Erklärung der Phase und Umgang mit Problemen

Matzl

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Hallihallo,

Seit ein paar Monaten stelle ich nun selbst ein und lerne stetig dazu. Leider hänge ich aber immer wieder an einem Thema welches mein Hirn auf biegen und brechen nicht verstehen will.

Was genau die Phase ist habe ich verstanden denke ich mal. Es ist die Sinus Kurve des Signals. Und eine Phasenverschiebung ist eine Verschiebung in der Zeitachse gemessen in Grad. Hoffe bis hier hin richtig.

Filter beeinflussen die Phase, warum und in welchem Bereich? Über den kompletten Frequenzverlauf oder nur den Bereich des Filters? Nur eine Phasenverschiebung oder eine ganze Drehung?

Warum haben Lautsprecher im Frequenzverlauf an beliebiger Stelle auf einmal eine Phasendrehung und wie kann man diese vermeiden? EQ oder nur durch Einbau. Sprich 1 LS links und 1 rechts und der linke hat bei 500 ne Phasendrehung dann habe ich ja zum rechten LS eine kurze Auslöschung.

Wie beeinflusst das Equalizen die Phase?

Die Laufzeitkorrektur beeinflusst nur die Phasenverschiebung, liege ich da richtig?

Ich hoffe mir kann jemand mal Licht ins Dunkle bringen. Ich habe schon zig Seiten im World wide Web durchforstet und viel gelesen, aber es will einfach nicht klick machen.

Liebe Grüße Marcel
 
Ja, jeder eq Eingriff ändert die Phase. Daher ist beim einstellen auch weniger mehr. Wichtig ist die Phasen ankopplung zwischen den Chassis. Das machst du mir der Laufzeit.
 
Hi,

was ist nur mit dem Forum los? Es werden Dinge diskutiert, ob man nun 3 oder doch 4 Subwoofer verbauen sollte, ob ein Endstufenwechsel Sinn macht oder welche Lautsprecher mehr Punch haben... und dieses Thema geht komplett unter!
Die gestellten Fragen sind höchst interessant, hier können sehr viele noch einiges lernen. Leider kann ich nicht alles beantworten, aber ich gebe mir mal Mühe.
Was genau die Phase ist habe ich verstanden denke ich mal. Es ist die Sinus Kurve des Signals. Und eine Phasenverschiebung ist eine Verschiebung in der Zeitachse gemessen in Grad. Hoffe bis hier hin richtig.
Nicht ganz.. wichtig ist bei der Phase noch der Bezug zur Frequenz. Die Phase ist damit nicht konstant, sondern ändert sich als Funktion der Frequenz.
Filter beeinflussen die Phase, warum und in welchem Bereich? Über den kompletten Frequenzverlauf oder nur den Bereich des Filters? Nur eine Phasenverschiebung oder eine ganze Drehung?
Filter beeinflussen die Phase im Bereich ihrer Frequenz und zwar nicht nur Filter, sondern auch EQ-Eingriffe. Dabei ist allerdings nicht jeder Filter gleich, besonders die Güte (Bessels, Butterworth, Chebyshev, Linkwitz) haben Einfluss auf die Phase.
Bei Filtern lässt sich prinzipiell sagen, dass 6dB/Okt eine Drehung von 90° bewirkt. 12dB/Okt sind dann 180°.
Warum haben Lautsprecher im Frequenzverlauf an beliebiger Stelle auf einmal eine Phasendrehung und wie kann man diese vermeiden? EQ oder nur durch Einbau. Sprich 1 LS links und 1 rechts und der linke hat bei 500 ne Phasendrehung dann habe ich ja zum rechten LS eine kurze Auslöschung.

Wie beeinflusst das Equalizen die Phase?

Die Laufzeitkorrektur beeinflusst nur die Phasenverschiebung, liege ich da richtig?
So... die LZK beeinflusst nur die Verschiebung, das sollte so richtig sein. Die beiden anderen Punkte hängen zusammen. Das equalizen beeinflusst auch die Phase. Allerdings habe ich auch der Seite von Linkwitz mal etwas gelesen, dass eine Überhöhung im Frequenzganz auch eine Änderung der Phase darstellen (kann). Ergo kann man damit die Phase in der Nähe der Übernahmefrequenz zweier Laustsprecher wieder in Ordnung bringen. Das Problem, dass man bei Chassis (z.B. Tmts) in einem gewissen Bereich auf einmal eine Auslöschung hat kenne ich auch (vorher linearisiert, also keine groben Schnitzer im Frequenzgang). Dagegen dürfte dann nur ein Allpass helfen, was ich aber auch noch genauso wenig verstanden habe, wie die IIR-Filter, deren Anwendung und die konkreten Vorteile (Ja!! Sie drehen an der Phase nichts!!).


