"Zeitrichtiger" Versatz von Lautsprecherchassis

@ Cay-Uwe: Ich meinte Deinen Eröffnungspost im Thread Sonus Natura Monitor - vielleicht solltest Du diesen hier einstellen. Du hattest dort geschrieben, dass 12-db-Weichen schlechter sind als 6-db-Weichen im Hinblick auf die Phase und es so dargestellt

( 1. Phasenwert 6dB, 2. Phasenwert 12dB
200Hz 0 Grad , 0 Grad
800Hz 0 Grad , 0 Grad
1.6Khz 0 Grad , -45 Grad
3.2kHz 0 Grad , -180 Grad
6.2KHz -80 Grad , -225 Grad

In den obigen Posts (insb. von QAE) liest es sich nun so, als würden solche Phasenverschiebungen nicht auftreten. Was ist denn nun korrekt?

Zitat von sören

@ Cay-Uwe: Ich meinte Deinen Eröffnungspost im Thread Sonus Natura Monitor - vielleicht solltest Du diesen hier einstellen. Du hattest dort geschrieben, dass 12-db-Weichen schlechter sind als 6-db-Weichen im Hinblick auf die Phase und es so dargestellt

( 1. Phasenwert 6dB, 2. Phasenwert 12dB
200Hz 0 Grad , 0 Grad
800Hz 0 Grad , 0 Grad
1.6Khz 0 Grad , -45 Grad
3.2kHz 0 Grad , -180 Grad
6.2KHz -80 Grad , -225 Grad

In den obigen Posts (insb. von QAE) liest es sich nun so, als würden solche Phasenverschiebungen nicht auftreten. Was ist denn nun korrekt?

Wie ich bereits sagte, ist die Betrachtung der Minimalphase bei einen Lautsprecher nicht das Richtige, es muss die reale Phase sein.

Daher ergeben sich diese Diskrepanzen.

Cay-Uwe hat in Post #34 schön beschrieben, dass es den "zeitrichtigen" Lautsprecher nicht geben kann da ein Lautsprecher immer eine endliche Bandbreite hat die nicht bei 0 beginnt. Damit muss man die Suche nach dem "zeitrichtigen" Lautsprecher für gescheitert erklären.
Eine andere (und warscheinlich wichtigere) Frage ist allerdings, welche "Zeitfehler" denn überhaupt hörbar sind. Dazu gibt es einige Untersuchungen auf die man sich beziehen kann. Von Mehrwege-Hörnern mal abgesehen liegt man mit üblichen Lautsprecherkonstruktionen im Mittel-Hochton-Bereich unter der Hörbarkeitsschwelle. Kritisch könnte es lediglich im oberen Bass und Grundton werden. Der wird aber durch die Abbildung einer Sprungantwort kaum sichtbar. Hilfreicher erscheint mir die Darstellung der Gruppenlaufzeit.
Nach meiner Ansicht krankt die Darstellung der Sprungantwort schon an der Skalierung. Sowohl die Amplitude als auch die Zeit werden linear dargestellt, hören tuen wir beides aber eher logarithmisch. Die Darstellung der Gruppenlaufzeit hat dieses Problem nicht.

Sobald die Wellenlänge des Schalls in die Größenordnung des Kopfes kommt, ist die Phase nicht mehr eindeutig, schließlich hören die meisten Menschen mit 2 Ohren. Von daher kann die Phase ab dem Mitteltonbereich nicht mehr zur Ortung herangezogen werden. Solange der Kopf des Hörers nicht unendlich klein ist, verliehrt der Phasengang ab dem Mittelton seine Bedeutung (solange er auf beiden Kanälen gleich verläuft). Man muss sich also über die ein oder andere Umkehrung keine wirklichen Gedanken machen.
Anders im Grundton. Dort sind die Pegeldifferenzen zwischen den Ohren so gering, dass die Pegeldifferenz nicht mehr ausreicht um eine Ortung zu ermöglichen. Aussagekräftiger ist hier die Phase. Das dürfte ein Grund sein, warum der Mensch im oberen Bass und Grundton auf die Phase eher reagiert.
Wenn man sich über die Phase gedanken machen will, dann erscheint mir der Blick auf das Verhalten im Grundton wichtig. Bei ein paar kHz ist eher vergebene Liebesmühe. Dort kann man die Bildchen aufhübschen, das wars aber auch. Wichtiger ist dort eher der Einfluß auf die Richtwirkung - und die geht ebenfalls nicht aus der Sprungantwort hervor.

