Lautsprecher im Wohnzimmer messen

[hreith]

Hi Peter K,

das war durchaus ernst gemeint.
Butterworth optimiert die Koeffizienten rein nach einem maximal flachen Verlauf der Betragsfunktion ohne Überschwinger im Übertragungsbereich. Das Verhalten von benachbarten Bändern spielt die die Berechnung keine Rolle.
Bei Bessel wird auf eine maximal flache Gruppenlaufzeit ohne Überschwinger im Übertragungsbereich optimiert. Das Verhalten von Benachbarten Bändern spielt bei der Berechnung keine Rolle.
Einzig LR haben versucht, eine Addition mit den Nachbarbändern in die Optimierung einzubeziehen und bezahlen den Preis mit einem größeren Überlappungsbereich.

Hi fabi,

hast ja recht. Es juckt halt in den Fingern wenn man sieht, dass jemand etwas leidvoll erfaren muss was man seit 100 Jahren auch in Büchern lesen könnte. Ich werde mich etwas zurückhalten.

[wiesonich]

Hi,

also ich finde den Theorie-Schlenker an dieser Stelle sehr hilfreich und zielführend. Besonders weil eure fundierten Erklärungen verständlich und klar formuliert sind. Das in Post #69 dargestellte "Phänomen" mit den Überhöhungen der Summenkurven der verschiedenen Filtertypen ist jetzt weitgehend erklärt, und ich kann die verschiedenen Filtertypen jetzt korrekt einstellen. Dafür meinen aufrichtigen Dank!

Daraufhin habe ich zwei Weichen-Konfigurationen in der DCX gespeichert. Eine nur mit LR-Filtern und eine andere nur mit BW-Filtern, jeweils mit annähernd gleichem Summen-Frequenzgang sowie gleicher Phasenlage und Kreuzungspunkt mit -6 dB bei fg. Und ich habe einen ersten Hörtest mit Musik gemacht, ob da Unterschiede zu hören sind - kurzum, ich höre keinen Unterschied zwischen den LR- und den BW-Filtern.

Insgesamt ist mein erster Höreindruck durchaus positiv. Ich habe bewusst nur beiläufig Musik gehört (einfach CD rein und dudeln lassen), um heraus zu finden, ob da irgend etwas ins Ohr spingt. Angenehm fällt auf, dass Stimmen anscheinend nur wenig verfärbt werden, was mir sehr gefällt. Ich konnte weder nasale noch trichternde oder mulmige Verfärbungen feststellen. Eventuell trägt auch die breite Schallwand dazu bei. Zwei Dinge sind mir unangenehm aufgefallen: eine gewisse Schrillheit in den Höhen und ein magerer fast hohler Bass. Wobei ich glaube, dass vor allem die Schrillheit und der hohle Bass durch den praktisch noch nackten Raum verursacht werden. Mit einigen provisorisch hingestellten Basotec-Matten sind die Höhen schon angenehmer. Der hohle Bass braucht wohl gezielte Maßnahmen im Raum. Und mager ist der Bass vermutlich deshalb, weil der Tieftöner im geschlossenen Gehäuse noch nicht entzerrt ist. Damit soll´s jetzt auch weiter gehen.

[pico]

Hi Jobst,

Dein modifiziertes BU-Filter ist kein echtes BU-Filter mehr sondern fast identisch mit dem LRII- deshalb hört sich das auch fast gleich an

Die "Modifikation" des BW-Filters bestand nur darin die Trennfrequenzen auseinander zu ziehen (wenn ich das richitg verstanden habe). Die Güten der Filter (BW2 = 0.707, LR2 = 0.5) sind nach wie vor unterschiedlich und verursachen eine andere "Rundung" im Übernahmebereich. Erst durch Hinzunahme mindestens eines PEQ könnte BW2 in LR2 überführt werden.

Die Nennung eines Acustical Butterworth Filters zeugt von einem Alter > 45 oder einer guten Kenntnis der Literatur, hat aber nichts damit zu tun, dass die Filterfunktionen ALS PAAR betrachtet werden (was hreith richtigerweise dem LR-Filter zugeschrieben hat). Hier wird "nur" das Chassis mit in die Filterfunktoin einbezogen - was heute dank DCX kalter Kaffee ist.

