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Wie hoch sind die Gruppenlaufzeiten der nuWave 35 ?

Grundlegende Fragen und Antworten zu Lautsprechern
Kingping
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Beitrag von Kingping »

teite hat geschrieben:Welchen kranken Sinn soll das denn machen? Wird einfach angenommen, dass die Satelliten eh
schon am abbrechen sind und mit 12db/Okt. abfallen?
wahrscheinlich, gilt aber auch nur für geschlossene ls.

die phasendrehung gilt ja nur für genau den bereich in dem der filter wirkt.
wieso trennt man nicht einfach mit 96db/okt oder höher. ich hab da ein gerät gesehen, das trennt mit 180db/okt.
da merkt man die phasendrehung ja eh nicht mehr, wenns so schnell leiser wird?!

kann mir das wer erklären? thx.
leisehöhrer
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Beitrag von leisehöhrer »

Hallo Stefan,

ich denke, dass Subwoofer besser sein könnten wenn man sie weniger steil trennt. Dann müssen sie aber sehr nahe an die Lautsprecher. Wäre mal interessant, ob jemand seinen Subwoofer diesbezüglich ändern konnte oder wie die Erfahrungen mit Subwoofern unterschiedlicher Filtereinstellmöglichkeiten sind.
Es gibt ja Subwoofer bei denen man zwischen 2. 3. 4. Ordnung wählen kann.
Weiterhin interessiert mich noch die Gruppenlaufzeit der nuWave 35. Ich kann mit den Formeln leider nichts anfangen (bin zu blöd für sowas :( ).

Gruss
Nick
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BlueDanube
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Beitrag von BlueDanube »

Kingping hat geschrieben:wieso trennt man nicht einfach mit 96db/okt oder höher. ich hab da ein gerät gesehen, das trennt mit 180db/okt.
da merkt man die phasendrehung ja eh nicht mehr, wenns so schnell leiser wird?!
Die Phasendrehung beginnt bereits in dem Bereich, wo noch keine (oder sehr geringe) Dämpfung ist!!!

Deshalb sollten "small" eingestellte Lautsprecher deutlich tiefer reichen, als die Subwoofer-Trennfrequenz, damit sich die Filter-Phasendrehung und die Phasendrehung von natürlichen Lautsprecher-Abfall nicht im hörbaren Bereich addieren.
Gruß
BlueDanube

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leisehöhrer
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Beitrag von leisehöhrer »

Hi,

um nochmal auf die Gruppenlaufzeiten der nuWave 35 zurückzukommen, sie sind ja mit verschiedenen Filtersteilheiten abgestimmt. Dadurch soll es zu weniger Phasendrehungen kommen.
Sollte dies nicht zu niedrigerer Gruppenlaufzeit führen als es normalerweise mit nur einer Filtersteilheit der Fall wäre ?

Gruss
Nick
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Frank Klemm
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Beitrag von Frank Klemm »

teite hat geschrieben:
AH hat geschrieben:Jede Filterordnung (6dB/8ve) dreht die akustische Phase exakt um 90°. Somit erhält man folgende Phasendrehungen:

1. Ordnung (6dB/8ve): 90°
2. Ordnung (12dB/8ve): 180°
3. Ordnung (18dB/8ve): 270°
4. Ordnung (24dB/8ve): 360°
usw.
Da frag ich mich doch, wieso AV-Receiver Hersteller bei den Bassmanagement Trennungen
Filter 4.Ordnung als Tiefpass für den Subwoofer Kanal benutzt. Wenn man dann bei 60Hz
trennt hat man allein durch den LFE-Filter ein Group Delay von 16.7ms, bei 80Hz sind es
immerhin noch 12.5ms. Warum kann man die Filterordnung nicht im Setup einstellen? Filter
1. Ordnung sind im Bass doch wesentlich unkritischer als bei der Trennung zwischen HT
und MT bei Lautsprechern.

Mein Denon AVR-1905, betrifft aber genauso alle Denon AVR bis hoch zum AVC-A1XV,
trennt auch noch zwischen Hochpass für die Satelliten und Tiefpass für den Sub,
mit unterschiedlichen steilen Filtern:

Bassmanagement Frequenz: 40/60/80/100/120/150/200/250 Hz
Flankensteilheit Tiefpass/Hochpass: -24 dB/Okt. / -12 dB/Okt.

Welchen kranken Sinn soll das denn machen? Wird einfach angenommen, das die Satelliten eh
schon am abbrechen sind und mit 12db/Okt. abfallen?
Die Trennung des Subwoofers mit einem Tiefpaß hoher Ordnung ist in mehrerlei
Hinsicht technisch sinnvoll.

