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Elektronische Entzerrung von Lautsprechern:

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Autor
Beitrag
detegg
Administrator
#1 erstellt: 31. Mai 2007, 12:43
Hallo,

Elektronische Entzerrung von Lautsprechern (Steuerung und/oder Regelung)

* welche Methoden sind Euch bekannt?
* habt Ihr Erfahrungen?
* habt Ihr vielleicht neue Ideen?
* oder ist das überflüssig?

Gruß
Detlef
richi44
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 31. Mai 2007, 13:29
Eigentlich müsste man die Frage stellen, was man mit so einer Konstruktion erreichen will. Die Antwort ist logisch: Einen besseren Klang.
Und daum muss man zuerst mal die Lautsprecherbox ganz allgemein auf kritische Punkte untersuchen.
Ich zähle hier einfach mal ein paar Punkte auf, in wilder Reihenfolge. Und vielleicht kommt dem einen oder anderen auch noch etwas konstruktives in den Sinn, das beachtenswert ist.

- Frequenzgang

- Klirr und andere Verzerrungen

- zeitrichtige Wiedergabe

- Impulstreue

- Ein- und Ausschwingverhalten

- Abstrahlcharakteristik

Weiter sollten wir uns Gedanken über das Hören machen, also, was für das Hören wichtig und was überhaupt möglich ist. Es gibt ja oft klangliche Beschreibungen, die sich vom Prinzip her entgegenstehen und daher nicht gleichzeitig möglich sind.
Und im Zusammenhang mit dem Hören müsste auch einiges aus der Aufnahmetechnik einfliessen, denn die Art, wie eine Aufnahme entstanden ist, hat entscheidenden Einfluss auf das Hörergebnis. Und ohne das Wissen, warum eine bestimmte Aufnahme einen bestimmten Klang besitzt, kann man nicht beurteilen, ob das Gehörte nachher richtig wiedergegeben wurde, unabhängig davon, ob einem dieser Klang nun gefällt oder nicht. Schliesslich soll es ja nicht um "Schönhören" gehen, sondern um ehrliches Wiedergeben einer Aufnahme.
mazdaro
Inventar
#3 erstellt: 31. Mai 2007, 17:23
Hi Detlef,

nachdem ich versucht habe, auch Deinen alten, inzwischen umbenannten Thread am Leben zu erhalten ( ), melde ich mich auch hier zu Wort:

Kann man bei komplexen Passivweichen auch schon von elektronischer Entzerrung sprechen?

Bieten auch analoge Aktivweichen Entzerrungsmöglichkeiten?

Welche Chassis benötigen verstärkt Entzerrungsmaßnahmen?

Sind bei aktiv betriebenen Basschassis eine Endstufe mit hohem DF und Gartenschlauch-LS-Kabel( :D) ausreichend, oder ist eine Membranschwingungsmessung mit etspr. Korrektur unumgänglich, wenn der Bass möglichst "ehrlich", wie das Richi bezeichnet hat, wiedergegeben werden soll. Wie sieht es im Mitteltonbereich aus? Und im HT-Bereich - muß da überhaupt noch etwas korrigiert werden, bis auf den Pegel?
Lassen sich Frequenzgang- und Phasenkorrektur ohne digitale Verzögerung unter einen Hut bringen?
Wie ihr sicher wisst, gibt's ja immer noch eingefleischte Vinyl-Freaks (Tendenz steigend!?), die bei einer digitalen Korrektur zu Recht die Nase rümpfen würden: wäre schließlich inkonsequent!


mazdaro


[Beitrag von mazdaro am 31. Mai 2007, 17:51 bearbeitet]
P.Krips
Inventar
#4 erstellt: 31. Mai 2007, 17:44
Hallo,


richi44 schrieb:
Eigentlich müsste man die Frage stellen, was man mit so einer Konstruktion erreichen will. Die Antwort ist logisch: Einen besseren Klang.

Mit "besserem Klang" sind wir aber leider mitten im Minenfeld der Definition, was guter bzw. besserer Klang überhaupt ist.
Wenn man die Geschmackshörer, die Kabel- und Sonstiges-Hörer fragt wird man sicher andere Antworten bekommen, als von jemandem, der sich einen akustisch optimierten Hörraum und einen Studiomonitor gegönnt hat.
Wenn man sich im Rahmen dieser Unterhaltung auf eine Definition (oder ggf. mehrere) geeinigt hat, dann kann man die Frage angehen, wie der dann nötige Lautsprecher beschaffen sein muß, um dann:



Und daum muss man zuerst mal die Lautsprecherbox ganz allgemein auf kritische Punkte untersuchen.


wie und wo dann Optimierungspotential vorhanden ist, möglicherweise auch Regelung.


Ich zähle hier einfach mal ein paar Punkte auf, in wilder Reihenfolge. Und vielleicht kommt dem einen oder anderen auch noch etwas konstruktives in den Sinn, das beachtenswert ist.

- Frequenzgang

- Klirr und andere Verzerrungen

- zeitrichtige Wiedergabe

- Impulstreue

- Ein- und Ausschwingverhalten

- Abstrahlcharakteristik


Das ist dann schon mal eine Basis.



Und im Zusammenhang mit dem Hören müsste auch einiges aus der Aufnahmetechnik einfliessen, denn die Art, wie eine Aufnahme entstanden ist, hat entscheidenden Einfluss auf das Hörergebnis. Und ohne das Wissen, warum eine bestimmte Aufnahme einen bestimmten Klang besitzt, kann man nicht beurteilen, ob das Gehörte nachher richtig wiedergegeben wurde, unabhängig davon, ob einem dieser Klang nun gefällt oder nicht.

Da gibt es ein grundsätzliches Problem:
Meiner Meinung nach ist es schlicht unmöglich, als Maßstab für "Wohlklang" den auf der Aufnahme eingefangenen Originalklang zu nehmen, da der NIE beurteilt werden kann.

Das Einzige, was zur Beurteilung vorliegt, ist der Tonträger.
Und nur mit möglichst neutralen Hörbedingungen hört man dann, was wirklich auf der Aufnahme drauf ist.
Sofern man entweder einen auf irgendeiner Achse linearen Schalldruck produzierenden Lautsprecher hat oder ihn mittlels EQ entsprechend entzerren kann, dann sollte man die Lautsprecher mal im Freifeld aufstellen und anhören. Das macht insofern Sinn, daß dann die Probleme Abstrahlcharacteristik und Raumakustik aus der Rechnung fallen. So kann man das Hörempfinden mal "erden" und feststellen, daß Stereo über die Lautsprechergrenzen hinweg oder 3-D oder Räumlichkeit bei reinen Studioproduktionen der U-Musik reine Mythen bzw. Ergebnisse der Hörbedingungen und Abstrahlcharakteristiken der Lautsprecher sind.

Soweit die reine Lehre.....


Schliesslich soll es ja nicht um "Schönhören" gehen, sondern um ehrliches Wiedergeben einer Aufnahme.


genau so sehe ich das auch. Da kann dann aber schon mal die eine oder andere Aufnahme nicht so der Reisser sein.
Sooo groß, wie es Highender mit ihrem "Soundequipment" darstellen, ist die Problematik denn aber doch nicht.

Gruß erstmal
Peter Krips
P.Krips
Inventar
#5 erstellt: 31. Mai 2007, 18:01
Hallo,


mazdaro schrieb:


Kann man bei komplexen Passivweichen auch schon von elektronischer Entzerrung sprechen?

Sicher kann man in einer Passivweiche mache "Schweinereien" von Chassis bekämpfen, aber ehrlicherweise muß man sagen, daß das sich in der Regel um Frequenzgangbügeleien handelt oder um Entschärfung von Resonanzen z.B.
Insofern ein klares Jein...


Bieten auch analoge Aktivweichen Entzerrungsmöglichkeiten?

Da gab/gibt es einige, die diverse parametrische EQ's mit an Bord haben, dann also: ja


Welche Chassis benötigen verstärkt Entzerrungsmaßnahmen?

Noch so ein Minenfeld:
Ich persönlich bevorzuge Chassis, die im Rahmen eines Projektes KEINE Entzerrungsmaßnahmen benötigen.


Sind bei aktiv betriebenen Basschassis eine Endstufe mit hohem DF und Gartenschlauch-LS-Kabel( :D) ausreichend, oder ist eine Membranschwingungsmessung mit etspr. Korrektur unumgänglich, wenn der Bass möglichst "ehrlich", wie das Richi bezeichnet hat, wiedergegeben werden soll.

Wenn man genügend Volumen verschaffen kann und gute Treiber hat, ist das IMHO nicht zwingend nötig. Die meisten mir bekannten kommerziellen Regelungen hatten ja den Sinn, MEHR oder tieferen Bass aus eigentlich zu kleinen Gehäusen herauszuholen.



Wie sieht es im Mitteltonbereich aus? Und im HT-Bereich - muß da überhaupt noch etwas korrigiert werden, bis auf den Pegel?

Gute Chassis vorausgesetzt, tendiere ich da eher zu: Nein


Gruß
Peter Krips
P.Krips
Inventar
#6 erstellt: 31. Mai 2007, 18:07
Hallo,


mazdaro schrieb:

Lassen sich Frequenzgang- und Phasenkorrektur ohne digitale Verzögerung unter einen Hut bringen?

Es gibt auch passiv die (schwierige) Möglichkeit, mit Allpässen frequenzgangunschädlich an der Phase zu drehen. Nur läuft das meines Wissens ebenfalls darauf hinaus, zu verzögern.

Gruß
Peter Krips
mazdaro
Inventar
#7 erstellt: 31. Mai 2007, 18:20

P.Krips schrieb:
Hallo,


richi44 schrieb:
Und im Zusammenhang mit dem Hören müsste auch einiges aus der Aufnahmetechnik einfliessen, denn die Art, wie eine Aufnahme entstanden ist, hat entscheidenden Einfluss auf das Hörergebnis. Und ohne das Wissen, warum eine bestimmte Aufnahme einen bestimmten Klang besitzt, kann man nicht beurteilen, ob das Gehörte nachher richtig wiedergegeben wurde, unabhängig davon, ob einem dieser Klang nun gefällt oder nicht.

Da gibt es ein grundsätzliches Problem:
Meiner Meinung nach ist es schlicht unmöglich, als Maßstab für "Wohlklang" den auf der Aufnahme eingefangenen Originalklang zu nehmen, da der NIE beurteilt werden kann.

Das Einzige, was zur Beurteilung vorliegt, ist der Tonträger.
Und nur mit möglichst neutralen Hörbedingungen hört man dann, was wirklich auf der Aufnahme drauf ist.


Hi Peter,

wenn Du damit meinst, dass der Originalklang nicht wirklich eingefangen werden kann, gebe ich Dir Recht. Das ist der eine Punkt. Und der andere ist der, dass die (konservierte) Aufnahme nicht wirklich so wiedergegeben werden kann, wie es der Fall sein sollte. So gesehen ist es wie beim "Stille Post"-Spiel: der vierte in der Reihe bekommt nicht mehr genau das zu hören, was der erste gesagt hat.
Wichtig ist, dass der Sinn nicht verloren geht od. gar verdreht (vergl. Phasendrehungen ) wird! Und ein weiterer Punkt ist der, dass bei Jazz/Rock/Blues/Soul-Konzerten stets eine Klangverfälschung durch die PA-Anlage stattfindet, aber dieser verfälschte Klang als natürlich empfunden wird, weil man es ja nicht anders gewöhnt ist. So eine bereits "elektronisch" verfälschte Wiedergabe ist IMO natürlich "elektronisch" leichter reproduzierbar als ein rein akustisches Konzert. Deswegen scheidet sich auch oft die Spreu vom Weizen bei der Wiedergabe eines Flügels oder einer Geige. Es gibt Boxen, die für Rock und Blues ausgezeichnet klingen, aber für Klassik ungeeignet sind...


mazdaro

PS: Und vielen Dank für Deine Antworten!


[Beitrag von mazdaro am 31. Mai 2007, 18:23 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 01. Jun 2007, 06:49
Ich möchte die Problematik mal dahingehend beleuchten:
Ich hatte zwei Direktschnittplatten eines Kammermusikstücks. Beide waren vom selben Orchester eingespielt und in beiden Fällen amtete der selbe Tonmeister.
Der Unterschied war das Studio mit den Ausfnahmeräumen, mit einer unterschiedlichen Regie und mit unterschiedlicher Abhöranlage.
Das Resultat: Die eine Aufnahme klang etwas "entfernt", leicht hallig, mit tiefem Raum, die andere nah, präsent und fast ohne Tiefe des Raums.
Wie üblich stand auf der Plattenhülle die ganze "Lebensgeschichte" inkl. Abhörlautsprecher.
Bei der halligen waren es JBL, bei der nahen Altec.

Tatsache ist nun, dass zu jener Zeit die JBL in den oberen Lagen eher aufdringlich waren, die Altec aber eher englisch zurückhaltend klangen.

Was hat also der gute Tonmeister gemacht? Er hat sich das Orchester mal angehört und dann die Mikrofone bei der JBL etwas weiter von den Musikern entfernt, bei Altec aber näher hingerückt. Da ist also nichts mit Filter oder Elektronik, da reicht es, ein Stützmikro um 50cm anders zu platzieren.

Das ist meine Überlegung zum ganzen Bereich Aufnahme. Um beurteilen zu können, ob es so auf dem Tonträger klingt, müsste ich eigentlich den Tonmeister und seine Höransicht kennen, ich müsste wissen, womit abgehört wurde und auch einen grossen Teil der eingesetzten Gerätschaften und Miks müssten mir bekannt sein.
Oder ich müsste die zum Test verwendete CD genau kennen und wissen, wie sie sich im Durchschnitt anhört und was ich alles erwarten kann und was nicht.

Und an dieser Stelle ein Wort zur räumlichen Tiefe:
Die räumliche Tiefe ist vom Ohr selbst nicht wahrnehmbar. Die Augen können eine Tiefe durch die unterschiedliche Ausrichtung feststellen, die Ohren aber können im Wesentlichen links und rechts unterscheiden und auflösen. Dies sogar recht genau. Aber mit oben/unten und mit einer seitlichen Rückwärts-Position wird es schon schwierig.

Die Tiefe des Raumes wird uns durch einen Pegelverlust im Verhältnis zu einem gleichartigen Geräusch in der Nähe (üblicherweise für uns sichtbar) signalisiert, weiter spielt die verminderte Höhenwiedergabe eine Rolle und letztlich, zumindest in einem Raum, der Hallanteil.

Sobald wir ein solches eher undefiniertes Klangbild bekommen, werten wir es als Tiefe des Raums. In diesem Fall ist eine Positionierung schwierig, allein schon durch den Hallanteil.
Demgegenüber steht die nahe, präsente Aufnahme. Da haben wir wenig Hall, dafür aber ein Instrument, das wir fast auf den Punkt genau orten können.