Zitat

Cay-Uwe hat in Post #34 schön beschrieben, dass es den "zeitrichtigen"
Lautsprecher nicht geben kann da ein Lautsprecher immer eine endliche
Bandbreite hat die nicht bei 0 beginnt. Damit muss man die Suche nach
dem "zeitrichtigen" Lautsprecher für gescheitert erklären.

Das habe ich nicht behauptet, sondern, dass es den idealen Lautsprecher nicht geben kann, da die Bandweite physikalisch und konstruktiv limitiert ist.

Meine Forderung für einen "zeitrichtigen" Lautsprecher habe ich recht deutlich beschrieben:

1. Idealer Bandpass
2. Übereinstimmung der SEO
3. Forderungen an die Weiche

Zitat

Anders im Grundton. Dort sind die Pegeldifferenzen zwischen den Ohren so
gering, dass die Pegeldifferenz nicht mehr ausreicht um eine Ortung zu
ermöglichen. Aussagekräftiger ist hier die Phase. Das dürfte ein Grund
sein, warum der Mensch im oberen Bass und Grundton auf die Phase eher
reagiert.
Wenn man sich über die Phase gedanken machen will, dann erscheint mir der Blick auf das Verhalten im Grundton wichtig.

Das sehe ich genau so, weshalb für mich bei meinen Entwicklungen wichtig ist, dass die Phase sich im Grundton ( ca. 200Hz - 4kHz ) so wenig wie möglich ändert. Ideal wäre wenn sie konstant ist, was man bei einen "zeitrichtigen" Lautsprecher nach meiner Ausführung durchaus erreichen kann.

Das mit der Gruppenlaufzeit sehe ich etwas ambivalent, denn obwohl sie sich aus der Phase berechnet, ist ihre Deutung schwer, da der Phasenbezug verloren geht.

So kann z.B. im Bereich von sagen wir 200Hz - 4000Hz die Gruppenlaufzeit für zwei unterschiedliche Lautsprecher ca. 0s betragen, sich aber bei einen Lautsprecher die Phase 360 Grad "drehen" und bei einen anderen praktisch nicht.

Ich persönlich finde daher den Frequenzgang inklusive Phasengang als die Aussage kräftigere Darstellung.

Zitat

Kritisch könnte es lediglich im oberen Bass und Grundton werden. Der
wird aber durch die Abbildung einer Sprungantwort kaum sichtbar

Doch und zwar recht deutlich, nämlich an den Überschwingen entlang der 0 Achse.

Zitat

Nach meiner Ansicht krankt die Darstellung der Sprungantwort schon an
der Skalierung. Sowohl die Amplitude als auch die Zeit werden linear
dargestellt, hören tuen wir beides aber eher logarithmisch. Die
Darstellung der Gruppenlaufzeit hat dieses Problem nicht.

Dass die Frequenzachse logarithmisch ist, rührt daher, dass man wenn sie linear gewählt werden würde, sie nicht vernünftig dargestellt werden kann. Die Achse würde zu lang werden und somit praktisch nicht darstellbar.

Bei der Schallpegelachse gilt ähnliches und bei der Gruppenlaufzeit wird die Zeit linear dargestellt, zu mindestens bei den Mess- und Simulatonssoftware die ich kenne.

