Frequenzgang am Hörplatz messen ?

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essi11
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 10. Okt 2006, 20:04
Hallo
Wie der Titel schon sagt würde ich gerne meinen Frequenzgang direkt am hörplatz messen um dann meine Weiche daran anzupassen (Raumkorrektur). Macht doch Sinn oder ?
Gab es da nicht mal irgend so ein Teil Namens Haifisch?
Was für Equipment wird sonst noch benötigt?
richi44
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 11. Okt 2006, 14:13
Du brauchst sicher mal ein Messmikrofon mit dem passenden Vorverstärker und ein Ding (PC), das die Auswertung macht. Und dann brauchst Du ein geeignetes Messsignal, das ist entweder rosa Rauschen oder gewobbelter Sinus mit etwa 1/3 Oktav Wobbelbreite. Normaler gleitender Sinus gibt so starke Pegelschwankungen, dass eine einigermassen relevante Messung fast unmöglich wird.
Beim gewobbelten Sinus kannst Du direkt den Pegel aufzeichnen (messen und aufschreiben) oder automatisch aufzeichnen lassen, bei Rosa Rauschen lieferst Du ja alle Frequenzen gleichzeitig und somit muss die Aufzeichnung über ein Terzbandfilter gelöst werden. Damit machst Du dann die Frequenzauswahl.

Zu beachten ist, dass in vielen Studios diese Messungen gemacht werden, um den Raum akustisch zu behandeln und um festzustellen, was vorzunehmen ist. Aber Equalizer, die den Raum entzerren, findet man zum Glück kaum noch.
Die Frequenzgangfehler des Raums entstehen durch Reflexionen und Resonanzen und damit können Auslöschungen oder Anhebungen möglich sein. Nur treten alle diese Phänomene erst im eingeschwungenen Zustand des Raums auf. Wenn man also etwa eine Resonanz mit entsprechender Überhöhung von meinetwegen 6dB hat und diese kritische Frequenz absenkt, so ist der Pegel dieser Frequenz im ersten Moment um 6dB zu tief. Noch schlimmer, wenn man Pegel anhebt, weil Frequenzen ausgelöscht werden. Dies kann zu Überbetonungen von 10dB führen, die das Klangbild im Einschwingvorgang total verzerren.

Mit einem Equalizer (und der Lautsprecherweiche) ist es NICHT möglich, Raumfehler zu korrigieren. Wenn schon misst man den Lautsprecherfrequenzgang mit einem Mikabstand von max. 1m, im Tieftonbereich (unter 150Hz) sogar bei 30cm.
essi11
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 13. Okt 2006, 08:35
Na dann war das also auch ein Griff in´s Klo!
Trotzdem Danke!
Bierbauch2000
Stammgast
#4 erstellt: 20. Dez 2006, 22:04
Hi,

wie wäre es denn mit dem Programm HobbyBox. Man kann doch den Schalldruckpegel am Hörplatz messen und danach die Weiche auslegen, anstelle einen Meter vor dem Lautsprecher.

Oder macht das keinen Sinn ?


Gruss
Bierbauch2000
essi11
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 21. Dez 2006, 02:54
Das dachte ich ja auch aber wenn du den post von Richi44 liest musst du feststellen das es keinen Sinn macht. auch wenn ich s nicht versteh. Wenn die Weiche so ausgelegt ist das keine Überhöhungen oder Absenkungen am Hörplatz entstehen dann sind doch auch keine da ?!
Aber Wahrscheinlich begreif ich das bloß alles nicht
--_Noob_;-_)_--
Inventar
#6 erstellt: 21. Dez 2006, 13:14
Du kannst zwar Frequenzen absenken, aber Raummoden bleiben Raummoden. Die lassen sich nur durch "Room-Tuning" behandeln. Ebenso wie Reflexionen. Wenns z.B. bei 50Hz dröhnt kannst du diese Frequenz absenken, aber dadurch wird das Dröhnen leiser. Das kannst Du soweit machen bis Du die 50Hz komplett "ausblendest". Dann kommt halt in dem Bereich kein Ton mehr aus dem LS.
Da sind Maßnahmen zur Verbesserung der Raumakustik der bessere Weg.
richi44
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 21. Dez 2006, 16:23

essi11 schrieb:
Das dachte ich ja auch aber wenn du den post von Richi44 liest musst du feststellen das es keinen Sinn macht. auch wenn ich s nicht versteh. Wenn die Weiche so ausgelegt ist das keine Überhöhungen oder Absenkungen am Hörplatz entstehen dann sind doch auch keine da ?!
Aber Wahrscheinlich begreif ich das bloß alles nicht :Y