Und noch ein Letztes hierzu:
Bei einer Punktschallquelle (das braucht kein Beitbänder zu sein) haben wir die Möglichkeit, die Instrumente genau zu lokalisieren. Dafür erklingen sie (wenn wir nur einen Lautsprecher verwenden) genau aus dem Loch.
Wenn wir einen Lautsprecher haben, bei dem der Schall irgendwo aus der Richtung der Kiste zu kommen scheint, aber nicht genau definiert ist, wird vom losgelösten Klang gefaselt. Dabei sind da nur Phasendrehungen im wichttigen Hörbereich vorhanden, wie auch extreme Phantomquellen, also Kantenreflexionen.

Das alles bedeutet, dass wir für eine hörmässige Beurteilung die CD genau kennen müssen.
Es bedeutet, dass sich präzise Ortung und gleichzeitig für die selben Instrumente eine räumliche Tiefe ausschliessen. Es bedeutet, dass Nähe und gleichzeitige Räumlichkeit ein Widerspruch sind, genau so wie präzise Ortung und Losgelöstheit des Klangs.
richi44
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 01. Jun 2007, 12:07
Ich muss da noch was anfügen.
Ich habe geschrieben, dass man den Tonmeister und auch die Gerätschaften kennen müsste. Das wäre ein Idealfall. Und richtig ideal wäre es, wenn man mit diesem Mann zusammen eine Aufnahme im Regieraum abhören könnte. Dann wüsste man, was er sich gedacht und wo er die Schwerpunkte gesetzt hat.
Dass dieses Abhören eigentlich auf der selben Anlage und am selben Ort geschehen sollte, wo auch die Aufnahme entstanden ist, wäre prinzipiell das absolute Ideal.

Ich möchte das Ganze mal mit der Malerei oder Fotografie vergleichen. Ein Künstler möchte mit seinem Werk eine ganz bestimmte Aussage machen oder ein ganz bestimmtes Gefühl oder eine besondere Stimmung einfangen. Es geht also nicht nur um die Abbildung einer Realität, sondern weitgehend um Emotionen.
Wenn wir das auf die Musikwiedergabe anwenden, könnten wir der Ansicht sein, es müsse so klingen, dass es uns gefällt. Das ist ein grosser Irrtum. Es muss eigentlich so klingen, dass der Tonmeister zusammen mit dem Dirigenten sagt: So wollte ich die Aufnahme, genau so!!
Wenn diese das bei der eigentlcihen Aufnahme gesagt haben und jetzt wieder, können wir davon ausgehen, dass unsere Wiedergabe jener im Regieraum entspricht.

Natürlich kommen jetzt Einwände, ein Studiomonitor sei für zuhause nicht geeignet und was der Dinge mehr sind. Das mag zu einem ganz kleinen Teil zutreffen.
Bei einem Monitor haben wir in der Regel eine ziemlich gerichtete Wiedergabe, um die Raumeinflüsse gering zu halten. Und ausserdem sitzt der Tonmeister am idealen Platz, sodass er nicht auf ein breites Stereo-Dreieck angewiesen ist. Das kann zuhause anders sein.
Nur, wenn ich Musik hören will, will ich nichts anderes. Also setze ich mich an den richtigen Platz.
Wenn ich aber in der Küche hantiere oder mit dem Staubsauger durch die Wohnung flitze, ist mir der Klang zwar nicht wurscht, aber er ist zweitrangig.

Ich weiss, das sind alles keine Aussagen zum eigentlichen Thema, aber bevor wir nicht die Problematik einer Wiedergabe als ganzes mal betrachtet haben, macht eine Detailbetrachtung noch keinen Sinn.
storchi07
Hat sich gelöscht
#10 erstellt: 01. Jun 2007, 12:12
P.Krips
Inventar
#11 erstellt: 01. Jun 2007, 16:35
@Richi,

zu Post Nr. 9 :

Sehr schön auf den Punkt gebracht !

Gruß
Peter Krips
P.Krips
Inventar
#12 erstellt: 01. Jun 2007, 16:44
Hallo,

jetzt mal zur Sache:
Mir sind aus der Literatur 2 Entzerrungsverfahren bekannt:

Einmal die Linkwitz-Entzerrung, mit der bei einer CB ein gewünschte fc und Qtc eingestellt werden kann.

Und ein Verfahren nach Stahl, das ähnliches, aber für BR-Boxen macht.

Die Verfahren könnte man auch als Vorausregelung auffassen.

Nur: Echte Regelungen, die Chassisfehler ausbügeln, sind das nicht, sondern eher Verfahren, Bässen in eigentlich zu kleinen Gehäusen Tiefbasswiedergabe zu entlocken.

Gruß
Peter Krips
mazdaro
Inventar
#13 erstellt: 01. Jun 2007, 17:50
Hi,

ja, das hat der richi schön beschrieben!


Das alles bedeutet, dass wir für eine hörmässige Beurteilung die CD genau kennen müssen.
Es bedeutet, dass sich präzise Ortung und gleichzeitig für die selben Instrumente eine räumliche Tiefe ausschliessen. Es bedeutet, dass Nähe und gleichzeitige Räumlichkeit ein Widerspruch sind, genau so wie präzise Ortung und Losgelöstheit des Klangs.


Also mit präziser Ortung ist dann ausschließlich eine Links/Rechts-Ortung gemeint?

Eine in diversen HiFi-Zeitschriften so oft beschriebene Tiefenstaffelung von Orchester-Aufnahmen konnte ich auch nie so richtig nachvollziehen. Habe sogar einmal einen Orchester-Musiker, der sich auch Konzerte anhört, gefragt, ob er so etwas wie eine Tiefenstaffelung wahrnehmen würde, worauf er verneint hatte.

Tja, wie komme ich jetzt zur "Kenntnis" der CD, wenn ich keinen Zutritt zum Tonstudio habe?
Auf möglichst vielen guten Anlagen anhören?
Den Vergleich mit einem Foto finde ich prinzipiell gut - nur ist bei einem solchen keine aufwändige Anlage vonnöten, um an die Informationen, die es enthält, zu kommen.

Schwieriges Thema! Geht ja schon in die Richtung "Was ist die Wirklichkeit?"...


mazdaro
richi44
Hat sich gelöscht
#14 erstellt: 02. Jun 2007, 06:42
@ Peter
Eine Vorausregelung gibt es nicht, das ist immer eine Steuerung.
Bei einer Regelung haben wir immer einen Sollwert, also das Musiksignal, dann einen Istwert, das ist das Lautsprechersignal, das irgendwie in eine elektrische Grösse zurückverwandelt wird undwir haben den Vergleich. Und an diesem Vergleicher kommt das Signal raus, das der Lautsprecher bekommen muss, damit er das tut, was er soll, dass also die Lautsprecherwiedergabe dem Eingangssignal entspricht.

Eine solche Regelung ist natürlich unter normalen Umständen immer zu spät. Sie regelt etwas aus, das schon geschehen ist. Damit bleibt ein Nachlauffehler. Das ist das Eine. Und solche Regelungen benutzt man z.B. bei Maschinen, dass die eine Maschine der anderen "in die Hand" arbeitet, also zur rechten Zeit die richtige Bewegung macht. Das muss sie richtig machen, ob sie nun ein Werkstück transportiert oder sich nur leer bewegt.

Was sich so komplziert anhört, ist noch verhältnismässig einfach. Wir haben im Wesentlichen einen bekannten Bewegungsablauf mit einer relativ genau vorgegebenen Geschwindigkeit. Da kann man schon mal das Steuersignal so aufbauen, dass eigentlich genau diese Bewegung resultiert. Jetzt braucht es nur noch eine geringe Korrektur für die synchrone Arbeit mit der zweiten Maschine. Und es braucht allenfalls eine eingebaute Waage die anzeigt, welche Masse die Maschine zusätzlich zu bewegen hat.

Vergleiche ich das mit einem Lautsprecher, so habe ich dort eine bekannte und unveränderliche Masse. Aber ich habe ein Bewegungsmuster, das ich nicht vorhersehen kann. Ich als Regelungselektronik habe ja keine Ahnung, was für Musik auf mich zukommt.
Und es geht da ja eigentlich nicht nur darum, den Antrieb so zu steuern, dass dieser die richtige Bewegung ausführt. Da könnte ich wirklich mit einer Vorsteuerung die Kräfte berechnen, die nötig sind, dass die Membran die richtige Bewegung ausführt. Sofern das Bewegungsmuster bekannt wäre, was ja nicht der Fall ist.
Da ist das Problem, dass mich die Bewegungssumme der Membran interessiert, also der Schall, der abgegeben wird. Und da spielen viele weitere Resonanzen und Federelemente (Steifheit der Membran usw) mit, die ich nicht für jede Beschleunigung berechnen kann.

Das bedeutet, dass bei einem Lautsprecher, wenn er einen grossen Frequenzbereich übertragen soll, die Regelung wesentlich komplexer wird als bei einer Maschine. Da ist das Verhältnis der Steuerspannung zur letztlichen Bewegung (Position oder Geschwindigkeit oder Beschleunigung) zu beachten und dass sich da Phasendifferenzen ergeben.

Dazu mal zwischendurch eine Überlegung: Wie bewegt sich die Lautsprechermembran? Wenn wir dem Lautsprecher ein solches Signal zuführen



wird die Membran mit einiger Verzögerung folgen.
Wir haben nämlich dann den höchsten Schwingspulenstrom, wenn das Signal am höchsten ist. Und mit dem höchsten Strom wirkt die stärkste Kraft auf die Membran und das ergibt die höchste Beschleunigung. Wir sind also immer etwas verspätet, die Frage ist einfach, wie steil ist der Signalanstieg. Da ja die Kurve eine halbe Sinusschwingung darstellt, vom Minimum zum Maximum, können wir von einer Frequenz ausgehen. Und wenn diese Frequenz deutlich unter der Eigenresonanz liegt, ist die Verzögerung nur gering. Ist die Frequenz deutlich über der Resonanz, bekommen wir eine Verzögerung und Deformierung der Bewegung.

Wenn wir jetzt nur mal den Antrieb nachregeln möchten, ohne zu berücksichtigen, was die Membran letztlich für Schall abstrahlt, könnten wir die Membranbeschleunigung messen und dieses Signal mit dem Eingangsstrom vergleichen. Das bedeutet, dass wir nicht die Position und nicht die Geschwindigkeit messen wollen. Die Position könnten wir mit einer variablen Lichtschranke feststellen (T+A), die Geschwindigkeit mit einer zweiten Schwingspule (eine Variante von B&M). Das Problem ist immer, dass wir in jedem Fall eine ideale Differenzierung bräuchten, was elektrisch zumindest mit einem RC-Glied nicht gegeben ist.
Philips hat seinerzeit bei den MFB-Lautsprechern einen piezoelektrischen Beschleunigungssensor verwendet. Das wäre also eine Möglichkeit, das Problem zu lösen.

Aber auch da gibt es Schwierigkeiten. Unterhalb der Resonanz ist die Phasenverschiebung gering, oberhalb liegt sie bei gegen 180 Grad. Und das nur, wenn der Lautsprecher möglichst unbedämpft ist. Das bedeutet, dass wir ihn nicht mit einem üblichen Verstärker betreiben können, der eine Spannungsquelle darstellt, sondern nur mit einer Stromquelle. Und unterhalb der Resonanz müssten wir die Position überwachen, oberhalb die Beschleunigung. Oder wir verzichten auf eine Kontrolle unterhalb der Eigenresonanz, oder auf die Kontrolle oberhalb der Eigenresonanz. Beides zu vereinen ist sehr schwierig.
Schlappohr
Inventar
#15 erstellt: 02. Jun 2007, 07:56

richi44 schrieb:
Die Tiefe des Raumes wird uns durch einen Pegelverlust im Verhältnis zu einem gleichartigen Geräusch in der Nähe (üblicherweise für uns sichtbar) signalisiert, weiter spielt die verminderte Höhenwiedergabe eine Rolle und letztlich, zumindest in einem Raum, der Hallanteil.

ich halte den Hallanteil für wesentlich ausschlaggebender als den Pegel. Ich denke, unser gehirn kann schon soweit den schluss ziehen, dass eine näher positionierte Schallquelle auch mal leiser sein kann als eine weiter entfernte.
Insofern halte ich auch die unterschiedlichen Hallanteile, gerade durch die von dir auch beschriebene tendenz zur größeren richtwirkung bei vielen studiomonitoren, für eine ursache solcher unterschiede bei aufnahmen. könnte die altec "englisch" etwas breiter abgestrahlt haben als die amerikanische jbl?
aber du hast die thematik sehr gut getroffen, der toning fängt an, an den miks zu schieben... leider hab ich bis jetzt nur wenige tonmeister getroffen, die sich mit dem problem auseinandersetzen. die einstellung "abhöre? nicht so wichtig." oder auch "ich muß ja nur die fehler raushören können" ist imho gerade bei 'alten hasen' erschreckend verbreitet.


Ich als Regelungselektronik habe ja keine Ahnung, was für Musik auf mich zukommt.

das ist wie wenn ich radio höre. nur hoffentlich findet die elektronik das ihr gebotene programm nicht ganz so schlecht

wie war eigentlich das thema? ach ja, entzerrung.
zur regelung:
ein zweite schwingspule zur regelung hat zb auch audiodata in ihrem sub. selbiger spielt sehr sauber und sehr tief (der tt wird ja ohne gnade nachgeregelt, deswegen ist ein subsonicfilter pflicht), das könnte damit zusammen hängen. also klanglich positives ergebnis.
ich habe auch schon irgendwo die version mit einem kleinen mikrophon am membranrand gesehen.

durchgesetzt hat es sich imho nicht richtig, da es mit mehrkosten verbunden ist, die die vorteile nicht aufwiegen und die regelungselektronik ein anfälliges bauteil darstellt, welches bei fehlfunktion auch das chassis und das trommelfell des kunden ernsthaft gefährden kann.

"überflüssig" ist eine entzerrung wohl nicht, obwohl der ideale ls ohne auskommen sollte. den gibt es aber nicht *g
es ist imho also durchaus sinnvoll, nicht primär um die macken schlecht konstruierter ls auszubügeln, sondern um die eigenschaften sehr guter ls zu verbessern (untere grenzfrequenz, ausschwingverhalten (nur mit regelung)....)

@peter krips:
es gibt auch aktive analoge phasenkorrektur, die ist nicht ganz so aufwändig wie die passive und deswegen weiter verbreitet. verzögert wird da letzten endes auch, aber nur der phasenkorrigierte teil, der an den anderen, unverzögerten angepasst wird. also nicht wie bei der digitalen FIR das gesamtsignal. dafür lässt es sich im analogen nur in gewissen (sinnvollen) grenzen bewerkstelligen.
richi44
Hat sich gelöscht
#16 erstellt: 02. Jun 2007, 08:04
Ich erinnere mich an die MFB. Da war einiges an Schaltungstechnik nötig, damit die Kiste ohne zu schwingen geregelt werden konnte. Jede Menge RC-Glieder wurde da in den Signalweg, wie auch in den Regelungsweg eingebaut.
Und es gab noch ein Problem: MFB liess sich nur beim Tieftöner realisieren, weil nur diesem die zusätzliche Masse zugemutet werden konnte.

