LS-Abstimmung: Nahfeld vs. Abhörplatz

[Mr.Dice]

Moin zusammen,

ich habe meine Lautsprecher endlich fertig gebaut, zumindest was den handwerklichen Teil angeht. Jetzt bin ich dabei das ganze abzustimmen und nach vielen Messungen tauchen einige Fragen auf. Es handelt sich um Tops mit 30cm Tractrix Horn und 12" TMT und vier Subwoofer, aktiv entzerrt mit Aurora und alles in CB.

Als die Gehäuse noch roh waren hatte ich schon eine Weile damit gehört und grob nach Gehör abgestimmt. Trennfrequenz bei 1100Hz mit LR36 dB Filtern. Im Mittelhochton hat mir das subjektiv schon sehr gut gefallen. Im (Kick-)Bassbereich hat es aber definitiv gefehlt. Das haben die Messungen nun auch bestätigt. Das liegt zum Teil am Raum, aber auch an dem flachen Abfall des TMT unter ~200Hz.

Mit dem DSP kann man ja glücklicherweise relativ einfach den Frequenzgang gerade ziehen. Da gibt es aber grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
1. Jeden Treiber im Nahfeld messen und FG glattziehen
2. An der Abhörposition messen was an Schall ankommt und dementsprechend den FG korrigieren

Ich habe beide Optionen ausprobiert und als Presets gespeichert. Was macht über das gesamte Spektrum 30Hz – 20kHz mehr Sinn? Sollte ich noch Winkel- und Impedanzmessungen machen, um die LS vernünftig beurteilen zu können? Subjektiv gefällt mir die Entzerrung am Abhörplatz vor allem im Mittelhochtonbereich besser. Aber richtiger fühlt sich die Entzerrung im Nahfeld an wenn es um den Mittelhochton geht, weil man dann weiß, dass alles was nicht ordentlich klingt vom Raum kommt und nicht von den LS. An der Raumakustik wollte ich nämlich auch noch arbeiten. Unter 100Hz muss man natürlich mit dem DSP ran. Da bekomme ich einiges an Roomgain und Moden.

Ich stelle hier mal einige Messungen ein. Falls euch etwas auffällt, dann würde ich mich über einen Hinweis freuen.

[MarsianC#]

Sollte ich noch Winkel- und Impedanzmessungen machen, um die LS vernünftig beurteilen zu können?

JA! Alles in VituixCAD laden und dann entscheiden wie es weitergeht, zumindest was den Bereich oberhalb der Schröderfrequenz angeht. Ansonsten wirst du nie wissen ob das Problem durch den LS oder den Raum ensteht.
Im Bass reichen Nahfeldmessungen, den Rest am Hörplatz entzerren.

[wgh52]

Hallo Marius,

die mit viel Mühe so weit gediehenen Lautsprecher nur auf Hörachse optimal abzustimmen muß nicht zum besten oder optimalen Ergebnis führen, ein guter erster Schritt ist das aber allemal. Wichtig ist auch das Abstrahlverhalten außerhalb der Hörachse möglichst ausgewogen zu gestalten, denn viel vom Klangeindruck entsteht durch reflektierten und Diffusschall. VirtuixCAD hilft da auch weiter. Aber ja: Das wird aufwendig, aber der Lohn der Mühen ist signifikant!

Viel Erfolg!

[Mr.Dice]

Hier die Messungen.

-TMT mit HP bei 2kHz, HT mit LP bei ca. 1100Hz, sonst keine EQ Einstellungen:

Hier fällt der Einbruch bei ca. 1,5kHz auf. Woran kann das liegen und wie entzerre ich das?

-Nahfeldmessung der einzelnen Wege nach der EQ- Einstellung. Rot= Entzerrung am Hörplatz, Blau=Entzerrung Nahfeld. Beim TMT habe ich die High- und Low Shelf Filtern gearbeitet, um möglichst linear von 100Hz bis 1,1kHz zu kommen:

Bei der blauen Kurve fehlt ein Low Shelf ab ca. 200-300Hz mit +3dB

-Messung am Abhörplatz:

Mit entsprechendem Low Shelf sollte der Bassbereich unter 300Hz ähnlich sein.

[Mr.Dice]

JA! Alles in VituixCAD laden und dann entscheiden wie es weitergeht, zumindest was den Bereich oberhalb der Schröderfrequenz angeht. Ansonsten wirst du nie wissen ob das Problem durch den LS oder den Raum ensteht.
Im Bass reichen Nahfeldmessungen, den Rest am Hörplatz entzerren.

