Was ist die Phase und was hat Einfluss?

[rpnfan]

Hi,

wie der Titel sagt, versuche ich zu verstehen an welchen Stellen beim LS-Bau die Phase wichtig ist und wodurch sie beeinflusst wird. Wie wirken sich z. B. die Gehäusekonstruktionen darauf aus (BR, Onken, geschlossen, Horn, TML, Passivmembran...) Auch die Bedeutung von Begriffen wie "lineare Phase", "minimale Phase" oder "maximale Phase" konnte ich -- trotz eifrigen Suchens im Internet -- noch nicht für mich beantworten. Freue mich daher über Antworten oder Suchtipps / Links :-)

Zur klanglichen Bedeutung von Phasenunterschieden habe ich Aussagen von "ganz egal", bis "sehr wichtig" gefunden ... :-o

Nicht zuletzt. Wie verheirate ich die Antwort auf meine Frage mit der Sprungantwort Ihr seht ich suche Grundlageninfos und hab' dummerweise vor Jahren mein Buch über LS-Bau verschenkt, da ich dachte, dass das für mich nie ein richtiges Thema werden würde! ;-)

Ist ein einzelnes Chasis zwangsläufig immer "gutmütig" in Bezug auf die Phase oder wo / wann / wie stark tauchen schon bei Breitbändern / Einzelchasis Phasenunterschiede auf?

Neben meinen direkten hoffentlichen Erkenntnissen sollen die Antworten auch in die strukturierte Klangqualitätsdarstellung einfließen -- der Thread dort soll nicht einschlafen, hatte nur wenig Zeit dafür in den letzten Tagen...

Viele Grüße
Peter

[fabel]

Hallo Peter,

immer mal bei Hifi-Selbstbau schauen:

http://www.hifi-selbstbau.de/index.p...chen&Itemid=68

Gruß Fabian

[dieterschneider]

es gibt Hersteller, die machen es variabel je nach Hörplatz.

[sonicfury]

Aaaaaaaalso...
Ein Thema um das sich viele gerne drücken.

Den Anfang machst du mit einem kleinen Exkurs zum Thema "Wie hören wir". Da gibts im Bereich der Physiologie viel dazu (Bücher und links uswusw). Im Endeffekt wird dort geklärt, wie unsere Löffel arbeiten und was Sie können (Blauert/ Braasch Räumliches Hören als Startpunkt oder jedes Physiologiebuch das irgendein Bekannter von dir der ARzt ist auch haben wird). Das beginnt mit der eigentlichen Übertragungsfunktion unseres Horchlöffels selber (Außenohr ist ein Empfänger und Modulator in gewißer Weise) und hört auf bei der Verarbeitung (was wird verarbeitet, welche Parameter erfaßt unser System...).

Daraus kannst du dann erstmals abschätzen, wie relevant die Phase als solche ist.

Nun die Differenzierung:

Wenn es nicht wichtig fürs normale "hören" ist, kann es trotzdem wichtig für den LS sein (den du ja nicht +hören+ sollst, sondern der technisch Schall erzeugen soll).

Dann beginnt das Rätseln von vorne

[slacky]

Ganz grundsätzlich besteht der Frequenzgang der in so Bode-Diagrammen dargestellt wird ja aus einem Amplituden- (Betrag) und aus einem Phasengang (Winkel).

Anschaulich könnte man die Phase als Ableitung oder "Steigung" des Amplitudengangs betrachten.
Sieht man bei der Darstellung der Amplitude nur einen einfachen Strich - also alle Frequenzen gleich "laut" - so wäre die Phase auch 0° über alle Frequenzen.

Hätte man anstelle des Strichs nun etwa eine Figur wie ein Hochpass es erzeugen würde (Amplitude nimmt mit sinkender Frequenz ab) so bewegt sich die Phase quasi genau umgekehrt. Bei einem Filter erster Ordnung (6dB/Oktave) läuft diese von 0° gegen +/-(Hochpass/Tiefpass)90°. Bei der Grenzfrequenz (hier ist die Amplitude -3dB) ist gerade +-45° erreicht.
Filter höherer Ordnung stellen quasi eine Hintereinanderschaltung von Filtern erster Ordnung dar. D.h. bei einem Filter 2. Ordnung geht das ganze auf +/- 180° und so weiter.

