akustische phase & boxsim

[F.A.Bi.A.N.]

moin,

ich habe eine frage, speziell die auswertung der akustischen phase (gemessen mit arta) die simulationssoftware betreffend.


beispiel (rcf-treiber auf kleinem horn, messabstand ~2m):
man sieht die impulsantwort, und den marker direkt am beginn der impulsantwort, rechts das fenster zum ausblenden der reflektion:


amplitude und phasengang:


soweit, so gut.
ich habe aber noch eine andere form der bestimmung des bezugspunktes für die akustische phase; das akustische zentrum.
diese auswertungsform kennt man z.b. aus der PP (messungen vom goertz).
dabei setze ich den marker mitten in die impulsantwort "hinein" und markiere das energetische maximum des impulses (umbruchpunkt zwischen ein-/ ausschwingvorgang).


marker gesetzt, man beachte die positionsbezeichnungen für den beginn der auswertung und für das gate im unteren bildrand.



was ich mir nun denke, ist, dass bei dieser darstellungsform zum zwecke der frequenzweichenentwicklung die unterschiedlichen schallentstehungsorte der chassis in einer box über den phasenversatz genauer erfasst werden können, da jeweils vom beginn der messung (linker cursor 0,000ms) bis zum akustischen zentrum die "abstände" bestimmt würden.

die phase wird dann so angezeigt, dass sie bis 20khz auf ~0° ausläuft, was in der regel sehr gut funktioniert (hier grade mal nicht, hmm!).


dazu hier noch die phasenfrequenzgänge im vergleich:



...zugegebenermaßen eine ziemliche anfängerfrage, aber: welche darstellungsform hat für den import in ein simu-programm welchen vor-/nachteil?
oder ist es schlichtweg egal, solange ich nur alle miteinander zu "verbindenden" chassis über die jeweils gleiche methode zur bestimmung der phasenlage auswerten lasse?


ich frage vor allem deswegen, weil boxsim grade [mal wieder] der realität völlig entgegengesetze ergebnisse liefert ;-).

.... mit der bitte um erläuterung,
fabian

[VISATON]

"....oder ist es schlichtweg egal, solange ich nur alle miteinander zu "verbindenden" chassis über die jeweils gleiche methode zur bestimmung der phasenlage auswerten lasse?"

Meiner Meinung nach: JA!

[harry_m]

Original geschrieben von VISATON
Meiner Meinung nach: JA!

, vorausgesetzt, beide Methoden sind richtig...

[F.A.Bi.A.N.]

hier im forum arbeiten doch viele leute mit der kombination aus boxsim + arta, oder nicht?
ich habe grade ein paar neue projekte in arbeit, und beim vergleich simu <-> realität komme ich echt in´s grübeln. wo mir boxsim eine quasi perfekte phasenbeziehung vorhersagt, habe ich die feinsten interferenzen.
bauteile/ verkabelung/ interface... alles habe ich überprüft! die fehlerquelle ist mir unklar.

hat jemand in der jüngeren vergangenheit eine box mit boxsim + arta gebaut und kann etwas dazu sagen?

[F.A.Bi.A.N.]

achso, ich hätte noch dazu sagen sollen: mit keiner der darstellungsformen die ich oben erwähnt habe, bringt boxsim eine der realität entsprechende simu hin.
komische sache, "früher" (zu arta-prerelease-zeiten) ging das ziemlich perfekt.

[UweG]

Der kritische Punkte ist nicht die Bestimmung des Schallentstehungsortes, sondern die Stimmigkeit des Phasenverlaufs relativ zum angenommenen Schallentstehungsort. Es ist sogar so, dass du den Schallentstehungsort frei wählen kannst, solange du sicherstellen kannst, dass der von dir gemessene Phasenverlauf dazu passt.

Als Beispiel kann diese kleine Boxsim-Projektdatei einer VIB170AL dienen. Chassis 2 ist der AL170 so wie er in den Chassisdateien, die Boxsim beiliegen, enthalten ist. Schallentstehungsort ist 50mm hinter der Schallwand. Chassis 3 ist ein von mir modifizierter AL170, der einen Schallentstehungsort von 10mm vor der Schallwand hat.
Jeder kann sich überzeugen, dass die beiden Chassis zu exakt dem gleichen Simulationsergebnis führen.

