Basics der Lautsprechermessung

[Cay-Uwe]

David,

bitte beachte, ich habe von ZWISCHENBILANZ gesprochen, es geht weiter, versprochen :S

[Cay-Uwe]

Hallo David,

...

Hallo Cay Uwe, das war schon klar, dass der Cursor links vom Impuls stehen muss, und vergiss nicht, gemeinsam sind wir hier ans Ziel gekommen, du gestaltest das etwas einseitig.

Lg. Felix

Danke für das Puschen :S das ARTA schnell näher kennenzulernen,

aber ich meine dass hier vieler meiner Erfahrungen eingeflossen sind, die nicht unbedingt mit ARTA zu tun haben ;)
weshalb ich mir erlaubt habe eine Zwischenbilanz zu ziehen.

[ellesound]

Gut Cay Uwe, das lass ich gelten:M

Lg. felix

[April Wine]

Moin Cay-Uwe,
damit Du wegen der Zweikanalmessung keine grauen Haare bekommst.
Vielleicht hilft das ein wenig:

http://borowski-audio.com/92801.html

Gruss Stefan

[April Wine]

Fazit: nur die Messtechnik alleine beachten und optimieren, kann auch kontraproduktiv sein!

Moin David,

darum geht es CAy-Uwe auch nicht.
Er möchte dem Interessierten nur das richtige Messen und die Interpretation des Gemessenen näher bringen.
Darüber hinaus beschäftigt er sich mit einem Programm, was er selbst vorher nicht benutzt hat.

Als weiteres Programm würde sich auch dieses anbieten:

http://www.hometheatershack.com/roomeq/

Geniesst einen ganz guten Ruf.

Darüber hinaus muss man auch festlegen, was will ich und was brauche ich.

Ein Lautsprecherentwickler wird andere Schwerpunkte setzen, als ein Heimanwender, der seine Subs einbinden oder die Nachhallzeiten ermitteln will.


Gruss Stefan

[Cay-Uwe]

Stefan,

danke für die Links und Infos, aber ein Progamm mehr tue ich mir nicht mehr an :J

Ansonsten muss ich sagen, dass ich nicht einverstanden bin mit der Abhandlung von Borowski, wenn es um die ein Kanal Messung ( 1 Channel ) geht, denn er ist in die selbe Falle getappt wie ich selber. Es gibt keinen fixen Referenzpunkt ( REFERENT POSITION ) bei der ein Kanal Messung. Das beschreibt ARTA auch so.

Wie ich schon sagte, braucht man für die Berechnung der Phase den Abstand vom Lautsprecher zu dem Mikrofon. Dazu bedient sich ARTA von einen kleinen Trick. Es misst zwei Impulse, einen "Kleinen" und einen "Großen". Beide besitzen ein Maximum. Der zeitliche Versatz zwischen den beiden Maxima, dient zur Berechnung der Laufzeit von Lautsprecher zum Mikrofon. Das Maximum des "großen" Impulses wird mit der Funktion MAX ermittelt, das Maximum des "kleinen" Impulses mit der Funktion REFENRENT POSITION, der Taste POS1 ( Home ). Die folgende Grafik, die ich schon vorher zeigte soll das verdeutlichen.



Die gelbe Linie ist der CURSOR und steht auf der REFERENT POSITION, die rote Linie der Marker und steht auf den Maximalwert des Impulses. Die Zeitdifferenz zwischen beiden, dient als Referenz zur Phasenberechnung.

Bitte beachte auch, dass z.B. der CURSOR auf Sample 192 steht. Borowski behauptet in seiner Abhandlung, dass die REFERENT POSITION sich auf Sample 265 befindet, wenn mit einer ein Kanal ( 1 Channel ) Messung gearbeitet wird. Die Falle in der er gelaufen ist, dass so wie ich bis jetzt gesehen habe, unterhalb von ca. 50cm kein "kleiner" Impuls vorhanden ist. Dann gilt die Regel, dass die REFERENT POSITION die Stelle ist, bei der der Impuls einen Wert von -20dB vom Maximalauschlag hat. Auch für diesen Fall hatte ich ein Beispiel gebracht:




Bitte beachte, dass nun der CURSOR auf REFERENT POSITION sthet, un dieser Sample 300 ist.

