Wettbewerb Al130/G20SC Phasenausgleich

[MFB]

Hallo Leo,
das ist das Ding, von dem Du mir Montag erzählt hast?
Hast Du auch ein Photo?
Gruß
Jürgen

[Leo]

Hallo Jürgen,

hier ist das Bild des Waveguides.

http://img511.imageshack.us/img511/1...veguideuc1.jpg


Gruß
Leo

[raw]

Hallo Leo,

steile Filter verbessern auch die IMD sehr merkbar (und die Belastbarkeit). Habe bei meiner neuesten Entwicklung den Hochtöner mit elektrisch 5. Ordnung bei 2000Hz getrennt. Der Hochtöner sitzt dazu noch in einem Waveguide. Hätte bisher nicht gedacht, dass ein LS mit etwa 87dB Kennschalldruck bei 50 Watt Verstärkerleistung und unter 1m abgehört überhaupt nicht nervig oder "zu laut" klingen kann.
Ehrlich gesagt: Hätte ich zu viel Geld (Hochtönerverbraten) und würde ich nicht auf verzerrungsfreien Klang wert legen, würde ich 6dB-Filter benutzen.

Warum ist die dB-Skalierung von dem Frequenzgang der Waveguide-Kombi so ungenau gewählt? 5dB pro Strichchen. Und dann ist die Frequenz-Skalierung zu sehr gespreizt. Wenn man genau hinguckt, könnte man meinen, dass zwei verschiedene Waveguides oder dass unter zwei verschiedenen Winkel gemessen wurde.

Dann der IMD-Messschrieb: Die IMD-Produkte sind in der roten Kurve schon niedriger, aber die Grundwelle 1.95kHz ist auch um 9dB geringer und die weitere Grundwelle 1.5kHz um 5dB. Oder ist das ein Fehler in der optischen Darstellung des Programms?


Ehrlich gesagt habe ich keine Ahnung, was du uns hier sagen möchtest. Wir sollen einen zeitrichtigen LS entwickeln, ok, aber sonst? Sorry, aber ich komm nicht auf den Trichter. Soll der LS jetzt nur "zeitrichtig" sein, oder soll auch sein Frequenzgang, seine Bündelung gut sein? Warum hast du das Waveguide vorgestellt?

[Fred'l]

Auf die Antworten bin ich gespannt.

Mal eine Frage zu dieser angeblichen "zeitrichtig"-Simu:

In Boxim gibt's unter "Phasengang" ein Eingabefenster für soundsoviel Zentimeter "Bezug auf ...cm hinter Schallwand - ich finde keine Erklärung dazu:
Was bitte bezieht sich z.B. 8,3cm auf hinter [die] Schallwand?

Gruß

[Leo]

Hallo Denis,

danke für den Beitrag.

Um ein Missverständnis zu beseitigen, keiner soll einen zeitrichtigen Lautsprecher entwickeln. Der Waveguide ist einfach mein Steckenpferd. Ein Vorteil des Waveguides besteht tatsächlich in dem genau definierten Abstrahlwinkel, der Bündelung. Erstens hat die Front fast keinen Einfluss und zweitens darf nicht vergessen werden, dass ein HiFi Lautsprecher in einem Wohnraum gehört wird. Mit dem definierten Abstrahlverhalten werden die ersten Reflexionen von Boden und Seitenwänden reduziert. Diese sind durch den kleinen Laufzeitunterschied für die räumliche Wiedergabe schädlich. Der abgebildete Waveguide soll als Anregung für eigene Entwicklungen dienen. Die Beitrage schreibe ich nur um zu zeigen, dass der Selbstbau unheimliche Möglichkeiten besitzt. Der Sebstbauer muss keinen Testsieger bauen, aber vielleicht Lautsprecher mit denen man sehr gut Musik hören kann.


Shot at 2007-07-02
Hier ist eine neues Bild für den Frequenzgang. Die grüne Kurve zeigt den G20SC ohne Waveguide mit einer 12dB/Oktave Weiche. Die rote Kurve Hochtöner mit Waveguide und 6dB/Oktave Weiche. Die Weiche besteht aus einem Kondensator vor dem Hochtöner und zwei parallelen Saugkreisen. So konnte der Frequenzgang der 12dB Weiche angeglichen werden. Die Phasendrehung beträgt aber entsprechend der 6dB nur 90°. Ein Saugkreis bedämpft die elektrische Resonanz der Kalotte. So erhält die Kalotte eine Belastbarkeit, die Deinem Filter 5. Ortnung entspricht.
Bei der Betrachtung des Frequenzganges wird auch der Unterschied bei der Darstellung der Grundwellen deutlich. Die 6dB Weiche unterdrückt gerade diese Frequenzen stärker. Hat sich so ergeben.