Nochmal zu deinem Grundverständnis: Man möchte einen sauberen Übergang von TMT und HT, beide laufen in dem Übernahmebereich linear im Frequenzgang. Bei einer Trennung von 12dB/Okt und richtiger Phasenlage (entspricht der richtigen LZK), haben wir bei -6dB unter den Einzelchassis eine Addition und der Frequenzgang dürfte schurgerade bleiben beim Übergang. Das wäre das Optimum. Beim Verpolen eines der beiden Chassis würde sich eine tiefe, sehr schmale Senke ergeben.
Leider ist das in der Praxis anders.. bei anderen Flankensteilheiten können sich seltsame Verläufe ergeben (siehe Anhang). Früher hatte ich versucht beim Einstellen Überhöhungen im Frequenzgang bei einem Tmt noch zu nutzen und habe das elektrisch begradigt (Berg bei 2kHz wurde mit einem TP bei 1,5kHz glatt gezogen, wodurch aber die Flanken nicht mehr schön waren) und damit die Anbindung sehr schwierig war... alles Phasefehler!
Heute versuche ich Chassis wirklich dort zu verheiraten, wo sie wirklich linear laufen..

Noch Fragen?!

Viele Grüße
 

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Was genau die Phase ist habe ich verstanden denke ich mal. Es ist die Sinus Kurve des Signals.
Ob das Signal Sinusförmig ist oder dreieckig ist egal. Phase ist immer ein Zeitversatz zwischen zwei Signalen. Bei der akustischen Phase halt der Versatz von dem elektrischen Eingangssignal und dem Schallereigniss das daraus entsteht.
Das der zeitliche Unterschied Frequenzabhängig ist und nicht konstant hat damit zu tun das der Lautsprecher verschieden (Frequenzabhängig) schnell reagiert. Am besten erklärt sich das mit einer Feder mit daran befestigter Masse.
 
Das Problem ist, dass die Geschichte mit der Phase sehr sehr abstrakt ist und einiges an Vorkenntnissen bedarf um es wirklich verstanden zu haben das macht es sehr schwer
Ein Großteil dessen kann man sich ergooglen und einiges wurde hier im Forum auch schon sehr ausführlich erläutert.

Gaaaanz vereinfacht kann man es sich so vorstellen, dass die Phase eine Art Zeitinformation des jeweiligen Signals (Schwingungszustand der jeweiligen Frequenz) vorstellen.
Zusätzlich ist wichtig, dass jedes Filter eine bestimmte Sprungantwort hat und dementsprechend quasi eine eigene Zeitstruktur.

Drehe ich jetzt am EQ oder schalte einen Hochpass oder was auch immer wird also jedes Mal die Zeitinformation verändert.
Genauso wirken sich natürlich auch Reflexionen aus.


Grüße Micha :beer:

p.s. Eins hatte ich vergessen: @wing: du meinst wohl eher FIR und nicht IIR Filter.
FiniteImpulseResponse (endliche Sprungantwort)
InfiniteImpulseResponse (unendliche Sprungantwort)
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,

@ Jim Beam: Korrekt.. war gestern ein langer Tag.. :fp: Normalerweise weiß ich, was ein IIR und ein FIR Filter macht..
Deren Einsatz oder ein Beispiel darf dennoch mal noch gebracht werden.

Warum haben Lautsprecher im Frequenzverlauf an beliebiger Stelle auf einmal eine Phasendrehung und wie kann man diese vermeiden? EQ oder nur durch Einbau. Sprich 1 LS links und 1 rechts und der linke hat bei 500 ne Phasendrehung dann habe ich ja zum rechten LS eine kurze Auslöschung.

Und das interessiert mich auch.. wie geht ihr dann ran? Allpass? Selbst den haben ja nur die wenigsten DSPs..
 
