB.
Die Gründe warum bis auf diesen inversen Allpass auf FIR verzichtet wird, liest man in dem whitepaper zur LS1: http://grimmaudio.de/site/assets/files/1088/speakers.pdf
2.3 DSP loudspeaker crossovers done right
From the above we’ve learned that
• Heavy-handed correction exacerbates acoustical problems
• Sharp, linear-phase filters cause pre-ringing
• Targeting an exact linear-phase sum can cause pre-echos.
In short, brute-force correction sounds grainy and smudgy. When you hear cymbals go “splash” instead of “crash”, it’s naïve DSP at work. So:
• Do not shave off the hair, a nasty stubble will grow back.
• Do not correct beyond the very beginning of the impulse response.
• The gentler you correct, the wider the angle over which the correction still improves things.
• Target a minimum phase sum.
For the time being I would strongly recommend designing the correction manually. This rules out FIR as the main workhorse. For each bump or dip one corrects, one should know exactly where it comes from, and make sure that it isn’t better corrected for acoustically. Unfortunately, designing DSP filters does not relieve one from having to know one’s acoustics.
Viele Grüße,
Christoph
rapherent
24.08.2018, 22:45
Danke schon mal. In Bezug auf das pre-ringing von steilen FIR Filtern komme ich mit, aber bei dem Rest nicht.
Nehmen wir an, ich entzerre die Chassis genau so wie Putzeys aber nur mit FIR Filtern.
D.h. die Chassis werden per FIR möglichst linear entzerrt und phasenlinearisiert. Die Trennung erfolgt mit phasenneutralen 24 dB/Okt. Linkwitz-Riley FIR Filtern 4. Ordnung
Damit wäre die Übertragungsfunktion identisch. Warum sollte sich damit noch irgendein anderer Unterschied ergeben?
MfG
Hallo rapherent,
natürlich kannst Du die Chassis so entzerren, wie Du es beschrieben hast. Das wird auch einen insgesamt linearphasigen Frequenzgang ergeben. Es wird aber schwierig werden, so wie Bruno schreibt, eine saubere Phase über den Frequenzbereich hinzubekommen, da Du bei jeder Phasenkorrektur in FIR wissen solltest, woher der Phasenfehler kommt und ob er in jeder Situation genauso vorhanden ist (Aufstellung, Reflexionen). Denn ansonsten baut Du Dir Phasenfehler ein, wo keine sind.
Nebenbei bemerkt brauchst Du einiges an Taps, wenn Du eine saubere Entzerrung über den gesamten Frequenzbereich vornimmst.
Viele Grüsse
Thomas
PS : ich habe die Grimm geklont vor einigen Jahren und auch das Allpassverhalten der IIR Filter mit einem inversen Allpass entzerrt. Funktioniert gut, ob ich es höre?
ich habe einige Lautsprecher komplett in FIR getrennt und entzerrt. Z.B. Die BigBoy.
Ergänzend zu Thomas Ausführungen vielleicht noch 2 Links:
https://www.minidsp.com/applications/dsp-basics/fir-vs-iir-filtering
Und etwas wissenschaftlicher (aber mit ganz netten Tabellen mit Vor- und Nachteilen):
https://home.zhaw.ch/~dqtm/dsv1/vorlesung/dsv1kap5_filter.pdf
:prost:
rapherent
24.08.2018, 23:43
..., da Du bei jeder Phasenkorrektur in FIR wissen solltest, woher der Phasenfehler kommt und ob er in jeder Situation genauso vorhanden ist (Aufstellung, Reflexionen). Denn ansonsten baut Du Dir Phasenfehler ein, wo keine sind.
Das ist bei jeder anderen Beeinflussung genau so. Welchen Weg ich gehe ist doch egal. Meiner Ansicht nach verhalten sich beide Ansätze gleich, so lange der Amplitudengang und der Phasengang gleich sind.
Die einzigen Vorteile die ich in Putzeys Vorgehen sehe ist eine geschickte Resourcenschohnung der Hardware durch weniger Taps und damit eine Verringerung der Latenz.
@fosti: Danke für die Links. Damit werde ich mich gerne beschäftigen.
MfG
BiGKahuunaBob
25.08.2018, 16:20
Die einzigen Vorteile die ich in Putzeys Vorgehen sehe ist eine geschickte Resourcenschohnung der Hardware durch weniger Taps und damit eine Verringerung der Latenz.
