Diskussionen zu Audiosignaltheorie

Zitat von CrownK2

Als wären die LS für 80Hz Trennung mit LR2 gemacht, um mit der LR4 Trennung des Subs im AVR zu harmonieren

Nicht ganz. Ein LR4 besteht aus zwei kaskadierten BU2-Filtern. Sprich es ist üblich einen Speaker z.B. Fullrange auf BU2 abzustimmen um kombiniert mit einem weiteren BU2-Filter (AVR) einen LR4 zu erzeugen. Schau mal z.B. bei Yamaha in die Anleitung. Da wird immer ein LP mit 24dB und ein HP mit 12dB angegeben. Wenn man dann noch etwas Hintergrundwissen zur Auswirkung der Phasendrehung der einzelnen Filtertypen und der Unterschiede zwischen akustischer und elektrischer Trennung hat, geht einem schnell ein Licht auf

Zitat von Moe

Nicht ganz. Ein LR4 besteht aus zwei kaskadierten BU2-Filtern. Sprich es ist üblich einen Speaker z.B. Fullrange auf BU2 abzustimmen um kombiniert mit einem weiteren BU2-Filter (AVR) einen LR4 zu erzeugen. Schau mal z.B. bei Yamaha in die Anleitung. Da wird immer ein LP mit 24dB und ein HP mit 12dB angegeben. Wenn man dann noch etwas Hintergrundwissen zur Auswirkung der Phasendrehung der einzelnen Filtertypen und der Unterschiede zwischen akustischer und elektrischer Trennung hat, geht einem schnell ein Licht auf

Stimmt, ist mir entfallen, dass es BU2 ist.

Du meinst wenn der speaker deutlich weiter als die trennfrequenz z. B. Linear läuft? So dass im Grunde dann auch akustische 12db und 24db Filter zusammenfallen? Dann kommt es zu 90 grad phasendifferenz (wenn wir von idealer Laufzeit und frequenzgang ausgehen). Pro Ordnung dreht sich die Phase um 45 Grad. Bei HP und LP genau entgegengesetzt. Sprich bei 12db HP und 12dB LP treffen 180 Grad Differenz aufeinander (maximale Auslöschung). So dass man bei filtern zweiter Ordnung meist einfach den ht verpolt. Bei 90 grad Differenz bist du einfach gelackmeiert, da sowohl normal, als auch invertiert 90 grad differenz bleiben. Dann fängt das vermeintliche optimieren über Laufzeit an, aber da kommt man nie über dne gesamten Bereich auf einen grünen Zweig, immer nur partiell. Daher macht es Sinn die Flanken mit dem eq nach gewissen Zielkurven zu modellieren, so dass die Verläufe aufeinandertreffender Flanken idealerweise eine phasenwinkeldifferenz von 0 oder 180 Grad aufweisen (alles natürlich stark vereinfacht was den frequenzgang in einem Raum angeht, aber wenn man das einmal versteht, kann man viel gezielter agieren).

Das kann man auch unter Kreisfrequenz nachschlagen. Bzw wie Spulen und entgegengesetzt Kondensatoren sie auf die Wirkleistung mit Blindleistung auswirken.

Zitat von CrownK2

Aaahh uff entgegengesetzt , das bedeutet ja, dass LP 24db und HP 12db sich auf 0° ergänzen richtig?

Rein elektrisch nicht:

Der 24dB LP (4. Ordnung) ergibt 4x -45° = -180°

Der 12dB HP (2. Ordnung ergibg 2x +45° = +90°

Wenn nun jedoch ein natürlicher bfall des Speakers von ~12dB in dem Bereich hinzukommt, ergibt sich kaskadiert ebenso ein 24dB HP und somit +180°. In Summe erhält man dann die 360° / 0° Phasendifferenz.

Zitat von CrownK2

Das sind dann die berühmten 1-2db die zur optimalen Addition von 6db fehlen richtig?

Nein Da ist es dann z.B. oft so, dass enau im Zentrum der Trennfrequenz eine Addition stattfindet, aber darüber und darunter z.B. eine Auslöschung / keien Addition, da nicht nur der Phasenwinkel nicht stimmt (wird durch die Laufzeit korrigiert) sondern breitbandig sich die Stärke der Phasendrehung beider Filter unterschiedlich verhält.

Der komplexe Frequenzgang entsteht auch aus Überlagerungen der Phasengänge von Reflexionen, dazu dann lokale Peaks und Dips usw. , aber die Toleranz ist schon recht groß, um eine gute Addition zu erzeugen. Für maximale Subtraktion / Destruktion ist die Toleranz jedoch sehr gering. Daher stelle ich liebe verpolt ein, da es weniger Möglichkeiten übrig lässt und besser einschätzbar ist.

