Vorschlag für ein gutes Zweiwegesystem

[FoLLgoTT]

Hallo Andreas,

Von Filtertheorie verstehe ich zu wenig (bin Chemiker und habe Elektroakustik gehört). Wenn es aber stimmt, was bei Wikipedia stimmt, dann hat eine L-R-Weiche 4. Ordnung 360° Phasendrehung. Bei 100Hz (3,40 m Wellenlänge) entspricht dies einer Laufzeitdifferenz von 10 ms, wie ich geschrieben habe.

Ich glaube, hier liegt ein Missverständnis vor. Die Gruppenlaufzeit errechnet sich aus der negativen Ableitung des Phasenganges nach der Frequenz und nicht aus der Laufzeitverzögerung durch die relative Phasenlage. Das sind zwei unterschiedliche Dinge.

Die Gruppenlaufzeit beschreibt also nicht die Verzögerung der Frequenz, sondern die der Einhüllenden. Die Gruppenlaufzeit ist also dort besonders hoch, wo der Phasengang sich besonders stark ändert (->Steigung) und steigt mit sinkender Frequenz.

Und Wikipedia hat übrigens Recht. LR 4. Ordnung dreht die Phase um 360°. Eine Filterordnung entspricht 90°.

Auf jeden Fall kann man mit Software die Phase so entzerren, dass die Phasendrehungen der Trennungen ausgeglichen werden. Damit kann jeder auf Knopfdruck selbst prüfen, ob er die GRuppenlaufzeitverzerrungen kann. Phase Arbitrator und rePhase können das z.B..
Das Problem ist nur, dass die Moden im Bassbereich die Gruppenlaufzeit des Lautsprechers komplett überlagern und somit dieser Test praktisch keine Bedeutung hat. Es sei denn im Freifeld oder im optimierten Raum.

[AH]

Und Wikipedia hat übrigens Recht. LR 4. Ordnung dreht die Phase um 360°.

Hallo Nils,

100 Hz hat eine Wellenlänge von ca. 3,4 m
Schallgeschwindigkeit ca. 340 m/s

360° = Ein ganzer Sinuswellenzug.

3,4m/340m/s= 10ms

Also: Ein L-R-Filter 4. Ordnung bei 100Hz erzeugt 10ms Gruppenlaufzeit, wie ich eingangs schrieb.

In Deinen Messungen hast Du ja auch nur den Tiefpaß des Subwoofer gezeigt. 5ms Gruppenlaufzeit, da stimmen wir überein. Aber Dein - nicht gezeigter - Sattelit hat ja auch noch einen Hochpaß.

Ansonsten bleibe ich bei meiner Betrachtung, daß man Eigenfrequenzen des Raumes mit einem normalen Filter nur um den Preis hoher Gruppenlaufzeitverzerrungen entzerren kann, da sie sehr langsam einschwingen. Die Eigenfrequenz quasi als zusätzlicher Bandpaß bzw. Lautsprecher-Weg.

Liebe Grüße

Andreas

[FoLLgoTT]

Hi Andreas,

100 Hz hat eine Wellenlänge von ca. 3,4 m
...
Also: Ein L-R-Filter 4. Ordnung bei 100Hz erzeugt 10ms Gruppenlaufzeit, wie ich eingangs schrieb.

Ich würde das Thema ja gerne beenden, weil es eigentlich nicht so ganz hierher passt, aber ich muss da jetzt leider hart bleiben. Es ist einfach nicht richtig, was du darüber schreibst.

Das, was du da ausgerechnet hast, ist nicht die Gruppenlaufzeit. Die ist, wie oben geschrieben als negateive Ableitung des Phasenganges definiert (siehe Wikipedia).



Das, was du ausrechnest, ist die Verzögerung durch die Phasenverschiebung einer Frequenz. Die Hörschwellen in der Literatur beziehen sich aber alle auf die Gruppenlaufzeit, also die besagte Ableitung des Phasenganges.

