Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Gruppenlaufzeit, Phase, Allpass und Delay
Moin zusammen!
Fosti hatte es in einem anderen Beitrag bereits angeschnitten, das Thema GLZ.
Als Laie bin ich überfordert wie die Zusammenhänge sind. Vor allem die Mathematik dahinter fehlt mir.
Vielleicht kann man die Themen hier einmal bündeln?
Das erste was ich zum Thema gefunden habe, was mich weiter bringt, war das hier:
"Hifi-Apps▸ Gruppenlaufzeit, Phase und Delay" http://www.gaussoftware.de/hifi-apps/glz.htm
Gruß
Arnim
FoLLgoTT
13.01.2021, 08:58
Gibt es denn eine konkrete Frage zu dem Thema? :)
Slaughthammer
13.01.2021, 10:19
Ein bisschen was tun Thema hatte ich Mal festgehalten: https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?20932-Phasenverzerrungen-durch-Frequenzweichen-und-wie-man-sie-(nicht)-behebt
Gruß, Onno
FoLLgoTT
13.01.2021, 10:46
Ein bisschen was tun Thema hatte ich Mal festgehalten: https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?20932-Phasenverzerrungen-durch-Frequenzweichen-und-wie-man-sie-(nicht)-behebt
Sehr schön! :)
Ich hatte hier auch mal etwas zusammengeschrieben. Da geht es um eine saubere Addition der Zweige bei Vielwegern mit und ohne FIR-Filtern.
Filterfunktion bei Mehrwegern (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?19070-Filterfunktionen-bei-Mehrwegern)
Hier gibt es auch noch was dazu: Erläuterung der Messkurven (https://de-de.neumann.com/product_files/7954/download)
Ich habe das bisher immer so gesehen, dass man zwei Dinge auseinander halten muss. Bremst mich, wenn das Bullshit ist :):
Gruppenlaufzeit ist eine Art über die Frequenz variables Delay. Die Verzögerungen sind direkt abhängig von den als Filterfunktionen interpretierbaren Unregelmäßigkeiten im Frequenzgang.
Entzerrt werden kann das nur mittels quasi vorauseilender Filter, also mit FIR-Filtern, dieses "Vorauseilen" sorgt dann für die Latenz, für die FIR-Filter bekannt sind.
Dann gibt es noch die Situation, dass eine Trennung zweier Wege eines Mehrwegelautsprechers timingmäßig nicht zueinander zu bringen ist. Dem kann theoretisch mit Verschiebungen der SEOs der Treiber begegnet werden, was aber, falls das nicht elektronisch via Delay gemacht wird, wieder andere praktishe Schwierigkeiten mit sich bringt (Reflexionen an Gehäusekanten z.B.).
Es krankt vielleicht auch daran, das nicht ganz klar ist, was genau mit "Zeitrichtigkeit" eigentlich gemeint ist.
Viele Grüße,
Michael
phase_accurate
13.01.2021, 11:38
:ok:
Hallo Michael
Das ist so korrekt.
Gruss
Charles
Spannendes Thema.
Das, was Onno in dem Thread (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?20932-Phasenverzerrungen-durch-Frequenzweichen-und-wie-man-sie-(nicht)-behebt) gezeigt hat, hatte mir schon damals gut gefallen.
Was ich bisher gemacht habe, um das Thema 'Zeit', 'Phase' und 'Gruppenlaufzeit' bei meinen Entwicklungen in den Griff zu bekommen:
1. Zeitliche / räumliche Anpassung der Schallquellen (Treiber)
Der Abstand vom Hörplatz zu allen Schallquellen (Chassis) sollte gleich groß sein.
Da das häufig nicht möglich ist, ist Anpassung der einzelnen Treiber über 'Delay' in der DSP notwendig.
Ohne DSP ist es nur konstruktiv zu lösen (wie es zB Troel Gravesen versucht)
Heißt natürlich auch, dass (besonders für ein Merhwegesystem) sämtliche Zeit und Phasekorrekturen nur für eine bestimmte Hör- bzw Messposition im Raum gemacht werden können.
2. Phase
Wenn ich das richtig verstanden habe (bitte korrigiert mich), ist die Phase die Ableitung der Frequenz.
Heißt: ein fallender oder steigender Frequenzgang sorgt für Änderung in der Phasenlage.
Daher tritt sogar bei einem Breitbandlautsprecher eine Phasen-Verschiebung auf, da auch ein Breitbänder nur einen eingegrenzten Wirkungsbereich hat (zB. 70Hz bis 20 kHz) an dessen Rändern die Frequenzgänge abfallen (und auch zwischendrin nicht ganz linear sind).
Allerdings hat ein Breitbänder dadurch immer noch einen recht stetigen Phasenverlauf ohne größere Sprünge.
Ein klassischer Filter oder Frequenzweiche sorgt natürlich für einen starke Frequenzändern und somit auch einen "Sprung" in der Phase.
Im schlimmsten Fall passen Hoch und Tief-Pass-Filter zweier Treiber nicht gut zusammen, was das 'Problem' verstärkt.
Wenn zB die Phasen der Frequenz 1000 Hz und 2000 Hz nicht perfekt übereinanderliegen, macht sich das in der Sprungantwort bemerkbar, wie Onno es beschrieben hat. Die Wellenspitzen sind leicht versetzt zu einander. Dadurch sieht die Impulsantwort 'seltsam' aus und bekommt weitere Buckel.
Kann meiner Ansicht nach tatsächlich auf den Klang eines Lautsprechers haben, zB auf die häufig strapazierte 'Räumlichkeit' (falls Unsinn, bitte um Korrektur;))
Zusammengefasst: Ursachen für Phasenverschiebung
'Natürlicher' Frequenzverlauf des Chassis und die natürliche obere und untere Frequenzabfall des Chassis
IIR EQs bzw Frequenzweichen
Der unter 1. genannte räumliche und somit zeitliche Versatz der Chassis
Maßnahmen zur Phasenkorrektur:
Chassis so weit möglich in ihrem 'lineraren' Frequenzbereich arbeiten lassen bzw linearisieren.
Räumlicher Chassi-Versatz über Delay korrigieren
wie von Onno beschrieben FIR-Filter (wieder nur mit DSP möglich) nutzen, um die Phasenverschiebung im X-over-Bereich (und ggf auch an den Übertragungsgrenzen) zu umgehen bzw auszugleichen
3. Gruppenlaufzeit
Die Gruppenlaufzeit ist nur ein Resultat der Phasenverschiebung.
In den höheren Frequenz tritt physikalisch Bedingt meist nur eine sehr geringe Gruppenlaufzeitverzögerung, weil die Wellenlängen kurz sind.
Also selbst die Verschiebung um 180° (was hoch ist) würde im 2 kHz-Bereich nur zu einer Gruppenlaufeit-Verzögerung von 0,25ms führen (Berechnung: 1s / 2000Hz *(180°/360°) *1000).
Anders sieht es im Bass aus.
Bei 70 Hz würde eine Phasenverschiebung von 90° bereits zu 14,2 ms führen (Rechnung: 1s / 70 Hz * (90°/360°)*1000).
Da der Bass irgendwo unter 100Hz immer abfällt (auch bei dem größten Tieftöner) tritt die Phasenverschiebung auf und es kommt im Bass immer zu einer Erhöhung der Gruppenlaufzeit.
