Spannendes Thema.
Das, was Onno in dem Thread (
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/show...t)-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.
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Ok, viel (zusammen gesuchtes) Halbwissen.
Einige persönliche Vorgehensweisen.
Wissenschaftlich sicherlich nicht korrekt.
...ihr dürft es jetzt zerflücken!
Grüße
Matthias
