Lautsprecher im Wohnzimmer messen

[frogger]

Da hänge ich gerade.

Edit:
Das Kapitel 6.3 ist wirklich sehr aufschlussreich.

Meine Messungen oben sind sozusagen angelehnt an Abschnitt "Winkelfehler". Im Wesentlichen habe ich mich an das Vorgehen gehalten. Was mir noch etwas in die Seite kneift ist das genannte Kriterium für einen akzeptablen Winkelfehler von 1,5 bis 2 Oktaven Abstand zur angestrebten Trennfrequenz. Der Winkelfehler meiner Messung liegt ja nur knapp eine Oktave oberhalb der Trennfrequenz (bei 65 cm Messabstand). Deshalb meine Frage, wie ihr meine Messungen einschätzt, ob eine Oktave erfahrungsgemäß noch zu klein ist. Eventuell hängt das ja auch vom Filtertyp und der Flankensteilheit ab.

Genau deswegen würde ich auch die Chassis einzeln auf Achse messen. Oder hörst du auch deine LS auf 65cm abstand ab ? Am späteren Hörort sind die Winkelfehler zu vernachlässigen.
Arta berücksichtigt bei der summierung die Phasenlage. Passt die nicht gibts ne senke. Also würde ich einfach solange an der DCX kurbeln bis du eine saubere Summenbildung hast. Du kannst doch das Delay und damit die Phase an der DCX einstellen.
Oder steh ich gerade auf dem Schlauch ?

Gruß Udo

[wiesonich]

Das mit dem SEO haut noch nicht hin wie´s soll. Bin deshalb erst einmal den Abschnitt "Geometrische Laufzeitunterschiede" durchgegangen und hab´ die unterschiedlichen Laufwege des Schalls von der Boxenschallwand bis zum geplanten Hörplatz ausgerechnet, die als Delays in der DCX eingestellt werden müssen, damit der Phasenwinkel am Hörplatz 0° beträgt. Danach hab´ ich den berechneten Laufwegunterschied zwischen Mittel- und Hochtöner auf den Messabstand von 65 cm übertragen, um eine passende Mikrophonhöhe zu ermittlen, bei der der Phasenwinkel auch am Messplatz 0° beträgt. Dabei ist erfreulicher Weise eine Position etwas oberhalb der Mitte zwischen Mittel- und Hochtöner herausgekommen. Erfreulicher Weise deshalb, weil sich dadurch der oben gezeigte Pegelverlust durch die Bündelung der Chasses noch ein Stück verbessert. Die leichte Neigung der Boxenschallwand braucht bei all dem zum Glück nicht weiter berücksichtigt zu werden, weil der Hochtöner ziemlich genau auf die Ohren in Hörposition zielt.

Die Delays sind im Bild nicht in Millisekunden angegeben, sondern in Millimetern. Die DCX lässt ja beides zu, und die Angabe in Millimetern macht es einfacher.





Diese Rechnerei macht natürlich nur Sinn, wenn der SEO an der Schallwand klebt, was er ja leider (noch) nicht tut. Ich muss noch ein wenig probieren, wie ich den SEO einigermaßen zuverlässig messen und über ein weiteres Delay an die Schallwand locken kann.

[frogger]

Um den SEO zu ermittel musst du auf jeden fall erst mal 2 Kanalig messen.

Dann setzt du den Curser einfach auf den 300 Wert und den Marker auf die erste Impulsspitze. Über die angezeigte Laufzeit kannst du den Weg errechnen den der Schall bis zum Mikro zurückgelegt hat oder einfach mit View-Gate Time direkt mit Arta anzeigen lassen.

Im Anhang ein Bild einer Messung eines 13er TMTs in 20cm entfernung. Der Schall braucht 0,726ms bis zum Mikro was 24,96cm entspricht. Der SEO liegt also 4,96cm hinter der Schallwand.

Allerdings glaube ich nicht das man alles auf den mm errechnen kann da der SEO sowieso nicht fix ist sondern frequenzabhängig.

Hast du denn mal ein paar Messungen mit der DCX gemacht mit verschiedenen Delays ?

Edit: Hab grad noch mal im Artakompendium gestöbert. Auf Seite 85 ist noch eine Methode zur ermittlung des SEO mittels Group Delay. Das dürfte für dich interessant sein da man dort direkt das Delay bei einer bestimmten (Trenn)Frequenz ablesen kann.