Verstärkt wird der Effekt durch Bassreflexsysteme oder Filter zur Erweiterung des Tiefgang.
__________________________________
Ok, viel (zusammen gesuchtes) Halbwissen.
Einige persönliche Vorgehensweisen.
Wissenschaftlich sicherlich nicht korrekt.
...ihr dürft es jetzt zerflücken! ;)
Grüße
Matthias
phase_accurate
13.01.2021, 14:29
Hallo Matthias
Du hast im oberen Teil noch unterschlagen, dass ein Teil der Gruppenlaufzeitverzerrungen von der Frequenzweiche stammt, welche häufig Allpass Charakteristik aufweist.
Zu den Betrachtungen der Gruppenlaufzeit- und Phasenverzerrungen in Relation zu der Frequenz/Wellenlänge gibt es anzumerken, dass zwar ein Phasenfehler von X Grad bei einer tiefen Frequenz tatsächlich einer längeren Zeit einspricht als bei einer höheren Frequenz aber dass Ein- und Ausschwingvorgänge bei tieferen Frequenzen von Natur aus auch länger dauern.
Es gibt übrigens leider immer noch keine endgültigen Werte für die Hörbarkeit von Gruppenlaufzeitverzerrungen.
Verstärkt wird der Effekt durch Bassreflexsysteme oder Filter zur Erweiterung des Tiefgang.
Das stimmt so zum Teil. Die Gruppenlaufzeit eines Filters steigt mit dessen Ordnung und steigt mit abnehmender Grenzfrequenz. Die Polgüten der beteiligten Filterfunktionen bestimmen zusätzlich den Verlauf (Welligkeit). So verdoppelt sich zwar die Gruppenlaufzeit bei der Grenzfrequenz wenn der Frequenzgang eines LS von z.B. 40 auf 20 Hz gegen unten erweitert wird. Die Gruppenlaufzeitverzerrungen im Oberbass und im tiefen Mittelton werden dafür gleichzeitig niedriger ! Und Instrumente, welche von niedrigen Gruppenlaufzeitverzerrungen profitieren (Perkussion etc) haben ihre untersten Spektralanteile häufig bei >50 Hz.
Bezüglich Gruppenlaufzeitverhalten haben Methoden wie die Linkwitztransformation bei geschlossenen Gehäusen das günstigste Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag aller Methoden zur Frequenzgangerweiterung.
Gruss
Charles
FoLLgoTT
13.01.2021, 15:23
Bezüglich Gruppenlaufzeitverhalten haben Methoden wie die Linkwitztransformation bei geschlossenen Gehäusen das günstigste Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag aller Methoden zur Frequenzgangerweiterung.
Genau. Und das ist auch einer der größten missverstandenen Punkte. Eine tiefe untere Grenzfrequenz senkt die Gruppenlaufzeit im Übertragungsbereich. Das heißt, eine Entzerrung nach unten hin macht den Bass wortwörtlich schneller.
Weiterhin kann bei einem minimalphasigen System auch die Gruppenlaufzeit linearisiert werden, indem der Amplitudengang linearisiert wird. Eine separierte Resonanz oder Mode wird mit gut passendem, minimalphasigem Kompensationsfilter (IIR) auch zeitlich ausgeglichen. Es hält sich ja vielerorts der Irrglaube, dass nur die Amplitude runtergedrückt wird und die Mode genauso lange abklingt. Das ist nicht so. Auch das Zeitverhalten ist anschließend kompensiert.
....
2. Phase
Wenn ich das richtig verstanden habe (bitte korrigiert mich), ist die Phase die Ableitung der Frequenz.
3. Gruppenlaufzeit
Die Gruppenlaufzeit ist nur ein Resultat der Phasenverschiebung.
....
Etwas gerade rücken das Ganze :prost: Hier ein paar Zusammenhänge ganz kurz (Habe noch keine Onlineprüfungen gemacht, muss diese aber jetzt vorbereiten, weil alle Präsenzprüfungen bei uns erstmal ausgesetzt sind):
Grundsätzlich kann man den Zusammenhang von Eingangsgröße zu Ausgangsgröße bei dynamischen Systemen (in unserem Fall Lautsprecher) im Zeit- und Frequenzbereich beschreiben:
Üblich im Zeitbereich sind:
1z) Impulsantwort g(t) mit der Eingangsgröße eines hinreichend kurzen Impulses mit bekannter Impulsfläche
2z) Sprungantwort h(t) mit der Eingangsgröße eines Sprunges mit hinreichender Steilheit und bekannter Höhe
je kürzer der Impuls bzw. je steiler der Sprunganstieg, desto höher die obere messbare Frequenzgrenze (Metallhammer gegen Glocke oder Gummihammer gegen Glocke)
der Zusammenhang ist, dass g(t) die zeitliche Ableitung von h(t) ist: g(t) = d_h(t) / d_t
Üblich im Frequenzbereich ist:
1f) die komplexwertige Übertragungsfunktion G(j*w) mit j: imaginäre Einheit, w=2*pi*f (Kreisfrequenz w: "omega")
Nun lässt sich eine komplexwertige Funktion "als Ganzes" nicht so schön zur Interpretation graphisch darstellen. Deshalb "spaltet" man sie auf. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten
1f1) Realteil von G(j*w) über der Frequenz f UND Imaginärteil über der Frequenz f (bei LS nicht so üblich, manchmal beim Impedanzgang oder wenn man den Strahlungswiderstand darstellen möchte)
1f2) Betrag von G(j*w) über der Frequenz f (Amplitudenfrequenzgang) UND den Phasenwinkel "phi" von G(j*w) über der Frequenz f (Phasenfrequenzgang) das ist die übliche Darstellung bei LS (heisst auch: Bode-Diagramm)
1f3) Betrag von G(j*w) über der Frequenz f (Amplitudenfrequenzgang) UND die negative Ableitung des Phasenwinkels von G(j*w) nach der Kreisfrequenz w ( GLZ = - d_phi / d_w ) über der Frequenz f (DAS ist die Gruppenlaufzeit GLZ)
1f4) Amplitude über Frequenz und der Zeit: Ausschwing- oder Abklingdiagramm oder auf Englisch Cumulative-Spectral-Decay (CSD)
ALLE sind einander gleichwertig und ineinander verlustlos(!) umrechenbar!!!
Dabei sind die grundsätzlichen Zusammenhänge zwischen Zeit- und Frequenzbereich
G(j*w) die Laplace-Transformierte von g(t)
und umgekehrt
g(t) die inverse Laplace-Transformierte von G(j*w)
Viele Grüße,
Christoph
EDIT: obige Zusammenhänge gelten natürlich auch für jedes Filter oder allgemein jedes dynamische System
Hallo Christoph,
danke fürs Geraderücken!
Das habe ich befürchtet. Jetzt ist zwar wissenschaftlich richtig(er), aber ich vesteh's nicht mehr. :)
... und das obwohl ich mal sowas studiert habe. Ich werd versuchen es nachzuvollziehen und frag dann ggf. noch mal nach.
Grüße
Matthias
Weiterhin kann bei einem minimalphasigen System auch die Gruppenlaufzeit linearisiert werden, indem der Amplitudengang linearisiert wird. Eine separierte Resonanz oder Mode wird mit gut passendem, minimalphasigem Kompensationsfilter (IIR) auch zeitlich ausgeglichen. Es hält sich ja vielerorts der Irrglaube, dass nur die Amplitude runtergedrückt wird und die Mode genauso lange abklingt. Das ist nicht so. Auch das Zeitverhalten ist anschließend kompensiert.
