Wie äußert sich die Einbaugüte qtc im frequenzgangkorrigierten Hörvergleich?

[FoLLgoTT]

aurelian fragte nach einem EQ, was für mich ein ganz einfacher Equalizer ist. Damit wird das Ausschwingverhalten nicht verändert sondern nur der Pegel.

Doch, jedes minimalphasige Filter verändert das Ausschwingen. Sei es ein einfacher analoger 10-Band EQ oder ein digitales Bi-Quad-Filter (->Linkwitztransformation). Nur die Impulsantwort des Filters ist entscheidend.

Er hatte EQ gesagt, aber vielleicht wird zwischen DSP und EQ nicht genau unterschieden.

Das muss man auch nicht. Solange der DSP minimalphasige Filter implementiert, verhalten sich beide identisch. Nur FIR-Filter können eine Ausnahme darstellen, wenn Amplitude und Phase unabhängig voneinander manipuliert werden.

[Peter K]

Hallo,

Doch, jedes minimalphasige Filter verändert das Ausschwingen. Sei es ein einfacher analoger 10-Band EQ oder ein digitales Bi-Quad-Filter (->Linkwitztransformation). Nur die Impulsantwort des Filters ist entscheidend.

ich kenne es eigentlich auch NUR so, daß die resultierende Übertragungsfunktion die Eigenschaften, und somit auch das Ein- und Ausschwingverhalten bestimmt, unabhängig davon welcher der beteiligten Filter nun den Überschwinger hat..
Habe in Audiocad mal zwei Dummitreiber, einmal mit Qts 0,5 und einmal mit Qts 2 eingespielt und den mit Qts 2 dann per Weiche annährend auf den Verlauf des Qtc 0,5 Treibers "gebügelt".
Das Ausschwingverhalten nach FFT war dann identisch, der unbehandelte Qtc2 Treiber war grauslig....

Gruß
Peter Krips

[F.H.]

Ausschwingmessungen

Um der Frage nachzugehen, ob man das längere Ausschwingen eines Treibers mit höherem Qtc mit einem normalen grafischen EQ kompensieren kann, haben Lebrichon und ich ein paar Messungen gemacht. Dazu haben wir einen TIW 200 XS in die Messbox eingebaut. Wir haben den Frequenzgang und das Ausschwingverhalten gemessen. Der Qtc lag bei ca. 0,6 und die Resonanz des TT im eingebauten Zustand betrug 30 Hz. Das Mikro haben wir in 40 cm Abstand positioniert, damit auch bei ganz tiefen Frequenzen keine Raumresonanzen stören konnten.





Abb. 1: Mikrofonabstand 40 cm






Abb. 2: Wie zu erwarten ist das Ausschwingverhalten fast perfekt. Wir mussten den Messbereich auf -40 dB ausdehnen, damit überhaupt etwas zu erkennen war. Üblicherweise wird nur bis -30 dB gemessen.



Jetzt haben wir einen Vorwiderstand in die Lautsprecherleitung gelegt, um den Qtc-Faktor zu erhöhen. Damit der Effekt möglichst gut zu sehen ist, haben wir 22 Ohm genommen. Die rote Kurve in Abb. 1 zeigt den drastischen Wirkungsgradverlust und das leichte Überschwingen im Bereich der Resonanz.


Abb. 3: Wir haben bei der Ausschwingmessung mit Vorwiderstand den Pegel bei 30 Hz so eingestellt, dass er dem Zustand in Abb. 2 entspricht, damit man in diesem Frequenzbereich die Verhältnisse vergleichen kann. Zur großen Überraschung schwingt der TT bei dem enormen Qtc von 1,35 nur unwesentlich länger aus! Ohne Vorwiderstand sind es bei 30 Hz 6 Perioden und mit 22 Ohm nur 7,5 Perioden.






Der nächste Schritt war, die rote Frequenzkurve in Abb.1 mit einem grafischen 32-Band-Equalizer möglichst genau an die blaue Kurve anzupassen (grüne Kurve in Abb. 1).



In Abb. 4 kann man die entsprechende Ausschwingmessung sehen. Ein signifikanter Unterschied zur Messung ohne EQ (Abb. 3) ist nicht vorhanden.