Selbst bei einzelnen Chassis, voralle/Personm bei Breitbändern, ist die Phase daher auch alles andere als gutmütig. Liegen Resonanzen im Übertragunsbereich so macht eben nicht nur der Amplitudengang eine Berg- und Talfahrt.

Wobei man aufpassen muss ist, dass solche Phaseneigenschaften verschiedene Bezugspunkte haben können. Z.B. von 2 Chassis zueinander oder absolut Betrachtet usw. Hier kommen dann Begriffe wie Minimalphase ins Spiel - genaueres zur Definition lieber auf wiki oder so nachlesen

- Achtung: darf eigentlich nicht so verallgememeinert werden - je nach dem kann das auch ganz anders sein - Beispiel: Allpass -


Solche Filterfunktionen tauchen nicht nur durch ein elektrisches Netzwerk (Frequenzweiche) sondern auch durch Gehäusebauformen, Eigenschaften der Chassis und unzählbar vielen anderen Faktoren auf. Ein geschlossenes Gehäuse Beispielsweise ist ein Hochpass 1. Ordnung, BR 2. Ordnung. Bei den anderen Bauformen muss ich da jetzt passen aber im Grunde geht es halt in diese Richtung. Onken ist soweit ich weiß nichts anderes als BR mit bestimmter Portfläche (Portfläche=Membranfläche).


Bisher gings hier nur um die Anschauung im Frequenzbereich (Amplitude/Phase über Frequenz aufgetragen). Um hier überhaupt erstmal hinzukommen wird ein zeitlicher Verlauf (z.B. U(t) - also Spannung über Zeit aufgetragen) eines Signals Fourier-Transformiert...

Die Sprungantwort ist ein solches zeitliches Signal das beschreibt wie ein System (egal ob elektrisch, thermisch, mechanisch,..., oder alles zusammen) darauf reagiert wenn man an den Eingang etwas anlegt, dass sofort(!) von "0 auf 100" geht und auch dabei bleibt. Daher auch der das "Sprung" im Name.
Das Signal am Ausgang des Systems (also die Sprungantwort) zeigt dabei wie das System versucht diesem Sprunghaften Anstieg zu folgen.
Die Filtercharakteristiken werden durch energiespeichernde Elemente wie z.B. Induktivitäten/Kapazitäten bei elektrischen Filtern erzeugt. Daher verzögert sich das ganze und führt dazu, dass sich zwangsläufig ein "verbogener" Verlauf einstellt und es eine gewisse Zeit dauert bis sich ein stationärer Endwert einstellt (bei einer idealen Sprungantwort wäre dieser Zustand sofort erreicht).

Als Beispiel: PT1-Glied (Bilder aus wiki geklaut)

Frequenzgang:


Sprungantwort:



Als Boxenbauer kennt man sowas als Tiefpass erster Ordnung. Hier ist die Frequenz allerdings mit Dekaden aufgetragen. (6dB/Oktave entsprechen 20dB/Dekade).
Je höher die Ordnung eines Filters ist - also je mehr Energiespeichernde Elemente im System sind - umso "schlimmer" sieht eine Sprungantwort aus. Ab der zweiten Ordnung sind Filter in der Lage in Schwingung zu geraten. Und genau damit argumentieren dann die Leute die sagen, dass Phasenunterschiede klanglich sehr bedeutend seien und verwenden dann Filter erster Ordnung und handeln sich damit Probleme ein die wirklich von Bedeutung sind...

Aufpassen muss man bei der Entwicklung einer Frequenzweiche wie die Phasenbeziehungen zwischen einzelnen Chassis sind. Hier spielt auch der Abstand zueinander eine Rolle. (Stichwort: Schallentstehungsort, Delay usw.)