Wenn die Baugleich sind, frage ich mich aber, warum der eine Lautsprecher eine Phasendrehung hat und der andere nicht.
Wüsste nicht, wie sowas passieren sollte.
 
Vermutlich durch den nicht 100% symmetrischen und Umgebungsgleichen Verbau. Mich würde an dieser Stelle interessieren: wenn das ein Problem ist das tatsächlich immer vorkommt, und wohl auch Auswirkungen klanglich hat: Warum gibt es dann nicht die "eine" Lösung aus den Labors der Audio Ingenieure?

Was ich damit sagen möchte: ist das wirklich ein Problem, oder machen wir es nur zu einem?
 
Erstmal muss eine Lösung geschaffen werden um die Phase korrekt zu messen. Solange es das nicht gibt, brauche ich auch nicht großartig dran rumbiegen. Allpass habe ich auch, anwenden kann ich ihn nicht, da ich die Phase nicht messen kann. Daher langt es, eq Eingriffe klein zu halten und wie üblich mit der Laufzeit die ankopplung anzupassen. Dann passt auch die Phase in dem Bereich.
Grüße Achim
 
Das Problem ist, dass die Phase bedingt durch die ganzen einbaubedingten Verbiegungen usw nicht über die gesamte Bandbreite gleich ist.
Entscheidend ist auch auch nicht, dass sie das ist, da unser Gehör vor allem die Druckschwankungen auswertet.
Sie muss für eine maximale Addition nur auf beiden Seiten gleich sein.

Kleines Verständnisbeispiel: ich habe zwei absolut lineare Lautsprecher R und L
Brife strahlen und direkt an und haben den gleichen Abstand.
bedingt durch Reflexionen gibt es rechts eine konstruktive Resonanz bei 2kHz-4kHzund die Phase ändert sich an diesem Punkt um +90 Grad
Links bewirkt eine Reflexion blöderweise eine destruktive Resonanz bei 2kHz -4kHz und die Phase dreht sich um -90Grad

Sinf beide Lautsprecher richtig gepolt haben wir an dem Punkt 180Grad Phasenversatz und eine komplette Auslöschung.
Der Rest addiert sich perfekt.
Das gesamte Klangbild ist trotzdem verwaschen.
Unser Ziel wäre nun die Phase so zu beeinflussen, dass sie sich auch hier addiert und die Resonanzen auszugleichen.
Ein Allpass von 2-4kHz wäre z.B denkbar.
Wenn man weiß wo die Resonanz entsteht kann man auch versuchen sie mittels Dämpfung zu reduzieren.

Im Auto ist halt das Problem, dass wir ettliche Drehungen durch Reflexionen haben.
Dadurch lässt sich das nicht so einfach messen wie in dem Beispiel.

Grüße Micha :beer:
 
Wenn die Baugleich sind, frage ich mich aber, warum der eine Lautsprecher eine Phasendrehung hat und der andere nicht.
Wüsste nicht, wie sowas passieren sollte.

Wie geschrieben... Überhöhung bilden Phasenunterschiede. Mit einem EQ könnte man das wieder gerade rücken. Warum FIR Filter dann aber besser oder auch schlechter sind, weiß ich aber auch nicht..[

Vermutlich durch den nicht 100% symmetrischen und Umgebungsgleichen Verbau. Mich würde an dieser Stelle interessieren: wenn das ein Problem ist das tatsächlich immer vorkommt, und wohl auch Auswirkungen klanglich hat: Warum gibt es dann nicht die "eine" Lösung aus den Labors der Audio Ingenieure?

Was ich damit sagen möchte: ist das wirklich ein Problem, oder machen wir es nur zu einem?

