Interferenz - einmal gut und dann wieder böse

[Franky]

Ich habe mir in der Vergangenheit und zunehmend in der Gegenwart darüber Gedanken gemacht warum einerseits Interferenz als naturgegeben zu akzepieren ist und anderseits künstlich erzeugte Interferrenz auserhalb des natürlichen nicht gewünscht ist. Warum soll die schlechter sein?

Jeder Lautsprecher ausser Sonderfällen wie z.b. DML Panels erzeugen ihre Richtwirkung durch die schnöde Fläche der Membran oder den Abstand von Membranen zueinander. Die Richtwirkung wird durch Auslöschung sprich Interferenz erzeugt.

Anderseits wird bei Frequenzweichenschaltungen immer das Dogma vertreten das im Filterbereich es korrekt zugehen muß. Die Schalladdition soll immer so sein das der Gesamtpegel immer über den Einzelpegeln der Chassis liegt.

Warum eigentlich? Irgendwann hat wohl mal einer erzählt das das so sein muß. Ich meine nicht. Die klassischen Filtertheorien gehen immer von linearen Verhalten aus. Das machen vielleicht Verstärker aber nie und nimmer Lautsprecher.

Ich habe aus einfachen Versuchen die Erfahrung gemacht das das klanglich nicht immer der beste Weg sein muß. Manchmal hören sich Konstruktionen einfach deutlich besser an wenn man dieses Dogma einfach mal verlässt. Ich höre da gerade mit einer alten Coral Konstruktion die so ist und die gefällt mir. Die erste Konstruktion die ich nach so einer anderen Philosophie entwickelt gesehen habe war eine von Michael Weidlich mit ESS-AMT1 und Excel-Chassis drumherum.

https://www.weidlich-audio.de/ess-gas-1.html

Der scherte sich um das alte Dogma einfach nicht und baute einen sich breitbandig überlappenden Lautsprecher der aufgrund von Interferenz einen halbwegs geraden Frequenzgang erzeugte. Die Einzelfrequenzgäge der Chassis lagen in großen Bereichen über dem des Gesamtlautsprechers. Ziel war eher das alle Chassis zeitgleich auf das Eingangssignal anspringen.

Er hatte die Eier und hat es sogar in der Hobby Hifi veröffentlicht.

Die Frage ist einfach nur - warum ist Interferenz einmal ok und dann wieder nicht?

Genau diese Frage hat man auch im LS 3/5 Battle.

[ctrl]

Hallo,

Anderseits wird bei Frequenzweichenschaltungen immer das Dogma vertreten das im Filterbereich es korrekt zugehen muß. Die Schalladdition soll immer so sein das der Gesamtpegel immer über den Einzelpegeln der Chassis liegt.

Warum eigentlich? Irgendwann hat wohl mal einer erzählt das das so sein muß.

Wegen ein paar Grad Abweichung in der Phasenlage rauf ich mir auch nicht die Haare (zumal nur noch wenige da sind).
Ein Problem bei größeren Abweichungen oder gleich gänzlichen Verzicht auf definierte Filterflanken liegt in der dann undefinierten vertikalen Abstrahlung.

Die vertikale Hauptabstrahlkeule, so sie dann überhaupt noch ausgeprägt ist, kann dann schon mal heftig schräg nach oben oder unten zeigen oder maximale Auslöschung/"Schallminimum" auf Abhörhöhe entstehen. Was dann extreme Klang- und Lautstärkeschwankungen bei nur kleinen vertikalen Winkeln entstehen lässt.

Ferner kann theoretisch auch in der horizontalen Abstrahlung allerlei Ungemach entstehen, wenn dann unter größeren Winkeln die Phasenlagen plötzlich passen und optimale Schalladdition stattfindet oder das umgekehrte Phänomen eintritt.***

Das kann durchaus noch klingen, macht aber sicher Probleme mit anderen psychoakustischen Effekten (Räumlichkeit, Ortung,...) wenn z.B. die ersten Reflexionen (vertikal oder horizontal) plötzlich lauter sind als der Schall im Direktfeld.

*** Wobei das wohl eher bei großen Überlappungsbereichen mit unterschiedlich abstrahlenden Chassis auftreten könnte.

Gruß Armin

[Franky]

Es kann theoretisch aber genau das Gegenteil auftreten.

[ctrl]

Hallo,

Es kann theoretisch aber genau das Gegenteil auftreten.