Hallo Cay-Uwe:

Zitat #34:
"Ideal bedeutet in diesen Fall, dass der Lautsprecher alle Frequenzen von 0 Hz ( DC, Gleichstrom ) bis unendlich hohe Frequenzen, wiedergeben muss.
...
So einen Lautsprecher kann es physisch gar nicht geben, denn unter Anderen müsste ein dynamischer Lautsprecher eine massenlose Membran besitzen um unendlich hohe Frequenzen zu übertragen."
==>
genau das hatte ich mit eigenen Worten zusammengefasst, die Kernaussage aber beibehalten.

In deinen weiteren Ausführungen weichst du davon ab und begnügst dich mit einem System begrenzter Bandbreite, zeigst in deinem Prinzipbildchen schon Phasenfehler an den Enden des Übertragungsbereiches. Du nimmst also "Zeitfehler" in Kauf ohne den Begriff "zeitrichtig" zu ändern.
Nun, wenn 2+2=4 dann ist 4 gemeint, nicht 4,5 und auch nicht 5,5.
Eine andere Frage ist, wie genau man es denn gerne hätte und welche Abweichungen man wo noch verschmerzen will. Das ist dann aber eben nicht mehr "zeitrichtig". Dann geht es um die Frage, in welchen Bereichen welche Abweichungen in Kauf genommen werden können. Einig sind wir uns ja darin, dass dies für unsere Zwecke völlig ausreicht. Ich möchte dafür allerdings keinen Begriff benutzen, der verschleidert oder falsch aufgefasst werden könnte. Ich habe kein Problem ein begrenztes System auch so zu benennen.

Welche Darstellungen einem mehr sagen ist bestimmt eine Frage der Gewohnheit. Wenn ich mal aus deinem Beitrag den Bereich von 200-4000Hz ansehe, dann entspricht das einer Periodendauer von 0,25ms bis 10ms. Ich würde das in den üblichen Bildchen zur Sprungantwort nicht so ohne weiteres wiedererkennen. Die 0,25ms gehen fast in der Strichstärke unter, die 10ms fallen rechts aus dem Bild - wo ist dann die Vergleichbarkeit? Mir fehlt sie.
Für Betrachtungen im Bass schaue ich mir gerne die Gruppenlaufzeit*Frequenz an da es ein dimensionsloser Wert ergibt den man sich als Relation zur jeweiligen Periodendauer vorstellen könnte.

Hallo Hubert,

Zitat von hreith

Du nimmst also "Zeitfehler" in Kauf ohne den Begriff "zeitrichtig" zu ändern .... Das ist dann aber eben nicht mehr "zeitrichtig"... Einig sind wir uns ja darin, dass dies für unsere Zwecke völlig ausreicht. Ich möchte dafür allerdings keinen Begriff benutzen, der verschleidert oder falsch aufgefasst werden könnte. Ich habe kein Problem ein begrenztes System auch so zu benennen.

Darüber, dass alle Lautsprecher mit unterschiedlicher "Auswahl an Kompromissen" arbeiten, damit behaftet oder "ausgestattet" sind, dürften wir uns ja alle einig sein.

Bitte schlage doch eine Vokabel oder Sprachregelung anstatt "zeitrichtig" vor, denn genau durch diesen sprachlichen Mangel, der zugegebenermassen "nicht vorhandene Perfektion" impliziert, entzündet sich ja ein Teil der kontroversen Diskussionen!! Mit einer guten Bezeichnung liesse sich das sicher etwas dämpfen.

Gruß,
Winfried

Zitat von wgh52

Bitte schlage doch eine Vokabel oder Sprachregelung anstatt "zeitrichtig" vor, denn genau durch diesen sprachlichen Mangel, der zugegebenermassen "nicht vorhandene Perfektion" impliziert, entzündet sich ja ein Teil der kontroversen Diskussionen!! Mit einer guten Bezeichnung liesse sich das sicher etwas dämpfen.

Dem kann ich mich nur anschließen. Ein seriöser Hersteller wird auch eher eine optimierte Lösung anbieten. Dem "richtigen" bzw. "absoluten" Lautsprecher bin ich noch nie begegnet und wird wohl eher als heiliger Gral gesucht als gefunden werden.