Tatsächlich stellt man gerade bei der Summation verschiedener Filter fest, dass selbst die Überlagerung eines Paares (= 2-Wege-Box) nach Formelsammlung nicht zu einem linearen Frequenzgang auf Achse führt (Ausnahme: 6 dB und - wie von hreith angeführt - alle LR-Varianten). Wenn man dann so eine 3-Wege-Box baut wird es noch spannender, je nach dem wie weit die Paare auseinander liegen -> es bleibt schwierig!

[wiesonich]

Ein schönes Schlusswort zu den Filtern an dieser Stelle.

[Peter K]

Hallo,

@hreith: Die BU-Filter wurden tatsächlich sehr ausführlich für Lautsprecheranwendungen untersucht und optimiert "acoustic butterworth" von KEF und der BBC, selbst der Erfinder der LR-Kennlinie Siegfried Linkwitz setzte in seinen LS3/5 BUIII Filter ein . Das ist also nicht so abwegig wie heute oft geglaubt wird. Das entscheidende Optimierungskriterium der BU-Filter für Lautsprecher ist die Konstanz der abgegebenen Leistung das ist keine reine mathematische Spielerei sondern ein deutlich hörbarer akustischer Unterschied.

Genau so ist es, verstehe garnicht, warum da manche damit so Mühe haben....
Wenn man einen Lautsprecher mit konstanter Energieabgabe konstruieren will, kommt man um die ungeraden BU-Filter eigentlich nicht herum. Da gibt es ja auch noch 5. Ordnung.......

Gruß
Peter Krips

[hreith]

Hi Peter K,

ich habe ja nciht gesagt, das man die BU-Filter nicht für Lautsprecher benutzen könnte.
Ich habe nur gesagt, dass die Berechnung der Koeffizienten nicht darauf ausgelegt sind und dass dazu ausschließlich das Verhalten im eigenen Übertragungsbereich zugrunde gelegt wurde. Alles andere ist mehr oder weniger eine Zweckentfremdung, ein Abfallprodukt, eine glückliche Fügung ... oder was auch immer.

Manch HiFi-Hersteller brüstet sich damit, dass Teile seiner Komponenten aus der Mondfahrt kommen würden, irgendwelche mil-Specs einhalten würden ... oder was auch immer. Das zeigt aber letztlich, dass all diese Dinge eben nicht für HiFi entwickelt wurden sondern ursprünglich ganz andere Aufgaben erfüllen sollten. Wenn Sie dennoch für HiFi passen - ok, aber es war eben nicht die ursprüngliche Absicht, bei der Entwicklung hat HiFi keine Rolle gespielt.

[pico]

Hi Peter,

den Vorteil der konstanten abgestrahlten Leistung haben die BW3 oder BW5 aber NUR GENAU DANN, wenn der Frequenzgang auf Achse eine Überhöhung von 3 dB hat. Wenn aber die Trennfrequenzen so auseiandergezogen wurden, dass der Frequenzgang auf Achse linear ist - dann sind die auch nicht besser als andere Filter in Bezug auf die konstante Leistung.

BW5 ist kritisch in Bezug auf die Hörbarkeit von filterbedingten Gruppenlaufzeitverzerrugen . . .

[Peter K]

Hallo Pico,

Die Nennung eines Acustical Butterworth Filters zeugt von einem Alter > 45

Stimmt...

oder einer guten Kenntnis der Literatur

Stimmt

, hat aber nichts damit zu tun, dass die Filterfunktionen ALS PAAR betrachtet werden (was hreith richtigerweise dem LR-Filter zugeschrieben hat). Hier wird "nur" das Chassis mit in die Filterfunktoin einbezogen - was heute dank DCX kalter Kaffee ist.

Irgendwie versteh ich nicht, was du damit eigentlich mitteilen willst....