Von VituixCAD habe ich (noch) gar keine Ahnung Ist es nicht andersherum? Im Bass am Hörplatz entzerren und den Mittelhochton mit Nahfeldmessungen? Gerade wenn die beiden Mains mit vier Subs spielen, ist es doch wichtig zu wissen wie das Zusammenspiel mit Raumeinfluss am Hörplatz klingt. Mittelhochton bekommt man vielleicht mit Absorption in den Griff.

Wichtig ist auch das Abstrahlverhalten außerhalb der Hörachse möglichst ausgewogen zu gestalten, denn viel vom Klangeindruck entsteht durch reflektierten und Diffusschall.

Ich bin davon ausgegangen, dass das Abstrahlverhalten mehr oder weniger vorgegeben ist durch das Horn. Der TMT sollte ja mit steigender Frequenz bündeln. Daher (und auch aus Faulheit) habe ich noch keine Winkelmessungen gemacht. Mir ist aber bewusst, dass ich nicht drumherumkomme.

[MK_Sounds]

Ich denke da muss man evtl. zuerst die Begrifflichkeiten definieren:
Es gibt Nahfeld vs. Fernfeld und Freifeld vs. Diffusfeld.

Einen Lautsprecher kann man nicht im Nahfeld (der Chassis) abstimmen. Ich vermute was du meinst ist das Freifeld?
Den Lautsprecher stimmt man für gewöhnlich im Freifeld ab (durch eine gegatete Messung in 1 m Entfernung, was im Normalfall schon Fernfeld ist + eine Messung des Basses im Nahfeld).
Die Raumkorrektur am Abhörplatz, also im Diffusfeld, macht man dann später als Über-Alles-Entzerrung.

[Azrael]

Da gibt es aber grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
1. Jeden Treiber im Nahfeld messen und FG glattziehen
2. An der Abhörposition messen was an Schall ankommt und dementsprechend den FG korrigieren

Es gibt da noch eine dritte Möglichkeit: im Fernfeld, allerdings unter Ausblendung der Raumeinflüsse messen. Fernfeld heißt hier, so ein bis zwei Meter Abstand. Das macht man, indem man das Mess-Setup inkl. dem Messprobanden in eine Position bringt, so dass reflektierende Flächen (Wände, Boden, Decke, Möbel, etc.) möglichst weit entfernt sind. Nach der Messung kann man die ersten ankommenden Reflexionen in der Impulsdarstellung mittels Fenstern ausblenden. Mit diesem Setup kann man dann auch Winkelmessungen machen.

Es gibt dann keine Informationen über den Bassbereich. Die kann man per Nahfeldmessung (wirklich so nah wie möglich) an Tieftöner und evtl. vorhandenem Port erhalten, die man dann trickreich mit den Fernfeldmessungen zusammenfügen kann.

Messungen mit vollem Raumeinfluss - etwa vom Hörplatz aus - würde ich nur für Raumanpassungen unterhalb der Schröderfrequenz (die liegt in üblichen Wohnräumen wohl so bei 300 Hz) machen.

Viele Grüße,
Michael

[Mr.Dice]

Ich denke da muss man evtl. zuerst die Begrifflichkeiten definieren:
Es gibt Nahfeld vs. Fernfeld und Freifeld vs. Diffusfeld.

Einen Lautsprecher kann man nicht im Nahfeld (der Chassis) abstimmen. Ich vermute was du meinst ist das Freifeld?
Den Lautsprecher stimmt man für gewöhnlich im Freifeld ab (durch eine gegatete Messung in 1 m Entfernung, was im Normalfall schon Fernfeld ist + eine Messung des Basses im Nahfeld).
Die Raumkorrektur am Abhörplatz, also im Diffusfeld, macht man dann später als Über-Alles-Entzerrung.

Bei der Nahfeldmessung hatte ich das Mikro 1-2cm von der Dustcap bzw. direkt am Hornmund. Dann habe ich solange am DSP gespielt bis ich im Nahfeld einen relativ glatten FG hatte. Natürlich jeden Treiber einzeln gemessen. Auf den Messungen ist das die blaue Kurve. Bei der roten Kurve hatte ich das Mikro ca. 3,5m vom LS am Hörplatz im Stereo-Dreieck und dann solange am DSP gespielt, bis der FG am Hörplatz relativ linear war. So war das gemeint. Gefensterte Messungen habe ich auch gemacht im Abstand von ca. 80cm. Da bin ich mir aber nicht sicher, ob da alles korrekt war. Kann ich bei Interesse auch mal hochladen.

[MK_Sounds]

Bei der Nahfeldmessung hatte ich das Mikro 1-2cm von der Dustcap bzw. direkt am Hornmund.