Wie ich schon sagte, die Messungen die ich mit ARTA gemacht habe, decken sich sehr gut mit meiner Referenz, dem ATB 701 QC. Lediglich die Phasenermittlung oberhalb von ca. 10kHz zeigt stärkere Unterschiede. Dem werde ich noch nachgehen.

[ellesound]

Hallo Cay Uwe, ich glaube du steigerst dich da zu viel rein, denn im Prinzip ändert sich ja die Phase NIE, egal wie du das jetzt misst, die kleinen Nuancen der Phase, die durch das unterschiedliche Auswerten entstehen, sind ja nicht grob, wenn du dann im Fenster oben(für die Delay Eingabe) den Wert minimal veränderst, kommt irgendwann das gewünschte Bild, 100% misst doch eh kein Programm, mich interessiert ja auch nur, wie die Phase sich verhält, ob das jetzt 20° mehr oder weniger sind, ist doch nicht wirklich ausschlaggebend, Phasendrehungen sollen hpts. verhindert werden, dann ist gut.:S

Lg. Felix

[Cay-Uwe]

Felix,

ein Unterschied von 90 Grad ist nicht ohne, und dem muss man nachgehen.

Desweiteren kann ich nicht einfach an den "Knöpfchen" drehen und es passend machen. Wir sprechen davon, dass zu ein Meßsystem ein Messverfahren gehört, das eindeutig und reproduzierbar sein muss. Bei ARTA ist es im ein Kanal Betrieb ( 1 Channel ) sehr einfach:

1. Maximalausschlag aus dem Impuls ermitteln ( MAX )
2. Referenzpunkt ( REFERENT POSITION ) bestimmen ( POS1 Taste )
3. Delay übernehmen
4. CURSOR und MARKER für das gewünschte Fenster setzen
5. Auswertungen ( FG, Phase, et. ) aufrufen

Jegliche Abweichung von diesem Messverfahren, verfälscht das Ergebnis :I

Mit einem hast Du aber recht, solange es in jeder Messung die gleiche Abweichung gibt, kann man das korrigieren.

Aber nur mal als Information, wie meine Messungen so wie mit ARTA ermittelt worden sind, interprätiert werden könnten:

Die Messungen meiner SONUS NATURA 331 würde so wie gezeigt darauf deuten, dass der Hochtöner "vorlaufend" geschaltet ist, sprich elektrisch gesehen positiv geschaltet. Das ist er aber definitiv nicht.

[Cay-Uwe]

Wie versprochen, habe ich mich jetzt mit der 2 Kanal ( 2 Channel ) Messung mit ARTA etwas näher beschäftigt.

Zur Erläuterung möchte ich kurz die wesentlichen Konfigurationen besprechen.



Das Bild zeigt die gängisten Setups für die Messungen. Die 1 Kanal ( 1 Channel ) Messung ist das einfachste Setup. Dabei wird ein Meßsignal generiert und wie im Bild gezeigt über den Ausgang OUT 1 ( sehr typisch ist der linke Kanal ) einem Verstärker ( Amp ) und dem Lautsprecher ( LS ) zugeführt. Über ein Mikrofon ( Mic ) wird das Signal aufgenommen und über den Eingang IN 1 weitergeleitet. Nachteil dieser Meßart ist, dass Unlinearitäten der Soundkarte und Verstärker das Meßergebnis verfälschen können. Mittlerweile sind selbst günstige Verstärker sehr linear ausgelegt, aber bei Soundkarten, die das Meßsignal generieren gibt es sehr unterschiedliche Frequenzgänge.

Um diese Unlinearitäten zu kompensieren, ist es besser mit einer Rückkopplung zu arbeiten. Darum geht es bei der 2 Kanal ( 2 Channel ) Methode. Wie aus dem 2 Channel Setup zu sehen ist, wird das Ausgangssignal vom Verstärker zurückgeführt, und über einen zweiten Eingang IN 2 zusätzlich aufgenommen. Dieser wird mit dem Ausgangssignal OUT 1 verglichen, und Unlinearitäten werden kompensiert. Aus dieser Methode lassen sich Laufzeitunterschiede auch besser feststellen, und somit kann man auch genauere akustische Phasenmessungen erwarten.

