REW-Testmessungen, Import in VituixCAD und Vergleich mit Weichensimulation

[FF]

Hallo zusammen,

in diesem Beitrag bitte ich um Eure Einschätzung bzgl. meiner testweise durchgeführten Messungen mit REW, deren Import in VituixCAD und dem Vergleich der Messungen untereinander sowie mit einer Weichensimulationen in VituixCAD.
Eure berechtigten Beschwerden wegen der Textlänge sehe ich schon kommen, ich kann leider nicht gut "in kurz" .

Nach zahlreichen Nachbauten und kleineren einfachen Projekten möchte ich endlich das Thema „eigene Messungen“ forcieren. Da ich gerade meine alte 2-Wege-TML (KuT-Bausatz von 1998) ausmustere und diese mit und für meinen Neffen zur (deutlich kleineren) GHP-Box umbaue , schien mir das eine geeignete Gelegenheit zu sein, weil ich die Weiche etc. sowieso aus den alten Gehäusen ausbauen muss. Dazu hatte ich mir folgende Herangehensweise überlegt und ausprobiert:

1. Messung der Gesamtbox inkl. Weiche im Original (SPL & IMP inkl. Phase)
2. Messung beider Chassis einzeln inkl. zugehörigem Weichenzweig (SPL & IMP inkl. Phase)
3. Messung beider Chassis einzeln ohne Weichenzweig (SPL & IMP inkl. Phase)
4. Import dieser „5 Schallquellen“ in ein gemeinsames Vituix-Projekt
5. Vituix-Simulation der Originalweiche mit den Einzelmessungen ohne Weichen aus 3.

Anhand des Vergleichs der 3 Kombinationen „I Gesamtbox mit Weiche“ / „II Kombination TT+HT mit Weiche“ / „III Simulation TT+HT mit Vituix-Weiche“ wollte ich prüfen, ob REW und VituixCAD bei mir ausreichend fehlerfrei zusammenarbeiten und wie gut die Messergebnisse I+II mit der Simulation III zusammenpassen.
>>> soweit schlüssig oder gibt es Einwände?

Messaufbau und Messumgebung:
Beides noch sehr einfach und weit vom Optimum entfernt. Da für alle o.g. Versuche aber gleiche Messbedingungen herrschen und es mir nur um den relativen Vergleich geht, schien mir das in diesem Fall vernachlässigbar zu sein.

• Messmikrofon ist ein Monacor ECM-40, aktuell noch unkalibriert
• Interface ist ein E-MU 0404 USB mit recht hochwertigen Mic-Vorverstärkern
• Impedanzmessung direkt über das E-MU 0404 mit einfachem Messkabel und Ref=100 Ohm
• Akustische Messung als Semi-Zweikanal mit einem Rotel Vollverstärker, d.h. Referenzsignal läuft direkt aus Out-R in In-R. Mögliche Phasenfehler des Rotel oder R-L-Kanalabweichungen des Interface fließen damit in die Messung mit ein
• Messspannung ca. 1V bei den Messungen mit Weiche und ca. 0,5V bei den Messungen ohne Weiche (Altbau-Mietshaus und nachts um 22:00h, da wollte ich nicht, dass aufgrund der Sweeps jemand an einen Feueralarm denkt…)
• Messumgebung ist mein kleines Arbeitszimmer, angrenzende Wände bereits nach 120-140cm rechts/links, siehe auch Foto.
• Messabstand Mikro zur Mittelachse zwischen HT+TT ca. 60cm (nächste Wand hinter Mikro wieder in 120cm Abstand
• Messungen sind bzgl. Absolutpegel nicht kalibriert, mein SPL-Meter lag leider noch im Büro; über die anliegende Spannung geschätzt 70-75dB Messpegel

>>> für diesen Test ausreichend oder Einwände?

REW-Messungen
Hat alles gut funktioniert von der Einrichtung, der Soundkarten-Kalibrierung, Pegel usw., das Programm gefällt mir aufgrund der Einfachheit wirklich gut. Die Impedanzmessungen habe ich anfangs noch mehrfach gemacht, nachdem diese immer deckungsgleich waren, habe ich mich bei den akustischen Messungen dann auf jeweils eine Messung beschränkt (mit 2 Messdurchläufen).

