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Hallo zusammen,

da ich gerade am Einmessen bin, kam mir nun zur Abendstunde nach der Sportschau die Idee, doch mal das ein oder andere zu hinterfragen und praktisch zu testen.

Ich werde so nach und nach Dinge testen die mir einfallen und nützlich erscheinen. Die Fragen die mir da selbst auftauchen stelle ich mal öffentlich zur Diskussion - daher sind Zwischenfragen und Vermutungen ausdrücklich erwünscht.

Nun habe ich mir überlegt, wie man zwei ideale Schallquellen simulieren kann, um mal herauszufinden, was sich wie verhält und wie man am besten entgegenwirkt.

Die verwendeten Geräte sind ein Focusrite Scarlett 2i2 und ein Behringer DCX, mit dem man den grundsätzlichen Versuchsaufbau simulieren kann. Simuliert werden sollen zwei Schallquellen, die unterschiedlich entzerrt und positioniert werden - gemessen wird die Resultierende beider Signale.

Der ganze Versuch findet auf elektrischer Ebene statt - somit muss ich mich nicht mit unzulänglichen Messbedingungen und dergleichen herumschlagen - außerdem sind die Schallquelle weitestgehend ideal.

Folgender Versuchsaufbau:


Ausgang Soundkarte L -> Eingang A

Eingang A wird auf Ausgang 1 und Ausgang 2 geroutet.

Ausgang 1 -> Eingang B
Ausgang 2 -> Eingang C

Eingang B und C werden als Summensignal verwendet. Ausgang 3 erhält das Summensignal als Quelle.

Ausgang 3 -> Eingang Soundkarte L

Ausgang R wird direkt mit Eingang R verbunden, somit kann 2-kanalig gemessen werden.

Somit ist unsere Resultierende Ausgang 3 - Kanal 1 und 2 erhalten mittels Trennung, EQ und Delay beliebige Eigenschaften.
Hier wurde die Resultierende gemessen. Das ganze ist nicht ganz ideal, die Phase dreht sich etwas weg sowie der Frequenzgang ist nicht ganz schnurgerade. Für einen Lautsprecher wäre es aber kein schlechtes Ergebnis - daher verdient der Ctrl wohl erstmal tatsächlich die Bezeichnung "ideal".

Schalten wir mal jeweils "Topteil" und "Subwoofer" ab (Ausgang 1 bzw. 2 gemutet): Hier sehen wir die Toleranzen der Ausgangswandler, die Phase unterscheidet sich ebenso unwesentlich. Dazu ist der Pegel wie erwartet 6db geringer.
Welche Erkenntnis gewinnen wir daraus? Eine Verdopplung der phasengleich abstrahlenden Quellen ("kohärente" Schallquellen ist der Fachbegriff) erhöhen ihren Pegel um 6db.
Die Spannung verdoppelt sich, physikalisch haben wir es mit einer Verdopplung des Pegels zu tun, ob es sich dabei um einen Spannungs- oder einen Schalldruckpegel handelt ist irrelevant.

Frage 1: Welche Rückschlüsse lassen sich daraus auf das Hinzustellen eines 2. Subwoofers ziehen? Oder auf eine GPM-Messung, bei der mit Spiegelschallquellen gearbeitet wird? Handelt es sich bei Subwoofern um kohärente oder inkohärente Schallquellen? Begründungen? Wo kommt der Leistungszuwachs des Gesamtsystems ins Spiel?

Nächstes Experiment:

Der "Subwoofer" wird um 80cm nach hinten versetzt. Die Impulsantwort sieht folgendermaßen aus:
Wie erwartet sehen wir zwei ideale Antworten des Systems mit 80cm Versatz.

Wir setzen ein Zeitfenster für den 1. Impuls, das Predelay wird entsprechend auf das Impulsmaximum eingestellt (siehe ARTA-Manual):
... welches uns folgenden Frequenzgang nach FFT liefert:
Im Bassbereich wird es durch das kurze Zeitfenster etwas ungenauer, der gelbe Strich zeigt uns, dass ARTA unter knapp 400Hz "schätzt". Dem entsprechend liefert auch die Phase kein verlässliches Ergebnis.


Analysieren wir nun einmal die komplette Messung:
Ups, na das sieht ja ganz schön wild aus. Zwei ideale Schallquelle mit zeitlich leichtem Versatz liefern uns also ein solches Ergebnis. Was wir hier sehen ist der schöne "Kammfilter". Wir stellen den ersten extremen Einbruch bei 215Hz fest, dann 645Hz, dann 1068Hz, 1510Hz, 1931Hz.


Frage 2: Welche Rückschlüsse lassen sich aus den gegebenen Daten ziehen? Welcher Zusammenhang besteht zwischen Abstand und Frequenz der Einbrüche?
Tipp: Die Messwerte nicht ganz genau nehmen - auch was ein paar Hz außenrum liegt "zählt" auch. Leider werde ich wohl nie (hoffentlich zumindest) in den Genuss kommen, die Fourier-Analyse mathematisch nachzuvollziehen - dennoch kann man wohl davon ausgehen, dass hier irgendwo gewisse Toleranzen inder Berechnung auftreten.

Im nächsten Beitrag folgen einzelne Messungen der Wege inkl. Phase.

