Line-Array vs. Ortung

[AH]

Wichtig ist, dass die Bündelung oberhalb des Grundtonbereichs sehr gleichmäßig verläuft und gearde beim Line-Array das horizontale Abstrahlverhalten nicht "vergessen" wird. Im idealfall "schnappt" die Stereoabbildung genau mittig ein.

Eine noch höhere Direktheit wird mit Flächenstrahlern erreicht (Line-Array in zwei Dimensionen).

Hallo Fabi,

grundsätzlich stimme ich Dir unbedingt und ausdrücklich zu, was den Zusammenhang zwischen Richtcharakteristik und Phantomschallquellenbildung angeht.

Allerdings habe ich gerade bei Flächenstrahlern die Beobachtung gemacht, daß ein Flächenstrahler allein (mono) bereits etwas "stereoartig", d.h. räumlich ausgedehnt klingt (auch in nicht reflektierender Umgebung). Mit Rosarauschen fällt es besonders auf. Ich führe dies darauf zurück, daß im Vergleich zu einer nicht gestörten Welle frequenzabhängige interaurale Pegeldifferenzen (und folglich auch Laufzeitdifferenzen) auftreten, da der Freifeld-Frequenzgang (Sinus-Messung!) dieser Systeme (wenn sie groß gegen die Wellenlänge sind) sehr winkelabhängig "zappelig" ist.
DML-Lautsprecher sind in meinen Ohren davon in gleicher Weise betroffen (was nicht überrascht, da Flächenstrahler meist DML-Lautsprecher sind).
Man kann sich auch Sinustöne über einen horizontal ausgedehnten Flächenstrahler anhören und den Kopf dabei etwas bewegen, was i.d.R. zu merkbaren Pegelschwankungen führt. Messen funktioniert natürlich genauso gut.
Das Gehör ist leider sehr empfindlich gegenüber interauralen Pegel- und Laufzeitdifferenzen. Ein Sample (23 µs) interchannel-Laufzeitdifferenz ist z.B. für mich im Blindtest bereits sicher hörbar.

Dieselbe Beobachtung (wahrgenommene räumliche Ausdehnung der Schallquelle, diese wird quasi als "Schall abstrahlendes ausgedehntes, materielles Ding" erkannt) habe ich auch bei Konuslautsprechern gemacht, die nicht klein gegen die abgestrahlte Wellenlänge sind.

Eigenartiger/interessanterweise ist ein winkelabhängiger Amplitudenfrequenzgang aufgrund von Interferenzen des Direktschalls mit Schall von der Gehäusekante gehörmäßig nach meiner Erfahrung bei weitem nicht so relevant.

Sieh mir bitte nach, daß ich dabei so hilflos "herumeiere" (ist ja bald Ostern ), aber irgendwas stimmt m.E. nicht mit den Phantomschallquellen von Strahlern, die groß gegen die Wellenlänge sind, besonders in horizontaler Richtung. Die hier diskutierten Line-arrays sind davon also nicht betroffen, verringern aber in reflektierender Umgebung gerade nicht laterale Reflexionen, die für den akustischen Raumeindruck besonders wesentlich bzw. störend sind.

Ich bin sicher, daß es für meine Beobachtung eine nicht-esoterische Erklärung gibt, aber ob meine Erklärung (interaurale Pegel- und Laufzeitdifferenzen) richtig ist, weiß ich nicht.

Gruß

Andreas

[fabi]

Hallo Andreas,

jeder technisch denkbare Flächenstrahler hat einen Rand. Diesen Rand kann man sich also gegenphasig abstrahlende Kante denken um die "räumliche Fensterung" zu erzeugen. Man hat also eine unendlich große Fläche die mit 0° Phasenlage abstrahlt und eine unendlich große Fläche, die mit 180° abstrahlt, aber in der eben der tatsächlich existierende Flächenstrahler von beispielsweise 50x50cm fehlt.

Es muß prinzipbedingt im Nahfeld Interferenzeffekte geben, die im Fernfeld aber nichtmehr entscheidend sind. Hier kommt es durch die am Rand "verlorene" Energie zu einer räumlichen Einschnürung. Meßtechnisch machen sie sich als schwach ausgeprägte, wenn auch stets vorhandene Nebenkeulen bemerkbar. In großer Entfernung bleibt ein einziger Strahl übrig.

Ich weiß nicht, welche Flächenstrahler du schon gehört hast, aber mir ist kein käuflicher bekannt, der bis in die Höhen hinein koppelt und gleichzeitig auch noch ein kleinwenig Bässe abstrahlt. Die ganzen Pappwände usw. erzeugen alle Biegewellen und funktionieren nicht. Sie klingen furchtbar und müssen übelst entzerrt werden.