Wenn man sich also das ganze Regelungswesen betrachtet, gibt es letztlich einige Schwierigkeiten.
Bei den Sensoren möchte man ja möglichst den kompletten Schall berücksichtigen, also die ganze Membranfläche. Dies ist entweder akustisch möglich, wobei dann das Mikrofon auf die Membran geklebt werden muss, damit ein konstanter Abstand (3mm) von Schallerzeugung und Messort eingehalten wird. So eine Konstruktion verbietet sich bei Mittel- und Hochtönern oder bei Breitbändern, rein der Masse und Grösse wegen.

Die zweite Möglichkeit ist die kapazitive Abnahme der ganzen, elektrisch leitenden Membran. Hier sind meist Rauschen und Brummen ein Hinderungsgrund.
Und allen diesen Systemen ist gemeinsam, dass sie Spezialkonstruktionen von Lautsprechern erfordern.

Und ebenfalls gemeinsam ist, dass es sich immer um geschlossene Boxen handeln muss, denn das Verhalten einer Bassreflexöffnung kann nicht ohne Laufzeitfehler nachgemessen werden.

Wenn man sich also nochmals die Regelung anschaut, so ist sie nicht eifach zu handhaben, sie verlangt bestimmte Chassis und Gehäuse und ist meist nicht in der Lage, den Schalldruck echt zu überwachen. Das bedeutet, dass man mit solchen Massnahmen den Frequenzgang begradigen und Teile der Verzerrungen mildern kann. Man kann allenfalls auch die Phasenverhältnisse etwas beeinflussen, wobei zu starke Phasenfehler die Regelung ins Schwingen bringen. Daher ist auch dieser Aspekt nur bedingt korrigierbar. Dass die Regelung nicht unproblematisch ist, zeigt eigentlich Backes & Müller ganz deutlich. Da wurde mit zweiter Schwingspule und kapazitiver Abnahme gearbeitet, ebenso mit zwei Tieftönern mit unterschiedlichen Magneten, wobei dann die unterschiedliche Gegen-EMK ausgewertet wurde. Oder es wurde ein Versuch mit dem aufgeklebten Mik unternommen. Wenn es also so einfach gewesen wäre, hätte man nicht alle diese Versuche gestartet und die entsprechenden Lautsprecher auch verkauft. Das wären doch reine Versuchsaufbauten geblieben.

Soviel mal zur ganzen Regelungsgeschichte.
mazdaro
Inventar
#17 erstellt: 02. Jun 2007, 08:36
Hi!

richi44 schrieb:


Und wenn diese Frequenz deutlich unter der Eigenresonanz liegt, ist die Verzögerung nur gering. Ist die Frequenz deutlich über der Resonanz, bekommen wir eine Verzögerung und Deformierung der Bewegung.


Unterhalb der Resonanz ist die Phasenverschiebung gering, oberhalb liegt sie bei gegen 180 Grad.

Woran liegt denn das?

Und unterhalb der Resonanz müssten wir die Position überwachen, oberhalb die Beschleunigung. Oder wir verzichten auf eine Kontrolle unterhalb der Eigenresonanz, oder auf die Kontrolle oberhalb der Eigenresonanz. Beides zu vereinen ist sehr schwierig.

Mit "Position überwachen" ist vermutlich das Problem des Nachschwingens gemeint?
Könnte man nicht auch ein Hybridsystem einsetzen: Membran-Instrumentierung zur Generierung eines Nachschwing-Gegensignals und eine auf die jeweiligen Chassis abgestimmte Vorausentzerrungsschaltung, die auf kurze Anstiegszeiten (Schlaginstrumente) reagiert, und dementsprechend mehr "Stoff" gibt?
Um ein Nachschwingen zu dämpfen, müsste eine Regelung wohl ausreichend schnell sein.

Grüße
mazdaro
richi44
Hat sich gelöscht
#18 erstellt: 02. Jun 2007, 08:52
Jetzt mal zur Steuerung.
Hier versucht man, den Lautsprecher zu analysieren und seine Fehler zu erkennen, damit man sie durch ein bearbeitetes, eben „vorgesteuertes“ Signal austricksen kann.

Es gibt einige Möglichkeiten, die auch angewendet werden. Obwohl es nichts mit Hifi zu tun hat, erinnere ich mal an eine alte Musiktruhe. Da war ein Radio und da waren Lautsprecher in der Kiste. Man hat mit verschiedenen Lautsprechern und verschiedenen Klangfiltern (Hifi, Sonor, Bass, Sprache Jazz usw.) versucht, den Klang gefällig zu machen. Das alles ist Vorsteuerung.
Oder ich erwähne die 4 Liter Kiste von Fostex, den 6301. Da wird der mangelnde Bass und die schlechte Höhenwiedergabe einfach per Filter auskorrigiert. Das ist im Grunde das, was man bei den etwas besseren PC-Lautsprechern antrifft.

Dies alles sind höchst primitive Versuche, die aber ein anvisiertes Ziel erkennen lassen, auch wenn es noch lange nicht erreicht wird.

Mit einer gut ausgemessenen Sammlung von Parametern ist es prinzipiell möglich, das Steuersignal so zu verändern, dass viele der periodischen Fehler vermieden werden können. Es gibt dabei aber Komplikationen. Die Parameter eines Lautsprecherchassis hängen sicher mal von seiner Konstruktion ab, daneben aber auch vom Gehäuse, in das es eingebaut ist. Und sogar die Aufstellung im Raum hat noch eine kleine Rückwirkung.
Das bedeutet, dass man nicht einfach Chassis XY mitsamt seiner Entzerrung nehmen und irgendwo irgendwie verbauen kann. Das muss neu ausgemessen und korrigiert werden.

Es gibt aber eine Reihe von Problemen, die sich mit der Vorsteuerung nicht beheben lassen. Ich nenne da mal drei Lautsprecher. Box A hat einen recht billigen Konushochtöner, Box B eine gute Kalotte und Box C einen Jonenhochtöner.
Wenn ich die drei Frequenzschriebe betrachte, so sind alle recht ausgeglichen. Wenn ich die Boxen aber mit Musik anhöre, so ist A penetrant hell, aber dabei unklar.
Box B ist recht ausgeglichen, allenfalls mit leichter Schärfe. Und C bringt zurückhaltende Höhen mit einem einmaligen Glanz. WARUM?

Der Konushochtöner kann erst nach längerem Einschwingen den Pegel erreichen, dafür schwingt er relativ lange aus. Ausserdem gibt es da Membran-Teilschwingungen. Wäre die Membran fester, könnten die Teilschwingungen abnehmen, aber damit stiege die Masse.
Die Masse ist nun etwas, was ich in die Vorsteuerung als Parameter einfliessen lassen kann. Aber entweder korrigiere ich damit das Einschwingverhalten oder den Frequenzgang, aber nie beides. Ich kann also diesen Fehler nicht ausbügeln, ohne einen neuen einzubauen. Und bei der Kalotte haben wir eine geringere Masse und beim Jonenhochtöner gar keine (wenn wir von der Luftmasse absehen, die wir in jedem Fall haben).

Und neben dieser nicht korrigierbaren Grösse gibt es Verzerrungen, welche pegelabhänig und/oder frequenzabhängig sind, etwa ein zu grosser Hub. Um dies zu korrigieren müsste ein genau spiegelbildliches nichtlineares Element eingebaut sein. Und das ist nicht unproblematisch.

Vergleiche ich also die Vorsteuerung mit der Nachregelung, so hat letztere die Möglichkeit, Verzerrungen noch auszugleichen sowie Ein- und Ausschwingvorgänge zu verbessern, also aperiodische Funktionen zu kontrollieren, was bei der Vorsteuerung nicht möglich ist, da die Elektronik den Unterschied zwischen periodisch und aperiodisch nicht erkennt.

Zusammenfassend kann man die Vorsteuerung als Mittel zur Frequenzganglinearisierung in bestimmten Grenzen einsetzen. Ich erinnere da an Studiomonitore (K+H), die teilweise eine einstellbare Entzerrung enthalten. Oder am anderen Ende angesiedelt die kleinen PC-Lautsprecher oder Bose oder was es sonst noch gibt....
Jedenfalls ist der Aufwand für die Erstellung der Parameter sehr aufwändig und die daraus abzuleitende Elektronik ist auch nicht Null. Daher werden normalerweise Vorsteuerungen wirklich nur für geringe Korrekturen eingesetzt, weil sonst das Ergebnis den Aufwand nicht rechtfertigt, mal von Bassanhebungen bei Subwoofern abgesehen.
richi44
Hat sich gelöscht
#19 erstellt: 02. Jun 2007, 09:17
@ Mazdaro
Beim Lautsprecher haben wir eine Membranmasse und eine Kraft durch den Schwingspulenstrom.
Ausserdem haben wir die Feder der Membraneinspannung.

Jetzt lassen wir den Strom gaaaanz langsam ansteigen und halten ihn dann auf einem bestimmten Pegel konstant, also so, wie meine Grafik es zeigt.
Durch den ansteigenden Strom wird die Schwingspule bewegt, weil sie ja ein Magnetfeld entwickelt, das mit dem des Lautsprechermagneten zusammenwirkt. Weil der Strom ganz langsam ansteigt, macht es keine Mühe, die Membranmasse zu beschleunigen. Was Mühe macht, ist die Kraft der Feder, also der Membransicke und Zentrierspinne. Und da ist das Verhältnis ganz klar: Je höher der Strom, je höher ist die Kraft. Und je höher die Kraft, desto mehr kann ich die Feder spannen.
Das bedeutet, dass bei ganz langsamen Bewegungen die Masse keine Rolle spielt und die Auslenkung nur von der Feder und dem Strom bestimmt wird. Also ist die Membranposition übereinstimmend mit dem Schwingspulenstrom.

Wenn wir jetzt meine Kurve viel steiler machen, dann haben wir zwar eigentlich die gleichen Stromverhältnisse, nur brauchen wir eine viel höhere Kraft, um die Masse zu beschleunigen. Die Feder spielt hier schon gar keine Rolle mehr. Und mit höchster Kraft haben wir auch die höchste Beschleunigung.

Wenn Du mit dem Auto losfährst mit Vollgas, so beschleunigt der Wagen rasant, aber Du hast dabei im ersten Moment vielleicht erst 10cm zurückgelegt.
Wenn Du jetzt vom Gas gehst, beschleunigt der Wagen nicht mehr, aber er rollt weiter. Und wenn Du willst, dass er zum Stehen kommt, musst Du bremsen. Du gibst also Gas am Anfang, bei der höchsten Beschleunigung aber dem kurzen Weg. Und Du bremst bei der höchsten Geschwindigkeit. Deine Reaktionen sind also nicht synchron mit dem Ort, sondern mit der Beschleunigung, denn bremsen ist negative Beschleunigung.

Und es gibt noch etwas, was wir und vorstellen können: Wir wissen, dass bei einem Bass eine grosse Membranbewegung ist und bei den Höhen eine kleine.
Jetzt stellen wir uns wieder das Auto vor und beschleunigen maximal. In einer kurzen Zeit von 0,1s haben wir gerade mal 1m geschafft. Bei 1 Sekunde sind es 10m oder sowas. Wenn wir also eine bestimmte Kraft aufbringen können, entsprechend dem Schwingspulenstrom, so bekommen wir die Masse in einer längeren Zeit weiter bewegt als in einer kurzen. Je kürzer die Zeit, umso höher die Frequenz. Und je höher die Frequenz bei gleichem Lautsprecherstrom, umso kleiner die Membranauslenkung.

Und weil die Masse wie bereits erwähnt, die Sache verzögert, weil sie eine Trägheit hat, im Gegensatz zur Feder, entsteht dieser (vorerst mal) Zeitversatz, der durch die geringere Bewegungsamplitude bei steigender Frequenz zu einem Phasenfehler führt, der weitgehend konstant ist.

Ich habe versucht, die Sache relativ einfach zu erklären. Damit habe ich in kauf genommen, dass da Fehler drin sind, denn es sind noch einige andere Dinge massgebend. Nur haben sie auf das Phasenverhalten nicht so starken und unmittelbaren Einfluss.
mazdaro
Inventar
#20 erstellt: 02. Jun 2007, 10:16
Hi,

zum Glück habe ich die Fahrschule schon hinter mir: weiß inzwischen - rechts ist Gas, und links ist Bremse

Wie Du vorhin schon angesprochen hattest, geht es in erster Linie darum, möglichst massearme Chassis einzusetzten, was die Notwendigkeit einer Korrektur auf ein Minimum reduziert: also für den HT-Bereich einen Ionen-HT, ein Planarsystem, eine Ti- od. Be-Kalotte... Für den MT-Bereich könnte man auch ein od. mehrere Planarsysteme (so wie Infinity das beispielsweise früher gemacht hat) einsetzen. Mehrere haben ja den Vorteil, dass die einzelnen Membranen weniger weit auslenken müssen, und somit auch (tiefere) Frequenzen übernehmen können, bei denen ein System normalerweise überfordert wäre.
D. h. man bräuchte hier so gut wie nichts mehr zu korrigieren, und kann sich mit der Korrektur auf den Bassbereich beschränken...

Zu den aperiodischen Signalen bei der Vorausentzerrung:
Werden, wenn ich von vorne herein bestimmte Grenzen für periodische Signale festlege, die aperiodischen, vergleichsweise selteneren Signale nicht automatisch erfasst, und können dann genauso in die Korrektur einfließen? Ich denke, die Frage ist, inwieweit die aper. Sign. von den period. abweichen: schließlich ist ja die Form des Signals wichtiger als dessen Regelmäßigkeit - od. täusche ich mich da?


mazdaro


[Beitrag von mazdaro am 02. Jun 2007, 10:22 bearbeitet]
Murray
Inventar
#21 erstellt: 02. Jun 2007, 10:26
Hi,


Wie Du vorhin schon angesprochen hattest, geht es in erster Linie darum, möglichst massearme Chassis einzusetzten...


nein! Das kann man so nicht sagen. Wie ein User hier im Forum sagte: "Gib mir eine Betonplatte und einen starken Antrieb...." Im Chassisbau gibts dermaßen viele Lösungsansätze....

Harry
richi44
Hat sich gelöscht
#22 erstellt: 02. Jun 2007, 11:26
Eine Tatsache ist, dass ich bei einer bestimmten Masse, also dem Konushochtöner, nach einigen Sinuszyklen auf einen bestimmten Pegel komme. Natürlich ist das wieder abhängig von verschiedenen Resonanzen und die habe ich bei so einem Ding zu Hauf. Wie lange also das Ein- und Ausschwingen dauert, hängt hauptsächlich von dieser Masse und allfälligen Resonanzen ab.