Hi

Interessant was du da machst.
Ich würde mir persönlich aber eher ein Simulationsprogramm für so etwas suchen.

Zu Frage 1:

Rückschlüsse auf Messungen kann man in soweit ziehen das man mit deinem Aufbau das verhalten eines idealen Systems an einer bestimmten Position in einem Model das man erstellt simulieren kann.
Man muss eben die 2 "Schallquellen" entsprechend einstellen mit richtigem Pegel und Delay, je nach dem wo man seinen Punkt im Model wählt.
Sehen kann man dann typische Interferenzerscheinungen.

Die Frage mit den kohärenten Subwoofern kann man so imho nicht richtig beantworten. Das kommt darauf an mit welchen Signalen man sie ansteuert da ja nicht die Subwoofer als Konstrukt selber kohärent sein können sondern die Wellen die sie abgeben. Geben beide Subs Beispielsweise einen 50Hz Ton mit jeweils konstanter Lautstärke wieder so "sind sie kohärent", irgendwelche Verzerrungen die je nach Sub anders sind mal ausgelassen. Geben sie beide unterschiedliche Frequenzen wieder wars das mit der Kohärenz. Filtert man beide Sub unterschiedlich steuert aber trotzdem beide mit dem gleichen Signal an, so sind die Signale die sie abgeben trotzdem kohärent.
Die ersten paar Sätze zur Kohärenz auf Wikipedia beschreiben das auch ganz gut.
In deinem Experiment hast du also zwangsweise "kohärente Schallquellen", du hast ja nur ein Eingangssignal.

Die letzte Frage verstehe ich jetzt nicht ganz.


Zu Frage 2:

Der Zusammenhang ist eigentlich recht einfach.
Hast du zwischen den "Schallquellen" einen versatz von k*λ (k=0;1;2...) (relative Phasen entsprechend sich) so hast du keine Auslöschung der der Frequenz die die Wellenlänge λ hat.
Hast du einen Versatz von (2k-1)*(λ/2) (k=1;2;3...) (relative Phasen um 180° zueinander gedreht) so hast du eine Auslöschung bei der Frequenz mit der Wellenlänge λ.
Das ist halt Interferenz. Das kannst du in jedem Physik Schulbuch nachlesen.

Nach dieser Regel sollte der erste Minima in deinem Experiment bei 214,375Hz sein wenn wir 343m/s als Schallgeschwindigkeit nehmen.
Das ist auch der Wert den das Experiment liefert.
Weitere Minimal gibt es dann bei ungeraden Vielfachen dieser Frequenz.


Gruß

Das ganze zu simulieren wäre einfach, aber aus meiner Sicht weit weniger praxisnah, weil es sich um kein reales System handelt. Das schöne am Nutzen des Controllers hierfür ist aus meiner Sicht, dass die Messung und Auswertung 1:1 auf ein "nicht ideales" System übertragen werden kann, weil die Abläufe hierbei vollständig identisch sind.

Nicht alle Fragen die hier gestellt werden sind so dass ich sie nicht bereits selbst weiß oder nicht selbst beantworten könnte. Das Interferenzmuster und die Bedingungen hierfür kenne ich, dennoch ist es finde ich sehr viel praktischer das ganze wirklich mal "real" zu sehen - und sich auch mal die Auswirkungen anhören zu können, was ich mal eben mittels KHV getan habe. Ebenso kann man einfacher Bezüge zu anderen Punkten herstellen.


Zu Frage 1: Speziell Subwoofer habe ich hier ausgewählt, da wir es mit sehr langen Perioden zu tun haben, dementsprechend ist die Messposition ausgehend von zwei nebeneinander platzierten Schallquellen für kleine Abweichungen von der Achse vernachlässigbar.
Zwei identische Subwoofer mit identischem Signal strahlen also kohärent ab.
Der Schalldruckpegel addiert sich also um 6db.

Die Frage auf die ich letztendlich abziele: Wie groß ist der reale Zugewinn bei Parallelschaltung eines 2. Subwoofers? Welche Bedingung gilt?

Wir haben ermittelt, dass die Phasenlage gleicher Signalquellen mit gleichem Abstand zur Messposition identisch ist. Dementsprechend sind die Schallwellen kohärent -> 6db Zugewinn. Durch den 2. LS gleicher Lautstärke verdoppelt sich die Leistung. Nochmal +3db?
Praktisch -> +9db? Ist das wirklich so?

Dazu ebenfalls interessant ist das Thema GPM-Messung. Wir messen +6db gegenüber einer Messung im Freifeld, was der Theorie entspricht. Frage: Ist die Spiegelschallquelle kohärent? -> Müsste sie theoretisch sein, da das Mikrofon auf der Spiegelachse liegt, dementsprechend also den selben Abstand zum Messpunkt hat. Was passiert aber beim Mikrofon im Vergleich zur Freifeldmessung also Platzierung auf Stativ - tritt hier nicht auch eine Verdopplung auf?

Nun einmal die einzelnen Wege. Damit das ganze besser anzuschauen ist, habe ich den Laufzeitunterschied auf 6cm verkürzt.