Tatsächlich stellt man gerade bei der Summation verschiedener Filter fest, dass selbst die Überlagerung eines Paares (= 2-Wege-Box) nach Formelsammlung nicht zu einem linearen Frequenzgang auf Achse führt (Ausnahme: 6 dB und - wie von hreith angeführt - alle LR-Varianten).

1. Nach "Formelsammlung" gehts ohnehin nicht, bei keinem Filter, was soll also der Seitenhieb ??
2. HarHar, wenn es bei einem (echten) 6 dB-Filter geht, was ja bekanntlich (???) auch ein ungerader Butterworthfilter ist, warum soll es dann bei 3. und 5. Ordnung nicht gehen ? Ist halt schwieriger, aber machbar....
Und: ein LR funktioniert bestimmungsgemäß auch nur, wenn die akustischen Zentren bei der Übernahmefrequenz auf eine Ebene gebracht werden, ansonsten kippt nämlich die schmale vertikale Abstrahlkeule.
Und wenn man mit Treiberversatz auf -6 dB Schnittpunkt abstimmt, dann hat man garantiert keine reinrassigesLR-Filter mehr.
Das gesagte gilt zunächst für klassische Passivfrequenzweichen.
Wenn ich aktiv den Treiberversatz per Delay ausgleichen kann, dann geht selbstverständlich jede Weiche, auch ungerade Butterworth, oder krankt es daran, daß ungerade Filterfunktionen nicht zum Funktionsumfang der DCX und Konsorten zählen ?

Gruß
Peter Krips

[Peter K]

Hallo Pico,

Hi Peter,

den Vorteil der konstanten abgestrahlten Leistung haben die BW3 oder BW5 aber NUR GENAU DANN, wenn der Frequenzgang auf Achse eine Überhöhung von 3 dB hat.

Hüstel, wie wäre es mal mit ein wenig Literaturstudium, was du da beschreibst, ist das Verhalten der geraden BW-Filter, ungerade haben KEINE Überhöhung, sondern glatte Summe UND konstantes Energieverhalten.
Das konnte man übrigens bei den von mir weiter oben gezeigten AC-Simus sehr schön sehen.

Wenn aber die Trennfrequenzen so auseiandergezogen wurden, dass der Frequenzgang auf Achse linear ist - dann sind die auch nicht besser als andere Filter in Bezug auf die konstante Leistung.

Tut mir leid, Pico, bezogen auf ungerade Butterworthfilter ist das Quark.

BW5 ist kritisch in Bezug auf die Hörbarkeit von filterbedingten Gruppenlaufzeitverzerrugen . . .

Wie jeder höhergradige Filter, aber da kommt es auf den Frequenzbereich an, in dem die eingesetzt werden, eine 100 Hz-Trennung würde ich damit natürlich nicht machen.......

Gruß
Peter Krips

[wiesonich]

TT-Entzerrung

Für die Entzerrung des GF250 habe ich dessen Frequenzgang im Nahfeld gemessen (Abstand etwa 6 cm). Laut Diagramm im Arta-Handbuch auf Seite 66 ist die Messung des GF mit seinen 21 cm Durchmesser unterhalb 100 Hz einigermaßen glaubwürdig. Das müsste reichen für eine brauchbare Entzerrung. Interessehalber habe ich den Frequenzgang des GF ohne Entzerrung zusätzlich mit Boxsim simuliert:





Die moderate Entzerrung (blaue Kurve, +4,5 dB) führt zu einer unteren Grenzfrequenz von etwa 50 Hz. Hier ist die Impedanz des GF mindestens doppelt so hoch wie die Nenn-Impedanz, so dass die Endstufe durch diese Entzerrung nicht über Gebühr belastet wird. Die kräftige Entzerrung (rote Kurve, +8,5 dB) geht bis etwa 40 Hz runter. Hier liegt die Impedanz des GF bereits wieder in der Nähe der Nenn-Impedanz, so dass die Endstufe durch die kräftige Entzerrung doch sehr viel stärker belastet wird. Theoretisch ließe sich der GF sogar bis 30 Hz runter quälen, aber das würde eine 30 Mal höhere Leistung von der Endstufe fordern. Und der GF ist ja auch nicht unbegrenzt belastbar.

