Diskussion zur Sprungantwort

[Franky]

Und wer hat nun den längsten? Solange hier keiner eine Vorlesung über Signaltheorie hält ist das alles Blödsinn und bringt keinen auch nur einen Millimeter weiter. Selten so einen dummen Thread gelesen.

[fosti]

Und wer hat nun den längsten? Solange hier keiner eine Vorlesung über Signaltheorie hält ist das alles Blödsinn und bringt keinen auch nur einen Millimeter weiter. Selten so einen dummen Thread gelesen.

Moin Franky,

eine latente Neigung Dich immer wieder selbst zu disqualifizieren kann man Dir nicht absprechen

HIER ist nicht der geeignete Ort für eine derartige Vorlesung (hatte Hubert bereits erwähnt), aber Du weißt es ja mal wieder besser

Schönen Gruß,
Christoph

[Diskus_GL]

Hallo,

der Vergleich einer Gruppenlaufzeit mit der 3D step response Darstellung, wie fosti sie versucht, zeigt den Unterschied. Während die Gruppenlaufzeit suggeriert, bei Wiedergabe einer Sinunsfrequenz von z. B. 600Hz würde diese komplett und einzig 5ms früher an mein Ohr gelangen als z. B. die Wiedergabe von 5kHz zeigt die 3D step response daß bei 600Hz mehrere zeitlich hintereinander eintreffende Wellen an mein Ohr gelangen… das ist schon ein Unterschied!

Grüsse Joachim.

PS.: Noch was zur Signaltheorie: Natürlich stimmt die Signaltheorie. Wenn ich eine Übertragungsfunktion habe, kann ich mit verschiedenen Signalen das Ergebnis berechnen.
Meine Frage, bzw. Zweifel liegen in der Gewinnung der Übertragungsfunktion - ist es wirklich unerheblich mit welchem Signal (Sprung, Rosa Rauschen, MLS, Sinesweep, etc.) ich die Übertragungsfunktion berechne? Sind Aussagen zum Zeitverhalten im Mikrosekundenbereich bei allen immer identisch?

[fosti]

Hallo,

der Vergleich einer Gruppenlaufzeit mit der 3D step response Darstellung, wie fosti sie versucht, zeigt den Unterschied. Während die Gruppenlaufzeit suggeriert, bei Wiedergabe einer Sinunsfrequenz von z. B. 600Hz würde diese komplett und einzig 5ms früher an mein Ohr gelangen als z. B. die Wiedergabe von 5kHz zeigt die 3D step response daß bei 600Hz mehrere zeitlich hintereinander eintreffende Wellen an mein Ohr gelangen… das ist schon ein Unterschied!

Grüsse Joachim.

...

Die Darstellung nur einer Schwingungsperiode ist VIEL zu kurz und führt zu solch faschen Schlüssen.

...
PS.: Noch was zur Signaltheorie: Natürlich stimmt die Signaltheorie. Wenn ich eine Übertragungsfunktion habe, kann ich mit verschiedenen Signalen das Ergebnis berechnen.
Meine Frage, bzw. Zweifel liegen in der Gewinnung der Übertragungsfunktion - ist es wirklich unerheblich mit welchem Signal (Sprung, Rosa Rauschen, MLS, Sinesweep, etc.) ich die Übertragungsfunktion berechne? Sind Aussagen zum Zeitverhalten im Mikrosekundenbereich bei allen immer identisch?

Wenn das Anregungssignal korrekt gewählt und auch so auf das System gegeben wurde: ja!

[HIFIAkademie]

Akustische Messungen sind nicht wirklich genau. Zum einen hat man ein Problem mit Reflexionen am Umfeld. Zum anderen hat man oft einen eher bescheidenen Störabstand. Lautsprecher sind in den verschiedenen Frequenzbereichen unterschiedlich stark belastbar. Man kann das Signal also nicht in allen Bereichen beliebig laut einstellen um einen guten Störabstand zu ermöglichen. Die Art der Anregung sollte an das zu messende Objekt, die zu erwartenden Störungen (Rauschen, Nebengeräusche, ...) und die gewünschte Aussage der Messung erfolgen.