Gruß Udo

[wiesonich]

Ja, ich probiere schon ´ne Weile damit rum. Allerdings mit dem Verfahren der Laufzeitmessung. So recht kann ich den Schallentstehungsort darüber aber nicht bestimmen. Wobei ich nicht glaube, dass es an dem Verfahren selbst liegt (auch wenn Arta nur mit vielleicht 7-8 mm je Sample auflöst bei 48 kHz, doll ist das wirklich nicht - die DCX löst bis 2 mm auf), sondern ebenfalls an der Tatsache, dass der SEO wandert. Im Kompendium wird ja auch gewarnt, dass der SEO kein Fixpunkt irgendwo in der Nähe der Lautsprecherspule ist, sondern dynamisch nach vorn oder hinten wandert. Das hab´ ich auch eindeutig festgestellt, siehe Diagramm unten. Hier habe ich nur den Mitteltöner auf Achse gemessen, das Mikrophon immer am selben Fleck, Delay in DCX deaktiv, aber mit unterschiedlichen Flankensteilheiten eines Linkwitz-Rilley-Tiefpasses (12 dB und 48 dB bei 2,5 kHz).

Nicht nur die negative Spitze des Impulses wird mit zunehmender Flankensteilheit verzögert, sondern auch der Startpunkt. Wobei die Spitze mit 90 mm sehr viel stärker wandert als der Startpunkt mit 50 mm. Dieser Verzögerungseffekt tritt wie gesagt beim Umschalten der Flankensteilheit von 6 dB, 12 dB, 24 dB oder 48 dB auf. Je steiler die Flanke, umso später der Impuls. Beim Umschalten des Filtertyps von BW auf LR oder Bessel passiert eher wenig. Die Trennfrequenz des Filters verzögert den Impuls auf ähnliche Weise, nur nicht ganz so stark. Je tiefer die Trennfrequenz, umso später der Impuls:





Dass der Schallentstehungsort so massiv wandern kann, hätte ich wirklich nicht gedacht. Aber wie stark ist der SEO im obigen Diagramm jetzt tatsächlich gewandert? 90 mm? 50 mm?

Deshalb eine Frage dazu:
Welcher Teil der Impulsantwort muss herangezogen werden, um den SEO aus der Impulsantwort zu ermitteln?

Ist das der Startpunkt?
Die erste positvie Spitze?
Die erste negative Spitze?
Die größte Spitze?
Die breiteste Spitze?
Der erste Nulldurchgang nach dem Startpunkt?

Ich finde auch nicht immer eine klare, eindeutige Spitze in der Impulsantwort, wo ich den Cursor bzw. den Marker drauflegen könnte, wie im obigen Diagramm. Mal zeigt die Spitze nach oben, mal nach unten. Mal gibts´zwei Spitzen, mal keine. Oder alles ist flach und breit. Oder alles liegt so eng bei einander wie die Aufzeichnung eines Seismographen bei Stärke 8...

[wiesonich]

Hier mal die Impulsantworten des Hoch- und des Mitteltöners im Vergleich. Ich weiß einfach nicht, welche Punkte der beiden Impulsantworten miteinander in Beziehung zu setzen sind, um den Laufwegunterschied zu ermitteln. Der Startpunkt des Mitteltöners ist recht leicht auszumachen. Beim Hochtöner sieht der Startpunkt eher seismisch aus. Ein Vergleich dieser Punkte fällt schwer. Dagegen hat der Hochtöner eine ausgeprägte positive und negative Spitze, beim Mitteltöner ist aber nur die negative Spitze einigermaßen ausgeprägt. Im positiven Bereich sieht es eher wellig aus. Falls die Spitzen miteinander verglichen werden müssen, um den Laufwegunterschied zu ermitteln - welche wären das in diesem Beispiel?

[wiesonich]

Also, wie ich´s auch angehe, ich komme mit der Impuls-Schieberei einfach zu keinem eindeutigen Ergebnis. Wesentliches Problem scheint doch die schlechte Auflösung des Schall-Laufwegs bei 48 kHz Samplefrequenz und die Tatsache zu sein, dass das akustische Zentrum von der abgestrahlten Frequenz abhängt. Das Verfahren der Group-Dealy-Messung im Arta-Handbuch erscheint eher geeignet, weil es zumindest die Übernahmefrequenz zwischen den Chassis berücksichtigt, aber genauer wird´s nach einigen Tests auch damit nicht.

Ich bin deshalb probeweise über die akustische Phase an die Sache heran gegangen, wie frogger es weiter oben schon vorgeschlagen hat, nur dass ich mit absichtlich falsch gepoltem Mitteltöner solange am Delay der DCX gekurbelt habe, bis der Amplituden-Einbruch bei der Übernahmefrequenz ein Maximum erreicht hat (tiefe, scharfe Senke). Durch dieses Vorgehen lässt sich die Wirkung unterschiedlicher Delays unmittelbar und sehr deutlich im Diagramm ablesen. Ich weiß zwar nicht wirklich, ob das ein sicheres Verfahren ist, um die akustischen Zentren zweier Chassis anzugleichen, aber das Ergebnis von 24 mm Versatz zwischen Hoch- und Mitteltöner erscheint mir irgendwie plausibel und die akustische Phase liegt bei der Übernahmefrequenz fg von 2,5 kHz laut Arta annähernd bei 0°, wenn ich die Einstellung für die Phase Estimation richtig ermittelt habe. Mit dem so ermittelten Delay und wieder richtig gepoltem Mitteltöner sieht auch das gemessenen Summensignal recht ordentlich aus.