Wie aus dem 2 Channel Beispiel zu sehen ist, wird das Signal vom Verstärkerausgang aus rückgekoppelt. Dies ist bei Aktivlautsprechern für eine Gesamtmessung des Frequenzgangs nicht möglich, da die unterschiedlichen Chassis jeweils ihren eigenen Verstärker besitzen. Um zumindestens die Unlinearitäten des Signalgenrators ( üblicherweise Soundkarten ) und des angeschlossenen Vorverstäkers zu korrigieren, empfiehlt sich die Semi 2 Channel Meßmethode. Hier wird das Ausangssignal direkt von OUT 1, oder einem Vorverstärker rückgekoppelt. So werden zumindestes Fehler aus der Soundkarte und Vorverstärker behoben.

Ganz wichtig beim Messen, ist es das System zu kalibrieren. Hier muss ich einmal mehr sagen, dass ARTA den unerfahrenen Benutzer total überfordert, denn wer hat schon Voltmeter und Tongenerator zuhause. Das ATB 701 und das DLSA sind diesbezüglich vorbildlich. Jeder kann ohne zusätzliche Meßinstrumente kalibrieren.

Nachdem ich ARTA kalibriert hatte, mein Meßsystem auf 1 Channel und 2 Channel Betrieb aufgebaut hatte, machte ich mich an das Messen, und dies sind die Ergebnisse.



Die grüne Kurve zeigt die Messung in 2 Channel Betrieb, die lilane in 1 Channel. Deutlich zu sehen ist, dass im Bassbereich die 2 Channel Methode etwas mehr Pegel ermittelt. Dies deckt sich mit dem Kalibrierungskurven von meinem ATB 701. Der Bassbereich muss mit der verwendeten Soundkarte etwas angehoben werden. Ausserdem wird der Hochtonbereich oberhalb von ca. 10kHz etwas niedriger berechnet, was sich auch wiederum prinzipiell mit den Kalibrierungskurven vom ATB 701 deckt. Etwas irritiert bin ich mit den 2 Channel Ergebnissen von ca. 100 - 600 Hz. Hier treten Unterschiede von bis zu 2 dB auf :G

Dem muss ich nochmals nachgehen.

Interessant für mich war, dass sich auch die Phase besser ermitteln ließ, und diese sich praktisch mit dem ATB 701 deckt. In dieser Meßposition zeigt auch das ATB eine leichte vorlaufende Phase ab 10 kHz. Wichtig ist aber, dass der gravierende Unterschied von 90 Grad nicht mehr vorhanden ist.

Aus diesen gemachten Erfahrungen zeigt sich, dass eine korrekte Kalibrierung, und die Meßmethode entscheidend für das Ergebniss sind. Leider ist das Kalibrieren bei ARTA nicht einfach geraten. Das ATB 701, aber auch das ATB PC, wie auch das DLSA sind diesbezüglich vorbildlich. Die Kalibrierung lässt sich ohne großen zusätzlichen Aufwand erledigen.

Alles im Allen, sehe ich noch Vorteile beim ATB 701 wenn es um Messungen des Schalldrucks, akustischer Phase und Sprungantwort geht.

ARTA ist besonders interessant, wenn man ausser Frequenzgang und akustischer Phase, weitere Berechnungen sehen möchte. Insbesondere finde ich die Möglichkeit eines Wasserfalldiagrammes sehr hilfreich, wie auch Ermittlungen von der Nachhallzeiten, z.B. T60.

[steos]

Hallo

wie ist das bei Verstärken und Aktivweichen zu messen.
Digital Weichen haben ja auch ein Delay muss ich das nun abziehen oder nicht?

lg
steos

[Brainbox]

Guten Tag,

Aus diesen gemachten Erfahrungen zeigt sich, dass eine korrekte Kalibrierung, und die Meßmethode entscheidend für das Ergebniss sind. Leider ist das Kalibrieren bei ARTA nicht einfach geraten. Das ATB 701, aber auch das ATB PC, wie auch das DLSA sind diesbezüglich vorbildlich. Die Kalibrierung lässt sich ohne großen zusätzlichen Aufwand erledigen.