Das einzige was man hinsichtlich der Phase wirklich hören kann ist die sogenannte Gruppenlaufzeit was man sich als Ableitung der Phase vorstellen kann. D.h. je steiler die Phasenverläufe in so einem Bodediagramm sind umso höher ist die Gruppenlaufzeit. Gerade im Bassbereich kommt man hier bereits mit BR in hörbare Bereiche (ab ca. 10ms glaube ich). Diese Hörschwelle ist bei jeder Frequenz anders aber wirklich daran denken muss man halt nur im Bassbereich. Einen doppelt ventilierten Bandpass sechster Ordnung mit Subsonicfilter z.B. dürfte hier ganz ganz übel dastehen

[sonicfury]

Um gleich bei Slacky fortzusetzen:

-Wo fängt man mit Phase an, wo hört man auf?

Denkansätze
Das zB. selbst ein und dieselbe Membran gegenphasig schwingen kann, wurde bereits erwähnt (siehe BB). Aber ... gilt dan denn nur für Membranen? Sind eigentlich bei einem normalen Treiber Schwingspule und Membran in Phase? Oder Sspule und Dustcap?


So gesehen kann man es auf die Spitze treiben. Ich persönlich höre Phase so gut wie garnicht, habe allerdings auch keine erschöpfenden Experimente unternommen. Wie (denke ich jeder) habe ich es mal probiert mit 6db Filtern (Yeah phaselinear!!) uswusw. Rausgekommen ist bei mir eigentlich genaudasselbe wie bei dem Vorredner. Trotzdem würde ich auch hier vorsichtig formulieren- auch im TT merke/ höre ich es schlecht. Nen Bandpass habsch schon gebastelt, mehrfach ventilierte Reflüxer auch. Eigentlich.. nie ien Prolem.

[ThreepH]

Lustig, wenn man einen aktiven Sub hat, der im Modul selbst einen Regelbaren Phasenschieber hat - von 0-180° Phase stufenlos verstellbar. Ich bilde mir ein, sehr wohl zu merken, wenn man den hin- und herdreht, aber beschreiben was genau sich ändert kann ich nicht wirklich, dazu fehlt mir wohl die Hörtechnische (Aus-)Bildung..ich meine jedenfalls, dass sich zumindest beim Sub ein Delay bemerkbar macht, und sich irgendwie der Hörplatz des angenehmsten Hörens verschiebt.

Ich sage aber mit Absicht "bilde mir ein", denn der sich ändernde Höreindruck dabei ist schon grenzwertig gering "anders". Vielleicht lässt sich das auch mehr messen denn hören, vielleicht bilde ich mir auch tatsächlich nur ein, dass sich überhaupt etwas ändert, vorallem da ich ja nie Testtöne höre, sondern TV/Video/DVD Ton/Musik, die ändert sich sowieso alle Nase lang.

[holly65]

Hi,

Das einzige was man hinsichtlich der Phase wirklich hören kann ist die sogenannte Gruppenlaufzeit was man sich als Ableitung der Phase vorstellen kann. D.h. je steiler die Phasenverläufe in so einem Bodediagramm sind umso höher ist die Gruppenlaufzeit. Gerade im Bassbereich kommt man hier bereits mit BR in hörbare Bereiche (ab ca. 10ms glaube ich). Diese Hörschwelle ist bei jeder Frequenz anders aber wirklich daran denken muss man halt nur im Bassbereich. Einen doppelt ventilierten Bandpass sechster Ordnung mit Subsonicfilter z.B. dürfte hier ganz ganz übel dastehen

ich meine in der Fachliteratur irgendwas mit 20ms (Tiefbaß) gelesen zu haben, das unterbieten viele (DIY) BR Kisten.
Die GLZ, die im Mittel/Hochton durch die Beschaltung entstehen kann empfinde ich als kritischer.
Da sind steile (passive) Filter imho im Nachteil.
Als guten Kompromiß aus GLZ und Flankensteilheit empfinde ich die klassische 12dB Schalte.

