FIR vs IIR für aktive Frequenzweichen, EQing - und Raumkorrektur?

[ArLo62]

Ich habe nach Beispielen gesucht. Bei youtube einfach mal googeln.
Beim Mischen gleichphasiger Kanäle und Equalizer tritt das auch auf.
Ich finde das hier sehr gut erklärt:
https://www.thomwettstein.com/blog/l...izer-funktion/
Gruß
Arnim

[josh_cpct]

Hallo WUS !

Ein paar Kern-Vorteile sind hier zu kurz gekommen.
Und diese machen beim Musik genießen den großen Unterschied .
Ob diese sich tatsächlich lohnen, überlässt man am besten denen die es am eigenen Leib erfahren haben. Weniger den pessimistischen Spekulanten



1. Keine Eigenschaft von FIR per se, aber derzeit nur dort zu finden: Flexibilität und Kreativität im Einsatz.
Die FIR Sofware der wichtigsten Anbieter ist derart Potent, dass sich der Nutzer wie in einem Lego-Wunderland-Baukasten fühlt.
Mit wenigen Stunden durchaus genüsslicher Konfiguration, ähnlich einer SimulationsSoftware, kann man sich zum Beispiel die komplexesten 6-Wege-Vollaktiv Weichen mit Traum-Kurven zusammen-wünschen. Und gleich auch so anhören wie vorhergesagt. WYSIWYG to go. Klick klick hören. Gerade für HighEnd DIY eigentlich ein Muss.

2. Wieder eigentlich kein FIR, aber (imho - korrigiert mich falls mittlerweile veraltet) derzeit nur in FIR präsent: Die Kanalgleichheit. Eine komplex vollautomatische korrektur des gesamten Frequenzbandes erlaubt phänomenale Frequenzganggleichheit zwischen den Kanälen. Die Stereo-Abbildung, Bühnenschärfe, Ortbarkeit etc nimmt signifikant zu. Der Unterschied ist so deutlich, es lässt den Skeptiker in Sekunden die Augenbrauen heben.

3. Die Phasenkorrektur. Teil 1. Ich versuche es mal praxisrelevant auf den Punkt zu bringen. Hat man ein Mehrwege-System, 2 3 4 oder mehr, so spielen wir ein Geräusch über mehrere Treiber mit unterschiedlichem Einschwingen ab. Ausschwingen auch, was aber etwas weniger schlimm ist. Ein Tief und ein Hochpass schwingen von Natur aus unterschiedlich ein, und im Übergangsbereich zwischen 2 Treibern zieht sich ein Impuls über mehrere Perioden, und verschmiert so etwas. Das äußert sich subjektiv sehr subtil als Verlust in Attacke. Je mehr Wege und je steiler die Filter desto extremer wird es. Ein solches System ist kein Minphasen System mehr. Es gibt Exzessphasenverzerrungen.
In der Praxis ist zum Beispiel ein Trommelschlag im Moment des Anschlags erst hochfrequent, und schwingt dann tieffrequenter aus. Bei solch "transienter" Musik können (übliche) Phasenfehler klar hörbare Nachteile zeigen: in Impulsivität, Dynamik, Räumlichkeit und Tiefenwahrnehmung - Vorsicht je nach Aufnahme.

4. Ein relativ altes Thema, welches aber erst seit neustem korrigierbar ist: Summengleichheit. (Oder Phase Teil 2)
In der Praxis sind viele tiefe Töne auf Aufnahmen Mono. Vielleicht sogar öfter als nicht.
Der Frequenzgang einzelner Lautsprecher kann schön sein. Aber die Monosumme beider Stereolautsprecher am Hörplatz ist noch seltener linear - unterhalb 200Hz im Modalen-Bereich. Einfach weil durch Assymmetrien (Aufstellung, Mauerwerk, Möbel, Türen, Fenster etc) im Bass die Exzessphasenverzerrungen durch Moden (Moden sind nicht immer Minphasig) Links und Rechts unterschiedlich reinspucken.
Was bedeutet das?
Man hat zwar lineare Frequenzgänge. Aber irgendwie hört sich das mager oder blutleer an. Insbesondere nachdem man die dröhnenden Moden entfernt hat. Entweder dröhnt oder langweilt es.
Wer Links+Rechts mal Mono am Hörplatz misst, sieht schnell warum.
Da kann FIR abhelfen.



