Gehörphysiologsche Betrachtung von Übernahmefrequenzen

Was passiert an der Übernahmefrequenz z.B. eines typischen 2-Wege Lautsprechers ?

Potentiell hat man es mit folgenden Effekten zu tun

- das Bündelungsmaß sinkt an und oberhalb der Übernahmefrequenz ab, wenn die verwendeten Tief- bzw. Mitteltöner an der Übernahmefrequenz bereits deutlich bündeln, was bei der weit überwiegenden Mehrheit der LS der Fall ist: Das liegt daran, dass der Hochtöner übernimmt, dessen Membran üblicherweise klein gegen die abgestrahlte Wellenlänge der Übernahmefrequenz ist und der HT somit noch bündelungsfrei abstrahlen kann.

- infolge steigt der Energiefrequenzgang im Bereich der Übernahmefrequenz kräftig an, während im oberen Mittelton üblicherweise eine deutliche Senke vorhanden ist.

- je nach effektiver akustischer Filterordnung und räumlicher Anordnung der Treiber, kann die maximale Abstrahlung in der Umgebung der Übernahmefrequenz deutlich aus der 00-Grad Achse heraus verschoben werden. (In Vertikalrichtung, wenn TT und HT übereinander montiert sind.)

Es entsteht insgesamt durch diese Effekte eine Diskontinuität im Abstrahlverhalten, die man nur durch Angleichung der Bündelungsmaße der beteiligten Schallwandler (z.B. Tief-Mitteltöner und Hochtöner) deutlich vermindern kann.

Dazu müsste an der Übernahmefrequenz idealerweise sogar das Gesamtsystem aller abstrahlenden Membranen das gleiche Bündelungsmaß aufweisen, wie die Einzelmembranen jeweils unter- und oberhalb der Übernahmefrequenz: Das ist in dieser idealisierten Vorstellung nahezu unmöglich, es sei denn, man hält alle Membranen hinreichend klein gegen die Wellenlänge an der Übernahmefrequenz und legt das Bündelungsmaß an der Übernahmefrequenz durch eine geeignet dimensionierte Schallwand fest (Auch gemeinsame Waveguides aus Mittel- und HT Quelle sind denkbar und existieren > "Synergy Horn". Auch eine Korrektur des Rundstrahlverhaltens durch geschickte Absorption wäre denkbar.

Für die meisten Mehrwege-LS ist dies jedoch fernab jeder Realität. Es gibt jedoch vermehrt Systeme, die versuchen durch Waveguides das Bündelungsmaß des Hochtöners an den Tief-/Mitteltöner anzupassen. Die genannten Diskontinuitäten sind aber bei den meisten LS deutlich ausgeprägt, und sorgen für eine sehr frequenzabhängige Interaktion des LS mit dem Hörraum.

- In welchem Frequenzbereich liegen typische Übernahmefrequenzen zum Hochtöner bei üblichen 2- und auch 3 Wege Lautsprechern ?

- In welchem Frequenzbereich ist das Gehör am empfindlichsten ?

Hierzu kann man die Kurven gleicher Lautstärke heranziehen:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lindos1.svg


Die sog. "richtungsbestimmenden Bänder" sind beim Hören in der Medianebene (Schalleinfall von vorn, oben, hinten jeweils ohne seitlichen Versatz) gefunden worden.

Sie korrespondieren mit Anhebungsbereichen der menschlichen Ohrmuschel, deren vom Schalleinfallswinkel abhängige Übertragungsfunktion u.a. zur Feststellung des Erhebungswinkels einer Schallquelle herangezogen wird:
Ein spektraler Peak bei 8Khz würde z.B. bei einem ansonsten bekannten Klang oder Geräusch eine Lokalisation "oben" wahrscheinlicher machen. Das Gehirn ist also auf die Auswertung der richtungsbestimmenden Bänder zumindest beim Hören in der Medianebene ("Mittelebene" des Körpers) trainiert.

Und hier liegen sie:

http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...%C3%A4nder.svg

Das "Hinten" Band, spielt insofern eine Sonderrolle, als das "hinten" in Versuchen zum räumlichen Hören oft als Richtung angegeben wird, wenn die Lokalisation "unsicher" ist. Die Bänder "vorn" und "oben" korrespondieren jedoch rel. eng mit Anhebungsbereichen der Außenohr-Übertragungsfunktion.