Was meint ihr - lassen sich die akustischen Zentren zweier Chassis über den Amplituden-Einbruch bei Übernahmefrequenz und falscher Polung aufeinander angleichen?

Edit:
Die Phase ließ sich nur mit Fenster darstellen, ohne ist das ein einziges Zickzack.

[pico]

Hi wiesonich,

wenn Du die Impulsantwort filterst verändert Du zusätzlich elektrisch die Gruppenlaufzeit -> so wird das nix!

In Boxsim wird nur die Einheit SEO + Phasenverlauf ausgewertet, beide Angaben sind also nicht absolut sondern nur als Einheit zu verstehen.

Manche kommen halt mental nicht über den Zeitbereich hinaus . . .

[frogger]

@Jobst

Eine (ernst gemeinte) Frage.
Wann strebt man denn eine"out of phase" Abstimmung an ?

@Wiesonich

Das mit dem verpolen ist ein ein gängiges Verfahren um die Phasengleichheit zu überprüfen(wie Jobst schon sagte). Mach ich bei passivweichen genauso.

Ich muss auch gestehen das ich mit Aktivtechnik keine Erfahrungen habe. Beschäftige mich halt seit nen halben Jahr mit Arta und bin froh wenn jemand mal seine Erfahrungen mit Arta hier postet.

Hast du die Summenkurve jetzt gemessen(auf Achse?) oder durch Arta errechnet und mit welchen Filtern hast du gearbeitet ?
Dir ist schon klar das ein 12dB filter die Phase um 180°,24dB 360°, 48db 720° dreht und damit auch eine entsprechende verzögerung(Delay) erzeugt ?
Von daher würde ich bei der trennung von MT-HT nicht zu steilflankige Filter einsetzten weil große Delays durchaus hörbar sein können auch wenn die Phase im Übernahmebereich passt.
In einem anderen Forum läuft gerade eine recht interessantes Diskussion zum Thema Zeitrichtigkeit.

http://www.diy-hifi-forum.de/forum/showthread.php?t=283

Auf Seite 3 und 4 sind ein paar Beiträge zum Thema SEO und hörbarkeit von Delays.

Wie hörbar das jetzt ist muss natürlich jeder selbst entscheiden. Aber mit der DCX hast du ja alle möglichkeiten.

Hast du mal Messungen im FR2 Modus gemacht ? Da hast du die möglichkeit während der Messung das Delay oder die Mikronfonposition zu verstellen und kannst die auswirkungen sofort sehen. Bei "Frequence Axis- Oktave Smoothing" und
"Resolution-1/3 Octave" einstellen.

Das mach ich immer um die Wirkung von Saug- und Sperrkreisen zu überprüfen.

Gruß Udo

[wiesonich]

@frogger
Dann bin ich erst mal beruhigt, dass man´s grundsätzlich so machen kann mit der Amplituden-Senke. Die Summenkurve (blau) habe ich mit dem 24 mm Delay gemessen. Das Mikrophon stand dabei 65 cm entfernt und 7 cm oberhalb der Achse des Mitteltöners (wie oben skizziert). Hoch- und Mitteltöner werden jeweils mit LR 24 dB Filter getrennt.

Danke für den Link, da werd´ ich mal reinlesen. Brauche Grundlagen, um durchzusteigen. Das Delay teste ich dann mal im FR2-Modus.

[fabi]

Was da immer alles gequatscht wird...

liegt die Summenkurve über den kompletten Überschneidungbereich über den Einzelfrequenzgängen und bei der Trennfrequenz genau 6dB über dem Schnittpunkt der Einzelkurven, ist die Phasenlage einwandfrei. Mehr gibt das dazu nicht zu sagen.

Irgendwelche Impulse, Zeitbereiche.... ts ts ts. Dazu braucht man nichtmal ne Zweikanalmessung. Das geht im Zweifelsfall mit nem Analyzer.

Jobst, vergiß die Sache mit +3dB. Das taucht in irgendwelchen Büchern immer wieder auf.. hast du dir soetwas mal angehört? Das klingt sowas von grausam phasig/diffus, dass mir die Meßwerte sehr egal sind.

fabi

[fabi]

n meinen Ohren klingt das nach guter Tiefenstaffelung, einer guten tonalen Balance ,und ordentlicher Feinzeichnung in den Mittenlagen ohne überhartes Gequäke

oweh oweh.