Was aber auch erwähnt sein sollte, die 2 wichtigsten Nachteile:

1. Delay. Wie bereits erwähnt. Aber hier gibt es Interface und Filter Delays. 2 Paar Schuhe.

Die Interface Delays sind oft nur 32msec und nicht weiter schlimm. Selbst für Videos.
Das Interface Delay hängt von den Puffern ab, je nach Gerät.

Das andere Delay entspringt den Filtern selbst.
Phasenverzerrungen von Mehrwegelautsprecher welche zB erst ab 400Hz und höher trennen, benötigen nur winzige Delays die man kaum zum Bild bemerkt.

Anders sieht es bei PhasenKorrekturen im Tiefbass aus. ZB Subwoofer die bei 80Hz getrennt werden. Ab 100Hz und tiefer geht den Minidsdp idr die Puste aus. Hier benötigt man komplexere Systeme. Hier kommt man dann auch in den Genuss besonderer Bassqualitäten im Gegenzug.

Andererseits kann man sich jedoch 2 Filter anlegen. Ich verwende einen mit 700msec Delay für perfekten Bass.
Und einen mit 90msec für kurzes Delay im Alltag. Das reicht sogar für milde Bassphasenkorrektur.
Frequenzgangkorrektur wie Amplitudenunlinearität (Moden etc) sind hiervon unberührt und können in vollem Umfang korrigiert werden, wenn Software+Hardware diesen manuellen Eingriff erlauben (Acourate + Soundkarte).

Dies Alles ist aber ohne Bild eher egal. Bzw - das wissen die wenigsten - bei Schallplatte sehr von Vorteil. Das Rumpeln erzeugt keine Rückkopplung mehr, man braucht nicht gleich ein teures Masselaufwerk um laut zu hören... auch ohne Subsonic.


2. Interface-Komfort und Preis. Der eigentliche Nachteil, und warum es so viele unerfahrene Skeptiker und wenige Anwender gibt.
DEQX will man sich erst mal leisten können. In vielen Aspekten aber die Eierlegende Wollmilchsau.
Minidsp hat so schwache CPUs dass die Bass-Phasenkorrektur eher homöopathischer Natur ist.
Das lässt dem DIY-Enthusiast mit beschränktem Budget nur eine sehr kleine Auswahl an Stereo-Standalone-Modulen.
Mehrwege sind gänzlich auf Desktop-Rechner beschränkt, mit Soundkarte als Interface. Die Bedienung ist halt nicht mehr so schön Analog (Drehknopf in der Hand. Knopf - und An - loshören adé). Das wird alles fummliger mit Bildschirm Maus und Software-Updates Oft leider nervig.


Gruß
Josh

[fosti]

Tja wie in einem anderen Thema schon gesagt: wie genial ist da eine Grimm LS1

[Yogibär]

Zur Klarstellung sollte man ergänzen, dass das Delay der FIR Filter von der Filterlänge (Taps), die wiederum die Frequenzauflösung bestimmt, und der Abtastfrequenz abhängt. Je feiner, desto mehr Laufzeit.
Damit spiele ich bei den minidsp Geräten, die zwar eine schwache Rechenleistung haben, aber trotzdem sinnvoll FIR nutzen können.

viele Grüße

Thomas

[wus]

Danke für die neu hinzugekommenen Beiträge bzw. Links. Sehr interessant!

Was ist ein tap?

Welcher - erschwingliche! - DSP hat genügend Power um z.B. 2 (für Stereo) 3-Wege-Boxen oder 3 Wege + Subwoofer zeitrichtig zu linearisieren und Raummoden soweit möglich und sinnvoll am Hörplatz zu minimieren? Eventuelles Delay bis zu 1 Sekunde wäre mir da egal, zum Fernsehen oder Filme gucken habe ich ein separates System, an das ich nicht soooo hohe Ansprüche stelle.