Ein tatsächlicher Flächenstrahler, bei dem das Abstrahlverhalten in zwei Richtungen aussieht wie von einem Line-Array in vertikaler Richtung klingt alleine nicht räumlich sondern ausgesprochen direkt.

fabi

[Mr.E]

Sowas kann man sich doch aber nicht einfach so mal anhören, oder?

[AH]

Hallo Fabi,

Es muß prinzipbedingt im Nahfeld Interferenzeffekte geben, die im Fernfeld aber nichtmehr entscheidend sind. Hier kommt es durch die am Rand "verlorene" Energie zu einer räumlichen Einschnürung. Meßtechnisch machen sie sich als schwach ausgeprägte, wenn auch stets vorhandene Nebenkeulen bemerkbar. In großer Entfernung bleibt ein einziger Strahl übrig.

Wenn ein Flächenstrahler wirklich als ganze Fläche gleichphasig schwingen würde, dann würden sich doch zwangsläufig Nebenmaxima ergeben, vergleichbar dem idealen Kolbenstrahler, wenn die Fläche nicht klein gegen die Wellenlänge ist.

Beobachtet man keine solche Nebenmaxima (wie bei einigen kommerziell erhältlichen Systemen), könnte es sich eher um einen DML-Lautsprecher handeln (gegen den ja grundsätzlich nichts spricht). Hier als Beispiel die horizontalen Isobaren eines Systems von "PAS", wo einige Nebenmaxima nur schwach angedeutet erkennbar sind.

Ich weiß nicht, welche Flächenstrahler du schon gehört hast, aber mir ist kein käuflicher bekannt, der bis in die Höhen hinein koppelt und gleichzeitig auch noch ein kleinwenig Bässe abstrahlt. Die ganzen Pappwände usw. erzeugen alle Biegewellen und funktionieren nicht.

Ich beziehe mich auf den Quad ESL 63 (frequenzabhängig segmentiert) und verschiedene Martin Logan Elektrostaten. Rosarauschen (ggf. bandbegrenztes Rosarauschen mit versch. Hochpässen), mono über einen Lautsprecher wiedergegeben, klingt bei all diesen Systemen in meinen Ohren mehr oder weniger "Stereo" (sogar etwas phasig, also leichtes Druckgefühl auf den Ohren), auch bei größerem Hörabstand.
Ich vermute als Ursache frequenzabhängige interaurale Pegel- und Laufzeitdifferenzen im Vergleich zu einer völlig ungestörten Wellenfront z.B. eines Kugelstrahlers.

Gruß

Andreas

[fabi]

Hallo Andreas,

bei dem von dir gezeigten System kommt es ab 3kHz wieder zu einer Aufweitung. Das ist untypisch für eine konphas schwingende Fläche. Entweder der Meßabstand war viel zu gering im Vergleich zum System (wogegen die Einschnürung unterhalb spricht) oder hier kommt es durch unpassende Phasenlage wieder zu einer Aufweitung.

Da es sich um eine MF-Messung handelt ahne ich, dass die Messung in Aachen entstanden ist, 8m Meßentfernung reichen eigentlich für die meisten Systeme, selbst 2m Lange Arrays kann man noch sinnvoll erfassen.

Wie du schon richtig sagst, muß es bei einem gut funktionierenden Flächenstrahler Nebenmaxima geben. Das ist aber nicht weiter schlimm.

Grüße, fabi

[FoLLgoTT]

Eine Frage geht mir nicht aus dem Kopf. Da bei Linienquellen der Pegel mit der Entfernung weniger stark abfällt als bei Kugelquellen, müsste doch auch die Stereobasis ein wenig kleiner (eingeengter) erscheinen. Schließlich geschieht die Lokalisation nicht nur über die Laufzeitdifferenz zwischen beiden Ohren, sondern auch über die Pegeldifferenz. Und die ist bei Linienquellen durch den 1/r-Abfall ja geringer.

Konnte das mal jemand nachvollziehen?

[Mr.E]

Das würde ich jetzt anders sehen: Die Pegeldifferenz bleibt ja erhalten. Erst wenn man auf der einen Seite einen Linien- und auf der anderen Seite einen Kugelstrahler hat, wird sich das Stereobild verschieben (oder ganz was anderes passiert?). Aber ob sich das einengt … Glaub ich nicht. Der geringere Pegelabfall ist ja nichts anderes, als wenn man beim Kugelstrahler weiter aufdreht, bezogen auf eine bestimmte Entfernung.