• Das Fenstern der Messungen hat gut funktioniert, die erste Störung von den Wänden war im Impulsfenster gut erkennbar
• alle Messungen haben dieselbe IR-Fensterung bekommen über „Apply to all“, untere Messfrequenz ca. 230Hz
• bei den nackten Chassismessungen ohne Weiche habe ich den REW-Out-Pegel um -6dB abgesenkt aufgrund der späten Stunde; ich komme weiter unten auf diesen Punkt zurück, weil er offensichtlich doch größere Auswirkungen hatte
• das Mikrofon stand bei allen Messungen unverändert, d.h. ich habe zuerst unter 0 Grad gemessen 1. Gesamtbox mit Weiche, 2. HT mit Weiche (TT-Zweig abgeklemmt), 3. TT mit Weiche (HT-Zweig abgeklemmt), 4. HT allein ohne Weiche, 5. TT allein ohne Weiche. Dann den Lautsprecher um 30 Grad (nur zu einer Seite) gedreht um die Mitte der Schallwand und erneut die Messungen 1.-5.
• Anschließend die Nahfeldmessungen Membran und TML-Öffnung, interessehalber jeweils auch mit & ohne Weiche. Bei den Nahfeldmessungen musste ich den Pegel nochmals deutlich absenken (-20dB), da REW die Messungen wegen Klirr abgebrochen hat. War für mich aber weniger relevant, weil das Zusammenfügen von Nah- & Fernfeld in VituixCAD für den Test unwichtig ist. Besser für den Störabstand wäre natürlich gewesen, den Mic-Eingangspegel runterzuregeln an Stelle des Outputs; das fiel mir aber erst später ein.

>>> mit Ausnahme der Messbedingungen und der fehlenden Mic-Kalibrierung – größere Einwände?
>>> gibt es mit der Kombination der Daten bzgl. verschiedener Phasenverhältnisse Probleme, wenn man die Impedanzmessung ohne Messverstärker und die akustischen Messungen mit Messverstärker ausführt (ich denke: nein)?

Import der Daten in VituixCAD und Simulation der Originalweiche
In VituixCAD wurde ein Projekt angelegt mit 5 Treibern, siehe Foto:

1. BOX_REW mit Weiche: Import von Impedanz und 0/30-Grad Messungen der Gesamtbox mit Weiche
2. HT_WA-10/8_REW mit Weiche: Import von Impedanz und 0/30-Grad Messungen des Hochtöners mit Weiche
3. TT_CSC-217R_REW mit Weiche: Import von Impedanz und 0/30-Grad Messungen des Tieftöners mit Weiche
4. HT_WA-10/8_REW nur Chassis: Import von Impedanz und 0/30-Grad Messungen des Hochtöners ohne Weiche
5. TT_CSC-217R_REW nur Chassis: Import von Impedanz und 0/30-Grad Messungen des Tieftöners ohne Weiche

Der Import hat funktioniert, zusammen mit der im Fenster Crossover nachgebildeten Originalweiche ließen sich die 3 Kombinationen „I Gesamtbox mit Weiche“ / „II Kombination TT+HT mit Weiche“ / „III Simulation TT+HT mit Vituix-Weiche“ erstellen, siehe Bilder jeweils mit Gesamtübersicht. Auf den ersten Blick sind alle 3 Kombinationen sehr nahe beieinander, d.h. Messung der fertigen Box und die Kombination der Chassismessungen mit einer simulierten Weiche scheinen zu vergleichbaren Ergebnissen zu kommen.
I. II. III.

Das Overlay der 3 Impedanzkurven ist nahezu deckungsgleich. Beim Overlay von Power&DI fällt bei II. eine Abweichung zwischen 3-6 kHz auf, detaillierter siehe unten.
SPL
Impedanz Power&DI

Das Ergebnis im Vituix-Phasenfenster „gefällt“ mir nicht, aus REW kommt offenbar keine Minimalphase, sondern „nur“ eine richtiges Phasenverhältnis aller Chassis zueinander. So wäre es in VituixCAD für FW-Entwicklungen viel zu schlecht lesbar, weil ab ca. 1kHz alles zu eng zusammenläuft, auch wenn die Simulation stimmen müsste. Ich muss noch ausprobieren, ob die Minimalphasenberechnung über den Vituix-Calculator dafür geeignet ist?