Und mit welchem Ziel? Einen Lautsprecher breitbandig ohne Schallwandeinfluss zu messen bringt einem ja keinerlei nützliche Information.

Die übliche/einfachste Vorgehensweise wäre:
1. Chassis unbeschaltet auf deren Achse oder auf angestrebter akustischer Achse des Gesamtkonstrukts in 1 m Entfernung mit Gate vermessen.
2. TMT im Nahfeld (2-4 mm vor Membran) messen.
3. Pegel skalieren und fügen.
4. Filterung simulieren.
5. Im Diffusfeld (Mikro in 90° Position nach oben + zugehöriger Kalibrierung) messen.
6. Über-alles-Entzerrung machen.


Edit:
Bedenke bei deinen Nahfeldmessungen, dass je größer die Quelle ist, die obere Frequenzgrenze der Nahfeldmessungen schnell recht tief liegt. Eine Messung über 200-300 Hz ist bei einem 12" also schon kritisch.
Siehe hierzu auch ARTA Manual oder Kompendium, Kapitel 6.2.0, Seite 84: https://www.artalabs.hr/AppNotes/ARTA-HB-D2.4-Rv0.1.pdf
Bei einem Top dieser Größe (12" TMT) macht dann eine Groundplane-Messung des Bassbereichs anstatt einer Nahfeldmessung im Normalfall Sinn.

[Mr.Dice]

Vielen Dank. Da muss ich die Tage nochmal ran

[Moni-Tor]

Moin Mr.Dice,

ich würde wenn möglich im Freifeld (Standard 1m) messen damit siehst du erstmal was die Box kann, an der Raumakustik kannst du kaum etwas verändern... dann gegebenen Falls per DSP den Tiefton aufpumpen.

Welchen DSP u. Programm benutzt du.

Gruß MTor.

[Mr.Dice]

ich würde wenn möglich im Freifeld (Standard 1m) messen damit siehst du erstmal was die Box kann, an der Raumakustik kannst du kaum etwas verändern... dann gegebenen Falls per DSP den Tiefton aufpumpen.

Welchen DSP u. Programm benutzt du.

Ich benutze das Aurora DSP mit dem Standard 8 Channel Plugin.

Was die Messung angeht bin ich zurzeit etwas unmotiviert. Hier war die Rede von 1m Messabstand, aber laut Arta Handbuch müsste ich näher ran. Sonst bin ich schnell im Hallfeld und auch die Decken- bzw. Bodenreflexionen kommen sehr früh. Wenn ich mit ca. 60cm Abstand messe, dann bekomme ich Winkelfehler. Bin mir nicht sicher wie aussagekräftig die Messungen dann werden.

Eigentlich müsste ich mir einen anderen Messplatz suchen. Spontan fällt mir da nichts ein. Vielleicht abends im Garten. Aber dann muss das Wetter mitspielen. Meine Lust die Trümmer samt Geräte zu schleppen hält sich auch in Grenzen

Vielleicht mache ich morgen mal die Messungen im Raum und schaue was dabei rauskommt. Wenn nötig suche ich mir dann einen besseren Platz zum Messen

[Moni-Tor]

Hi Mr.Dice,
wie gesagt Freifeld also im Garten eine bessere Möglichkeit hat man kaum. Tip: so weit als möglich von jeder Wand entfernt, die Box Rücklings auf einen Tisch oder höher gen Himmel strahlend und das Mikro 1m darüber platzieren.

Ich habe zum Glück die Möglichkeit, scheue aber selber wegen des Aufwandes deshalb habe ich mein Messequipment sehr klein gehalten und ziehe so etwas nur durch (Nachts od. spät Abends) wenn ich anders nicht weiter komme.

Nahfeld im Raum (20-30cm) funzt nur für Messungen an Einzel Chassis welche man wohl sehr gut für Simulation und Entwicklung verwenden kann.

Wenn du lange <5sec mit einem MLS-Signal misst sind Geräusche im Umfeld (wenn kein Presslufthammer oder Autoverkehr) nicht mehr so entscheidend.

P.S hab ein neues Thema aufgemacht " >Lautsprecher -> Datentausch" schau doch mal rein...

Gruß Franz

[Azrael]

Was die Messung angeht bin ich zurzeit etwas unmotiviert. Hier war die Rede von 1m Messabstand, aber laut Arta Handbuch müsste ich näher ran.

Ich kann mir kaum vorstellen, dass das im ARTA-Manual so pauschal drinsteht.

Ja, für eine Nahfeldmessung sollte man so nah wie möglich - so im Millimeterbereich - herangehen. Ich benutze Nahfeldmessungen aber nur für den Bassbereich, messe also nur Tief(mittel)töner und den eventuell vorhandenen BR-Port im Nahfeld.

