Nubert Lautsprecher, HiFi- und Surround-Elektronik

@Horchidee, @Lars_S.
Ich wollte eigentlich nicht über Phasenverschiebungs-Vodoo diskutieren. Na gut, ich präzisiere mich: Phasenverschiebungen von linearen Systemen können NICHT wahrgenommen werden! (Phasenverzerrung hört sich schlimm an.)
Somit erübrigt sich der Vergleich mit verpolten Lautsprechern, weil Lautsprecher absolut Nix mit linearen (Minimalphasen-) Systemen zu tun haben.
Wenn doch, dann dürfte man ja eigentlich garnichts mehr hören, würden 2 Lautsprecher gegenphasig betrieben. Bei linearen Systemen, wäre dies klar der Fall.
Was da auf mechanischer und akustischer Ebene passiert, ist kaum mit der Analytik linearer Systeme zu erfassen.
Wenn der Frequenzgang mittels ein oder mehrere Filter / EQ angepasst werden soll, treten bei linearen Systemen zwangsläufig Phasenverschiebungen auf. (Filtertheorie). Das ist bedauerlich, aber hören kann man das (Gott sei Dank) nicht. Denn: Das menschliche Ohr nimmt (bisher) eine Spektralanalyse des wahrgenommenen Schall vor und besitzt Null Empfindlichkeit für irgendwelche Phasenverschiebungen. (Ein Allpass ist z.B. so ein Teil, welches die Phase verdreht, die Amplitude aber nicht ändert => nicht hörber)
Interessant auch:
https://www.hifi-selbstbau.de/grundlage ... schrittene

Ich arbeite jetzt weiter an meinem Tool "nuPlot", welches Frequenzgang und Phase je nach Einstellung des NuControl graphisch darstellen kann.
Wie kann man ein Exel-Sheet "nuPlot.xlsm" hier hochladen?

Bei linearphasigen Systemen mag das zutreffen jedoch sind passive Lautsprecher im Prinzip immer ein minimalphasiges System, sofern ich mich jetzt nicht völlig irre. Deine Rechnung geht somit nicht ganz auf

Alle minimalphasig ausgelegten Filter verursachen Phasenverschiebungen und die sind definitv hörbar, insbesondere wenn es um Richtungsinformationen geht.

Die Hörbarkeit kann man aber ziemlich einfach dadurch vermeiden, dass man beide Kanäle gleich entzerrt, zumindest oberhalb des Grundtons.

Breitbandige und geringfügige Korrekturen verursachen außerdem nur minimale Gruppenlaufzeitverzerrungen, da muss man eben zwischen Schaden und Nutzen abwägen, oder gleich asymmetrische Raumeinrichtungen mit unterschiedlichen Wandabständen/Reflexionseigenschaften um die Lautsprecher herum vermeiden.

Lars_S. hat geschrieben:Bei linearphasigen Systemen mag das zutreffen jedoch sind passive Lautsprecher im Prinzip immer ein minimalphasiges System, sofern ich mich jetzt nicht völlig irre. Deine Rechnung geht somit nicht ganz auf

Alle minimalphasig ausgelegten Filter verursachen Phasenverschiebungen und die sind definitv hörbar, insbesondere wenn es um Richtungsinformationen geht.

Ich habe Nichts ausgerechnet. Ich glaube, wir reden über 2 verschiedene Dinge: erstens über die Filter im nuControl, und zweitens über die doppelt vorhandenen Lautsprecher nebst Raumakustik.
1)
Ja, die Filter im nuControl verändern Amplitude und Phase des Signals. Die Amplitudenänderungen sind hörbar, weil so gewollt. Phasendrehungen (ungewollt) aber nicht.
Die Filter wirken ja auf beide Kanäle gleich. Stereo- oder Richtungsinformationen die auf Laufzeit- oder Amplituden-Unterschieden L/R beruhen, bleiben erhalten weil die "unerwünschten" Phasendrehungen beide Kanäle L+R genau gleich beeinflussen.
2)
Andererseits sind Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Chassis einer Mehrwegebox oder zwischen linkem und rechtem Kanal (Verpolung) natürlich hörbar, denn deren Schalldrücke werden akustisch überlagert. Eine unterschiedliche Phase führt zu Amplitudenschwankungen, und nur diese sind auch deutlich hörbar. O.K.
3)
Thema: Gruppenlaufzeit. Diese sollte bei einem Filter möglichst frequenzunabhängig konstant sein. Ein Filter kann dafür optimiert werden. Interessant ist das aber nur für die Bereiche der Nachrichtentechnik, wo es auf eine möglichst unverfälschte Signalübertragung ankommt. (ein Rechteck-Signal soll möglichst Rechteck bleiben, ein Dreieck soll möglichst Dreieck bleiben usw.) Dem menschlichen Ohr ist das jedoch Schnuppe, es analysiert, ich wiederhole mich hier gerne, nur das Amplitudenspektrum des Signals (Luftschall).