Du hast vergessen zu erwähnen, daß bei den genannten Meßsystemen (außer ARTA) Meßmikrofone und Hardware mitgeliefert werden.

Nur ARTA ist flexibel genug, um auf höherwertigere Hardware skaliert zu werden.
It's not a bug, it's a feature!

Cheers

Lars

[Cay-Uwe]

Hallo

wie ist das bei Verstärken und Aktivweichen zu messen.
Digital Weichen haben ja auch ein Delay muss ich das nun abziehen oder nicht?

lg
steos

Bei der 1 Kanalmessung mit ARTA spielen die Delays eine Weiche ( im übrigen bei meiner 0,5 ms ) keine Rolle, denn die Ermittlung der Entfernung zum Mikrofon ist mit in das Meßverfahren eingebettet. So wie es auschaut, benutzt ATB auch eine 1 Kanal Messung, was ich aber noch verifizieren muss. Bei dem DLSA, wird die Berechnung der Frequenzgänge, etc. dadurch definiert, das man den Marker an den Anfang des Impulses bringt. Die Zeit die man abliest dient zur Ermittlung der Entfernung zum Mikrofon. Da würde ich die Zeitverzögerung der DSP Weiche abziehen, um sicher zu gehen. Probiert habe ich das noch nicht.

Guten Tag,


Du hast vergessen zu erwähnen, daß bei den genannten Meßsystemen (außer ARTA) Meßmikrofone und Hardware mitgeliefert werden.

Nur ARTA ist flexibel genug, um auf höherwertigere Hardware skaliert zu werden.
It's not a bug, it's a feature!

Cheers

Lars

Das ATB PC PRO arbeit im Prinzip wie ARTA. Da ist der Verstärker, Mikroverstärker, etc. beliebig gestaltbar, und somit auch skalierbar.

Ich habe mich für das Komplettpakett ATB 701 QC entschieden, weil ich damit immer die gleichen Meßbedingungen, auch bezüglich der Hardware, habe. Reproduzierbarkeit ist für mich wichtig.

Ich mache hier keinen Vergleich, das hat sich nur so ergeben. Trotzdem, aus meiner Sicht gibt es zwei verbesserungswürdige Punkte bei ARTA:

1. Kalibrierung, die die Übertragungsfehler von der Soundkarte auch im 1 Kanalbetrieb ermöglicht, spricht Frequenzgangkompensation. So macht das ATB, und das DLSA.
2. Mikrofonkorrektur sollte auch Phasenlage des Mikros berücksichtigen. So macht das z.B. DLSA

[steos]

Hallo

hast du schon mal Verstärker und Aktivweichen gemessen mich würde schon interessieren was eine behringer zb. macht.

lg
steos

[Cay-Uwe]

Hallo

hast du schon mal Verstärker und Aktivweichen gemessen mich würde schon interessieren was eine behringer zb. macht.

lg
steos

Hallo Steos,

ich habe nur meine eigenen Geräte gemessen. Was eine Behringer macht, kann ich nicht sagen.

[Brainbox]

Guten Tag,

Anmerkung: Bei genauer Betrachtung fällt das etwas frühere ansprechen des Hochtöners auf. Dies ist auf die etwas voreilende akustische Phase zurückzuführen, die ARTA aufweisst.

Wieso weist ARTA eine "voreilende Phase" auf?
Kannst du das bitte etwas näher erläutern?

Wie ich schon Felix sagte, kann der Zacken durch die Messbedingungen herühren, oder dem Setup meines Messequipments. ARTA ist aus meiner Sicht zu sehr von der Soundkarte abhängig, und darauf wird auch hingewiesen

Was kann ARTA dafür, wenn man eine miese Soundkarte benutzt?
Das Schöne ist doch dabei gerade, daß man sein Meßequipment dem Stand der Technik nach problemlos aufrüsten kann.
Mit der entsprechenden Soundkarte kannst du fast bis 100kHz messen, und das dann mit einer fast beliebig hohen Auflösung und Genauigkeit.

Cheers

Lars