Der Rest der Box muss im Fernfeld, also am besten aus mindestens einem Meter Entfernung gemessen werden, weil Nahfeldmessungen den Einfluss des Gehäuses auf die Frequenzgänge überhaupt nicht enthalten.

Um nun Raumeinflüsse aus den Fernfeldmessungen auszublenden, bringt man den Messaufbau in eine Position im Raum, die möglichst weit von Wänden, Boden, Decke, Möbeln und allen anderen reflektierenden Flächen entfernt ist, also etwa z.B. mitten im Raum auf einem Sockel. In der Impulsdarstellung der Messungen kann man nun jeweils neben dem eigentlichen Messimpuls auch die ersten ankommenden Reflexionen erkennen und diese dann herausfenstern.

Diese Messungen enthalten dann allerdings den Bassbereich nicht mehr, in üblichen Räumen normalerweise den Bereich unterhalb von so 300 bis 400 Hz.

Die oben erwähnten Nahfeldmessungen behandele ich deshalb mit einem Schallwandsimulator und füge sie an die Nahfeldmessungen an.

Viele Grüße,
Michael

[MK_Sounds]

Was die Messung angeht bin ich zurzeit etwas unmotiviert. Hier war die Rede von 1m Messabstand, aber laut Arta Handbuch müsste ich näher ran. Sonst bin ich schnell im Hallfeld und auch die Decken- bzw. Bodenreflexionen kommen sehr früh. Wenn ich mit ca. 60cm Abstand messe, dann bekomme ich Winkelfehler. Bin mir nicht sicher wie aussagekräftig die Messungen dann werden.

1 m Abstand, Gate vor erste Reflexion setzen, fertig. Für den Bereich der Trennfrequenz/die Weichenentwicklung ausreichend.
Bassbereich dann eben als Nahfeldmessung (2-4 mm vor Membran) oder besser Groundplane-Messung anfügen.

Tip: so weit als möglich von jeder Wand entfernt, die Box Rücklings auf einen Tisch oder höher gen Himmel strahlend und das Mikro 1m darüber platzieren.

Halte ich für eine zweifelhafte Vorgehensweise. Was soll das bringen? Da stimmt mit den späteren Randbedingungen ja nichts mehr überein.

Nahfeld im Raum (20-30cm) funzt nur für Messungen an Einzel Chassis welche man wohl sehr gut für Simulation und Entwicklung verwenden kann.

Auch das erschließt sich mir nicht. Welche verlässliche (!) Information sollte man mit einer Messung in 20-30 cm Entfernung generieren können? Da bewegt man sich dann gerade so auf dem Übergang zwischen Nah- und Fernfeld. Also nichts Halbes und nichts Ganzes.

[4711Catweasle]

Moin,

1 m Abstand, ....


..... Da stimmt mit den späteren Randbedingungen ja nichts mehr überein.



Welche verlässliche (!) Information sollte man mit einer Messung in 20-30 cm Entfernung generieren können? Da bewegt man sich dann gerade so auf dem Übergang zwischen Nah- und Fernfeld. Also nichts Halbes und nichts Ganzes.

könnte bei einem 12 Chassis sogar passen - nach Hobby Kriterien mindestens 3x Schallwandbreite entfernt.
Regulär (streng genommen) gilt die Regel: 3x größtes Maß der Schallquelle.
Da die Schallwand zur Schallquelle gehört wäre das dann 3x Schallwand Diagonale.

Das dient dazu alle Schallwand / Kanten Effekte in der Messung korrekt mit zu erfassen.

Der 1 Meter Meßabstand hat sich für pegelkalibrierte Messungen 1m @ 2,83V oder 1Watt etc. etabliert.
Hat im Prinzip nichts mit korrekten Fernfeld Amplitudenmessungen zu tun.
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Um spätere Randbedingungen (LS im Hörraum) geht es dabei nicht.
Bei gefensterten Fernfeld Messungen (erste Raumreflektion und folgende ausblenden)
will man ausschließlich sehen was die beteiligten Chassis im Gehäuse anstellen
um Chassis eigene und Schallwand bedingte "Fehler" im Amplitudengang zu identifizieren und ggf. zu entzerren.

Eine Anpassung an den Hörraum /Aufstellung etc. sollte imho getrennt davon (später) mit dem DSP gemacht werden.

Die Idee mit dem Tisch hat zwar was, Winkelmessungen (imho sehr wichtig) kann man so aber nicht wirklich machen.
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Sehe ich genau so - eine "semi" Nahfeld bringt nüx.