Jetzt könnte ich hergehen und sagen: Machen wir eine Beschleunigung dieser ersten und folgenden Auslenkungen, erhöhen wir da einfach den Pegel.
Wie weiss ich nun, dass dies der erste oder zweite Anstieg ist und ob da noch weitere folgen?

Wenn ich als Testsignal z.B. einen Rechteck verwende, so kann ich diesen nach der Fourier-Analyse zerlegen. Dann habe ich eine fast endlose Reihe von Signalen mit festem Pegel- und Frequenzraster. Und das dauernd, also periodisch.
Ich kann da bestimmte Oberwellen im Pegel anheben und damit den Rechteck verschönern. Wenn aber diese Frequenz alleine eintrifft und ich habe diese Frequenz zur Rechteckbegradigung oder als "Tritt in den Hintern für diesen Impuls" im Pegel verstärkt, ist sie zu stark und bleibt zu stark. Damit stimmt der Frequenzgang im periodischen Bereich nicht mehr. Andererseits müsste ich aber bei einem Einzelimpuls diese Frequenz anheben, weil, bis der Hochtöner eingeschwungen wäre und somit seinen Nennpegel hätte, der Impuls schon lange vorbei ist.

Das bedeutet, dass so eine Korrektur selbst bei irgendwelchen Formen wie Rechteck oder Sägezahn immer vom eingeschwungenen, also periodischen Verhalten ausgeht. Das ist schliesslich auch das, was ich messe. Aber es hat mit Musik nicht sehr viel gemeinsam, da ist vieles aperiodisch.

Und zur Masse allgemein: Mit genügend Leistung bringst Du den Eifelturm zum wackeln. Das Problem aber ist, dass man bei einer so hohen Masse eine riesen Leistung braucht, ihn kurz und einmalig zum Wanken zu bringen und ihn nachher gleich wieder zu stoppen, ohne dass er ausschwingt. Mit einer Regelung wäre sowas allenfalls denkbar, mit einer Vorsteuerung ist der Aufwand schon immens. Und bei unterschiedlichen Signalen kaum vorhersehbar.
Ideal wäre ja ein Lautsprecher ohne Masse mit variabler Membranfläche. Dann könnte man für tiefe Frequenzen mit geringem Hub arbeiten und hätte bei hohen Frequenzen trotzdem noch keine Bündelungsprobleme. Das wäre dann etwa Rübezahl im Mauseloch. Und sowas gibt es leider nicht.

Das mit der Betonplatte wäre schon richtig, wenn sie keine Teilresonanzen hätte...
mazdaro
Inventar
#23 erstellt: 02. Jun 2007, 11:51

Wenn ich als Testsignal z.B. einen Rechteck verwende, so kann ich diesen nach der Fourier-Analyse zerlegen. Dann habe ich eine fast endlose Reihe von Signalen mit festem Pegel- und Frequenzraster. Und das dauernd, also periodisch.
Ich kann da bestimmte Oberwellen im Pegel anheben und damit den Rechteck verschönern. Wenn aber diese Frequenz alleine eintrifft und ich habe diese Frequenz zur Rechteckbegradigung oder als "Tritt in den Hintern für diesen Impuls" im Pegel verstärkt, ist sie zu stark und bleibt zu stark. Damit stimmt der Frequenzgang im periodischen Bereich nicht mehr. Andererseits müsste ich aber bei einem Einzelimpuls diese Frequenz anheben, weil, bis der Hochtöner eingeschwungen wäre und somit seinen Nennpegel hätte, der Impuls schon lange vorbei ist.


...wobei aber nur wenige dieser Signale im hörbaren Bereich liegen...

...also ohne Kompromisse nichts zu machen: entweder Neutralität oder Zeitrichtigkeit - bestenfalls ein bisschen von beidem oder was man halt bevorzugt?


mazdaro
richi44
Hat sich gelöscht
#24 erstellt: 02. Jun 2007, 12:28
Mir ging es erst mal darum zu zeigen, dass ein Rechteck einem eingeschwungenen Zustand entspricht und daher nicht mit irgend einem Einzelimpuls zu vergleichen ist.

Und Zeitrichtigkeit und Neutralität muss nicht ein Widerspruch sein. Aber darauf möchte ich etwas später eingehen.
richi44
Hat sich gelöscht
#25 erstellt: 02. Jun 2007, 13:25
Ich möchte mich erst mal mit dem Hören als solches auseinander setzen. Warum wir so hören, wie wir hören, hat noch weitgehend mir unserer Entwicklung zu tun.

Ist ein Geräusch eine Bedrohung oder eine Belohnung? Ist es also ein Feind oder eine Beute?

Wenn ein Vulkan ausbricht oder ein Steinschlag niedergeht, ist es zum Wegrennen meist zu spät. Also ist das tiefe Gerumpel zwar Bedrohung, aber eine Flucht hilft nicht.
Wenn wir aber das Knacken eines Astes hören, so müssen wir wissen, worum es geht. Fliehen oder verfolgen.

Und darum haben wir ein Gehör, das immer noch im mittleren Frequenzbereich empfindlicher ist, da, wo die meisten natürlichen „Botschaften“ vorkommen.

Und wir müssen ein Geräusch sehr genau orten können, denn wir müssen wissen, wohin wir den Blick wenden sollen, um die Beute oder den Feind zu erkennen. Darum brauchen wir hinten keine präzise Ortung, es genügt, wenn wir feststellen können, dass das Geräusch von hinten kommt. Wenn wir Glück haben reicht die Zeit, uns umzudrehen und das Geräusch dann frontal zu haben und die Ursache zu sehen, hinten haben wir ja keine Augen.

Ich will jetzt nicht zu weit ausholen, aber man muss sich dessen bewusst sein, warum wir so und nicht anders hören. Und warum einzelne Töne andere verdecken dürfen. Diese Ohrkonstruktion hat die Evolution nicht gemacht, damit man MP3 erfinden kann.

Wir wissen, dass wir vor und rück an der Klangfärbung erkennen, ebenso oben und unten. Und wie die räumliche Tiefe zustande kommt, habe ich ja auch schon erwähnt. Ebenso ist bekannt, dass viele dieser Ortungen nur im Zusammenhang mit bekannten Klängen möglich sind. Wenn ich also eine Flöte aus der Nähe höre, kann ich eine entfernte Flöte auch als solche identifizieren, obwohl sie anders klingt. Wenn ich aber noch nie eine Flöte gehört habe, weiss ich nicht, was es ist und ich kann auch nicht einordnen, ob das Instrument nun nah oder fern ist, ich habe einfach keinen bekannten Vergleich.

Dass wir Geräusche vor allem im mittleren Frequenzbereich von vorne sehr gut orten können, hat auch mit unserer Vergangenheit zu tun. Und wir wissen mittlerweile, dass wir auf verschiedene Reize reagieren. So zeigt ein minimaler Zeitversatz eines impulsartigen Geräuschs sehr genau die Richtung an. Wir können also mit unseren Ohren vor allem diese Einschwingvorgänge nach Verzögerung (Ohrabstand) orten.
Ebenfalls können wir durch Pegelunterschiede eine Ortung vornehmen. Und letztlich kann es sein, dass ein anhaltender Ton unsere Ohren mit einer Laufzeitdifferenz trifft. Ein anhaltender Ton hat jedoch keinen Anfang und kein Ende, sodass uns der Impuls zur Ortung fehlt. Wenn wir also so einen Ton orten können (was bisweilen gelingt), so muss es sich um eine Phasenangelegenheit handeln.

Dieser Punkt ist umstritten, weil man auf dem bisherigen Ohrverständnis keine Möglichkeit sieht, Phasen zu detektieren. Ich habe diesbezüglich Versuche gemacht und bei mir festgestellt, dass bestimmte Signalformen einen Unterschied ergeben, ob sie normal oder rückwärts gespielt werden. Das geht natürlich nicht mit symmetrischen Signalen wie Rechtech oder Sägezahn. Das war ein aufnahmetechnisch präpariertes Klavier, bei dem der Pegel konstant war und Ein- und Ausschwingen abgeschnitten waren.
Allerdings haben andere Versuchspersonen teils Unterschiede gehört, teils nicht. Für mich ist es ein Indiz, dass die Kurvenform eines Signals erhalten bleiben sollte, es ist aber kein Beweis. Und ganz sicher ist, dass sowas bei einem Einzelinstrument denkbar ist, bei einem Orchesterklang aber sicher nicht mehr aufgelöst werden kann. Und eine weitere Tatsache ist, dass allfälliges Erkennen der Signalkurve nur im mittleren Frequenzbereich so zwischen minimal 300Hz und maximal 5000Hz möglich ist. Ausserhalb dieses Bereichs ist nichts mehr feststellbar, wie auch ausserhalb dieses Bereichs die Ortung nicht mehr deutlich ist.

Zu beachten ist ebenfalls, dass wir viele Geräusche an ihrem typischen Einschwingverhalten erkennen. Ich vergleiche es mal mit der Nahrung:
Wenn wir nicht riechen, können wir Apfel und Zwiebel nicht auf den ersten Biss unterscheiden, sondern erst, wenn es auf der Zunge brennt.
Und so ähnlich ist es mit dem Einschwingen. Wenn dieses verwaschen und falsch ist, können wir bisweilen Instrumente nicht eindeutig erkennen. Dieser Umstand sollte uns in dem Sinne hellhörig machen, dass die Phase eine Betrachtung verdient. Wir müssen aber besonders bei der Wahl der Lautsprecher darauf achten, dass dieses Einschwingen nicht durch falsch verstandene „Perfektion“ auf der Strecke bleibt, denn es handelt sich im Wesentlichen um einen aperiodischen Impuls.

Wenn wir also nochmals kurz die Ortung betrachten, so ist es logisch, dass reine Basstöne nicht mit einem Impuls einsetzen. Natürlich entsteht ein Impuls, wenn wir auf die Pauke hauen. Aber dieser Impuls setzt sich aus einer grossen Zahl höherer Frequenzen zusammen. Das kann man mit der Fourier-Analyse zeigen. Und es sind diese höheren Frequenzen, die wir orten, das Ausklingen der Pauke „hören“ wir einfach da, wo der Impuls hergekommen ist. Daher funktioniert ja auch ein Subwoofer. Den „hören“ wir auch da, wo der Bassimpuls hergekommen ist.

Und genau so ist im Hochtonbereich Schluss, weil da irgendwann der Pegel abnimmt, sei es durch Vorhänge in der Wohnung oder Bäume in der Wildnis. Ausserdem werden die Höhen stark reflektiert, sodass sich in diesem Bereich ein richtiger Brei bildet, der mehr verwirrt als nützt.

Es gibt aber etwas, wo die Phase wichtig ist, und das ist die Gleichheit der beiden Lautsprecher. Wir wissen, dass bei falscher Phase (die beiden Boxen arbeiten gegenphasig) eine Ortung kaum möglich ist, sondern dass der Klang undefiniert im Raum steht. Wenn also an einer Box der Mitteltöner falsch angeschlossen wäre, könnten wir einzelne Instrumente nicht mehr richtig orten. Und auch, wenn sich im Mittelbereich die Phase gegenüber den anderen Frequenzen deutlich ändert, kann dies zu einer reduzierten Ortungsschärfe führen.

Die Quintessenz daraus ist, dass wir die Phase nicht aus den Augen verlieren sollten und dass es nicht falsch ist, wenn wir uns darum bemühen. Aber genau so richtig ist, dass wir sie nicht überbewerten und nur ihretwegen Klimmzüge veranstalten.
mazdaro
Inventar
#26 erstellt: 02. Jun 2007, 14:34

Ein anhaltender Ton hat jedoch keinen Anfang und kein Ende, sodass uns der Impuls zur Ortung fehlt. Wenn wir also so einen Ton orten können (was bisweilen gelingt), so muss es sich um eine Phasenangelegenheit handeln.
Dieser Punkt ist umstritten, weil man auf dem bisherigen Ohrverständnis keine Möglichkeit sieht, Phasen zu detektieren.


Bis dorthin - meine volle Zustimmung! Was danach kommt, kann ich z. T. nicht mehr beurteilen, weil ich diesbezügl. keine Versuche angestellt habe bzw. mir das spezielle Wissen fehlt.

Aber nun zu genau jenem umstrittenen Punkt:

Wenn es sich um eine "Phasenangelegenheit" handeln sollte, muss diese zwingend in Bezug zum Ohrenabstand stehen.
Eine Deiner früheren Behauptungen war die, dass das räumliche Sehen durch den Augenabstand zustande käme, was ja durch Stereofotographie bzw. -filme leicht verifiziert werden kann.
Insofern hat es mich ein wenig gewundert, dass Du dann räumliches Hören (Tiefenstaffelung) lediglich auf Pegelunterschiede zurückgeführt hast. Mit Deinem aktuellen Posting aber scheinst Du diese Aussage doch zu relativieren:
Es geht doch um nichts anderes als genau um diesen - auf weite Entfernungen bezogen - minimalen Versatz der Ohren. Es ist nicht anders als bei den Augen. Einmal sind es zwei minimal verschobene Bilder, die im Gehirn zum 3D-Gebilde verwandelt werden, und das andere Mal sind es minimal verschobene Phasen - was sonst? Wenn es nicht so wäre, könnte ein Ton "ohne Anfang und Ende" niemals geortet werden!

Und Zeitrichtigkeit und Neutralität muss nicht ein Widerspruch sein. Aber darauf möchte ich etwas später eingehen.

Anhand von Pfl ?

Schöne, rein wissenschaftlich bzw. psychologisch (ist für mich nämlich keine richtige Wissenschaft ) geprägte Diskussion!

mazdaro

PS: Man braucht natürlich keine Stereofotogr., um zu beweisen, dass räumliches Sehen nur mit zwei Augen mögl. ist: es reicht, ein Auge zu schließen od. abzudecken, und schon ist nur noch ein 2D-Bild vorhanden, das allein durch Erfahrungswerte als 3D-Bild gedeutet wird.
Wie sieht es nun mit der Ortbarkeit von anhaltenden Tönen aus, wenn ein Ohr verschlossen wird? Ob dann noch Erfahrungswerte eine nicht vorhandene Information ausbügeln können, darf bezweifelt werden...
Es wäre sicherlich nicht uninteressant zu eruieren, ob für besagte Ortbarkeit auch Veränderungen der Kopfposition eine Rolle spielen, was ich stark annehme.