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Fragen:

Wenn ein System ein technisches Artefakt produziert

- sollte man dieses in der Ausprägung nicht so gering wie möglich halten ?

- sollte man das Artefakt nicht nach Möglichkeit gehörphysiologisch möglichst unauffällig gestalten, wenn man es techn. nicht eliminieren kann oder will (z.B. aus Kostengründen) ?

Ich will hier keinesfalls bestimmte Effekte der o.g. Artefakte auf die Lokalisation bei LS-Wiedergabe nahelegen, sondern einzig festhalten, daß der Energiegehalt bestimmter Frequenzbänder einer besonderen "Beobachtung" durch das menschliche Gehör unterliegt.

Ferner ist das Gehör insgesamt in seiner Empfindlichkeit stark frequenzabhängig und der Bereich von ca. 2...5 Khz spielt hier eine besondere Rolle. Ähnlich wie man z.B. auch eine Membranresonanz deutlich außerhalb des genutzten Übertragungsbereiches eines Systems oder gar außerhalb des Hörbereiches recht gut tolerieren kann, innerhalb aber nicht.

Meine Auffassung ist es, dass man Übernahmefrequenzen grundsätzlich nicht ohne eine vorherige gehörphysiologische Betrachtung festlegen kann, die bereits beim Entwurf des LS mit hohem Gewicht einfließen muss.

Das sehe ich ähnlich wie den Kauf von "Verschmutzungsrechten":
Wenn der Lautsprecher an seinen Übernahmefrequenzen theoretisch frei von den o.g. Artefekten wäre, dann dürfen die Übernahmefrequenzen liegen, wo sie wollen: Wie sollten sie stören ?
Sind aber Artefakte vorhanden (und das sind sie immer mehr oder weniger), dann sind nicht alle Frequenzbereiche "gleich teuer" in Bezug auf die zu erwerbenden Verschmutzungsrechte.

Ich bitte diejenigen, die an der gehörphysiologischen Gewichtung von Fehlergrößen grundsätzlich Interesse haben, über dieses Thema einmal ernsthaft nachzudenken ...

[Rudolf]

Ich bitte diejenigen, die an der gehörphysiologischen Gewichtung von Fehlergrößen grundsätzlich Interesse haben, über dieses Thema einmal ernsthaft nachzudenken ...

Ich habe darüber nachgedacht. Und jetzt? ....
Mal ernsthaft: Ich versuche, die Bündelung auch im Übernahmebereich möglichst kontinuierlich zu halten. Auch deshalb baue ich eher 3-Weg als 2-Weg. Die Bündelungsmaße müssen im Übernahmebereich wohl nicht zwingend konstant sein, sondern nur einen gleitenden Übergang ermöglichen. Das ist imho der einzige Grund, weshalb eine 6 dB-Weiche irgendwo sinnvoll sein kann.

[gargamel]

Hallo,

dann müsste die Trennfrequenz ja so tief wie möglich liegen?
Bei der Wavemon 182 (zwei Wege 17/30)liegt sie bei 1350hz(6db weiche).
Das wäre weit unter dem Bereich von 2-5khz.

Oder einen 3 Weger ala Casablanca,da spielt die Kalotte von 700-6000hz.
Da überträgt den wichtigen Bereich nur ein Chassis.
Zumindest gibt es da keine Brüche durch Trennfrequenzen,die liegen ja weit unter bzw über den wichtigen Bereich?

Gruß
Guido

[fabi]

Interessiert dich die Diskussion wirklich? Darüber wird im Visatonforum seit wenigstens 10 Jahren geredet.
In weniger als 10 Beiträgen wird die Concorde und die D'Appolitoanordnung kommen, weil da die Bündelung im Gruntonbereich schon besser ist und ganz sicher werden auch Waveguides diskutiert.

Man baut leider keine guten Lautsprecher, in dem man sich einen Aspekt rauspickt und dann darauf optimiert. Klar, tief trennen, dann ist die Bündelung gleichmäßig, leider ist der Maximalpegel mickrig. Je nach Raum ist das Bündelungsverhalten auch schlichtweg egal oder absolut kritisch. Die Lokalisationsbänder sind ja ein netter Ansatz aber auch das ist so trivial nicht bei Stereolokalisation. Du kannst ja mal mit einem Equalizer 8Khz ein wenig anheben und sehen ob plötzlich alles von oben kommt.

