Hallo, hab vor, mir einen geschlossenen Subwoofer zu bauen.
Es wird ein 30cm Chassi in 40 Litern mit aktiver Bassentzerrung!
Nach einigen Berechnungsprogrammen hat er einen Frequenzgang von ca. 22Hz bis 80Hz (-3db) wenn ein Highpass bei 15Hz 4. Ordnung und ein Lowpass 80Hz 4. ordnung zum Einsatz kommen.
Damit der Frequenzgang möglichst linear ist, kommen 3 Parametrische EQ mit einen Boost von +3db 20Hz, +6db bei 25Hz und +1 db bei 35Hz alles mit der Filtergüte? Q=2
Meine Frage ist, in wie fern das Groupdelay-Verhalten etwas mit der Trennfrequenz zu tun hat, bzw sich verändert?
Gibt es evtl eine bessere Möglichkeit als meine hier aufgeführte?
Was hat es mit der Filtergüte in Abhängigkeit des Group-Delays auf sich und wirken sich die Parametrischen EQ's negativ aufs Group-Delay aus?
Viele Grüße
Caisa
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Group-Delay abhängig von Trennfrequenz und Filtergüte?
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Benutzername
- Semi
- Beiträge: 232
- Registriert: Do 2. Jan 2003, 18:35
- Wohnort: jetzt Dresden
ich hab da schon ein paar ideen, weiß aber nicht in wiefern das stimmt, was ich jetzt von mir geb - ich dachte eigentlich dass sich wahrscheinlich Frank dieser Frage bemächtigen wird, aber...
"alles mit einer Filtergüte von Q=2" - versteh ich nicht...
ich glaub du willst als Basschassis den Mivoc Hcm 12 T nehmen, der für geschlosse Gehäuse echt gut geeignet ist.
aber selbst dieses Chassis dürfte mit seinem relativ großen Maximalhub von +-10mm bei deinen Boostanhebungen von +3, +6 dB etc. schnell an seine Grenzen kommen. Eine Pegelanhebung um 6dB entspricht bereits einer Verdopplung des Membranhubs!
Der Hcm kommt auch ohne Entzerrung für ein geschlossesnes System sehr tief runter; ich selber hab mir einen geschlossenen Sub mit einem Peerless Sls 12 gebaut und mir ist es viel lieber einen trockenen bis gut 40Hz tiefgehenden Bass zu haben als einen blubbernden bis 20 Hz.
durch die Bassboostanhebungen greifst du in das "Filtersystem" ein - du machst aus einem Hchpass 2.Ordnung plötzlich einen 4. Ordnung, das sich dementsprechend negativ im Zeitverhalten/GroupDelay auswirkt. Du bekommst damit zwar den Tiefgang einer Bassreflexbox, brauchst aber viel mehr Membranhub dafür und das Zeitverhalten ist durch die ähnlichen Filter genauso "schlecht". Ich würde erst mal hören wie sich das ganze ohne Entzerrung anhört - für meine Begriffe reicht das - normale nicht synthetisierte Musik geht sowieso nur bis ca. 40 Hz runter und die kann ein geschlossener Sub schon gut rüberbringen...
Da die Gruppenlaufzeit die negative Ableitung der Steigung des Phasengangs ist und sie angibt, wie stark einzelne Frequenzen durch die von Filtern hervorgerufenen Phasendrehungen verzögert werden, nimmt also die Gruppenlaufzeitverzögerung mit höherer Filterordnung zu. Geschlossenes Systeme weißen meist eine Goupdelayspitze von ca. 8 ms auf, Bassrelfexsysteme mit ihrem Hochpassverhalten 4. Ornung bis zu 30ms und drüber;
dies ist auch der grund für eine subjektiv langsamere Wiedergabe von Bassreflexsystemen im Vergleich zu geschlossene
zu deiner eigentlichen Frage mit den Trennfrequenzen:
je höher du trennst, desto geringer sind Gruppenlaufzeitverzögerungen; so bewirkt z.B. ein Filter 4- Ordnung bei einer Trennfrequenz von 2 Khz so gut wie keine Verzörung mehr! Im Bass (<100Hz) können schon geringe Phasendrehungen zu ordentlichen Gruppenverzögerungen führen;
also eine Trennfrequenz von ca. 100 Hz sollte sich als ganz guter Kompromiss zwischen noch nicht Ortbarkeit und (minimal) geringeren GD-Verzögerungen gegenüber einer tiefen Trennung von 50 Hz ergeben
Also bau einfach das Chassis in eine Kiste mit Qtc ~ 0,6 - max 0,8 und perfekt...