In Deinen Messungen hast Du ja auch nur den Tiefpaß des Subwoofer gezeigt. 5ms Gruppenlaufzeit, da stimmen wir überein. Aber Dein - nicht gezeigter - Sattelit hat ja auch noch einen Hochpaß.

Der Hochpass ändert an dem Basszweig nichts. Er erzeugt dieselbe Phasendrehung, aber eben parallel dazu. Man muss nicht beide addieren. Es bleibt bei den 360° bei 4. Ordnung.

Ansonsten bleibe ich bei meiner Betrachtung, daß man Eigenfrequenzen des Raumes mit einem normalen Filter nur um den Preis hoher Gruppenlaufzeitverzerrungen entzerren kann, da sie sehr langsam einschwingen.

Die leider nicht richtig ist.

Ich habe zwar eine Idee, wie ich es endgültig beweisen könnte, aber dummerweise ist dafür mein Kellerraum schon zu bedämpft. Ich würde ansonsten nämlich mal den Zeitbereich aufnehmen. Dabei würde ich einen Burst auf der 1. Mode abspielen. Einmal ohne und einem mit Equalizer. Und den Equalizer alleine. Das sollte alle Fragen klären. Linkwitz hat es beim Biquad-Filter ja auch so gezeigt.

Ich muss mal schauen, ob ich das eventuell in einem anderen Raum hinkriege...

[walwal]

Hier sind Messungen, die zeigen, dass bei richtiger Entzerrung das Einschwingen schneller ist:



Macht man es nicht exakt, sondern mit einem üblichen EQ, verbessert sich nichts. (Grafik unten)



Ich kann das auch wuderbar mit meinem DSP simulieren. Zuerst ein idealisierter Frequenzgang mit einer Resonanz:



Dann setze ich einen exakten EQ auf den Peak (damit man nicht nur 3 Linien sieht, habe ich nicht völlig egalisiert, man sollte es auch nicht völlig egalisieren, weil sonst Impulse zu schwach wiedergegebn werden):



Sowohl Laufzeit als auch Phase sind mit EQ deutlich besser! Bei völliger EQ sieht man nichts mehr.

Mache ich es falsch, zB zu niedrige Güte, passiert das:



Korrigiere ich nur 5 Hz "daneben":



Nötig ist also eine exakte Messung UND Korrektur, dann wird es auch gut. Ich kann auch aus praktischer Erfahrung mit einem solchen Vorgehen sagen: Es klingt eindeutig besser mit PEQ. Und ich bin da in zahlreicher Gesellschaft.

[Fosti]

Hallo Andreas,

Nils hat schon recht: http://www.neumann-kh-line.com/neuma...ry_measurement (Bei Gruppenlaufzeit nachschauen). Hatte Markus Wolff vor einigen Wochen angeschrieben, weil dort noch ein Fehler stand: statt -d_phi/d_w stand dort -d_phi/dt.

Ist jetzt aber korrigiert.

Viele Grüße,
Christoph

[AH]

Hallo Christoph,

ich sehe nicht, daß Nils recht hat. 360 ° Phasendrehung (das hat Nils bestätigt!) sind ein Sinuswellenzug und das sind bei einer 24dB-Weiche bei 100Hz nunmal 10ms Verzögerung.

Liebe Grüße

Andreas

[Fosti]

Hallo Andreas,

dei Gruppenlaufzeit ist per Definition die (negative) Phasenänderung pro Frequenzänderung. Und die Phase eines 24dB Filters dreht diese Phase von 0 bis 360 Grad eben nicht bei 100Hz sondern über einen Frequenzbereich. Wir brauchen zur Bestimmung der Gruppenlaufzeit die Steigung an dieser Stelle und nicht die Wellenlänge bei der Eckfrequenz geteilt durch die Schallgeschwindigkeit.