Meine Erfahrung liegt so um die 10kHz wo Signale für mich aufhöhren, laufzeitbedingt ortbar zu werden. In der Tat steht da mein Kopf wohl etwas im akustischen Weg...

In meinen Boxen habe ich den Hochtöner auch etwas nach hinten gelegt um eben die Zeitachse ein wenig anzupassen. Die Membranen von HT und TMT stehen also deutlich näher einander als bei konventioneller Montage des HT direkt auf der Frontplatte. Dann habe ich mal ein wenig experimentiert und den HT eben auf Ebene der Frontplatte vorgezogen. Eine beschreibbare Veränderung konnte ich nicht hören, vielleicht war ich auch einfach nicht so gut in Form an jenem Tag...

Gemessen habe ich mangels geeigneten Equipment nichts. Werde ich später mal nachholen. Die Weichenanbindung ist übrigens 2500Hz/6dB Flankensteilheit. Wie ich hörte, also kein dramatischer Effekt um den es lohnt, sich deshalb in die Haare zu kriegen.

Dennoch ist eine meßtechnisch nachvollziehbare Aufbereitung dieses Themas eine willkommende Bereicherung in diesem Forum, denn nach Drehern bieten vor allem Lautsprechersysteme immer noch eine weitreichende Entwicklungsmöglichkeit.

Optimieren ist gut. Es zeigt, wo der Entwickler seine Schwerpunkte legt.
Allerdings zeigt es auch das Problem. Optimieren heißt meist, einen Parameter verbessern - auf Kosten vieler oder aller anderen.
Wer mit 6dB-Weichen das "Zeitverhalten" optimiert tut dies auf Kosten der Richtwirkung, auf Kosten der Intermodulation, auf Kosten der Belastbarkeit, ... Wenn es sich hinterher anders anhört - wer will schon genau wissen woran es lag wenn zwangsweise viele Parameter unterschiedlich waren?

Das nette an elektronischen Mitteln (z.B einem dsp) ist, dass man damit sehr gezielt einen Parameter (z.B das "Zeitverhalten") ändern kann ohne andere Parameter zu verändern. Und man kann es sehr schnell umschalten um mit Musik einen Hörvergleich zu machen. Mir ist keine andere Methode bekannt die das leisten würde. Meine Vollbereichs-Elektrostaten haben von Hause aus eine nahezu perfekte Sprungantwort. Ich kann Ihnen (mit dem dsp) sehr einfach auch das Phasenverhalten eines typischen 2 oder 3Wegerich mit beliebiger Trennfrequenz geben. Für meinen Teil lässt sich damit die Hörbarkeit des "Zeitverhaltens" beurteilen und ich bin zum Schluß gekommen, dass es wichtigere Dinge im Leben gibt sofern dieses "Zeitverhalten" nicht völlig daneben ist.

Bei echten Mehrwegerichen würde ich das "Zeitverhalten" und den Versatz der Schallquellen dennoch nicht unterbewerten. Wenn z.B HT und MT nicht auf einer Linie liegen, dann ergeben sich zwischen den Wegen frequenzabhängige Phasendrehungen welche die Entwicklung der Weiche erschweren können. Das Problem dürfte umso größer werden, je breiter der Überlappungsbereich und je höher die Trennfrequenz ist. Flache Filter sind also kaum ohne möglich.
Beispiel - 2Wegerich mit idealen Treibern und 6dB-Weiche bei 3kHz:
[Blockierte Grafik: http://nacl.de/audiomap/6db/6dB_3khz_0cm.gif]
Wenn beide Zweige auf einer Achse liegen, folgt die gewünschte Funktion. Liegen sie auch nur 1cm auseinander, dann verbiegt sich das Ergebnis sehr deutlich. Nun folgt eine Wegdifferenz von 1cm auch leicht, wenn man die Abstrahlung nach oben oder unten betrachtet. .....

Hallo Hubert,

da sind wir wohl ganz gut beieinander.