Ich habe schon mal nach Preisen für die aktuellen DEQX gesucht, aber auf die Schnelle keine gefunden. Die scheinen wohl aktuell nichts liefern zu können - für die bisherigen Produkte fehlen aufgrund der corona-bedingten Lieferschwierigkeiten entscheidende Bauteile, das neue Produkt ist noch nicht fertig. Aber nachdem die ja anscheinend sehr teuer sind kommen sie für mich wohl eher nicht in Frage. Die großen Beträge gebe ich lieber für einige meiner anderen Hobbies aus, die mir wichtiger sind.

[josh_cpct]

Hallo WUS

Die Tabs sind die Filterlänge. Quasi ein Takt ist ein Tab, welcher alle Bits in der Tiefe enthält. Oder auch das Raster/Sample, auf zeitlicher Ebene.

Zum einen kann man es sich wie das Gedächtnis vorstellen. Man verzögert einen Hochton so lange, bis er zum trägeren Bass gleichzeitig spielt. Der Rechner puffert es, lässt ihn später los. Je mehr Tabs desto länger kann er es. Desto mehr Phasenkorrektur ist möglich. Circa 10.000 tabs sollte man (pro Kanal!!) Minimum haben. Besser 30.000 tabs für sehr intensive Möglichkeiten (44-96khz).

Zum Anderen trifft das aber auch die Frequenzauflösung, da es ja ein Zeitraster ist, und die Equalizer Auflösung damit auch steht und fällt. Ein Minidsp mit wenigen Tabs (2000) kann zB eine schmale Bassmode bei 40Hz nicht mehr genauer behandeln als ein alter Gurken EQ aus Analog Zeiten, mit Terzband oder so. Im Mittelton dagegen uneingeschränkt.
Das sind nur Veranschaulichungen. Minidsp ist durchaus brauchbar. Zum Spielen.
Hat ja auch IIR zusätzlich. Damit kann man ein paar Moden behandeln.


Frage ist auch, wie man die Tabs einsetzen will. Korrigiert man die Phase nicht, kann man alle Tabs zum Frequenzgang entzerren nutzen. Minidsp 2000 tabs, das geht dann bis 100Hz gut. Mag man Bassphase dagegen entzerren, können 1000 nur für das Delay verbraten werden, und es sind nur noch 1000 tabs für das EQing übrig.


Das DEQX lag als Stereo glaub ich bei 4000€. Und für 2-3 Wege bei über 10.000€.

Dagegen stehen Stereomodule (Headless Linux) die keinen Rechner brauchen, aber 65.000 tabs haben zwischen 400€ -2000€. Ab ca 1400€ gibts den Abacus Pre14 Vorstufe mit integriertem Fir.

Ich zB mag viel Bang für Buck, auf kosten der Bedienung, und habe einen 500€ Laptop, mit ca 500€ Acourate Lizenz, auf zwei günstig gebrauchten RME Fireface aus der Bucht für 2x500€. Das macht 1500-2000€ für eine ultra HighEnd Vorstufe mit Weiche und EQ inklusive.
Das erlaubt bis zu 10 Wege (20 Analog Ausgänge, 16 Analog und 4 Digi Eingänge) PC gesteuerte Vorstufe. Mit Tabs mehr als praktisch sinnvoll, quasi ohne Limit.

Gruß
Josh

[Kalle]

Tja wie in einem anderen Thema schon gesagt: wie genial ist da eine Grimm LS1

Moin,
ich lerne hier eine Menge, Danke.
Aber mir scheint, ihr Technikfreaks müsst auch noch viel lernen.
Manches braucht man von diesen genialen Möglichkeiten gar nicht.
Ich habe viel von Backes+Müller, die ersten richtigen Kontrollfreaks, gelernt und ein FAST-System aufgebaut, dass es besser klanglich konnte.
Lieber die Probleme erst gar nicht entstehen lassen bevor man sie versucht später gerade zu biegen.
6-Wege-Lautsprecher und Raummoden müssen konrolliert werden. Geht es noch.
Studios benutzen Lautsprecher mit 2 bis 3 Wegen. Raummoden, bei der richtigen Gestaltung gibt es nicht. Profibeschaller brauchen für die kompliziertesten Räume und die üppigsten Openairevents auch nur noch 3-Wege.
Da würde ich beim Home-Hifi doch erst einmal empfehlen:
Augen auf beim Chassiskauf.
Im Hörraum, Phantasie bei der Einrichtung ...... und schon kommt man mit einem provanem miniDSP hin. Ich höre gerade mit zwei Wegen, habe im Bass und in den Höhen nur zwei zarte EQs gesetzt. Raummoden muss ich erst mal suchen, spontan höre ich keine.(Der Raum ist etwas üppig)

