Messtechnisches Verhalten eines Linearrays

[David]

Eines ist somit klar geworden (war mir aber schon immer klar war und ich will damit das was Felix gemacht hat, nicht abwerten!):

Ein Elektromagnetsystem - eine Membran dran - und schon haben wir ein Audiochassis.
So einfach ist das!
Grundsätzlich!

Je nach Grösse ist es dann für bestimmte Frequenzen geeignet oder ungeeignet. Linear arbeitet so etwas bestenfalls in einem kleinen Bereich. Will man diesen Bereich breiter machen, muss man das zugeführte Audiosignal dementsprechend (gegensätzlich) filtern. Mit einem DSP ist das keine große Sache. Das kann so weit gehen (mit FIR-Filtern), dass es letztlich "perfekt" aussieht, obwohl es das keinesfalls ist.

Schwierig wird die Sache, wenn man so ein Konstrukt so weit bringen möchte, dass es auch ohne Korrekturen in einem bestimmten Bereich möglichst fehlerfrei arbeitet. Genau das machen gute Chassishersteller mit ihren Spezalisten und Labors, die noch dazu aus dem Vollen schöpfen was Materialien und Bearbeitungsmöglichkeiten betrifft.

Im DIY-Bereich sieht es dagegen in jeder Beziehung recht mau aus. Klar kann man auch hier mit viel Tüftelei etwas durchaus Gutes und Brauchbares auf die Beine stellen, noch dazu in Größenordnungen (siehe das "Trumm" von Felix) das es so nicht zu kaufen gibt, aber so ganz ans mögliche Limit wird man damit nicht kommen. Den fehlenden Rest macht man dann halt per DSP oder man belässt die Fehler, die in den meisten Fällen gar nicht hörbar sein werden, weil andere (Raum/Aufstellung-) Fehler dominieren.

Für mich ist das alles eine "glockenklare" Sache im wahrsten Sinne des Wortes.

[Ellesound]

David, so ein Chassis kann nicht über den gesamten Frequenzbereich linear laufen, weil es schon in der Theorie nicht möglich ist, ein solches Chassis muss eben im FG korrigiert werden.

Das hat wirklich seeehr wenig mit den Möglichkeiten eines Herstellers zu tun.

Viel eher ist es bei den Herstellern eine Kostenfrage, dünne Folien kann man zB schlecht im geschlossenen Gehäuse verwenden, dafür benötigen sie einen weitaus schwächeren Antrieb, was kosten erheblich senkt, gibt da so einiges...

Gruß, Felix

[Ellesound]

Aber David, wenn es eh so einfach ist, sehen deine Messungen mit korrigiertem FG so aus wie bei meinem Magnetostaten?

Kann ich mir nur schwer vorstellen...

Gruß, Felix

[David]

Aber David, wenn es eh so einfach ist, sehen deine Messungen mit korrigiertem FG so aus wie bei meinem Magnetostaten?

Nein, weil ich das so gar nicht will. Es müssen wenige (breitbandige) und eher kleine Korrekturen reichen, dann ist die Sache für mich OK.

[Ellesound]

Naja, das kann man sich nicht aussuchen, beim klassischen Mehrweger bleibt jedenfalls das Problem der filterbezogenen Phasenverschiebung bestehen, die frühen Bodenreflexionen wirken sich dementsprechend aus, und ohne Korrekturen des FG gehts auch nicht.

Der FG Abfall ist jedenfalls mit nur einem EQ behebbar, alles andere ist eine Korrektur wie bei jedem gewöhnlichen Chassis.

Gruß, Felix

[David]

Felix, sowohl bei meiner privaten Anlage als auch bei den Boxen für den Verkauf gehe ich bewusst sparsam mit Korrekturen um. Im allerhöchsten Fall sind es drei Filter pro Chassis, meist ist es nur eines oder gar keines. Klanglich wird durch viele Filter nichts besser, weil kleine Welligkeiten absolut nicht hörbar sind.

