Zusammenhang Phasenfehler durch Trennung und Laufzeit

Hallo,

Ich lese im Rahmen von Einstelltips immer wieder, dass der Phasenfehler, der durch Trennung entsteht, durch Laufzeitkorrektur bekämpft wird.

Ich verstehe, dass Filter eine Phasenverschiebung mit sich führen, abhängig von Filtertyp und Ordnung.

Ich verstehe, dass ungünstige Phasen zu Auslöschung führen.

Ich verstehe aber nicht, wie man das mit Laufzeit bekämpfen will.

Zum einen ist die Laufzeit gegeben durch die Einbauposition, zum anderen ändert Laufzeit die Phase nicht über alle Frequenzen gleich.
Eine Verschiebung von x mS führt bei 200Hz zu einer anderen Phase als 2000Hz.


Jörg

Hallo Jörg,

interessantes Thema bei welchem ich mich ebenfalls am einlesen bin. Bisher konnte ich in Erfahrung bringen, dass die Laufzeit absolut ist - die Trennfrequenzen mit der vorteilhaftesten Phase dann entsprechend gewählt werden. EQ-Eingriffe müssen ebenfalls berücksichtigt werden, da diese an der Phase drehen (bis auf FIR-Filter, obwohl auch da diverses zu lesen ist).

Falls ich murks von mir wiedergebe, bin ich um Korrektur dankbar - und lernwillig

Gruss
Beni

So

oli schrieb:

Wenn du zum Beispiel bei 80 Hertz deinen Tieftöner trennst und auch da deinen Sub dann kannst mal einen 80hertz sinuston laufen lassen und durch die Laufzeit Verschiebung wird es eben hörbar voluminöser oder eben ganz dünn.... vielleicht kann ich es dir so erklären
Da ist es egal ob du den Sub oder den Tieftöner verschiebst mit der Laufzeit.

Gesendet von meinem LIFETAB_S1036X mit Tapatalk

Zum Vergrößern anklicken....

Gesendet von meinem LIFETAB_S1036X mit Tapatalk

ein ganz heikles Thema!!!

Jeder hat da seine andere vorgehensweise. Allerdings kannst du mit der Laufzeit die Phase wieder ankoppeln. Mann sollte aber beide seiten gleich verzögern.

Grüße
Achim

Wenn ich nur einen Ton auf das System gebe, dann kann ich das absolut nachvollziehen.

Dann ist (bei 80) Hz 180 Grad Phasenverdrehung das gleiche wie 6,25mS (1/80Hz / (360/180)) Verzögerung.

Was ich aber an der Lehrmeinung nicht versteh ist, dass ich bei einer anderen Frequenz andere Laufzeiten erhalte. Dann kann ich einen konstanten Phasenfehler nicht mit einer konstanten Laufzeitkorrektur korrigieren.

Naja, die Phasenankopplung verbindet z.b. den MT an den HT. Darum geht es hier. Nicht das die Phase bei einem LS bei einer bestimmten Frequenz verdreht wird. Lediglich von MT zu HT, oder TT zu MT.

Grüße
Achim

Phasensprünge sind schlimmer als ein kontinuierlich fallender oder steigender Phasengang.

Um Phasen Probleme innerhalb einer Frequenz auzumärtzen bleibt einem nichts anderes übrig die Position und oder Gehäuse oder der gleichen zu ändern. also du kannst auch mir reinen Sinus Tönen herausfinden wo dieses Phasen Problem ist. Soviel messen mußt da nicht. Einstellungstechnisch sehe ich da keine Möglichkeit das Problem zu beheben. Außer du wählst ne andere Übergängefrequenz,aber das macht meistens keinen Sinn. so ein Problem stellt meist 80 Herz da. Nach meiner Erfahrung.
Um es auf den Punkt zu bekommen .du kannst es nicht einstellen mit einer Laufzeit Korrektur wenn es außerhalb der Übernahme Frequenz ist.

Gesendet von meinem LIFETAB_S1036X mit Tapatalk

Ich in auch bei der Ankoppelung, also genau im Übernahmebereich zweier Lautsprecher.

Hier lese ich oft, dass man Phasenverschiebung durch Laufzeitkorrektur korrigiert und verstehe die Physik dahinter nicht.