Zitat von hreith

Das nette an elektronischen Mitteln (z.B einem dsp) ist, dass man damit sehr gezielt einen Parameter (z.B das "Zeitverhalten") ändern kann ohne andere Parameter zu verändern. Und man kann es sehr schnell umschalten um mit Musik einen Hörvergleich zu machen. Mir ist keine andere Methode bekannt die das leisten würde....

Genau die Methode habe ich bei der Aktivierung meiner 3-Weg-Lautsprecher verwendet. Die Chassis sind bei dieser Box zwar bereits versetzt, aber in meinem Falle ergab die Delayabstimmung dann doch signifikante Werte, welche die Wiedergabe meiner Empfindung nach positiv in der räumlichen Abbildung beeinflussten, die Tonalität veränderte sich weniger.

Zitat von hreith

...Für meinen Teil lässt sich damit die Hörbarkeit des "Zeitverhaltens" beurteilen und ich bin zum Schluß gekommen, dass es wichtigere Dinge im Leben gibt sofern dieses "Zeitverhalten" nicht völlig daneben ist...

Nun ja... in meinem Falle hat's jedenfalls so viel gebracht, dass ich dabei blieb. Ich bezeichne meine LS nicht als zeitrichtig, würde eher sagen Laufzeit-/Phasenoptimiert. Aber das kommt neben Delays und Versatz auch durch den Einsatz völlig anderer Filter und Übergangsfrequenzen als in der passiven Version, ich war ja schon lange an der Sache dran und bin seit über zwei Jahren fertig mit der Aktivierung.

Gruß,
Winfried

Hi Winfried,

es ist ja kein Nachteil auf die "Zeit" zu achten - sofern man sich damit keine Nachteile an anderen Stellen einhandelt.
Ein elektronisches Delay und ein Versatz der Schallwand wirken nicht gleich, sie wirken lediglich auf Achse gleich. Dafür hat das Delay den Vorteil, dass es sich einfach abstimmen lässt und keine Kanten (Reflexionen) am Gehäuse erzeugt.

Ich denke wir sollten die "Kirche im Dorf lassen", denn wenn man es genau nimmt ist jegliche Übertragungsstrecke, die sich wie ein Bandpass verhält mit Phasendrehungen und somit auch "Zeitfehlern" ( Gruppenlaufzeiten ) behaftet.

Dazu gehören Verstärker jeglicher Art, Pick-Ups von Plattenspielern, DACs, DSP-Weichen, eigentlich alle Komponenten die wir in HiFi einsetzen.

Von den Komponenten erwartet man einfach das bestmögliche Zeit-, Phasen und Übertragungsverhalten und beim Lautsprecher ist das dann plötzlich egal ...

Das kann doch nicht sein, oder ?

Zitat von Rafael

Hallo,

...drum habe ich "zeitrichtig" ja auch in Anführungszeichen gesetzt...Nur so,

Rafael

Ich auch

Hi Cay-Uwe,

stimmt.
Wenn wir von ca 20Hz bis ca 16kHz hören können - ist dann eine Bandbreite bis 500kHz besser als eine bis 300kHz ?
Ist es dann hilfreich bei 500kHz von "richtig" zu reden und damit zu unterstellen, dass 300kHz nicht richtig sei?
Sollte man dann von den 500kHz auf gewisse Klangeigenschaften schließen welche das 300kHz-Gerät nicht haben kann?
Oder ist das eher ein Streit um des Kaisers Bart und man sollte sich lieber auf wichtigere Dinge konzentrieren?

Etwas konkreter zur "Zeitrichtigkeit" - solange die "Zeitfehler" des Lautsprechers einen ausreichenden Abstand zur Hörbarkeit haben sollte man aus den letzten Krümeln keinen Elefanten machen. Ich jedenfals würde einer klassischen Sprungantwort nicht unterstellen, dass sie hörbare "Zeitfehler" darstellt und ich würde einem Lautsprecher mit schönerer Sprungantwort nicht unterstellen dass er deswegen hörbar weniger macht oder besser klingen würde. Wenn ein Wert ausreichend gut ist, dann scheinen die Klangunterschiede eher an anderen Werten zu liegen.