Hallo Nils,
das ist ein guter Punkt!
Ich bin gerade dabei die Bass-Gruppenlaufzeit und im nächsten Schritt die Raummoden mit IIR-filtern anzugehen.
Kann ich IIR-Filter im Bass bedenkenlos einsetzen oder handele ich mir dadurch irgendwelche andere Probleme ein? (außer ggf eine höhere Latenz)
Ich frage, weil in meiner Recording - und Mixing Zeit von linear-Phase-Filtern im Bass stark abgeraten worden ist, da es zu 'ringing' führt.
https://www.masteringthemix.com/blogs/learn/what-eq-filter-is-best-for-bass-and-low-end
https://www.gearslutz.com/board/mastering-forum/782708-linear-phase-quot-pre-ringing-quot-audio-examples.html (https://www.masteringthemix.com/blogs/learn/what-eq-filter-is-best-for-bass-and-low-end)
Oder bin ich auf dem Holzweg und es hat gar nicht miteinander zu tun?
Die Kompensation des Zeitverhaltens bezieht sich dann aber auch nur auf die Messposition im Raum, oder?
grüße
Matthias
Eine separierte Resonanz oder Mode wird mit gut passendem, minimalphasigem Kompensationsfilter (IIR) auch zeitlich ausgeglichen. Es hält sich ja vielerorts der Irrglaube, dass nur die Amplitude runtergedrückt wird und die Mode genauso lange abklingt. Das ist nicht so. Auch das Zeitverhalten ist anschließend kompensiert.
Wodurch, wenn man fragen darf, siehst du diese Behauptung bestätigt? Mal tatsächlich in der Praxis probiert und nachgemessen?
....
Das habe ich befürchtet. Jetzt ist zwar wissenschaftlich richtig(er), aber ich vesteh's nicht mehr. :)
.....
Ach Quatsch......wenn ich die Tage mal wieder keinen Bock auf Prüfungen habe, setze ich zu dem Text da oben mal ein paar passende Bilder rein!
:prost:
Wodurch, wenn man fragen darf, siehst du diese Behauptung bestätigt? Mal tatsächlich in der Praxis probiert und nachgemessen?
Ich erinnere mich dunkel: hat er. Dazu hatte er seinerzeit auch ein PDF veröffentlicht.
Ich glaube, das war dieses Dokument hier (https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiLkrPypJnuAhWBCOwKHaSOBCQQFjAEegQIChAC&url=https%3A%2F%2Fhifiakademie.de%2Fpdf%2FEntwickl ung_SBA.pdf%3Fsi%3Dgoogle&usg=AOvVaw1ryqZ-Nz-Aw8hm5cbPocQf), so ab Seite 15.
Viele Grüße,
Michael
FoLLgoTT
13.01.2021, 17:17
Ich bin gerade dabei die Bass-Gruppenlaufzeit und im nächsten Schritt die Raummoden mit IIR-filtern anzugehen.
Kann ich IIR-Filter im Bass bedenkenlos einsetzen oder handele ich mir dadurch irgendwelche andere Probleme ein? (außer ggf eine höhere Latenz)
Naja, gut funktioniert das nur bei separierten Moden. Wenn das nicht gegeben ist (also starke Überlappung), wird man das lange Abklingen nicht wirklich in den Griff kriegen. Dann geht es nur mit mehreren Subwoofern (z.B. DBA) oder großen Absorbern.
Ich frage, weil in meiner Recording - und Mixing Zeit von linear-Phase-Filtern im Bass stark abgeraten worden ist, da es zu 'ringing' führt.
FIR-Filter erzeugen Preringing, das ist richtig. Ich hatte mal einen Selbstversuch gemacht und konnte es erst bei Steilheiten von mehreren Hundert dB/Okt hören (Trennung im Mittelton). Seitdem mache ich mir bis 100 dB/Okt keine Gedanken mehr.
Die Kompensation des Zeitverhaltens bezieht sich dann aber auch nur auf die Messposition im Raum, oder?
Genau. Es kommt aber auch auf die Subwooferanordnung an. Bei einem SBA (ebene Welle) funktioniert das sogar in einer ganzen Ebene (also einer Sitzreihe).
Wodurch, wenn man fragen darf, siehst du diese Behauptung bestätigt? Mal tatsächlich in der Praxis probiert und nachgemessen?
Ja, gemessen an einem bedämpften SBA. Michael hat es ja hier verlinkt:
Ich glaube, das war dieses Dokument hier (https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiLkrPypJnuAhWBCOwKHaSOBCQQFjAEegQIChAC&url=https%3A%2F%2Fhifiakademie.de%2Fpdf%2FEntwickl ung_SBA.pdf%3Fsi%3Dgoogle&usg=AOvVaw1ryqZ-Nz-Aw8hm5cbPocQf), so ab Seite 15.
Zusätzlich habe ich das in VACS noch mit diversen Signalen überprüft.
PS: selbst Linkwitz hat schon bei seiner Linkwitz-Transformation gezeigt, dass der Zeitbereich verbessert wird. Ist dasselbe Prinzip.
Ja, gemessen an einem bedämpften SBA. Michael hat es ja hier verlinkt:
Zusätzlich habe ich das in VACS noch mit diversen Signalen überprüft.
PS: selbst Linkwitz hat schon bei seiner Linkwitz-Transformation gezeigt, dass der Zeitbereich verbessert wird. Ist dasselbe Prinzip.
Interesant. In der Aufarbeitung (PDF) sieht man aber tatsächlich nur, dass das die Resonanz in der Amplitude abgeschwächt wird, das längere nachschwingen aber noch vorhanden ist.
Der charakteristische Höcker wird durch den PEQ halt nach unten verschoben. Wenn du die Skala nach unten erweitern würdest, würde er sich wieder in voller Pracht zeigen :)
Ich hab mal messtechnisch verglichen, wie sich eine Gehäuse(Lambda/2)Resonanz durch PEQ vs Dämmmaterial beheben lässt. Um den Höcker im Wasserfall komplett wegzukriegen, war ein starker Notch Filter vonnöten, der die entsprechende Lücke im Frequenzgang hinterlassen hat. Die Variante mit Dämmmaterial hat sowohl das nachschwingen im Wasserfalldiagramm beseitigt, als auch in einem geraden Frequenzgang resultiert.
Das hat für mich schon ziemlich eindeutig illustriert, wie effektiv (nicht) man Resonanzen mit PEQ bekämpfen kann, und wo man zuerst ansetzen sollte - Bekämpfung der Ursache via raumakustischen Massnahmen, oder bekämpfen der Symptome im Controller.
FoLLgoTT
13.01.2021, 18:02
Interesant. In der Aufarbeitung (PDF) sieht man aber tatsächlich nur, dass das die Resonanz in der Amplitude abgeschwächt wird, das längere nachschwingen aber noch vorhanden ist.
Der charakteristische Höcker wird durch den PEQ halt nach unten verschoben. Wenn du die Skala nach unten erweitern würdest, würde er sich wieder in voller Pracht zeigen :)
Nein. Und das ist genau die Antwort, die immer kommt. ;)
Daher hier das pro Frequenz auf die höchste Amplitude normierte Abklingspektrum (gab es damals in REW noch nicht). Das lässt keine Zweifel mehr.