Lustig, wenn man einen aktiven Sub hat, der im Modul selbst einen Regelbaren Phasenschieber hat - von 0-180° Phase stufenlos verstellbar. Ich bilde mir ein, sehr wohl zu merken, wenn man den hin- und herdreht, aber beschreiben was genau sich ändert kann ich nicht wirklich, dazu fehlt mir wohl die Hörtechnische (Aus-)Bildung..ich meine jedenfalls, dass sich zumindest beim Sub ein Delay bemerkbar macht, und sich irgendwie der Hörplatz des angenehmsten Hörens verschiebt.

Jeh nach Phasenlage bilden sich im F-Gang Auslöschungen, die hörst du mit Sicherheit.

grüsse

Karsten

[ThreepH]

Bei meinen Subs (beide über das gleiche Modul angetrieben) ist dabei nur auch das Problem, dass es kaum Überschneidungen gibt zu den normalen LS, Auslöschungen dort wären also minimal. Es sind aber eben nicht nur diese Auslöschungen, durch die Änderungen hörbar sind, wenn ich auf 90°/180° drehe. Kann es sein, dass es mit den Wellen zu tun hat, die von der gegenüberliegenden Wand reflektiert werden, um sthenede Wellen zu verschieben? Bass hat ja bekanntlich ziemlich lange Wellen, mein Wohnzimmer eine Länge von etwa 5-6 Metern - wie relevant ist das in Wirklichkeit?

[sonicfury]

>Jeh nach Phasenlage bilden sich im F-Gang Auslöschungen, die hörst du mit Sicherheit.

Dat ist mal klar.

>dass es kaum Überschneidungen gibt zu den normalen LS, Auslöschungen dort wären also minimal.

Definiere *kaum*. Es langt ja schon, wenn deine normalen LS bis 50Hz spielen und der Sub/ die Subs von 0-80Hz. Voila, da gibts locker Raum für Auslöschung. Ne ganze Oktave (und mehr) Platz für Auslöschung, da deine Filter sicherlich auch keine 96db/okt steil sind...

[holly65]

>Es langt ja schon, wenn deine normalen LS bis 50Hz spielen und der Sub/ die Subs von 0-80Hz.

Jupp, gibbet aber noch die B.O.S.E. Möglichkeit.............
Sat spielt bis 200Hz und Sub erst ab 100, dann machen Phasendreher auch nichts mehr aus.

grüsse

Karsten

[ThreepH]

Nä, BOSE ist es zum Glück nicht Nur ein normales Heimkino DIY setup.
Aber immerhin macht mich der Thread hier auch ein wenig schlauer

[sansuii]

Moinsen,

In Beitrag von "slacky" wir eigentlich ganz gut erklärt worum es geht...

Die "hörbarkeit" der Phase bei Lautsprechern ist bis heute in keinster weise erwiesen oder widerlegt. Das liegt in der Hauptsache daran das es bisher keine Möglichkeit gibt diese (Benutzerunabhängig) zu messen und zu bestimmen, manuellem Fenster setzen sei dank.

Vielleicht wird sich in den nächsten 10 Jahren etwas in dieser Richtung bewegen...

[rpnfan]

Erstmal vielen Dank für die vielen Antworten. Bin auf dem Weg etwas schlauer zu werden, aber muss den "Lesestoff" erst noch verdauen. Hab' im Moment leider wenig Zeit, aber melde mich dann in ein paar Tagen oder eine Woche so sicherlich wieder

Den Artikel bei HSB hatte ich übersehen, da der unter Frequenzweichen "versteckt" war und ich im Moment für Breitbandfragen weniger an Frequenzweichen in dem Sinne denke... Muss aber sagen, dass ich den Artikel nicht komplett verständlich finde. Zum Beispiel taucht am Anfang des Artikels der Begriff "Minimalphasensystem" auf, aber ich hab' nicht rauslesen können, was das überhaupt ist.

Dank Wikipedia (siehe Gruppenlaufzeit) konnte ich lernen:

Linearer Phasengang bedeutet konstante Gruppenlaufzeit und keine Verzerrung des Signals.