Klar, es könnte durch Zufall eine bisher unentdeckte, genial abstrahlende Filterkombination gefunden werden. Der Glückspilz bekommt genau das, alle anderen werden durch die Wahrscheinlichkeit niedergestreckt

Gruß Armin

[Cap]

Ich stecke ja noch nicht so tief drin und verstehe wahrscheinlich genau deswegen nicht, wie man dem verlinkten LS eine "phasenrichtige Abstrahlung" bescheinigen kann, wenn es doch zu (wenngleich absichtlichen) Auslöschungen kommt ...

[Franky]

Ich fang ja jetzt erst an mit dem Ding

[Franky]

@CTRL
vielleicht mal etwas abseits bekannten Wegen gehen. Oder bist du der Meinung das du die Wahrheit gepachtest hast. Ich finde es immer spannend einfach mal neues auszuprobieren. Mein Vorteil ist - ich kann es.

[mtthsmyr]

Ziel war eher das alle Chassis zeitgleich auf das Eingangssignal anspringen.

Ich vermute, dass das ein recht wichtiger Punkt ist.

Ich habe den Eindruck, dass häufig zu sehr darauf geschaut wird, was am Hörplatz passiert. Da werden tw. die Laufzeiten miteingerechnet und an der Phase geknetet, dass am Hörplatz bei der Trennfrequenz eine saubere Phasenlage entsteht. Häufig erzeugt man aber gerade damit erst die Situation, dass das Gehör den von den Treibern angestrahlten Schall als voneinander getrennte Schallereignisse wahrnimmt.

Gibt ja auch Lehrbuchfilter, die keine 6-dB Addition liefern. Phasenkohärent (mit ggf. konstantem Phasenoffset) sind aber glaube ich die meisten.

[ctrl]

Hallo,

Oder bist du der Meinung das du die Wahrheit gepachtest hast.

Franky, bitte bleib sachlich. Ich habe dich in keiner Wiese persönlich angegriffen oder beleidigt.

Du hast eine Frage gestellt, ich hab dir geantwortet - wie es im Forum üblich ist.

Gruß Armin

[JFA]

Anderseits wird bei Frequenzweichenschaltungen immer das Dogma vertreten das im Filterbereich es korrekt zugehen muß. Die Schalladdition soll immer so sein das der Gesamtpegel immer über den Einzelpegeln der Chassis liegt.

Warum eigentlich? Irgendwann hat wohl mal einer erzählt das das so sein muß. Ich meine nicht. Die klassischen Filtertheorien gehen immer von linearen Verhalten aus. Das machen vielleicht Verstärker aber nie und nimmer Lautsprecher.

Ist das ein Dogma? Ich ignoriere das immer geflissentlich, ein wenig Interferenz sieht vielleicht nicht perfekt aus, schadet aber auch nicht.

Oder etwas wissenschaftlicher ausgedrückt: wo möchte man denn keine Interferenz haben? In 1m Abstand? In 2m? In 70, 80, 90 cm Höhe?

Was bedeutet es denn, wenn die Summenkurve unter den Einzelkurven liegt? Doch nur, dass die ideale Addition nicht an der Messposition stattfindet (vulgo: die Hauptabstrahlkeule (HAK) woanders hin zeigt). Also entweder darunter oder darüber. Jetzt kann man sich das also entweder schön messen (Mikrofon verstellen) oder sich Gedanken um die Auswirkungen machen.

Unabhängig davon, ob die HAK nach unten oder oben zeigt hat das drei Konsequenzen:
1.) der Klang ist vom Hörabstand abhängig
2.) der Klang ist von der Ohrhöhe abhängig
3.) man erzeugt eine Reflektion, die unter Umständen stärker ist als der Direktschall.

Sofern man nicht einen voll vertikalsymmetrischen Lautsprechern aufbaut ist 1.) immer so. Punkt*. Man kann den Einfluss verringern, indem man lange herumoptimiert, aber er ist da.
2.) lässt sich auch nur theoretisch durch ideale Linearrays vermeiden**.
3.) ist dagegen schon spannender. Das Gesetz der ersten Wellenfront erlaubt es uns, Reflektionen auszublenden, wenn diese innerhalb eines Zeitfensters einen zum Direktschall relativen Pegel nicht überschreitet. Hier liegt also eine theoretisch Grenze: wenn die HAK im falschen Winkel liegt, und zu laut ist, dann kann ihre Reflektion hörbar werden.

Zusammengefasst gilt eigentlich wie immer: Interferenzen kommen vor, lassen sich nicht vermeiden, und sollten einfach nur gering gehalten werden.