Ohne Equalizer:
58363
Mit Equalizer:
58364
Im Übrigen kann man das auch mit zwei IIR-PEQs zeigen. Einer erhöht, schwingt nach (Resonanz) und ein anderer senkt mit derselben Güte ab. Beide gleichen sich aus.
Auch hier sieht man ein verbleibendes nachschwingen, nur halt ein leises. Ich weiss nicht was das beweisen soll.
Hier exemplarisch das Wasserfalldiagramm einer 90cm hohen Lautsprecherbox. Bei knapp 200 und 400 Hz sehen wir die Lambda/2 und /4 Resonanzen.
58365
Dieses schmalbandige lange nachschwingen ohne dazugehörige Erhöhung im Frequenzgang kannst du nicht mit einem PEQ nachbilden, und somit kannst du kein passendes Gegenstück zum eliminieren der Resonanz erstellen. Case closed. Weiter verkomplizieren muss man es nicht.
...
Das hat für mich schon ziemlich eindeutig illustriert, wie effektiv (nicht) man Resonanzen mit PEQ bekämpfen kann, und wo man zuerst ansetzen sollte - Bekämpfung der Ursache via raumakustischen Massnahmen, oder bekämpfen der Symptome im Controller.Mit Verlaub, das sehe ich anders:
- Mit PEQ füttert man weniger Energie in die Mode hinein, sie ist noch da, schwingt auch gleich lang aus, aber eben viel leiser, so daß sie nicht mehr stört.
- Mit Absorber/Resonator im Raum vernichtet man die bereits in den Raum eingebrachte Energie. Im Breitbandabsorberfall wird aber nicht nur die Mode bedämpft und ein resonanzbasierter Absorber muss sich erstmal einschwingen um zu resonieren ;). Nicht zuletzt brauchen diese Teile viel Platz.
In beiden(!) Fällen sind die Moden noch da!
Ich habe objektiv (gemessen) wie subjektiv (wichtiger!) sehr gute Erfahrungen mit nicht zu aggressiv dämpfenden PEQs gemacht und das schon viele Jahre. Den Königsweg DBA konnte ich leider nicht realisieren...
Mit PEQ füttert man weniger Energie in die Mode hinein, sie ist noch da, schwingt auch gleich lang aus, aber eben viel leiser, so daß sie nicht mehr stört.
Bis auf den letzten Satzteil würd ich das so stehen lassen. Elektronisch abschwächen kann schon Sinn machen. Ich will nur dass sich keiner die Illusion macht dass die Resonanz elektronisch entfernt werden kann.
Mit Absorber/Resonator im Raum vernichtet man die bereits in den Raum eingebrachte Energie.
...
In beiden(!) Fällen sind die Moden noch da!
Nein. Ein Absorber / Dämmmaterial verhindert das aufschwingen der Resonanz schon im Ansatz.
Im Breitbandabsorberfall wird aber nicht nur die Mode bedämpft
Üblicherweise kein Problem? Bedämpfter Diffusschall, egal in welchem Frequenzbereich, seh ich als ein Positiv.
FoLLgoTT
13.01.2021, 18:37
Ich weiss nicht was das beweisen soll.
Dann hast du die Normierung nicht verstanden. Laut deiner Theorie müsste es normiert gleich aussehen, tut es aber nicht.
Dieses schmalbandige lange nachschwingen ohne dazugehörige Erhöhung im Frequenzgang kannst du nicht mit einem PEQ nachbilden, und somit kannst du kein passendes Gegenstück zum eliminieren der Resonanz erstellen.
Da stimme ich dir zu. Daher schrieb ich ja auch bei separierten Resonanzen/Moden. Das ist hier anscheinend nicht der Fall.
Case closed. Weiter verkomplizieren muss man es nicht.
Was soll mir das sagen?
... Ich will nur dass sich keiner die Illusion macht dass die Resonanz elektronisch entfernt werden kann.Ich habe von dämpfen geschrieben, nicht von entfernen, wir sind uns ziemlich einig, nur, dass meine subjektive Erfahrung mit PEQs halt positiv ist und Deine scheinbar nicht.
...Ein Absorber / Dämmmaterial verhindert das aufschwingen der Resonanz schon im Ansatz.Im Falle von Dämmung mag das näherungsweise stimmen, falls die Dämmung sehr stark ist (hab ich aber wie die meiseten Leute keinen Platz für). Ein (Helmoltz)Resonator ist ein schwingungsfähiges System und hat daher immer eine Ein- und Ausschwingzeit.
...Üblicherweise kein Problem? Bedämpfter Diffusschall, egal in welchem Frequenzbereich, seh ich als ein Positiv.Das halte ich für fragwürdig. In einem Raum ohne Nachhall und Diffusschall fühlen sich die meisten Leute nicht wohl und Musikhören ist keine Freude - es ist also eine Frage des Maßes. Aber Dröhnen braucht halt signifikant mehr Dämpfung als Diffusschall.
Ich halte beide Wege für gangbar, aber halt nicht für jede Raum-/Hörsituation (z.B. meine)
Ist das Thema damit bereits wieder durch?
Es gab zwar einige interessante Punkte, gute Links, eine physikalische Erläuterung und ein bis zwei Nebenkriegsschauplätze,
aber es wäre schade, wenn das bereits wieder alles gewesen ist.
@ Arnim,
da du den Thread ins Leben gerufen hast, was denkst du dazu?
Ach Quatsch......wenn ich die Tage mal wieder keinen Bock auf Prüfungen habe, setze ich zu dem Text da oben mal ein paar passende Bilder rein!
:prost:
Geduld, Matthias :prost:
Hallo zusammen!
Japp! Finde ich klasse wieviel Mühe Ihr Euch macht. Ich fange gerade erst zu verstehen. Hänge gerade bei Impulsantwort und Sprungantwort fest. Sprich ich versuche gerade die vergessene Mathematik wieder zu reaktivieren. Toll wenn man das alles transparent im Kopf hat. Das ist mir immer abgegangen. Aber wenn ich es mal verstanden habe....
Gruß
Arnim
- egal - führt hier zu nichts... hab's mal gelöscht.
Geduld, Matthias :prost:
Geduld ist nicht gerade meine Stärke. :D
mal ernsthaft: wenn du irgendwann Zeit für die Bilder findest, wäre super!
Wenn die Grundlagen komplett sind, wäre es für mich im Anschluss spannend, wie man bei der Entwicklung von Lautsprechern den best-möglichen praktischen Nutzen ziehen kann.
Würde gerne mein Vorgehen verbessern, das ich in Post #8 beschrieben habe.
Fand heute den Bericht in der neuen CT interessant über AmpliTube5. Ist Gitarren Simulation. Da steht, das man den Klang von 129 Boxen Cabinets und deren Zusammenspiel mit verschiedenen Endstufen testen kann. UND, dass die Cabinets ausgemessen wurden. Wortwörtlich: "Die Simulation bietet nun 600 Impulsantworten pro Speaker und damit viele Klangvariationen zur Mikrofonpositionierung".
Irgendwie habe ich das Gefühlt, dass die Musik demnächst ganz woanders spielt...