Hier meine Verständnisfrage, ob ich das so richtig kapiert habe:

Eine konstante Gruppenlaufzeit wiederum bedeutet, dass Wellen zu verschiedene Frequenzen sich immer mit der _ihnen_ (den Frequenzen) eigenen Geschwindigkeit (die sich unterscheidet) fortbewegen und damit die Phasenbeziehungen aller Frequenzen zueinander konstant bleiben. Praktisch bedeutet dies im Audiobereich, dass mögliche Auslöschungen durch Phasenunterschiede im Frequenzbereich konstant sind und sich nicht mit der Zeit (periodisch) verschieben.

Das sollte soweit passen?

Umgedreht: Wenn in einem System dagegen die Frequenzen unterschiedlich verzögert werdend, sprich' sich damit der Phasenbeziehungen zueinander ändern, so hat man kein linearphasiges System mehr.

Was ist dann minimalphasig und maximalphasig?

Dann wäre noch meine Frage, was man unter "schmalbandigem" Signal versteht, auf welches sich die Gruppenlaufzeit bezieht. Gelten die ca. 9 Oktaven im Audiobereich noch als schmalbandiig? Oder verstehe ich Wikipedia richtig und die Antwort auf die Frage hängt vom betrachteten System ab. Und die Gruppenlaufzeit beschreibt genau den Bereich, in dem ein System linearphasig bleibt?

Wenn ich soweit richtig liege, dann wäre natürlich die nächste Frage wann ein Audiosystem in den einzelnen Komponenten linearphasig bleibt und wo nicht.

Zur Hörbarkeit müsste es doch analog dem Licht sein, dass man die Phase selbst nicht erkennen kann, aber die Auswirkung durch Phasenverschiebungen (sprich Summierung oder Auslöschung von Frequenzen) wie oben angemerkt natürlich hört. Eine gleitende Änderung der Phasenbeziehungen (z. B. mit entsprechenden Audioprogrammen, bei denen man mit "Phasenfiltern" spielt) wird dann durch die sich ändernden Auslöschungen / Verstärkungen hörbar.

Hoffe ich bin verständnismäßig auf dem richtigen Weg ... :-)

[sansuii]

(...)
Was ist dann minimalphasig und maximalphasig?

Eigentlich beschreiben beide Wörter den gleichen Vorgang und zwar nur eine Ableitung des Frequenzganges. Im Lautsprecherbau (in der Akustik) ist aber nur die reale Phase wichtig, die Minimal- oder Maximal- Phase hat im Lautsprecherbau keine große Bedeutung.

Das gleiche gilt für die Gruppenlaufzeiten die nur eine Ableitung der Phasenlage sind.

(...)
Hoffe ich bin verständnismäßig auf dem richtigen Weg ... :-)

Time will tell...



Nachtrag:

Vielleicht ist es etwas missverständlich geschrieben. Deshalb noch mal der Hinweis das die Gruppenlaufzeiten nur aus der realen Phase abgeleitet werden können da auch nur die reale Phase Informationen über den Zusammenhang Frequenz_Zeit beinhaltet...

[rpnfan]

Ich dreh' mich wieder im Kreis (auch im "Erklärung / Abrenzung-Thread"). Irgendwie finde ich keine griffige Erklärung (in der Art, wie man das der Oma erklären würde), was mit

realer
minimaler
maximaler
exzessiver
linearer

Phase gemeint ist. Für mich machen die Begriffe erstmal keinen Sinn. Die Phase beinhaltet einfach nur die Info wann eine Welle gerade irgendwo ist. Was soll nun also daran real oder minimal oder linear sein?

