Hörbarkeit von Oberwellen

[Nuggets]

Eigentlich wollte ich das noch zum KE-Thead schreiben, aber da ist mit der Schließer zuvor gekommen. Das soll jetzt kein Monster-Thread werden. Das wirkte nur so, als ob der Klirr bei einem Chassis egal wäre, weil man den eh nicht hören könnte. Scheinbar nur speziellen Klirr nicht:

Zitat des Admins:

Zum Thema Klirrfaktor bei einer Grundwelle von 8 kHz: Neulich habe ich geschrieben, dass man bei 7 kHz einen Sinus nicht von einem Rechteck durch das Hören unterscheiden kann. Das ist bisher noch nicht widerlegt worden. Wie soll man dann eine vergleichweise winzige Oberwelle K3 bemerken können?

Ich hab mal die Fourier-Koeffizienten der offensichtlich ungeraden (Punktsymmetrie zum Ursprung des KOSY) Rechteckfunktion mit 7kHzausgerechnet. Nehmen wir an, dass das Rechteck die Amplitude 1 hat, so kommen für den Koeffizienten des k2-Sinus noch immer 0,31 raus (wenn ich mich nicht verrechnet hab )!
Ketzerische Frage: Wie alt waren die Probanden bei dem Test? (k2 bei 7kHz ist 14kHz, was nicht mehr unbedingt jeder hört )

Ich bin der Meinung:
Wenn man das nicht hören kann, dann liegt das nicht daran, dass man das per se pysikalisch nicht hören könnte, sondern dann muss das ein Psycho-akutistischer (Verdeckungs-)Effekt sein!
Das hieße, dass man alle k-fachen der Grundschwingung psychoakustisch nicht hören könnte. Trotzdem könnte man alle nicht ganzzahlich k-fachen Hören, die durch nicht-lineare Effekte entstehen. Also haben gute Chassis mit fast nur linearen Klirranteilen ihre Daseinsberechtigung!

Nuggets

[Susie Q]

Das hieße, dass man alle k-fachen der Grundschwingung psychoakustisch nicht hören könnte. Trotzdem könnte man alle nicht ganzzahlich k-fachen Hören, die durch nicht-lineare Effekte entstehen. Also haben gute Chassis mit fast nur linearen Klirranteilen ihre Daseinsberechtigung!

Eine sehr gewagte Meinung, Nuggets!
Auf Grund der bunten Begriffsvermischung und Missdeutung auch nicht ohne weiteres nachvollziehbar.

Natürlich sind Oberwellen=Vielfache der Grundschwingung - ob gerader oder ungerader Multiplikator - zu hören, sehr deutlich sogar, sonst klänge ein Instrument oder ein Verstärker wie das/der andere. Der Anteil dieser harmonischen Oberwellen gegenüber der Grundwelle nennt der amerikanische Fachjargon Total Harmonic Distortion, was natürlich nichts mit tatsächlich empfundener Harmonie zu tun hat, wenn diese Anteile in einem ("psychoakustisch") nichtharmonischen Verhältnis zueinander und zur Grundwelle stehen. Im Deutschen: Klirr oder Klirrfaktor

"Lineare Klirranteile" gibt es nicht, nur lineare Verzerrungen - die Signalform der Grundwelle bleibt dabei erhalten, es kommen keine zusätzlichen Oberwellen hinzu, nur die Amplitude und der zeitliche Verlauf ändern sich.

Wahrscheinlich wolltest du aber nur Chassis mit geradzahligen Oberwellenanteilen die Daseinsberechtigung (hinsichtlich was?) zusprechen, was natürlich in Bezug auf ein akustisches, klanglich wahrgenommenes harmonisches Oberwellen-("Verzerrungs"-)Spektrum so nicht stimmt ...
usw.