Gruß
Arnim
So aus Faulheit habe ich jetzt einen "idealen" Breitbänder mit den Eckfrequenzen 20 Hz und 20 kHz simuliert. Faulheit deswegen, weil ich einen Anstieg/Abfall 1. Ordnung, also nur 6dB/Okt angenommen habe (eine geschlossene Box hätte 12dB/Okt und BR 24dB/Okt)
Der Hochpass bei 20 Hz lautet G_HP(j*w)= j*w/(T_HP*j*w+1)
Der Tiefpass bei 20 kHz lautet G_TP(j*w)=1/(T_TP*j*w+1)
Mit der Kreisfrequenz w = 2*pi*f und f im Diagramm von 10-40000Hz
Die Zeitkonstante der unteren Eckfrequenz: T_HP = 1/(2*pi*20Hz)
Die Zeitkonstante der oberen Eckfrequenz: T_TP = 1/(2*pi*20000Hz)
Die gesamte Übertragungsfunktion G(j*w) ist die Multiplikation aus Tiefpass und Hochpass: G = G_TP * G_HP
Die übliche Darstellung dieser komplexwertigen Übertragungsfunktion im Bode-Diagramm nach Betrag und Phase aufgesplittet (alternative Darstellungsformen siehe weiter oben in meinem anderen Beitrag) sieht so aus (ich habe es mir geschenkt auf 0dB zu normieren):
58462
man erkennt schön die -3dB Eckfrequenzen bei 20Hz und 20000Hz (42dB - 3 dB = 39 dB bei 20 Hz und 20 kHz) sowie den Phasengang, der um 180° von +90° auf -90° fällt. Bei einem 12dB Hoch- und Tiefpass wären es 360° von +180° auf -180° bei 24dB/Okt 720° ....usw.)
Die Gruppenlaufzeit GLZ ist die negative Ableitung der Phase phi nach der Kreisfrequenz w = 2*pi*f: GLZ = - d_phi / d_w
Das sieht im Bodediagramm bei der oberen und unteren Eckfrequenz gleich "schlimm" aus (jeweils ein Schlenker von minus 90°)
Jetzt stellen wir die x-Achse mal linear dar (also die Frequenz mal nicht logarithmisch, sondern linear).....und jetzt erkennt man schön warum der Hochpass bei 20Hz einen wesentlich größeren Beitrag (negative Steilheit) zur Gruppenlaufzeit hat, als der Hochpass bei 20 kHz, obwohl auch der um 90° "dreht":
58463
EDIT: Hier ist nicht die Gruppenlaufzeit dargestellt, sondern die Phase aber über der linearen Frequenz!
Der Vollständigkeit halber hier noch die Sprungantwort:
58464
und hier noch mal nach vorne reingezoomt (man sieht, dass es eine endliche Steilheit hat und zwar entspricht sie unserer oberen Eckfrequenz von 20 kHz):
58465
58463
Müsste hier die Einheit nicht sowas wie µs sein?
Ich würde als GLZ sowas wie 25°/1kHz = 0.44/1Hz = ~440ms abschätzen aus dem Diagramm.
Beste Grüße,
Dale.
/edit: Hz, nicht kHz
Das ist noch die Phase nur in linearer Darstellung, Dale. Die GLZ berechne ich noch und stelle sie hier ein. ich wollte nur zeigen, dass gerade im Bass die Phasensteilheit so in die GLZ "reinhaut".
Und hier noch die Gruppenlaufzeit:
58471
Ich will auch.:)
Hier ein Tiefpass und Hochpas 300 Hz/BW2 mit idealen Chassis
58473
Und Tiefpass 300 Hz LR4
58475
Ich will auch.:)
.....
Hehe.:thumbup: .....vielleicht bist Du ja im nächsten Schritt schneller:
Wir "bauen" einen 2-Wegerich und die Frequenzweiche wird die sooooo schöne "ideale" Sprungantwort ordentlich versauen! Wenn man aber wieder die Gruppenlaufzeit darstellt........ist alles wieder gut und unterhalb der bekannten Hörschwellen. Manger-Jünger und BB-Fetischisten werden natürlich wieder anders argumentieren, da die Basilarmembran im Ohr diese schlimme Sprungantwort hören wird....blablabla
Idealer 2-Weger mit LR4
58478
Ja, diese "schauderhafte" Sprungantwort kann ja nicht "klingen" :D
:prost:
Die erschreckende Realität. Nur aktiv getrennt, am Hörplatz ohne EQ.
58480
Wie klingt es (mit PEQ):
...in Auflösung und Klarheit konnten nur die Backes und Müller mithalten...
....Zum Klang: Wahnsinn! Ich habe meine ...zu diesen hier "umgebaut" und die Klang ist sooo viel geiler :-D. ... Detail, Volumen, Druck! im Hochton. Stimmen hauen einen vom Hocker. Der Bass ist Staubtrocken und präzise, viel besser als mit der ... Ich kann diesem Umbau definitiv empfehlen!.....unbeschreiblich genial! Hauptgrund für den Umbau war ursprünglich der Bass, da ich mir mal ein paar Klipsch RF 7 ausgeliehen habe und mir dachte das kann es nicht sein.
Aber was jetzt da steht übertrifft wirklich alles. BEI WEITEM. Diesen Druck im Hochton kannte ich bisher nur von Horn Hochtöner, einfach genial.
....Erster Klangeindruck: Sehr gut! Hoch und Mitteltoneinheit klingen sehr ausgewogen! Hier stehen die ... IMHO meinen alten Neumännern (hatte ich kurzzeitig) in nichts nach. Und das soll was heißen...Der Klang ist phänomenal...
Und bin auch ein paar mal fremd gegangen.... was diese ....einen Sound raushauen,ist der absolute Wahnsinn! Für mich der bisher bisher Beste Kompromiss zwischen Dynamik.. und Präzision (...wie ein Neumann Studio Monitor).
Für mich ist die Suche nach DEN Lautsprechern erst mal beendet und ich bin hochgradig zufrieden mit meiner Abhörsituation. Solch brilliante (Kauf-) Lautsprecher muss man erst mal finden, und sich leisten können!
.... (beste Entscheidung ever)....
...Der Klang vor der Teilaktivierung war schon hervorragend gewesen , aber das letzte I Tüpfelchen
kam wirklich durch den aktiv Betrieb.
Ich war selbst sehr erstaunt gewesen wie sich die Ortbarkeit und die Transparenz sich von LS gelöst hat. ...es hört sich alles viel entspannter an.
...nachdem sie nun fast vier jahre in rohbauoptik im alten wohnzimmer standen, habe ich .. nun endlich das finish verpasst "nur weiß versteht sich" (bud spencer) und sie in das neue wohnzimmer integriert.
vom klang bin ich nach wie vor begeistert, wie auch sämtliche testhörer.....
Auch mit PEQ ist die GLZ bei 100 Hz noch bei 15 ms.
Kriterien zur GLZ nach Blauert&Laws:
58481
Man könnte das Diagramm auch wörtlich beschreiben: GLZ unterhalb von 2 Perioden ist nicht hörbar.
Und dann praxisbezogen: kein wichtiges Optimierungskriterium
Man könnte das Diagramm auch wörtlich beschreiben: GLZ unterhalb von 2 Perioden ist nicht hörbar. ....
Die Beschreibung gefällt mir! :thumbup:
phase_accurate
18.01.2021, 12:41
Ich frage mich, ob Blauert und Laws der Weisheit letzter Schluss ist wenn es um die Beurteilung der Gruppenlaufzeitverzerrungen von mehrwege Lautsprechern geht.
