Phasengang und Gruppenlaufzeit bei KH und IEMs

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pecus86
Stammgast

#1 erstellt: 05. Sep 2011, 17:32

Moderation: dieses Thema wurde von

hier abgetrennt.

ZeeeM schrieb:

Mehrwege IEMs drehen da sicherlich deutlich kräftiger und für entsprechende Kompensationnetzwerke ist da wohl auch wenig Platz drinn. Dort ist komischerweise Phasengang kein Thema was Bauchschmerzen bereitet.

j!more schrieb:

Weil keiner drüber spricht.

Im Handbuch zu

Monkey Forest (nicht ganz günstiges Messsystem) gibts auf Seite 65 ff. etwas zu Phase und Gruppenlaufzeit und deren psychoakustischen Einfluss zu lesen.

Für diejenigen, die nicht alles lesen wollen, heißt es auf Seite 70 (Hervorhebung von mir):

Als Resümee aus diesen Hörversuchen kann daher festgestellt werden, daß eine Phasen bzw.
Laufzeitentzerrung nur dann hörbare Vorteile erbringt, wenn extreme Laufzeiten
kompensiert werden können, so wie es z.B. bei den vorab genannten Tieftonsystemen mit
Hochpaßabstimmungen hoher Ordnung der Fall ist. Gleiches gilt für Laufzeiten, die
durch sehr steile Frequenzweichenfilter mit Flankensteilheiten von mehr als 48 dB/Okt.
entstehen. Die von nicht pathologischen konstruierten Lautsprechern verursachten
Laufzeiten bzw. Phasenverläufe sind dagegen bezüglich ihrer Hörbarkeit als unkritisch zu
betrachten.

Wenn sich nun also Phasenverzerrungen und Gruppenlaufzeiten bei vernünftig konstruierten Mehrwegesystemen nicht im Bereich des Hörbaren befinden, wie hörbar sind sie dann erst bei Kopfhörern? Vernünftige Konstruktion vorausgesetzt natürlich. Bei Mehrwegekonstruktionen (In-Ears) könnte das ganze aber wieder interessanter werden.

Anzumerken ist noch, dass die Empfindlichkeit des Gehörs auf "verzerrte" Gruppenlaufzeiten stark frequenzabhängig ist. Je nach Studie variieren die Ergebnisse allerdings. Mehr dazu

hier. Unter 100 Hz sind Gruppenlaufzeiten zwischen 10-20 ms wohl durchaus ok nach Stand der Wissenschaft.

Wenn man sich die

hier auf Seite 281 Abb. 11 gemachten Messungen zur Gruppenlaufzeit einiger Kopfhörer (zugegeben, nicht allzu gängige Modelle) anschaut, stellt man fest, dass Phasenverzerrungen und Gruppenlaufzeiten bei Kopfhörern mit einem Treiber wohl keine hörbaren Auswirkungen haben werden.

Anmerkungen/Korrekturen wie immer erwünscht, vor allem weitere Group-Delay-Messungen von Kopfhörern.

[Beitrag von Bad_Robot am 05. Sep 2011, 18:10 bearbeitet]

pecus86
Stammgast

#2 erstellt: 05. Sep 2011, 18:01

ZeeeM schrieb:

Muss das hier nochmal quoten. Sind folgende Annahmen richtig oder falsch? Alles bezogen auf den Tieftonbereich.

- Die Gruppenlaufzeit steigt im Tieftonbereich so oder so an

- Die Gruppenlaufzeit steigt stärker an, wenn steilere Filter eingesetzt werden

- Bei Lautsprechern sind das i. d. R. Bassreflex + Hochpass = Filter 4. Ordnung (24 dB/Oct., Phasendrehung 360°)oder Closed Back + Hochpass = Filter 2. Ordnung (12 dB/Oct, Phasendrehung 180°)

Gut. Schau ich mir nun z. B. die Messdaten des

Shure SE 535, stellen sich mir folgende Fragen:

- aus der Phase werd ich nicht ganz schlau, kann aber auch an der Skalierung liegen. Sie dreht sich einmal um 360° und zwar bei etwa 4 kHz?

- schau ich mir den Frequenzgang an, sieht das so aus, als finde so gut wie keine Hochpassfilterung statt. Das Ding ist zwischen 100 und 10 Hz fast linear. Fällt vielleicht so 2 dB ab.

Lässt sich davon nun ableiten, dass bei so einem In-Ear im Tieftonbereich eigentlich keine Phasenverzerrung stattfindet und die Gruppenlaufzeit dort auch nur minimalst ansteigt, weil quasi kein erkennbares Hochpassfilter arbeitet? Die Gruppenlaufzeit lässt sich ja aus Frequenzgang und Phase ableiten, wenn man es denn kann - ich kanns nicht

Für sachdienliche Hinweise bin ich wie immer dankbar

xnor
Stammgast

#3 erstellt: 05. Sep 2011, 18:39

pecus86 schrieb:

- Die Gruppenlaufzeit steigt im Tieftonbereich so oder so an

Sie steigt dann an, wenn der KH nicht perfekt rund um das Ohr abdichtet, weil das dann wie ein Hochpass Filter wirkt.
Wie gut der Druckaufbau funktioniert zeigen zB die 30 Hz Rechtecksignale von Tyll.

- Die Gruppenlaufzeit steigt stärker an, wenn steilere Filter eingesetzt werden

Die Gruppenlaufzeit ergibt sich aus der Änderung der Steigung der Phase (genauer: die negative Ableitung der Phase nach der Frequenz).
Da bei einem Minimalphasensystem die Phase an den Frequenzgang "gebunden" ist, stimmt die Aussage in diesem Fall.

[Beitrag von xnor am 05. Sep 2011, 21:57 bearbeitet]

pecus86
Stammgast

#4 erstellt: 05. Sep 2011, 23:37

xnor schrieb:

Wie gut der Druckaufbau funktioniert zeigen zB die 30 Hz Rechtecksignale von Tyll.

Heißt das, man kann von der "Rechteckigkeit" des wiedergegebenen 30 Hz-Signals auf die Gruppenlaufzeit des KHs im Tieftonbereich schließen?

Aus dem Rechtecksignal kann man den Frequenzgang rekonstruieren und umgekehrt, aber wie kommt man von dort auf die Zeitebene der Gruppenlaufzeit?

xnor
Stammgast

#5 erstellt: 06. Sep 2011, 00:33

Einfacher ist es wohl einfach einen Hochpass zu finden, der mit dem unteren Ende des Frequenzgangs gut übereinstimmt und dann dessen Phase/Gruppenlaufzeit zu betrachten.

Damit kannst du dann auch ein 30 Hz Rechtecksignal filtern und das Ergebnis mit den Messungen vergleichen.