Zu Fred´l Frage:
Erst einmal ein Lob an den Entwickler von Boxsim. Mit der Eingabe unter Phasengang lässt sich gut arbeiten. Diese Einstellung entspricht einem Korrekturfaktur zur Bestimmung des Abstandes bei der akustischen Phasenmessung. Wenn das Messsystem den Abstand nicht automatisch richtig wählt, ist die Darstellung der Phase von dem Wert für den Abstand abhängig. Dies gilt auch für die Simulation. Mit dem Eingabewert lässt sich die Phase so darstellen, dass möglichst wenig Sprünge zwischen den 180° und -180° Grad Grenzen gezeigt werden. Durch den Wert werden die Phasenbeziehungen nicht verändert, sondern nur anders dargestellt. Bei den nicht zeitrichtigen Lautsprechern mit vorlaufender Phase im Hochtonbereich wird die Phase immer vorlaufend gezeigt. Dies ist bei einem falsch gewählten Wert für die Einstellung nur nicht zu erkennen. Die physikalische Beziehung des Wertes ist auch von der Einstellung bei den Chassis und deren Phasenmessung abhängig. Man sollte sich ohne weiter in die Zusammenhänge einzusteigen darauf einigen, dass die Einstellung zur Darstellung der Phase dient.



Gruß

Leo

[Fred'l]

Hallo,

ich komme einfach nicht drum'herum ... Eigenzitat:

> In Boxim gibt's unter "Phasengang" ein Eingabefenster für soundsoviel Zentimeter "Bezug auf ...cm hinter Schallwand" - ich finde keine Erklärung dazu:
Was bitte bezieht sich z.B. 8,3cm auf hinter [die] Schallwand? <

Ich gestehe freimütig, daß mir diese Funktion weiterhin völlig im Nebel untergeht, insbesondere einen Korrekturfaktur zur Bestimmung des Abstandes betreffend. Meine direkte Meßmethode mittels zweier gleicher räumlich getrennter Meßbjekte und Mikrofone zur Ermittelung der horizontalen Phasendifferenz und analoge Darstellung der Phase auf einem Zweikanaloszilloskop beruht seit 20 Jahren auf unmittelbarer Nachvollziehbarkeit und zweifelsfreier Interpretation und ist mit diesem Eingabefenster nicht in Einklang zu bringen.

Ich bitte hiermit also nochmals um eine verständliche, nachvollziehbare Erklärung zu meiner Frage. Vielleicht von UweG höchstselbst, und wenn es nur ein Hinweis ist, wo das evtl. schon einmal besprochen wurde.
Ich fände es zudem praktisch, wenn dieser Punkt auch allgemein in die FAQ's zu Boxsim einfließen könnte, sofern nicht bereits passiert und ich das übersehen habe. THX! :-)

Bitte an Leo,

so freundlich zu sein, zu seinen hier (am 01.06.2007 14:59) vorgestellten Simulationsergebnissen - also diese hier bzw. diese - die Projektdatei einzustellen.
Mich interessieren die Details an dem vorgestellten Projekt und ich möchte dazu gerne in Lage sein, die Simulation selbst nachvollziehen zu können.

Grüße

[Farad]

Fred'l,

die Darstellung der Phase variiert doch sehr stark je nach dem, wieviel Laufzeit man zuläßt. Mißt man einen Tiefmitteltöner, hat er das akustische Zentrum mehrere Zentimeter hinter der Schallwand und die gemessene Phase dreht zu höheren Frequenzen hin immer schneller, der Laufweg von Schallwand zu akustischem Zentrum wird mit angezeigt, wenn als Mikrofonabstand der geometrische Abstand zwischen Schallwand und Mikrofon eingegeben wird (bzw. beispielsweise in ARTA der Marker auf die entsprechende Distanz gesetzt wird).

