Aktive Hochpassfilterung Bassreflex-Konstruktionen

[FF]

(...)
Beide Ergebnisse als Overlay übereinandergelegt (gestrichelt zeigt die Filterung mit LP-Shelv und 6dB-HP):


(...)
Ja, es gibt im Frequenzgang Unterschiede, die sind aber, wie ich finde, geradezu winzig für die Einsparung von hier wohl gut 10 ms Gruppenlaufzeit, fast einem Drittel, wenn ich das richtig sehe.

Viele Grüße,
Michael

Die Unterschiede unter 25Hz korrespondieren gut mit dem Unterschied der blauen und roten SPL-Kurve des BR-Kanals. Gleichst du das mit einem weitern Filter an, sind die Unterschiede weg.

10ms Unterschied bzgl. Groupdelay klingt erstmal viel, aber ist es beim gezeigten Beispiel überhaupt relevant? Ich würde sagen nein, denn bei 25Hz liegt SPL schon 20dB unter dem Referenzpegel - die Unterschiede liegen mMn außerhalb des Übertragungsbereichs dieser Abstimmungen.

[mechanic]

Hallo Michael,
schöner Vergleich!

Zwei Anmerkungen:
- der Unterschied bei der GLZ wird so richtig deutlich erst unter 35Hz und da kommt in der Regel eh nicht mehr viel bei Musik
- wie würde das aussehen bei HP LR2 bzw. LR2 mit 6dB-Überhöhung Q=2 (meine Variante)

Ich vermute, dass BR (n=4) und LR2 (n=2) zusammen ausreichen, um den Bass zu entlasten, und, wenn die GLZ dann auch noch im richtigen Bereich wäre ...

[Azrael]

- wie würde das aussehen bei HP LR2 bzw. LR2 mit 6dB-Überhöhung Q=2 (meine Variante)

Wo soll der PEQ hin? Auf fb?

Zu den Anmerkungen bzgl. der Frequenz, wo die Unterschiede bemerkbar sein mögen oder auch nicht: ich habe das hier mit einer mit etwas über 30 Hz fb recht tief abgestimmten Box durchexerziert. Bei meinen kleinen Erdgeschoss-Subwoofern liegt fb mit etwa 40 Hz aber höher.

Ansonsten hat es Perry Marshall, der Ersteller des im Startpost verlinkten Artikels, was die Hörbarkeit seiner Abstimmung angeht, so beschrieben, dass sie beispielsweise bei einem bestimmten Stück von Porcupine Tree den Eindruck (hier in meinen Worten geschildert ), dass bei der Bass-Drum das "Oompf" dem "Peng" hinterhereilt, etwas verringert. Ich hab's noch nicht ausprobiert (muss überhaupt erstmal sehen, ob mein Controller solche maßgefrickelten Shelving-Filter kann), aber ganz unplausibel finde ich das nicht.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
Ich habe den +6dB-Q2-PEQ mal auf fb gesetzt und dann mit LR2 hochpassgefiltert.

Einstellungen:


Sixpack:


Das scheint bzgl. GD vom Ergebnis her so in der Mitte zu liegen.

Viele Grüße,
Michael

[mechanic]

Ich habe den +6dB-Q2-PEQ mal auf fb gesetzt und dann mit LR2 hochpassgefiltert.

Der Hochpass mit "Boost" hat keinen PEQ ! Das ist nur ein HP 2.Ordnung mit hoher Güte, der auf der Filterfrequenz überschwingt. Erstmalig bei der Sentry III war da so ein "Kästchen" dabei und der Nubert macht das in seinen ATM-Modulen https://www.nubert.de/atm-kompakt/a038386

P.S. Die Porcupine Tree-Scheibe bringt der Postbote morgen - fuxt mich jetzt wirklich

P.P.S. So hat der Erfinder das mal dargestellt (war sogar schon 1975):



Und so elegant kann man die Abstimmung anpassen, nur über die Güte, bzw. einen Widerstand:

[Azrael]

Das ist nur ein HP 2.Ordnung mit hoher Güte, der auf der Filterfrequenz überschwingt.