[Beitrag von mazdaro am 02. Jun 2007, 14:57 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#27 erstellt: 03. Jun 2007, 07:19
Hallo Mazdaro


Insofern hat es mich ein wenig gewundert, dass Du dann räumliches Hören (Tiefenstaffelung) lediglich auf Pegelunterschiede zurückgeführt hast


Wenn Du mit den Augen einen Gegenstand im Abstand "unendlich" fixierst, so sind einmal die Linsen auf unendlich gestellt und zweitens stehen die Augen parallel. Diese beiden Werte zusammen ergeben im Gehirn den Eindruck "das Objekt steht in Entfernung unendlich".
Ist das Objekt 20cm vor Deiner Nase, sind die Linsen auf nah gestellt und Du schielst das Objekt an. Kommt hinzu, dass Du es mit jedem Auge aus einem anderen Winkel betrachtest und somit u.U. nicht das gleiche Bild bekommst.
Diese Information wird als "extrem nah" registriert.
Und dass diese Dinge zusammen gehören, um einen Eindruck zu erwecken, erkennt man an den Bildern des Buches "das magische Auge". Dort werden im einfachsten Fall Reihen von Bildern gezeigt, die einen leicht unterschiedlichen seitlichen Abstand haben. Dadurch, dass man sich entsprechend konzentriert, kann man die Augen auf Parallel einstellen, die Linsen aber auf nah. Und damit wird der Sehapparat betrogen. Er sieht plötzlich ein dreidimensionales Bild, was so nicht möglich ist. Soviel zum Sehen.

Beim Ohr haben wir keine Ausrichtung, wie dies einzelne Tiere haben um damit ein Schallereignis zusätzlich orten können. Und es gibt auch keine Linse, die eine Entfernungseinstellung hat oder nötig macht. Ob also ein Schallereignis 1m mittig vor uns abläuft oder in 20m Entfernung, ergibt keinerlei Phasendifferenzen oder Laufzeiten. Es gibt nur die Laufzeit vom Ereignis zu uns. Und dieses können wir bei einer schlechten Lautsprecheranlage feststellen, wenn nämlich die Lautsprecher nicht über Verzögerungen angesteuert werden und daher die entfernten immer ein Echo der näheren bilden.
In diesem Sinne können wir also Ohr und Auge nicht vergleichen.


Es geht doch um nichts anderes als genau um diesen - auf weite Entfernungen bezogen - minimalen Versatz der Ohren. Es ist nicht anders als bei den Augen. Einmal sind es zwei minimal verschobene Bilder, die im Gehirn zum 3D-Gebilde verwandelt werden, und das andere Mal sind es minimal verschobene Phasen - was sonst?


Das hätten wir, wenn das Ereignis nicht mittig vor uns wäre. Dann haben wir einen zeitlichen Versatz, der erstens als Zeitdifferenz registriert und zur Ortung verwendet wird und wir haben den Phasenfehler, der frequenzabhängig ändert bei einer bestimmten Ablage aus der Mitte. Solange sich das Ereignis aber in der Mitte befindet, ändert sich mit dem Abstand weder eine Phase noch eine Zeit, die wir registrieren können. Es ändern sich die allgemeinen raumakustischen Gegebenheiten.

Da muss ich nochmals auf die Aufnahmetechnik zurückkommen. Ich kann ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik (nimmt aus allen Richtungen gleich auf) z.B. in 2m Entfernung zu einem Instrument aufstellen. Die Aufnahme klingt "entfernt", weil zuerst der Schall vom Instrument am Mik eintrifft, später aber der ganze Raumanteil aus allen Richtungen. Und sobald der Raumanteil im Pegel höher ist als der Direktschall, wirkt der Klang hallig und entfernt. Dies, weil das Instrument ausserhalb des Hallradius liegt. Dieser Hallradius ist jener Abstand zum Mik, an welchem Direktschall und Reflexionen gleich stark registriert werden.
Verwende ich ein Richtmikrofon, so kann ich den Direktschall einfangen, den Raumanteil, der ja aus unterschiedlichen Richtungen kommt, kann ich aber weitgehend unterdrücken. Damit habe ich an gleicher Mirkofonposition plötzlich nicht mehr das Gefühl, ich sei entfernt, sondern ich bin "näher", auch wenn sich der Klang nicht verändert hat, sondern nur der Hall- oder Raumanteil. Und genau so reagiert unser Gehör (also Ohr und Gehirn zusammen). Es registriert auch einen "Hallradius" und was ausserhalb ist, ist fern, was innerhalb ist, ist nah, mal etwas vereinfacht gesagt. Zusätzlich ist es eben noch die Lautstärke, das Verhältnis zu den Störgeräuschen und die Klangfarbe.


Wenn es nicht so wäre, könnte ein Ton "ohne Anfang und Ende" niemals geortet werden!


Ortung im klassischen Sinne ist nur links zu rechts möglich. Da spielen die Zeitdifferenzen eine Rolle, da spielt die Pegeldifferenz eine Rolle und die Phasenlage oder -Differenz.
Und dazu noch ergänzend: Bei tiefen Frequenzen gibt es nur geringe Phasendifferenzen, denn bei einem Ohrabstand von etwa 16cm entspricht rund 1kHz einer maximalen Phasendifferenz von 180Grad. Das bedeutet doch, dass diese 1kHz die maximal mögliche Phasendifferenz liefern. Bei 100Hz ist die Differenz gerade noch 18 Grad und damit nicht mehr so eindeutig. Und weil wir uns ja gewohnt sind, Richtungen so im vorderen Bereich von rund +/-45 Grad zu beachten (das, was wir ohne Kopfbewegung überblicken können), reduziert sich die Phasendifferenz weiter. Und ich habe ja eingangs schon erklärt, dass tiefes Grollen kein Grund ist, wegzulaufen, weil es eh zu spät wäre. Sind aber zusätzlich höhere Töne beteiligt, ist die Ortung präziser.
Und noch zu den hohen Frequenzen. Wenn ich einen Ton von rund 2kHz habe und er ist genau links oder rechts, so bekommt das andere Ohr diesen Ton mit der gleichen Phase geliefert wie das erste. Also habe ich da keine Phasendifferenz mehr.

Zurück zur Frage des anhaltenden Tones: Das geht bei Frequenzen zwischen etwa 400Hz und 1,5kHz. Darunter ist die Phasendifferenz zu klein, darüber ist sie zu gross und es kommt hinzu, dass bei höheren Frequenzen die Reflexion und Absorption die Phasenlage und den Pegel beeinflussen, was zu Falschortung führt.

Man müsste mal den Versuch machen, ein Instrument allein auf einer Wiese spielen zu lassen und es versuchen zu orten. Wir hätten keine Reflexionen und keine unterschiedlichen Absorptionen. Wir werden es bestimmt orten können, auch wenn es anhaltend tutet. Man kann sich fragen, warum. Eigentlich gibt es zwei falsche Antworten: Wir haben von dem Instrument keinen Sinus, sondern irgend eine Kurvenform, die irgendwo eine steile Flanke besitzt. Mit der Fourier-Analyse handelt es sich einfach um ein Fuder an Frequenzen mit unterschiedlichen Pegeln und unterschiedlichen Startphasen. Dieses Frequenzgemisch kann ich nach Pegel orten, wenn das Ohr keine Phase erkennen kann. Dann ist aber die Ortung ungenau.
Oder ich reagiere auf den Zeitversatz der steilen Flanke. Dann muss ich in der Lage sein, ein Signal an seiner Kurve zu erkennen und nicht nur an der Zusammensetzung der einzelnen Oberwellen ohne Berücksichtigung der Phase.

Ich will damit sagen, dass die Vermutung, dass das Ohr die Phase erkennen kann (sonst wäre der anhaltende Ton nicht ortbar) berechtigt ist, weil sonst einiges, was uns normal erscheint, so nicht funktionieren würde.

Soviel für den Moment.
mazdaro
Inventar
#28 erstellt: 03. Jun 2007, 10:51
Hi richi,

habe mir auch noch einmal Gedanken über Auge und Ohr gemacht, wobei ich zu dem Schluß gekommen bin, dass mein Vergleich doch zu sehr hinkt, um damit argumentieren zu können:
Der springende Punkt ist ja der, dass ein Auge bereits ein zweidimensionales Bild liefert, wohingegen ein Ohr
0(?)-dimensional wahrnimmt... D.h. mit zwei Ohren hätte man erst die Information einer Dimension, und das wäre die von Dir beschriebene horizontale Richtung. Das Stereohören über eine HiFi-Anlage (die Ortbarkeit in einer Linie zwischen den zwei Boxen) kann ja nur durch Pegelunterschiede (L/R) zustande kommen, was mit den unterschiedlichen Laufzeitdifferenzen auch gut erklärbar ist. Was die beiden übrigen Dimensionen (Vertikale und Tiefe) anbelangt, redet man sich wahrscheinlich mehr ein! Und trotzdem ist in natura ein Klang von oben gut zu orten (wie auch beim Kunstkopfhören)...


mazdaro
P.Krips
Inventar
#29 erstellt: 03. Jun 2007, 10:52
Hallo,

@Richi: Wacker, wacker, du schreibst dir da ja 'nen Wolf.

Zur Ortung möchte ich noch etwas anmerken, insbesondere zu
anhaltenden Tönen.
Meines Wissens nach wertet unser "Zentralcomputer" auch die subtilen Klangunterschiede aus, die bei der Laufzeit um den Kopf herum und duch unterschiedliche Einfallswinkel zum Ohr entstehen.
Beispiel: Geräusch 45° rechts vorne
der Schall erreicht das rechte Ohr direkt, das linke aber nur über den "Umweg" Gesicht und mit anderem Einfallswinkelin die Ohrmuschel.
Unser Ohr ist schon eine erstaunlicher Apparat (auch wenn er mittels MP 3 "veräppelt" werden kann) mit erstaunlicher Auflösung.
Wie hat mal einer überspitzt gesagt: Wenn unsere Augen das Auflösungsvermögen der Ohren hätten, könnten wir eine auf dem Mond liegende Zeitung lesen....

Wichtig finde ich noch die Phasengeschichte: Unser Gehör ist wohl recht unempfindlich bei der Erkennung ABSOLUTER Phasenunterschiede (z.B. Signal von vorne Mitte), aber relativ empfindlich bei RELATIVEN Phasenunterschieden (Ausserhalb Mitte) , was du ja mit dem Verpolungsbeispiel bei Lautsprechern noch mal verdeutlicht hast.

Das musste wegen der unseligen TPS-Geschichte noch mal sein...

Gruß
Peter Krips

ansonsten: weiter so...

P.S. Gabs da nicht mal unterschiedliche Verfahren wie Intensitäts- und Laufzeitstereophonie ??
mazdaro
Inventar
#30 erstellt: 03. Jun 2007, 10:57
Hi Peter,

da waren wir ja fast phasengleich!
richi44
Hat sich gelöscht
#31 erstellt: 03. Jun 2007, 12:39
Also, noch ein Letztes zum Thema Orten anhaltender Sinsutöne:
Das ist wirklich nicht einfach und funktioniert eigentlich nur noch nach dem Phasenverhältnis. Die absolute Phase können wir eh nicht hören.
Aber für das Orten eines Sinus spielt allenfalls der Pegel eine geringe Rolle, nicht aber der Klang, weil es bei einem Sinus, also einem reinen Ton keinen Klang gibt.
Bei Geräuschen haben wir natürlich eine Mischung verschiedener Töne und damit möglicherweise impulsartige Flanken, die wir irgendwie auswerten. Und auf jeden Fall höhere Frequenzen, die durch die Abschattung des Kopfens einen unterschiedlichen Klang bekommen.


Und einfach mal zum ganzen Thema:
Ich habe einige Erfahrung gesammelt, einiges ausprobiert und einiges angelesen. Ich bin aber sicher nicht allwissend. Und ich bin auch nicht vor Irrtümern geschützt. Daher bin ich froh um alle Reaktionen, positive wie negative und ich bin auch auf weitere Gesichtspunkte angewiesen, die mir nicht in den Sinn gekommen sind.
Und ausserdem soll es ja nicht ein endloser Monolog werden.

Trotzdem hier mal eine Zwischenbilanz:
Wie und was wir hören ist noch nicht endgültig geklärt. Die medizinische Wissenschaft bestreitet das Phasen-auswerten, weil das Ohr von der Konstruktion nicht in der Lage sei, Phasen zu erkennen. Und darum sei auch das Erkennen einer Kurvenform nicht möglich.
Dem widerspricht die Tatsache des Hörens des ausgehaltenen Sinus und die Versuche mit bestimmten Signalformen.
Daraus leite ich ab, dass wir noch nicht beweisen können, dass die Signalform notwendig ist, wir können aber den Gegenbeweis auch nicht antreten.
Daher die Forderung, die Signalform unter bestimmten Umständen (Einzelinstrumente) nicht zu vernachlässigen.

Was wir ebenfalls wissen ist, dass es recht komplex wird, ein Ersatzschaltbild eines Lautsprechers zu entwickeln. Die einfachen Grössen von Feder, Masse, Dämpfung und der Schwingspule reichen bei weitem nicht aus, das Gebilde zu beschreiben.
Hätten wir ein gültiges Ersatzschaltbild, könnten wir daraus allenfalls elektrische Entzerrer entwickeln. Nur funktionieren diese meist nur im eingeschwungenen Zustand, während für die Geräuscherkennung (Musik ist auch nur Geräusch) das Einschwingverhalten massgebend ist, das mit einem Ersatzschaltbild und einer entsprechenden Elektronik eher verfälscht wird.
Das bedeutet, dass die Vorsteuerung allein die Problematik nur unzureichend lösen kann.

Mit einer Nachregelung, die schnell genug ist, könnte man die Fehler besser in den Griff bekommen, wenn man eine nützliche Sensor-Mimatik hat, die den gesammten abgestrahlten Schall verzögerungslos auswertet. Allerdings ist hier die unkonstante Phase über der Frequenz ein Problem, die ein solches System schnell zum Schwingen bringt. Viele Hersteller haben dieses System wieder aufgegeben, weil die Schwierigkeiten grösser sind als der Nutzen. Man sollte die Nachregelung aber trotzdem im Auge behalten.

Ein Ausblick auf die noch offenen Fragen:
Mehrwegkonstruktionen und die damit verbundenen Lösungen bisheriger Probleme, aber auch das Einhandeln neuer Probleme.
Verbessertes Ausschwingverhalten durch Verstärker mit negativem Ri und
generelle Probleme einer Box, die sich mit keiner der genannten Techniken verbessern lässt.

Diese Punkte will ich noch anschneiden und dann haben wir sicher Stoff genug, uns über die verschiedenen Plus und Minus, Wenn und Aber zu unterhalten.
Daher....
P.Krips
Inventar
#32 erstellt: 03. Jun 2007, 13:25
Hallo,


richi44 schrieb:

Und ausserdem soll es ja nicht ein endloser Monolog werden.

Du machst das schon ganz gut, keine falsche Bescheidenheit..


