Wie hören sich Resonanzen an?

[JFA]

Es gibt da zwei Probleme bei der Messung:
1) Die Membranauslenkung ist klein, das BL oftmals gering, da sind solche Peaks schonmal nur sehr zart zu beobachten
2) Aus den Peaks im Impedanzgang herauszulesen was woher kommt ist schwierig. Mehr Aufschluss geben Nahfeldmessungen, aber auch die sind nicht immer eindeutig (ist es Gehäuse, oder der Helmholtzresonator aus Dustcapvolumen und Polkernbohrung, oder der am Stahlkorb herumschwingende Magnet?)

[4711Catweasle]

@stoneeh
Du kennst HBX, damit messe ich TSP und Impedanz, also so gut das Du Dir sicher bist das man im Impedanz Bereich glätten kann?
Du weißt dann sicher auch das man im Programm (nutze ich regelmäßig) einen Bereich mit 0,1Hz Schritten messen kann (da wo es interessant ist)?

Interessante Art, anderen was zu unterstellen, um von den eigenen Unzulänglichkeiten abzulenken......tut mir leid wenn Du Imp. Messungen nicht interpretieren kannst.

Edit:

Mehr Aufschluss geben Nahfeldmessungen

Ich schaue mir das gern in Kombination mit den Imp. Messungen an.

[Christoph Gebhard]

Vielleicht noch als Ergänzung an Tom: Wenn du mit Sinustönen testest, muss du diese abrupt abschalten und auf das Nachschwingen achten. Bei Gehäusewandresonanzen (ich weiß, dass das etwas anders ist) könnte ich so ein glockenähnliches "Stehenbleiben" der Frequenz problemlos erhören.

[Don Key]

@Christoph:
Würdest Du eher mit Musik oder mit Sinustönen testen und versuchen, wtwas zu hören? Oder fallabhängig ?
Wie glaubst Du, den Unterschied besser erhören zu können ?
Meine Erfahrung sagt zumindest mir, dass man (ich) viel weniger erhört, als man meint ...

[Don Key]

... ich bin draußen.

Schade Stoneeh und gleichzeitig sinnfrei.
Jeder hat doch das recht eigene Erfahrungen und Ideen zu posten, worauf jeder andere das Recht hat, entsprechend kontrovers zu reagieren. Ich kann hier keine Entgleisung erkennen, lediglich ein freundliches "sehe ich etwas anders".
Warum man dann raus ist, erschließt sich mir nicht, ist doch eigentlich 'ne interessante und friedvolle Diskussion ...

[phantastix]

Das längere aufschwingen / nachschwingen hört sich mMn genau so an - "aufgedickt / wummernd" an der Frequenz in Frage. Da Resonanzen hoher Güte sehr schmalbandig sind, ist es mitunter schwierig sie überhaupt anzuregen - wird bei vielen Musikstücken gar nicht (in relevantem Maße) passieren.

das sehe ich inzwischen auch so

Manchmal kann man auch ein wenig Glück oder Geschick bei der Gehäusedimensionierung und Treiberposition gehabt haben.

hatte ich definitiv nicht, Standgehäuse und TMT ganz oben, deutlich sichtbar im Impedanz- und Frequenzgang (Bild folgt)

manchmal braucht man auch dem guten alten Gleitsinus, um das Scheppern😅 zu erkennen.

ja und nein, mehr weiter unten

Dann Hörtest mit Sinustönen, die rund im die berechneten Moden auf die Box gegeben werden. Ist hier ein Unterschied zu hören, lohnt sich der Aufwand.

In dem Satz würde ich die berechneten durch die gemessenen Moden ersetzen, die berechnete Frequenz ändert sich durch Einbringen von Dämpfungsmaterial ordentlich nach unten. Die Idee kam mir gestern auch noch, ich hatte vorher nur mit einem Ton auf der Impedanzspitze getestet. Mehr dann weiter unten.