Fazit:

- Mit einem normalen Equalizer (nicht DSP) kann man das verzögerte Nachschwingen eines Lautsprechers nicht verbessern.

- Die Befürchtungen, dass ein hoher Qtc nachteilig beim Ausschwingen ist, sind übertrieben (was mich selbst überrascht hat). Dabei darf nicht verwechselt werden, dass eine Abstimmung mit hoher Güte (hoher Qtc) mehr Pegel im Verhältnis zu höheren Frequenzen bringt und damit die Raumresonanzen stärker anregt. Die sind wirklich schädlich!

[walwal]

......

Fazit: ...- Mit einem normalen Equalizer (nicht DSP) kann man das verzögerte Nachschwingen eines Lautsprechers nicht verbessern. .....

Zum gleichen Ergebnis kommen auch Toole+Olive. Der grafische EQ ist zu ungenau.

Ein PEQ (DSP) wirkt dagegen positiv.

[aurelian]

Das Fazit ist auch, dass man sich an die qtc von max 0,7 wohl nicht sklavisch halten muss, sondern auch qtc=1 von der Präzision her nicht anders klingen wird. Somit hat es auch wenig Sinn, geschlossene Boxen größer als nötig zu bauen, um die qtc zu senken.
Die oft behauptete Langweiligkeit von TT mit qtc von 0,5 (oder weniger) dürfte dann wohl auch nur eine Folge des anderen Frequenzgangs im Vergleich zu höherer qtc sein.
Der Dämpfungsfaktor eines Verstärkers ist fast völlig egal, der Kabelwiderstand sowieso.
Oder sehe ich was falsch?

Was ich nicht verstehe, ist, wieso man für große TT manchmal vier Vorschläge für den Betrieb als Sub findet (hier gesehen: http://www.lautsprechershop.de/index...ver_cinema.htm)
BR und geschlossen, klar
BR und geschlossen mit Vorwiderstand (2,7 resp. 9 Ohm. Auch wenn das den Bassfrequenzgang verbessern mag, verbrät man doch extrem viel Energie un den Widerständen, was mir bei einem Sub mit einer Belastbarkeit von 500W sehr unschön erscheint

[FoLLgoTT]

Das Fazit ist auch, dass man sich an die qtc von max 0,7 wohl nicht sklavisch halten muss, sondern auch qtc=1 von der Präzision her nicht anders klingen wird.
...
Die oft behauptete Langweiligkeit von TT mit qtc von 0,5 (oder weniger) dürfte dann wohl auch nur eine Folge des anderen Frequenzgangs im Vergleich zu höherer qtc sein.

Ich würde sagen, es ist sogar die alleinige Folge des Amplitudenganges.

Dass man mit einem grafischen Equalizer das Abklingen nicht wirklich verbessern kann, war mir klar. Der ist einfach viel zu ungenau. Bei meinen Experimenten, minimalphasige Raummoden auszugleichen, musste ich nicht nur die Amplitude, sondern auch die Güte des Filters sehr genau einstellen, damit es funktioniert. Die Form der Übertragungsfunktion des Filters ist hier ganz entscheidend!

Ich würde geschlossene Subwoofer überhaupt nicht nach Qtc dimensionieren, sondern nach der mechanischen und elektrischen Belastbarkeit. Es gibt ein Volumen, bei dem die elektrische Leistung mit der mechanischen zusammenfällt. Damit wird der Subwoofer kleiner und man kann den Maximalpegel bei allen Frequenzen voll ausnutzen, ohne dass er anschlägt. Bei Treibern, die für geschlossene Gehäuse ausgelegt sind, funktioniert das sehr gut.

[aurelian]

Wie findet man dieses optimale Volumen rechnerisch?

[FoLLgoTT]

Wie findet man dieses optimale Volumen rechnerisch?

Siehe hier.

[fabi]

Dass man mit einem grafischen Equalizer das Abklingen nicht wirklich verbessern kann, war mir klar. Der ist einfach viel zu ungenau.