Der Phasenfrequenzgang sieht so aus: Hierbei lässt sich feststellen, dass die Phase bei den Einbrüchen "relativ" genau bei 0° liegt. Warum das nicht so ist liegt daran, dass der Controller doch nicht ganz 100% ideal arbeitet und bei hohen Frequenzen eine leichte Phasenverschiebung verursacht, vermutlich verursacht durch das analoge Antialising-Filter des Controllers.

Die einzelnen Phasen dazu: - Die resultierende Phase liegt immer exakt in der Mitte.
- Leider versaut der Controller das hier etwas - dennoch kann man erahnen, dass die Phasenverschiebung beim Maximum des Einbruchs genau 180° beträgt.

Wir sehen also: Je größer die Abstandsdifferenz ist, desto steiler fällt die Phase.

*xD* hat geschrieben:Die Frage auf die ich letztendlich abziele: Wie groß ist der reale Zugewinn bei Parallelschaltung eines 2. Subwoofers? Welche Bedingung gilt?

Ich würde sagen, je nach Gehäuseart entsteht beim Stacken eine zusätzliche Veränderung des Stahlungswiderstandes, welche mit idealen Schallquellen nicht zu simulieren ist.
Beispiel Martin WSX:

[Externes Bild laden...]

Macht hornresp hier Fehler? wieso ist die 0,5 pi simulation nicht 6db lauter als die 2 pi simulation (1 W vs 1/4 W)? ist die halbierung des raumwinkels überhaupt identisch mit der hinzunahme eines 2. hornes?

Zusätzlich: steht ein 2. subwoofer daneben, welchen einfluss hat die gewonnene richtwirkung durch die vergrößerung der schallwand? ab welcher frequenz tritt diese auf im vergleich zum einzelnen subwoofer? welchen abstand dürfen die subwoofer (abhängig von der frequenz) haben, damit sich die schallwände überhaupt wie eine zusammenhängende verhält?

corell hat geschrieben: Ich würde sagen, je nach Gehäuseart entsteht beim Stacken eine zusätzliche Veränderung des Stahlungswiderstandes, welche mit idealen Schallquellen nicht zu simulieren ist.

Richtig. Generell tritt dieser Effekt bei jeder Art von Schallquelle auf, wir können aber vermuten, dass er bei größerer schallabstrahlender Fläche stärker auftritt

ist die halbierung des raumwinkels überhaupt identisch mit der hinzunahme eines 2. hornes?

"Eigentlich" ja - meiner Ansicht nach.

Zusätzlich: steht ein 2. subwoofer daneben, welchen einfluss hat die gewonnene richtwirkung durch die vergrößerung der schallwand? ab welcher frequenz tritt diese auf im vergleich zum einzelnen subwoofer? welchen abstand dürfen die subwoofer (abhängig von der frequenz) haben, damit sich die schallwände überhaupt wie eine zusammenhängende verhält?

Das hängt alles mit der Phase zusammen. Solange die Phase hinreichend gleich ist, strahlen beide LS kohärent ab. Dies gilt nur für Frequenzen, deren Wellenlänge deutlich kleiner als die Dimensionen der Schallwand ist. Wir konnten dies mit meinem Versuch mit je zwei unterschiedlichen Messungabständen nachweisen - der Kammfilter tritt bei größerer Entfernung auch zu tieferen Frequenzen hin auf.
Daraus lässt sich ableiten: Je größer die Dimensionen der Schallwand, desto tiefer tritt Richtwirkung auf durch Auslöschung der Frequenzen abseits der Achse. Je mehr Schallquellen, desto geringer wird die Differenz von Minima und Maxima im Kammfilter und desto gleichmäßiger wird die Richtwirkung.

Ein interessanter Zusammenhang hierzu noch: Die rote Zielkurve hat einen Pegel von -28.1db. Wir lesen am Maximum beim Cursor einen Pegel von -25.03db, was also 3db Differenz sind. Wir sehen hier also praktisch, dass zwei Schallquellen mit eindeutig unterschiedlicher Phasenlage ein Maximum von höchstens 3db erzielt - die insgesamt inkohärente Schallabstrahlung.

corell hat geschrieben:ist die halbierung des raumwinkels überhaupt identisch mit der hinzunahme eines 2. hornes?

Würde ich so zumindest nicht ohne weiteres annehmen, bedenkt man welche Größenordnung die Halbierung des Raumwinkels tatsächlich bedeutet, und wie klein dagegen die zusätzliche Schallabstrahlende Fläche einer zweiten Schallquelle ist. Sehr wahrscheinlich stimmt zwar die Pegelzunahme um grob 6dB überein, bei allen weiteren Effekten, die durch den zusätzlichen Strahlungswiderstand begünstigt werden, kann es aber zu gravierenden Abweichungen kommen.
Mach dir doch mal den Spaß und simulier in HornResp mal Vergleichsweise ein Vielfaches verschiedener Konstrukte im Vergleich zur einfachen Methode mit der Verstellung des Raumwinkels.

Ich würde mit dem Begriff Kohärenz ein wenig aufpassen. Kohärenz ist die Voraussetzung für zeitlich konstante Interferenz welche man bei deinem letzten Versuch klar beobachten kann.
Solange die Phasen eine zeitlich konstante Differenz zueinander haben sind die Signale beider Schallquellen kohärent.
Der Betrag des Phasenunterschieds ist erstmal völlig egal.