Durch den Schallenstehungsort in Boxsim kann angegeben werden, wieviel Laufzeit zwischen akustischem Zentrum und Schallwand besteht. Das hat den Vorteil, dass der Phasenfrequenzgang leichter interpretierbar ist, weil die Phase in der Darstellung insbesondere bei höheren Frequenzen seltener "springt".

Wenn der Wert bei allein eingesetzten Chassis (auf einer Schallwand natürlich) um den gleichen Wert geändert wird, ändert sich selbstverständlich nur die Darstellung der Phase, nicht aber die Phasenlage der Chassis untereinander.

In der Praxis ist der SEO für Visatonchassis reichlich uninteressant, weil er ja bereits von VISATON bestimmt wurde. Will man aber eigene Messungen eingeben, erleichtert der SEO die Interpretation des Phasenfrequenzganges. Stellt man einfach auf 0cm und mißt die Chassis in der Box wie sie sind, macht aber auch nichts falsch, man kann die Laufzeit bis zum Tiefmitteltöner oder bis zur Schallwand oder bis sonstwohin herausnehmen. Will man Visatonchassis und eigene Messungen kombinieren, muß man sich jedoch an die Vorgabe halten, da sonst die Berechnung nicht stimmt.

gruß, farad

[Fred'l]

In Boxim gibt's unter "Phasengang" ein Eingabefenster für soundsoviel Zentimeter "Bezug auf ...cm hinter Schallwand" - ich finde keine Erklärung dazu:
WAS bitte bezieht sich z.B. 8,3cm auf hinter [die] Schallwand?

Einfache Frage, einfache Antwort: Fehlanzeige.
Die Antwort könnte z.B. lauten: Der Schallentstehungsort eines Chassis bezieht sich auf 8,3cm "hinter Schallwand".
Problem dann: Welches Chassis? Ein gibt nur dieses eine Eingabefenster und keine explizite Möglichkeit für ein bestimmtes Chassis, wenn das Projekt mehrere Chassis verwendet.
-->Was<-- bezieht sich dann 8,3cm auf "hinter Schallwand"?

Was auch immer es ist, der Frequenzgang einer Chassiskombination wird davon offensichtlich nicht beinflußt.
Wohl aber der Phasenverlauf - nö, nicht die Darstellung! - der Verlauf: Er ist schlicht falsch. Sinnlos. Ohne Bezug zur gemessenen Realität. Durch die Eingabe einer Zahl in dieses Fenster (Beisp.: "8,3cm") wird aus dem natürlichen Phasenverlauf eines Butterworth-Tiefpasses 3. Ordnung mit einer Phasendrehung von 135°/f-3dB plötzlich eine gerade Linie bei ±Null Grad bei f-3dB! Was soll das? Für mich ist das unsinnig und nicht zu gebrauchen. Es sei denn, ich wollte die Wirklichkeit beschönigen oder Tatschen verdrehen, um mich selbst zu bescheißen. ;-)
Der Phasenverlauf in Boxsim ist so lange nachvollziehbar (und halbwegs realistisch), als in diesem Fenster einfach "Null" steht und nichts anderes. So sehe ich das. Ich sehe ja die Ergebnisse.

Etwas anderes ist natürlich die Manipulation des SEO-Wertes direkt bei den Chassisdaten, klar. Deren Funktion ist für mich nachvollziehbar, wenn auch nur grob sinnvoll (war auch nicht die Frage).

Gruß, Fred'l

[Leo]

Hallo,

ich möchte auf die Frage nach der Hörbarkeit von Verzerrungen antworten. Die gehört eigentlich unterer ein anderes Thema. Da der Test aber mit dem AL130 durchgeführt wird, betrifft es den Wettbewerb und ist eine Empfehlung für den Lautsprecher. Um die Hörbarkeit von Verzerrungen zu untersuchen gib es nur eine Verfahrensweise, den Hörtest.
Die Grundlage ist dabei ein Lautsprecher, der bei mittleren Lautstärken keinen Klirrfaktor besitzt. Deswegen wird der AL130 auch für die hochwertigsten Boxen als Mitteltöner eingesetzt.