Da darfst du Pegelabfall und Pegeldifferenz nicht durcheinander bringen.

[FoLLgoTT]

@Mr.E
Ich glaube, du hast mich nicht verstanden. Es geht mir nicht um die Pegeldifferenz zwischen den Lautsprechern, sondern um die Pegeldifferenz eines Lautsprechers zwischen den Ohren.

Unsere beiden Ohren haben bekanntlich einen gewissen Abstand zueinander. Nun kommt der Schall des linken Lautsprechers mit Pegel1 = a beim linken Ohr an und ein wenig später mit Pegel2 = a - Pegeldifferenz beim rechten Ohr. Da der Pegelabfall bei Linien- und Kugelquellen aber unterschiedlich groß ist, ist auch die Pegeldifferenz zwischen den Ohren unterschiedlich groß.

[fabi]

Hallo.
Ich verstehe was du meinst. Man muß bedenken, dass die Wellenfront nur in direkter Umgebung der Schallquelle verändert ist. Ich spreche ungern von einer Linienquelle, es legt immer die schönen Bildchen nahe, die man von vielen Herstellern kennt. So schön verhält sich der Schall leider nicht. Die Ausdehnung des Nahfeldes ist ausserdem stark frequenzabhängig. Im Nahfeld eines Flächenstrahlers nimmt der Schalldruck praktisch nicht ab, im Fernfeld wird sich jeder praktisch realisierbare Strahler aber irgendwann der Kugelwellen(abschnitt)front annähern.

Im Extremfall zweier sehr großer Flächenstrahler die im Nahfeld abgehört werden und/oder eines sehr toten Raumes entsteht der "Kopfhörereindruck" bei dem die Lokalisation letztlich in der Kopfmitte stattfindet. Das stimmt durchaus.

fabi

[FoLLgoTT]

Original geschrieben von fabi
Im Nahfeld eines Flächenstrahlers nimmt der Schalldruck praktisch nicht ab, im Fernfeld wird sich jeder praktisch realisierbare Strahler aber irgendwann der Kugelwellen(abschnitt)front annähern.

Ja, das habe ich auch schon gelesen. Bis zu welcher Entfernung kann man denn das Schallfeld als Nahfeld bezeichnen bei einer echten Linienquelle (also von Boden bis Decke)?

[fabi]

Na bei einer echten Linienquelle mit absolut schallharten Begrenzungsflächen und im Idealfall ohne Luftabsorption kann der Schall in vertikaler Richtung nicht "verloren" gehen. Das heißt aber auch: Letzter Hochtöner incl Waveguide in weniger als 2cm zu Boden/Decke.

Bei einem Line-Array denke ich aber in erster Linie an Großveranstaltungen mit endlicher Linienlänge.

Ob ein Line-Array für Heimanwendungen wirklich deutlich besser geeignet ist als ein gut ausentwickelter "Kugelstrahler" ist mir ehrlichgesagt auch nicht so ganz klar. Ich kenne auch niemanden, der das wirklich an einem praktischen Beispiel dokumentiert hat. Kennst du eine Linie, die wirklich von Decke bis zum Boden reicht und im Nahfeld gehört wird? Ohne Digitalcontroller ist soetwas aussichtslos. Der Frequenzgäng ändert sich alle Naselang ganz erheblich!

fabi

[FoLLgoTT]

Original geschrieben von fabi
Ich kenne auch niemanden, der das wirklich an einem praktischen Beispiel dokumentiert hat. Kennst du eine Linie, die wirklich von Decke bis zum Boden reicht und im Nahfeld gehört wird?

Nein, das habe ich leider noch nicht. Das wird auch sehr teuer, vor allem bei Altbauten. Selbst wenn man für geringen Abstand die günstige 16mm-Kalotte Dayton ND16FA-6 hernimmt, benötigt man bei 3m Deckenhöhe 100 Stück. Das wären dann pro Seite mal eben knapp 700€. Von den Mitteltönern ganz zu schweigen.

Falls das aber wirklich über eine größere Entfernung klappen sollte, wäre das im Verbund mit einem DBA im Vorteil gegenüber Kugelstrahlern. Vor allem im Heimkino mit mehreren Sitzreihen hat man das Problem, dass das DBA einen konstanten Pegel im gesamten Raum liefert (ebene Welle), der Pegel der Kugelstrahler aber mit der Entfernung stark abnimmt. Das konnte ich per Messung verifizieren.
Mit einer Linienquelle würde der Pegel nun schwächer abnehmen und auch die zweite Sitzreihe hätte ein ausgewogeneres Verhältnis zwischen Bass und Satelliten (und zwischen den Satelliten vorne und hinten!).
Naja, ist nur ein Hirngespinst. Ich denke, der Materialaufwand ist hier nicht unbedingt gerechtfertigt.