Du kannst sicher mit der Weiche Überhöhungen des Raums ausgleichen, die im eingeschwungenen Zustand da sind. Aber dann stimmt der Frequenzgang beim ersten Anklingen des Tons nicht, weil Du diese Frequenz ja unterdrückt hast.
Du musst Dir das so vorstellen, dass diese Resonanz im Raum angeregt wird, wie man ein Pendel zum Schwingen bringt, wenn man ihm einen sehr kleinen Stoss gibt. Wenn Du jetzt dem Pendel bei jedem Ausschlag wieder einen leichten Stoss versetzt, so wird die Schwingung immer stärker. So auch hier. Wenn Du eine kritische Frequenz absenkst, so ist sie im ersten Moment entsprechend viel zu leise und wird erst im Lauf der Zeit lauter und am Schluss zu laut.
Und wenn Du den Ton jetzt wegnimmst, dröhnt der Raum mit dieser Frequenz weiter, wie eine Glocke ausschwingt.

Und stell Dir mal vor was ist, wenn eine Frequenz zu leise ist. Wie soll eine Weiche eine Frequenz anheben, ohne dass sie selbst zu einem schwingenden und nachklingenden Gebilde wird?
Es ist wirklich so, dass man Raumfehler nicht entzerren kann, man muss sie beheben.
uweklatt
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 31. Dez 2006, 22:45
Hallo,

richi44 schrieb:
Es ist wirklich so, dass man Raumfehler nicht entzerren kann, man muss sie beheben.


Warum sollte man das nicht aktiv entzerren können?
Selbstverständlich nicht mit einer nur im (Amplituden)Frequenzgang wirkenden Korrektur, wie einer Frequenzweiche. (Die Phase lasse ich dabei einmal aussen vor.)

Hierzu ist schon eine zeit- und amplitudenabhängige Korrektur notwendig. Dann sind wir bei einer aktiven Regelung und die benötigt ein akustisches Modell des Raumes und reichlich Prozessorpower... Aber funktionieren würde das schon.

Guten Rutsch
Uwe
Cpt._Baseballbatboy
Inventar
#9 erstellt: 01. Jan 2007, 16:59
Moin,


uweklatt schrieb:
Hierzu ist schon eine zeit- und amplitudenabhängige Korrektur notwendig. Dann sind wir bei einer aktiven Regelung und die benötigt ein akustisches Modell des Raumes und reichlich Prozessorpower... Aber funktionieren würde das schon.


machen wir mal ein bisserl Systemtheorie.

Folgende Aufgabe gilt es zu lösen: ein Allpass soll entzerrt werden.

Ein Allpass 1. Ordnung hat die Übertragungsfunktion

G(sT)=[sT-1]/[sT+1]

Um den _mathematisch_ zu entzerren benötigt es als Filter davor nur den Kehrwert:

G(sT)*1/G(sT)=1

Der Kehrwert ist

1/G(sT)=[sT+1]/[sT-1]

Der Nenner bedeutet eine Polstelle mit positivem Realteil, daraus folgt, dass der vorgeschaltete Filter nicht stabil sein kann.

Wem das noch nicht reicht, die Sache wird noch viel lustiger. Denn man kann den Allpass auch umschreiben zu:

G(sT)=e^(-sT)

Der Kehrwert davon wäre:

1/G(sT)=e^(sT)

Die _negative_ Ableitung des Exponenten entspricht der Laufzeitverzögerung, die der Allpass verursacht. Somit müsste der vorgeschaltete Filter eine Laufzeit von -T haben, um den Allpass zu entzerren. Für alle, die noch nicht geschnallt haben, was das bedeutet: der Filter müsste in die Zukunft schauen!

Nach letzter Aktualisierung der Physik ist das immer noch nicht möglich, somit ist so ein Filter nicht realisierbar, der Allpass kann nicht entzerrt werden.

Und was haben Allpässe mit Raumakustik zu tun?

Jeder durch den Raum verursachte Fehler beruht auf Reflexionen an Wänden und Boden. Die Reflexionen sind mit einer Laufzeit verbunden (hin und zurück), eine Laufzeit ist nichts anderes als ein Allpass.

Ergo können durch den Raum verursachte Verzerrungen nicht entzerrt werden, egal wie viel Rechenleistung man aufwendet.

Gruß
Cpt.
uweklatt
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 01. Jan 2007, 22:54
Hallo,

Cpt._Baseballbatboy schrieb:
ein Allpass soll entzerrt werden.

Ein Raum ist nicht einfach durch einen Allpass modellierbar!
Es geht auch nicht darum 100% zu entzerren was unbestritten unmöglich ist, aber zumindest einen Teil der "Störungen" zu vermindern.


der Filter müsste in die Zukunft schauen!

Wo ist dabei das Problem?