* Jajaja, Linkwitz/Riley, blablabla, da wird auch einfach ein Punkt im Unendlichen (genauer: Hörabstand deutlich größer als Treiberabstand) angenommen, das kann ich auch

** Nein, vertikale constant-directivity ist nicht zwangsläufig gleicher Klang unabhängig von der Ohrhöhe. Fletcher-Munson, anyone?

[phase_accurate]

Die Einzelfrequenzgäge der Chassis lagen in großen Bereichen über dem des Gesamtlautsprechers. Ziel war eher das alle Chassis zeitgleich auf das Eingangssignal anspringen.

Konstantspannungsweichen verhalten sich von Natur aus so, dass immer mindestens ein Treiber in der Nähe der Uebernahmefrequenz pegelmässig über dem Summenpegel liegt. Der Vorteil der "Zeitrichtigkeit" dieser Weichen muss mit den Nachteilen der unregelmässigen Abstrahlung und einer Verschlechterung des Wirkungsgrades erkauft werden.

Gruss

Charles

[ctrl]

Hallo,

hier noch ein (wahrscheinlich schon bekannter) Link zu einer theoretischen Betrachtung von "Power Response in Speaker Design" welcher sich indirekt mit der vertikalen Abstrahlung (und den Haupt-Abstrahlkeulen) bei verschiedenen Filtern beschäftigt.

Da bei rein theoretischen Betrachtungen die Auswirkungen meist dramatischer aussehen als sie dann in der Realität sind, da dort noch viele weitere Faktoren wie Schallwand, Kantendiffraktion, Schallführungen,... die Filterung beeinflussen, hier einfach mal ein Paar Simulationen zu definierte Filterflanken versus "Interferenz mit einem halbwegs geraden Frequenzgang" - oder wie Franky sagte "gute" gegen "böse" Interferenz.

Habe gerade in ABEC nichts anderes bereit liegen als die Simulation eines Top-Teils mit Waveguide:

Bei einem "normalen" 2-Weger könnten die Ergebnisse etwas dramatischer aussehen, da dort die Abstrahlung unter Winkeln nicht so gleichmäßig ist - wie gesagt, hab nichts besseres...

Um nicht ewig an der Modellierung der Filterflanken zu sitzen, werden einfach unterschiedliche definierte Filter kombiniert. Völlig "willkürliche" Filterflanken die sich breitbandig Überlappen und kombiniert auf Achse einen linearen Schalldruckverlauf aufweisen, würden natürlich viel extremere Ergebnisse liefern.
Da es sich um eine Simulation handelt und das Gehäuse schon optimiert ist, "zappeln" die Schalldruckverläufe viel weniger als in der Realität. Dadurch sehen die Simulationen gerade bei großer Überlappung "schöner" aus als im wahren Leben.

Die Reihenfolge der unterschiedlichen Betrachtungen:
1. Klassiche Trennung LR 4. Ordnung@2.7kHz
2. BW 3. Ordnung mit LR 6. Ord. @2.7kHz
3. BW 1. Ordnung@2.5kHz mit LR 6. Ord.@3kHz
4. BW 1. Ordnung@2.7kHz mit LR 2. Ord.@2.7kHz
5. BW 4.Ord@1.8kHz mit BW 4.Ord@2kHz

Wir beginnen ganz klassisch mit Linkwitz-Riley und gehen dann zu verschiedenen Kombinationen unterschiedlicher Filter, wobei die Überlappung der Filterflanken immer mehr gesteigert wird 2./3./4.

In Simu 5 wird dann noch die angestrebte Trennung des Projekts mit BW 4.Ord@1.8kHz mit BW 4.Ord@2kHz mit, laut "Filtertheorie", um Faktor 1.13 verschobenen Trennfrequenzen gezeigt (ist vertikal auch nicht ganz optimal).

Zuerst die Trennung und FG auf Achse, dann das normierte vertikale Sonogramm ***:




Wie gesagt, durch die sehr gleichmäßige Abstrahlung der Chassis, fallen die Ergebnisse sicherlich deutlich besser aus, als in der Realität bei Einsatz von Chassis ohne Waveguide und großer Überlappung.
Denke aber die angesprochenen möglichen Probleme in der vertikalen Abstrahlung kann man gut erkennen.

*** Nicht wunder wenn die Skalierung der Sonogramme leicht differiert. Die Skalierung wurde so gewählt, dass die bestmögliche Differenzierung ermöglicht wird.