Viele Grüße,
Christoph


Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Bode_plot

[AH]

Hallo Christoph,

das ist selbstverständlich. Ich habe auch nie geschrieben, daß die Gruppenlaufzeit BEI 100Hz 10ms beträgt. Sie beträgt insgesamt 10 ms bei einem Filter 4. Ordnung bei 100Hz.

Liebe Grüße

Andreas

[FoLLgoTT]

Hi Andreas,

das ist selbstverständlich. Ich habe auch nie geschrieben, daß die Gruppenlaufzeit BEI 100Hz 10ms beträgt. Sie beträgt insgesamt 10 ms bei einem Filter 4. Ordnung bei 100Hz.

Dann habe ich dich falsch verstanden. Ich dachte, du meintest die Gruppenlaufzeit bei 100 Hz.

Aber selbst insgesamt sind es keine 10 ms, sondern wie hier gezeigt nur ca. halb so viel. Deine Rechnung stimmt zwar für die Frequenzverzögerung aber das ist eben per Definition nicht die Gruppenlaufzeit.

[Fosti]

Hallo Andreas,

die "Zeit" die Du berechnest ist meines Wissens nicht definiert. Es ist in jedem Fall nicht, was in der Systemtheorie unter DER Gruppenlaufzeit verstanden wird.

Viele Grüße,
Christoph

[walwal]

Aber jetzt: So sieht ein TP und HP mit 24 dB bei 100 Hz aus.



Bei GLZ erkenne ich jeweils 5 ms. Ist die GLZ gesamt 10 oder 5 ms?

[FoLLgoTT]

Bei GLZ erkenne ich jeweils 4 ms. Ist die GLZ gesamt 8 oder 4 ms?

4 ms natürlich. Beide Filter sind ja in unterschiedlichen Zweigen vorhanden. Erst wenn sie in demselben Zweig vorkommen würden, ergäbe es 8 ms.

Die Phasendrehungen von Filtern addieren sich, wenn die Filter konkateniert sind, also in einer Kette hintereinander hängen. Elektrische analoge Filter (Vorstufe, Endstufe) sind dabei exakt gleich zu bewerten wie digitale elektrische (Equalizer) und mechanische (Lautsprecher, Bassreflexrohr, Raummoden). Alle sind äquivalent und können sich kompensieren, solange sie minimalphasig sind.

[walwal]

Danke fürs schlaumachen. Meine das mit 4 oder 8 (oder 5 oder 10). Dass mechanisch oder elektrisch gleich wirkt auf GLZ, wusste ich schon. Aber Wiederholung schadet nix, weder mir noch anderen.

P.S. Mein DSP ist schon ein feines Dingens. In Theorie und Praxis.

[AH]

Hier ist die Simulation eines Linkwitz-Riley-Tiefpasses 4. Ordnung bei 100 Hz.

Hallo Nils,

wo ist der der Hochpaß von dem Satteliten? Das ist nur ein Tiefpaß.

Ich meine noch immer: 10 ms bei einer Weiche! 4. Ordnung bei 100Hz!
Habe viele Lautsprechermessungen gesehen und kann das auswendig

Aber selbst insgesamt sind es keine 10 ms, sondern wie hier gezeigt nur ca. halb so viel. Deine Rechnung stimmt zwar für die Frequenzverzögerung aber das ist eben per Definition nicht die Gruppenlaufzeit.

Aha.....vielleicht habe ich einen Fehler gemacht. Ich hätte gedacht, daß die Gruppenlaufzeit z.B. bei 50Hz für ein Filter 4. Ordnung bei 100Hz recht genau 10 ms beträgt -> langsamer Baß. Sowas würde ich nicht bauen.

Liebe Grüße

Andreas

[walwal]

Diese Aussage ist doch kristallklar.

4 ms natürlich. Beide Filter sind ja in unterschiedlichen Zweigen vorhanden. Erst wenn sie in demselben Zweig vorkommen würden, ergäbe es 8 ms.
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