Bei II. & III. fällt auf, dass bei verpoltem HT keine saubere Auslöschung auf der Trennfrequenz entsteht, es bleibt in beiden ein „Mittelhöcker“ zurück. Das kann an Messfehlern von mir liegen (wahrscheinlich), oder es ist bei diesem Bausatz tatsächlich so. Da in der alten KuT keine Verpolung abgebildet ist, kann ich es nicht überprüfen.
II. SPL III. SPL

Hier noch die Messungen aus der Veröffentlichung des Bausatzes, auch hier ist insgesamt eine Übereinstimmung erkennbar. Der SPL weicht im Hochton stärker ab bzw. der Hochton ist bei meinen Messungen lauter, was durch die fehlende Mikrofonkalibrierung erklärbar ist; die Abweichung passt in etwa mit der Durchschnittskalibrierung von Hifi-Selbstbau für das ECM-40 zusammen. Bei der Impedanzkurve stimmen die Maxima in der Lage überein, sogar die Störstelle bei 250Hz ist vorhanden (bzw. bei mir bei 300Hz). Das untere Maxima hat bei meinen Messungen eine deutlich andere Form, das könnte mit abweichender oder verrutschter Dämmung im TML-Kanal zusammenhängen.

>>> auf den ersten Blick eine ausreichende Übereinstimmung oder Einwände?
>>> habt Ihr einen Tipp, wie man die Phase des SPL-Imports optimieren kann?

Genauere SPL-Vergleiche von I./ II. / III.
Zur besseren Lesbarkeit habe ich nachfolgend immer nur 2 der 3 Kombinationen in ein Diagramm gepackt.
„I. Gesamtbox mit Weiche“ und „II. Kombination TT+HT mit Weiche“ unter 0 Grad:
Unter 3kHz und über 6kHz vollständig deckungsgleich. Bei II. zeigt die Summe bei 4 kHz eine 4dB-Senke, die auch unter der HT-Einzelkurve liegt; ggf. Zusammenhang mit der Senke der anfallenden TT-Flanke? Bei 4,5-6,0kHz liegt II. bis zu 2dB leicht über I.

„I. Gesamtbox mit Weiche“ und „III. Simulation TT+HT mit Vituix-Weiche“ unter 0 Grad:
Unterhalb 200Hz ist III. um 1-2 dB lauter, jedoch irrelevant, da unterhalb der Fensterung. Zwischen 4-5 kHz gibt es eine minimale Abweichung, jedoch max. 1dB.

„II. Kombination TT+HT mit Weiche“ und „III. Simulation TT+HT mit Vituix-Weiche“unter 0 Grad:
Unter 200Hz siehe I.+III., irrelevant. Zwischen 3-6kHz vergleichbare Abweichungen wie bei I.+II.

>>> Bei der HT-Messung von II. hat es offenbar eine Störung / Abweichung gegeben (ich tippe auf Störschall von außen). Oder seht Ihr andere grundlegende Fehler?

Interferenz-Vergleiche von I./ II. / III.
Aufgrund der offensichtlichen Phasenabweichungen zwischen den 3 Kombinationen hat mich interessiert, wie ich die Unterschiede noch stärker ablesbar machen könnte. Mir kam die Idee, dazu immer je 2 Kombinationen parallel zu schalten und dann in einer davon TT und HT zu verpolen. Bei perfekter Messung und Simulation müsste es eine vollständige Auslöschung im TT- bzw. HT-Zweig geben.

I. parallel II. und TT (in II.) verpolt: vollständige Auslöschung bis an die Diagrammgrenze >45dB, beide Messungen haben folglich fast identische Phasenverläufe

I. parallel II. und HT (in II.) verpolt: deutlich geringere Auslöschung, nur im Bereich 25-30dB. Vermutung: das „Restsignal“ ab 5kHz aufwärts ist der Störschall/ Hintergrundlärm, bedingt durch die geringe Messspannung und etwa 70-75dB Messpegel.

