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

[Micha_HK]

Hi,

eine Frage zur REW Messung für die Generierung von FIR Filtern:
Kann ich den Bassbereich im Raum als Nachfeld messen oder muss ich da zwingend eine Freifeld- oder Bodenmessung draußen machen? Mir ist schon klar, dass draußen besser ist, aber die LS sind sehr groß und schwer…

[mechanic]

Das ist ja cool!! Könnte man vielleicht mit Elkos und Spulen einen Filter bauen der nur die Töne durchlässt die der Lautsprecher auch wiedergeben kann? Wenn man dann noch die Amplitude über einen Widerstand anpassen könnte, bräuchte man diesen ganzen old school DSP Quatsch nicht mehr...

[stoneeh]

Hi,

eine Frage zur REW Messung für die Generierung von FIR Filtern:
Kann ich den Bassbereich im Raum als Nachfeld messen oder muss ich da zwingend eine Freifeld- oder Bodenmessung draußen machen? Mir ist schon klar, dass draußen besser ist, aber die LS sind sehr groß und schwer…

Geht.

Bischen Welligkeit aufgrund Raummoden fängt man sich Indoor auch bei der Nahfeldmessung ein. Tip dazu: die Box eher grob in Raummitte positionieren bei der Messung, als an der Wand oder im Eck.
Bafflestep Korrektur ist dringend notwendig.
Ebenso muss man sich bewusst sein dass ab ~100-200 Hz, da dort die Wellenlänge schön langsam nicht mehr sehr viel grösser als die Schallwandabmessungen ist, die Nahfeldmessung beginnt nicht mehr als solche zu gelten, und vom idealen Resultat divergiert. Dort muss dann mit der Fernfeldmessung kombiniert werden - welche aber bei diesen Frequenzen schön langsam auch im Wohnraum möglich ist, da die Wellenlängen nicht mehr so groß sind dass sinnvolles fenstern unmöglich ist.
Beim BR muss die Einpegelung von Port zur Membran richtig vorgenommen werden - ein eigenes, sehr komplexes Thema. Aber sagen wir so, die etablierten Methoden (#1 Volumenstrommethode aka Einpegelung deutlich unter fb; #2 (sv/sd)^0.5 Formel) produzieren meist akzeptable Ergebnisse.

Ich hab grad ein Paper in Arbeit in welchem ich die (kombinierte) Nahfeldmessung an acht Gehäusen mit der Outdoor-GPM unter quasi idealen Bedingungen (Feld ohne schallharte Hindernisse, windstiller Tag, etc.) verglichen wird. Meiner Recherche nach das erste seit Vorstellung der Methode 1973 seitens D.B. Keele, in welchem die Methode an einem breiten Spektrum an Testgehäusen verifiziert wird. Release dauert noch etwas; es wird grad korrekturgelesen etc. Aber, vorweg: wenn man die erwähnten Punkte beachtet ergibt sich eine perfekte (!) Deckung der beiden Messmethoden im beurteilbaren Frequenzbereich.

[wus]

Bafflestep Korrektur ist dringend notwendig.

Generell ja, aber braucht's das auch wenn man den LS nur im Tiefbass als Sub einsetzen will?

[stoneeh]

Bei Lautsprechern üblicher Größe tut die Korrektur im Tiefbass tatsächlich noch kaum was.

Wie der Baffle Step bei verschiedenen Gehäusegrößen nach Frequenz wirkt kann jeder übrigens sehr einfach selbst "simulieren" - ARTA öffnen, (ggfalls geladene Mic Kalibrierungsdatei abwählen,) keine Messung durchführen oder laden, auf den FR Button klicken, dort auf die glatte Linie ein Overlay setzen, und dann unter Edit -> LF Box Diffraction die gewünschten Schallwandabmessungen eingeben. Das zeigt sehr schön und einfach den Unterschied mit oder ohne Korrektur.

[wus]

Interessant, an diese Stelle war ich bei Arta noch nie vorgedrungen (was nicht viel heißt, ich kannte Arta nie besonders gut und bin inzwischen dazu übergegangen, das meiste mit REW zu machen).

Ich habe jetzt einige Schallwände simuliert und war erst mal erstaunt, dass die Treibergröße und auch seine Position auf der Schallwand (scheinbar?) gar keine Rolle spielen.

Ist das wirklich so?