Zum einen muß man den Frequenzgang besonders ab 300 Hz unter -40 dB drücken,
damit der Sub unhörbar bleibt. Filter hoher Ordnung sind hier besser als Filter
niedriger Ordnung, man kann die Trennfrequenz höher ansetzen und hat im
Übertragungsbereich weniger Verzerrungen.

Zum zweiten sagt die Ordnung so gut wie gar nichts aus. Die Regel mit
90°/Ordnung ist für werdende Ings geeignet, nicht zu wesentlich mehr.
Sie beschreibt die Drehung von Tiefpässen für f -> +oo. Interessanter
ist der Verlauf der Gruppenlaufzeit. Einen sehr schönen Verlauf haben z.B.
Besselfilter hoher Ordnung. Die haben bis weit ins Sperrbereich eine
sehr konstante Gruppenlaufzeit.

Besselfilter 7. Ordnung:

Bild

IIR Linear Phase Filter 7. Ordnung

Bild

Insgesamt sind Filter hoher Ordnung von der technischen Seite her IMMER
besser, nur eben aufwendiger. Man kann die Übertragungsfunktion IMMER
besser an Zielvorgaben anpassen. Bei falscher Dimensionierung kann man
natürlich mit einem Filter hoher Ordnung IMMER noch mehr Murks machen
als mit einem niedriger Ordnung.
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Frank Klemm
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Beitrag von Frank Klemm »

teite hat geschrieben:Welchen kranken Sinn soll das denn machen?
Wird einfach angenommen, das die Satelliten eh schon am abbrechen sind und mit 12db/Okt. abfallen?
Der Sinn eines Filters ist nicht nur, den Frequenzgang auf das Arbeitsbereich
einzuschränken, sondern auch das Chassis vor Signalen zu schützen, die
es zwar nicht abstrahlt, die es aber mechanisch belasten oder zerstören.

Typische Tieftöner sind mechanisch am empfindlichsten unterhalb des Arbeitsbereichs.
Ein Filter reduziert hier zwar kaum noch den Amplitudenfrequenzgang, aber
die Membranauslenkungen.

Theoretisch würde sonst z.B. es reichen, einem Hochtöner etwas wenig Luft
hinter die Kappe zu legen, so daß seine Resonanzfrequenz bei 1,6...1,8 kHz liegt.
Akustisch wäre dieser bei 1,6...1,8 kHz mit einem Filter 2. Ordnung entkoppelt.
Aber weder elektrisch noch mechanisch wäre er entlastet.

Noch schlimmer sieht es bei BR-Systemen aus. Akustisch zwar ein Filter 4. Ordnung,
mechanisch ist die belastung unterhalb des Arbeitsbereichs noch schlimmer.
teite
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Beitrag von teite »

Hallo,
Frank Klemm hat geschrieben:Der Sinn eines Filters ist nicht nur, den Frequenzgang auf das Arbeitsbereich
einzuschränken, sondern auch das Chassis vor Signalen zu schützen, die
es zwar nicht abstrahlt, die es aber mechanisch belasten oder zerstören.
Schon richtig, ich bezog mich mit meiner Kritik eher auf die unterschiedlichen Phasensteilheiten zwischen HP und TP. Der Sinn erschliest sich mir nicht, es sei denn man geht davon aus, das die Lautsprecher schon akustisch am Ende des Arbeitsbereichs sind.
Typische Tieftöner sind mechanisch am empfindlichsten unterhalb des Arbeitsbereichs.
Ein Filter reduziert hier zwar kaum noch den Amplitudenfrequenzgang, aber
die Membranauslenkungen.
[...]
Noch schlimmer sieht es bei BR-Systemen aus. Akustisch zwar ein Filter 4. Ordnung,
mechanisch ist die belastung unterhalb des Arbeitsbereichs noch schlimmer.
Irgendwann meine ich ein Posting von AH gelesen zu haben, das Subsonicfilter auch den hörbaren Bereich beeinflussen. Kann mich jetzt aber nicht mehr genau erinnern.

Zum Thema Gruppenlaufzeit:
Die Trennung des Subwoofers mit einem Tiefpaß hoher Ordnung ist in mehrerlei
Hinsicht technisch sinnvoll.