I. parallel III.: bis 3,5kHz gute Übereinstimmung, darüber „Phasenmurks“ mit Sprüngen von ca. 30dB.

I. parallel III. und TT (in III.) verpolt: Auslöschung unter 500Hz vorhanden, aber geringer mit 25dB, oberhalb 3,5kHz siehe oben

I. parallel III. und HT (in III.) verpolt: oberhalb 3,5kHz siehe oben

II. parallel III. ohne Verpolung/ TT (in III.) verpolt/ HT (in III.) verpolt: fast identisch zu I. parallel III.
/ /

Vermutung: aufgrund der um 6dB abgesenkten Messpegel der Einzelchassis ohne Weiche (aus III.) beeinflusst der Störschall immer stärker die Messergebnisse. Die Auswirkungen zu geringer Messpegel im Vergleich zu Hintergrundgeräuschen/ Störpegeln auf den Phasenverlauf sind dabei viel stärker, als die reinen SPL-Schriebe vermuten lassen.
>>> würdet Ihr zustimmen, dass dies der wesentliche Grund dafür ist, dass die III. Messungen bei der Parallelschaltung „durchfallen“?

Nächste Schritte

• Mikrofon kalibrieren lassen.
• Messkabel etc. sauber aufbauen ggf. einfache Messbox mit Spannungsteiler, damit Ref-Signal nach dem Verstärker abgegriffen wird.
• Größeren Raum zu Messen.
• Messpegel erhöhen auf 85-90dB und leisere Umgebung.

>>> ausreichend, oder nochmal zurück auf Los?


Für ein paar Kommentare, ob das alles halbwegs zielführend bei mir abläuft, oder Hinweise, wo ich Böcke schieße oder vermeidbare Fehler mache, wäre ich Euch sehr dankbar!

[Slaughthammer]

Grundsätzlich sieht das doch schon mal alles ganz gut aus.

Das Ergebnis im Vituix-Phasenfenster „gefällt“ mir nicht, aus REW kommt offenbar keine Minimalphase, sondern „nur“ eine richtiges Phasenverhältnis aller Chassis zueinander. So wäre es in VituixCAD für FW-Entwicklungen viel zu schlecht lesbar, weil ab ca. 1kHz alles zu eng zusammenläuft, auch wenn die Simulation stimmen müsste. Ich muss noch ausprobieren, ob die Minimalphasenberechnung über den Vituix-Calculator dafür geeignet ist?

Hatten wir alles schon hier im Forum: https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...woran-liegt-s-

Was da bei Einzelzweigemessung mit Weiche nicht funktioniert hat kann ich so nicht beurteilen, vielleicht die Weiche an der falschen Stelle aufgetrennt? Störgeräusche bei der Messung müsste man eigentlich beim Messen auch gehört haben.

Gruß, Onno

[Micha_HK]

Hi,

genau - für eine sinnvolle Phasendarstellung einen negativen! Delay eintragen, wie in Onnos Link besprochen.

VG
Michael

[FF]

Hallo Onno, hallo Michael,

ich danke Euch beiden. Den Beitrag mit dem negativen Delay hatte ich vor längerer Zeit schonmal überflogen, mich aber leider nicht mehr daran erinnert. Ich habe es gleich ausprobiert und erkenne deutliche Verbesserungen, die seltsamen Pegelsprünge im Eingangspost bei den Parallelschaltungen mit III. verschwinden (bzw. siehe unten* ), aber es gibt noch einiges zu verbessern:

1. Delayanpassung über den TT aus II. (REW-Messung im Gehäuse mit Originalweiche):
Damit die Normalphase im Bereich 500Hz bis 5kHz zur Minimalphase passt, muss ich ein Delay von -1,865ms einstellen. Das passt mit 682mm auch gut zum Mic-Abstand bei der Messung.

Übertrage ich das Delay -1,865ms auf alle 5 Treiber, verhalten sich jeweils TTs und HTs ausreichend ähnlich. Es ergibt sich im HT-Bereich jedoch ab 2kHz eine ansteigende Phase; das sollte nicht so sein, vermutlich Delay zu stark:


2. Delayanpassung über den HT aus II. (REW-Messung im Gehäuse mit Originalweiche):
Wenn ich die Normalphase im Bereich von 2-10kHz an die Minimalphase anpasse, ergibt sich ein etwas geringeres Delay von -1,775ms.

Übertrage ich die -1,775ms auf alle 5 Treiber, zeigt sich für alle eine durchgängig fallende Phase über den gesamten Messbereich, sowie im Bereich 300Hz bis 3kHz eine gute Parallelität von TT und HT.