Gruß

Jetzt mal ein ganz praktischer Ansatz: Wir haben einen Subwoofer und ein Topteil und möchten dieses zum Zusammenspiel bringen.
Hierzu wollen wir im Übergangsbereich eine gleiche Phase erreichen, außerdem wollen wir Impulsgleichheit schaffen. Probieren wir das mal aus - unsere Schallquellen haben wieder den gleichen Abstand zum Messpunkt. Zwei ideale Schallwandler müssten sich mit symmetrischer Trennung optimal addieren - prüfen wir das mal. Dazu verwenden wir einen LR-Filter mit 24db/oct. bei 141Hz für Hoch- und Tiefpass.
Das hat ja gut geklappt - die Trennung funktioniert wie vorgesehen. Da wir ideale Bedingungen haben wissen wir, dass beide Signale impulsgleich sind. Können wir das auch in der Impulsantwort so sehen?
Das sie eher wild aus. Der Cursor (gelb) markiert das erste Maximum des Topteils, der Marker (rot) das erste Maximum des Basses. Somit könnte man meinen, wir hätten eine Laufzeitdifferenz von 3ms - faktisch wissen wir aber aus der Phase, dass beide Signale zum exakt gleichen Zeitpunkt ankommen. Doof - also liefert uns die Impulsantwort so keinen direkte Hilfe darauf, wie stark wir das Signal verzögern müssen.

Überlegen wir uns, wie wir das Problem angehen: Eine Möglichkeit wäre über unser Wissen dass die Phase gleichmäßig fallen muss. D.h. wenn wir von einem konstanten Messpunkt ausgehend einmal einen glatten Verlauf und einmal viele Phasensprünge sehen wissen wir, dass die Schallquellen örtlich einen relativ großen Abstand haben. (relativ im Bezug auf die Frequenz - wir wissen, dass sich Abstände bei steigenden Frequenzen erheblich stärker auswirken. Während also ein 50Hz Signal auch mit 30cm Laufzeitdifferenz noch ziemlich phasen- und impulsgleich ist, sind bei einem 10khz-Signal schon mehrere Perioden vergangen). Dem entsprechend wird das Delay angenähert, bis beide Signalquellen hinreichend parallelen Verlauf bieten. Der DCX bietet hier nun die besondere Möglichkeit, die Phase noch zu verschieben, bis beide Signale sich exakt addieren - das ist mit einem Controller, der nur Zeitkorrektur bietet, nicht möglich, hier kann nur mit Invertierung das "kleinere Übel" ausgewählt werden, also die Stellung mit geringerer Phasenverschiebung.
Leider heißt aber phasengleich nicht automatisch auch impulsgleich, d.h. möglicherweise treffen sich nun die 1. Halbwelle vom Bass mit der schon 5. Halbwelle des Topteils - bei einer Trennfrequenz von 140Hz mit 7ms Periodendauer wären das satte 35ms Verzögerung - verzögerte und schwammige Wiedergabe trotz Phasengleichheit sind die Folge.

Wir erkennen am Bass, dass man eine direkte Sinuswelle sieht, während beim Topteil nur wildes Gezappel vorhanden ist. Schön wäre es so eine Darstellung auch beim Topteil zu haben - leider bietet ARTA keine direkte Möglichkeit zur Erfassung des Abstandes von Top und Bass, obwohl es im Zeitmodus prinzipiell sehr einfach möglich wäre.

Meine Idee wäre hierzu, einen reinen Sinus mit einstellbarer Frequenz bei der gewünschten Trennfrequenz zu erzeugen. D.h. beide Schallquellen geben hier das Signal gleich laut wieder - der Sinus lässt sich im Zeitfenster perfekt erkennen und auch die 1. Halbwellen lassen sich problemlos feststellen - der Abstand kann direkt gemessen werden. Anschließend kann dann noch die Phase beider Schallquellen angepasst werden, so ist sowohl Impuls- wie auch Phasengleichheit sichergestellt.
Leider bietet ARTA diese Möglichkeit nicht - der Workaround hierzu ist aber mittels "External excitation" möglich, d.h. ARTA zeichnet ein beliebiges Signal auf.

jones34 hat geschrieben:Ich würde mit dem Begriff Kohärenz ein wenig aufpassen. Kohärenz ist die Voraussetzung für zeitlich konstante Interferenz welche man bei deinem letzten Versuch klar beobachten kann.
Solange die Phasen eine zeitlich konstante Differenz zueinander haben sind die Signale beider Schallquellen kohärent.
Der Betrag des Phasenunterschieds ist erstmal völlig egal.
Gruß

Ok, das heißt also der Phasenunterschied von konstant 0° ist ein Sonderfall, der zu vollständig konstruktiver Interferenz führt und damit zu konstanter Addition von 6db. Zwei Schallquelle würden aber auch als kohärent gelten, wenn sie eine konstante Phasendifferenz von z.B. 60° hätten, nicht wahr? (Oder auch im Extremfall 180°, also vollständige Auslöschung).