Zum einen wies ja die Testvorrichtung schon von Grund auf Gruppenlaufzeitverzerrungen im Mittelton auf (Hochpassfilter bei 200 Hz). Zum anderen haben die GLZ Verzerrungen von Frequenzweichen einen anderen Verlauf als diejenigen, mit welchen B&W testeten.
Gruss
Charles
, fosti https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/images/metro/bw/misc/quote_icon.png Zitat von JFA https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/images/metro/bw/buttons/viewpost-right.png (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?p=296336#post296336)
Man könnte das Diagramm auch wörtlich beschreiben: GLZ unterhalb von 2 Perioden ist nicht hörbar. ....
Die Beschreibung gefällt mir!
Loriot würde sagen "Ach was":D
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"....Ein Anstieg der Laufzeit im Bass ergibt sich oft zwangsläufig durch die niedrigen Frequenzen. Die Anzeigeoption "...Laufzeit*Frequenz" skaliert darum die Laufzeit auf die Periodendauer der Signalfrequenz, was bei der Beurteilung der Verhältnisse im Bass und Grundton sehr hilfreich sein kann. Im Mittel- und Hochtonbereich ist diese Darstellung allerdings wenig hilfreich, die normale Laufzeitanzeige entsprechend aussagekräftiger...."
https://hifiakademie.de/?id=6.3.6.3&si=MTYxMDk3MTU4MC45MzMxfDc5LjE5Mi4xMzIuMTcwfCA
(https://hifiakademie.de/?id=6.3.6.3&si=MTYxMDk3MTU4MC45MzMxfDc5LjE5Mi4xMzIuMTcwfCA)
Ich meine, es gibt wichtigeres (https://hifiakademie.de/?id=6.3.6.3&si=MTYxMDk3MTU4MC45MzMxfDc5LjE5Mi4xMzIuMTcwfCA)als die GLZ, wie man sieht, verbiegt der Raum einiges. Wenn man Abstrahlung, Frequenzgang und nicht hörbaren klirr/IM beim geforderten Pegel erreicht hat und die Raummoden/Aufstellug optimier that, dann kann man sich um die GLZ kümmern - oder auch nicht.
Jürgen, Du hast ja völlig recht....."nicht kranke" Filter z.B. bei einer 3.Weg Konstruktion mit LR24 (oder wegen mir auch LR48) @400Hz und 2500Hz lassen die Sprungantwort total schauderhaft aussehen......aber wenn die High-Ender meinten sie könnten das hören :D:D:D
Hallo Christoph,
vielen Dank für die ausführliche Beschreibung inklusive Diagramme! :thumbup:
Ich werde mir das ganze jetzt mal in Ruhe durchlesen.
Hab wie gesagt die letzten Monate auch einiges linear-phasigen Filtern und Phasenkorrektur gemacht (Vituix -> rephase -> Apo EQ).
War viel ergebnisorientes Ausprobieren. Die Ergebnisse konnte sich allerdings (sehen und) hören lassen.
Jetzt sehe ich zu, dass ich auch die Hintergründe und Zusammenhänge besser verstehe. :denk:
Vielen Dank
Matthias
So, feritg!
Nochmals vielen Dank! Mit den Diagrammen ließ es sich gut nachvollziehen.
So ist das ganze fundierter.
Zur Praxis:
Ich habe letztens bei einer TMT-HT-Kombi versucht die Phase zu entzerren.
Hier einmal ohne Entzerrung, nur mit klassischen IIR-Filtern:
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Und hier mit vorgeschalteten FIR-'Phase-Linearization':
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Die FIR-Filter habe ich schnell mit rephase erstellen und sie lassen sich sogar in APO direkt reinladen!
Mit einem Knopfdruck kann ich jetzt die Phasen-Linearisierung ohne Verzögerung ein- und ausschalten.
Ergebnis:
Ja, es ist definitiv ein Unterschied hörbar! [Trotz nicht optimierter Abhörsituation]
'Mit' klingt etwas differenzierter und klarer.
'Ohne' klingt es etwas in-sich-geschlossener; nicht unbedingt schlechter.
Nachdem ich mehrere Songs immer wieder miteinader verglichen habe, habe ich mich für 'mit' entschieden.
Als nächstes ist dann die Entzerrung des Bassbereichs an der Reihe.
Allerdings bin ich mir hier noch nicht sicher, wegen des pre-ringing-Effektes.
Ich habe ihn zu meiner Recording-Zeit schon deutlich selbst nachvollziehen können; auch ohne extreme Filter-Einstellung.
Jeder Studio-Ingenieuer wird von Linear-Phase-Filtern im Bass abraten.
Naja, ich probiers einfach aus.
Der Aufwand ist überschaubar.
Gerne!
Die Frage ob es sich anders anhört stelle ich gar nicht in Abrede. Das eine oder andere kann besser gefallen. Die Frage ist: Welche Einstellung ist neutral? Und von da angefangen kann man es so drehen wie man möchte. Aber egal, wenn das so oder auf die andere Einstellung besser gefällt :prost:
Hi!
Bin begeistert. Danke an Euch!!!
Ich habe mal gegoogelt und nach pre-ringing gesucht.
Ich finde die Beispiele super weil man hier unmittelbar den Zusammenhang zwischen Filtersteilheit und Phase wiederfindet.
Ich muss auch mal mit der Simulation rumfummeln.
"Wie linearphasige Equalizer funktionieren | thomwettstein.com" https://thomwettstein.com/linearphasige-equalizer-funktion/
Gruß
Arnim
"....Ein Anstieg der Laufzeit im Bass ergibt sich oft zwangsläufig durch die niedrigen Frequenzen. Die Anzeigeoption "...Laufzeit*Frequenz" skaliert darum die Laufzeit auf die Periodendauer der Signalfrequenz, was bei der Beurteilung der Verhältnisse im Bass und Grundton sehr hilfreich sein kann. Im Mittel- und Hochtonbereich ist diese Darstellung allerdings wenig hilfreich, die normale Laufzeitanzeige entsprechend aussagekräftiger...."
Schau an, zwei Dumme ein Gedanke...
"Wie linearphasige Equalizer funktionieren | thomwettstein.com" https://thomwettstein.com/linearphasige-equalizer-funktion/
Sehr schöner Link! Danke.. :)
.......
"Wie linearphasige Equalizer funktionieren | thomwettstein.com" https://thomwettstein.com/linearphasige-equalizer-funktion/
......
Ja schöner Link, aber ich muss im Zitat kräftig hervorheben, wo das Problem liegt! Ich versuche mit IIRs und deren Phasendrehungen (Gruppenlaufzeiten) auszukommen, welche unterhalb der Hörschwellen liegen (egal wie schrecklich die Sprungantwort aussieht). Auch bei einer Grimm LS1 wird das linearphasige Filter (FIR) nur bei der Trennfrequenz zum HT eigesetzt um den resultierenden Allpass eines LR4 Filters zu kompensieren. Im Bass wird nur mit IIRs "gearbeitet".
:prost:
FoLLgoTT
19.01.2021, 11:16
"Wie linearphasige Equalizer funktionieren | thomwettstein.com" https://thomwettstein.com/linearphasige-equalizer-funktion/
Danker für den Link.
Dazu muss man aber einiges anmerken. Denn der Anwendungsfall ist bei uns ein anderer. Wenn wir einzelne Zweige linearisieren, verändern wir minimalphasige Systeme. Da gibt es keinen Grund FIR-Filter zu benutzen. Im Gegenteil, IIR-Filter ziehen ja Amplitude und Phase gerade und erzeugen kein Preringing. Daher sind die zu bevorzugen.