Entweder das, oder/und das schnellere und weniger fehleranfälligere Vorgehen... das ist ja im Grunde nur ein Kochrezept nach einer persönlichen Philosophie. Mir ist z.b. auch nicht so sehr der tatsächliche Vorteil klar so "großflächig" (+/- 2 Oct.) die Einzeltreiber zu entzerren, das geht ja i.d.R. in der eigentlichen Weichenfunktion unter.
Hallo rapherent,,
ich habe noch einmal ein bißchen nachgedacht, welche Erfahrungen/Erkenntnisse ich mit FIR vs. IIR gemacht habe und bin zu dem Schluß gekommen, dass ich mit meinen alten Ohren keinen Unterschied zwischen dem gleichen Lautsprecher ob mit linearphasigen oder minimalphasigen Filtern höre. Minimal- vs. linearphasig ist m.M. eher eine Glaubensfrage.
Was aber schon interessant und akustisch wertvoll ist, und das macht ja auch Bruno so, ist die Entzerrung der Gruppenlaufzeit. Diese sollte nämlich über den gesamten Frequenzbereich konstant sein, was sie aber im Regelfall nicht ist. Jedes IIR Filter verbiegt leider die Gruppenlaufzeit. Und wie Fosti bereits sagte verhält sich das an sich gute Linkwitz-Raleigh Filter wie ein Allpass, der ebenfalls die GD verbiegt. Die Entzerrung der Gruppenlaufzeit läßt sich einfach mit FIR Filtern bewerkstelligen. Als ich vor einigen Jahren anfing, mich mit FIR zu beschäftigen und dabei auch Kontakt zu dem genialen Entwickler der rephase Software hatte, habe ich einen Versuch gemacht, indem ich meinen Grimm LS1 Nachbau per DSP Weiche bei 120 Hz und 1,4 kHz mit LR24 getrennt habe. Die Ausgänge des DSP habe ich dann über gleiche Widerstände summiert, quasi die Trennung wieder aufgehoben. Der Frequenzgang war schnurgerade, aber die GD hatte bei 120 Hz und 1,4 kHz eine Stufe. Nachdem per FIR entsprechende inverse Allpässe eingeschleift wurden, war die Gruppenlaufzeitverzerrung der LR Filter kompensiert. Ich habe damals den nachstehenden Screenshot gemacht: Die obige Kurve ist der Verlauf der Gruppenlaufzeit bedingt durch die IIR Filer, unten der entzerrte Verlauf der Gruppenlauf:
44887
Viele Grüße
Thomas
PS:
Danke Thomas für das Einstellen Deiner Messungen. Wie man sieht, liegt die GLZ bei <30Hz erst über 10ms. Im Mittelton wäre das natürlich viel zu viel. Da liegen sie aber auch nicht linearphasig entzerrt auch unter 1ms. Es kommt eben auf die Hörschwellen an. Und nicht nur Deine Ohren würden in diesem Fall keinen Unterschied hören ("icing of the cake").
Entweder das, oder/und das schnellere und weniger fehleranfälligere Vorgehen... das ist ja im Grunde nur ein Kochrezept nach einer persönlichen Philosophie. Mir ist z.b. auch nicht so sehr der tatsächliche Vorteil klar so "großflächig" (+/- 2 Oct.) die Einzeltreiber zu entzerren, das geht ja i.d.R. in der eigentlichen Weichenfunktion unter.
Ja ich würde auch sagen, das +/- 1 Okt. reichen würde. +/- 2 Okt. hat aber beim Entwickeln den Vorteil, dass man einfach das LR-Filter schieben kann und schauen, wo es am besten passt.
Wenn man dann die passende Trenfrequenz gefunden hat, würde ich nächsten Schritt noch weiter gehen, und die Filterfunktionen (EQ+TF) zusamenfassen und vereinfachen wollen. Dann kann man den Rechenaufwand für den DSP noch einmal verringern. Das ist mit den bisherigen Hypexen nicht möglich, wohl aber mit miniDSP im "Advaced Modus".
Viele Grüße,
Christoph
Hallo Christoph,
habe mal auf die Schnelle die GLZ meiner KEFIR entzerrt, indem ich ein OpenDRC 2x2 eingeschleift habe.