*xD* hat geschrieben:Der DCX bietet hier nun die besondere Möglichkeit, die Phase noch zu verschieben, bis beide Signale sich exakt addieren

Könnte man meinen, ist aber nicht so, hierzu ein Zitat aus dem Handbuch des DCX:

Der POLARITY-Parameter bestimmt, ob die Phase eines Ausgangssignals gedreht (INVERTED) oder nicht gedreht wird (NORMAL) – so als würden Sie einen Lautsprecher verpolen. Am PHASE-Parameter haben Sie die Möglichkeit, die Phasenlage an der oberen X-OVER-Grenzfrequenz des aktuell gewählten Ausgangs exakt einzustellen. Diese Feineinstellung ist notwendig, wenn zwei Ausgangssignale nicht exakt 0° oder 180° gegeneinander verschoben sind.

Der Fett markierte Teil sagt recht eindeutig, dass der DCX die Phasenlage selbst eben nicht beeinflusst, sondern lediglich ein Delay setzt, was in einem bestimmten Frequenzbereich so agiert, als wäre die Phasenlage beeinflusst worden.
Wäre dem nicht so, könnte der markierte Teil in der Bedienungsanleitung entfallen.

Eine Möglichkeit das Delay zu bestimmten bietet ARTA im Modus für 2-kanalige Frequenzgangmessung mit Crosscorrelation / delay estimation.
Das liefert Werte die für die Trennung von 2 Lautsprechern genau genug sind.

Edit: Je mehr die Frequenzgänge der beiden Lautsprecher ähneln desto besser funktioniert das. zu Messung sollten also möglichst keine Filter gesetzt werden.

Wenn man das Delay mit einer Impulsresp. Messung bestimmen will sollten beide verglichenen Lautsprecher den gleichen Frequenzgang haben. Am wichtigsten ist jedoch die obere Grenzfrequenz.
Da kann man Top und Sub zueinander angleichen. Ganz genau wird es aber wohl nie werden.
Wenn man so wie du es sagst nur einen einzigen Sinusimpuls als Signal nimmt sollte man am besten hin kommen.

*xD* hat geschrieben:

jones34 hat geschrieben:Ich würde mit dem Begriff Kohärenz ein wenig aufpassen. Kohärenz ist die Voraussetzung für zeitlich konstante Interferenz welche man bei deinem letzten Versuch klar beobachten kann.
Solange die Phasen eine zeitlich konstante Differenz zueinander haben sind die Signale beider Schallquellen kohärent.
Der Betrag des Phasenunterschieds ist erstmal völlig egal.
Gruß

Ok, das heißt also der Phasenunterschied von konstant 0° ist ein Sonderfall, der zu vollständig konstruktiver Interferenz führt und damit zu konstanter Addition von 6db. Zwei Schallquelle würden aber auch als kohärent gelten, wenn sie eine konstante Phasendifferenz von z.B. 60° hätten, nicht wahr? (Oder auch im Extremfall 180°, also vollständige Auslöschung).

Ja würden sie.


Gruß

_Floh_ hat geschrieben:

*xD* hat geschrieben:Der DCX bietet hier nun die besondere Möglichkeit, die Phase noch zu verschieben, bis beide Signale sich exakt addieren

Könnte man meinen, ist aber nicht so, hierzu ein Zitat aus dem Handbuch des DCX:

Der POLARITY-Parameter bestimmt, ob die Phase eines Ausgangssignals gedreht (INVERTED) oder nicht gedreht wird (NORMAL) – so als würden Sie einen Lautsprecher verpolen. Am PHASE-Parameter haben Sie die Möglichkeit, die Phasenlage an der oberen X-OVER-Grenzfrequenz des aktuell gewählten Ausgangs exakt einzustellen. Diese Feineinstellung ist notwendig, wenn zwei Ausgangssignale nicht exakt 0° oder 180° gegeneinander verschoben sind.

Der Fett markierte Teil sagt recht eindeutig, dass der DCX die Phasenlage selbst eben nicht beeinflusst, sondern lediglich ein Delay setzt, was in einem bestimmten Frequenzbereich so agiert, als wäre die Phasenlage beeinflusst worden.
Wäre dem nicht so, könnte der markierte Teil in der Bedienungsanleitung entfallen.

Das ist richtig - es handelt sich hier um ein frequenzabhängiges Delay. Was ich aber meine ist, dass die übliche Delay-Einstellung im Normalfall zu "grob" ist und man mit der nächsten Delaystufe dann schon wieder "danebenspringt". Wenn du bei DCX die Grobkorrektur mittels Delay gemacht hast und die Phasen beider Signale so gut es geht parallel und "gerade" hast (muss man etwas mit dem Predelay spielen bis es am besten aussieht), kannst du hier sehr einfach die Phase nun feinfühlig und genau so hinschieben, dass es quasi perfekt passt.
Natürlich verschiebt man die Phase hier "im Ganzen", d.h. man kann hier nicht einzelne Bereiche korrigieren, sondern nur einen Punkt ideal einstellen.
Ich halte das schon für einen enormen Vorteil.

Eine Möglichkeit das Delay zu bestimmten bietet ARTA im Modus für 2-kanalige Frequenzgangmessung mit Crosscorrelation / delay estimation.
Das liefert Werte die für die Trennung von 2 Lautsprechern genau genug sind.