Es geht um die letzten oder eben auch ersten 20% beim Einstellen der Anlage.. das Thema wird beim Einstellen viel zu wenig betrachtet.
Erstmal muss eine Lösung geschaffen werden um die Phase korrekt zu messen. Solange es das nicht gibt, brauche ich auch nicht großartig dran rumbiegen. Allpass habe ich auch, anwenden kann ich ihn nicht, da ich die Phase nicht messen kann. Daher langt es, eq Eingriffe klein zu halten und wie üblich mit der Laufzeit die ankopplung anzupassen. Dann passt auch die Phase in dem Bereich.
Grüße Achim
Das ist in meinen Augen falsch. EQ-Eingriffe sind eben nötig, um die Phase ordentlich hin zu bekommen, eben um Phasensauereien vom Einbau in den Griff zu begradigen.
Wenn du fragst, wie du die Phase misst, hast du das Thema auf jeden Fall noch nicht verstanden. Auch das mit der LZK machen zu können ist falsch. Ein akusticher TP eines Tmt mit 18dB/Okt wird nicht perfekt an einen akustischen Hochpass eines Hochtöners ankoppelbar sein (akustisch, nicht elektrisch!)

Bei einem Mono-Breitbänder ist die Phase völlig egal. Menschen hören nicht die Phase, sondern den Frequenzgang. Erst bei zwei Stereo-Breitbändern kann ein Allpass nötig werden, wenn die sich gegenseitig in einem gewissen Frequenzbereich auslöschen.
 
Kleines Verständnisbeispiel: ich habe zwei absolut lineare Lautsprecher R und L
Brife strahlen und direkt an und haben den gleichen Abstand.
bedingt durch Reflexionen gibt es rechts eine konstruktive Resonanz bei 2kHz-4kHzund die Phase ändert sich an diesem Punkt um +90 Grad
Links bewirkt eine Reflexion blöderweise eine destruktive Resonanz bei 2kHz -4kHz und die Phase dreht sich um -90Grad

Sinf beide Lautsprecher richtig gepolt haben wir an dem Punkt 180Grad Phasenversatz und eine komplette Auslöschung.
Der Rest addiert sich perfekt.
Das gesamte Klangbild ist trotzdem verwaschen.
Unser Ziel wäre nun die Phase so zu beeinflussen, dass sie sich auch hier addiert und die Resonanzen auszugleichen.

Genau aus diesem Grund sehe ich das:

Daher langt es, eq Eingriffe klein zu halten und wie üblich mit der Laufzeit die ankopplung anzupassen. Dann passt auch die Phase in dem Bereich.

nicht als optimale Herangehensweise an.

Wie geschrieben... Überhöhung bilden Phasenunterschiede. Mit einem EQ könnte man das wieder gerade rücken. Warum FIR Filter dann aber besser oder auch schlechter sind, weiß ich aber auch nicht..

Um genau obiges Problem evtl. zu optimieren, bietet sich ein FIR-Filter an. Ein IIR würde aufgrund seines Phasenneutralen Verhaltens bei der Korrektur der unterschiedlichen Tonalität R/L die Phase dennoch nicht positiv angleichen.

Bei einem Mono-Breitbänder ist die Phase völlig egal. Menschen hören nicht die Phase, sondern den Frequenzgang. Erst bei zwei Stereo-Breitbändern kann ein Allpass nötig werden, wenn die sich gegenseitig in einem gewissen Frequenzbereich auslöschen.

Da lege ich nicht meine Hand für ins Feuer, ein deutlicher Phasensprung könnte evtl. schon wahrnehmbar sein. Da ich das aber effektiv noch nie getestet habe, weiß ich nicht, wie sich dieses Mono äußert, oder ob die Sprünge auch bei Symmetrie R/L nur Stereo hörbar werden.
 
Hallo Moe, wie sich die Phase messen lässt ist klar, nur lässt sich das im Auto nicht sinnvoll umsetzen um verwertbare Ergebnisse zu erzielen. Eben durch die Reflexionen. Minimaler eq Eingriff eben soviel wie nötig, so wenig wie möglich. Das sollte eben reichen. Das ich den eq anpasse um Auslöschung eben durch Phasensauereien generiert nutze ist klar. Die akustische Trennung sollte schon passen. Für gewöhnlich setze ich eine steile Trennung zwischen 24-18db. Diese lässt sich nach Messung optisch kontrollieren. Gegebenenfalls kann ich die Flanke ja auch noch mit dem eq bearbeiten, so daß es passt.

Grüße Achim

Wie ist den deine herangehensweise bei der ankopplung? Wenn ich eine Auslöschung Mitten im Arbeitsbereich habe, trenne ich anders, oder setz den eq anders. Alternativ ein allpass, aber da weiß ich nicht wie man den sinnvoll anwendet.
 