MMn ist kaum was deutlicher hörbar als eine unbedämpfte Gehäuseresonanz im Übertragungsband.. d.h. eine, die auch angeregt wird. Insb. im Bassbereich,

Die Resonanz ist unbedämpft und wird angeregt. Ich kann jetzt auch einen Unterschied hören, aber von deutlich hörbar würde ich nicht reden. Mehr dann weiter unten.

aber so etwas lässt sich akustisch auch sehr schön mit nem Sinus-sweep aufzeigen (sollte "these bones" g'rad' nicht zur Hand sein )

These bones hat leider nichts gebracht, zum Sweep komme ich später

Aber BTT. Wie groß sind denn die Gehäuse ? Ich frage nur, weil wir uns doch hoffentlich einig sind, dass Gehäuseresonanzen um so hörbarer sind / werden, je größer die Wandabstände sind.

rund 80 cm innen, Reso im unbedämpften Gehäuse bei ca. 210Hz

Vielleicht noch als Ergänzung an Tom: Wenn du mit Sinustönen testest, muss du diese abrupt abschalten und auf das Nachschwingen achten.

Die Idee hatte ich gestern auch noch, hat aber nichts gebracht.

Meine Erfahrung sagt zumindest mir, dass man (ich) viel weniger erhört, als man meint ...

Dem kann ich nur zustimmen

[phantastix]

Ich habe noch diverses Musikmaterial probiert: Orgel, Piano, Orchester und tiefe Männerstimmen (Sachen die ich normalerweise nie bis sehr selten höre). Ich habe keinen Unterschied gehört.

Ich habe mir dann noch mal Messungen von der IHA Abstimmung angeschaut. Die Güte der Reso ist recht hoch und damit der Frequenzbereich schmal. Es geht ca. um einen Bereich von plus minus 20Hz um 210 Hz. Ich habe dann einen Sinus Sweep von 180 bis 240Hz in 30 Sekunden durchlaufen lassen. Wie im roten Frequenzgang zu sehen, wurde es zuerst deutlich leiser und dann deutlich lauter. Aber ein unsauberer oder nachschwingender Ton ist mir nicht aufgefallen. Auch abrupt abgeschaltete Sinustöne in diesem Bereich waren für mich auf beiden LS nicht unterscheidbar.

Fazit: Es hat was gebracht. Aber fürs Musikhören hätte ich es nicht zwingend gebraucht.

Tom

[JFA]

Wo wir bei Subjektivität sind: mir ist aus dem Stegreif keine Literatur dazu bekannt, die sich gezielt mit der Hörbarkeit von Hohlraumresonanzen befasst. Ich erinnere mich lediglich an eine Arbeit, die sich mit Peaks und Dips und deren Hörbarkeit befasst (in kurz: die Fläche unter dem Peak zählt, Dips sind weniger hörbar). Ich bin mir nicht sicher, ob die direkt auf Hohlraumresonanzen übertragbar sind, weil die eine periodische Abfolge von Peaks und Dips sind.

Ich habe mich nochmal durch die Sekundärliteratur - High Performance Loudspeakers, Martin Colloms - gearbeitet, und tatsächlich ist auch da nicht viel an Primärquellen zur Hörbarkeit von Gehäuseresonanzen drin. Erstaunlicherweise ist das Kapitel sogar eines der wenigen - wenn nicht sogar das einzige - in dem er wenig detailliert schreibt und sogar herumschwurbelt. Einschränkend muss ich sagen, dass meine Ausgabe von 2000 ist (5th Edition), es mag sich da was getan haben.

In einem anderen Kapitel - da geht es um die Wandresonanzen - steht aber was zu Hörbarkeit. Es könnte sein, dass dieses Kapitel auch zu dem oben beschriebenen gehört, dann ist es aber doof angeordnet. Dort steht jedenfalls das, was ich in meinem Selbstzitat geschrieben habe: Peaks mit moderater Güte sind hörbarer als welche mit hoher Güte. Ich habe die Primärquelle nicht - Intermodulation distortion listening tests, P. A. Fryer - aber ich meine mich zu erinnern, dass es da um Peaks gleicher Höhe ging (das steht nicht bei Colloms). Dabei waren Peaks mit Güte Q=1 am besten hörbar (so steht es dann wieder bei Colloms).