Zum einen muß man den Frequenzgang besonders ab 300 Hz unter -40 dB drücken,
damit der Sub unhörbar bleibt. Filter hoher Ordnung sind hier besser als Filter
niedriger Ordnung, man kann die Trennfrequenz höher ansetzen und hat im
Übertragungsbereich weniger Verzerrungen.
Kann man theoretisch, wenn man nicht auf das Bassmanagement der Consumer AV-Receiver angewiesen wäre...
Dann könnte man zwischen dem Hochpass für die Satelliten und dem Tiefpass für den LFE unterschiedliche Trennfrequenzen nutzen (zB: HP 80Hz, TP 150Hz).
Das ist natürlich nur möglich wenn bei einem normalen AVR Bassmanagement keine nicht Tiefbassanteile vom LFE Kanal an die Mains umgeleitet werden, wenn sie höher sind als die Trennfrequenz.
Zum zweiten sagt die Ordnung so gut wie gar nichts aus. Die Regel mit
90°/Ordnung ist für werdende Ings geeignet, nicht zu wesentlich mehr.
Sie beschreibt die Drehung von Tiefpässen für f -> +oo. Interessanter
ist der Verlauf der Gruppenlaufzeit. Einen sehr schönen Verlauf haben z.B.
Besselfilter hoher Ordnung. Die haben bis weit ins Sperrbereich eine
sehr konstante Gruppenlaufzeit.
Dass die Phasendrehung fliessend erfolgt ist klar. ;) Trotzdem ist es ne nette Faustregel zum Überschlagen für Ingenieure. :P

In meinem Denon AVR-1905 sind Butterworthfilter, zumindest lässt der FG der Satellitentrennung das vermuten.

Nette Grafiken, womit wurden die erstellt (gnuplot?).

cu,
Stefan
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Beitrag von Frank Klemm »

teite hat geschrieben:Nette Grafiken, womit wurden die erstellt (gnuplot?).
Google. War zu faul zum Selbstprogrammieren.

Ansonsten neige ich z.Z. zu Excel oder wenn das damit zu kompliziert
wird, zu C/C++ (dann fehlen meist die Achsenbezeichnungen).

Ich hasse Mauszielübungen.

Einige Beispiele mit Excel befinden sich in der Galerie.

Beispiel für C-Code:

Bild
teite
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Beitrag von teite »

Hallo,
Frank Klemm hat geschrieben:
teite hat geschrieben:Nette Grafiken, womit wurden die erstellt (gnuplot?).
Google. War zu faul zum Selbstprogrammieren.

Ansonsten neige ich z.Z. zu Excel oder wenn das damit zu kompliziert
wird, zu C/C++ (dan fehlen meist die Achsenbezeichnungen).
Ich krampf mich grade etwas mit Java in der Richtung ab. ;)

cu,
Stefan
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Beitrag von Frank Klemm »

BlueDanube hat geschrieben:
Kingping hat geschrieben:wieso trennt man nicht einfach mit 96db/okt oder höher. ich hab da ein gerät gesehen, das trennt mit 180db/okt.
da merkt man die phasendrehung ja eh nicht mehr, wenns so schnell leiser wird?!
Die Phasendrehung beginnt bereits in dem Bereich, wo noch keine (oder sehr geringe) Dämpfung ist!!!
Die Phasendrehung ist völlig irrelevant. Wenn man sich z.B. Aufnahmen der 60er
Jahre anhört, beträgt die Phasendrehung bei 8 kHz ca. 10^14 rad. Ein unvorstellbarer
Wert in der Akustik! Der etwas matte Klang vieler dieser Aufnahmen kommt aber
nicht von der Phasendrehung.

Für die Betrachtung sollte man sich die Unterschiede in der Gruppenlaufzeit ansehen.
Z.B. +10 ms bei 100 Hz gegenüber 10 kHz oder +2 ms bei 1 kHz gegenüber 10 kHz.

IIR-Tiefpässe hoher Ordnung kann man so konstruieren, daß sie eine weitgehend
konstante Gruppenlaufzeit haben.

Wenn FIRs nicht in Frage kommen, würde ich Subwoofer nach oben hin mit IIR-Filtern
8. bis 12. Ordnung abtrennen. Gegenüber einem IIR-Filter 2. Ordnung haben diese
folgende Vorteile:
* Im Übergangsbereich ist die Steilheit noch nicht so von einem Filter 2. Ordnung verschieden, je weiter man ins Sperrbereich kommt, um so steiler wird die Flanke.
* Gruppenlaufzeit ist auch noch im Übergangsbereich ziemlich konstant.

Hochpässe sind etwas problematischer.
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