Jrooß Kalle

[fosti]

Ich sage doch gar nix anderes......bis auf den neuen (geregelten) Sub und die Ur-LS1 mit dem DXT war das doch ein sehr profaner LS.....aber eben durchdacht. Im Privatbereich plädiere ich eh für DSP-Plate-Amps ....egal ob Hypex oder miniDSP/IcePower.........das hält einem viele Probleme vom Hals....DSP und Amps auf einer Platine. Aber dann muss es ja der selbstgbastelte xyz-Verstärker sein, ohne Ahnung von Masse und EMV zu haben und wundert sich später über Rauschen, Brummen etc. ......herrlich!

[BiGKahuunaBob]

1. Delay. Wie bereits erwähnt. Aber hier gibt es Interface und Filter Delays. 2 Paar Schuhe.

Die Interface Delays sind oft nur 32msec und nicht weiter schlimm. Selbst für Videos.
Das Interface Delay hängt von den Puffern ab, je nach Gerät.

Das andere Delay entspringt den Filtern selbst.
Phasenverzerrungen von Mehrwegelautsprecher welche zB erst ab 400Hz und höher trennen, benötigen nur winzige Delays die man kaum zum Bild bemerkt.

Anders sieht es bei PhasenKorrekturen im Tiefbass aus. ZB Subwoofer die bei 80Hz getrennt werden. Ab 100Hz und tiefer geht den Minidsdp idr die Puste aus. Hier benötigt man komplexere Systeme. Hier kommt man dann auch in den Genuss besonderer Bassqualitäten im Gegenzug.

Im PA Bereich wird ja oft via FIR entzerrt, meist ist der DSP da schon im Amp drin. Dort kommen Latenzen von <10ms zustande, was meist notwendig ist für den live-Betrieb. Gearbeitet wird dann aber meist mit 48 kHz Auflösung (Hörbarkeit von 96kHz fraglich) und eben nicht <100 Hz entzerrt (bei BR meist ohnehin kaum realisierbar).

Bei der Entzerrung im Tiefbass mache ich auch mal ein dickes Fragezeichen, weil der Raum das i.d.R. komplett maskiert... da braucht es schon einen modenfreien Bass, wie penible eingemessene Multisubsysteme, ansonsten ist die Entzerrung umsonst.

Tja wie in einem anderen Thema schon gesagt: wie genial ist da eine Grimm LS1

Die Grimm ist komplett ohne FIR, soweit mir bekannt. Das ist kein "Konzept", sondern darin begründet, das deren ca. 10 Jahre alter Technologie-Stack das nicht kann. Vielleicht ist das aber mittlerweile aktualisiert worden...

[BiGKahuunaBob]

Aber dann muss es ja der selbstgbastelte xyz-Verstärker sein, ohne Ahnung von Masse und EMV zu haben und wundert sich später über Rauschen, Brummen etc. ......herrlich!

Geh mal davon aus, das alle DIY Plate-amps ohne Vollummantelung oder Käfig (=fast alle) auch nicht durch eine EMV kommen. Gerade bei class-d!

[Franky]

Das stimmt so nicht. Bei Monacor z.B. gehen alle Verstärker durch das eigene EMV Labor. Auch Class-D Plate Amps müssen die Prüfung bestehen und wenn es spezieller Nachrüstung von Filtern bedarf - was auch oft notwendig ist.

[capslock]

Die Hypex FA dürfen auch in Holzgehäuse betrieben werden und haben CE.

[BiGKahuunaBob]

Auch Class-D Plate Amps müssen die Prüfung bestehen und wenn es spezieller Nachrüstung von Filtern bedarf - was auch oft notwendig ist.