Weiter steht da, dass Reihen von Resonanzen, wohl auch besonders welche die einer mathematischen Folge entsprechen, leichter hörbar sind. Die können dann sogar im Pegel unterhalb des eigentlich Nutzsignals sein, 20 dB bei klassischer Musik und sogar 30 dB bei konstantem Rauschen. Das ist typisch für Wandresonanzen, aber nicht für Gehäuseresonanzen, die sich direkt im Direktschall zeigen (mit Ausnahme derjenigen von Bassrohren). Eine weitere angegebene Quelle ist "Some factors in loudspeaker quality" von Harwood.

Wenn da jemand noch etwas zu hat immer her damit. Ich war eben wirklich erstaunt, dass ich nichts konkretes gefunden habe. Das wird wohl als gegeben angesehen.

[Gaga]

Hallo Jochen,

Wenn da jemand noch etwas zu hat immer her damit. Ich war eben wirklich erstaunt, dass ich nichts konkretes gefunden habe. Das wird wohl als gegeben angesehen.

Es ist tatsächlich schwierig, hier was zu finden. Da ich jetzt ne ganze Weile gesucht und Zeit reingesteckt habe, setze ich dennoch Links zu den Papern, die ich zum Thema finden konnte:

1. DETECTION OF AUDIBLE RESONANCES
Ivo Mateljan, Heinrich Weber*, Ante Doric**
Link hier

Abstract:The paper discusses the problem of the detection of audible resonances. The basic psychoacoustic researches
have shown that the threshold of resonance detection can be classified by resonance level and Q-factor. In this work a
third criteria is introduced. It is the energy of the resonance. By analyzing the influence of resonances on the
frequency response and group delay, it is shown that it is almost impossible to detect resonances that are near the
threshold of audibility. Finally, three common techniques for resonance detection are compared: the cumulative
spectral decay,the shaped sineburst decayand the transferfunction pole–zero identification.In the
conclusion suggestions for the use of the particular method are given.

2.THE MODIFICATION OF TIMBRE B RESONANCES: PERCEPTION AND MEASUREMENT
Link hier
Floyd Tolle and Sean Olive

A review of previous work and new experimental results describe the thresholds of audibility of resonances as a function of frequency, Q, relative amplitude, time delay, program material, listener hearing performance, loudspeaker diectivity, and reverbation added during recording or reproduction...

Also durchaus komplex die Angelegenheit und ein Hinweis, warum das Problem (Hörbarkeit von Reonanzen) nicht so leicht als gemeinsame Erfahrung zu fassen ist.

3. LOUDSPEAKER MEASUREMENTS AND THEIR RELATIONSHIP TO LISTENER PREFERENCES: PART 1
Floyd E. Toole
Link hier
Floyd meint ebenfalls, dass Resonanzen mit niedrigem Q am stärksten zu hören seien und ...'were most easily heard with white noise as a test signal.'

Ich muss die Paper noch in Ruhe durchlesen, daher an der Stelle nicht mehr dazu.

Gruß,
Christoph

[ArLo62]

Hier wurde das Thema vor 2 Jahren diskutiert: https://www.diyaudio.com/community/t....355941/page-1

[JFA]

Hallo Christoph,

das scheint mir alles ziemlich sebstreferentiell (aka der eine zitiert den andern), aber das erste finde ich doch interessant. Ich kann mich auch dunkel daran erinnern, dass ich das schonmal gelesen hatte.

Wo ich mir halt nicht sicher bin ist dieses Modell mit "additiven" Resonanzen (Gleichung 2). Denn eigentlich sind diese Gehäuseresonanzen eine direkte Beeinflussung der Membran und daher eigentlich "multiplikativ". Kann aber sein, dass das mathematisch trotzdem richtig ist, das müsste ich mal auseinanderklamüsern. Auf jeden Fall sind die gezeigten synthetischen Resonanzen "falsch herum", d. h. es kommt eigentlich immer erst der Dip und dann der Peak.

Das Kapitel 6 finde ich super interessant (system identification), weil ich da auch selber sporadisch dran arbeite. Mein Ziel ist es, trotz notwendiger Fensterung der Impulsantwort Aussagen über den Frequenzgang unterhalb der Grenzfrequenz des Fenters mit akzeptabel geringem Fehler machen zu können. Hat also nichts mit Resonanzen zu tun, daher gehe ich hier nicht weiter drauf ein. Hier hatte ich damit mal angefangen

[Don Key]

Floyd meint ebenfalls, dass Resonanzen mit niedrigem Q am stärksten zu hören seien...