Ich wäre froh, wenn du mir zeigen würdest, wie ich das beispielsweise in VituixCAD einigermaßen plausibel abbilden kann.

Nebenbei schneidet meine mglw. falsche Interpretation deines Vorgehens ja gar nicht so schlecht ab. Und sie ist auf jeden Fall leichter umsetzbar, als die LP-Shelv+6dB-Hochpass-Variante, wenngleich die bzgl. GD noch einen Ticken besser abzuschneiden scheint.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
da scheint einiges dazugekommen zu sein zu deinem Post. Da jetzt nur mit Smartphone unterwegs, sehe ich mir das später genauer an.

[mechanic]

Mit VituixCAD arbeite ich (noch) nicht. Aber wenn du z.B. in deinem Screenshot des Filter-Tools einfach

.........Type.......Hz
HP 2nd order 35 Q 2,0

eingibst, bekommst du einen (aktiven) Hochpass 35Hz / 12dB mit 6dB Überhöhung bei der Filterfrequenz. Wenn der Bass auf - 6dB bei 35Hz abgestimmt ist, ergibt das in Summe einen glatten Frequenzgang bis 35Hz und dann geht es mit 6. Ordnung (4 BR + 2 Filter) in den Keller.

[phase_accurate]

Der Filtertyp, von dem im erwähnten Bericht und im Diyaudio Forum die Rede ist hat einen Verlauf wie hier im Bild 2 und Bild 4 (resonant Shelf).
https://discourse.ardour.org/t/acm21...eleased/108352
Der Unterschied ist bloß, dass der Frequenzberich gegen "unendlich" eine Verstärkung von 0 dB aufweist und der gegen O Hz abgesenkt ist, also die gezeigte Kurve einfach nach unten verschoben wird. Die Ueberhöhung rechts der Flanke wird auf 6 dB eingestellt um einen ähnlichen EQ Effekt zu erzeugen wie das Hochpassfilter bei der B6 Abstimmung. Da die Tieftondämpfung " abgebrochen" wird gibt es etwas weniger Gruppenlaufzeitverzerrungen als bei der Verwendung eines Hochpasses 2. Ordnung mit Überhöhung, dafür aber etwas weniger Unterdrückung der subsonischen Anteile.
Solche Tricks kann man übrigens gut auch bei Frequenzweichen einsetzten.

Gruss

Charles

[JFA]

Clevere Idee, kannte ich tatsächlich noch nicht dabei ist der Artikel ja schon über 7 Jahre alt.

Den Port beiseite gelassen gibt es bei Bassreflex zwei Probleme:
1) bei Anregung unterhalb der Tuningfrequenz muss die Membran sehr stark (im Verhältnis zum Output) stark auslenken
2) dem DC-Offset wirkt nichts entgegen (außer der Membranaufhängung selber)

Beide Probleme sorgen dafür, dass man im realen Einsatz unter bestimmten Umständen mit BR plötzlich mit weniger Maximalpegel da steht als mit CB. Wenn ich meinen Ansatz mit dem Multiton nehme (siehe Signatur) dann bekomme ich bei gleicher unterer Grenzfrequenz mit BR auf ungefähr 9 dB Maximalschalldruck. Allerdings handelt es sich dabei um ein statistisch erzeugtes Signal bzw. Spektrum. Bei "echten" Signalen, ganz besonders bei Filmen, kommen dagegen tieffrequente Anteile vor, die ein Chassis in BR ans Limit bringen können, obwohl kein nennenswerter Output erzeugt wirkt. CB wäre bei dem gleichen Signal noch völlig tiefenentspannt. Ich kann aus jahrelanger Beobachtung sagen, dass Verzerrungen im Bass niemanden groß stören, aber Störgeräusche (Anschlagen, Aufhängung bremst hart ab, Portschnüffeln) fallen negativ auf.