In aller Regel gibt es für eine bestimmte Chassiskombination ziemlich engen Spielraum, wenn man sich innerhalb der technisch relevanten Kriterien bewegen will. Alternativ kann man natürlich echtes System-Design betreiben und erstmal aufschreiben, was man eigenlich genau erreichen will und dann Chassis aussuchen, modifizieren oder vollständig entwickeln. Das wird im Visatonforum aber eher nicht passieren.

[krabat]

Ich habe darüber nachgedacht. Und jetzt? ....

K.E.F. hatte die übernahmefrequenz durch den ht diktiert in den heydays der marke auf 3.5khz gelegt. das klingt gut, das misst sich auch im diffusfeld schlicht hervorragend! 20er tmt + 19mm ht mit übernahme bei 3.5khz - heute verboten**. aber es hat sich hervorragend gemessen. auch im diffusfeld um 2m von der boxenstandlinie entfernt, also da wo's drauf ankommt. blitzsauber abfallend von ca 500hz an um bis 20khz (!!) auf ca -8db anzukommen. genauso eine "billig, falsche" konstruktion von Canton mit 13cm tmt mit 19mm ht in regalreflex mit neigung ab ca 1khz ganz ohne die mitlerweile mantra-artig abgelehnte überbetonung des oberen präsenzbereichs.

reale messungen an realen boxen ohne waveguide in realen wohnräumen zeigen reelle qualitäten!

zum thema: welche bedeutung haben die richtungsbänder für die klangbalance der wiedergabe?

mir ist keine nachvollziehbare schritt für schritt herleitung der wirkung von löchern (!!) oder übertreibungen in den betreffenden bereichen bekannt, sofern es um die lautsprecherwiedergabe geht. ich gebe nur als beispiel zu bedenken, dass die klangbalance je nach instrument und melodie eine andere ist - wie soll das gehör differenzieren, ob die mukke von oben kommt, oder nur die saite sowieso gequält klingt. die klangbalance ist ad hoc völlig willkürlich, das ohr kann deshalb anhand der balance keine richtung identifizieren.

es sei denn, man gibt dem gehör einen vergleich: einmal ohne übertreibung, einmal mit. dann - im direkten vergleich würden die hörlappen vieleicht eine besondere richtung als wahrscheinlich ansehen. nur, wenn die mukke so vor sich hindudelt, da gibt's den vergleich schon vom prinzip her nicht!

ich irre mich? bitte den effekt nur für mich einmal schritt für schritt herleiten, mal schaun, wo meine lücken sind

** mitten in den schmalen bereich der maximalsten hörsamkeit laut fletcher/munson-kurve

[gargamel]

Hallo,

ist den der Maximal Pegel der genannten Wavemon 182 mit 6db Weiche wirklich so mickrig?
es ist eine 30mm Kalotte mit FS 710hz,die wird wohl ein bisschen was abkönnen.
Und brachial Pegel erwartet doch niemand von einer Hifi Box mit 17er TMT.
Natürlich strahlt die 30er nicht so breit,aber das ist ist manchen Räumen
auch gar nicht so schlecht.

Gruß
Guido

[markus7]

...ganz offensichtlich aber ohne Ergebnis

Richtig und das liegt einfach daran, dass wir kein ausreichendes Verständnis der zugrunde liegenden Hoervorgaenge erreicht haben. So bleibt halt das seit 80 Jahren praktizierte System von Versuch und Irrtum.

[krabat]

Deshalb würde ich gerne mal einen Link zu Deinem Beispiel sehen.

hab ich nicht mehr, link sowieso nicht, alles "hausmarke", was ich an messungen habe und hatte. ich beziehe mich im prinzip wenig, evtl in höchster not auf andere

mir ist seit jeher das ganze gebündele hochsuspekt. es ist zu simpel, um nicht von unberufenen imitatoren als monokausale religion missbraucht zu werden. reale vergleichsmessungen fehlen bislang vollständig, sofern die naiv paradiesische überlegenheit von waveguides oder bestimmten filtertopologien hinterfragt wird**. ich will damit nicht sagen "alles theorie", aber meinem anständig erzogenen verständnis von theorien nach brauchen die auch bestätigung. fehlt hier vollends.

kurz: ich würd' mal gern die präsenzübertreibung bei ordinären ungenial unüberlegenen kisten, die a la 08/15 ohne unser unverbindlich gebündeltes "geheimwissen" verbrochen worden sind, sehen. dann gehe ich die Cantons nochmal besuchen ...