Für die Untersuchung wird der Lautsprecher mit einem Bandpass als Mitteltöner angeschlossen. Als Generator dient der PC mit entsprechendem Programm.
Als erstes werden mit dem Sinus Signal die harmonischen Verzerrungen, THD, gemessen. Bei der Messung werden die Obertöne, K2, K3, K4…….K8 ausgewertet.
Über ein Mikrofon wird der Schalldruck aufgenommen. Als Auswertung liefert das Programm das Frequenzspektrum, den THD Wert in % und den Schallpegel in dB, entsprechend dem Abstand von einem Meter. Die Messung wird mit einem Mikrofonabstand von 31 cm durchgeführt. Die Schalldruckerhöhung von +10dB gegenüber dem Abstand von 1m wird im Programm eingegeben.
Für den Hörtest wird mit dem Lautstärkeregler die Lautstärke langsam erhöht. Dabei erhält der reine Sinuston Obertöne. Wenn die Obertöne sicher zu hören sind, ist die Hörschwelle für das Hören von harmonischen Verzerrungen erreicht. Diese liegt so hoch, dass ich bei der Nennung des Wertes viele Gegenstimmen bekomme. Ich kann mich auch täuschen, vielleicht kann jemand seine Erfahrungen mitteilen.


Shot at 2007-07-11

Blaue Kurve: 105dB, 1,2%
Rote Kurve : 95dB, 0,33%

Mir erscheint die Messmethode mit dem Sinus für die Hörbarkeit von Verzerrungen wenig aussagekräftig. Eine viel bessere Methode beruht auf den Untersuchungen von Wolfgang Klippel. Da der Lautsprecher eine nichtlineare Kennlinie besitzt, ist ein Test mit überlagerten Sinussignalen nötig. Da die Musik fast immer aus einer Überlagerung von Schwingungen besteht, ist dieses Testsignal auch viel aussagekräftiger. So ein Signal kann aus zwei Sinusschwingungen mit dem Frequenzverhältnis von 1:1,3 bestehen. Dieses Signal ist für den Test im Mitteltonbereich mit den Frequenzen von 500Hz und 650Hz verfügbar.
Bei dem Test werden das Frequenzspektrum, der Q-Index und der Schalldruckpegel angezeigt. Entsprechend der Sinusmessung wird der Schalldruck langsam erhöht. Hierbei ist die Hörschwelle eindeutig zu bestimmen. Da der Q-Index, die Summation der Verzerrungen im Verhältnis zur Amplitude der anregenden Sinusschwingungen, als Zahlenwert ausgegeben wird, ist der Versuch auch reproduzierbar. Bei günstigen Lautsprechern, z.B. dem PC Lautsprechern, ist der Q-Index für die Hörschwelle nicht zu erreichen. Die Verzerrungen sind immer so hoch, dass mit dem Q-Index nur der Eigenklang beschrieben werden kann.


Shot at 2007-07-11

Blaue Kurve: 102dB, 1200 Q-Index
Rote Kurve 92dB, 1380 Q-Index


Grüß Euch
Leo

[Leo]

Hallo!

Die in der HOBBY HiFi gezeigten Vorschläge für den Visaton Wettbewerb beweisen die Kreativität der Selbstbauer.

Zum Thema zeitrichtiger Lautsprecher gibt es den Artikel von dem Lautsprecher Hora. Hier wird mit der Sprungantwort gezeigt, wie die akustischen Zentren der Lautsprecher angepasst werden können. Dies ist der erste Schritt zum zeitrichtigen Lautsprecher, da der Einfluss der Weiche noch nicht berücksichtigt wurde. Die Sprungantwort des gesamten Lautsprechers zeigt nicht das Bild der Einzellautsprecher. Der Sprung ist positive, schwingt dann negative durch und wird dann wieder positive. Dies zeigt eine starke Phasendrehung des Lautsprechers. Mit der akustischen Phasenmessung kann die Weiche so konstruiert werden, dass die Phase linear verläuft. Dann besteht auch die Sprungantwort aus einem positiven Signal und zeigt das gleiche Bild wie ein einzelner Lautsprecher.

Gruß

Leo

[Timo]

Was wurde den in HH so gezeigt????
gruß timo

[UweG]

@Fred'l: Ich habe diesen Thread leider schön länger nicht mehr gelesen, aber da du immer noch keine Antwort hast:

Was bitte bezieht sich z.B. 8,3cm auf hinter [die] Schallwand?

Die dargestellten Phasengänge. Sie beziehen sich auf die eingestellte Entfernung hinter der Schallwand.
So sehen z. B. die Phasengänge dreier Chassis einer 3-Wege-Box 1m vor der Schallwand aus.