Genau, da fängt es an... Ausgangsfilter, etc...

Die Hypex FA dürfen auch in Holzgehäuse betrieben werden und haben CE.

...und Dir legen die Prüfzertifikate vor?
CE ist eine Selbstverpflichtung, das besagt im Zweifel gar nichts.

Wie auch immer, ich wollte damit nur sagen, das bei aktuellen class-d Modulen (die ja in den Plates verbaut sind), einiges getan werden um sie durch die EMV zu bekommen. Meist sind das Eingangs- und Ausgangsfilter und eben Abschirmung aus Metall. Wenn das nicht verbaut ist, dann klappt es meist nicht. In Großserie geht sowas gar nicht, im Hobbybereich kümmert sich die Aufsicht nicht drum, weshalb die entsprechenden Hersteller mit unterschiedlicher Sorgfalt an das Thema ran gehen.

[JFA]

Zur Klarstellung sollte man ergänzen, dass das Delay der FIR Filter von der Filterlänge (Taps), die wiederum die Frequenzauflösung bestimmt, und der Abtastfrequenz abhängt.

FIR Filter haben nur dann eine Verzögerung, wenn entweder ein Delay mit integriert wird oder irgendwelche Phasenspielchen (z. B. linear phase) damit getrieben werden. Ansonsten haben die keine Verzögerung und auch nicht zwingen Vorschwinger.

Was die EMV angeht: es gibt so viele Plate Amps auf dem Markt, die auch in kommerziellen Produkten eingesetzt werden und auch bei GROSSEN Herstellern, und natürlich geht das ohne Probleme. Ist auch keine Kunst, wenn man sich ein wenig damit auskennt, und nicht irgendwelchen schwarzmagischen best practices folgt (ich bekomme immer ein Hörnchen, wenn ich so 1u/10n/100pF X7R-Kondensatorbänke sehe; schon alleine der Einsatz von keramischen Kondensatoren ist in den meisten Fällen Unsinn).

[fosti]

I......
Die Grimm ist komplett ohne FIR, soweit mir bekannt. Das ist kein "Konzept", sondern darin begründet, das deren ca. 10 Jahre alter Technologie-Stack das nicht kann. Vielleicht ist das aber mittlerweile aktualisiert worden...

Das stimmt nicht! Sie kompensieren mit einem inversen Allpass die LR4 Trennung.....beim Rest kannst Du ja anderer Meinung sein......simpler als das LS1 Konzept geht es fast nicht zu einer hochwertigen Lösung zu kommen.

[BiGKahuunaBob]

Das stimmt nicht! Sie kompensieren mit einem inversen Allpass die LR4 Trennung.....

Aber das ist doch kein FIR?!

[fosti]

Aber das ist doch kein FIR?!

doch....man kann einer GLZ nur mit einem nicht(!!!) kausalen Filter "begegnen" .....und das geht nur mit FIR.......IIR....keine Chance!
inverser Allpass geht nur mit FIR.

[JFA]

nicht(!!!) kausalen Filter

Aaaaaah!!!!

Ich weiß ja, was du meinst, aber bitte: korrekte Begriffe

[fosti]

Och Jochen...ich dachte Du wüsstest das.....nicht kausal bedeutet man muss in die Zukunft gucken und dafür
Latenz in Kauf nehmen...so billig ist das

Ein System, das eine gewisse Abhängigkeit von Eingabewerten aus der Zukunft aufweist (zusätzlich zu einer möglichen Abhängigkeit von vergangenen oder aktuellen Eingabewerten), wird als nicht kausales oder akausales System bezeichnet , und ein System, das ausschließlich von zukünftigen Eingabewerten abhängt , ist ein antikausales System .

und genau das ist mit IIR aka PEQs nicht möglich.......das ist ja genau das Ding, dass man mit FIR Amplitude und Frequenz getrennt "behandeln" kann......der zu bezahlende Preis ist die Latenz.....die Physik ist da recht ungnädig.....

[JFA]

Na klar weiß ich das. Kann man denn ein nicht kausales Filter realisieren? Prof Haarspalt sagt nein, aber man kann natürlich unter Inkaufnahme von Latenz etwas ähnliches machen