Wenn man das Signal digital verzögert, kann man quasi diese Zeit in die Zukunft blicken

Es gibt z.B. bereits Echo-Unterdrückung in jedem Handy und fast jeder AV-Receiver hat eine einstellbare Verzögerung des Audiosignals, um den Bild-/Tonversatz der digitalen Bildaufbereitung auszugleichen. (Letzteres hat nichts mit Entzerrung zu tun.)

Es gibt z.B. auch bereits Anwendungen, um mit Antischall (phasengedrehtes Signal) das Geräuschniveau im Auto zu vermindern u.s.w.


Ergo können durch den Raum verursachte Verzerrungen nicht entzerrt werden, egal wie viel Rechenleistung man aufwendet.

Du hast mich leider noch nicht überzeugt.

Sicher kann man den Raumeinfluss nicht vollständig kompensieren, aber ich denke, man kann zumindest den Einfluss der Mehrfachreflexion an einem festgelegten Hörplatz hörbar vermindern.

Tschau
Uwe
richi44
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 02. Jan 2007, 11:30
Ein Problem mit der Zukunft bleibt, das soeben sehr aktuell war.
Stell Dir mal folgendes vor:
Du hast den Lautsprecher und den Raum ausgemessen und bestimmte, zeitabhängige Fehler gefunden. Um diese zu kompensieren, baust Du eine Elektronik, die unter den gleichen Zeitverhältnissen die Fehler korrigiert. Da diese aber nicht in die Zukunft rechnen kann, baust Du die digitale Verzögerung ein, die Du erwähnt hast. Jetzt hast Du genügend Zeit (je nach Raum bis 30 Sekunden), die Fehler inkl. Hall auszukorrigieren.
Aber jetzt hast Du an Deiner Anlage auch den Fernseher angeschlossen. Und damit die Asynchronität nicht stört, musst Du das Bild um ebenfalls 30 Sekunden verzögern, was durchaus möglich ist, aber einen gewissen Aufwand bedeutet. Entweder magnetische Zwischenspeicherung auf einer Festplatte oder ein entsprechend grosses digitales Delay mit entsprechend grossem Arbeitsspeicher.
Und dann ist Silvester und Du verpasst das Neujahr um 30 Sekunden!!
Peinlich, nicht?
Cpt._Baseballbatboy
Inventar
#12 erstellt: 02. Jan 2007, 15:04

uweklatt schrieb:
Hallo,

Cpt._Baseballbatboy schrieb:
ein Allpass soll entzerrt werden.

Ein Raum ist nicht einfach durch einen Allpass modellierbar!


Stimmt. Es sind viel mehr.



der Filter müsste in die Zukunft schauen!

Wo ist dabei das Problem?


*hüstel*

Physik?


Wenn man das Signal digital verzögert, kann man quasi diese Zeit in die Zukunft blicken ;)


Wenn Du das Signal verzögerst dann das "Problem" gleich mit.


Es gibt z.B. bereits Echo-Unterdrückung in jedem Handy


Das funktioniert anders, das sind adaptive steile Kerbfilter, die sich ständig anpassen. Die Filtern das Nutzsignal bei der Filtermittenfrequenz aber auch gleich weg. Willst Du das bei Musikwiedergabe?

Gruß
Cpt.
uweklatt
Ist häufiger hier
#13 erstellt: 04. Jan 2007, 15:33
Hallo,

Cpt. schrieb:
Wenn Du das Signal verzögerst dann das "Problem" gleich mit.


Also ein Beispiel:

Man digitalisiert das Signal mit z.B. 44,1 KHz und speichert das in einem Ringpuffer von z.B. 10kByte. Darin kann man nun mehr als 113mS zwischenspeichern. Das sollte für eine Raumechounterdrückung ausreichen. Das Ausgangssignal wird ebenfalls aus dem Ringpuffer ausgelesen, allerdings um 113mS verzögert.

Beim "Ausmessen" des Raumes (Impulsantwort) wird sich im Ringpuffer ein charakteristisches Signal des Raumechos (und anderer Störungen) abzeichnen.

Über eine einstellbare Rück- bzw. Mitkopplung ausgewählter Samples (das können im Extremfall alle sein!) auf das Ein- und Ausgangssignal wird nun iterativ die Impulsantwort optimiert. Anschließend werden die so ermittelten Koeffizienten für eine Raumkorrektur des Musiksignals verwendet.

Im Prinzip handelt es sich dabei nur um ein IIR-Filter.

Warum sollte so etwas nicht funktionieren?

Tschau
Uwe
uweklatt
Ist häufiger hier
#14 erstellt: 04. Jan 2007, 15:39
Hallo,

richi44 schrieb:
... Und dann ist Silvester und Du verpasst das Neujahr um 30 Sekunden!!Peinlich, nicht?