[ente]

Hallo Fabian,

misst du einkanalig???

Gruß
Heinrich

[F.A.Bi.A.N.]

Original geschrieben von ente
Hallo Fabian,

misst du einkanalig???

Gruß
Heinrich

nee, das ging mit meiner grandiosen soundkarte ja noch NIE...
die willkürlichen latenzen hatte ich, glaube ich, damals im arta-thread per screenshots dokumentiert.

[pico]

Hi F.A.Bi.A.N.,

für unsere Abonnenten haben wir das mal schon aufgedröselt:

http://www.hifi-selbstbau.de/news.php?s=read&id=104

Zum Thema Vergleich Messung/Simu vielleicht auch mal ein Vorgriff auf den - nicht öffentlichen - 2. Teil des Artikel über die Modifikation einer Fertigbox:

Besonderheiten der Simulation mit Boxsim
Boxsim simuliert die Überlagerung der Chassis im Unendlichen und skaliert den Pegel dann auf einen Abstand von 1m. Es gibt daher keinen realen Punkt, an dem man dieses Ergebnis nachmessen könnte, selbst wenn das Modell perfekt wäre! Dies würde nur dann gehen, wenn man im Gehäuse an einem gemeinsamen Messpunkt gemessene Schalldruckpegel verwenden würde. Diese wären dann aber auch nur in genau diesem Gehäuse an genau diesem Messpunkt gültig. Dadurch schränkt man die tollen Simulationsmöglichkeiten von Boxsim (Änderung der Schallwand und der Chassisposition etc.) aber stark ein, weswegen dieser Ansatz im Allgemeinen nicht verfolgt wird.

Durch den - im Vergleich zum Unendlichen - relativ geringen Messabstand von 1 m sind die Abstände der 3 Chassis anders als Boxsim das annimmt, außerdem strahlen die Einzelchassis dort nicht unter 0° sondern z.B. +/- 5° ab. Dies führt zu der anderen Überlagerung zwischen Mittel- und Hochtöner.

[UweG]

Wenn die von pico genannte Problematik nicht Ursache der von dir beobachteten Abweichungen ist, dann muss man nochmal genau analysieren, wann eine Phasenmessung stimmig ist.

Boxsim geht davon aus, dass in der Ebene des angegebenen Schallentstehungsortes der angegebene Phasenverlauf gilt. Den kannst du natürlich nicht messen, schließlich muss das Mikrophon immer vor den Lautsprecher. Du misst also einen um xxx ms verzögerten Phasenverlauf und lässt dein Messprogramm diese Verzögerung herausrechnen. Soweit ist das o.k.. Es ist aber wichtig, dass diese Verzögerung korrekt bestimmt wird. Das oben als zweites gezeigte Verfahren ist dazu sicherlich nicht geeignetm, denn hier nimmt die Form der Impulsantwort Einfluss auf die vermeintliche Verzögerung. Das erste Verfahren dürfte passabel funktionieren, weil alle Chassis breitbandig genug sind, um zumindest eine sehr frühen Anfangsausschlag zu liefern. Ganz korrekt wäre es, den Abstand mechanisch zu vermessen.

[F.A.Bi.A.N.]

Original geschrieben von UweG
Wenn die von pico genannte Problematik nicht Ursache der von dir beobachteten Abweichungen ist, dann muss man nochmal genau analysieren, wann eine Phasenmessung stimmig ist.

ich bin mir nicht ganz sicher... ich war der meinung, dass, wenn ich daten einspeise, die mit relativ großem messabstand (3...4m) gewonnen wurden, und damit auch der vertikale winkel relativ klein bleibt, das problem so weit umgangen würde, wie es eben nur geht.
aber selbst damit habe ich "experimentiert", die phasenfehler waren unabhängig von der messentfernung (ob nun 1m oder 4m...) immer da. dokumentiert habe ich das leider nicht...