Klingt interessant - wo ist die Funktion denn? (Ich hab sie noch nie irgendwo gesehen noch sagt Google was, im Kompendium...?)

Edit: Je mehr die Frequenzgänge der beiden Lautsprecher ähneln desto besser funktioniert das. zu Messung sollten also möglichst keine Filter gesetzt werden.

Richtig, aber nachdem ein Bass prinzipbedingt ein Tiefpassverhalten hat und die Filter ja auch das ganze beeinflussen...?

Wenn man so wie du es sagst nur einen einzigen Sinusimpuls als Signal nimmt sollte man am besten hin kommen.

Ich habe glaube ich eine Möglichkeit gefunden. Ich schreibe grad an dem Beitrag - allerdings muss ich das dann noch ausprobieren, ob es akustisch auch geht - elektrisch scheint es zu funktionieren.

Das Fenster für die Messung mittels externem Anregungssignal sieht folgendermaßen aus: Links sehen wir die bekannten und üblichen Messparameter. Auf der rechten Seite finden wir den Trigger, mit dem wir ARTA sagen können, wann es mit der Messung starten soll.
Slope ist die gewünschte Halbwelle, der Value der Schwellenwert, der vom Signal erreicht werden muss. Time wait Trigger ist eine "Abschaltfunktion" - ARTA wartet bis zum Ablauf dieser Zeit auf ein Triggersignal, wenn nichts kommt wird automatisch eine Messung durchgeführt.

Wir nehmen wieder den Pseudo 2-Kanal Messaufbau mit direkter Rückkopplung des rechten Ausgangs in den rechten Eingang. D.h. ARTA startet die Messung mit der Ausgabe der 1. positiven Halbwelle, sobald 0.01 als digitaler Wert überschritten wird (d.h. 1% von Vollaussteuerung).

Mit Audacity habe ich mir folgendes Signal gebastelt: Hierbei handelt es sich um einen 141Hz Sinus (entsprechend der gewünschten Trennfrequenz). Um den Trigger zuverlässig auszulösen, wird die erste Halbwelle so abgeschnitten, dass sie direkt bei einem Maximum startet und somit auch eventuelle Rundungsfehler bei der Ermittlung ausgeschlossen sind (auch wenn das System vermutlich auch bei normaler Form weit von den Grenzen der Auflösung entfernt ist). Danach lassen wir etwas Zeit, um auch die 1. Halbwelle eindeutig erkennen zu können und die Auswertung der Differenz zu erleichtern.

Ablauf: Starten der Messung in ARTA mittels Record, dann Wiedergabe der Tonspur. Natürlich muss hier mit WDM-Treiber und nicht mit ASIO gearbeitet werden, da sonst ARTA die Soundkarte "beschlagnahmt" und somit Audacity nichts wiedergeben kann.
Grundsätzlich funktioniert das ganze wohl - auch wenn hier noch einige komische Sachen passieren, die wir uns genauer anschauen müssen. Das Triggern scheint zu funktionieren, die Messung startet zum gleichen Zeitpunkt und liefert uns "hinten raus" ein plausibles Ergebnis - nämlich vollständige Phasen- und Impulsgleichheit (mit etwas Fantasie... ).
Verglichen mit der Originalschwingung ist am Anfang aber zuviel - und ziemlich deformiert. Wir sehen hier auch wieder die realen Grenzen - das System braucht teilweise Zeit zum Einschwingen oder schwingt nach - in dem Fall z.B. eine vollständige Halbwelle. Als Ursache kommt alles in Frage, Filter, die Wandler, der DSP-Algorithmus etc. Letztendlich stört uns das aber alles nicht - allerdings müssen wir beachten, dass man besser erst ein paar Halbwellen überspringt bis sich das System eingeschwungen hat.
Das Topteil z.B. schwingt sich schneller ein aber dafür recht lang aus, während der Bass sich langsam einschwingt und auch überschwingt, aber dafür schnell ausschwingt.
Das müssen wir in der Realität beachten, um keinen falschen Schluss auf die "tatsächliche" 1. Halbwelle zu ziehen.

Testen wir das ganze mit einem Delay von 80cm für das Topteil, was 2,33ms Laufzeitverzögerung hervorruft. Diese Messung liefert uns folgendes Ergebnis: Wir sehen eine deutliche Verschiebung - nur jetzt noch nachdenken welche Halbwelle zu welcher gehört. Wir haben festgestellt, dass der Tiefpass grundsätzlich recht langsam einschwingt, also ist wohl die 1. kleine Halbwelle auch die tatsächliche 1. Halbwelle. Der Hochpass dagegen ist "sofort" da. Dementsprechend ist die 1. kleine Halbwelle des Basses = der 1. Halbwelle des Topteils, der Bass ist also "schneller" als das Topteil und wir messen von einer Spitze zur nächsten.
Wir messen hier ca. 80cm und 2,33ms. Passt.


... Wie gesagt steht dazu aber der akustische Beweis noch aus, da ein Lautsprecher wohl nochmal ein um Dimensionen langsameres Einschwingen besitzt. Ich werde das bei nächster Gelegenheit testen.

*xD* hat geschrieben: Richtig, aber nachdem ein Bass prinzipbedingt ein Tiefpassverhalten hat und die Filter ja auch das ganze beeinflussen...?