Die Kurven sind auf halbe dB Deckungsgleich. Wie genau braucht man es, bis es "genau genug" ist? Wird das Ausschwingverhalten schlagartig besser?

Ob man das alles messen muss? Falten zweier Impulsantworten minimalphasiger Systeme geht auch erstmal mit Matlab.

Ich frage mich daher eher, ob das CSD bei -40dB der richtige Weg ist, das Ausschwingverhalten zu erfassen. Da man ja das Ausschwingen auf der fundamentalen Resonanz ansehen will, dürfte die Zeitantwort tatsächlich mal nützlich sein. Entscheidend ist, dass der Verstärker die ganze Zeit angeschlossen bleibt und einen vergleichsweise hohen Dämpfungsfaktor hat. Ein Vorwiderstand verkompliziert die Sache daher eher. Ich würde vorschlagen, den Lautsprecher in ein viel zu kleines Gehäuse einzubauen und dann die Impulsantwort zu messen. Nun wird der gleiche Lautsprecher auf den Frequengzgang eines größeren Volumens entzerrt. Die Impulsantwort sollte dann dem entsprechen, was man im größeren Volumen auch misst - und simuliert!

Grüße!

[F.H.]

Das Fazit ist auch, dass man sich an die qtc von max 0,7 wohl nicht sklavisch halten muss, sondern auch qtc=1 von der Präzision her nicht anders klingen wird. Somit hat es auch wenig Sinn, geschlossene Boxen größer als nötig zu bauen, um die qtc zu senken.
Die oft behauptete Langweiligkeit von TT mit qtc von 0,5 (oder weniger) dürfte dann wohl auch nur eine Folge des anderen Frequenzgangs im Vergleich zu höherer qtc sein.
Der Dämpfungsfaktor eines Verstärkers ist fast völlig egal, der Kabelwiderstand sowieso.
Oder sehe ich was falsch?

Das sehe ich genauso.

@FoLLgoTT: aurelian, dem Eröffner des Threads ging es im ersten Beitrag nicht um Raumresonanzen sondern er fragte danach, ob das längere Ausschwingen bei höherem Qtc mit einem EQ kompensiert werden kann. Die Raumresonanzen sind etwas ganz anderes. Die kann man in der subjektiven Wirkung mit einem EQ mildern. Beim Lautsprecher dagegen handelt es sich um ein Feder-Masse-System, das bei schwacher Dämpfung länger ausschwingt als die Anregung vorgibt. Da kann der EQ noch so schmalbandig sein und die Güte frei wählbar sein, wie soll der EQ ein Problem im Zeitbereich lösen. Natürlich kann man gezielt die kritische Resonanzstelle absenken. Aber dann hat man auch im Frequenzgang eine Delle, die bei einem Treiber geringerer Güte nicht vorhanden ist.

Meiner Meinung nach kann man Resonanzen des Treibers oder der Box nur mit einem DSP kompensieren. Z.B. "lernt" die Digitalbox DS4 beim Einmessen im RAR, wo schädliche Ausschwinger vorhanden sind. Genau dort wird dem Lautsprecher bei der Wiedergabe ein gegenphasiges Signal überlagert, so dass die Störung kompensiert wird. Wie soll das ein normaler EQ bewerkstelligen?

[Peter K]

Hallo,
irgendwie komme ich mit einigen Aussagen hier nicht so richtig klar, das bringt mein Weltbild ins Wanken und wiederspricht so auch Einigem, was ich mal so erlernt habe.....

Nach den Theorien der Übertragungsfunktion und der Filtertheorie lassen sich ALLE Eigenschaften aus der resultierenden Übertragungsfunktion (hier dem Schalldruckverlauf) herleiten.
Dabei ist es -so mein Kenntnisstand- völlig wurscht, ob bei den kombinierten Filtern einer überschwingt (Hier: hoher Qts), wenn die Kombination dann wie hier einer Niedrig-Qts - Übertragungsfunktion entspricht, sind alle Eigenschaften dann auch identisch, also wie bei der niedrig-Qts Funktion.

Oder gilt das was man diesbezüglich in der Literatur findet etwa nicht ?

