Einsatzpunkt der Obertonschwingungen

[Siegfried]

Guten Morgen, Tag, Abend,

folgendes zum altbekannten Problem. "Zeitrichtigkeit"

Stellen wir uns vor, wir spannen eine Gitarrensaite mit dem Finger.
Dann lassen wir diese los.
Die Saite schwingt zurück über die "Ruhelage" hinaus bis zum gegenüberliegenden Nullpunkt. Dann wieder zurück, durch die Ruhelage auf die andere Seite. Und so weiter bis die gesamte Energie sich erschöpft hat.
Wir hören einen Grundton und den typisch für dieses Musikinstrument entsprechende Obertongemisch, das den Eigenklang ergibt.

Nun die Frage:
Wann, zu welchem Zeitpunkt, setzen die Obertonschwingungen den ein?

A) Sobald ich die Saite loslasse?
B) Sobald die Saite die Ruhelage1 erreicht hat?
C) Erst beim erreichen des gegenüberliegenden Nullpunktes?
D) Beim erreichen der Ruhelage2 ? (Rückweg)
E) Erst nach dem erreichen des Ausgangs-Nullpunkt (Punkt des Loslassens)?

Wir lassen hier außer Acht, dass die Seite nicht exakt hin und her flattert, sondern eine leicht eierige Taumelbewegung macht. Es geht mir hier nicht um den Gitarren-, Klavier- oder wie auch immer -Ton als solchen, sondern um den Einsatzpunkt des Hochtöners, um die Sprungantwort.

Gewiss hat hier der Breitbänder seine große Stärke. Leider deckt dieser nicht den gesamten Hörbereich zufriedenstellend ab, so dass eben doch Zwei-, Drei- oder andere Mehrweger gefertigt werden (müssen).

Freue mich auf eine rege Beteiligung.

Siegfried

[albondiga]

100%ig sicher bin ich mir nicht, als Ansatzpunkt kann ich dir aber folgendes liefern: Eine Gitarre klingt unterschiedlich, je nachdem wo und wie man die Saite anschlägt. Je näher man die Saite am Steg anregt, um so mehr Oberschwingungen gibt es. Fingernagel klingt anders als dünnes Plektrum anders als dickes Plektrum anders als Fingerkuppe. Von daher gehe ich davon aus, dass die Oberschwingungen direkt vom Anfang an mit angeregt werden.

[FoLLgoTT]

folgendes zum altbekannten Problem. "Zeitrichtigkeit"

Das ist gar kein Problem. Es ist in erstaunlich großen Grenzen unhörbar.

Wann, zu welchem Zeitpunkt, setzen die Obertonschwingungen den ein?

Ich verstehe nicht ganz, worauf du mit dieser Frage abzielst. Es ist doch grundsätzlich egal, wann die Obertöne bei welchem Instrument einsetzen. Die inneren Phasendrehungen des Lautsprechers sind fix und nicht vom Anregungssignal abhängig.

Übrigens eilen bei einem Mehrweger immer die Höhen voraus und die Bässe hinken hinterher. Das hört aber, wie gesagt, fast niemand. Es wird sich (gerade bei Breitbandfans) viel zu sehr auf die "Zeitrichtigkeit" konzentriert und weitaus wichtigere Parameter sträflich vernachlässigt. Die High-End-Esoterik-Propaganda der "Fach"zeitschriften trägt da wohl auch ihren Teil dazu bei. Ein einfacher Blindtest mit FIR-entzerrter Phase genügt und das Thema ist entzaubert.

[Siegfried]

"Das hört aber, wie gesagt, fast niemand"

Und doch ….

[Rudolf]

Kein akustisches Instrument startet mit einer Sprungantwort. Der Einschwingvorgang ist teilweise sehr komplex. Bei einer Geige schwingen z.B. zuerst mehrere Obertöne ein, bevor der Grundton sich ausprägt. Deshalb ist es auch unsinnig, sich beim Übertragungsverhalten eines Lautsprechers an der Klangentstehung irgendwelcher Musikinstrumente zu orientieren. Lautsprecher setzen nur elektrische in akustische Signale um, erzeugen aber keine Musik.

[Siegfried]

Hallo Rudolf,

da gebe ich Dir Recht. "Kein akustisches Instrument startet mit einer Sprungantwort".