Gruß Andi
was meinst du mit Highpass - subsonicfilter??von ca. 22Hz bis 80Hz (-3db) wenn ein Highpass bei 15Hz 4. Ordnung und ein Lowpass 80Hz 4. ordnung zum Einsatz kommen.
Damit der Frequenzgang möglichst linear ist, kommen 3 Parametrische EQ mit einen Boost von +3db 20Hz, +6db bei 25Hz und +1 db bei 35Hz alles mit der Filtergüte? Q=2
"alles mit einer Filtergüte von Q=2" - versteh ich nicht...
ich glaub du willst als Basschassis den Mivoc Hcm 12 T nehmen, der für geschlosse Gehäuse echt gut geeignet ist.
aber selbst dieses Chassis dürfte mit seinem relativ großen Maximalhub von +-10mm bei deinen Boostanhebungen von +3, +6 dB etc. schnell an seine Grenzen kommen. Eine Pegelanhebung um 6dB entspricht bereits einer Verdopplung des Membranhubs!
Der Hcm kommt auch ohne Entzerrung für ein geschlossesnes System sehr tief runter; ich selber hab mir einen geschlossenen Sub mit einem Peerless Sls 12 gebaut und mir ist es viel lieber einen trockenen bis gut 40Hz tiefgehenden Bass zu haben als einen blubbernden bis 20 Hz.
durch die Bassboostanhebungen greifst du in das "Filtersystem" ein - du machst aus einem Hchpass 2.Ordnung plötzlich einen 4. Ordnung, das sich dementsprechend negativ im Zeitverhalten/GroupDelay auswirkt. Du bekommst damit zwar den Tiefgang einer Bassreflexbox, brauchst aber viel mehr Membranhub dafür und das Zeitverhalten ist durch die ähnlichen Filter genauso "schlecht". Ich würde erst mal hören wie sich das ganze ohne Entzerrung anhört - für meine Begriffe reicht das - normale nicht synthetisierte Musik geht sowieso nur bis ca. 40 Hz runter und die kann ein geschlossener Sub schon gut rüberbringen...
ganz allgemein: das hat alles was mit dem Phasengang zu tun. Bei minimalphasigen Systemen, also bei Systemen bei denen die Änderung der Phasenlage ums einfach zu sagen nur dann auftritt, wenn sich die Steigung der Kurve für den Betrag der Wiedergabe ändert, treten Phasendrehungen nur bei Filtern auf (Chassis, Gehäuseart, Frequenzweiche). Das heißt da wo der Freqenzgang fällt oder steigt, wird an der Phase gedreht. Je höher die Filterordnung ist, und damit die Steigung der Wiedergabebetragskurve, desto stärker wird auch an der Phase gedreht.Meine Frage ist, in wie fern das Groupdelay-Verhalten etwas mit der Trennfrequenz zu tun hat, bzw sich verändert?
Da die Gruppenlaufzeit die negative Ableitung der Steigung des Phasengangs ist und sie angibt, wie stark einzelne Frequenzen durch die von Filtern hervorgerufenen Phasendrehungen verzögert werden, nimmt also die Gruppenlaufzeitverzögerung mit höherer Filterordnung zu. Geschlossenes Systeme weißen meist eine Goupdelayspitze von ca. 8 ms auf, Bassrelfexsysteme mit ihrem Hochpassverhalten 4. Ornung bis zu 30ms und drüber;
dies ist auch der grund für eine subjektiv langsamere Wiedergabe von Bassreflexsystemen im Vergleich zu geschlossene
zu deiner eigentlichen Frage mit den Trennfrequenzen:
je höher du trennst, desto geringer sind Gruppenlaufzeitverzögerungen; so bewirkt z.B. ein Filter 4- Ordnung bei einer Trennfrequenz von 2 Khz so gut wie keine Verzörung mehr! Im Bass (<100Hz) können schon geringe Phasendrehungen zu ordentlichen Gruppenverzögerungen führen;
also eine Trennfrequenz von ca. 100 Hz sollte sich als ganz guter Kompromiss zwischen noch nicht Ortbarkeit und (minimal) geringeren GD-Verzögerungen gegenüber einer tiefen Trennung von 50 Hz ergeben
Also bau einfach das Chassis in eine Kiste mit Qtc ~ 0,6 - max 0,8 und perfekt...