Gruß

[raphael]

Klirren nimmst Du letztlich unbewußt wahr, auch wenn Du schon älter bist und damit Dein Gehör nachläßt. Extremes Beispiel: Telefon. auch ältere Menschen nehmen den Unterschied im Klang wahr, hier aber umgekehrt, hier fehlen viele Frequenzen aufgrund der bandbegrenzung beim Telefon. Entsprechend gilt dies umgekehrt fürs Klirren, Du wirst die einzelnen Klirrkomponenten so nicht wahrnehmen, sondern eher ihre Auswirkung auf den Gesamtklang. Hören ist sehr viel komplexer, als nur darauf zu schielen, welche Frequenzen wie stark vorhanden sind und welche nicht. Daher ist zum Beispiel die Vorderung nach superglatten frequenzgang eigentlich eine unzulässige Vereinfachung, weil dadurch vieles an Psychoakustik ausgeblendet wird.
Deinen letzten Schluß würde ich so nicht unterschreiben. Vielmehr ist bekannt, daß der Mensch ein Klirrverhalten mit exponentieller Abnahme der Klirrkomponenten als wesentlich angenehmer empfindet als eine lineare Abnahme. Dies wird vermutlich darin begründet liegen, daß viele Klänge insbesondere bei akustischen Instrumenten im Prinzip einem AR-Modell entsprechen und in der spektralen Verteilung eine Tiefpaß-Charakteristik zeigen, bei der die Frequenzen exponentiell abnehmen.

Raphael

[raphael]

Achja, noch was. Hast Du vielleicht was in Bezug auf linear verwechselt? Aus der Nachrichtentechnik ist die Forderung bekannt, daß ein Übertragungssystem dann als verzerrungsfrei angesehen werden kann, wenn die Amplitude nicht verzerrt wird und die Phase sich mit der Frequenz nur linear ändert (übrigens eine Forderung, die bei ca. 75% aller Mehrwegelautsprecher erfüllt wird und dieser damit kein verzerrungsfreies System mehr ist).

Raphael

[Nuggets]

Hi

Zitat von SusieQ:

Natürlich sind Oberwellen=Vielfache der Grundschwingung - ob gerader oder ungerader Multiplikator - zu hören, sehr deutlich sogar, sonst klänge ein Instrument oder ein Verstärker wie das/der andere.

Na klar. Ich meinte, dass bei diesem KE-Test die Oberwellen solche Koeffizienten haben, dass das menschliche Ohr und Gehirn das Rechteck nicht als Gemisch von Grundwelle und Oberwellen hört, sondern meint, dass es ein 7kHz-Sinus ist. So wie das beim Admin klang, sollte man meinen dass die bk (sinus-Koeffs.) schon so klein seien, dass sie unter die Wahrnehmbarkeitsschwelle fallen. Mit meinem Rechenwert von 0,31 für b2 wollte ich zeigen, dass dem nicht so sein kann.
Ferner folgerte ich, dass man das Rechteck als solches wegen seines Spektrums psychoakustisch nicht identifizieren kann. Wenn aber jetzt Spektralanteile dabei wären, die nicht primär vom Signal kommen (keine k-Oberwellen), sondern von z.B. besonders gearteter Dämpfung
(nicht ganzzahlige k evetuell) o.ä., dann würde man diese Anteile BEWUSST wahrnehmen.

Wahrscheinlich wolltest du aber nur Chassis mit geradzahligen Oberwellenanteilen die Daseinsberechtigung (hinsichtlich was?) zusprechen, was natürlich in Bezug auf ein akustisches, klanglich wahrgenommenes harmonisches Oberwellen-("Verzerrungs"-)Spektrum so nicht stimmt ...

Nicht ganz: den Chassis dann mit nur GANZZAHLIGEN Vielfachen der Spektralanteilen würde ich dann Daseinsberechtigung zusprechen.

Wenn ein Chassis schlecht designed ist, dann sind halt Membranresos usw. dabei, die nichts mit dem Signal zu tun haben und man sie deshalb hört. Des Admins Statement ließe vermuten, dass man die wegen ihrer kleinen Pegel im Klanggeschehen nicht warnimmt. Dem ist eben nicht so. Jetzt glaub ich, sind wir beisammen.