Vielen Dank für den Link "Dissertation"

Auch hier hast Du es richtig zum Ausdruck gebracht:
"Lautsprecher setzen nur elektrische in akustische Signale um, erzeugen aber keine Musik."

Das heißt für mich jedoch nicht, dass ein voreilender Hochtöner das exakte Klangergebnis ist. Das hat auch mit einer Geige nichts zu tun.

Wo ist also der exakte Punkt des Miteinanders zur Klangreproduktion?
Gewiss kann man nicht eine statische Angabe machen, da es je nach Chassis und Weichen Variationen gibt.

So sehen doch "10 Augen mehr als meine 2"

Bin gespannt welche Lösungsvorschläge noch eingehen.

[Rudolf]

Hallo Siegfried,

gerade habe ich aus der Perspektive der Musik"erzeugung" gesprochen, jetzt wechsel ich zur Musik"erkennung" - also zum Ohr und zum dahinter liegenden Gehirn. Da gibt es nichts, was die Phasenlage eines Hochtöners als soche "hören" kann. Bei 2 kHz geht das Hör-Nervensystem ins Hören von Hüllkurven über, weil die Nervenimpulse nicht mehr schnell genug aufeinander folgen können. Natürlich muss man auf einen phasenmäßig passablen Übergang zwischen Mittel- und Hochtöner achten, damit man keine Schalldrucklöcher oder -überhöhungen im Übergangsbereich hört. Aber die Phase an sich hat im Hochton keine Bedeutung - zumindest nicht für unsere Ohren.

[Fosti]

Übrigens eilen bei einem Mehrweger immer die Höhen voraus und die Bässe hinken hinterher.

Genau....und das auch beim Breitbänder, auch wenn die Sprungantwort noch so "hübsch" aussieht

[Lui]

Nicht desto trotz erzeugen Breitbänder eine schöne Räumliche Illusion.

Vermutung: Mehrweger erzeugen durch den Abstand der Chassis und Weiche schöne Phasenschweinereien, für die das Gehör sensibler ist, als für Schweinereien im Zeitbereich.

Moin

[FoLLgoTT]

Nicht desto trotz erzeugen Breitbänder eine schöne Räumliche Illusion.

Was praktisch nur an der hohen Bündelung liegt.

Wie gesagt, entzerre nur die Phase, und du wirst keinen nennenswerten Unterschied hören. Das garantiere ich dir.

Das Problem ist, dass meist Äpfel mit Birnen verglichen werden. Ein 3-Weger unterscheidet sich in so vielen Parametern von einem Breitbänder, dass man nie nur einen alleine vergleichen kann. Welcher für den Unterschiedlichen Klangeindruck verantwortlich ist, sollte man sich systematisch klar machen.

Die Phase eines Mehrwegers lässt sich kinderleicht mit dem Phase Arbitrator entzerren. Auf den habe ich schon oft hingewiesen, aber kaum jemand ist bereit, mal den Test zu wagen. Die Impulsantwort sieht danach aus wie aus dem Lehrbuch, hören tut man keinen Unterschied!

Hier, hier und hier gibt es Messungen dazu. Ja, so eine lineare Phase kann ein 3-Weger mit steilen Trennungen haben! Aber ist das notwendig? Nein, ganz gewiss nicht. Es erzeugt einen schönen Placebo-Effekt, aber mehr auch nicht.

[Chaomaniac]

Nicht desto trotz erzeugen Breitbänder eine schöne Räumliche Illusion.
…

Dem kann ich so gar nicht beipflichten.
Wahrnehmungen sind da wohl sehr verschieden. Ich hatte selber die Solo 100 und konnte diese allgemeine Aussage so gar überhaupt nicht nachempfinden. Gehört hab ich sie in unterschiedlichsten Räumen, Aufstellungen und Abstimmungen (bis ich sie dann letztendlich aus Verzweiflung im Forum als zu verschenken angeboten hab).
Bei Breitbändern ab 4", spätestens bei 5" krieg ich die Krätze. Das hört sich für mich nur noch zerrissen an, nix will mehr zusammenpassen. Und das, obwohl doch alles aus einer Membran ach so zeitrichtig rauskommt…

[Fosti]

....
Vermutung: Mehrweger erzeugen durch den Abstand der Chassis und Weiche schöne Phasenschweinereien, für die das Gehör sensibler ist, als für Schweinereien im Zeitbereich.