Der verlinkte Artikel zeigt eine intelligente Lösung für das erste Problem, indem er das Eingangssignal unterhalb der Tuningfrequenz abschwächt. Die Peaks und Dips sind nur Beiwerk um die Frequenzgang zu begradigen, um die geht es also nicht. Das gleiche würde man zwar auch mit einem Hochpass erreichen, allerdings hat der dann deutlich höhere GLZ, würde allerdings noch mehr Maximalpegel zulassen. Eine weitere Möglichkeit ist (das wird im Artikel nur implizit erwähnt), die Abstimmung sehr tief zu wählen. Das ist bei Passivkonstruktionen mMn die bevorzugte Wahl.

Das zweite Problem lässt sich durch keine der Maßnahmen lösen, der DC-Offset bleibt eine Problemstelle von BR. Die bekommt man nur durch Regelung der Auslenkung weg, mit linearen Filtern hat man da keine Chance.

[SimonSambuca]

Ich wäre froh, wenn du mir zeigen würdest, wie ich das beispielsweise in VituixCAD einigermaßen plausibel abbilden kann.

Im Enclosure Tool die Werte eingeben oder?

[phase_accurate]

Die Filterfunktion wurde beim ursprünglichen Bericht digitös erzeugt. Falls Vituix CAD in der Weichensimulation addieren und subtrahieren kann gäbe es auch eine Möglichkeit, das mit analog Filtern zu simulieren.

Gruss

Charles

[Azrael]

Wenn der Bass auf - 6dB bei 35Hz abgestimmt ist, ergibt das in Summe einen glatten Frequenzgang bis 35Hz und dann geht es mit 6. Ordnung (4 BR + 2 Filter) in den Keller.

Ich glaube, jetzt habe ich es mglw. geschnallt:

Bei meinen Spielereien bin ich die ganze Zeit von einer BR-Box ausgegangen, die linear abgestimmt ist und nun "nachträglich" vor Hub unterhalb von fb geschützt werden soll.

Dein Ansatz erfordert aber eine von vorne herein an den überschwingenden HP angepasste BR-Abstimmung, richtig? Weil bei diesem linear abgestimmten Exemplar hier bekomme ich sonst eine fiese Überhöhung.

Im Enclosure Tool die Werte eingeben oder?

Ich vermute auch, allerdings wie gesagt: wende ich das ohne Änderung der Abstimmung an, gibt es eine unangenehme Überhöhung.

Viele Grüße,
Michael

[mechanic]

Ich glaube, jetzt habe ich es mglw. geschnallt

Geschnallt du hast !

Meine Erfahrung ist, dass eine "Entlastung 2. Ordnung" bei Bässen, die zum angestrebten Hörpegel passen, völlig ausreicht. Gegenüber LR4 ist die GLZ im Nutzbereich dann auch nicht so hoch. Und es gibt eben als Zugabe die elegante Möglichkeit, aus wesentlich kleinerem Volumen tieferen Bass rauszukitzeln und die Charakteristik dann mit nur einem Parameter (Q) anpassen zu können.

Wenn man sowas ungeschickt mit Subsonic und PEQ macht, kommt etwas heraus wie bei Reckhorn ab A-406 (gibt es einige Tests & Kommentare von Timmi).

Für mich ist wichtig, dass das eben nicht nur per DSP geht, sondern auch recht einfach analog. Wie bei EV und Nubert, Filterstufe zwischen Vor- und Endstufe einschleifen und die entsprechende Passiv-BR-Kiste entlasten & ggf. entzerren (oberhalb des Bassbereichs hat die Filterstufe Verstärkung 1).

[JFA]

P.S. Die Porcupine Tree-Scheibe bringt der Postbote morgen - fuxt mich jetzt wirklich

Und? Schon gehört?

Ich habe eben mal reingestreamt, und das war eher mäßig. Bassdrum war da nicht viel. Aber vielleicht gibt es da ja unterschiedliche Abmischungen und die bei Tidal taugt nicht.