Verwirrte Grüße
Peter Krips

[fabi]

Die Frage ist eigentlich:

Kann durch die Faltung eines minimalphasigen Systems mit einem IIR-Filter ein Dirac-Impuls erzeugt werden?

- Ein Lautsprecherchassis in einer geschlossenen Box ist ein minimalphasiges System
- Ein "normaler" Equalizer nutzt IIR Filter
- Wenn ein Dirac Impuls geht, geht auch alles andere

Wie Friedemann sagt, geht es definitiv mit FIR-Filtern, wie sie in der DS4 genutzt werden, weil Pseudoinverse erzeugt werden können, die einen Dirac Impuls sehr gut annähern können - auch für NICHT minimalphasige Systeme. Das habe ich viele Male selbst gemacht. Da gibt es (hoffentlich) wenig Widerspruch.

[Sideshow]

Bedeutet das, dass der für die Lautstärke zuständige Verstärkungsfaktor bekannt sein muss, um den Betrag der Pseudoinversen lastabhängig zu variieren? Und die Ausschwingzeit des Lautsprechers verlängert sich doch auch mit zunehmender Amplitude, oder irre ich mich da?
Nein ich möchte keinen Widerspruch einlegen. Die Funktionsweise dieses "Lernvorgangs" interessiert mich.

MfG

[FoLLgoTT]

@FoLLgoTT: aurelian, dem Eröffner des Threads ging es im ersten Beitrag nicht um Raumresonanzen sondern er fragte danach, ob das längere Ausschwingen bei höherem Qtc mit einem EQ kompensiert werden kann.

Raummoden sind physikalisch ein anderes Phänomen, aber ansonsten ist das regelungstechnisch kein Unterschied zum Qtc-Buckel, solange beide minimalphasig sind.

Die Raumresonanzen sind etwas ganz anderes. Die kann man in der subjektiven Wirkung mit einem EQ mildern.

Das liest sich so, als ob du nicht glaubst, dass auch das Abklingen wirklich ausgeglichen wird und nur subjektiv ein Effekt eintritt. Dem ist aber nicht so. Das habe ich z.B. hier gezeigt.

Ganz wichtig ist, dass die Mode minimalphasig und isoliert ist (meist nur die 1. Moden) und man die Güte ziemlich genau trifft. Ansonsten drückt man zwar den Amplitudengang runter, das Abklingen bleibt aber unverändert.

Beim Lautsprecher dagegen handelt es sich um ein Feder-Masse-System, das bei schwacher Dämpfung länger ausschwingt als die Anregung vorgibt. Da kann der EQ noch so schmalbandig sein und die Güte frei wählbar sein, wie soll der EQ ein Problem im Zeitbereich lösen.

Man sollte sich von der physikalischen Vorstellung lösen. Regelungstechnik ist Regelungstechnik. Ich bin da ganz bei Peter. Es ist egal, ob ein minimalphasiges System aus Feder und Masse, zwei parallelen Wänden oder aus einem Stück Software besteht. Das verhält sich alles gleich.

Linkwitz zeigt ja mit seiner Transformation, dass man Qtc (samt Zeitverhalten) beliebig elektrisch verändern kann.



Wichtig ist hier wieder, dass die Form des Buckels exakt ausgeglichen wird. Dann klappt das auch mit der Korrektur im Zeitbereich. Der Zeitbereich ist nur eine andere Darstellung vom komplexen Frequenzgang. Man kann ihn bei einem minimalphasigen System nicht getrennt betrachten.

[FoLLgoTT]

Wie genau braucht man es, bis es "genau genug" ist? Wird das Ausschwingverhalten schlagartig besser?

Bei meinen Experimenten mit der Raummode war es so, dass schon kleine Änderungen an Q relativ große Auswirkungen am Abklingen hatten. Ich benutze den Klein + Hummel Pro C 28 im IIR-Modus. Da kann man die Güte der Filter einstellen.
Am Amplitudengang ändert sich mit der Güte kaum etwas, wohl aber am Abklingen.

Übrigens sehen auch die Gruppenlaufzeitverzerrungen von Mode und Filter im relevanten Bereich invers zueinander aus und gleichen sich somit aus. Leider habe ich momentan keinen Screenshot parat...