Fragen zur Akustik

[G. Nubert]

Hallo "Andi",

die meisten Antworten auf Ihre Fragen kann man recht leicht aus der zugehörigen Literatur rausfischen.
Manchmal sind halt die "Schlagworte, bzw. Fachbegriffe", nach denen man suchen soll, etwas schwierig rauszufinden.
Deshalb eine kleine Hilfe beim "googeln":

Wenn ich "was Sinnvolles" bei google suche, möchte ich natürlich, dass dabei seltsame Privatansichten und komische Voodoo-threads nicht erscheinen!

Dazu genügt es in den meisten Fällen, nicht nur das, was man "definitiv sucht" in das "google-Suchfenster" einzugeben, sondern darüber hinaus noch zusätzlich "TU" oder "FH", (wenn man deutsche Uni-Ergebnisse haben möchte).
(Entsprechend natürlich "university", wenn man eher was von amerikanischen Hochschulen sucht.)

Zum Beispiel bekommt man 118.000 Ergebnisse, wenn man bei google nur Frequenzgang eingibt.
Bei Eingabe von Frequenzgang TU bekommt man 1620 Ergebnisse (... gerade ausprobiert).
(Natürlich sind dann unter Anderem auch die "hier eher unerwünschten" Beiträge über den Frequenzgang des Harman-Kardon TU-970 Tuners dabei.)

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Zu Ihren aktuellen Fragen:

Das Umrechnen z.B. von Frequenzgang in Phasengang (und zurück) ist mit Hilfe der Hilbert-Transformation problemlos (und "verlustfrei") möglich, wenn es sich um ein "minimalphasiges System" handelt; - wenn also in der Signalkette keine (sogenannten) "allpass-Elemente" vorhanden sind. Hilfreich ist in diesem Zusammenhang auch der Begriff "LTI-System" (linear time invariant system).
Wenn diese Zusammenhänge mit diesen Stichworten bekannt sind, ist die weitere Suche recht einfach.

Hier also einige passende Stichwort-Beispiele für die "google-Suche" :
minimalphasig (157 Antworten), bzw. phasenminimales System (1 Antwort), oder LTI System (76.000 Antworten), "LTI System" (6550 Antw.).

Die google-Suche "Hilbert-Transformation" (mit "Gänsefüßchen") ergibt in diesem Spezialfall wegen der "schon speziellen Bedeutung der Einzelworte) nur unwesentlich weniger Ergebnisse (1820), als bei Eingabe ohne Anführungszeichen (1980).
Die Eingabe "Hilbert-Transformation" Gruppenlaufzeit bringt 19 Ergebnisse.

Eine weitere Betrachtung:

Die Eingabe: What is a LTI System bringt 75.600 Ergebnisse.

Die Eingabe: "What is a LTI System" bringt 0 Ergebnisse.

Die Eingabe: "What is an LTI System" bringt 9 (sehr brauchbare) Ergebnisse.


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Ein sehr schöner Link zu einem der besten Akustik-Kompakt-Lehrgänge (64 Seiten), die ich kenne (von Anselm Goertz):

(Anselm Goertz hat diesen link auf seiner web-page "so intensiv versteckt", dass ich angenommen habe, er möchte ihn nicht "richtig" öffentlich machen.
Ich habe ihn aber gefragt, ob er damit einverstanden ist, dass wir seinen "Pfad" nennen, wo man das direkt von seiner web-page runterladen kann. Er hat sein "o.k." gegeben.)

PDF-File ohne Klangbeispiele: (8 MB)
http://www.anselmgoertz.de/Ubersicht_dt ... S-1201.pdf

PDF-File mit Klangbeispielen: (40,5 MB)
http://www.anselmgoertz.de/Ubersicht_dt ... -Sound.pdf

Aber vielleicht nicht alle gleichzeitig auf seinen server zugreifen!
40MB ist "eine Menge Holz".