Gruß Andi
Hallo,
bei allen Überlegungen sollte man berücksichtigen, daß Subwoofer normalerweise nicht unter Freifeldbedingungen (z.B. draußen im Garten) betrieben werden. Durch gleichphasige Addition des Schalles von Begrenzungsflächen (bzw. den höheren Realteil des Strahlungswiderstandes und das geringere durchstrahlte Volumen) steigt der Kennschalldruck im Raum zu tiefen Frequenzen hin an, verglichen mit Freifeldbedingungen. Wichtig ist der Amplitudenfrequenzgang im Raum, eine Tiefbaßüberhöhung ginge mit entsprechenden Laufzeitverzerrungen einher, denn:
Bei einem minimalphasigen System herrscht ein starrer Zusammenhang zwischen Amplituden- und Phasenfrequenzgang. Die Gruppenlaufzeit ist als die Ableitung des Phasenganges nach der Zeit definiert. Es ist witzlos, Subwoofer auf einen linearen Freifeldfrequenzgang zu entzerren, wie es in der Bastlerszene so oft geschieht.
Ein geschlossenes Gehäuse stellt einen akustischen Hochpaß 2. Ordnung dar, während Baßreflexgehäuse einen HP 4. Ordnung darstellen und daher bei gleicher Eckfrequenz mit etwa der doppelten Gruppennlaufzeitverzerrung kämpft.
Allgemein: Je tiefer die Eckfrequenz und je höher die Filterordnung, desto größer die Laufzeitverzerrungen. Wichtig ist allerdings auch, wie sie bei Musik wirken und wo die Hörschwellen angesiedelt sind (Mitteltonbereich ca. 2ms, Tieftonbereich ca. 10ms).
Für optimales Impulsverhalten:
(1) keinen elektrischen Hochpaß am unteren Ende des Übertragungsbereiches setzen. Wenn keine Schallplatten abgespielt werden, wird das System bei Musikwiedergabe ohnehin nicht mit tiefen Frequenzen belastet. Das beste Impulsverhalten erhält man, wenn man das System auf 0Hz entzerrt (unter Berücksichtung der Grenzflächeneffekte des Raumes!).
(2) Den Tiefpaß zum Sat mit möglichst geringer Ordnung ausführen. Die Gruppenlaufzeitverzerrungen sollten hier ca. 5ms nicht überschreiten, ein Zielkonflikt zwischen Lokalisierbarkeit des Sub und Impulsverhalten ist daher gegeben. Mit FIR-Filtern kann man solche Frequenzübergänge linearphasig machen, kommerziell erhältliche Systeme kosten jedoch noch um 3000 EUR.
(3) Die Eigenfrequenzen des Raumes verschlechtern das Impulsverhalten. Ein einzelner Subwoofer (Kugelstrahler 0. Ordnung) ist die schlechteste Lösung überhaupt. Erst zwei oder mehr Tieftonquellen bringen bessere Ergebnisse.
Ich empfehle für Heimsubwoofer geschlossene Gehäuse, die man mit einem Equalizer bequem auf jede beliebige Zielfunktion einmessen kann (je nach Aufstellung). Wo die Gehäuseresonanzfrequenz liegt, ist völlig egal. Eine Optimierung mittels "Thiele-Small-Parameter" auf den Freifeldfrequenzgang führt meist zu mangelhaften Systemen mit unnötig großem Gehäusevolumen.