Gruß Armin

[ctrl]

Hallo,

noch der Vollständigkeit halber, breite Überlappung unterschiedlicher Filter und tiefere Trennung:

6. BW 1. Ordnung@2kHz mit LR 2. Ord.@2kHz




Gruß Armin

[roomcurve]

Oder man nimmt gleich einen gescheiten Coax im mittelhochtonbereich und lässt die ganze Probleme und Kompromisse im Keim ersticken.

[sonicfury]

Neben dem was JFA schon sschon ausgeführt hat folgendes:

Ich höre es nicht. Anhand mehrerer Versuche mit den Vollaktiven LS kann ich sagen "zeitrichtig" ist völlig unwichtig für "mein Hörsystem".

Was ich allerdings extrem höre ist:

Veränderungen des Verhältnisses Direkt zu Indirektem Schall, im weitesten Sinne reagiere ich also auf das Abstrahlverhalten. Das Abstrahlverhalten ist sehr direkt mit der Anatomie der Weiche verbunden (Steilheit, Keulen usw).

[fosti]

Ich sehe neee höre das genau wie Jens, wenn die Phase nicht komplett durch eine "kranke" Konstruktion wegläuft gibt es wichtigere Dinge. Auch muss es nicht zwingend ein Koax sein. Alles hat seine Vor- und Nachteile. Die lambda/2 Regel funzt auch ganz gut. Auch muss man nicht "die Eier in der Hose haben" so etwas Abstruses wie der Weidlich vorzustellen, sondern eher die "langweiligen" Sachen, welche aber vorhersagegemäß funktionieren.


EDIT: Ich habe die HH 5/2002 und ich habe den Verdacht, dass die Weiche (was für ein Bauteilgrab, dass selbst BT Albträume bekommt) nur (!!) darauf getrimmt ist, die Spungantwort (auf Achse!) ach so hübsch aussehen zu lassen....


Quelle: https://www.weidlich-audio.de/mediapool/138/1381359/resources/43833216.jpg

EDIT 2: Ich finde den LS sogar ansprechend. Allerdings hätte ich es genau anders herum gemacht: Ohne diesen riesigen Übernahmebereich von 1,5-5kHz, und der D'Appo Verschaltung des TMT ober und unterhalb des AMT. Nur der untere läuft als reiner TT. Ich würde die beiden äußeren TMT als TT laufen lassen und den unter dem AMT als MT (wegen mir auch als TMT). Ich befürchte das hört sich besser an, als der Interferenzbrei.....


EDIT3: Ach ich baue das als Projekt auf...den AMT habe ich eh' in meinem Fundus und es müssen ja nicht die roten Seas sen....einmal als Interferenzmaschine und einmal in langweilig......

[Cap]

Ich bekenne mich mal als "Phasenhörer".

Daher noch mal die Frage, wie man die Interferenzen als phasenrichtig bezeichnen kann.

Ist wirklich eine Frage, keine Kritik.

[fosti]

Moin Cap,

manchmal möchte man ja einfach einem solch "elitären" Kreis zugehören. Ich halte es eher so:

"Do it blind! If you know what you're listening to, I don't care what you think." (Dr. Floyd E. Toole)

Zur Interferenzfrage: Was möchtest Du wissen? Es gibt Schwingungen von unterschiedlichen Entstehungsorten, die sich an der Stelle meiner Ohren mal mehr oder weniger in der Phase richtig oder falsch überlagern können. It's simple as that.


Richtig oder falsch ist vielleicht nicht so korrekt: Konstruktiv oder destruktiv trifft es richtiger....und es gibt nicht schwarz oder weiß.....dazwischen sind alle grau"töne" möglich.

EDIT2: Du bezeichnest Dich als "Phasenhörer", weißt aber nicht so richtig, was das überhaupt ist????????????

[miwa]

Ich stecke ja noch nicht so tief drin und verstehe wahrscheinlich genau deswegen nicht, wie man dem verlinkten LS eine "phasenrichtige Abstrahlung" bescheinigen kann, wenn es doch zu (wenngleich absichtlichen) Auslöschungen kommt ...

Ja, aber Auslöschungen auf Grund gleich abgestrahlter Frequenzen infolge der großen Überlappungsbereiche der beteiligten Chassis und nicht durch Phasendrehungen/Phasenfehler.

LG Micha

[fosti]

Moin Micha,

sehr treffend! Da muss man unterscheiden!