[BiGKahuunaBob]

A bit late to the party...

Nun habe ich mal ein bisschen mit dem Enclosure-Tool von VituixCAD rumsimuliert und habe anstatt mit einem normalen Hochpass mal mit dem, was in VituixCAD LP-Shelf genannt wird, rumexperimentiert, ein bisschen inspiriert durch diesen Artikel.

Mmmh, zumindest bei Aktivsystemen sehe ich in dem Vorgehen wenig nutzen, weil der verbaute Verstärker das leistungsmäßig begrenzt. In dem verlinkten Audioexpress-Artikel von Perry Marshall wird ja folgendes empfohlen:

1. Gehäuse und Tuning festlegen
2. Auf dem Tuning maximal boosten
3. Tuning x 0,7 um min. -14db absenken

Spätestens bei (2) rennt man dann ins Leistungslimit des Verstärkers, weil der Treiber zwar mechanisch maximal entlastet wird, aber der Verstärker trotzdem Leistung reinpummt...sie kommt halt nur aus dem Rohr raus

Hier mal auf die schnelle via WinISD einen 8" PA Treiber mit @55Hz Tuning + 250W amping (rot = ohne EQ, grün = mit EQ)

SPL 2pi


Auslenkung


Leistungsbedarf


genutzte Filter:



Ist natürlich nur alles schnell zusammengeklickt, gerade die EQs. Aber mit dem Setup sehe ich keine Vorteile und der Verstärker steigt vorher aus.
Übersehe ich was?

[JFA]

Nee, das ist so schon korrekt, wird auch im Artikel nicht erwähnt (oder ich hab es überlesen).
Der Trick ist, dass das BR sehr tief abgestimmt ist (das wird im Artikel auch nicht so direkt beschrieben), und da unten trotz massig Boost nicht mehr so viel Leistung unterwegs ist. Deine Abstimmung auf 55 Hz taugt da nicht für, da ist noch richtig Kapelle und der Verstärker jammert.

[mechanic]

Sinnig ist auf zwischen 30 und 40Hz abzustimmen, mit dort -6dB und dann mit dem Verstärker / Hochpassfilter die 6dB gezielt nachzuschieben. Die Entlastung des Chassis kommt dann durch den 36dB-Abfall unter der Abstimmfrequenz.

[BiGKahuunaBob]

Sinnig ist auf zwischen 30 und 40Hz abzustimmen

Naja, sinnvoll ist ein Tuning was zum gesetzten Rahmen passt und in meinem gewählten Beispiel sind es eben ca 50 Hz. Im Umkehrschluss eignet sich das beschreiben Vorgehen nur bei „tiefen“ Tuning, darum ging es mir.

Letztendlich ist das simples EQ. Fortgeschrittener wären multiband Limiter bzw. dyn. EQ mit denen man Pegelabhängig filtert… so wirds oft im PA Bereich gemacht.

[JFA]

Bei dem Verfahren geht es darum, eine der Schwachstellen von BR - dem Freiliftbetrieb unterhalb der Tuningfrequenz - zu beseitigen. Oberhalb hat man bei BR selten Probleme.
Im der Simulation sieht das vielleicht nicht toll aus, aber in der Praxis merkt man das schon.

Kann man schon erkennen, wenn man nur einfach zu tief abstimmt

[BiGKahuunaBob]

OK, aber man kommt doch genauso ans Ziel indem man "irgendeinen Filter" kreiert, solange er dafür sorgt, das bei pmax der Treiber <xmax bleibt?

[walwal]

Ist das nicht alles graue Theorie, solange der Raum nicht einbezogen wird?

Ich mache das so: Der TT wird am Hörplatz gemessen, die Raumpeaks geglättet und wenn nötig/gewünscht, der Tiefstton angehoben. Fertig....

Wenn dann der TT überlastet wird, muss man leiser oder weniger Tiestbass einstellen. oder der /die TT müssen "ertüchtigt" werden oder einen Sub bekommen.