[stoneeh]

Gute Frage. Um diese besser zu beantworten bräucht's dann wohl aufwendigere Simulationstools, oder messtechnische Vergleiche 4pi vs. in unendlicher Schallwand (im Boden eingelassen). Ich kann nur beisteuern dass die Korrektur in ARTA über meine vorher erwähnten acht Gehäuse sehr gut funktioniert hat.
Edith: in diesem Thread gibt's ein Beispiel zu sehen - vorletzte Grafik -> Korrekte Messdistanz & mehr für die GPM im Tiefton - messtechnische Abhandlung (diy-hifi-forum.eu)

Anyway, das es wird in diesem Thread grad arg OT, und darum klink ich mich an dieser Stelle aus. Wenn's wer in einem eigenen Thread weiterdiskutieren will, mal schaun ob ich noch was beitragen könnte.

[4711Catweasle]

Moin,

es gibt noch eine einfache Methode den Port Pegel anzupassen.
Wenn die Nahfeldmessung per LF Box Diffraction angepasst ist -> Freifeld Frequenzgang...
... den Port Pegel "tieffrequent" (10-20Hz) deckungsgleich über die Nahfeldmessung TT legen.
Beispiel:

Das ist imho hinreichend genau.

[Azrael]

Ich messe ja auch mit REW. Dort kann man die Bafflestep-Korrektur und die Anpassung des Port-Pegels wohl auch durchführen. Da ich aber die Messungen in der Regel ohnehin nach VituixCAD exportiere, mache ich all das dort: die Bafflestep-Korrektur im Diffraction-Tool und die Pegelanpassung im Merging-Tool.

Das Diffraction-Tool zeigt übrigens sehr wohl Unterschiede je nach Treiberposition und -größe.

Viele Grüße,
Michael, der jetzt auch OT war.....sorry.....

*edit*:

Wenn die Nahfeldmessung per LF Box Diffraction angepasst ist -> Freifeld Frequenzgang...
... den Port Pegel "tieffrequent" (10-20Hz) deckungsgleich über die Nahfeldmessung TT legen.
Beispiel:

Das ist imho hinreichend genau.

So mache ich es mittlerweile auch. Sich das im Merging-Tool von VituixCAD unter Angabe von Port-Querschnitt- und Treibermembranfläche automatisch machen zu lassen, führt nach meinem Eindruck nicht unbedingt zu zuverlässigen Ergebnissen, wobei wie immer nicht ganz auszuschließen ist, dass das Problem vor dem PC sitzt.......

[wus]

Das Diffraction-Tool zeigt übrigens sehr wohl Unterschiede je nach Treiberposition und -größe.

Das vermutete ich ja auch ... kann eigentlich auch gar nicht anders sein. Nur in Arta habe ich nichts gefunden, wo oder wie man beispielsweise einen Treiber asymmetrisch auf der Frontplatte positionieren könnte. Meinst Du also REW, oder VituixCAD?

Und jetzt nochmal zurück zum Thema. Ein Filter verursacht ja normalerweise eine Phasenverschiebung. Ich nehme an, das gilt auch für den Baffle Step - bitte korrigiert mich wenn ich damit falsch liege!

Könnte man diesen Phasengang dann auch mit FIR Filtern korrigieren? Oder "richten" das schon einfache IIR Filter, die einfach den Baffle Step Amplitudenfrequenzgang spiegelbildlich ausgleichen?

[Azrael]

Das vermutete ich ja auch ... kann eigentlich auch gar nicht anders sein. Nur in Arta habe ich nichts gefunden, wo oder wie man beispielsweise einen Treiber asymmetrisch auf der Frontplatte positionieren könnte. Meinst Du also REW, oder VituixCAD?

Ich mache das alles in VituixCAD. Mit REW ist vieles davon auch möglich, m.M.n. aber umständlicher. Eine Möglichkeit der Bafflestep-Korrektur gibt es aber wohl nicht. ARTA scheint zwar so etwas zu haben, aber wahrscheinlich eher rudimentär: das Verhalten einer Schallwand sowie den Einfluss der Größenn und Positionen der Treiber darauf auch unter Winkel zu simulieren wird damit wohl eher nicht gehen, die ARTA-Spezialisten mögen mich korrigieren, falls ich falsch liege.

Viele Grüße,
Michael

[kceenav]

Könnte man diesen Phasengang [vom Baffle-Step] dann auch mit FIR Filtern korrigieren? Oder "richten" das schon einfache IIR Filter, die einfach den Baffle Step Amplitudenfrequenzgang spiegelbildlich ausgleichen?

Genau, das "richten" IIR- (ebenso wie analoge) Filter in dem Maße, wie sie den Frequenzgang linearisieren.