"Superglatt" ab Hörplatz bringe ich mit jeder meiner Boxen hin wenn ich möchte. Verändere ich dann das Messmikrofon um 10cm, ist es wieder vorbei damit. Ist also eine reine Augenauswischerei und völlig sinnlos.

[Ellesound]

Ich glaube dir kein Wort:D

Am Hörplatz hast schon längst Interferenzen vom Boden.

Dann zeig das mal mit 1/24 Auflösung...

Gruß, Felix

[dipol-audio]

"Superglatt" ab Hörplatz bringe ich mit jeder meiner Boxen hin wenn ich möchte. Verändere ich dann das Messmikrofon um 10cm, ist es wieder vorbei damit. Ist also eine reine Augenauswischerei und völlig sinnlos.

Ich denke, das ist der eigentliche Unterschied zwischen einer "DSP-Show" für eine bestimme Mikrofonposition und einem "wirklich zivilisierten Schallwandler", welcher Bauart auch immer.

Hat man Eigenschwingungen der Membran, Hohlraumresonanzen u. dergl. soweit im Griff, dann wird der Schallwandler über eine gewisse Bandbreite und über einen hinreichenden Winkelbereich "ordentliche" Frequenzgänge liefern. Die mögen sich zwar unterscheiden und je nach Abmessungen des Wandlers auch Bündelung aufzeigen, aber die Veränderungen sind mit dem Winkel kontinuierlich und halten sich in Grenzen.

Im Idealfall glätten sich schmalbandigere Rauhigkeiten durch Summierung von Frequenzgängen bereits über begrenzte Winkelbereiche. Einen derart "zivilisierten" Schallwandler, kann man mittels - vieler und schmalbandiger - DSP Korrekturen nicht wirklich verbessern: Bereits geringfügige Änderungen der Aufstellung bzw. der Abhörposition würden die "ach so glatte" Korrektur ohnehin wieder zunichte machen.

Breitbandige Korrekturen mit moderaten Flankensteilheiten stehen dabei auf einem anderen Blatt, denn die können gewisse Grundtendenzen eines Wandlers ausbügeln.

Breitbandige Korrekturen sind sinnvoll, weil sie über mehrere Abhörpositionen im Raum gleichermaßen positiv wirksam sein können. Wenn sie auf die mechanischen Belastungsgrenzen eines Wandlers - besonders bei Tieftonanhebungen wichtig - venünftig abgestimmt sind, lassen sie sich klanglich auch ausschließlich positiv bewerten.

Leider habe ich aber wohl versäumt, meine Messung per DSP zu linearisieren...

Ich fände es gut, wenn Du dieser "Versuchung" auch weiterhin widerstehen könntest, ich selbst habe darauf im Übrigen auch keine Lust.

In Foren scheint "Qualität" oft auf eine 2-dimensionales Diagramm - einen Schalldruck Frequenzgang auf irgendeiner Achse - reduziert. Die Qualität eines Schallwandlers lässt sich so nicht hinreichend darstellen, und wie ich oben bereits sagte, halte ich von solchen "DSP-Shows" überhaupt nichts. Zumindest, wenn es um das Thema "Einzelschallwandler" geht, bringt das keinen Erkenntnisgewinn.

Das ist auch der Grund, warum ich z.B. gefensterte Messungen z.B. von meinen Biegewellenwandern normalerweise ungern in Foren zeige.

http://www.dipol-audio.de/projekt-virtueller-biegewellenwandler-dateien/bendingwave_panel_gated1khz_00_30_45.JPG

Die Frequenzgänge sind noch ohne irgendeine Beschaltung und die bei diesem Wandler sonst eingesetzte
Hochtonanhebung. Kurven gültig ab ca. 1Khz. Blau: 0 Grad / Rot 30 Grad / Orange 45 Grad.