Zitat von CrownK2

Welche Filtercharachteristiken bieten sich denn denn für die Modellierung der LS an?

Ich nutze mittlerweile sofern es geht fast nur noch LR4, da diese im Übergang der Filter keine Erhöhung erzeug, sondern ein lineares Ergebnis liefert auch ohne Chassis oder Speaker zu verpolen.

Zitat von CrownK2

Wie sieht es aber mit dem akustischen Übertragungsverhalten inkl. Raum aus?

Bessel weißt die geringste Güte, als Filter auf und gilt daher als am Impulstreuesten.

Zitat von CrownK2

Sind hier für optimale Phasenverläufe zwischen Sub und LS auch durchaus asymmetrische Trennfrequenzen möglich? Gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Filtercharachteristiken?

asymmetrische Trennfrequenzen machen bei Butterworth Sinn, da du sonst immer eine massive Überhöhung hast (sofern ich dich richtig verstehe). Dafür grob den LP auf ~70% der anvisierten Trennfrequenz setzen und den HP auf ~130% der Trennfrequenz. Generell ist es sinnvoll die Flanken aufeinandertreffender Speaker akustisch symmetrisch zu gestalten. Alles andere bietet selten Vorteile und macht einem nur das Leben schwer. Je weiter man über die Trennfrequenz hinaus modelliert pro Zweig, umso flacher kann man sauber trennen. Nicht umsonst kommen im PA-Segment Filter 16. Ordnung usw. zum EInsatz. Da gibt es wenig Überlappungen und die funktionieren quasi an jedem Abhörort zuverlässig, haben aber andere Nachteile.

Moe

So ganz kann ich dir auch noch nicht folgen.

Kannst du das vielleicht mal ein folgendem Beispiel erklären:

Lineares DBA - Alles Lautsprecher werden bei 80HZ getrennt - es ist ein DSP für die Lautsprechervorhanden - das Bassmanagement der Vorstufe arbeitet mit 12 / 24db.

Denke dann wird klarer was du meinst. Danke!

Das wird etwas umfangreicher, da die Betrachtung lineares DBA und die reine Betrachtung der trennfrequenz nicht ausreicht, an dem Punkt gibt es schon mehrere Variablen.

DBA läuft wie weit über die trennfrequenz linear?

Falls es innerhalb der ersten beiden Oktave darüber schon abfällt, mit welcher flankensteilheit?

Beim speaker als solches genau die gleichen Punkte. Bin bis heute abend arbeiten aber baue dann dazu mal etwas zusammen und erläutere das.

Zitat von Nilsens

Moe

So ganz kann ich dir auch noch nicht folgen.

Kannst du das vielleicht mal ein folgendem Beispiel erklären:

Lineares DBA - Alles Lautsprecher werden bei 80HZ getrennt - es ist ein DSP für die Lautsprechervorhanden - das Bassmanagement der Vorstufe arbeitet mit 12 / 24db.

Denke dann wird klarer was du meinst. Danke!

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Nur mal zum Verständnis: Was ist denn ein lineares DBA? Eines das linear eingemessen ist?

Was die Trennung angeht. Für symmetrisches LR4 (für HP und TP) ist es erforderlich, dass Sub und LS etwa eine Oktave über/unter der Trennfrequenz linear (oder eben der Zielkurve folgen) sind. Nehme ich eine Trennung bei 80Hz und fällt zB das DBA schon bei 120Hz leicht ab ist dieser Abfall + die Trennung mit LR akustisch steiler und es ergibt sich keine korrekte Summierung mit den LCR. Einerseits weil Pegel fehlt und andererseits auch weil der Phasengang des resultierenden Tiefpass am Sub (eben LR4 + der Abfall des DBA) sich vom Hochpass der LCR unterscheidet.

Das gleiche gilt vice versa für LCR, die zB schon bei 60Hz (zB mit 12db pro Oktave) abfallen.

Ja das ist genau das Thema was ich da noch einmal aufgreife. Wenn ich dafür ein separates topic eröffne, wird das etwas umfangreicher und dann gehe ich dabei auf solche Punkte ein. Ich sehe du verstehst aber, worauf ich hinaus und was ich damit erläutern möchte.

Wenn es möglich ist per Zielkurve kann man das so machen und LCR mit 12 db okt Abfall modellieren. Audyssey Multeq X bietet dafür ja auch eine extra Einstellung. Bei Dirac gab es früher einen Parameter im der txt Datei für die Zielkurve (HPSLOPEON und HPORDER), der funktioniert aber bei Dirac 3 nicht mehr. Ansonsten kann man einfach auch invertieren, wie moe schon schrieb.