Ja natürlich haben Bass und Topteil keinen wirklich ähnlichen Frequenzgang. Bei der von mir genannten Funktion von ARTA ist das auch nicht so wichtig da mit dem Referenzsignal verglichen wird.
Da ist mein Edit vielleicht ein wenig an der falschen Stelle gelandet.
Dennoch würde ich Delay immer ohne Filter messen, je mehr sich beide Funktionen ähneln desto besser.

Zu finden ist die Funktion im FR2-Mode unter Recorder -> Crosscorrelation / delay estimation.
Im Englischen User Manual ist sie auf Seite 66 zu finden.
Da ist angegeben das das ganze auf ein Sample genau gehen soll, das sollte denke ich reichen

Deine Methode funktioniert zwar, aber warum Aufwand machen wenn es doch einfacher geht.
Wobei es natürlich interessant ist das ganze mal so zu machen wie du.


Gruß

Vielen Dank für den Hinweis - den FR2-Mode habe ich bisher noch nie genutzt, daher ist mir die Funktion auch nie aufgefallen.

Dennoch würde ich Delay immer ohne Filter messen, je mehr sich beide Funktionen ähneln desto besser.

Nach kurzem Test ist das auch erforderlich - gefiltert liefert ARTA nämlich falsche Werte, ohne Filter hat es funktioniert und das richtige Delay wurde ermittelt. Anscheinend hat selbst ARTA Probleme, aus einer gefilterten Antwort den Impulsbeginn zu erkennen.

Insgesamt finde ich die Methode von mir ehrlich gesagt vielversprechender - hier kann man ja auch das Signal vollständig visuell und auch beliebig gefiltert prüfen - gerade auch weil man hier nicht auf die abstrakte Phasendarstellung angewiesen ist und die Signale wirklich perfekt optisch in Einklang bringen kann. Ich bin sehr gespannt darauf, das mit dem Lautsprechersystem zu testen.

Ok ich hätte gedacht das geht auch mit gefilterten Signalen noch halbwegs. Ich habe aber selbst noch nie mit einem so tief angesetzten Hochpass gemessen aus oben genannten Gründen.
Danke für ausprobieren

Ja deine Methode anschaulicher, werd ich so auch mal ausprobieren. Wenn man aber oft Setups erstellt würde ich trotzdem auf die einfachere und schnellere Methode von ARTA selbst zurückgreifen.
Aber wie immer: Jedem das Seine


Gruß

Jetzt hat es mir keine Ruhe gelassen und ich habe mal Topteil und Bass hochgetragen. Da es eine rein relative Messung ist interessieren auch Reflektionen nicht.
Das kommt dabei heraus:
Wie erwartet sind beide nochmal um Welten träger als die elektronischen Bausteine, was Ein- und Ausschwingen angeht. Die erste einzelne Sinuswelle können weder Bass noch Topteil auch nur annährend richtig wiedergeben und quittieren das nur mit undefinierbaren Signalformen sowie ewigen Nachschwingern (die teilweise auch Raumreflektionen sein dürften). Anhand der Startimpulse lässt sich aber erahnen, dass das Topteil etwas schneller ist als der Bass, wir müssen also von einer Spitze des Tops zur nächsten Spitze des Subs messen.
Insgesamt zeigt aber auch das elektroakustische System, dass das Verfahren grundsätzlich anwendbar ist.


... Und mal praktisch im Wohnraum erprobt. Ich habe keine Phasenmessung mit einbezogen, sondern lediglich den Abstand wie erläutert korrigert. Probehalber habe ich auch mal die 1. Halbwelle des Subs auf die 2. HW des Tops gelegt - man hört das Top dabei teilweise leicht zu spät. Jetzt mit 1:1 passt es perfekt.

Wie gesagt handelt es sich hier um eine ungefensterte Messung im Wohnraum der mit 24m² und 2,40m Deckenhöhe nicht wirklich ideal ist (und das PA-Stack schon gut 10% des Raumes ausfüllt ) - wie man aber sieht kann man trotz schlechter Messbedingungen ein perfektes Ergebnis erzielen - im Endeffekt ist man also erheblich schneller beim perfekten Ergebnis statt mit der Phasenschrauberei.
Bei Invertierung hört man eine deutliche Auslöschung, die man aber reflektionsbedingt nicht so gut messen kann (Resultierende nur knapp unterhalb des Niveaus der Einzelkurven).
Keine Sorge der Sub macht schon mehr tief als das was gemessen wird - da ist der Raum schuld. Generell gefällt mir die Miniaturkiste bisher sehr gut (Faital 15FH500 in 85L / 48Hz). Das Setup des Tops ist noch nicht optimal, muss ich nochmal draußen vermessen - die Bodenreflektion wird dann gleich mit berücksichtigt im Setup.

_Floh_ hat geschrieben:

corell hat geschrieben:ist die halbierung des raumwinkels überhaupt identisch mit der hinzunahme eines 2. hornes?

Mach dir doch mal den Spaß und simulier in HornResp mal Vergleichsweise ein Vielfaches verschiedener Konstrukte im Vergleich zur einfachen Methode mit der Verstellung des Raumwinkels.