"Lineare Klirranteile"- in der Tat unglückliche Begriffswahl

Zitat von Raphael:

Entsprechend gilt dies umgekehrt fürs Klirren, Du wirst die einzelnen Klirrkomponenten so nicht wahrnehmen, sondern eher ihre Auswirkung auf den Gesamtklang.

Genau das meinte ich. Die Klirrkomponenten beim 7kHz sind scheinbar so geartet, dass man ihn vom Sinus nicht wegkennt. Wäre aber was anderes dabei, empfände man es wahrscheinlich als störend.

Deinen letzten Schluß würde ich so nicht unterschreiben. Vielmehr ist bekannt, daß der Mensch ein Klirrverhalten mit exponentieller Abnahme der Klirrkomponenten als wesentlich angenehmer empfindet als eine lineare Abnahme. Dies wird vermutlich darin begründet liegen, daß viele Klänge insbesondere bei akustischen Instrumenten im Prinzip einem AR-Modell entsprechen und in der spektralen Verteilung eine Tiefpaß-Charakteristik zeigen, bei der die Frequenzen exponentiell abnehmen.

Über den Verlauf der Spektrallinien sagte ich gar nichts. Da wird das blöderweise gewählte "linear" das Verständnis erschwert haben. Aber ja, da stimme ich dir zu.
Siehe dein letztes Post -> alles klar.

[raphael]

In gewisser Weise hat der Admin aber doch recht, manche Resonanzen wird man in der Tat nicht hören, da hier ein Verdeckungseffekt zum tragen kommt. Man hat herausgefunden, daß Frequenzspitzen, die in der unmittelbaren nähe einer größeren Spitze auftreten, nicht wahrgenommen werden. Nur, wer kann vorhersagen, welche Frequenzspitzen denn so auftreten werden, oder möchte ich in die Bedienungsanleitung meines Lautsrpechers reinschreiben: "Klingt nur mit foglenden in der Tabelle aufgeführt CDs gut."

[Susie Q]

Ah ja, das Chassis als Multi-Klirrgenerator - Resonanzquellen werden sich eben gegenseitig nicht nur auslöschen, sondern leider auch verstärken, je nach Frequenz- bzw. Phasen-"Trefferquote".

Aber warum sollte ein 7kHz-Rechteck sich nicht gut unterscheidbar anders anhören, als ein 7kHz Sinus?

Ist das womöglich so zu erklären, dass
a) k3 des 7kHz-Rechtecksignals mit 21kHz zwar vom HT gerade noch wiedergegeben-, aber eventuell nicht mehr vom Hörer gehört werden kann, und
b) die noch hörbaren 14kHz-k2 des 7kHz-Rechtecksignals lediglich als ev. mehr oder weniger "warm" klingender 7kHz-Sinus empfunden wird (a la "Röhrenklang" etc.)?

Denn: Alles was bei f1=7kHz dann über k3 hinausgeht, ist ja für ein "Rechteckhören" irrelevant, da vom Hochtöner/Gehör-Tiefpass gefiltert.

Gruß

[Nuggets]

Da musst du den Admin fragen, was der da empirisch herausgefunden hat.
Beide Seiten, dass man es
a) hören kann
b) nicht hören kann
wären unter Bedacht auf die Psychoakustik plausibel. Ich müsste Aussagen glauben, weil ich momentan nicht eindeutig für und wider argumentieren könnte. Da geht man dann an den Selbstversuch oder zum bekannten Psychoakustik-Professor, der einem das Ergebnis sagt.

[maha]

Susie Q meint:

Ist das womöglich so zu erklären, dass k3 des 7kHz-Rechtecksignals mit 21kHz zwar vom HT gerade noch wiedergegeben-, aber eventuell nicht mehr vom Hörer gehört werden kann...


Nur so......

Beim HT redet man von Grenzfrequenz. Man meint damit den minus3db-Punkt.