Bei "normaler" Musik höre ich keinen Unterschied, wenn ich die Entzerrung ein- und ausschalte. Aber dann habe ich Drums 'n' Balls (Wahnfried) aufgelegt, elektronische Musik mit viel Percussion und Trommeln. Ich bilde mir zumindest ein hier eine leichte Klangverbesserung zu hören, wenn Die GLZ Entzerrung aktiv ist. Die Becken z.B. klingen natürlicher. Mag aber auch Einbildung sein, was bedeutet, dass der tatsächliche Unterschied ziemlich gering sein muß.
Viele Grüße
Thomas
Hallo Thomas,
wenn es sich anders anhört, kann es ja zwei Ursachen haben:
- die GLZ war in einem hörempfindlichen Frequenzbereich zu hoch und wurde durch die Linearisierung verbessert
- die GLZ war vorher schon unter der Hörbarkeitsschwelle und nun hört es sich mit Linearisierung wegen evtl. pre-ringing anders (aber nicht originaler) an
Jetzt muss man rausfinden, was stimmt.
Es gibt noch eine dritte Möglichkeit, wenn man einen Unterschied hört:
- die GLZ war vorher schon zu hoch und hinterher pre-ringing.....dann ist beides Murks
und noch eine 4. Möglichkeit:
- kein Unterschied. Dann kann beides richtig oder falsch sein. Wobei ich in dem Fall bei einer ordentlichen Konstruktion auf ersteres tippen würde.
Viele Grüße,
Christoph
BiGKahuunaBob
26.08.2018, 07:17
Das ist mit den bisherigen Hypexen nicht möglich, wohl aber mit miniDSP im "Advaced Modus".
Meinst Du die neuen Fusion-Amps? Prinzipiell müsste man an die ADAU DSPs doch auch via Sigma-Studio ran kommen...
Sind die Grimms denn GLZ entzerrt, oder was war mit "geFIRt" eingangs gemeint?
Hi,
ja, der Übergang MT - HT ist gruppenlaufzeitentzerrt. Bruno nannte dies, wie oft skizziert, „Icing of the cake“.
Viele Grüsse
Thomas
Meinst Du die neuen Fusion-Amps? Prinzipiell müsste man an die ADAU DSPs doch auch via Sigma-Studio ran kommen...
Sind die Grimms denn GLZ entzerrt, oder was war mit "geFIRt" eingangs gemeint?
Ich kenne nur die AS2.100 und PSC2.400. Da kann man nur unterschiedliche Biquads anwählen und parametrieren so wie im einfachen Modus von miniDSP auch. Im advanced kann man die Filterkoeffizienten der Übertragungsfunktion direkt eingeben. Wenn ich also im einfachen Modus mit EQ über +/- 1-2 Okt. und einer gefundenen Trennfrequenz ein Setup gefunden habe, kann ich versuchen diese Gesamtübertragungsfunktion, welche ja eine Verkettung von Biquads ist zu vereinfachen in der Ordnung zu reduzieren und dann die berechneten Koeffizient im Advanced Modus direkt eingeben.*)
Den Rest hat Thomas ja schon erklärt. Bis auf den inversen Allpass, der bei der Trennfrequenz von 1500Hz zwischen TMT und HT eingesetzt wird ist an der LS1 alles IIR.
Viele Grüße,
Christoph
*) also für jeden einzelnen Weg eines Kanals
littlejoe
26.08.2018, 09:13
Nochmal zurück zur ursprünglichen Frage:
Schreibt Bruno nicht im Whitepaper, dass er wegen des "Pre-Ringing" auf Fir-Einsatz bei der Entzerrung der Einzelwege verzichtet?
Ist es beim Minidsp (Pwr-Ice, HD) möglich, sowohl die Einzeltreiber IIR zu entzerren und danach eine über-alles-Korrektur einzubauen?
Grüße,
Jochen
Moin Jochen,
wie Thomas und ich bereits schrieben und es auch so im Whitpaper steht ist nur der inverse Allpass als FIR bei der LS1 realisiert. Das ist mit IIR nicht möglich, da ein inverser Allpass ein nichtkausales System ist.
Das ist bei miniDSP möglich, alles in IIR. Erst bei OpenDRC hat man meine ich FIR Möglichkeiten. Das weiß aber yogibär.
Schau Dir mal das erste Bild an: https://www.minidsp.com/products/plugins/2-way-advanced-21-detail
Viele Grüße,
Christoph
...
Das ist bei miniDSP möglich, alles in IIR. Erst bei OpenDRC hat man meine ich FIR Möglichkeiten. Das weiß aber yogibär.
...