Wer sich das runterladen will, sollte vielleicht die ruhigeren Nachtstunden zwischen 3 und 6 Uhr wählen, - bei 10 gleichzeitigen downloads geht vielleicht der Server von Herrn Goertz etwas in die Knie.

Gruß, G. Nubert

[Benutzername]

vielen Dank für die schnelle Antwort Herr Nubert
Gruß,
Andi

[pinglord]

-gibt es einen mathematischen Zusammenhang zwischen dem Frequenzgang und dem Phasengang eines Lautsprechers???

Der Frequenzgang ist der Betrag, der Phasengang das Argument (der "Winkel") der - komplexwertigen - Übertragungsfunktion. (Die Gruppenlaufzeit ist die negative Ableitung des Phasengangs).

Die Übertragungsfunktion ist die Fouriertransformierte der Impulsantwort. (Der Antwort eines Systems auf deinen sogenannten "Nadelimpuls" aka Deltaimpuls).

Impulsantwort eines Systems, gefaltet mit Eingangssignal, gibt Ausgangssignal. Die Impulsantwort beschreibt also ein lineares, zeitinvariantes System vollständig.

Soweit ich weiß, sind aber Lautsprecher keine linearen Systeme... also vereinfacht man sie zu solchen

cu

[Benutzername]

hallo,
ein paar Sachen kann ich jetzt selbst beisteuern, hab mir ein bisschen Halbwissen angeeignet...
nur die wirklich interessierten sollten jetzt weiterlesen sonst *gähn gähn*...
und nochwas, ich hab dieselben Fragen im Hififorum gestellt und meinen "Antowortbeitrag" hierherkopiert, deswegen wiederholen sich manche bereits in diesem Thread erwähnten Feststellungen manchmal...

welche Messmethode zur Bestimmung der Thiele-Small Parameter ist die bessere - Konstantstrom oder Konstantspannungsmethode???

die konststantstrommethode erfordert weniger Geräte, ist dadurch etwas einfacher durchzuführen und liefert ähnlich genaue Werte wie die Konstantspannungsmethode, die von der Genauigkeit her aber die beste Methode ist

warum sollte das Abstrahlverhalten eines Lautsprechers gleichmäßig sein???

dies wird vor allem im Freifeld (PA, LiveMusik) gefordert, da daurch ein Lautsprecher einen bestimmten bereich abdecken kann und es dadurch nicht zu starken interferenzerscheinungen mit anderen Lautsprechern kommt.
Im normalen Hörraum mit 4 Wänden bringt eine gleichmäßige Bündelung nicht ganz so viel wie im Freien, da es so oder so zu etwaigen Überlagerungen am Hörort kommt; durch eine gleichmäßig und vor allem eng bündelnde Abstrahlcharakteristik ist aber der Anteil des reflektierten Schalls deutlich geringer, als wenn der Lautsprecher nicht gleichmßig oder nicht engbündelnd oder nicht gleichmäßig engbündelnd abstrahlen würde...

kann man aus Sprungantworten oder Nadelimpulsen mathematisch auf ein Wasserfalldiagramm schließen oder ist das völlig was anderes

nach meinen wissen enthält das wasserfalldiagramm die gleiche Information wie die Sprungantwort/Nadelimpuls

wo ist eigentlich der Unterschied zwischen einem Nadelimpuls und einer Burstsignalmessung; kann man über Burstsignale über irgendwelche Fouriertransformationen wieder auf den Frequenzgang schließen, oder sind das wieder 2 paar Schuhe???

nach meinem wissen enthält die Burstsignalmessung lediglich die Information über das EinundAusschwingverhalten eines Lautsprechers für EINE Frequenz; dadurch dürfte sie nicht auf mathematischen Umwegen der Impulsantwort entsprechen. Burstsignalmessungen sind auch erst dann aussagekräftig, wenn sie für viele viele Frequenzen durchgeführt werden, am besten in der Nähe der Resonanzfrequenzen der einzelnen Chassis einer Mehrwegebox.