Klar, die Techniker unter uns lesen und studieren sämtliche Literatur über Signaltheorie. Man sollte aber auch die Eigenschaften des menschlichen Ohres beachten.
Empfehlenwert ist auch das Buch "Hörakustik 3.0 - Theorie und Praxis" erschienen im Median-verlag.de

holhgP#14 hat geschrieben: 2)
Andererseits sind Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Chassis einer Mehrwegebox oder zwischen linkem und rechtem Kanal (Verpolung) natürlich hörbar, denn deren Schalldrücke werden akustisch überlagert. Eine unterschiedliche Phase führt zu Amplitudenschwankungen, und nur diese sind auch deutlich hörbar. O.K.

D.h., man sollte den Einsatz eines PEQ im Bereich der Übernahmefrequenzen unterlassen, weil sonst die Verschiebungen der Chassis zueinander hörbar werden?

Ingo72 hat geschrieben:

holhgP#14 hat geschrieben: 2)
Andererseits sind Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Chassis einer Mehrwegebox oder zwischen linkem und rechtem Kanal (Verpolung) natürlich hörbar, denn deren Schalldrücke werden akustisch überlagert. Eine unterschiedliche Phase führt zu Amplitudenschwankungen, und nur diese sind auch deutlich hörbar. O.K.

D.h., man sollte den Einsatz eines PEQ im Bereich der Übernahmefrequenzen unterlassen, weil sonst die Verschiebungen der Chassis zueinander hörbar werden?

Nein, Nein! Oh Gott! Die Phasenverschiebungen des NuControl haben komplett Nichts mit den Phasenverschiebungen der verbauten Frequenzweiche in einer Box gemein. Der NuControl beeinflusst auch nicht die Phasenlage zwischen den Chassis einer Box. Für die Phasenverschiebungen der Chassis untereinander ist allein der Konstrukteur der Box zuständig.

Wir haben völlig unterschiedliche Meinungen zu dem Thema, ist ja nicht schlimm.

Wenn es für dich ok ist mit den PEQ im gesamten Fgang zu korrigieren mache das, für mich ist das ein No-Go.

Die Phase ist unmittelbar mit dem Group-Delay verknüpft, bedeutet ändert sich die Phase, ändert sich das Group-Delay, zumindest wenn ich minimalphasige Filter wie einen PEQ einsetze. Ich möchte jetzt aber nicht anfangen zu diskutieren ab welchen Abweichungen das hörbar wird. Nur so viel, mit zunehmenden Frequenzen wird unser Ohr immer empfindlicher für Änderungen im Group-Delay.

Es gibt mittlerweile so viele Möglichkeiten zu Filtern und dabei auch Phase und damit auch das Group-Delay zu korrigieren, warum man dann immer noch mit PEQ arbeitet, kann ich nicht nachvollziehen.

Aber gut, jeder wie er gerne möchte

Unterschiedliche Meinungen kann man in der Politik haben, bei der Technik sind "Meinungen" oder "Müthen" eher unangebracht und gehören zum Bereich VoDoo.
Zitat von G. Nubert.
Ich glaube eher, es gibt Missverständnisse. Das, was man schreibt, versteht offensichtlich jeder Leser anders. Schade. Eigene erfundene Abkürzungen wie "PEQ" oder "Fgang" fördern genau diese Missverständnisse. O.K. Einen Versuch habe ich aber noch:
Angenommen ich schalte 3 Sinusgeneratoren zusammen und gebe das Summensignal auf einen Lautsprecher.
Siehe Bild "Mischer.jpg" Die Generatorfrequenzen sind im Verhältnis 1:2:5 eingestellt, die Amplituden sind alle gleich (1:1:1) nur so als Beispiel.
Im Bild "Mischer1" ist dies dargestellt. Generator 1 = Rot, Generator 2 = Grün, Generator 3 = Blau, Summensignal = Schwarz.
Im Bild "Mischer2" wurde das Signal von Generator 1 um +90°, das Signal von Generator 3 um -90°in der Phase verschoben, wieder ist das Summensignal = Schwarz
Das menschkische Gehör kann die beiden unterschiedlichen Summensignale NICHT unterscheiden! Das ist, zugegeben, in der HiFi Gemeinde schwer verständlich...
Im Bild "Mischer3" sind die beiden Summensignale noch einmal dargestellt, wie man sieht, sind die Signale völlig unterschiedlich! Sie klingen aber gleich! Niemand, auch der Kaiser von China kann diese Signale unterscheiden!
Zusammenfassung: Wenn also ein Filter zur Anpassung der Amplitude technisch bedingt auch Phasenverschiebungen verursacht, ist dies kein Nachteil, weil unhörbar!
Auf der anderen Seite, und das habe ich nie bestritten: Wenn das Signal innerhalb einer Lautsrecherbox auf verschiedene Kanäle aufgeteilt wird, sind Phasenverschiebungen der Chassis untereinander sehr wohl hörbar. Hier hat man es ja mit mehreren Schallquellen zu tun, die sich je nach Lautsprecherkonstruktion/Hörposition überlagern.
Ich denke: der Begriff "Phasenverschiebung" wird, egal wo er auftritt, immer in einen Topf geworfen und verteufelt!
Ja, ja - die Phasenverschiebung - sie war schon immer unerwünscht, weil unverstanden. Der Pythagoras und komplexes Rechnen ist nicht jedermanns Sache.