Breitbandige Anregungen verteilen die Energie auf viele Frequenzbereiche, pro Bereich ist also entsprechend weniger Energie vorhanden so dass der Störabstand leidet.
MLS hat viel Energie in den Höhen, wenig im Bass. So ein Signal ist darum denkbar ungeeignet für Betrachtungen im Bass.
Sinus- oder Swepsignale konzentrieren die Energie auf einen schmalen Bereich, ermöglichen in diesem also den bessten Störabstand (speziell bei mitlaufenden Filtern). Nicht nur aber auch wegen des guten Störabstandes haben die alten analogen Schreiber gerne einen Swep und mitlaufende Filter benutzt.
Ein Oszi und ein Rechteck haben zu Analogzeiten ausgereicht um die Reaktion auf Flanken und Impulse abzuschätzen, es gab damals halt noch keine anderen Möglichkeiten.
Die ersten "digitalen" Messsysteme haben MLS benutzt weil sich das am einfachsten (digital) erzeugen ließe.

[Diskus_GL]

Hallo,

@fosti: Ich möchte ja gerade das Verhalten im kurzzeitigen Bereich (Mikrosekunden) sehen - für andere Zwecke (Tonalität etc.) sind impulsartige Signale natürlich schlecht und führen zu falschen Schlüssen.

Bez. Anregungssignal - klar, wenn es "korrekt" gewählt wurde…??? Was ist denn korrekt nach Deiner Erfahrung - ist eine Sprungantwort aus einem mit einem PN über einen längeren Zeitraum berechneten Amplitudenfrequenzgang identisch mit einer gemessenen (also mit einem elektrischen Sprung als Anregungssignal) Sprungantwort ??? Sind diese im Mikrosekundenbereich gleich??

@HifiAkademy:
So sehe ich das ja auch; je nach dem was ich wissen will, wo und wie ich messe, muss das geeignete Signal für die Messung gewählt werden - nur dann kann ich das Ergebnis "verwerten".
Meine Frage (s. o.) beantwortet das aber immer noch nicht…
Wie ich ja bereits geschrieben habe, glaube ich, das der Mensch kurzzeitige Druckanstiege auch auswertet (je nach Theoretischem Modell wird das auch als Transienten oder Obertöne bezeichnet)
Bei allen Messangaben, die man erhält, ist m. E. die gemessenen Sprungantwort die einzige halbwegs (!) verwertbare Info bezüglich des Reproduktionsverhaltens einer Box (also inwieweit wird ein eingegebenes Signal verändert, werden aus einem Druckanstieg mehrere, oder gar Druckwechsel etc.) - mal abgesehen vom Impuls, aber der ist noch schwerer zu verwerten.
Die 3D step response ist/war zumindest eine interessante Variante des Versuchs das kurzzeitige Verhalten einer Box darzustellen.
Sinus- und Sweepsignale mit mitlaufenden Filter sehe ich noch am ehesten als brauchbare Berechungsbasis für Sprungantworten… aber welches Messprogramm (von denen hier Darstellungen gezeigt werden) arbeitet damit, bzw. wer nutzt es. Die meisten machen eine Messung mit Fokus auf die tonalen Eigenschaften (die ja auch am wichtigsten und am nachvollziehbarsten sind - keine Frage!) aber daraus dann eine verwertbare Sprungantwort berechnen, halte ich für fragwürdig (ggf. noch zum Ausmessen einer Laufzeitkorrektur der Chassis - dafür reichst meistens).
Eine meiner Intensionen in diesem Thread war ja auch, daß möglichst viele Angaben zum Mess- und Berechnungsverfahren der gezeigten Darstellungen angegeben werden, dann kann man das wenigstens bewerten.

Grüsse Joachim.

[fosti]

Hallo Joachim,

zu einem geeigneten Sprung oder Impuls hatte ich weiter oben schon was geschrieben.