Bei der Trennung per FIR haben wir auch einen Vorteil. Das Preringing zweier benachbarter Zweige wird nämlich auf Achse ausgelöscht, da es von beiden Zweigen invertiert zueinander ist. Unter Winkeln muss das natürlich nicht zwingend passen. Aber ob man das bei Steilheiten bis 100 dB/Okt hört, bezweifle ich ganz stark.
Hier jeweils ein linearphasiger Tief- und Hochpass bei 1 kHz mit 48 dB/Okt. Wie man sieht, ist das Preringing gegenläufig. Addiert man beide Impulse, ist es verschwunden.
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Allerdings klappt das nicht, wenn man erst per IIR trennt und dann "über alles" die Phase entzerrt. Denn dann gibt es kein "Gegen"-Preringing, mit dem sich das des FIR-Filters auslöschen könnte. Das FIR-Filter zur Phasenkompensation sieht dann so aus:
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Das heißt, es ist zu bevorzugen, die Wege per IIR zu linearisieren und dann mit FIR zu trennen, wenn man Linearphasigkeit haben möchte. Der Hardwareaufwand ist natürlich höher als bei einen fertigen Lautsprecher im Nachhinein die Phase zu linearisieren.
Bleibt dann noch die Raumeinmessung, wo auch gerne FIR benutzt wird. Solange die Korrekturen nicht zu stark sind (also breitbandige, leichte Korrektur), halte ich das auch für unkritisch. Und sinnvollerweise korrigiert man ohnehin nicht höher als im Grundton, da sonst die erste Wellenfront zu stark verbogen wird.
PS: die Diagramme wurden mit VACS erstellt und die Impulsantworten mit rePhase. Beides ist kostenlos verfügbar.
Hallo Nils,
vielen Dank für die Ausführungen!
D.h. ich sollte meine in Post #50 gezeigte 'FIR-Phase-Linearization' besser noch mal umbauen, oder?
Grüße
Matthias
FoLLgoTT
19.01.2021, 12:56
D.h. ich sollte meine in Post #50 gezeigte 'FIR-Phase-Linearization' besser noch mal umbauen, oder?
Ich sage es mal so: wenn du das Preringing nicht hörst, ist es doch egal. :)
Ansonsten versuche doch mal, es mit steilen Filtern hörbar zu machen. Mit einem Hochpass mit 1000 dB/Okt (oder gleich Brickwall-Filter) und nur einem Zweig solltest du es sofort hören können.
Zu Ergänzung gebe ich mal meine bescheiden gemeinte Erfahrung der letzten 10 Jahre mit FIR Filtern zum besten:
Die Zeit sehr steilflankiger FIR Trennungen währte damals nur ganz wenige Tage und wurde durch (je nach Treiberverhalten) möglichst flache, linearphasige FIR Filterung abgelöst. Meist nutze ich 48dB/Okt Filter mit "milder" FIR Treiberlinearisierung, inkl. über alle Wege reichende Sprungantwortoptimierung (sprich: entsprechende digitale Delays je Treiber). Im Anschluß nehme ich dann noch mit IIR PEQs eine (Moden-)Anpassung an den Raum und meinen Tonalitätsgeschmack vor. Dies alles (und mehr ;)) geht ziemlich einfach (nach wie vor) mit dem DEQX PDC-2.6p. Vermutstropfen ist, dass (um TV kompatible Latenz zu erhalten) die FIR Filterung erst ab ca. 300Hz einsetzbar ist.
Ach so... Edit rief gerade noch rüber, dass Preringing bei meiner Methode kaum ein Thema ist, sondern erst bei steilen Filtern und "agressiverer" FIR Glättung eintritt.
Bitte Aufpassen. Hier wird grad zu viel in einen Topf geschmissen.
Ein FIR Filter kann erstmal eine beliebige Impulsantwort abbilden.
Preringing ist keine allgemeine Eigenschaft eines FIR Filters, es ist eine die man wollen muss.
Oft werden mit FIR Filtern linearphasige Filter gebaut.
Hier liegt das "Problem", wie schon von fosti angemerkt.
Ob das jetzt wirklich schlimm ist, ist eine andere Frage.
Wenn man es auf die Spitze treibt vielleicht.
Die Frage ist doch eher wann ein linearphasiges Filter Sinn macht.
Der große Vorteil den FIR Filter bieten ist das man sich die Impulsantwort eben direkt aussuchen kann, nix anderes ist so ein Filter.
Hierdurch bekommt man viel Freiheit beim Design.
Deswegen machen FIR Filter eigentlich immer Sinn, man muss sie nur richtig nutzen.
Das liegt dann rein am Anwender.
Man kann ein Chassis also auch mit FIR Filtern linearphasig entzerren
"Wie linearphasige Equalizer funktionieren | thomwettstein.com" https://thomwettstein.com/linearphasige-equalizer-funktion/
Hier werden Probleme aufgezeigt, jedoch in einem sehr extremen Beispiel.
Die Erklärung zu linearphasigen Filtern ist interessant, man muss dazu aber sagen das so normal niemand einen linearphasigen EQ implementiert.
Grüße
FoLLgoTT
19.01.2021, 13:44
Bitte Aufpassen. Hier wird grad zu viel in einen Topf geschmissen.
Ein FIR Filter kann erstmal eine beliebige Impulsantwort abbilden.
Stimmt, das war nicht eindeutig. Wenn ich oben von FIR gesprochen habe, meinte ich immer linearphasige Filter oder reine Phasenentzerrungen. Also explizit keine FIR-Filter, die IIR-Filter nachbilden. :)
phase_accurate
19.01.2021, 13:55
Bezüglich FIR Weichen und pre-ringing und dessen Hörbarkeit gibt es ein AES Paper aus Finland.
Wenn ich mich richtig erinnere wurden auch IIR Weichen diesbezüglich untersucht.
Gruss
Charles
Edit: der Name des Papers lautet:"Perceptual Study and Auditory Analysis on Digital Crossover Filters"
Ich nehme an, dass das folgende Zitat aus den Folgerungen bedenkenlos gepostet werden darf:
Subjective tests with headphones and loudspeakers showed that for LR filters the audibility of phase distortion can be predicted by group delay errors. But FIR filters of high order produce audible artifacts because of time smear created by extensive ringing. LR filters of order 8 or less and FIR filters of about 600 were without problems. These safety limits should be respected.
"...AES E-Library
Perceptual Study and Auditory Analysis on Digital Crossover Filters
https://www.aes.org/images/e-lib/thumbnails/1/4/14825.png (https://www.aes.org/images/e-lib/thumbnails/1/4/14825_full.png)
The extensive research on the perceptual attributes of analog filters used for loudspeaker crossover networks does not necessarily apply to digital filters. In this study finite-impulse response (FIR) and Linkwitz–Riley (LR) digital crossover filters were examined for their perceptual artifacts. Subjective tests with headphones and loudspeakers showed that for LR filters the audibility of phase distortion can be predicted by group delay errors. But FIR filters of high order produce audible artifacts because of time smear created by extensive ringing. LR filters of order 8 or less and FIR filters of about 600 were without problems. These safety limits should be respected...."
phase_accurate
19.01.2021, 14:53
Sehe gerade, dass ich hier nicht der frechste bin ...... ;)
Ich habe nur mehr Zeit zum Suchen, das ist alles.:)
FoLLgoTT
19.01.2021, 15:16
600. Ordnung wahrscheinlich unter Winkeln bei laufzeitverzögerten, überlagertem Hoch- und Tiefpass, oder? Denn das Preringing von einem Hochpass alleine hört man schon viel früher.