Alles klar? Man sieht jedenfalls dass sich im Tiefbaßbereich nicht viel getan hat, weil bei 20 Hz die Wellenlänge ca. 17m beträgt, 1m also nur etwa 21° Phase verschiebt. Bei 20000 Hz sind es aber 21000°, also ca. 58mal vom oberen bis zum unteren Ende des Graphen. Das stört irgendwie die Lesbarkeit .

[Leo]

Hallo,

hier zum Thema akustische Phase.

Bei Boxim gibt es unter Phasengang den Menüpunkt „Bezug auf … cm hinter Schallwand“.
------------------------------------------------------------------------------------Wohl aber der Phasenverlauf – nö, nicht die Darstellung! – der Verlauf: Er ist schlicht falsch. Sinnlos. Ohne Bezug zur gemessenen Realität.
------------------------------------------------------------------------------------
Diese ist vollkommen falsch, und mit einem Messsystem, mit dem auch die akustische Phase gemessen werden kann, wird die Phasendarstellung bestätigt.
Das Sinnlos bezieht sich auf ein vollkommenes Unverständnis der akustischen Phase.
Der Wert für „ cm hinter der Schallwand“ wird am besten verständlich, wenn man das Boxim Programm aufruft und das Default Projekt öffnet. Im Menü Phasengang soll besonders der Phasengang von dem Al130M und der AL25SC betrachtet werden. Mit 0cm für den Wert hinter der Schallwand zeigt das Bild den typischen Verlauf eines Dreiwegelautsprechers. Die Phasendrehung beträgt ca 500°. Nun wird behauptet, dass die Phase beliebig manipuliert werden kann. Die Behauptung, dass die Phasendrehung eines Tiefpasses durch einen bestimmten Wert aufgehoben werden kann, ist einfach falsch. Dies kann durch das Einsetzen verschiedener Werte bestätigt werden. Bei dem Wert 10cm erscheint in einem Teilbereich so etwas wie eine Gerade, die gesamte Phasendrehung bleibt aber bei ca. 500°, am Anfang mit negativer Phasendrehung von 270° und der Rest positive Phasendrehung. Auch die Phasenbeziehung der Chassis bleibt erhalten. Bei beliebigen Werten bleibt der Phasenabstand von 20° zwischen dem AL130M und KE25SC für die Frequenz von 1,9kHz gleich. Ebenso liegen die Phasen bei 2,8kHz eng zusammen.

Hallo UweG, Dein Beispiel für den Phasenverlauf, bei dem das akustische Zentrum der Lautsprecher 1m vor dem Lautsprecher liegt, zeugt von einem tiefen Verständnis der Lautsprechertechnik. Dass bei unsinnigen Eingaben in ein Programm auch unsinnige Ergebnisse erscheinen, ist logisch.

Der Wert „Bezug auf … cm hinter der Schallwand“ ist eine durchaus sinnvolle Einstellung für die Darstellung des Phasengangs. Das akustische Zentrum der Chassis wird mit SEO vorgegeben. Bei einer Lautsprecherkombination entsteht durch die Phasendrehung der Weiche auch eine Verschiebung des akustischen Zentrums. Diese Verschiebung wird für eine verständliche Darstellung des Phasengangs durch den Wert korrigiert. Diese Darstellung entspricht der Messung mit einem für akustische Messungen geeigneten Messsystem.

Gruß
Leo

[UweG]

Das akustische Zentrum der Chassis wird mit SEO vorgegeben. Bei einer Lautsprecherkombination entsteht durch die Phasendrehung der Weiche auch eine Verschiebung des akustischen Zentrums.

100% Zustimmung. Auch das Chassis selbst hat einen Phasengang. Ich finde die Aussage "Das akustische Zentrum der Chassis wird mit SEO vorgegeben." allerdings etwas verwirrend. Nach dieser Definition ist der SEO diejenige Ebene hinter der Schallwand, bei der der gemessene Pahsenverlauf des Chassis gilt. Wenn man als SEO den Ort ansieht, an dem die Phasenlage 0° beträgt, dann ist der SEO frequenzabhängig. U. a. deshalb (und wegen der Stimmigkeit der Richtungsfrequenzgänge) soll in Boxsim ein Chassisversatz nicht durch die Veränderung der SEO-Angabe, sondern durch Positionsänderung auf der Schallwandkarte des Chassiseditors abgebildet werden.