** siehe unsere jubelperser anlässlich frisch gefräster, nie bei VISATON angekommener superwaveguides mit ohne +/-0.3db etc pp - aber nur für den hochton ... problembewusstsein null, nix. KE sowieso, aber gitter ab, gitter an, schwere konflikte, wochenlange diskussion im nichts um nichts.

[Peter K]

Hallo,

Ich kenne keine "Daten" - weder aus eigener Erfahrung noch aus der Literatur - die auch nur im Entferntesten nahelegen würden, dass es vorteilhaft sei, das Bündelungsmaß eines Lautsprechers zumindest oberhalb des Bassbereiches

- diskontinuierlich zu gestalten

und für die Diskontinuitäten

- bevorzugt Frequenzbereiche zu suchen, in denen das Gehör auch noch
besonders empfindlich ist

Bei "empfindlich" beschränke mich jetzt auf "Kurven gleicher Lautstärke",um die Diskussion zu vereinfachen.

Es gibt eher Ergebnisse, welche das Gegenteil nahelegen, darunter die bekannten Untersuchungen von Toole, bei denen

- die Selbstähnlichkeit von Frequenzgängen unter Winkeln und der
- Energiefrequenzgang als wichtige

Co-Faktoren der klanglichen Bewertung eines Lautsprechers als hochwertig herausgestellt wurden. Die Rolle des Freifeld Frequenzgangs auf der "Konstruktionsachse" wird m.E. nirgendwo bestritten.

Da bin ich voll bei dir, die entsprechenden Untersuchungen kenne ich auch.
Auch meine bescheidene Hörerfahrung hat ergeben, daß Lautsprecher mit linearem Achsenfrequenzgang (wobei linear nicht immer gleichbedeutend sein muss mit völlig horizontal eben, oftmals ist eine mit steigender Frequenz moderat abfallende Gerade "richtiger"), Linearem bzw. stetigem Energieverhalten (da gilt dann das Gleiche wie beim Achsenfrequenzgang) und gutem Abstrahlverhalten in jedweder akustischen Umgebung besser reproduzierten als Lautsprecher, die in den Disziplinen schwächeln.
Aber das ist nun schon mehrfach gesagt worden und sollte mittlerweile "Stand der Technik/der Erkenntnis" sein.

Gruß
Peter Krips

[krabat]

Es kommt m.E. irgendwann immer der Punkt, wo man sich mit "Unwissenheit" oder "mangelnden Daten" nicht mehr herausreden kann.

seh's so: wichtig ist nicht, was die boxen im einzelnen machen ("prinzipien"), sondern was rauskommen soll, und dann rauskommt.

wenn wie bei K.E.F. oder Canton das (vermeintlich) richtige rauskommt, ist das nicht gut genug? warum auf prinzipien herumreiten? noch dazu ohne daten - bezüglich dessen, was auch bei 08/15-boxen dann letztlich rauskommt. ich hab' hier noch nichts gesehen von den schrecklichen verfärbungen ....

[markus7]

Oliver, ein "Herausreden" sollte das nicht sein. Du fragst nach "richtig". Solange das aber wie folgt ablaeuft, gibt's meines Erachtens kein "richtig", sondern nur "anders" oder "aehnlich":



Toole, "Sound Reproduction"

[gargamel]

Hallo,

du meinst soetwas wie die Tsm Parameter für das Abstrahlverhalten?
Das liegt warscheinlich daran das unser Gehör auch nicht genormt ist.
Du schriebst vorhin das den 30mm Kalotten die Brillanz fehlt.
Man einem gefällt das.
Genau wie manch andere lieber Breitbänder mag.
Die Lautspecher vieler nahmhafter Hersteller sind nicht perfekt,haben aber ihre Fans zb Klipsch Cornwall.
Als der Hersteller das Modell(seit 1959) 1990 einstellen wollte gabe es sogar einen Weltweiten Protest für den weiterbau.
http://www.hmmusic.ch/hifiprg/klipsch/cornwall2.htm
Der Lautsprecher wird bis heute gebaut.
Vielleicht will"man" gar keinen perfekten Lautsprecher.
Die Bijou170 trennt auch über 3000hz und wird im allgemeinen als sehr gut klingend empfunden.
Das Abstrahlverhalten alleine kann nicht alles sein.
Das Gehör ist vielleicht so individuell wie der Mensch selber.
Verstehen kann ich dich aber schon.
Bei der heutigen Technik sollte es doch möglich sein sowas technisch"perfekt" hinzukriegen.
Ob es dann gefällt ist was anderes.