[wgh52]

Ich gebe mal zu bedenken, daß FIR wie IIR keine Allheilmittel sind und auch nicht grundsätzlich eines besser als das andere, sondern jeweils ihre berechtigten Einsatzfälle haben. Es scheint es mir so zu sein, daß IIR für Fälle wie Raummoden besser und mit weniger Aufwand einsetzbar sind als FIR. Bei Weichenfiltern mit Chassiseinbezug scheint mir FIR eher das Mittel der Wahl. Bezogen auf den Bafflestep weis ich nicht ob dieser besser minimal- oder linearphasig behandelt werden sollte, vielleicht weis das ja jemand zu sagen und zu begründen....?

[wus]

Dieser Post hat mich jetzt an etwas erinnert was ich hier noch fragen wollte aber vergessen hatte.

Mir wurde immer wieder gesagt bei den DSPs kommt es sehr auf die Qualität von ADC und DAC an. Ist ja auch verständlich nur: welche sind gut? Gibt's da irgendwo eine Art Bestenliste?

Ich habe natürlich auch schon ein wenig nach kleinen DSP Boards gesucht. Aber manche geben nur den Hersteller, nicht den genauen Typ an ("We do not guarantee a specific PCB layout or specific components"). Manche machen dazu gar keine Angaben, außer vielleicht 24/96 und SNR-Angaben für ADC und DAC. Wie soll man da ein gutes Produkt aussuchen?

[wgh52]

Hallo Wolfgang,

vielleicht könnte hier das Audiosciencereview Forum helfen. Dort gibt's eine große Bandbreite an Informationen und fundierten von ADC und DAC Tests, und zwar auch im noch bezahlbaren Bereich. Zumindest interessant da zu stöbern und zu lesen

[stoneeh]

Wenn's eh nicht strikt Ontopic bleibt holen wir noch schnell ein paar Antworten zu der Randdiskussion zur kombinierten Nahfeldmessung nach. Ich habe nun den Vergleich ARTA zu VituixCAD selbst durchgeführt.

1. Pegelanpassung Port zu Membran: VituixCAD senkt den Portpegel nach der sehr gängigen Formel 20 * log (sv/sd)^0.5, die so als erstes sinngemäß in Keele's Paper zur Nahfeldmessung aus 1973 beschrieben wurde. Wie von Michael / Azrael erwähnt kann man im Merger Tool den Pegel aber auch sehr einfach nach der Volumenstrom-Methode (Einpegelung deutlich unter fb) manuell anpassen.

2. Baffle Step: im Diffraction Tool von VituixCAD kann man umfangreiche Daten angeben: Schallwandgröße, Rundung der Kanten, Größe des Treibers & Position auf der Schallwand, Position des Mikrofons, Winkel des Mikrofons, Raumwinkel, etc etc.
Hier Beispiele anhand zwei Lautsprechern der Resultate der Korrektur für eine GPM in 2 Meter Abstand in ARTA (schwarz) und VituixCAD (aus dem Diffraction Tool exportiert und als Target Response in ARTA importiert; rot). Man würde annehmen da die Berechnung in VituixCAD deutlich komplexer ist, dass diese genauere Ergebnisse liefert - das ist allerdings eine Annahme die es anhand (hochwertigen / sauberen) Messdaten zu überprüfen gilt:

[Azrael]

Irgendwie sieht die erste Grafik so aus, als läge ihr ein realer Frequenzgang zugrunde, die zweite aber nicht. Kann das sein? Denn auch im Diffraction-Tool von VituixCAD kann man reale Frequenzgänge importieren.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
.....oder ist im einen Fall mehr Glättung im Spiel?

[stoneeh]

Den zusätzlichen Ripple bei 500 Hz bei 3 kHz meinst? Kann ich jetzt ehrlich gesagt auch grad nicht reproduzieren was ich exakt eingegeben hatte; aber anbei links so gut ich mich dran erinnere die Eingabemaske für Grafik 1 des letzten Posts, und rechts nochmal der Vergleich in ARTA.

Bei beiden Lautsprechern in beiden Programme wurde in jedem Fall vor der Korrektur kein Frequenzgang geladen. Ist halt eine komplexe Berechnung unter Eingabe einiger Daten - dadurch auch der komplexe Kurvenverlauf.

Noch eine Info, dass im nächsten Post nicht gleich die nächste Frage kommt: "Floor" hätte man eigtl. für den Vergleich mit der GPM noch anwählen sollen - aber da es hier um den Vergleich der LF Diffraction (was ja das einzige ist das ARTA kann/macht) geht, welche sich dadurch im Verlauf nicht ändert, lediglich durch die Spiegelschallquelle um 6 dB erhöht, konnte man hier darauf verzichten.