Was wir ebenfalls wissen ist, dass es recht komplex wird, ein Ersatzschaltbild eines Lautsprechers zu entwickeln. Die einfachen Grössen von Feder, Masse, Dämpfung und der Schwingspule reichen bei weitem nicht aus, das Gebilde zu beschreiben.

Aus der Literatur kenne ich wesentlich komplexere Ersatzschaltbilder, als die üblicherweise verwendeten. Die vereinfachten reichen wohl, um das grundsätzliche Übertragungsverhalten incl. der TSP darzustellen. Inwieweit die komplexere Variante das Treiberverhalten zutreffender beschreibt, weiß ich nicht, müsste man mal in ein Simuprog einspeisen und mal "durchlaufen" lassen.


Hätten wir ein gültiges Ersatzschaltbild, könnten wir daraus allenfalls elektrische Entzerrer entwickeln.

Das war ja auch eine der Ungereimtheiten bei TPS, daß eine Grundlage für die Einstellung die TSP sein sollten, andererseits TPS-Uwe anscheinend keine diesbezügliche Messmöglichkeit hat.


Das bedeutet, dass die Vorsteuerung allein die Problematik nur unzureichend lösen kann.


Zumal die "Vorsteuerung", wenn sie gut funktionieren soll, auch noch die Problematik der sich verändernden Parameter bei größerem Hub/Schwingspulenerwärmung etc. vorausahnen müsste.

Gruß
Peter Krips
richi44
Hat sich gelöscht
#33 erstellt: 04. Jun 2007, 07:46
Also, dann Endspurt!
Bei Lautsprecherboxen gibt es generelle Probleme. Üblicherweise wird der Frequenzgang einer Box vor ihrer Achse gemessen und die Box wird auf den Zuhörer ausgerichtet. Das Problem ist nun, dass der Schall, der schräg abgestrahlt wird, nicht unbedingt linear sein muss. Das bedeutet, dass die Summe des hörbaren Schalls in einem Raum (Direktschall und Reflexion) keineswegs linear sein wird.

Der Grund für die ungleichmässige Abstrahlung ist einerseits eine Bündelung der hohen Frequenzen, andererseits aber besonders bei etwas grösseren Membranen ein kammfilterartiger Verlauf des Frequenzgangs bei seitlich schräger Messung. Es ist also nicht nur so, dass seitlich die Höhen weniger werden, sondern je nach Richtung und Frequenz kommt es zu richtigen „Löchern“.

Bei Studiomonitoren verwendet man daher meist Schallführungen, welche die Problematik der unregelmässigen Abstrahlung stark reduzieren. Ausserdem wissen wir, dass ein Wohnraum das Gegenteil einer idealen Abhörsituation darstellt. Daher wäre eine gebündelte Abstrahlung auch von Vorteil. Dem widerspricht natürlich, dass man den vollen Klang überall im Raum haben möchte, was dann nicht möglich wäre.



Es bleibt also die Tatsache, dass die breite Abstrahlung zu Frequenzgangfehlern führt, dass andererseits die grichtete Abstrahlung ein eingeschränktes Abhörareal schafft.
Und es bleibt die Tatsache, dass man die daraus resultierenden Fehler nicht mit Regelungen und nicht mit Vorsteuerungen beheben kann.

Ein weiteres Problem einer Box ist die Bildung von Phantomschallquellen an den Kanten. Schall, der 90 Grad zur Achse abgestrahlt wird, gelangt nach einer Laufzeit an die Kante und bildet dort eine art neue Schallquelle. Da diese um die Laufzeit verzögert abstrahlt, ergeben sich Phasenprobleme und „Doppeltöne“, wie auch Fehler im Frequenzgang und wieder zusätzliche Fehler in der Richtcharakteristik, also das, was eben angeschnitten wurde.

Das bedeutet, dass diese Phantomquellen möglichst vermieden werden sollen. Dazu gibt es ein paar Möglichkeiten: Erstens verwendet man Schallführungen wie beim Studiomonitor. Damit wird die 90 Grad Abstrahlung vermieden. Zweitens verwendet man nur minimal breite Schallwände oder Gehäuse, also Mittel- und Hochton in separatem, minimiertem Gehäuse. Oder man bringt drittens auf die Schallwand ein Dämpfungsmaterial auf, etwa Schaumstoff oder Teppich. Der Schall, der 90 Grad abgestrahlt wird, läuft sich in den Fasern und Poren tot, bevor er die Kante erreicht hat. Damit ist das Problem auch vom Tisch.

Fazit aus diesem ersten Abschnitt: Wenn wir eine Schallführung verwenden, können wir uns Probleme durch unregelmässigen Frequenzgang und Phantomquellen ersparen. Diese Fehler können wir NUR mit solchen Massnahmen bekämpfen und nicht durch irgendwelche Vorsteuerungen oder Regelungen.


Jetzt ein zweiter, oft missverstandener Punkt: Man liest immer wieder, die Lautsprecher sollten nicht zu nahe an einer Wand stehen. Die Begründungen, warum das so sein soll, sind aber meist sehr dürftig.
Angenommen, wir hätten eine Box mit einer Gehäusetiefe von 50cm und stellen diese 2m vor eine Wand. Dann haben wir eine Distanz vom Basslautsprecher zur Reflexion und zurück von 4m. Hätten wir eine Frequenz mit einer Wellenlänge von 8m, so bekämen wir eine Auslöschung, bei einer Wellenlänge von 4m eine Überhöhung.
Wir hätten folglich eine Anhebung bei 85Hz und ein Loch bei 42,5Hz.

Wenn wir die Box nun ganz an die Rückwand stellen, ist die Hin- und Rückdistanz 1m, macht damit eine Überhöhung bei 340Hz und ein Loch bei 170Hz. Das ist auch nicht ideal. Aber wenn wir nun die Box in die Wand einbauen, haben wir NULL Distanz und somit kein Loch und keine Überhöhung. Und genau darum werden oft Studiomonitore plan in die Frontwand eingelassen. Dass sich gegenüber der freien Aufstellung eine Pegelanhebung von 3dB ergibt, ist kein Problem. Das lässt sich mit einem Equalizer problemlos beseitigen.

Fazit daraus: Es ist Unsinn zu behaupten, Lautsprecher müssten frei stehen. Das geht auf einer Wiese, aber nicht in einem Raum, weil es da immer Begrenzungsflächen gibt, die Reflexionen erzeugen und damit zu Anhebungen und Löchern führen. Die Frage ist einzig, bei welchen Frequenzen die Anhebungen und Löcher auftreten.
Das Ideal ist also, die Lautsprecher so in die Wände einzubauen, dass sie mit diesen Wänden plan abschliessen. Dann gibt es diese Reflexionen nicht.


Und in diesem Zusammenhang ein weiteres Problem: Zusammen mit dem Raum ergeben sich immer Frequenzgangfehler durch Reflexionen. Früher hat man auch in Regieräumen versucht, solche Fehler zu messen und sie mit Equalizern zu beheben. Und da man diese Messungen meist mit rosa Rauschen durchgeführt hat, ist ein zusätzlicher Fehler dazu gekommen.
Rosa Rauschen ist ein im Bass extrem ungleichmässiges Signal. Durch die Überlagerung unendlich vieler Frequenzen ergibt sich ein stark schwankender Pegel. Betrachtet man also ein bestimmtes Band von meinetwegen 40 bis 50Hz, so ändert sich da der Pegel dauernd. Richtig wäre der Mittelwert, sicher falsch sind Minimum und Maximum. Nun gab es Equalizer mit Einmessvorrichtung, die die ganze Arbeit automatisch erledigten. Dazu wurde der Maximalwert gespeichert und die Entzerrung darauf abgestützt. Dabei wurde nicht berücksichtigt, dass dieser Maximalwert letztlich zu einer zu schwachen Basswiedergabe führte.
Der zweite, noch göbere Fehler ist, dass bei einer Überhöhung aus EINER Reflexion maximal 3dB möglich sind, ein Loch kann aber problemlos –40dB betragen. Will man das ausgleichen, so müsste man ja Absenkungen von 3dB zulassen, daneben aber Anhebungen von 40dB. Das wären dann bis zu 10'000 facher Leistung, also absoluter Blödsinn.
Weiter ist es ja so, dass wir viele Geräusche an ihrem Einschwingen erkennen, dass aber die ganze Messerei im eingeschwungenen Zustand erfolgt. Wenn wir also im eingeschwungenen Zustand bei einer Frequenz ein Loch von 40dB haben, so haben wir im Einschwingmoment noch kein Loch. Und somit gibt es da nichts zu korrigieren, ausser den Raumreflexionen durch bauliche Massnahmen. Also, ein Equalizer zur Raumkontrolle ist Blödsinn!! Und damit hat diese Vorsteuerung (etwas anderes ist es ja nicht) nichts verloren.
TPS
Stammgast
#34 erstellt: 04. Jun 2007, 08:39

richi44 schrieb:
Feder, also der Membransicke und Zentrierspinne. Und da ist das Verhältnis ganz klar: Je höher der Strom, je höher ist die Kraft. Und je höher die Kraft, desto mehr kann ich die Feder spannen.
Das bedeutet, dass bei ganz langsamen Bewegungen die Masse keine Rolle spielt und die Auslenkung nur von der Feder und dem Strom bestimmt wird. Also ist die Membranposition übereinstimmend mit dem Schwingspulenstrom.


Du schockst mich!
Was, wenn die Feder fehlen würde (Theoretisch gesehen)?
Wenn mir eine Feder nicht im Wege stände, könnte ich einen Gegenstand (Membran) leicht (langsam) verschieben. Wenn die Feder aber da ist, muß ich diese Gegenkraft durch mehr Energie überwinden. Mehr Energie ist im Musiksignal aber deswegen nicht da. Die Musik "weiß" nicht - hoppla, da wartet noch eine Feder!?

Oder ist die Phasenkurve in meinem LS-Programm reine Erfindung? Da sind im geschl. Gehäuse immer noch bei 20Hz fast 180Grad erreicht.


Aber auch da gibt es Schwierigkeiten. Unterhalb der Resonanz ist die Phasenverschiebung gering, oberhalb liegt sie bei gegen 180 Grad. Und das nur, wenn der Lautsprecher möglichst unbedämpft ist. Das bedeutet, dass wir ihn nicht mit einem üblichen Verstärker betreiben können, der eine Spannungsquelle darstellt, sondern nur mit einer Stromquelle. Und unterhalb der Resonanz müssten wir die Position überwachen, oberhalb die Beschleunigung. Oder wir verzichten auf eine Kontrolle unterhalb der Eigenresonanz, oder auf die Kontrolle oberhalb der Eigenresonanz. Beides zu vereinen ist sehr schwierig.


nö!


[Beitrag von TPS am 04. Jun 2007, 09:31 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#35 erstellt: 04. Jun 2007, 09:13
Der nächste Schritt:
Wir kennen das „Wasserfalldiagramm“ welches normalerweise das Ausschwingen eines Lautsprechers darstellt. Und es ist absolut richtig, diesem Diagramm genügend Aufmerksamkeit zu schenken. Doch eigentlich müsste uns das Einschwingverhalten noch mehr interessieren.
Nehmen wir mal eine Pauke. Diese macht keinen Muks, bis wir ihr mit einem Paukenschlag eins aufs Fell geben. Dann macht sie Bummmm, wobei das mmm das Ausschwingen ist.
Und so ist es doch mit fast jedem Instrument, das Einschwingen ist kurz, das Ausschwingen lang.
Wenden wir uns nochmals dem Wasserfalldiagramm zu, so sehen wir ein mehr oder weniger langes Ausschwingen.
Was wir sicher NICHT möchten, dass das Ausschwingen frequenzabhängig wird und „nachklingelt“. Was uns aber im Hinblick auf das Ausschwingen der Pauke weniger beunruhigt, ist ein etwas längeres, aber lineares Ausschwingen.

Uns sollte somit ein Einschwingdiagramm mehr interessieren. Und diese Forderung steht nun genau quer in der Landschaft der Ausschwingoptimierung mit entsprechend konstruierten Verstärkern.

Dazu etwas Elektronik:
Ein normaler Verstärker hat einen Innenwiderstand, der üblicherweise möglichst gering gehalten wird. Dazu wird einfach die Ausgangsspannung mit der Eingangsspannung verglichen (Gegenkopplung) und so das nötige Signal gewonnen.
Nun hat ein Lautsprecher laut dem einfachen Ersatzschaltbild einen mechanischen Schwingkreis aus Masse der Membran, Feder von Luft und Zentrierung und einer Dämpfung aus Dämpfungswolle und mechanischen Verlusten.
Weiter haben wir die Schwingspule mit Induktivität und Drahtwiderstand.

Wenn wir die Dämpfung vergrössern, nimmt die Schwingneigung, also auch das Ausschwingen drastisch ab. Bei einem üblichen Verstärker geht das bis zu seinem minimalen inneren Widerstand, zusammen mit der Schwingspule. Unter diesen Wert kommen wir nicht. Und daher müssen wir eigentlich im Ersatzschaltbild R (und L) der Schwingspule parallel zum Dämpfungswiderstand setzen.

Jetzt können wir aber eine spezielle Schaltung anwenden, welche den Strom durch den Lautsprecher misst, und je höher dieser Strom, desto höher wird die Ausgangsspannung des Verstärkers. Damit wird eigentlich die nachteilige Wirkung der Schwingspule aufgehoben.

Im Ersatzschaltbild haben wir wie erwähnt üblicherweise L, C und R der schwingfähigen Membran und parallel dazu die Schwingspule mit ihrem L und R. Und jetzt setzen wir dazu den negativen Ri des Verstärkers, den wir mit dieser Trickschaltung gebildet haben. Das bedeutet, dass wir parallel zum schwingungsfähigen Gebilde einen Kurzschluss eingebaut haben, der diese Schwingung verhindert.
Und tatsächlich kann dieses Ding nicht mehr ausschwingen.

Aber:
Wenn ein Impuls am Verstärker-Eingang steht, so muss in der Schwingspule ein Strom fliessen. Dieser Strom wird aber durch die Induktivität der Schwingspule reduziert. Also haben wir einen kleineren Strom und damit einen schwächeren Anschub aus der Trickelektronik. So, wie die Schaltung das Ausschwingen verhindert, verhindert sie auch das Einschwingen, oder anders gesagt, gerade das rasche Einschwingen, das wir möchten, wird durch diese Massnahme entscheidend verhindert und verzögert.

Diese Schaltung wurde schon vor über 25 Jahren von einigen Herstellern verwendet und taucht immer wieder auf, sie verschwindet aber jeweils auch genau so schnell wieder.

Diese „Rechtsüberhol-Regel-Steuerung“ ist also auch nicht seeligmachend und könnte allenfalls in Subwoofern eingesetzt werden, aber wozu?


Jetzt bleibt eigentlich nur noch die Frage, wie man es richtig machen könnte.