Schaust Du TV über digital-SAT?
Hast Du schon einmal die Verzögerung dabei gemessen?

Wir leben in einer Zeit der Verzögerung!

Und für eine grobe Unterdrückung des Raumechos reichen weniger als 1s.

Tschau
Uwe
tiki
Inventar
#15 erstellt: 04. Jan 2007, 18:38
Es geht auch anders:
Die "Raumechos" manifestieren sich in Raummoden, also Resonanzen. Diese Resonanzen werden durch den LS angeregt, egal mit welcher Verzögerung. Auch wenn man die Amplitude durch z.B. prädiktive (in die Zukunft schauende) Filter auf moderatem Niveau halten kann, funktioniert das mit der Nachhallzeit nicht. Die Energie ist einmal durch die LS n den Raum (das mechanische System) eingebracht und kann nur durch mechanische Bedämpfung wieder entzogen werden. Dafür gibt es z.B. Platten- oder Basotectabsorber. Die LS schaffen das in keinem Fall, schon weil deren Strahlungswiderstand (Ankopplung an die Luft) viel zu klein ist. Man stelle sich vor, welche Oberfläche die Kugelfläche der Wellenfront besitzt im Verhältnis zur Strahlerfläche, wenn sie nach Reflexion an der Rückwand dort wieder eintrifft.

Cptns Erklärung ist natürlich genauer.
uweklatt
Ist häufiger hier
#16 erstellt: 07. Jan 2007, 18:19
Hallo,

tiki schrieb:
Es geht auch anders:
Die "Raumechos" manifestieren sich in Raummoden, also Resonanzen. Diese Resonanzen werden durch den LS angeregt, egal mit welcher Verzögerung.

Wir haben hier zwei unterschiedliche Effekte:
- Raumresonanz (stehende Wellen)
- Raumecho (Mehrfachreflexion)

Letzteres kann man durch ein adaptives IIR-Filter (s.o.) aktiv verringern.

Es gibt auch bereits genug praktische Untersuchungen zu diesem Thema. Wer es also immer noch nicht glaubt: Google ist Dein Freund.

Und das Raumresonanz unabhängig von der Verzögerung ist, stimmt nicht. Eine Verzögerung ist mit einer Phasenverschiebung verbunden, die sowohl eine Anregung wie auch eine Bedämpfung der Resonanz verursachen kann.

Tschau
Uwe
Cpt._Baseballbatboy
Inventar
#17 erstellt: 07. Jan 2007, 21:14
Wenn Du die Betriebsschallkurve am Hörplatz linearisieren willst, dann geht das tatsächlich für die Bereiche, wo es keine Auslöschungen durch diskrete Reflexionen gibt. Das lässt sich gut mit breitbandigen Filtern machen.

Der Weisheit letzter Schluss ist das aber auch nicht. Denn das menschliche Ohr kann zwischen Direkt- und Diffusschall unterscheiden. Willst Du den Betriebschall, also die Summe aus direktem und diffusem Schall, linearisieren, veränderst Du immer den Direktschall zum negativen hin (eine lineare Freifeldübertragungsfunktion vorrausgesetzt).

Aber ansonsten stimmts, die Betriebsschallkurve lässt sich begradigen.

Dazu braucht es aber keine Verzögerungen, da geht ein schlichtes Filter - mit den oben genannten Einschränkungen.

Diskrete Reflexionen lassen sich aber nicht entzerren. Nicht über Verzögerungen oder andere Taschenspielertricks. Gründe sind genannt. Und da kommst Du nicht dran vorbei.

Gruß
Cpt.
deathlord
Inventar
#18 erstellt: 15. Jan 2007, 22:29
Hi

Raumentzerrung ist in engen Grenzen sehr wohl möglich. Entscheidend ist aber folgende Tatsache: Je stärker entzerrt wird, desto kleiner wird der Hörbereich. Es ist also möglich, an einem bestimmten Punkt im Raum sehr gute Resultate zu erzielen, auf Kosten von inakzeptablen Verzerrungen wenige Zentimeter weiter weg.
Dies wird mit langen FIR-Filtern getan, die es ermöglichen, Amplitude und Phase beliebig zu verändern. Die Rechenleistung ist hier nicht der limitierende Faktor.
Wie schon von Captain erwähnt, ist eine exakte Entzerrung aber nicht möglich. Hierfür gibt es knallharte physikalische Grenzen, welche durch keine verfügbare Technologie umgangen werden können.
Wenn sich jemand näher dafür interessiert, kann ich gerne auch ein paar Quellen hervorsuchen. Ein Stichwort ist sicher drc.

Gruss deathlord
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