Hallo Achim,

machen wir einen Forentest daraus. So haben wir alle was!

Ich habe leider nicht die technischen Möglichkeiten noch die Zeit das zu testen: Setz dich mal in dein Auto und messe in einem Fenster deine beiden Tmt einzeln und dann zusammen. Ruhig eine geringe Glättung.. gern um 1/3. Das Ganze postest du dann hier und das Forum diskutiert über einen Allpass.

Gerne kann das auch ein anderer User machen, es geht um die praktische Herangehensweise..
 
Bin erst Mitte nächster Woche wieder zu Hause, sonst hätte ich das sofort gemacht. Vielleicht findet sich ja jemand der das machen kann.
 
Es haben doch schon einige User Messungen hochgeladen.
Da wo die Phase stimmt addieren sich R L (ideal 6dB mehr bei Addition zweier kohärenter Schallquellen)
da wo es gleichlaut oder weniger ist in der Summenmessung stimmt sie nicht.

Grüße Micha :beer:
 
Hey, danke für die die vielen Antworten und super was das Thema für eine Eigendynamik entwickelt hat. Ich baue aktuell Doorboards weil das Türvolumen einfach viel zu groß war für meine Eton Home Hifi Hex Lautsprecher. Ich würde sagen ihr unterhaltet euch einfach mal weiter und ich lese fleißig mit und versuche alles zu verstehen und melde mich spätestens dann beim erstellen meines setups wieder in etwa einer Woche. Dann kann man anhand von Bilder von meinen Frequenzgängen vielleicht auch das ein oder andere besprechen.

Finde es sehr interessant was hier so geschrieben wird. Das heißt also die Phase wird auch durch Reflektionen verändert. Diese habe ich auch bisher gehabt, diese stellen an denen sich dann auf einmal nichts mehr oder weniger addiert obwohl der Frequenzgang beider tmt zueinander passt. Das heißt dann ab dort wo die Addition aufhört ist die Phase nicht mehr in Ordnung und die einzige Möglichkeit ist ein Allpassfilter. Der Begriff ist mir neu und muss ich mal ergoogeln. Gibt es noch andere Möglichkeiten mit dem dsp dies zu richten. In meinem Fall habe ich einen Forge DSP.

Ein Weg könnte sein den Pegel in dem Bereich bei beiden LS anzuheben um die fehlende Addition auszugleichen, aber ob das dann Klanglich zum Ziel führt ist eine Frage bei der ich keine Erfahrung habe.

Liebe Grüße Marcel
 
Hättest du den theoretischen Fall, dass du bei einer Frequenz exakt 180° Phasenverschiebung hast, bringt eine Erhöhung bei beiden Lautsprechern nicht wirklich was.
Dann wäre der eine LS z.b. bei +50db und der andere würde durch den Versatz diese 50db wieder runter ziehen. Setzt du jetzt auf beiden Seiten 10db dazu, kommt es auf das gleiche raus.
Du hast dann eben eine komplette Auslöschung der Frequenz.
 
Ein Test ist sehr spannend, mal sehen in welche Richtung es geht;) Wer opfert sich?

Wenn die liebe Zeit nicht so knapp wäre und Moe sein Auto zur Verfügung stellt... könnte ich paar Sachen demonstrieren FIR und Phasenverhalten im Auto... Null Phase am Hörplatz ohne EQ Eingriff, Wiedergabe sehr stark gefenstert, dass nur das Anschlagen einer Trommel oder Triangel hörbar ist (nur sehr geringer Nachhall)
oder anhand eines FIR Filter Weiche, EQ und LZK per Dateischnittstelle in den DSP spielen, DSP Funktion alles auf Flat.

Zum Allpass habe ich früher schon was geschrieben, Passiv (im Auto) habe ich es als Lattice Schaltung realisiert.
Um die Funktionsweise des Allpasses im DSP zu verstehen, messt es elektrisch aus. Messystem auf elektrische Messung stellen und Signal in den DSP spielen... am Ausgang dann den Filter messen, dort ist auch die Anzeige der Phase sehr genau.
 
Tmt einzeln und dann zusammen? Mit Filter und eq oder ohne? Kann euch gerne heute Abend ein paar Bilder reinstellen :beer:
 
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