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-LaufzeitPhase.htm

Vielleicht hilft dir der Link etwas weiter.
Wichtig ist sich den Unterschied zwischen zwischen Verpolung und Phasenverschiebung klar zu machen.

MfG

Hallöchen jschirmchen, zur Physik.

Schallgeschwindigkeit in der Luft = 340 (ca.) Meter pro Sekunde.

Das bedeutet:
Ein Ton (eine Schwingung) mit der Frequenz 1 Hz (nicht hör- sondern nur spürbar) = 1 Sekunde lang und = 340 Meter lang.
Ein Ton (eine Schwingung) mit der Frequenz 10 Hz = 0,1Sekunde lang und = 34 Meter lang (10fache Frequenz = 1/10 Wellenlänge in Meter).
Ein Ton (eine Schwingung) mit der Frequenz 100 Hz (0,1 kHz) =0,1 Sekunde (100 ms) lang und = 3,4 Meter (340 cm) lang.
Ein Ton (eine Schwingung) mit der Frequenz 1 kHz = 1 mS lang und = 34 cm lang.

Das bedeutet:
Bei 100 Hz entspricht eine Abstandsdifferenz von 3,4 m einer Phasenverschiebung von 360 Grad.
Bei 1 kHz entspricht eine Abstandsdifferenz von 34 cm einer Phasenverschiebung von 360 Grad.
(10 fache Frequenz = 1/10 Wellenlänge)

Somit entspricht eine Abstandsdifferenz von 17 cm (= 1/2 von 34 cm) einer Phasenverschiebung von 180 Grad (= ½ von 360°) bei 1000 Hz. (180° entsprechen auch dem verpolen eines Lautsprechers.) Bei 100 Hz und gleicher Rechnung / Gesetzmäßigkeit entsprechen entsprechen 17 cm jedoch nur einem Phasenversatz von 18 Grad.

Das bedeutet:
Zu jeder Frequenz entspricht ein definierter Phasenversatz in % einer bestimmten Wellenlänge in cm (Meter oder auch mm)
Beziehungsweise, ein gegebener Zeitversatz entspricht einer Wellenlänge (einfacher Dreisatz) s.o. und auch einem, jedoch frequenzabhängigen, Phasenversatz. 3,4 Meter entsprechen bei 1000 Hz beispielsweise 3600° Phasenversatz.

Das menschliche Gehör ist für Phasenversätze absolut recht unempfindlich (logisch wenn die Funktion des Gehörs betrachtet wird, sowie in zahlreichen Studien ergründet & nachgewiesen). Das bedeutet:
Wenn der Phasen- so auch der Zeitbereich im Überschneidungsbereich (akustischeTrennfrequenz) zwischen zwei Lautsprechern zum Ohr gering ist, entsteht eine optimale Addition. Das ist zumeist gut hörbar. Wenn der Zeit und Phasenversatz weit ausserhalb derTrennfrequenz zwischen zwei Lautsprechern abweicht ist es nicht mehr wahrnehmbar.

Das bedeutet:
Für zwei Lautsprecher, die denselben Bereich übertragen, beispielsweise rechter und linker Mitteltöner, ist der Phasen- und somit auch der Zeitversatz zum Ohr über den gesamten Übertragungsbereich wichtig.
Für zwei Lautsprecher, die sich nur in einem Bereich überschneiden, beispielsweise Mittel- und Hochtöner einer Seite, ist der Phasen- somit auch der Zeitversatz vor allem im Überschneidungsbereich, dem Bereich der akustischen Trennung, wichtig.

Sehr simpel und nachvollziehbar erklärt

Im nächsten Schritt, ergibt sich jedoch daraus, dass die Phase und Zeit zweier Schallquellen zueinander auf beiden Ohren nie optimal sein kann, sondern ja nur an einem Ort?!

Endlich geht es an Physik. ich habe Nachrichtentechnik studiert, deswegen verstehe ich deine Erläuterungen.... fast komplett.

Deinen letzen Absatz verstehe ich nicht, und Moe wird auch auf's Glatteis geführt.

Der Phasenversatz im Frequenzbereich ist abhängigen vom verwendeten Filter und beträgt meinetwegen 180 Grad. Damit kann ich mir einen Zeitversatz ausrechnen, der aber für jede Frequenz anders sein wird.