aus welchen von diesen Messtypen (Burstsignal, Nadelimpuls, Sprungantwort, Wasserfalldiagramm, Phasengang) kann man ein schnelles realistisches und vor allem hörpsychologisch richtiges Fazit über das Impulsverhalten eines Lautsprecher ziehen???

zu Burstsignalmessungen habe ich bereits was gesagt;
ganz allgemein: in einer Impuls- oder Sprungantwort steckt die gesamte Information über den Frequenzgang UND Phasengang drin, d.h. über irgendwelche mathematischen Transformationen kann aus einer Impulsantwort der Frequenzgang und der Phasengang berechnet werden und natürlich auch UMGEKEHRT. Leitet man den Phasengang ab, so erhält man die Gruppenlaufzeitverzögerung, die an der Resonanz eines Treibers vor allem im Bassbereich (<100Hz) am größten und "hörbarsten" ist. Ich glaube zu wissen, dass Gruppenlaufzeitverzögerungen ab 18ms hörbar werden - solch hohe Verzögerungen kommen nur im Bassbereich vor allem bei Filter höherer Ordnung sowie Bassreflexboxen vor!

Das bedeutet wiederum, dass über den Frequenzgang und Gruppenlaufzeitverzögerung/Phasengang auf die Impulsantwort/Sprungantwort geschlossen werden kann.
Dieser Umstand erklärt auch, die "Nichtsaussagekraft" einer Impulsantwort über das Impulsverhalten eines LS, da solch eine Impulsantwort so eine Fülle an Informationen besitzt, die erst mit enormen Fachwissen richtig interpretiert werden können. Auch bleiben in der Impulsantwort hörbare Unterschiede verborgen, nicht hörbare Unterschiede werden wiederum dramatisch dargestellt.
Ein besseres Fazit über das Impulsverhalten lässt sich auch für einen Laien mit der Gruppenlaufzeitverzögerung und dem Wasserfalldiagramm machen.
also nochmals: für einen Laien besitzen die Impulsantwort/Sprungantwort absolut keine logisch nachvollziehbare Informationen zum Impulsverhalten!!!

So jetzt noch zu dem für mich Kuriosen, wenn's stimmt:
durch alleiniges Linearisieren der Phase erreicht man einen perfekten Nadelimpuls, d.h. ein perfektes Ein- und Ausschwingsverhalten, unabhängig von der Chassisqualität?!?!
oder nochmals die Frage:
wie schaut das Wasserfalldiagramm eines Treibers aus, der einen perfekten Nadelimpuls aufweist???

Gruß,
Andi

[BlueDanube]

Im normalen Hörraum mit 4 Wänden bringt eine gleichmäßige Bündelung nicht ganz so viel wie im Freien, da es so oder so zu etwaigen Überlagerungen am Hörort kommt; durch eine gleichmäßig und vor allem eng bündelnde Abstrahlcharakteristik ist aber der Anteil des reflektierten Schalls deutlich geringer, als wenn der Lautsprecher nicht gleichmäßig oder nicht engbündelnd oder nicht gleichmäßig engbündelnd abstrahlen würde...

Das ist eben der Vorteil der gleichmäßigen Bündelung.
Wenn die Raumreflexionen (Nachhall) nicht linear über den ganzen Frequenzbereich sind (was in einem normalen Wohnraum immer so ist), ergibt sich eine nicht vorhersagbare (zufällige) Verfärbung durch die Mischung aus Direktschall und Nachhall.
Die Primärreflexionen sind bei gebündelter Abstrahlung viel geringer und damit ist (auch ohne massiven Absorbereinsatz) die räumliche Abbildung präzise.

Ich würde eher sagen, dass im Freien die Bündelung keine Rolle spielt, wenn nur über ein Paar Lautsprecher wiedergegeben wird, solange der Frequenzgang auf Achse linear ist.
PA-Anwendungen sind ein Sonderfall, in dem Lautsprecher außerhalb wohnzimmertauglicher Dimensionen verwendet werden - insofern hinkt Dein Vergleich Wohnzimmer/Freifeld.