Sicher ist, dass es kritische und weniger kritische Frequenzbereiche gibt.
Sicher ist, dass es nicht schadet, die Phasenlage zu beachten, zumindest im kritischen Frequenzbereich und während des Einschwingens.
Sicher ist, dass wir mit einem Breitbandlautsprecher den Dopplereffekt nicht verhindern können, ohne eine grosse und damit schwere Membran einzusetzen.
Sicher ist, dass wir mit derart grossen Lautsprechern einen undiskutablen Frequenzgang ausserhalb der Achse und somit in jedem normalen Raum erhalten.
Sicher ist, dass wir eine Unmenge von Resonanzen bekommen, die sich im Ersatzschaltbild darstellen lassen und sich dort teilweise aufheben, sodass wir sie eigenlich in der entstehenden Formel auskürzen könnten, dass diese Resonanzen aber an unterschiedlichen Orten der Membran entstehen und zu undefiniertem Abstrahlen neigen, obwohl sie sich eigentlich hätten aufheben müssen. Sicher ist, dass wir solche Resonanzen nicht erfassen können, dass sie hauptsächlich ausserhalb der Achse ihr Unwesen treiben und dass es sich bei Resonanzen immer um periodische Vorgänge handelt, während uns die aperiodischen Vorgänge weit mehr interessieren müssen.

Ich hab mir einfach mal so aus Jux in Gedanken eine Box zusammengezimmert.



Da hinein kämen 2 Peerless XLS10 für 16Hz bis 60Hz und zwei gleiche für 16Hz bis 250Hz.
Dann wären da 8 Jordan JXr 6HD für den Bereich von 250Hz bis 6kHz und ein Audaphon/Fountek Neo Pro 5i für den Rest.
Das ganze natürlich aktiv, mit einer Entzerrung für den Bassbereich, also Vorsteuerung.

Was ich mir davon erwarte: Durch den sehr ausgeglichenen Frequenzgang der einzelnen Chassis im Nutzbereich sind nur wenige Resonanzen zu erwarten. Resonanzen führen immer zu Phasendrehungen, keine Resonanzen bedeutet weitgehend keine Phasendrehungen. Und damit können wir von einem ausgeglichenen Phasengang zumindest innerhalb des Mitteltonbereichs ausgehen, wenn wir eine entsprechende Weichenkonstruktion wählen.
Im Hochtonbereich können wir durch die geringe Masse von guter Impulswiedergabe ausgehen und im Bass sollten wir bei 16Hz noch gute 100dB Schalldruck erreichen, bei 30Hz 110dB.

Natürlich werde ich mir das Ding nicht bauen, denn für eine Heimkinoanlage wäre der Aufwand dann doch etwas happig, aber man kann ja mal davon träumen...
TPS
Stammgast
#36 erstellt: 04. Jun 2007, 13:27

richi44 schrieb:
...Sicher ist, dass wir mit einem Breitbandlautsprecher den Dopplereffekt nicht verhindern können, ohne eine grosse und damit schwere Membran einzusetzen.


Was ansich keine so große Problematik ist. Damit steht die Frage, dass ein BB mit innerer Membranunterteilung wie Gummiring mit Kalotte eine Lösung sein kann. Die vorauskorrigierte Energiezuführung sorgt für den Ausgleich der schweren Masse. Um die Dopplerverzerrungen klein zu halten, könnte man einen 2. BB gleicher Art über Filterung auf der Rückseite benutzen, diesem aber nur den Bassbereich zuordnen. Damit wird der Hub halbiert. Die Dopplerverzerrungen auch. Und eine impulsstabilisierte Wiedergabe entsteht auch. Ich meine damit die Frage nach der Kippbewegung der Box. Der Effekt kann nicht ohne weiteres unbeachtet bleiben. Er hängt aber auch vom Standort selbst ab, was eine Frage der Ständer oder der Standbox sein kann. Übrigens habe ich die Kurven gefunden, Messungen aus vergangenen Tagen - als Beleg für die Korrektur und die Konstruktion der BBs.
Die Korrektur des zusätzlichen BB auf der Rückseite erfordert jedoch noch zusätzliche Amplitudenkorrektur im Bassbereich für beide LS. Sonst hätte man eine Überhöhung im Schalldruck im Bass. Mir ist nur nicht klar, ob die Überhöhung nun 3dB oder 6dB beträgt. Vielleicht kann mir da jemand genaues sagen?

http://www.hifiklangservice.de/FRS/FRS16-rund.jpg
http://www.hifiklangservice.de/FRS/FRS16_F-Gang.jpg


[Beitrag von TPS am 04. Jun 2007, 13:51 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#37 erstellt: 04. Jun 2007, 14:38
Hier noch schnell die unkorrigierten Frequenzgänge für drei mögliche Mitteltöner, die zum Einsatz zur Diskussion ständen und die ich teilweise schon eingesetzt habe.



Diese Bilder sagen nicht alles, aber doch einiges.
P.Krips
Inventar
#38 erstellt: 04. Jun 2007, 15:00
Hallo,


richi44 schrieb:
Also, dann Endspurt!
Bei Lautsprecherboxen gibt es generelle Probleme. Üblicherweise wird der Frequenzgang einer Box vor ihrer Achse gemessen und die Box wird auf den Zuhörer ausgerichtet. Das Problem ist nun, dass der Schall, der schräg abgestrahlt wird, nicht unbedingt linear sein muss. Das bedeutet, dass die Summe des hörbaren Schalls in einem Raum (Direktschall und Reflexion) keineswegs linear sein wird.

Dem Problem kann man in Maßen entgegenwirken, indem man den Lautsprecher von vorneherein auf eine Achse ausserhalb 0Grad abstimmt, so z.B. auf 30 Grad, dann ist zumindest ein Teil der Hochtönerbündelung ausgeglichen.


Der Grund für die ungleichmässige Abstrahlung ist einerseits eine Bündelung der hohen Frequenzen, andererseits aber besonders bei etwas grösseren Membranen ein kammfilterartiger Verlauf des Frequenzgangs bei seitlich schräger Messung. Es ist also nicht nur so, dass seitlich die Höhen weniger werden, sondern je nach Richtung und Frequenz kommt es zu richtigen „Löchern“.

Auch das Problem kann man teilweise umgehen, indem man die Treiber (ausser HT, da gehts meist nicht anders) möglichst nur unter der Bündelungsfrequenz betreibt und das generelle Bündelungsverhalten über die Schallwandbreite/Größe einstellt. Da kann man "unterhalb" der WG-Geschichten auch schon recht gleichmäßiges Abstrahl- und Energieverhalten hinbekommen. Allerdings sind die dazu nötigen Schallwandgrößen weder "modern" noch mit übermäßigem WAF gesegnet.


Es bleibt also die Tatsache, dass die breite Abstrahlung zu Frequenzgangfehlern führt, dass andererseits die grichtete Abstrahlung ein eingeschränktes Abhörareal schafft.
Und es bleibt die Tatsache, dass man die daraus resultierenden Fehler nicht mit Regelungen und nicht mit Vorsteuerungen beheben kann.

Insbesondere den letzten Satz muß man ganz dick unterstreichen...


Ein weiteres Problem einer Box ist die Bildung von Phantomschallquellen an den Kanten. Schall, der 90 Grad zur Achse abgestrahlt wird, gelangt nach einer Laufzeit an die Kante und bildet dort eine art neue Schallquelle. Da diese um die Laufzeit verzögert abstrahlt, ergeben sich Phasenprobleme und „Doppeltöne“, wie auch Fehler im Frequenzgang und wieder zusätzliche Fehler in der Richtcharakteristik, also das, was eben angeschnitten wurde.

Auch da kann man mit Fasen oder mit Rundungen mit nicht zu kleinem Radius zur Entschärfung beitragen.


Oder man bringt drittens auf die Schallwand ein Dämpfungsmaterial auf, etwa Schaumstoff oder Teppich. Der Schall, der 90 Grad abgestrahlt wird, läuft sich in den Fasern und Poren tot, bevor er die Kante erreicht hat. Damit ist das Problem auch vom Tisch.

Ist richtig, leider meist optisch nicht so der Renner, es sei denn man sieht gleich eine Lochblech- oder Gitterabdeckung des ganzen vor...



Fazit aus diesem ersten Abschnitt: Wenn wir eine Schallführung verwenden, können wir uns Probleme durch unregelmässigen Frequenzgang und Phantomquellen ersparen. Diese Fehler können wir NUR mit solchen Massnahmen bekämpfen und nicht durch irgendwelche Vorsteuerungen oder Regelungen.

Wie oben schon gesagt, gibt es noch ein paar Möglichkeiten unterhalb WG, wobei eine breite Schallwnad ja auch schon eine Art Schallführung ist , ansonsten den letzten Satz mal wieder dick unterstreichen...


Fazit daraus: Es ist Unsinn zu behaupten, Lautsprecher müssten frei stehen. Das geht auf einer Wiese, aber nicht in einem Raum, weil es da immer Begrenzungsflächen gibt, die Reflexionen erzeugen und damit zu Anhebungen und Löchern führen. Die Frage ist einzig, bei welchen Frequenzen die Anhebungen und Löcher auftreten.
Das Ideal ist also, die Lautsprecher so in die Wände einzubauen, dass sie mit diesen Wänden plan abschliessen. Dann gibt es diese Reflexionen nicht.

Da Wandeinbau in der Regel privat nicht geht, stimme ich meine Lautsprecher mittlerweile auf Wandaufstellung ab, mein nächstes Projekt hat eh so was wie ne Schallführung, da entschärft sich die Wandnähe ohnehin, dazu noch ein bisschen Bündelung im Bass....


Und in diesem Zusammenhang ein weiteres Problem: Zusammen mit dem Raum ergeben sich immer Frequenzgangfehler durch Reflexionen. ........Wenn wir also im eingeschwungenen Zustand bei einer Frequenz ein Loch von 40dB haben, so haben wir im Einschwingmoment noch kein Loch. Und somit gibt es da nichts zu korrigieren, ausser den Raumreflexionen durch bauliche Massnahmen. Also, ein Equalizer zur Raumkontrolle ist Blödsinn!! Und damit hat diese Vorsteuerung (etwas anderes ist es ja nicht) nichts verloren.

Prinzipiell o.k., dennoch plädieren einige nicht "unkompetente" Leute wie z.B. AH dennoch für Entzerrung/Anpassung per (parametrischem) EQ zumindest im Bassbereich..


Gruß
Peter Krips
mazdaro
Inventar
#39 erstellt: 04. Jun 2007, 15:11

richi44 schrieb:

Jetzt können wir aber eine spezielle Schaltung anwenden, welche den Strom durch den Lautsprecher misst, und je höher dieser Strom, desto höher wird die Ausgangsspannung des Verstärkers. Damit wird eigentlich die nachteilige Wirkung der Schwingspule aufgehoben.

Im Ersatzschaltbild haben wir wie erwähnt üblicherweise L, C und R der schwingfähigen Membran und parallel dazu die Schwingspule mit ihrem L und R. Und jetzt setzen wir dazu den negativen Ri des Verstärkers, den wir mit dieser Trickschaltung gebildet haben. Das bedeutet, dass wir parallel zum schwingungsfähigen Gebilde einen Kurzschluss eingebaut haben, der diese Schwingung verhindert.
Und tatsächlich kann dieses Ding nicht mehr ausschwingen.

Aber:
Wenn ein Impuls am Verstärker-Eingang steht, so muss in der Schwingspule ein Strom fliessen. Dieser Strom wird aber durch die Induktivität der Schwingspule reduziert. Also haben wir einen kleineren Strom und damit einen schwächeren Anschub aus der Trickelektronik. So, wie die Schaltung das Ausschwingen verhindert, verhindert sie auch das Einschwingen, oder anders gesagt, gerade das rasche Einschwingen, das wir möchten, wird durch diese Massnahme entscheidend verhindert und verzögert.

Diese Schaltung wurde schon vor über 25 Jahren von einigen Herstellern verwendet und taucht immer wieder auf, sie verschwindet aber jeweils auch genau so schnell wieder.


Hi richi,

dass "Abacus" nach diesem Prinzip arbeitet, hatten wir ja schon 'mal in einem anderen Thread besprochen.

Und das hier, ist das auch so etwas:
http://www.infinity-...se/index-diverse.htm
siehe RS I (A+B)


mazdaro

PS: Lob, wem Lob gebührt! Du machst Dir ja eine Menge (Aufkärungs-)Arbeit, und das ohne jegliche kommerzielle Hintergedanken... Oder willst Du etwa Lizenzen auf Deine LS-Konstruktion vergeben?
P.Krips
Inventar
#40 erstellt: 04. Jun 2007, 15:18
Hallo,


richi44 schrieb:
Der nächste Schritt:
Wir kennen das „Wasserfalldiagramm“ welches normalerweise das Ausschwingen eines Lautsprechers darstellt. Und es ist absolut richtig, diesem Diagramm genügend Aufmerksamkeit zu schenken. Doch eigentlich müsste uns das Einschwingverhalten noch mehr interessieren.

ohne jetzt die Literatur noch mal durchzukauen, meine ich mich an folgendes zu erinnern:
Gerade die "schlechten", hohen Qts schwingen schneller ein, schwingen dafür aber länger aus bzw. nach.
Die niedrigen Qts schwingen langsamer ein, schwingen aber kaum bis garnicht nach. Allerdings dauert es bei niedrig Qts/c "ewig", bis die Nulllage wieder erreicht ist, aber wenigstens kein Nach- und Überschwingen.
Insofern sind alle QTC-Abstimmungen immer ein Kompromiss, der bei Abstimmungen zwischen 0,5 und 0,7 noch relativ ausgeglichen ist.


Gruß
Peter Krips
P.Krips
Inventar
#41 erstellt: 04. Jun 2007, 15:24
Hallo,


richi44 schrieb:
Hier noch schnell die unkorrigierten Frequenzgänge für drei mögliche Mitteltöner, die zum Einsatz zur Diskussion ständen und die ich teilweise schon eingesetzt habe.



Diese Bilder sagen nicht alles, aber doch einiges.


wobei mir von dem unteren Monacor als MT der "Bruder" MSH 116/4 noch etwas besser gefällt...

Gruß
Peter Krips
TPS
Stammgast
#42 erstellt: 04. Jun 2007, 15:42

P.Krips schrieb:
Da Wandeinbau in der Regel privat nicht geht, stimme ich meine Lautsprecher mittlerweile auf Wandaufstellung ab, mein nächstes Projekt hat eh so was wie ne Schallführung, da entschärft sich die Wandnähe ohnehin, dazu noch ein bisschen Bündelung im Bass....
Hallo,

Oho: Die Kurzzeitreflexionen von der Wand, keine schallstarken Reflexionen mehr, na dann viel Spassss

Ich würde mal zu bbfan666 fahren an deiner Stelle.
richi44
Hat sich gelöscht
#43 erstellt: 04. Jun 2007, 15:47
...aber ich hab halt den 115er verbaut, weil es den damals schon gab, den 116er noch nicht!