Gruß

[newmir]

Also ein Nahfeldmessung des Basses (= ein paarZentimeter) sagt was über das Zusammenspiel des TT mit dem Gehäuse und der Dämpfung aus. Das kann man so optimieren. Das Zusammenspiel des Raumes und des Lautsprechers im Bassbereich kann man aber nur am Hörplatz messen. Messungen im Garten sind da eher theoretischer Natur und bringen eher wenig, weil Raum und Lautsprecher nicht zu trennen sind. Oberhalb von 300Hz-500Hz ist eine Fernfeldmessung (1m) optimal. Größere Abstände bringen da selten was, weil spätestens die Reflektionen von Decke oder Fussboden erstmal ausgeblendet werden müssen. Ich meine, der Lautsprecher muss oberhalb von 300Hz-500 Hz erstmal ohne Reflektionen einen vernünftigen Frequenzgang abliefern. Und dann sollte das Abstrahlverhalten so sein, dass er auch mit Reflektionen am Hörplatz den Bereich noch einigermaßen gleichmäßig abbildet.

[MK_Sounds]

Um spätere Randbedingungen (LS im Hörraum) geht es dabei nicht.

- Das Wort Reflektion existiert nicht.
- Der Bezug meiner Aussagen ist teilweise verloren gegangen.
- Bei den angesprochenen "Randbedingungen" ging es um den Fall, den LS liegend auf dem Tisch (vertikal) zu vermessen. Entsprechend liegt der Lautsprecher anstatt steht, hat hinter dem Gehäuse direkt eine schallharte Fläche, etc. Eine solche Messung ist meiner Meinung nach folglich nicht aussagekräftig, mal abgesehen davon, dass die Anordnung keinen ersichtlichen Vorteil bringt.

[4711Catweasle]

- Das Wort Reflektion existiert nicht.
- Der Bezug meiner Aussagen ist teilweise verloren gegangen.
- Bei den angesprochenen "Randbedingungen" ging es um den Fall, den LS liegend auf dem Tisch (vertikal) zu vermessen. Entsprechend liegt der Lautsprecher anstatt steht, hat hinter dem Gehäuse direkt eine schallharte Fläche, etc. Eine solche Messung ist meiner Meinung nach folglich nicht aussagekräftig, mal abgesehen davon, dass die Anordnung keinen ersichtlichen Vorteil bringt.

Danke für den Exkurs in deutscher Sprache, ich bemühe mich.

Ich kann mich nicht erinnern das Du die Randbedingungen, die Du meinst, im von mir zitierten Post genannt hast.
Ich werde Dich zukünfig, zur Sicherheit, voll zitieren.

Bei gefensterten Messungen im Raum ist imho nur die Position von Schallquelle zu Mikrofon und wann die erste Reflexion
das Mikro erreicht entscheidend.
Unter der Bedingug das die Tischfläche kleiner ist als die LS Rückwand, ist so eine Meßanordnung machbar.
Wenn man es dann noch hin bekommt das Mikro im Kreisbogen (für Winkelmessungen) um den Meßpunkt am LS
zu bewegen sind so korrekte gefensterte horizontale und vertikale Messungen machbar.

Gruß

[MK_Sounds]

Ich kann mich nicht erinnern das Du die Randbedingungen, die Du meinst, im von mir zitierten Post genannt hast.

Mit Randbedingungen meinte ich, Chassis vertikal eingebaut und Box nicht auf einem Tisch liegend

Bei gefensterten Messungen im Raum ist imho nur die Position von Schallquelle zu Mikrofon und wann die erste Reflexion das Mikro erreicht entscheidend.
Unter der Bedingung das die Tischfläche kleiner ist als die LS Rückwand, ist so eine Messanordnung machbar.
Wenn man es dann noch hin bekommt das Mikro im Kreisbogen (für Winkelmessungen) um den Messpunkt am LS zu bewegen sind so korrekte gefensterte horizontale und vertikale Messungen machbar.

Ok, wenn die Tischplatte kleiner als die Rückwand ist, wäre das umsetzbar. Ich war davon ausgegangen, dass der Tisch größer als die Box ist. Dann könnte ich mir vorstellen, dass es schwierig ist, die Tischreflexion in der Impulsantwort sauber zu erkennen (Amplitude zu klein und damit im normalen Ausschwingen des Chassis maskiert).
Die Frage ist eher: würde man generell mit dieser vertikalen Anordnung etwas gewinnen? Ich habe da noch nicht größer drüber nachgedacht, sehe ad hoc aber nur Nachteile in Handling, Aufwand (vor allem unter Winkel) und Ergebnis/Genauigkeit.