Nicht zuletzt: wenn beim LS-Bau / Raumakustikoptimierung von "Phase" gesprochen wird, ist die akustische Phase der Schallwellen (von einem oder mehreren Chasis oder der resultierenden Welle) oder von der Phase bei Spannung und Co. die Rede? Ich hätte gedacht von der Phase der Schallwellen, aber bin mir nicht mehr sicher... :-o

[Spatz]

Also so ganz firm bin ich da auch nicht, aber ich versuche es mal so halb zu erklären:

Minimalphasig bedeutet, dass man die Phase nur im Bereich von -180° bis +180° betrachtet. In der Realität kann die Phase natürlich auch mehr oder weniger betragen, allerdings ist z.B. eine Phase von 450° eine Phasenverschiebung von 360°, also um eine komplette Periode, plus eine Phasenverschiebung von 90°, also eine viertel Periode. Die minimale Phase lässt sich also errechnen, indem man von der maximalen oder realen Phase ganzzahlige Vielfache von 360° addiert oder subtrahiert.

Anders gesagt besteht der Phasengang immer aus der minimalen Phase und einem Allpass, der die Phase im kompletten Frequenzbereich dreht.

Wenn du dir z.B. die Phasengänge in Boxsim anschaust, wirst du feststellen, dass die Phasengänge meist immer von 180° bis -180° fallen und dann wieder nach oben springen, um dann wieder von 180° bis -180° zu fallen. So lassen sich also sowohl minimale Phase als auch maximale Phase ablesen, indem man entweder nur die konkreten Werte betrachtet, oder zusätzlich die Sprünge mitzählt.

Für die Phasenverhältnisse von z.B. zwei Chassis zueinander ist eigentlich nur die minimale Phase relevant, da bei maximaler Phase dann zwar die Chassis um gewisse Perioden verzögert sind, aber dennoch die Verhältnisse zueinander stimmen.

Die exzessive oder maximale Phase (das ist afaik das gleiche) enthält dabei eben noch mehr Informationen, im akustischen Bereich z.B. noch Infos über den Schallentstehungsort (SEO). Je größer die exzessive Phase, desto weiter ist das Chassis von der Messposition entfernt.

Lineare Phase bedeutet ganz einfach, dass sich die Phase des Gesamtsystems (also eigentlich Weiche, Verstärker und Lautsprecher) nicht (oder zumindest nur minimal) ändert. Dies ist allerdings nur mit Laufzeitkorrekturen und weiteren Tricks erreichbar, normalerweise wendet man hierfür FIR-Filter an, da man mit diesen Phasen- und Pegelverlauf getrennt regeln kann. Normale Filter drehen von sich aus mit steigender Ordnung immer stärker an der Phase, dazu kommt noch das akustische Filterverhalten des Chassis und unterschiedliche SEOs.

Was mit der realen Phase gemeint ist, weiss ich auch nicht, ich denke es geht dabei um eine Messung der exzessiven Phase am Hörplatz.

Zu deiner Frage wegen elektrischer und akustischer Phase:
Was am Hörplatz ankommt ist natürlich immer die Summe aller Komponenten im System. Manchmal interessiert einen aber auch nur ein Teil davon, z.B. was das elektrische Filter an Phasen"fehlern" produziert. Deswegen kann man dann auch nur diese Komponente betrachten (elektrische Messungen sind ja auch immer einfacher als akustische), und dann z.B. die Problematik von IIR-Filtern hoher Ordnung besser einschätzen, oder bei bekannter elektrischer Filterung aus der akustischen Messung herausrechnen, was von der Weiche und was vom Lautsprecher erzeugt wird.

Ciao,

Spatz

PS: Ich hoffe das war alles so weit richtig, wenn nicht, dann korrigiert mich bitte!

[sansuii]

Ich dreh' mich wieder im Kreis (auch im "Erklärung / Abrenzung-Thread"). Irgendwie finde ich keine griffige Erklärung (in der Art, wie man das der Oma erklären würde), was mit

realer
minimaler
maximaler
exzessiver
linearer

Phase gemeint ist. Für mich machen die Begriffe erstmal keinen Sinn. Die Phase beinhaltet einfach nur die Info wann eine Welle gerade irgendwo ist. Was soll nun also daran real oder minimal oder linear sein?

Ok, dann mach ich mal den Omamodus an.