[pico]

Hi Peter,

Tut mir leid, Pico, bezogen auf ungerade Butterworthfilter ist das Quark.

Hast ja recht! Ich habe beim 2. Teil des Artikels so viel Filter hin- und hergekurbelt bis die Summe stimmt dass sich mir noch alles dreht . . .

BW5 habe ich jetzt nicht betrachtet (DAS geht mit dem DCX nun wirklich nicht, BW3 schon), aber BW4 war bei dem TrennfrequenzenDUO 300/3000 Hz schon hörbar kritisch - bei dem kritischen Knackgeräusch und ohne negativen Raumakusitkeinfluss etc.

Schon mal den Hörtest am Ende des 1. Teils gemacht?

[wiesonich]

Messung am Hörplatz

Hier nun erste Messungen am Hörplatz im Abstand von 3,5 m:



Vor dieser Messung habe ich die Boxen ausgiebig in stereo angehört. Mein erster oberflächlicher Höreindruck aus Post 84# ist im Wesentlichen der gleiche: oben herum etwas schrill und unten herum etwas hohl. Nach testweisem Ein- und Ausschalten der Mitteltöner, hatte ich dann den Eindruck, die seien irgendwie zu laut und die Schrillheit käme gar nicht von weiter oben, sondern aus den Mitteltönern, und irgendwie klingt es doch nach Trichter. Ob die rote Kurve das nachträglich bestätigt, weiß ich nicht. Die höhere Lautstärke der Mitteltöner vermutlich schon. Es wundert mich allerdings, dass die Mittelton-Überhöhung hauptsächlich aus der mühsam eingemessene linken Box (blaue Kurve) heraus zu kommen scheint und die rechte Box (grüne Kurve) hier einen eher unaffälligen Verlauf zeigt. Wäre es umgekehrt, hätte ich vermutet, dass die Endstufen trotz gleicher Lautstärkepoti-Stellung unterschiedlich laut spielen, aber so herum leuchtet mir das nicht ganz ein. Jedenfalls stellt es den oben gezeigten Pegelabgleich der Chassis per optischer Mittlung in Frage. Aber wie lassen sich die Pegel zweier Chassis in einem beengten Wohn-/Messraum zuverlässig(er) angleichen? So heftige Pegelunterschiede überraschen mich jetzt schon.

Der magere Bass könnte von der breiten Senke zwischen 50...250 Hz hervorgerufen werden oder von der Überhöhung des Mitteltones oder von Beidem. Der Pegelverlauf um 40 Hz herum stellt die Entzerrung des Tieftöners irgendwie in Frage, zumal akustisch kaum ein Unterschied zu hören ist zwischen aktiver und deaktiver Entzerrung. Die breite Senke zwischen 50...250 Hz scheint den Bass viel stärker auszudünnen, als die Entzerrung etwas gut machen kann.

Was denkt ihr?

[pico]

Hi wiesonich,

zumal akustisch kaum ein Unterschied zu hören ist zwischen aktiver und deaktiver Entzerrung

Da unten ist weniger los als man denkt -> der Einfluss ist geringer als man denkt.

Die blaue Kuve sieht um 1.3 kHz echt bescheiden aus. Da würde ich schrittweise die Messentfernung erhöhen (20cm, 40cm, 80cm, 160cm, Hörplatz) um zu sehen ab wann das einsetzt und was es sein könnte (ggf. hilft zusätzliches Ausblenden von Reflexionen).

Die GLEICHZEITGE Messung von linker und rechter Box mit ARTA ist EXTREM KRITISCH, da die Anregung kohärent ist und sich so Kammfiltereffekte ausbilden können. Das führt im Mittel- und Hochtonbereich zu unsinnigen Ergebnissen. Bei Dir gibt es dadurch zwischen 5 und 10 kHz ein breite Senke in der Summenkurve.

Für eine gute Steroewiedergabe/präzise Ortung würde ich auch mal beide Boxen ab z.B. 400 Hz nicht mehr unterschiedlich entzerren und höchstens Exemplarstreuungen der Chassis aber nicht mehr den Raum kompensieren.