Das geschlossene Gehäuse legt man am besten so aus, daß am gewünschten unteren Ende des Nutzbereichs (vorgegeben durch das wiederzugebende Programm-Material) mechanisch und elektrisch erzielbarer Maximalpegel zusammenfallen. Da die Gehäuse dabei ziemlich kompakt ausfallen, darf man gern mehrere solcher Subwoofer einsetzen.
Gruß
Andreas
bei allen Überlegungen sollte man berücksichtigen, daß Subwoofer normalerweise nicht unter Freifeldbedingungen (z.B. draußen im Garten) betrieben werden. Durch gleichphasige Addition des Schalles von Begrenzungsflächen (bzw. den höheren Realteil des Strahlungswiderstandes und das geringere durchstrahlte Volumen) steigt der Kennschalldruck im Raum zu tiefen Frequenzen hin an, verglichen mit Freifeldbedingungen. Wichtig ist der Amplitudenfrequenzgang im Raum, eine Tiefbaßüberhöhung ginge mit entsprechenden Laufzeitverzerrungen einher, denn:
Bei einem minimalphasigen System herrscht ein starrer Zusammenhang zwischen Amplituden- und Phasenfrequenzgang. Die Gruppenlaufzeit ist als die Ableitung des Phasenganges nach der Zeit definiert. Es ist witzlos, Subwoofer auf einen linearen Freifeldfrequenzgang zu entzerren, wie es in der Bastlerszene so oft geschieht.
Ein geschlossenes Gehäuse stellt einen akustischen Hochpaß 2. Ordnung dar, während Baßreflexgehäuse einen HP 4. Ordnung darstellen und daher bei gleicher Eckfrequenz mit etwa der doppelten Gruppennlaufzeitverzerrung kämpft.
Allgemein: Je tiefer die Eckfrequenz und je höher die Filterordnung, desto größer die Laufzeitverzerrungen. Wichtig ist allerdings auch, wie sie bei Musik wirken und wo die Hörschwellen angesiedelt sind (Mitteltonbereich ca. 2ms, Tieftonbereich ca. 10ms).
Für optimales Impulsverhalten:
(1) keinen elektrischen Hochpaß am unteren Ende des Übertragungsbereiches setzen. Wenn keine Schallplatten abgespielt werden, wird das System bei Musikwiedergabe ohnehin nicht mit tiefen Frequenzen belastet. Das beste Impulsverhalten erhält man, wenn man das System auf 0Hz entzerrt (unter Berücksichtung der Grenzflächeneffekte des Raumes!).
(2) Den Tiefpaß zum Sat mit möglichst geringer Ordnung ausführen. Die Gruppenlaufzeitverzerrungen sollten hier ca. 5ms nicht überschreiten, ein Zielkonflikt zwischen Lokalisierbarkeit des Sub und Impulsverhalten ist daher gegeben. Mit FIR-Filtern kann man solche Frequenzübergänge linearphasig machen, kommerziell erhältliche Systeme kosten jedoch noch um 3000 EUR.
(3) Die Eigenfrequenzen des Raumes verschlechtern das Impulsverhalten. Ein einzelner Subwoofer (Kugelstrahler 0. Ordnung) ist die schlechteste Lösung überhaupt. Erst zwei oder mehr Tieftonquellen bringen bessere Ergebnisse.
Ich empfehle für Heimsubwoofer geschlossene Gehäuse, die man mit einem Equalizer bequem auf jede beliebige Zielfunktion einmessen kann (je nach Aufstellung). Wo die Gehäuseresonanzfrequenz liegt, ist völlig egal. Eine Optimierung mittels "Thiele-Small-Parameter" auf den Freifeldfrequenzgang führt meist zu mangelhaften Systemen mit unnötig großem Gehäusevolumen.
Das geschlossene Gehäuse legt man am besten so aus, daß am gewünschten unteren Ende des Nutzbereichs (vorgegeben durch das wiederzugebende Programm-Material) mechanisch und elektrisch erzielbarer Maximalpegel zusammenfallen. Da die Gehäuse dabei ziemlich kompakt ausfallen, darf man gern mehrere solcher Subwoofer einsetzen.
Gruß
Andreas