Was zu den Phasendifferenzen. 55 Grad ergibt 5 db Summierung (6 ist die perfekte Summierung), also verlierst du da 1db. Die Daumenregel ist also imo, dass bis 60 Grad Differenz imo akzeptabel ist. Am Ende kann man ja auch messen, was sich für eine Summierung ergibt und dann entscheiden.

Ich selbst habe zum ausprobieren und modellieren LR und Sub ohne Bassmanagement gemessen, in MSO geladen und dort einfach experimentiert. Da kann man zB ziemlich einfach das optimale delay ermitteln und schnell viele Trennfrqueunzen ausprobieren ohne sich einen Wolf zu messen.

Ich persönlich reagiere auf Phasensprünge zum Teil sensibler, als auf Verfärbungen. Wo genau die Grenze liegt, kann ich dabei aber nicht sagen. Das habe ich so explizit nie getestet.

Das ist leider auch sehr schwierig zu greifen. Wirklich aussagekräftige Forschung oder Erfahrungen habe ich dazu nicht finden können. Beim Frequenzgang ist es imo sehr viel einfacher einzuschätzen, was hörbar ist. Deswegen habe ich mich mit den LR8 Filtern in der Trinnov schwer getan und teste die jetzt einfach im Betrieb.

Habt ihr euch mal die Phasengänge der Satelliten im Raum angeschaut? Die sind durch die Moden so weit von einem idealen Hoch- bzw. Tiefpass entfernt, dass die Flanken ja schon fast vernachlässigbar sind.

Die Entzerrung auf die Zielfunktion des Hoch-/Tiefpasses funktioniert im Freifeld und bei höheren Frequenzen wunderbar. Und auch dort entzerrt man minimalphasige Resonanzen, so dass der komplexe Frequenzgang am Ende passt. Im Bassbereich sind die Resonanzen durch den Raum, die Aufstellung und den Sitzplatz bestimmt. Um eine wirklich saubere Addition zu erreichen, müsste man die erst komplett entzerren. Per Hand ist das bei der Modendichte gar nicht machbar und ein inverser FIR-Filter hebt ggf. Auslöschungen zu stark an. Mal ganz abgesehen davon, dass es dann an den anderen Sitzplätzen schlimmer wird.

Ich trenne daher seit längerem relativ steil (72 dB/Okt) und entzerre alles linearphasig per FIR. Und trotzdem ist der Überlappungsbereich noch so breit bzw. die Moden bei den Satelliten so stark ausgeprägt, dass von "sauber" keine Rede sein kann. Solange das Grundproblem bleibt, sehe ich da bei mehreren Sitzplätzen auch keine wirkliche Lösung.

Hierzu mal eine Frage. Das kann ich per essung tatsächlich auch so nachvollziehen. Sogar nach IIR Entzerrung ist das so. Warum eigentlich? Ich dachte immer der LS im Raum ist im Bass überwiegend ein minimalphasiges System.

Wie viele taps brauchst du eigentlich zur Entzerrung eines 72 db okt Filters bei 80Hz und wie hoch ist dann das delay?

Zitat von steakhouse

Hierzu mal eine Frage. Das kann ich per essung tatsächlich auch so nachvollziehen. Sogar nach IIR Entzerrung ist das so. Warum eigentlich? Ich dachte immer der LS im Raum ist im Bass überwiegend ein minimalphasiges System.

Eine einzelne Mode ist das zumindest auch, aber die Moden überlappen sich zu stark und es gibt Auslöschungen. Alleine die Güte der einzelnen Moden korrekt zu treffen ist schwierig und dann bleiben eben die Einbrüche übrig. Im Bassbereich dagegen bleiben bei einem SBA die Längsmoden übrig und die sind so gut spariert, dass die problemlos entzerrt werden können. Aber auch hier sind die Einbrüche ein Problem.

Zitat von steakhouse

Wie viele taps brauchst du eigentlich zur Entzerrung eines 72 db okt Filters bei 80Hz und wie hoch ist dann das delay?

Ich nutze 4096 Taps für die Satelliten. Das erzeugt eine Verzögerung von 42,6 ms. Es handelt sich um eine reine Phasenentzerrung.

Beim DBA führe ich eine Unterabtastung (Downsampling) auf 12 kHz durch, um Taps zu sparen. Hier reichen dann 2048 Taps und ich kann wegen der starken Unterabtastung sogar die Phase im Bereich des Hochpasses entzerren (also bei 12 Hz).