So Long...
P.S. Ich habe die Grafiken in der richtigen Reihenfolge hochgeladen, trotzdem werden sie in umgekehrter Reihenfolge angezeigt. Ist mir jetzt egal.

Lars_S. hat geschrieben:Nur so viel, mit zunehmenden Frequenzen wird unser Ohr immer empfindlicher für Änderungen im Group-Delay.

Allerdings hat ein Filter bei gleichem Kurvenverlauf, aber verdoppelter Wirkfrequenz nur noch die halbe Gruppenlaufzeit. Nach den im Netz herumgeisternden Grenzwerten ist die Gruppenlaufzeit einer Subwooferweiche 4. Ordnung eher hörbar als die einer im Hochton.

Breitbandige, geringfügige PEQ-Korrekturen haben noch um Größenordnungen niedrigere Gruppenlaufzeiten als Weichen 4. Ordnung. Bei gleicher Behandlung beider Kanäle ist von Unhörbarkeit auszugehen.

Hallo,

es ist eigentlich schon alles gesagt, aber vielleicht hilft dem einen oder anderen ein konkretes Beispiel, die Auswirkung von PEQ einmal
a) angewendet auf den gesamten Lautsprecher (wie bei nuControl) und
b) einmal nur angewendet auf den Hochton-Weichenzweig (z.B. bei aktivem LS und Ansteuerung der Chassis durch ein MiniDSP)
besser zu beurteilen.
Wie in Post#14 schon gesagt wurde, besteht da ein "großer" Unterschied.

Links sind die Einzel-Frequenzgänge von Tiefton, Mittelton und Hochton zu sehen (farbig), schwarz ist der Gesamt-Frequenzgang und in grau die Phase des LS. Im rechten Bild sind die Einzel-Phasen der Zweige (farbig) und in grau die Gruppenlaufzeit des Gesamtsystems zu sehen.

a) Im Wechsel zu sehen mit/ohne PEQ angewendet auf das Gesamtsystem


b) Im Wechsel zu sehen mit/ohne PEQ angewendet auf den Hochton-Zweig des Systems


Wie sehr sich die Änderung der Gruppenlaufzeit, die in beiden Fällen auftritt, da sich in jedem Fall die Phase des Gesamtsystems ändert, hörbar ist, muss jeder selbst entscheiden. Die Hörbarkeitsschwelle der Gruppenlaufzeit bei 2kHz wird mit 1ms angegeben. Da sind beide Beispiele mit und ohne PEQ weit entfernt.

Im Fall b) ändert sich die Phasenbeziehung zwischen den Chassis, das kann der Entwickler nutzen um z.B. den Übergang bei der Trennfrequenz zu verbessern. Kann aber auch dazu führen, dass sich die Phasenlage verschlechtert (wenn z.B. nachträglich ohne Wissen der Phasenbeziehung vorgenommen), welches dann zu einer Verschlechterung in der vertikalen Abstrahlung führt.

Wenn es für dich ok ist mit den PEQ im gesamten Fgang zu korrigieren mache das, für mich ist das ein No-Go.

Allgemein sagt man, dass der Einsatz von PEQ über der Schröder-Frequenz (meist >300Hz abhängig von Nachhallzeit und Raumvolumen, Übergang von stehenden Wellen zu reflektierten Wellen) nach Möglichkeit vermieden werden soll.

Aber die Änderung der Gruppenlaufzeit durch PEQ wird meines Wissens nicht als Hauptgrund dafür angegeben.

Meist geht es um ungleichmäßige Absorption/Reflexion des Raumes oder um ungleichmäßige Abstrahlung des LS welche durch Equalisation nicht vollständig ausgeglichen werden kann.

Gruß Armin