Dieser Wandler produziert bei größeren Winkeln außerhalb der Achse "komplementäre" Amplituden und Phasengänge, welche sich jedoch zu einem äußerst ausgewogenen Energiefrequenzgang summieren. Das ist bei diesem System gewollt und prinzipbedingt. Es entstehen auf diese Art u.a. diffusere Reflexionen z.B. auch an Seitenwänden im Raum, selbst wenn der Raum glatte Wände aufweist.

Würde man hier für eine konkrete Messposition (z.B. "20 Grad außer Achse horizontal, 10 Grad vertikal, 2m Abstand") den Frequenzgang "glattziehen", dann machte man den Schallwandler damit sogar kaputt:

Die Eigenschaft, durch Summierung über verschiedene Winkel einen ausgewogenen Energiefrequenzgang zu erhalten, wäre nicht mehr gegeben.

Ganz besonders bei diesem Schallwandler machen in der Praxis nur solche Korrekturen Sinn, welche einen flacheren Frequenzgang im "Direktschallhörfenster" nahe der Achse und gleichzeitig auch im Energiefrequenzgang bewirken. Das sind in der Regel breitbandig wirksame und sehr moderate Korrekturen.

[Ellesound]

Hallo Oliver, wenn David 10cm daneben etwas völlig anderes misst, dann ist eben der Raumeinfluss dabei, eine reine Korrektur des FG auf Achse eines Chassis verändert das Verhalten des Chassis in keiner Hinsicht, das funktioniert aber nur, wenn reflexionsfrei gemessen wird.

Daher können Davids Messungen niemals superglatt sein, er misst den Raumeinfluss mit, und alleine das macht die Korrektur des Chassis ansich unmöglich.

Gruß, Felix

[dipol-audio]

Hallo Oliver, wenn David 10cm daneben etwas völlig anderes misst, ...

Vielleicht war da auch ein "Fünklein rhetorischer Übertreibung" dabei, welche uns allen gelegentlich gegönnt sein mag ...

Aber speziell bei einigen Mehrwegesystemen im Bereich von Übernahmefrequenzen (Mittelton/Hochton) sind auch im Direktschall deutliche Veränderungen bei moderater Veränderung z.B. der vertikalen Mikrofonposition drin.

Wenn man so etwas kompensieren will, stellt sich m.E. auch die Frage:

Wie sieht der Energiefrequenzgang im Übernahmebereich aus ?

Wenn er ausgewogen ist, dann kann es kontraproduktiv sein, eine Delle im Direktschall nur für eine ganz bestimmte Messposition per DSP gleich "ganz flach zu hauen".

Zumindest ist eine solche Entscheidung kaum "blind" zu treffen und nicht immer die beste Wahl.

Wenn man natürlich in einem schalltoten Raum hört, dann zählt nur der Frequenzgang am Hörplatz. Und bitte auch den Schraubstock für die richtige Position des Kopfes am markierten Hörplatz nicht vergessen (!), denn es soll ja auch die Freude am Hören von Musik nicht zu kurz kommen ... :F:

[Ellesound]

Davids Raum ist nun mal nicht schalltot, der Boden hat vollen Einfluss, aber auch im tiefen Mittelton haben zumindest die seitlichen Wände schon messbaren Einfluss, also in einem Abstand von 2,7m bekommt er selbst gefenstert höchstens im Bereich ab 900-1000hz sauberen Direktschall.

Gruß, Felix

[dipol-audio]

Ich hatte mich mit dem "schalltoten Raum" nicht auf David's Hörraum bezogen, ich kenne den Raum ja auch nicht.

Aber ich sag's immer wieder:

Verwendet im Tiefton bis in den Mittelton Dipole oder Kardioide - je nach räumlichen Verhältnissen und Stellmöglichkeiten - und alles wird gut ...

Hörner bzw. Waveguides passen für tiefe Frequenzen eben nicht mehr in Wohnräume, aber diese Erkenntnis wird zum Durchsickern durch die Foren noch ein paar Jahrzehnte benötigen - falls es überhaupt jemals passiert.