Ich kann diesen Phasenfehler also nicht mit LZK korrigieren, weil die immer feste Werte hat.

Ganz genau genommen kann ich im Bode Diagramm den Phasenwinkel abhängig vom Filter ablesen. Der wird sich natürlich verschieben, wenn ich bei 2kHz nach oben trenne, ist er da noch 0, bei 2200 Hz wird es größer sein.

Zu langsam...

Aber ab dem Punkt kommt der Faktor Mensch dazu.
Wir sind recht simpel und trotzdem total kompliziert.
Für die Ortung kommt dann zB die erste Wellenfront zu tragen.

MfG

Das ist mir soweit alles klar aber auch da ist eine maximale Addition bei zwei seitlich versetzten schallquellen doch immer nur an einem Ohr / Ort gleichzeitig möglich. da der old diabolo immer wieder darauf hinweist, dass beide Ohren je schallquelle betrachtet werden sollen, kann ja nicht rein die erste wellenfront von Bedeutung sein?!

Hallöchen,

@Moe. Deine Fragestellung zu, zwei Schallquellen und zwei Ohren, das kann nicht optimal sein.

Ja, Stereo ist hörbar immer kompromissbehaftet. Eine deutlich wahrnehmbarer Kompromiss lässt sich im AB-Hörvergleich verifizieren. Die Lokalisationsunschärfe der Wiedergabe eines monauralen Signals über ein Stereo-System ist Prinzip bedingt immer schlechter (diffuser, ..) als über ein Centersystem. Letzteres entspricht mehr dem natürlichen Hören, wo es nur selten vorkommt das zwei Schallquellen das gleiche Signal Übertragen.

@jschirmchen. Wird Moe auf’s Glatteis geführt? Hat er nicht nur die Problematik korrekt hinterfragt? Daher verstehe ich deine Aussage zum Verständnis des letzten Abschnittes nicht. Wenn du nochmal mitteilst, was dir nicht verständlich ist, versuche ich gerne es aufzuklären.

Zu deiner Aussage „Damit kann ich mir einen Zeitversatz ausrechnen, der aber für jede Frequenz anders sein wird.“ JA, wenn du nicht den Abstand in mm betrachtest sondern den Phasenversatz in Grad ist dies zutreffend.

Zu deiner Aussage „Phasenfehler also nicht mit LZK korrigieren, weil die immer feste Werte hat.“ Ja, ein Laufzeitwert von x Sekunden ist ein Laufzeitwert x für alle Frequenzen. Laufzeit = definiert durch die Schallgeschwindigkeit (Schallausbreitungsgeschwindigkeit in Gasen) und die ist für alle Frequenzen im Hörbereich gleich schnell.

Du kannst den Phasenfehler, z.B. die von dir genannten 180°, einer Frequenz über die Laufzeit ausgleichen, jedoch nicht für einen Frequenzbereich. Nochmals zu deinem Beispiel, angenommene Frequenz = 1000 Hz bei dem genannten Phasenversatz von 180°. Hier müsstest du die nähere bzw. frühere Schallquelle um 170 mm = ½ Wellenlänge weiter von deinem Ohr bzw. dem Messpunkt entfernt aufstellen oder die Laufzeit um 0,5 ms verzögern, dann würde für diese, nur diese Frequenz Phase und Laufzeit stimmen. Für 1100 Hz müsstest du den Abstand jedoch bereits auf nur 153 mm verringern oder um 0,45 ms verzögern. Lange Rede hoffentlich Sinn, ich denke so wie du es über das Bode Diagramm beschreibst ist es richtig verstanden.

@Turnier. Natürlich ist das Gehör des Menschen ein elementarer Faktor, aber um es übersichtlich zu halten, bislang geht es noch um objektive Messgrößen, nicht um subjektive Empfindungsgrößen. Das betrifft meiner Ansicht ebenfalls die Betrachtung der Wellenfront u. a. mit dem Präzedenz-Effekt, wie auch von Moe angesprochen

Eins vor dem Anderen, oder?

Vielen Dank,

so langsam habe ich es theoretisch vestanden. Ich behalte für mich, LZK ist kein Mittel um Phasenfehler auszugleichen.

Ich habe mal etwas gerechnet und dargestellt.