1. Die "reale Phase" beinhaltet Informationen darüber wie der Bezug der jeweilige Frequenz zum Zeitpunkt t=0 aussieht. Bei manchen Messsystemen ist t= größer oder kleiner 0 also beliebig, und somit hat die Phase einen beliebigen Wert.

2. Die "minimal Phase" wird einzig und alleine aus dem Frequenzgang bestimmt und enthält keinerlei Informationen über den zeitlichen Verlauf, hat also keinen zeitlichen Bezug.

Die Begriffe maximaler, exzessiver und linearer Phase kannste getrost vergessen, dabei handelt es sich entweder um Punkt 2. oder um Modebezeichnungen aus dem "High-End" Lager.

(...)PS: Ich hoffe das war alles so weit richtig, wenn nicht, dann korrigiert mich bitte!

Tut mir leid aber dat ist mir zu viel Arbeit...



Gruß,

[Spatz]

Tut mir leid aber dat ist mir zu viel Arbeit...

Manmanman, Uschi-San, du alter Stichl0r...

[Uli.Brüggemann]

Ich versuch mal eine Erklärung.
Eine Phasenverschiebung einer Frequenz bedeutet prinzipiell eine Zeitverschiebung. Bei einem Frequenzgemisch können die jeweiligen Frequenzen unterschiedliche Verschiebungen aufweisen. Demzufolge sind bei unterschiedlichen Phasenverschiebungen, aber gleichem Frequenzgang auch die Zeitsignale unterschiedlich. An denen kann man dann die diversen Arten schön erläutern.

Fangen wir mit einem realen Signal an, irgendeine gemessene Pulsantwort. Ich bezeichne diese mal als realphasig, so wie sie eben in Wirklichkeit ist.



Die realphasige Pulsantwort lässt isch nun in zwei Anteile zerlegen: minimalphasiger und exzessivphasiger Anteil
Dabei beschreibt der minimalphasige Anteil das minimal notwendige Zeitsignal (mit den Phasenverschiebungen), welches benötigt wird, um den gegebenen Frequenzgang zu erzeugen. Die minimalphasige Pulsantwort fängt praktisch zum Zeitpunkt 0 an (zumindest bei Hochpässen).



Der zweite Anteil, die Exzessivphase, beschreibt einen Allpass (der Frequenzgang ist ja schon minimalphasig beschrieben), in dem irgendwelche Phasendrehungen stattfinden. Das nächste Bild zeigt dies, zur Verdeutlichung im Zeitsignal mal reingezoomt. Das Signal liegt an derselben Stelle wie das reale Signal. Im FG ist eine horizontale Linie zu sehen, der Allpass.



Der Frequenzgang lässt sich auch linearphasig erzeugen. Dabei ist dann die Gruppenlaufzeit als Ableitung der Phase konstant. Linearphasige Signale zeigen im Zeitbereich eine Symmetrie auf.



Ok, was stellt nun das blaue Signal im obigen Bild dar? Ein Frequenzgang kann durch beliebige Zitsignale erzeugt werden, mit irgendwelchen Phasendrehungen. Hier ist das Signal eine gemischtphasige Pulsantwort, die bei zum Zeitpunktfaktor 0,4 zwischen Minimalphase und Linearphase erzeugt wurde (bitte die kleine Frequenzgangabweichung im Tiefton ignorieren, da spuckt das Rechenverfahren mit rein). Siehe auch nochmal das nächste Bild.



Ok, finally die Maximalphase. Eine Sonderform der Gemischtphase. Mit maximalen Verzögerungen zur Erzeugung des Frequenzgangs. Das Bild erklärt sich von selbst (hoffentlich).



Vielleicht noch ein wichtiger Punkt: eine passive Weiche ist minimalphasig. Die meisten physikalischen Systeme reagieren so. Sie beschreiben die Antwort auf ein Eingangssignal und reagieren kausal, also erst, wenn ein Eingangssignal eintrifft. Daher die Bedeutung der Minimalphasigkeit im LS-Bau.