...was doch eigentlich bedeutet, dass halbherzige Dämmung schlechter ist / klingt, als gar keine. Interessant ...

[JFA]

The ear evidently detects mainly the energy or area under the peak.In some cases, at high Q, the peak can be well above the general level before being detectable, but in other cases a low Q resonance, well below the general level, is still detectable. Damping a resonance may not give as great an improvement as hoped for, especially at low frequencies

Der letzte Satz gibt genau das wieder, allerdings widerspricht das dann teilweise dem ersten, denn mit Dämpfung wird ja die Amplitude der Resonanz und damit die Fläche darunter geringer.

[mechanic]

Oder das heißt eigentlich "breiter ist schlimmer als hoch", was ja irgendwie auch hinsichtlich Hörbarkeit Sinn macht.

[Gaga]

Hallo zusammen,

das scheint mir alles ziemlich sebstreferentiell (aka der eine zitiert den andern), aber das erste finde ich doch interessant.

Ja, es beziehen sich wohl alle auf die selben Quellen.

Die Arbeit von Mateljan, Weber und Doric ist mir am leichtesten zugänglich. Leider bin ich meilenweit von Deinen mathematischen Fähigkeiten entfernt und muss mir das sehr mühsam erarbeiten.

Deren schöne Zusammenfasung scheint mir jedoch recht klar:

From their work, we find following important conclusions:
1. The perceptual resonance threshold level is lowest if the test signal is white or pink noise.
2. The lowest threshold level is for Q=1 and depends on frequency, and has a value from - 29dB to -23dB.
3. The threshold level is proportional to Q-factor, which means that resonances with a low Q are more audible than with a high Q. Doubling the resonance Q-factor raises the threshold of resonances audibility for 3dB.
4. If the resonance signal is delayed for more than 1ms the perceptual threshold is becoming lower for transient signals, or becoming higher for complex signals and noise. For example, if resonance is delayed 20ms the threshold for transient signal is being lowered to -40dB.
5. Resonances with Q>50 are more audible with transient signals while resonances with Q<10 are more audible with continuous complex signals.
6. Although there is a slight frequency dependence of the threshold level it is practically independent from frequency for Q<10. Differences in threshold levels are less than ±5dB.

Das erklärt für mich zumindest ganz gut die Erfahrung und Ausgangsfrage von Tom:

Ich vergleiche gerade meinen fertigen Lautsprecher mit dem Testgehäuse. Der fertige LS hat einen IHA für die tiefste Stehwelle (Boden-Deckel) und Fibsorb/Basotect um die Stehwellen zwischen den Gehäusewänden zu unterdrücken. Das Testgehäuse ist innen komplett leer, die Stehwellen sind also voll da.

Ich höre aber im A/B-Vergleich keinen Unterschied. Ich habe mit Musik, Rosa Rauschen, Sinus Sweep und reinem Sinus getestet. Klingt für mich alles gleich.

Auch die Hörbarkeits-Thresholds in Fig 1 nach Fryer finde ich für mein Verständnis zielführend.

Erhellend auch, dass es offenbar schwierig ist, schon hörbare Effekte von Resonanzen, messtechnisch darzustellen.

...was doch eigentlich bedeutet, dass halbherzige Dämmung schlechter ist / klingt, als gar keine. Interessant ...

Ja, offenbar lohnt es sich, über Bedämpfung und Art der Bedämpfung gut nachzudenken. Schöner Thread.

Gruß,
Christoph

[phantastix]

Hier wurde das Thema vor 2 Jahren diskutiert: https://www.diyaudio.com/community/t....355941/page-1

In dem Thread geht es eher um das Reduzieren von Resonanzen und nicht um die Hörbarkeit dieser.

Aber gleich im ersten Post finde ich eine passende Bezeichnung für mein Konstrukt: Sound Absorbing Burrito
Er nimmt zwar Fiberglas und Polyesterwatte und ich Fibsorb und Basotect, aber das Grundprinzip ist das gleiche.