Für eine Tiefpass erster Ordnung habe eine Grenzfrequenz von 2000 angenommen, und dafür Betrag und Phase ausgerechnet und dargestellt. Aus der Phase kann ich einfach für jede Frequez den daraus resultierenden Laufzeitfehler errechnen. Im Übernahmebereich, so von 2000Hz bis 4000Hz, variiert der Fehler von 62µS bis 44µS. Er ist hier sogar ziemlich vernachlässigbar?




Bei einem Tiefpass bei 50Hz variiert der Laufzeitfehler zwischen 50Hz und 200Hz zwischen 2,5mS und 1.1mS. Hier ist der Fehler signifikant groß. Er ist so groß, dass er sich mit Laufzeit alleine nicht mehr korrigieren lässt, weil er einfach zu viel in diesem Bereich variiert.





Die Berechnung zum Nachvollziehen:



Sind die Annahmen so richtig?

PS: Keine Ahnung, warum die Grafik unten angezeigt wird. Die gehört hier nicht hin.

Hallöchen.

@jschirmchen.

Zu Zitat „LZK ist kein Mittel um Phasenfehler auszugleichen“

Um zwei Chassis, beispielsweise Mitteltöner zu Hochtöner zueinander anzugleichen ist die Laufzeitkorrektur schon legitim, um eine optimale Addition im Bereich der Trennfrequenz zu erreichen. Recht gut, nicht ganz so trocken wie im Thietze/Schenk wird es in „Das Aktiv-Filter-Kochbuch von Don Lancaster erklärt. Gibt es öfters gebraucht, ich kann es auch leihen.

Deine Berechnungen / Grafiken hab ich gerade im Kopf grob nachgerechnet, das ist denke alles richtig.

Für die Praxis ist es, zumindest geht es mir so, ganz hilfreich die Verzögerung in cm und ms für die Trennfrequenz via Kopfrechnen ca. eruieren zu können:

Die Trennfrequenz ist per Definition bei -3dB (= ½ Leistung), das entspricht einem Phasenversatz von 45°, das wiederum entspricht 1/8 von 360° (eine komplette Schwingung)
Daraus folgt 1000 (Umrechnung Sekunde in MS) geteilt durch Trennfrequenz in Hz, geteilt durch 8 = die Verzögerung in ms. Für 1000 Hz beispielsweise » 0,125 ms (Millisekunden).

Die Schallgeschwindigkeit in der Luft beträgt ca. 342 Meter pro Sekunde, das sind 34 cm für 1000 Hz, davon 1/8 entsprechen » 4,3 cm (42,75 cm).

Du schreibst „variiert der Fehler von 62µS bis 44µS. Er ist hier sogar ziemlich vernachlässigbar?“

Elektroakustisch kannst du denke ich selbst ausrechnen wie sich das auf die Addition zwischen zwei Schallquellen (Lautsprechern) frequenzabhängig auswirkt. Das ist das eine. Das andere ist, das Gehör kann beim Richtungshören bereits ca. 10-30 µs erkennen, da sind dann die von dir angegebenen 44-62 ms eventuell deutlich wahrnehmbar.

Gute Zeit!

old-diabolo schrieb:

Die Trennfrequenz ist per Definition bei -3dB (= ½ Leistung), das entspricht einem Phasenversatz von 45°, das wiederum entspricht 1/8 von 360° (eine komplette Schwingung)
Daraus folgt 1000 (Umrechnung Sekunde in MS) geteilt durch Trennfrequenz in Hz, geteilt durch 8 = die Verzögerung in ms. Für 1000 Hz beispielsweise » 0,125 ms (Millisekunden).!

Zum Vergrößern anklicken....

Ist diese Definition (ich meine den abgeleiteten Phasenversatz 45°) allgemeingültig, sprich für Filter jeglicher Ordnung (6dB, 12dB, 18dB,...) gleich?

Verursacht ein 12dB oder 18dB Filter z.B. bei den genannten 1000 Hz die gleiche Verzögerung von 0,125 ms wie ein 6dB Filter?

Ist es, je nach "Verwendungszweck", sprich LP oder HP, immer "Verzögerung", oder (um in einem allgemeinem Sprachgebrauch zu bleiben) auch "Beschleunigung" -> L/C prinzipbeding Strom "überholt" die Spannung und andersrum?