Meine zukünftige Herangehensweise wäre also, erstmal die Phase wie von Onno im Link empfohlen, über den TT per negativem Delay anzupassen. Wenn das für alle Treiber passt, fertig. Wenn es zu ansteigenden Phasen im Hochtonbereich kommt, das Delay für alle Treiber soweit verringern, bis die Phase zumindest im Messbereich konstant fällt. Richtig so?

An der nicht vollständigen Auslöschung im Bereich der Trennfrequenz bei HT-Verpolung hat die Phasenanpassung nichts geändert (hätte mich auch gewundert, absolut musste es ja stimmen). D.h. hier spielen sicher meine ungünstigen Messverhältnisse mit rein.


Was sich deutlich verändert hat sind die Parallelschaltungen von II.+III., nachfolgend
gleich gepolt / TT verpolt (in II.) / HT verpolt (in II.)
= / TT v. / HT v.
Die seltsamen Pegelsprünge sind weg, siehe unten*. Immer noch vorhanden sind die deutlich geringeren Auslöschungen im Vergleich zu den Parallelschaltungen von I.+II., was ich immer noch am Ehesten auf den reduzierten Messpegel und den Störschall zurückführe.


Zum Störschall: ich gehe bei den Messungen immer aus dem Zimmer und starte mit 15sec Verzögerung, weil ich meine Ohren nicht durchpfeifen lassen möchte (Gehörschutz wäre einfacher ). D.h. ich höre nicht selbst, was im Raum bei der Messung passiert. Das Arbeitszimmer geht zu einer vielbefahrenen Straße, im Nachbarzimmer hüpft mein Chinchilla im Käfig herum und das Notebook meint ab und an, den Lüfter hochdrehen zu müssen. Ich kann mir also schon vorstellen, dass hier was in die Messung reinrutscht.


*) zu den seltsamen Pegelsprüngen im ersten Beitrag:
Diese kann ich mit angepasstem Delay nicht mehr erzeugen. Was ich aber sehen kann, sind wieder Sprünge im Phasenfenster, wenn ich den Zweig III. mit HT+TT und Vituix-Weiche abschalte, siehe Screenshot. Wenn der Zweig III. angeschaltet wird, sind diese nicht da, siehe Diagramme oben. Es scheint also eine Fehlbedienung von mir gestern gewesen zu sein, die diese extremen Sprünge erzeugt hat.



Das macht mir gerade enormen Spaß, danke!

[Swany]

Hi nur kurz reingegrätscht,

ich hatte irgendwo mal (hier im Forum glaube ich) gelesen, dass du jeden Treiber einzeln mit seinem eigenen Delay eintragen musst, was ja auch Sinn macht den der Bezugsort ist ja auch für jeden Treiber anders relativ zum Mikro und SEO, zu dem hast du ja bei jeder Messung (so zweikanalig gemessen) für jeden Treiber, relativ zur Messung (TT halt so und soviel ms und Ht so und soviel), das Delay bei REW angegeben.
Das solltest du dann JE Treiber eintragen.

Gruß Swany

[Azrael]

ich hatte irgendwo mal (hier im Forum glaube ich) gelesen, dass du jeden Treiber einzeln mit seinem eigenen Delay eintragen musst, was ja auch Sinn macht den der Bezugsort ist ja auch für jeden Treiber anders relativ zum Mikro und SEO, zu dem hast du ja bei jeder Messung (so zweikanalig gemessen) für jeden Treiber, relativ zur Messung (TT halt so und soviel ms und Ht so und soviel), das Delay bei REW angegeben.
Das solltest du dann JE Treiber eintragen.

Nein, das ist nicht richtig: semi-zweikanalig durchgeführte Messungen enthalten bereits alle nötigen Informationen über die jeweilige Position der SEOs zueinander in den Phasengängen.

Das mittels eines Treibers zur Entwirrung der Phasengänge ermittelte negative Delay muss daher auf alle anderen Treiber ohne Veränderung übernommen werden, sonst kann VituixCAD insbesondere die Bereiche um die Trennfrequenzen herum nicht mehr korrekt darstellen.

Viele Grüße,
Michael

[Swany]

Ok, ok !

Kudus auf mein unwissendes Haupt!

Gruß