Vielleicht gefällt Dir ja dieses Programm, welches logarithmische Sinussweeps als Anregungssignale benutzt: http://esweep.berlios.de/

[HIFIAkademie]

Hi Joachim,

wie geschrieben muss man zusehen dass bei der Messung ! der Störabstand maximal ist. Es kommt nicht darauf an, welche Darstellung (z.B. 3D-Response) man daraus errechnet.
Um bei der Messung einen maxmalen Störabstand zu bekommen, muss man
- die Energie konzentrieren
- die Störungen unterdrücken/ausfiltern/ausmitteln
Daraus ergibt sich, dass die Swepmessung mit möglichst hohem Pegel und über eine möglichst lange Zeit den bessten Messwert ergibt. Die Energie ist in einem Frequenzbereich konzentriert, Hintergrundgeräusche mitteln sich über die lange Integrationszeit weg. Als nette Zugabe kann man bei dieser Messung auch gleichzeitig den Klirr erfassen und darüber eine Aussage über die nichtlinearen Eigenschaften erhalten.
Nachteilig ist, dass die Messung eben lange dauert, eventuell thermische Probleme erzeugen kann die bei kürzeren Signalen nicht so auftreten.
Zur Betrachtung von nichtlinearen Eigenschaften gibt es andere Signale, aber hier geht es ja um die linearen Eigenschaften des Messobjektes.

[Kripston]

Hallo,
vielleicht hilt es bei den Betrachtungen ein wenig weiter, wenn man sich mal vergegenwärtigt, was bei einem Originalton passiert...:

Nehmen wir mal ein fiktives Instrument an, das einen Grundton von 50 Hz und je einen Oberton bei 500 und 5000 Hz erzeugt, beginnend zum gleichen Zeitpunkt.
Nehmen wir weiterhin an, daß das Ohr genau eine Wellenlänge benötigt, um den Ton zu registrieren.

In der Zeit (0,02 sec.) die die 50 Hz für eine Periode benötigen, hat der 500 Hz Oberton bereits 10 Perioden hinter sich gebracht und die 5000 Hz bereits 100 Perioden.

Mit anderen Worten: Wir hören auch in der Natur IMMER zunächst die Obertöne und das geraume Zeit, und mit Verspätung dann den Grundton, die das Ohr/das Gehirn dann nachträglich zu einem Klang "zusammenbastelt" (Wohl auch ein Grund, warum Residuumhören so gut funktioniert).
Wie Sonicfurby schon schrieb, hat man schon etliche Perioden der Obertöne "an der Backe", bevor sich im Grundton überhaupt was merkliches tut.

Insofern ist es doch völlig korrekt, wenn man in einer Sprungantwort eines Mehrwegers erst den HT, dann den MT und dann den TT "sieht", wie sollte es auch anders sein ??

Gruß
Peter Krips

[Diskus_GL]

Hallo Peter,

Hallo,
vielleicht hilt es bei den Betrachtungen ein wenig weiter, wenn man sich mal vergegenwärtigt, was bei einem Originalton passiert...:

genau darum geht es mir - allerdings nicht mit dem theoretischen Modell, den Schall, der an unser Ohr kommt in Sinusfrequenzen zu zerlegen.
Ich betrachte den physikalischen Schall, also die zeitlichen Luftdruckschwankungen. Ich glaube den verschiedenen Untersuchungen, und Ausführungen, das unser Gehör/Gehirn Schall nicht nur über die Basilarmembrane (also über die spektrale Zerlegung) wahrnimmt, sondern eben schon vorher die "steilflankigen" Druckanstiege analysiert. In diesen Untersuchungen wurde z. B. in Versuchen ermittelt, ab wann Geräusche erkannt werden und ab wann Töne. Hier kam heraus, das Schallereignisse ab ca. 20 bis 60 Mikrosekunden (je nach Untersuchung) erkannt wurden. Eine tonale Aussage konnten die Probanden erst ab einer Schalldauer von ca. 80 Millisekunden (also über 100 x länger!) recht verlässlich treffen.

Ich hab ja vorher schon auf diese Betrachtungsweise und die entsprechenden Quellen verwiesen - wie gesagt ich glauben da ist was dran.

Insofern ist die Betrachtung mit einzelnen Sinusfrequenzen hier nicht zielführend, da Schall ja nicht aus Sinusfrequenzen besteht - man kann zwar die Fourier-Representanz für einen Zeitabschnitt (!) berechnen (also die Sinusfrequenzen, deren Summe dem Schalldruckverlauf des betrachteten Zeitabschnitts entspricht…) , das ist aber ein mathematisches Modell, was mit Schall im physikalischen Sinn nichts zu tun hat…
(wie und wo sollen in der Luft auch gleichzeitig mehrere Sinusfrequenzen übertragen werden…;-))))

Grüsse Joachim.

PS.: so sehr mich das Thema auch interessiert, leider bin ich ab morgen erst mal in Urlaub…..