Ich höre 13kHz gerade noch. Das ist dann wahrscheinlich mein persönlicher minus20db-Punkt.
Vermutung: mein minus3db-Punkt liegt bedeutend tiefer. Bei 10 Khz?

Gruß, maha


PS: Mein Vater ist 85. Er "hört" nur mehr Trittschall.

[Susie Q]

Nuggets schrieb:
Da geht man dann an den Selbstversuch (...)

Geschrieben, getan - mit einer nackerten D28SQ-Kalotte, gut für 1kHz...20kHz und meinem Methusalem-Heathkit-Röhren-Funktionsgenerator:

1. ein 10kHz Sinus pur ist für das Gehör bereits eine schmerzhafte Zumutung, ich (und mein Freund als Versuchs...Kaninchen) musste/n sich bereits auf 15kHz übermässig konzentrieren, um zwischen schmerzhafter Empfindung und "Ton" überhaupt unterscheiden zu können

2. zwischen 7kHz Sinus und 7kHz Rechteck hört hier niemand einen Unterschied, Tatsache ...

3. um meine Vermutung mit dem "Rechteckhören" zu stützen, gleicher Versuch mit k1=2kHz: sicher hörbare k2 mit 4kHz, k4 mit 6kHz lt. Fourier-Anteil verursachen mit einem Rechtecksignal gegenüber dem reinen Sinus einen gut wahrnehmbar "schneidenden" Ton, was in dieser Frequenzregion zu erwarten war ...


Ich kann nun allerdings nicht behaupten, dass der FG meinetwegen ab 10kHz deswegen "egal" wäre, denn alles was ich bisher an Lautsprechern abgestimmt hatte, führte zu einer sanft ansteigenden Hochtöner-FG-Kurve mit ca. +3dB/20kHz gegenüber dem Mittelton (~3kHz), womit im Grunde einfach einer Isophonenkurve-Entzerrung ein Attribut gezollt wurde, damit eine gewisse Lebendigkeit und Natürlichkeit im Klang gewährleistet ist, besonders wenn man wie ich vorzugsweise Leisehörerin ist (das gleiche gilt für den Übergang vom Grundtonbereich zum Bass - hier entzerre ich im Zusammenhang mit einem Bafflestep nicht selten bis zu 6...8dB)

Ob nun deshalb ein hoher Klirrfaktor - mit einem gerade getesteten, schmerzhaft selektiven Superhochtonsignal als gegenüber der Grundwelle deutlich reduzierte Oberwelle - deshalb keine Klangverfälschung in einem Signalgemisch bedeutet, darüber bin ich mir ehrlich gesagt nicht schlüssig: im Zweifel eher gegen den Angeklagten ...

Gruß

Edit, auf Grund des nachfolgenden Hinweis vom Admin:
3. um meine Vermutung mit dem "Rechteckhören" zu stützen, gleicher Versuch mit k1=2kHz: sicher hörbare k3 mit 6kHz, k5 mit 10kHz lt. Fourier-Anteil [theoretische 33.3% bzw. 20% von k1] verursachen mit einem Rechtecksignal gegenüber dem reinen Sinus einen gut wahrnehmbar "schneidenden" Ton ...

[VISATON]

@Susie Q: "b) die noch hörbaren 14kHz-k2 des 7kHz-Rechtecksignals lediglich als ev. mehr oder weniger "warm" klingender 7kHz-Sinus empfunden wird (a la "Röhrenklang" etc.)?"

Ein Rechtecksignal hat nur ungradzahlige Oberwellen. Deswegen ist 14 kHz gar nicht vorhanden. In einem Versuch haben ich (kein Wunder bei meinem Alter), aber auch zwei Kollegen (30 und 36 Jahre alt) keinen Unterschied bei dem Signal mit 7 kHz gehört.

[Susie Q]

@ VISATON
Ein Rechtecksignal hat nur ungradzahlige Oberwellen.

Ja, klar - stimmt - sorry!
Kein Röhrenklang (war auch nicht zu vernehmen) - schade ... ;-)