Original geschrieben von UweG
Es ist aber wichtig, dass diese Verzögerung korrekt bestimmt wird.

nach meinem verständnis ist der laufzeitunterschied in der markierung des akustischen zentrums ja eben enthalten. wenn ich die impulsantworten in arta zusammenlegen lasse, kann ich ja direkt im fenster für die impulsantworten den abstand zwischen den maxima bestimmen, ohne zwischen zwei messungen hin- und herzuschalten. die ergebnisse sind meist genauer als die per zollstock überhaupt ermittelbaren, zumal bei einigen kompressionstreibern, die ich verwende, die tatsächliche länge der schallführung gar nicht ersichtlich/ messbar ist. man sieht sie erst durch den per arta ermittelten versatz ;-).

Original geschrieben von UweG
Das erste Verfahren dürfte passabel funktionieren, weil alle Chassis breitbandig genug sind, um zumindest eine sehr frühen Anfangsausschlag zu liefern. Ganz korrekt wäre es, den Abstand mechanisch zu vermessen.

gut. werden die messungen für die visaton-chassis mit einer höheren abtastrate als 48khz (mein maximum zur zeit...) aufgenommen?

[F.A.Bi.A.N.]

ich hole das mal wieder hoch.


mein versuch, in einzelschritten den fehler, den ich bislang auf die interpretation der phase geschoben habe, nachzuvollziehen, ist mit meinem beispielchassis gründlich in die hose gegangen - aus der perspektive der software natürlich kein grund, sich zu ärgern, sondern sich selbst (@ uwe !) auf die schulter zu klopfen.


die box ist mit einem coaxial-chassis von seas bestückt, wo man von hause aus nicht mit einem versatz der akustischen zentren zu kämpfen hat.


zum vergleich: messung und simualtion


sogar die auslöschung bei ~1khz durch gegenläufige phasen kann man hier erkennen.


ich weiß aber aus erfahrung, dass es bei boxen mit größerem versatz (kompressionstreiber auf hörnern mit mehreren cm länge) bei weitem nicht so gut klappt.
posten werde ich das, wenn ich wieder zeit habe, also in 2-3 wochen.

bis dann,
fabian

[UweG]

Also so laut auf die Schulter klopfen werde ich mir da erstmal nicht, denn ich habe den Verdacht, dass dein Erfolg mit dem Koax nicht systematisch sondern Zufall war.

Leider habe ich wenig Erfahrung mit Messprogrammen, aber mein Verständnis von der Messung der akustischen Phase sieht etwa so aus:
- Das Programm ermittelt frequenzabhängig eine Phasenbeziehung zwischen Ausgangssignal und Mikrophonsignal. Ohne jede Korrektur würde diese Phase (bei 1m Messentfernung) den korrekte Phasengang des Chassis für einen SEO von 1m vor der Schallwand wiedergeben ... und sähe entsprechend scheußlich aus.
Gibt man nun als Messentfernung 1,00 m an, erhält man den Phasenverlauf für einen SEO von 0mm (=Schallwandebene)
Hübscher sieht der Phasenverlauf in der Regel für einen Messabstand von etwas mehr als die Entfernung zwischen Mic und Schallwand aus.

Oder kannst du die Messentfernung in Arta gar nicht explizit angeben?

[antiasina]

Ich glaube, man kann die Messentfernung nicht angeben. Zumindest hab ich die Einstellung noch nicht gefunden und nicht benutzt.
Der Koax macht aber die Messung leichter, weil man nur umklemmen mus und den Koax aber nicht verschiebt. Wenn man ein anderes Chassis vermisst, muss man ja zwangsläuftig neu aufbauen und die Chance, den Phasenverlauf dann noch zu treffen, ist begrenzt.

[F.A.Bi.A.N.]

Original geschrieben von UweG
Oder kannst du die Messentfernung in Arta gar nicht explizit angeben?

nein, das geht nicht.

Original geschrieben von antiasina
Wenn man ein anderes Chassis vermisst, muss man ja zwangsläuftig neu aufbauen und die Chance, den Phasenverlauf dann noch zu treffen, ist begrenzt.

da bin ich mir unsicher, denn man kann ja die laufzeit SEO -> mikro mit berücksichtigen lassen!
ich kann das gerne mal sauber anhand eines hochtöners darstellen, denn zumindest das was ich auf der platte habe, zeigt, trotz unterschiedlicher messabstände, ziemlich identische phasenverläufe.
oder habe ich dich jetzt falsch verstanden? dann sorry...