Ich hatte das damals mit kurzen "Plopp"-Geräuschen oder ähnlichem getestet. Bei sehr steilem Hochpass konnte man das auch aus komplexer Musik problemlos heraushören. Aber zusammen mit dem Tiefpass ist es dann ja nur noch unter Winkeln vorhanden.
Übrigens schwingt das Preringing immer mit der Frequenz des Filters. Das heißt, bei mehreren linearphasigen PEQs bekommt man mehrere Preringings, die sich überlagern, also ein Frequenzgemisch. Die Hörbarkeit davon zu untersuchen, ist wohl kaum möglich, weil die die Filter ja beliebig sein können. Ich benutze jedenfalls nur minimalphasige PEQs bis in den Grundton für die Raumanpassung.
@Jones:
hast natürlich recht.
Mit IRs lässt sich noch so viel mehr anstellen.
Habe sie früher häufig genutzt beim Abmischen.
zB Faltungshall:
https://www.audioease.com/altiverb/
Samples von Hardware:
http://littledevilstudios.com.au/2014/07/free-impulse-responses/
Gitarren-Verstärker inklusive Mikrofonierung:
https://line6.com/support/topic/17076-links-for-free-impulse-responses-ir-here/
Theoretisch läßt sich damit die IR jedes analogen Equipments einfangen und auf ein anderes Signal (original-getreu; zumindest für einen definierten Zustand) spiegeln.
In der Studio-Szene gehören Imulse Responses schon seit ca. 15 Jahren zum Standard.
Es läßt sich damit vieles an (teuren) analoger Hardware emulieren.
Irgendwie wundert es mich, dass es in der HiFi-Szene noch nicht verbreiteter ist.
Wahrscheinlich ist das Interesse der Kunden nicht da ('das kann gar nicht gleich wie meine geliebte Hardware klingen') und Geld lässt sich damit auch nicht viel machen.
@walwal und Charles
Danke für die Info! Dann sollte sich meine Einstellungen locker im Rahmen sein.
phase_accurate
19.01.2021, 16:21
Irgendwie wundert es mich, dass es in der HiFi-Szene noch nicht verbreiteter ist.
Mein Interesse, meine Musik über einen emulierten Marshall Stack zu hören, bewegt sich in sehr engen Grenzen. ;) Wobei vielleicht könnte man da ja Kammermusik hineingeben und es kommt so etwas ähnliches wie Apocalyptica heraus ......
Gruss
Charles
Hallo zusammen,
ich habe erst jetzt die Beiträge gelesen, da ich bisher kein dringendes Bedürfnis hatte und dann lieber alles zusammenhängend lese, wenn ich Zeit dazu habe.
Dabei ist mir das Papier „Filterfunktionen mit Mehrwegern“ von Nils (FoLLgoTT) im Post #4 aufgefallen. Seine Erkenntnisse der destruktiven Amplitudenaddition durch Phasenfehler treffen auf 3-Wege und 4-Wege Lautsprecher zu. Bei 2-Weger allerdings nicht. Ich habe seine Erkenntnisse in einem praktischen Versuch nicht nur nachvollziehen sondern auch die Lösung des Problems verifizieren können.
Der Testaufbau sah wie folgt aus:
Mess-PC speist über externes Soundkarte ein miniDSP OpenDRC-8DA
Die 4 im Versuch benutzten analogen Ausgänge gehen auf ein Widerstandsnetzwerk, das alle 4 Signale mit gleichem Pegel aufsummiert.
Das Summensignal geht wiederum auf den Eingang der Soundkarte
ARTA misst Amplitude, Phase und Gruppenlaufzeit, wie üblich, nur das Mikro ist durch das Summationsnetzwerk ersetzt.
Messung 1: Standard-Filter 4-Wege
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Trennfrequenzen sind: 100 Hz, 400Hz, 2000 Hz. Alle TP und HP in LR24 parametiert. Die schwarzen Blöcke sind Platzhalter.
Die Ergebnisse decken sich sehr genau mit den Aussagen von Nils.
Messung 2: 4-Wege Filter mit Phasenkorrektur
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Nun sind die schwarzen Blöcke durch zusätzliche TP und HP ersetzt, wodurch jeder Kanal die gleiche Anzahl von Filtern mit identischen Trennfrequenzen aufweist. Man könnte meinen, dass diese zusätzlichen Filter kaum Wirkung zeigen dürfen, da deren Trennfrequenzen relativ weit vom Arbeitsfrequenzbereich des jeweiligen Kanals entfernt sind. Das trifft von den Amplitudengang des jeweiligen Kanals zu, nicht jedoch bei dem Gesamtamplitudengang, der durch die entsprechenden Phasenkorrekturen absolut linear verläuft.
Mir war die Auswirkung der Phasenverzerrung bisher nicht wirklich klar und ich habe bisher immer mit EQs gearbeitet, um den Amplitudengang glattzuziehen.
Ich kenne nicht alle marktüblichen DSP Weichen, aber die miniDSP Weichen, können je Kanal nur max. 2 Frequenzfilter setzen, einen TP und einen HP. Allerdings kann man im PEQ-Bereich mit Biquads arbeiten, d.h. man lädt 5 Koeffizienten pro Filter. Die Koeffizienten errechnet man mit Hilfe eines EXCEL-Programms, das auf der miniDSP Seite zum Download zur Verfügung steht. Und mit diesem EXCEL Programm lassen sich zusätzliche Frequenzfilter mit 6dB/Oktave und 12dB/Oktave erzeugen. Um die LR24 Filter zu korrigieren, musste ich jeweils zwei 12dB/Oktave TP oder HT hintereinanderschalten, was prima funktioniert.
Hier die Screenshots der Messungen:
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59035 59036
Viele Grüße
Thomas
PS: Nur als Hinweis. Die obigen Messungen betrachten nur das Signalverhalten der Filter. Chassis, Gehäuse, etc, die den akustischen Frequenzgang mitbestimmen, sind nicht berücksichtigt.
Der nächste Schritt ist dann die Gruppenlaufzeitentzerrung
Hallo zusammen,
Da ich üblicherweise der bekannten Vorgehensweise folge, als erstes die Chassis eines Lautsprechers 2 Oktaven unter und über den geplanten Arbeitsfrequenzbereich hinaus linear zu entzerren und dabei die untere Grenzfrequenz mit dem Linkwitz Transformationsfilter auf eine Qtc von 0,7 abstimme, habe ich ideale Chassis mit einem 12dB/Oktave Hochpassverhalten 2 Oktaven unterhalb der jeweiligen Trennfrequenz zu den bereits parametrierten Filtern zugefügt und die Antwort des gesamten Filters, also einschliesslich des akustischen Frequenzgangs der Chassis gemessen.
Dabei zeigte sich, dass die untere Grenzfrequenz der Chassis keinen Einfluss auf gesamten Frequenzgang oder den Phasengang hat. Die Gruppenlaufzeit im Subwooferbereich leicht geringer geworden.
viele Grüße
Thomas
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