Moin

Was falsch ist und so leider....nee, Gott sei Dank eben nicht stimmt!

[Frankynstone]

Siegfried, es gibt verschiedene Methoden, die Saite zum Schwingen zu bringen.
1) Wenn du die Saite schnell zupfst oder schlägst, so dass sich vor dem Loslassmoment kein statischer Zustand ergibt, wird durch den kurzen und scharfen Impuls viel Energie in kurzer Zeit in die Saite eingespeist. Je kürzer die Zeit ist, desto stärker werden die Oberschwingungen angeregt und sie setzen sofort ein --> A und zwar meiner Meinung nach noch bevor sich die Grundschwingung ausprägt.
2) Wenn du die Saite gezogen hältst, dass sich zwischen Finger und Saitenenden ein Dreieck bildet und du die Saite dann loslässt, wird sie sofort versuchen, eine energetisch günstigere Form anzunehmen. Sobald die Saite also von der Dreieck- in die Bogenform übergeht, sind die Oberwellen angeregt --> A und zwar gleichzeitig mit der Grundschwingung.

[Siegfried]

Tach,

es gab so eine Zeit (in den 70er Jahren) da hatte ich nicht nur elf verschiedene Gitarren, sondern auch noch die Wurst auf die Brötchen damit verdient. Wie der Klang auf einer Gitarre, ob elektrisch oder akustisch, entsteht, weiß ich, ob wohl schon etwas ergraut, noch ziemlich genau.

Wenn ich die gespannte Saite los lasse schwingt sie zunächst in die Ruhelage 1 (hier ist sie am kürzesten). Erst nachdem diese Ruhelage erneut verlassen wird verändert sich minimal Zeitversetzt der Hals und der Korpus der Gitarre.
Der Grundton ist noch nicht entstanden.
Erst nach erreichen des gegenüberliegenden Nullpunktes C steht fest, was das für ein Ton ist. Das ist auch der Punkt, wo die Saite das erste mal eine Kehrtwende macht. (Ähnlich eine Peitsche, die zum Knallen gebracht wird). Direkt nach diesem Augenblick (ok der ist viel zu lang ) entstehen / beginnen die Klanganteile des akustischen Korpus mit allen seinen Grund und Obertonschwingungen.

Diese Kehrtwende entsteht für den (Kammerton) A mit 440 Hz nach (1 / 440) /2 = 0,0011364 s
So weit so gut.

Das Problem beginnt doch erst bei der Reproduktion. - Wenn beim Zweiweger Obertonanteile zum Teil 0,4 Millisekunden ( ms ) vor dem erklingen des Grundtons vom Hochtöner ausgesendet werden.

Auch wenn die Phasen danach "irgendwie" zusammenpassen, ist es nicht richtig.

Das ist ja der große Vorteil der Aktiven Frequenzweiche. Angepasste Zeitverzögerung.


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[Der_Axel]

Hallo Zusamen,
Mir scheint, es gibt hier noch ein grundsätzliches Missverständnis:

Das heißt für mich jedoch nicht, dass ein voreilender Hochtöner das exakte Klangergebnis ist. Das hat auch mit einer Geige nichts zu tun.

Der Hochtöner eilt nicht vorraus !!:
Ein komplexes Musiksignal ist ja ein Frequenzengemisch mit (fast) allen Frequenzanteilen.
Werden diese nun durch eine Frequenzweiche getrennt und als Sprungantwort analysiert MUSS der Hochtonbereich dem Mittel und Tiefton-Bereich (zwangsläufig) vorraus einen. Der ist nich zu schnell oder zu früh, sondern Teil des gesamten Frequenzbereiches. Und weil hohe Töne per Definition eine höhere Anstiegsgeschwindigkeit haben als tiefe Töne sind die halt nun mal zuerst dran und bestimmen die Anstiegsflanke des Impulses - nicht der Bass !!
Ein 10kHz Ton ist (bei gleicher Amplitude) 250xschneller als ein 40Hz Ton.

Das heißt noch nicht, dass es Phasenprobleme nicht gibt - die können in der Weiche schon passieren, oder durch eine unglückliche Chassis-Anordnung, das ist aber was anderes.