Das ist das Problem mit der DCX: man kann SOOOO viel einstellen und ein schöner Frequenzgang in Xcm oder am Hörplatz reicht nicht aus das Hörerlebnis zu beschreiben . . .

[walwal]

Warum sind die Boxen links und rechts so unterschiedlich? Bei mir ist es ähnlich, weil eine Box nur in einer "kurzen" Ecke steht.

Ich habe auch links und rechts getrennt gemessen (nur bis 120 Hz) und mit Absorber unterschiedlich behandelt. Bei den Messungen li + re sieht man deutliche Effekte, in der Summe nicht mehr. Ich lasse es trotzdem so, es gefällt mir besser als bei gleichen Absorbern li +re.

http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=16056&page=8

Die letzten Beiträge, aber lacht mich nicht aus wegen den Diagrammen.

[wiesonich]

Die rechte Box steht unter ´ner Dachschräge. Könnte mir vorstellen, dass einige Unterschiede zwischen linker und rechter Box von daher kommen. Ich habe die Elektronik aber nochmal geprüft und festgestellt, dass der Pegelunterschied im Mittelton von einer Kanalabweichung der Lautstärkepotis in der Mittelton-Endstufe verursacht wurde. Asche auf mein Haupt, dass ich die Symmetrie der Endstufen nicht gleich geprüft habe. Das ist jetzt korrigiert. Die Mitteltöner beider Boxen sind jetzt etwa gleich laut. Bis auf im Mittelton war die elektrische Symmetrie zwischen linker und rechter Box aber gegeben.

Nach der Korrektur der Mittelton-Endstufe habe ich beide Mitteltöner über die DCX gemeinsam im Pegel abgesenkt. Und zwar nach Gehör mit Musik. Dafür habe ich mir in der DCX eine mehr oder weniger breite Senke per Summen-EQ generiert (wirkt auf alle Frequenzbänder) und diese einfach über die Frequenz hin- und hergeschoben. Auf diese Weise ließ sich recht einfach herausfinden, an welcher Stelle und mit welcher Ausprägung mir diese EQ-Senke am Besten gefällt. Lass´ es Zufall sein oder nicht, die Senke hat ihr Maximum auf dem Peak des Mitteltöners bei etwa 1,5 kHz. Sie ist aber locker eine Oktave breit, wenn nicht zwei.

Dann habe ich den Sinusgenerator angeschlossen und den gesamten Frequenzbereich durchgefahren. An zwei Stellen dachte ich, mir fliegen die Scheiben aus den Fenstern: bei 40 Hz und bei 80 Hz hat es schmalbandig aber sehr heftig gedröhnt. In meiner Not habe ich jeweils einen schmalbandigen EQ für 40 Hz und 80 Hz spendiert, obwohl ich die Raum-Resonanzen ja eigentlich nicht per EQ bekämpfen möchte, sondern per Absorber. Bis zu den Absorbern ist es aber noch ein langer Weg. Da muss ich walwals interessanten "Kampf-Threat" noch durchlesen. Bis dahin müssen die EQ als Notlösung reichen.

Abschließend habe ich die breite Tiefton-Senke im Bereich um 150 Hz herum ausgefüllt. Zwar beschleicht mich irgendwie das Gefühl, dass diese Senke mit den beiden Dröhnern zusammenhängen könnte, weil die 150 Hz etwa ein Vielfaches von 40 Hz und 80 Hz sind, trotzdem habe ich diese Senke erstmal aufgefüllt.

Hier die Einzelmessung der linken und rechten Box am Hörplatz in 3,5 m Entfernung mit den erwähnten EQ-Maßnahmen. Die Summenmessung beider Boxen habe ich weggelassen:



Kurze Klangbeschreibung:
Die Boxen spielen jetzt weniger schrill, Gesangsstimmen trichtern weniger und akustische Instrumente sowie der Bass haben an Kontur gewonnen. Substanz und Trockenheit fehlen dem Bass aber immer noch. Trotzdem bin ich versucht zu sagen, die Boxen klingen sehr gut. Jedenfalls den Umständen entsprechend. Der Raum ist ja noch fast leer.