Gruß
Guido

[krabat]

"robustes Potential hat"

als ingenieursnah ausgebildete schätzen wir "robustes potential". solange aber lsp für den genuss im "diffusfeld" ohne messerschafe stereopanoramik einen ampl.gg aufweisen, auch im diffusfeld, auch ohne waveguide, auch mit verbotener weiche, welcher auch jedem monitor (studio) zur ehre gereicht - genug!

neue prinzipien könnten stören: meine waveguides sind bislang unbefriedigend, weil der mittelton zu dominant wird, weil das gesamtproblem nicht erfasst wurde, und deshalb bündelung ebenda fehlt, wo sie wirklich schwierig und teuer wird => dumpf (auch abschätzig für wenig flexible geisteshaltungen verwendet, schafhaft).

aber zurück zum thema: wenn eine K.E.F. Calinda trotz verachtenswürdig fehlgeleiteter technik mindestens so gut klingt wie ein als "high end für arme" frischfeucht unter die leute gebrachter knalldoofer cheap trick:

wie im einzelnen (!!) bist du in der lage, die von dir herbeizitierten richtungsbänder mit lsp-technik in verbindung zu bringen? wo liegt genau das potenzial?

[Peter K]

Hallo,

Um nicht falsch verstanden zu werden: Ein "LAL" kann gut klingen, und die Begeisterung eines einzelnen Hörerlebnisses mag durchaus nachvollziehbar sein, aber ein "LAL" klingt immer nur gut, wenn er Glück mit dem Raum und der jeweiligen Abhörsituation hat.

Oder auch einfach nur auf ein bestimmtes Genre "passen".
Dazu habe ich schon zuviel erlebt/erhört....
Da gibt es Lautsprecher, die klingen mit deftiger Rockmusik "geil", legst du dann aber Klassik auf, suchst du das Mauseloch, durch das man entfliehen kann....

Mit einer gewissen Hörerfahrung merkt man aber ziemlich schnell, ob ein LS wirklich "robustes Potential hat", oder nur aufgrund "glücklicher Umstände" (hier und jetzt) etwas weniger beleidigend klingt, als es unter anderen Umständen der Fall wäre. Das kann man sicher nicht jedem vermitteln ...

Aber dieses Urteilsvermögen habe ich mittlerweile und kann sehr sicher darauf zurückgreifen - das wird jetzt wieder Schmähungen regnen - ich bin aber nicht der einzige, der das so oder so ähnlich handhabt.

So ähnlich geht es mir, ich kann sogar mit sehr hoher Treffgenauigkeit den Frequenzbereich ansagen, in dem was nicht stimmt.
Auch die von Linearray angesprochene typische Zweiwege-Schwachstelle, die Erweiterung um 3000 Hz, ist für meine Ohren absolut "tödlich".

Gruß
Peter Krips

[gargamel]

Hallo,

da gebe ich dir auch recht und finde das auch gut.
Aber die Hersteller für Hifi Lautsprecher scheint es nicht zu interessieren,oder kennt jemand einen Hersteller(keine Studiomonitore)von Hifi Lautsprecher der mit einem optimierten Abstrahlverhalten wirbt?
Im PA Bereich sollte sowas auch möglich sein,also nur bei Anwendungen
wo mit den Lautsprechern gearbeitet wird.
Sicher kann man die Funktion des eigentlichen Hören und räumlichen Hören
wissenschaftlich untersuchen.
Aber der Geschmack ist doch sehr individuell.
Letztendlich wird alles vom Gehirn ausgewertet.
Und da sind wir erst an Anfang da reinzuschauen.
Ich finde da kann man nicht einfach sagen die Leute haben sich schlechtes hören angewöhnt.
Die haben da immerhin teilweise viel Geld für ausgegeben und sicher auch
teilweise viele Lautsprecher gehört.
Die Leute hatten die Gelegenheit "bessere"Lautsprecher zu kaufen und haben sich doch für die vermeintlich"schlechteren" entschieden.
Ich habe mal die Concorde MK3 gebaut.
Das Hypohorn 12" hat mir weitaus besser gefallen.
Vielleicht hats auch besser zum Raum gepasst.

Gruß
Guido