[wiesonich]

Gemach die Herren.

Ich habe die Summenkurve noch einmal mit verschiedenen Delays gemessen. Ziel war es, heraus zu finden, ob die Addition im Übernahmebereich einigermaßen passt und in wie weit eine zusätzliche Phasendrehung um 360° der Übernahmefrequenz den Frequenzgang verbiegt. Diese 360° entsprechen ja einer vollen Wellenlänge (Lamda) einer Schwingung, was bei fg = 2,5 kHz einer Länge von 138 mm entspricht.

Für diesen Test brauchte ich das zuvor ermittelte Delay von 24 mm für den Hochtöner also einfach nur um diese Wellenlänge von 138 mm weiter kurbeln bis 162 mm (schönes Spielzeug die DCX).





Man sieht sehr schön, dass der Summenfrequenzgang ganz ohne Delay (grün) nur etwa 4 dB über der Kreuzung der Einzelkurven liegt und breit durchhängt. Mit einem Delay von 24 mm liegt der Summenfrequenzgang (blau) tatsächlich etwa 6 dB über der Kreuzung und im gesamten Übernahmebereich oberhalb der Einzelkurven, so wie fabi es als Soll definiert hat. Interessanter Weise liegt die Summenkurve mit dem zusätzlichen Delay der Wellenlänge von fg (rot) ebenfalls etwa 6dB über der Kreuzung, aber links und rechts daneben sackt die Kurve deutlich unter die Einzelkurven.

Nach diesem Test und dem Lesen des obigen Links glaube ich einmal mehr, dass das ermittelte Delay von 24 mm gut passt für den Übergang MT/HT bei 2,5 kHz und das Vorgehen über die Amplituden-Senke gut geeignet ist. Die verwendeten 24 dB Filter nehmen über ihre Laufzeitverzögerung keinen für mich erkennbaren Einfluss auf den Frequenzgang, weil sie beide Bänder gleichermaßen verzögern, nicht nur ein Band wie hier im Test. Da habe ich wie gesagt nur den Hochton weitergedreht. Wenn ich den Mittelton auch um 360° weitergedreht habe, passte es wieder. Und die Filter drehen die Phase ja in beiden Bändern.

Ob die Laufzeitunterschiede an sich durch die 360° Phasendrehung der Filter hörbar sind, beantwortet froggers obiger Link auf das diy-Hifi-Forum. Gleich oben im dortigen Threat befindet sich ein weiterer Link auf eine sehr interessante Diplomarbeit, die sich unter anderen mit der Frage der Hörbarkeit von Laufzeitunterschieden befasst, wie auch der Threat selbst. So weit ich den Autor dieser Arbeit und den Threat verstehe, werden die Hörbarkeitsgrenzen eines gewissen Herrn Blauert bestätigt, wonach selbst eine Phasendrehung um 360° bei fg 2,5 kHz mit ihren 0,4 ms eigentlich nicht hörbar sein dürfte.

[frogger]

Jetzt würden mich noch Messungen von der kompletten Box interessieren.
Mess doch mal in 1m Abstand Zwischen MT-HT und auf Ohrhöhe. Das gleiche noch mal in 3m Abstand. Ohne Fensterung und mit 1/3 glättung.

Bekomme schon lust auf Aktivierung.

Gruß Udo

[wiesonich]

Noch möchte ich die Box nicht vom Sockel heben. Im Abstand 1m sind aber auf jeden Fall Einbrüche/Überhöhungen durch Phasenfehler zu erwarten, weil das ermittelte Delay für MT/HT nur für 0,65 m und 3,5 m passt. Dazwischen geht´s heiß her. Für 1 m Abstand müsste ich deshalb eine neue Mikroposition berechnen...

Jetzt taste ich mich erst einmal an den Übergang TT/MT ran. Falls da ein Delay für den Mitteltöner erforderlich sein sollte, müsste das auch noch in das Delay des Hochtöners einfließen. Und mit einer Summenmessung komme ich da irgendwie kaum weiter - muss einfach zu dicht ran, um die Reflektionen zu unterdrücken, da bündeln die Chassis aber schon. Knifflig alles... Vielleicht gehe ich hier über Load-Sum Funktion. Hat ja auch den Vorteil, mit Arta besser vertraut zu werden.

[fabi]

Der Mitteltöner ist zu laut. Entweder du machst ihn mit einem breiten Filter leiser, oder du senkst ihn komplett ab. Dabei verschiebt sich die Trennfrequenz und folglich auch das Delay wieder.