[Ellesound]

Den hat eh keiner den schalltoten...



Gruß, Felix

[Ellesound]

Schau solange die frühen Reflexionen ausreichend unterdrückt werden können ist ja alles gut, aber da der Boden auch so eine Reflexion ist, wird die Auswahlmöglichkeit an Konzepten relativ klein...

Gruß, Felix

[dipol-audio]

Bodenreflexion

Also ich kann Dir sagen, wie ich das Problem der Bodenreflexionen bei einigen meiner existierenden oder künftigen Entwicklungen löse:

• "Dipol08" (existierend):
  Verhält sich im im Tief- Mittelton praktisch wie ein konventionelles Line Array: Keine "Bodenreflexionen" im herkömmlichen Sinn, vielmehr verlängert die "Spiegelschallquelle des Arrays unter dem Boden" das Array und trägt so zu seiner Funktion vor allem im Tiefton bei.

• Biegewellenwandler "Model2" (existierend):
  Das ist ein Flächenstrahler als "Floorstander". Die Fläche wird zwar punktuell angetrieben, aber bei tiefen Frequenzen geschieht dies u.a. relativ dicht über dem Boden: Dadurch ist keine Reflexion möglich bei tiefen Frequenzen. Außerdem ist es ein Dipol, d.h. die Abstrahlung parallel zur Membranfläche und Winkeln in dieser Umgebung ist ohnehin ziemlich gering.
  
  Zu höheren Frequenzen wird ferner die Geschwindigkeit der Wellenausbreitung auf dem Panel vergleichbar mit der Schallgeschwindigkeit in Luft (im Hochton sogar größer) ... es gibt daher auch hier so gut wie keine Bodenreflexion. Das lässt sich auch messtechnisch nachweisen: Keine verräterische "Delle" in den Frequenzgängen, kaum Spuren in der Sprungantwort oder im Burst Decay, selbst wenn die Bodenreflexion mit im Zeitfenster ist.

• "Kardioid Satellit" (in Entwicklung):
  Verfügt über ein Kardioid Tieftonsystem als "Bodenwoofer": Keine Bodenreflexion von dort möglich.
  Mittel-Hochton Array: Durch Bündelungsmaß und Abstrahlverhalten nur geringe und diffuse Bodenreflexion, dadurch kaum Kammfiltereffekte. Durch hohen Abstand zum Boden wären selbst verbleibende Kammfiltereffekte der ohnehin geringen Bodenreflexionen unterhalb kritischer Bandbreiten. Diese Reflexionen wären also selbst dann relativ harmlos, selbst wenn man Fliesenboden hat und keinen Teppich auf die "Spiegelschallquelle" des Mittel-Hochton Arrays legen möchte. Ich würde dies aber trotzdem als sinnvoll erachten.

Nahe Grenzflächen gehören beim Entwurf von Lautsprechern für mich einfach dazu. Ich betrachte den Boden immer quasi als "Teil des Lautsprechers", besonders wenn es sich um Standlautsprecher ("Floorstander") handelt.

Linienschallquellen sind aber bei weitem nicht die einzige Möglichkeit, mit dieser raumakustisch/technischen Anforderung umzugehen. Im Tiefton lässt sich bei einem Standlautsprecher bereits viel mit einem zweiten Woofer erreichen, dessen Abstand zum Boden die frequenzspezifische Auslöschung des jeweils anderen Woofers am Hörplatz bezüglich der Bodenreflexion "auffüllt" und damit deutlich abmildert. Das lässt sich stufenlos bis zum Array aus mehreren Woofern treiben, aber es fängt bereits mit zwei Woofern an ...

Das führe ich übrigens gerne in den beliebten "was ist besser" Diskussionen an: "Zwei kleine" oder "ein großer" Woofer bei gleicher Membranfläche insgesamt ? Mit "einem großen allein" hat man zumindest diese Option nicht.