Wenn ich mich richtig erinnere kann bereits der 2x4HD FIR händeln (wieviele Taps k.a..)
Gruß
BiGKahuunaBob
26.08.2018, 09:35
wie Thomas und ich bereits schrieben und es auch so im Whitpaper steht ist nur der inverse Allpass als FIR bei der LS1 realisiert.
Ich glaube Jochen wollte wissen, ob besagte FIR-Allpässe frei von pre-ringing sind, ansonsten würde sich Brunos Argumentation im Whitepaper ja in den Schwanz beißen...
Achso, ja. Bei einer Trennung HP/TP mit LR4 ensteht ein Allpass 2. Ordnung. Das ist sanft.
@BDE: Jepp, mit den 2x4HD sind FIR möglich.
littlejoe
26.08.2018, 09:43
Ich glaube Jochen wollte wissen, ob besagte FIR-Allpässe frei von pre-ringing sind, ansonsten würde sich Brunos Argumentation im Whitepaper ja in den Schwanz beißen...
Ich habe das Whitepaper so verstenden, dass er genau deshalb von einem kompletten FIR-Einsatz absah. Ein inverser Allpass via FIR hat, vor allem wenn "nur" bei der Trennfrequenz von 1550Hz eingesetzt (wenge taps benötigt) wenig pre-ringing.
Werde mal schauen ob ich im Urlaub einen FIR-Filter für meine KH120 basteln kann (Trennfrequenz 2000hz, 24dB 4. Ordnung) und dann in die Kette implementiere (PC -> 2x4HD -> Funk Symm. -> KH120). Mal schauen ob man da was hört..
Macht euch aber keine Hoffnung auf eine schnelle Rückmeldung, kenn mich mit FIR nicht aus und habe kaum Zeit..
Slaughthammer
14.10.2018, 12:05
Werde mal schauen ob ich im Urlaub einen FIR-Filter für meine KH120 basteln kann (Trennfrequenz 2000hz, 24dB 4. Ordnung) und dann in die Kette implementiere (PC -> 2x4HD -> Funk Symm. -> KH120). Mal schauen ob man da was hört..
Macht euch aber keine Hoffnung auf eine schnelle Rückmeldung, kenn mich mit FIR nicht aus und habe kaum Zeit..
Genau das mache ich auch gerade, und habe genau die gleichen Voraussetzungen, nur einen anderen Lautsprecher. Trennung ist bei mir bei 2 kHz LR48. Das Korrekturfilter habe ich mit rePhase erstellt und über EqualizerAPO implementiert.
Auswirkungen sind subtil, und längst nicht mit jedem Musikmaterial auszumachen.
Mich würde mal interessieren, wie viele Taps man für so ein Filter nun braucht? Bin bis auf 1024 runter gegangen, das scheint noch zu funktionieren. Mit den Standardmäßig eingestellten 65k taps war mir die Verzögerung von 180 ms doch etwas zu lang. bin jetzt auf 10 ms runter, das stört eigentlich nicht mehr.
Mich würde mal interessieren, ob es da eine Methode gibt, mit der man herausfinden kann, wie viele Taps man für die angepeilte Phasenkorrektur braucht?
Gruß, Onno
Hallo Onno,
die Anzahl der Taps in Verbindung mit der Abstrate bestimmt die Frequenzauflösung der Amplituden- und Phasenkorrektur. Je mehr Taps desto kleiner die Inkremente und desto genauer die Korrektur.
Nachteil ist natürlich, dass die Rechenleistung mit der Anzahl der Taps und die interne Durchlaufzeit ansteigen.
Da ich mit miniDSP unterwegs bin, die nur eine begrenzte Anzahl Taps bereitstellen, reduziere ich im Regelfall die Anzahl der Taps soweit, bis die ersten Seitenkeulen im Graph bei - 60 dB auftauchen. Man braucht ja die Taps im Bassbereich.
viele Grüße
Thomas
Slaughthammer
14.10.2018, 18:49
Ok, ich hab die Taps jetzt solange halbiert, bis das Ergebnis nicht mehr mit der Vorgabe übereinstimmte... für meinen einfachen inversen Allpass für LR48 bei 2kHz@44.1kHz samplerate konnte ich bis 256 taps runtergehen, bei 128 gabs dann leichte Abweichungen. Im Bass passiert da ja nicht viel. Das verzögert dann um 54 Samples oder 1,2 ms... damit kann ich gut leben.:D
Gruß, Onno
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