Und auf Seite zwei wurde ich wieder an was erinnert. Ich habe eine Quasi D'Appo, der eine TMT sitzt ziemlich oben und der zweite ungefähr in der Mitte des Test-Standgehäuses. Der obere regt die Reso ziemlich ideal an und der untere quasi gar nicht. Also habe ich die Weiche abgeklemmt und die Töner einzeln mit 210Hz angeregt. Der obere allein gibt tatsächlich eine eindeutige Antwort auf die Eingangsfrage. Das würde ich wahrscheinlich doppelblind mit Wasser in den Ohren hören. Der untere klingt sauber.

Bei meinen IHA-Messungen habe ich immer nur oben den gemessen, da der untere ja nix zur Reso beigetragen hat.

Aber warum verschwindet die hörbare Resonanz so ziemlich komplett, wenn beide Töner am Start sind? Im Impedanzgang sehe ich da immer noch einen Höcker.

Tom

[4711Catweasle]

Moin Tom,

meine letzte Quasi D'Appo ist gut 20 Jahre her.....

Aber warum verschwindet die hörbare Resonanz so ziemlich komplett, wenn beide Töner am Start sind? Im Impedanzgang sehe ich da immer noch einen Höcker.

Daher kann ich nur eine Vermutung äußern...ich nenns mal Überdeckung - der an der ideal Position (bezogen auf Reso Anregung) verbaute TMT
überdeckt mit seinem sauberen Anteil weitgehend den Reso Anteil des oberen TMT.

[Gaga]

Moin,

Daher kann ich nur eine Vermutung äußern...ich nenns mal Überdeckung - der an der ideal Position (bezogen auf Reso Anregung) verbaute TMT
überdeckt mit seinem sauberen Anteil weitgehend den Reso Anteil des oberen TMT.

Ja, genau das würde ich auch vermuten - der zusätzliche, saubere Anteil des Singnals vom unteren TMT drückt die Reso unter die Hörbarkeitsschwelle.

Die Reso zu dämpfen finde ich dennoch sinnvoll.

Gruß,
Christoph

[Darakon]

Interessante Diskussion hier!

Vor dem Hintergrund des Geschriebenen:
Wäre es sinnvoller ein Gehäuse kubisch zu gestallten, so dass Längen-, Breiten- und Höhenresonanz auf die selbe Frequnez fallen, dadurch zwar sehr ausgeprägt aber schmalbandig sind?

Beispiel Mitteltöner in 8 Litern:

kubisch: Schmalbandige, ausgeprägte Grundrso bei ~864 Hz



oder ungleiche Seiten zu wähelen:
Breitbandige Summen-Resonanzen bei 720 Hz und 1350 Hz


Bisher dachte ich, es wäre besser die Resonanzen 'zu verteilen', was allerdings zu einer breiteren Gesamtresonanz führen kann, die damit hörbarer wäre. (?)
Oder bin ich komplet auf dem Holzweg?

[JFA]

Bisher dachte ich, es wäre besser die Resonanzen 'zu verteilen', was allerdings zu einer breiteren Gesamtresonanz führen kann, die damit hörbarer wäre.

Ist ein sinnvoller Gedanke, denke ich

Ein anderer Grund, die nicht zu verteilen: wenn es nur eine einzelne gibt muss man auch nur eine Maßnahme und die nur schmalbandig treffen, um die zu bekämpfen. Wenn man mehrere hat, muss man entweder mehrere Maßnahmen treffen oder breitbandig dämpfen (ist ja für manche wie der Teufel fürs Weihwasser).

Und ich möchte nochmal betonen, dass Gehäuseresonanzen zwar die gleiche Ursache wie Raummoden haben (jeder Raum, egal ob voll umschlossen oder nicht, hat Eigenfrequenzen, und die werden angeregt), die Wirkungen aber unterschiedlich sind. Die von VituixCAD gezeigten Frequenzgänge sind nicht die von Gehäuseresonanzen (es sei denn, man misst im Gehäuse).
Das Tool reicht aber, um die Problemstellungen zu erkennen und schon im Entwurf Abhilfe zu schaffen (z.B. durch geeignete Platzierung der Chassis).