"multiple speakers" und die anpassung des raumwinkels liefern exakt identische ergebnisse (nicht nur pegel, auch hub etc). habe zwar noch eine uralt version von hornresp und auch nur 4 gehäuse getestet (BR, FLH, BP6, BPH), aber ich denke es bleibt bei allen konstruktionen bei diesem ergebnis.

Die Frage auf die ich letztendlich abziele: Wie groß ist der reale Zugewinn bei Parallelschaltung eines 2. Subwoofers? Welche Bedingung gilt?

Verdopplung der Lautsprecher bewirkt zwecks doppelter Membranfläche +3dB und +3dB zwecks doppelter Leistung/Belastbarkeit, maximal also +6dB
Eine Erhöhung des Schalldruckpegels erhalten wir nur im Bereich des Abstands kleiner einer Wellenlänge.

Dazu ebenfalls interessant ist das Thema GPM-Messung. Wir messen +6db gegenüber einer Messung im Freifeld, was der Theorie entspricht. Frage: Ist die Spiegelschallquelle kohärent? -> Müsste sie theoretisch sein, da das Mikrofon auf der Spiegelachse liegt, dementsprechend also den selben Abstand zum Messpunkt hat. Was passiert aber beim Mikrofon im Vergleich zur Freifeldmessung also Platzierung auf Stativ - tritt hier nicht auch eine Verdopplung auf?

Spiegelschallquelle sagt doch schon alles
Wir messen quasi 2 Bässe, zwischen diesen und haben durch den Spiegel also auch wieder Kugelförmige Abstrahlung.

Messen wir am Stativ, messen wir quasi einen Bass, dafür im Halbraum, also ja, auch +6dB,
aber mit dem großen Nachteil der Reflexionen.


Je nach Konstruktion und Stackgröße können hier aber noch ganz andere Dinge passieren.
Wie virtuelle Verlängerung des Portes, oder auch des Horn, bzw. Vergrößerung des Hornmundes.
Der Strahlungswiderstand spielt ebenfalls noch eine Rolle.
Wie aber auch Aufstellung und Stackgröße, da wir dann quasi Raumwinkel "gewinnen", somit die Abstrahlcharakteristik beeinflussen = höheren Pegel.
Oder auch wenn's extrem groß wird, werden könnten wir sogar eine kohärente Wellenfront erhalten.

welchen abstand dürfen die subwoofer (abhängig von der frequenz) haben, damit sich die schallwände überhaupt wie eine zusammenhängende verhält?

Dazu ein Rechner
http://www.jobst-audio.de/tools-akustik/zahnluecke
Hierzu kannst du auch mal nach Bafflestep googeln.

Würde ich so zumindest nicht ohne weiteres annehmen, bedenkt man welche Größenordnung die Halbierung des Raumwinkels tatsächlich bedeutet, und wie klein dagegen die zusätzliche Schallabstrahlende Fläche einer zweiten Schallquelle ist.

Richtig. Der Pegel, bzw. auch Interferenzen sind ja auch immer von der Frequenz abhängig.
Hier spielt immer die Stack- und Gehäusegröße eine Rolle, bzw. in dem Falle die Größe der Wand/Raumwinkels.

Wenn man das Delay mit einer Impulsresp. Messung bestimmen will sollten beide verglichenen Lautsprecher den gleichen Frequenzgang haben.

Richtig, ebenfalls ist das Delay auch Frequenzabhängig, somit macht es Sinn das Delay z.B. aus der Gruppenlaufzeit herauszulesen,
und zwar genau an der Stelle an welcher man die XO anpeilt.


Ich persönlich messe Delay immer nur grob (per GD) und ermittle es per Try&Error genauer.
Delay messen, grob einstellen, XOvern, EQen (falls nötig) und dann per T&E am Delay herumspielen bis Phase, Summation und Auslöschung (bei Invertierung) perfekt passen.

Allerdings nutze ich Delay eher bei aktiv getrennten Tops, oder wenn Bässe (wegen mir auch Horntops) arg lang sind, bzw. weit weg/weit versetzt zueinander stehen.
Eine 100% genaue Ermittlung ist ebenfalls auch nur nötig bei einer Festinstallation, oder wenn das System immer 100% identisch aufgebaut wird (z.B. Rock'n Roll Stacks)
Wenn wir die Wellenlänge im typischen Bereich der Sub-Top-XO bedenken, machen hier paar cm nicht wirklich sehr viel aus.

Kurz: In der Theorie ist vieles arg schlimmer als in der Praxis


Anm: Hoch interessantes Thema, sowas lobe ich mir hier!


Frage an die, die Delay in der Praxis genau ermitteln:
Welche Möglichkeiten bietet hier ARTA denn GENAU alles und wie werden diese ausgeführt? Vorteile/Nachteile?
Muss sagen, dass ich das net so prickelnd finde, mit SatLive geht das wesentlich angenehmer, oder habe ich was übersehen?
Für mich am besten hat sich die Kombination aus Gruppenlaufzeit + Try&Error herausgestellt, jedenfalls für Sub-Top XOs.
Info: Habe seit einiges Builds garkeine APs mehr gelesen, somit kenne ich sicher die ein oder andere Funktion noch gar nicht)