[Mr.E]

Original geschrieben von FoLLgoTT
@Mr.E
Ich glaube, du hast mich nicht verstanden. Es geht mir nicht um die Pegeldifferenz zwischen den Lautsprechern, sondern um die Pegeldifferenz eines Lautsprechers zwischen den Ohren.

Unsere beiden Ohren haben bekanntlich einen gewissen Abstand zueinander. Nun kommt der Schall des linken Lautsprechers mit Pegel1 = a beim linken Ohr an und ein wenig später mit Pegel2 = a - Pegeldifferenz beim rechten Ohr. Da der Pegelabfall bei Linien- und Kugelquellen aber unterschiedlich groß ist, ist auch die Pegeldifferenz zwischen den Ohren unterschiedlich groß.

Stimmt, aber dafür müßte man doch schon sehr nah an den Lautsprechern sitzen, oder? Selbst beim Kugelstrahler mit 6dB pro Entfernungsverdopplung (höchstens) ist die Wegdifferenz zwischen den Ohren ziemlich gering. Sie ist ja noch nicht mal maximal (weil der Schall schräg einfällt).

Original geschrieben von fabi
Im Extremfall zweier sehr großer Flächenstrahler die im Nahfeld abgehört werden und/oder eines sehr toten Raumes entsteht der "Kopfhörereindruck" bei dem die Lokalisation letztlich in der Kopfmitte stattfindet. Das stimmt durchaus.

Liegt das tatsächlich an der hier erwähnten Pegeldifferenz?

[raphael]

Die Lokalisation von schallquellen macht das Gehrin nicht anhand von Pegeldifferenzen, sondern anhand von Laufzeitunterschieden/Phasenverschiebungen zwischen dem Signal im rechten und und dem Signal im linken Ohr.
Anhand von Pegeldifferenzen wäre ja auch schlecht: Wenn wir 6dB pro m annehmen, dann wären das bei angenommenen 20cm Ohrabstand gerade mal 1.2dB. Vermutlich wäre dann die menschliche Rasse sehr schnell von irgendwelchen Säbelzahntigern aufgefressen worden...

Raphael

[FoLLgoTT]

Original geschrieben von raphael
Die Lokalisation von schallquellen macht das Gehrin nicht anhand von Pegeldifferenzen, sondern anhand von Laufzeitunterschieden/Phasenverschiebungen zwischen dem Signal im rechten und und dem Signal im linken Ohr.

Das stimmt so nicht. Unser Gehirn wertet sowohl Laufzeitunterscheide wie auch Pegeldifferenzen aus. Welche Art Priorität hat, ist abhängig vom Frequenzbereich.
Am einfachsten macht man sich das mit dem Balance-Regler klar. Das Klangbild verschiebt sich immer zur lauteren Seite.

Es ist aber richtig, dass Laufzeitunterschiede einen größeren Einfluss haben. Bei den Pegelunterschieden sind schon mehrere dB notwendig, um auf der Stereobasis merklich zu verschieben. Ich hatte damals mal versucht, die Stereobasis in meinem Heimkino für einen azentrischen Sitzplatz zu konfigurieren, weil ich immer etwas weiter rechts saß als mittig. Ich habe also die Laufzeiten angepasst, bis Klänge aus dem Zentrum in etwa senkrecht zur Sitzposition lokalisierbar waren. Um dann noch die Mitte zu treffen, waren ca. 10 dB (!) mehr Pegel auf dem linken Lautsprecher notwendig.

Beispiel Stereobasis:

azentrischer Sitzplatz (x = Lautsprecher, o = Stimme auf der Stereobasis):

x------------ox


azentrischer Sitzplatz mit Laufzeitausgleich:

x---------o---x


azentrischer Sitzplatz mit Laufzeit- und Pegelausgleich:

x------o------x


Ich habe das ganze dann nur auf Laufzeitausgleich beschränkt, weil es auf den anderen Sitzplätze unerträglich linkslastig wirkte. Soviel wollte ich meinen Gästen dann doch nicht zumuten.

Je mehr Stützlautsprecher eingefügt werden, desto mehr relativiert sich die Sache natürlich, weil weniger Phantomschallquellen gebildet werden müssen.