Aber jetzt mal was allgemeines, nur so als Denksportaufgabe:
Wenn sich die Phase iregndwo mitten im Frequenzbereich allmählich dreht (was eigentlich bei einem RVerlust von ganz wenigen Ohm, also 1/DF + RVC der Fall ist), bei höherem RV (Stromansteuerung des Chassis) aber nicht mehr stimmt, müsste doch bei RV Null (mit Verstärker mit negativem Ri) keine Phasendrehung mehr stattfinden, jedenfalls nicht im Nutzbereich.
Und einfach so als Stützrädchen: Falls jemand mit liest, der das mit der Phase nicht kapiert, ich meine nicht den Schalldruck, sondern die Membranposition.
Also, stellen wir uns folgendes vor: Wir nehmen zuerst eine Weiche, die wir (als Subtraktionsschaltung oder wie auch immer) auf minimalen Phasenfehler züchten. Die Trennung nehmen wir bewusst im nicht kritischen Bereich vor, also bei 250Hz und 6kHz. Und wir verwenden Mitteltöner mit einem linearen, daher resonanz"freien" und somit phasenproblemlosen Bereich von 125Hz bis 12kHz. Dann betreiben wir den Mittel- und Hochtöner jeweils an einer normalen, niederohmigen Endstufe.
Für den Tieftöner verwenden wir eine Schaltung mit negativem Ri. Allerdings bekommen wir da eine Pegelabsenkung im Bereich der Eigenresonanz. Aber weil wir eh (wie in meiner Kiste) eine zu grosse geschlossene Box verwenden, um den Qts niedrig zu halten, müssen wir via Vorsteuerung ohnehin entzerren.
So, und weil wir jetzt ein optimales Ausschwingen, aber ein lausiges Einschwingen des Basses habe, kleben wir da noch einen Piezo in die Landschaft und machen aktive Regelung.

Der Sinn der Übung:
Zuerst haben wir die Trennung. Dann wissen wir in jedem Kanal, was wir zu tun haben.
Dann haben wir die Vorsteuerung oder einfacher gesagt den EQ im Bass, der einmal die Pegelverhältnisse ins Reine bringt und der ausserdem (er arbeitet ja mit den selben Bauteilen wie unser Ersatzschaltbild) die Phase "gratis" mit korrigiert.
Weiter haben wir die Endstufe mit negativem Ri, was die Phase wiedrum stabilisiert, aber das Einschwingen verschlechtert, und vor dieser Endstufe fügen wir die MFB-Gegenkopplung zu, welche den Einschwingvorgang beschleunigt.


Also, nicht dass jetzt einer auf die Idee kommt, das gleich zu verwirklichen, das hat erst unter meinem spärlichen Haupthaar gekocht, und das noch kurz genug. Aber, könnte man daraus nicht eine Götterspeise erschaffen?


[Beitrag von richi44 am 04. Jun 2007, 15:51 bearbeitet]
P.Krips
Inventar
#44 erstellt: 04. Jun 2007, 16:29
Hallo,


richi44 schrieb:
...aber ich hab halt den 115er verbaut, weil es den damals schon gab, den 116er noch nicht!

nicht, daß ich den schlecht finde, habe mir erst kürzlich 4 davon günstig in der Bucht "geschossen"....

Über den Rest deines Textes muß ich noch mal brainen...

Gruß
Peter Krips
P.Krips
Inventar
#45 erstellt: 04. Jun 2007, 16:37
Hallo,


richi44 schrieb:

Für den Tieftöner verwenden wir eine Schaltung mit negativem Ri. Allerdings bekommen wir da eine Pegelabsenkung im Bereich der Eigenresonanz. Aber weil wir eh (wie in meiner Kiste) eine zu grosse geschlossene Box verwenden, um den Qts niedrig zu halten, müssen wir via Vorsteuerung ohnehin entzerren.

Frage: braucht man denn, wenn man niedrigen Qtc UND niedrige fc hat, überhaupt noch die Negativ-Ri-Geschichte?? Die dient doch ohnehin meist dazu, fc und Qtc in den gewünschten Bereich zu "shiften".
(Dafür gabs ja mal die Spezial-Isophon's mit dem Anhang GJW, die nur mit moderater Entzerrung abgrundtief "konnten")
Dann die Piezos und gut ist....

Gruß
Peter Krips
richi44
Hat sich gelöscht
#46 erstellt: 04. Jun 2007, 16:50
Wenn es so ist wie ich vermute, dass sich die Phase im Wesentlichen durch L, C und R (wie denn sonst) einstellt und ich mit dem negativen Ri in Verbindung mit der Schwingspule auf ein R Tot. von nahe Null komme und somit L und C kurzschliesse, müsste ich da keine Phasendrehung mehr bekommen, ausser Xl der Schwingspule.
So, und wenn ich als Steuerung nicht eine Spannungs- sondern eine Stromquelle verwende, habe ich XL ausgetrickst und ebenso die ganze Phasengeschichte. Das Problem meiner Konstruktion ist nämlich, dass ich da eine Systemresonanz von etwa 40Hz bekomme, die Wiedergabe aber per Vorsteuerung auf 16Hz ausdehnen möchte (in Gedanken, wohlverstanden). Und da macht mir dann die Phasendrehung schon Schwierigkeiten bei der Nachregelung.

Also, eigentlich Stromansteuerung, aber zusätzlich negativer Ri (wie das zusammengeht, muss ich noch ausbrüten) und dazu den Piezo.
TPS
Stammgast
#47 erstellt: 05. Jun 2007, 09:45

@ alle
Meßaufbau: Tongenerator an TPS-Baustein (Einmessschaltung), von dort über Preamp auf Endstufe. Meßmikro über (Einmessbaustein mit Mikrofon-Verstärker) an Kanal 1 Scope. NF-Signalpfad vor TPS-Baustein an Kanal 2 Scope. Meßmikro im Nahfeld vor Haupt-lautsprecher der FRS20S. Frequenzen Sinusgenerator von 1kHz bis 20Hz, mit Korrektur am Scope bei nachlassender (akustischer) Antwort auf Grund der Amplitudenabhängigkeit bei tiefen Frequenzen.

Der Synchronschalter wurde auch auf beide, oder wechselseitig auf je einen Input-Kanal gelegt. Bei höheren "Bass"-Frequenzen im ob. gen. Bereich lagen die Phasen verschoben, die leicht zappelnde NF (Mikrofonkanal vom LS) konnte somit immer gut ausgemacht werden. Wird der Frequenzeinsteller kontinuierlich nach tiefen Frequenzen gedreht, sieht man eindeutig eine zunächst sich verringernde Phasenverschiebung, mit schmalem Bereich und Gleichphasigkeit, danach läuft die Phase in die andere Richtung immer weiter auseinander! Bei F<fres (zur Erklärung: der TPS-Entzerrer war aus!) wurde sie bereits "bedrohlich" weit daneben dargestellt. Bei 31,5Hz lag sie fast gegenphasig zur "elektrischen" NF. Bei 20Hz wurde sie nach subjektivem Sichteindruck völlig gegenphasig abgebildet. Im Bereich um 40Hz lagen die jeweils positiven Maxima um 11ms, bei 63Hz um gut 4ms auseinander. Bei 20Hz konnte aufgrund der Gegenphasikeit (180Grad) die Zeit nicht gemessen werden, denn bei der Abbildung beider (kompletter)Wellenzüge wurden nie beide gemeinsam abgebildet, eher nur ein kleiner Mangel beim Scope. Wird hingegen der TPS-Entzerrer eingeschaltet, ergeben sich um den mittleren Bereich deutliche "Schrumpfungen" der Zeitunterschiede der beiden Wellenzüge, allerdings bei Frequenzen im Bass dennoch mit Verzug, sonst würde ja bei relativer Linearität der Amplitude UND gleiche Phase auch ein optimales RE vorliegen. Doch dann würde der LS auch zu einem utopischen Hub im Bass veranlasst, den er nicht bewältigen könnte. Die eindeutigen Erkenntnisse lauten daher:

Die von Herrn Pfleiderer veröffentlichte Kurve der Phasenlage bei (Bass)Lautsprechern ist korrekt! Bei -180Grad wird die eingespeiste Energie vom momentanen Membran-(Delta t)Punkt mit zwar der richtigen Energiezeit beaufschlagt, diese führt aber zu keiner brauchbaren Auslenkung, weil die Anregung die Membran an der falschen Position "erwischt". Der Anregungszeitpunkt liegt (aus Membranpositionierungssicht) genau phasenverkehrt und hebt sich zumindest teilweise auf, oder mit zunehmender Frequenz durch Phasenverzug wird nur ein Teil der Einspeisung in Schalldruck umgesetzt. Inwieweit Strahlungswiderstand und ÜF hier berücksichtigt werden müssen, bleibt offen. Jedenfalls ist die Behauptung - bei tiefen Frequenzen würde ein dyn. Chassis (ich beziehe mich auf den eingebauten Zustand) noch leicht dem Input folgen, demnach völlig falsch.

Zusammenfassung: Ein dynamischer LS, im geschlossenen Gehäuse gemessen, hängt unterhalb fres weit in der Phase hinterher, bei fu um -180Grad, und mit steigender F verringert sich der Fehler bis zum Wert Null irgendwo im Bass-MT-Bereich. Danach läuft die Phase in die andere Richtung auseinander. Die Darstellung meines LS-Programms zeigt zwar die Phasekurve nur nicht als von -180Grad nach Null, sondern eine im positiven Wert 180Grad nach Null laufend, wie es betrachtet wurde, ist offenbar unerheblich. Zeitfehler bleiben es.

Auf meiner www. (Link, ganz unten) aus "Studio" noch eine allgemeinverbindliche Phasenkurvendarstellung.

http://www.hifiklangservice.de/_Warum_/Phasenkurvefres.jpg


[Beitrag von TPS am 05. Jun 2007, 11:29 bearbeitet]
TPS
Stammgast
#48 erstellt: 05. Jun 2007, 13:03
mazdaro schrieb:
...der räumliche Eindruck...


Der Ohrabstand etwa 21cm dient u. a. dazu, Pegelunterschiede und Phasenunterschiede zwischen linkem und rechtem Ohr zu unterscheiden. Die Frequenz von 1600Hz passt mit der Welle genau rein. Höhere Fr. mit kürzerer Welle werden mehrfach hineinpassen, damit verschlechtert sich die Ortungsidentifikation. Bei längeren Wellen ist der Amplitudenunterschied zwischen linkem und rechtem Ohr geringer oder fast nicht mehr nachvollziehbar. Damit kann eine tiefe Frequenz kaum noch geortet werden. Doch bei Impulsen stecken immer die hohen und mittleren Anteile mit im Impuls, also macht da die korrekte Impulsform sich auch als Ortungsgenauigkeit bemerkbar.
P.Krips
Inventar
#49 erstellt: 05. Jun 2007, 14:56
Hallo,

obwohl O.T.:
mir ist da noch was zu den Messungen von TPS-Uwe aufgefallen...
Von jedem "nomalen" Lautsprechermessystem kenne ich die Funktion, daß bei Messungen, egal in welchem Abstand der Abstand Mikro - Lautsprecher eingegeben werden muss, dann wählt man die Funktion "Reale Phase mit Laufzeitausgleich".
Dann rechnet das System die Laufzeitfehler heraus und nur dann bekommt man die üblichen Phasenkurven.
Wenn Uwe aber so ein Messsystem nicht hat und Signal Verstärkereingang mit Mikrofoneingang vergleicht, dann bekommt er Phasendrehungen in seine Messungen, die durch die Laufzeit Lautsprecher-Mikro herrühren. (Die "Nahfeldmessungen" finden ja laut seinen bisherigen Aussagen in ca. 10 cm Abstand statt) Diese Phasendrehungen sind dann aber frequenzabhängig, da ist dann von Null bis -180 bis +180 je nach Frequenz alles möglich.
Welchen verbogenen Frequenzgang man unter solchen Bedingungen einstellen muß, damit es mit der Rechteckhaberei klappt, mag ich mir nicht wirklich ausmalen....

Gruß
Peter Krips
mazdaro
Inventar
#50 erstellt: 05. Jun 2007, 15:26

TPS schrieb:
mazdaro schrieb:
...der räumliche Eindruck...


Der Ohrabstand etwa 21cm dient u. a. dazu, Pegelunterschiede und Phasenunterschiede zwischen linkem und rechtem Ohr zu unterscheiden. Die Frequenz von 1600Hz passt mit der Welle genau rein. Höhere Fr. mit kürzerer Welle werden mehrfach hineinpassen, damit verschlechtert sich die Ortungsidentifikation.


Hi,

jetzt, wo sich die beiden Kampfhähne ( ) wieder eimal direkt gegenüberstehen, störe ich ja ungern ( ), aber mir stellt sich die Frage, woran es liegen könnte, dass die Ortungsgenauigkeit mit steigender f wieder abnimmt. Dass die Ortung bei niedrigen Freq. immer schlechter wird, ist ja nicht nur hinlänglich bekannt (völlig unkritische Subwoofer-Aufstellung bei genügend tiefer Übernahmefreq.), sondern auch logisch erklärbar: wenn die Wellenlänge wesentlich größer als der Ohrenabstand ist, leidet klarerweise die Ortungsgenauigk. darunter...

Grüße
mazdaro
P.Krips
Inventar
#51 erstellt: 05. Jun 2007, 15:43
Hallo,

mazdaro schrieb:

TPS schrieb:
mazdaro schrieb:
...der räumliche Eindruck...


Der Ohrabstand etwa 21cm dient u. a. dazu, Pegelunterschiede und Phasenunterschiede zwischen linkem und rechtem Ohr zu unterscheiden. Die Frequenz von 1600Hz passt mit der Welle genau rein. Höhere Fr. mit kürzerer Welle werden mehrfach hineinpassen, damit verschlechtert sich die Ortungsidentifikation.


Hi,

jetzt, wo sich die beiden Kampfhähne ( ) wieder eimal direkt gegenüberstehen, störe ich ja ungern ( ),


hüstel:
hab ich den "Gegenpart" irgendwie direkt angesprochen ????



aber mir stellt sich die Frage, woran es liegen könnte, dass die Ortungsgenauigkeit mit steigender f wieder abnimmt. Dass die Ortung bei niedrigen Freq. immer schlechter wird, ist ja nicht nur hinlänglich bekannt (völlig unkritische Subwoofer-Aufstellung bei genügend tiefer Übernahmefreq.), sondern auch logisch erklärbar: wenn die Wellenlänge wesentlich größer als der Ohrenabstand ist, leidet klarerweise die Ortungsgenauigk. darunter...


Möglich, gibt es irgendwo verlässliche Literaturangaben, bei welchen Frequenzen die Grenzen sind ?

Gruß
Peter Krips
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