[Chaomaniac]

Was macht denn einen steilen Anstieg?
Tiefe Frequenzen (Grundtöne) bestimmt nicht…
Und jeder einzelne Ton/Frequenz besteht aus einer Sinuswelle. Ist die Form anders, sind schon Obertöne dabei.
Ein Step, egal wie er auch aussieht, besteht immer aus allen Sinuswellenlängen, die im Übertragungsbereich des Wandlers liegen.

[Diskus_GL]

Hallo Chaomanic,

auch wenn ich es schon mal erwähnt habe - ich rede vom physikalischen Schall und meine damit alles - nicht nur reine Sinustöne. Mich interessiert z. B. auch ein Pistolenschuss - bei dem ja für jeden offensichtlich, keine sinusförmigen Druckverläufe entstehen (nur im Nachhallbereich...).
Auch bei Sprache wird es schon sehr schwierig im Schalldruckverlauf etwas sinusförmiges zu erkennen...

Klar, wenn ich für den gesammten Zeitbereich eines Steps mit einer Fouriertransformation die Sinusfrequenzen berechnen lasse, die in Summe den Step (für den betrachteten Zeitbereich - also mehrere Millisekunden) ergeben, habe ich Sinusfrequenzen - eben die, die den Step für den betrachteten Zeitraum repräsentieren.... in einem mathematischen Modell...
Im physikalischen Sinn "besteht" ein Step aus einem steilen Luftdruckanstieg....und nicht aus Sinusfrequenzen.

Grüsse Joachim

[sansuii]

(...)Nehmen wir weiterhin an, daß das Ohr genau eine Wellenlänge benötigt, um den Ton zu registrieren.

Zerlegt unser Gehör nun "intern" jedes Schallereignis in Töne? Wozu wurde dann eigentlich die FFT "erfunden"?

(...)und die 5000 Hz bereits 100 Perioden.

Und was machst du nun wenn die 5kHz nur 300 Perioden lang anhält? Kann man die dann nicht hören?

(...)Insofern ist es doch völlig korrekt, wenn man in einer Sprungantwort eines Mehrwegers erst den HT, dann den MT und dann den TT "sieht", wie sollte es auch anders sein ??

Also, Heerscharen von Elektroingenösen entwickeln/optimieren wie sie es von der Pike auf gelernt haben, Verstärker, Cd-Player, etc. in dem sie sich das Rechteckverhalten am Oszzi anschauen und dann kommst du und sagst: So wie ein Mehrwege LS eine Flanke darstellt ist doch alles in Ordnung.

Kopfschüttelachselzuck.

[HIFIAkademie]

Ich habe den Eindruck, dass einige etwas grundledendes verwechseln oder es nicht deutlich genug erklärt wurde. Es ist völlig egal wie wir messen. Wichtig ist, dass der Messwert das zu messende Objekt halbwegs genau beschreibt.
Beispiel:
Ich möchte wissen wie hoch eine Vase ist.
Ich kann das mit dem Daumen machen, mit dem Lineal, mit einem Laser, mit einer Projektion, ....
Die Höhe der Vase ist eine Eigenschaft der Vase und sie ist völlig unabhängig davon, wie ich sie messe.
Die Art der Messung hat überhaupt nichts mit der Aufgabe der Vase (hübsch aussehen, Blumen halten, ...) zu tun. Ziel der Messung ist lediglich die Erfassung einer bestimmten (technischen) Eingenschaft der Vase.

Entsprechendes gilt beim Lautsprecher. Es ist völlig egal wie ich seine Übertragungsfunktion messe solange der Messwert das Objekt in der gesuchten Eingenschaft genau genug beschreibt. Welche Bedeutung diese Eigenschaft für den Anwendungszweck des Lautsprechers (hübsch aussehen, gut klingen, ....) hat ist eine ganz andere Sache und sie hat NICHTS mit der Art der Messung zu tun.

Messen ist ein reich technischer Vorgang und er hat NICHTS damit zu tun, wie dieser Messwert auf einen Menschen, einen Affen oder eine Marienkäfer wirkt. Von daher muss die Messung in ihrer Methodik NICHT an den Menschen, Affen oder Marienkäfer in seiner Subjektivität sondern an das zu messende Objekt und die technischen Möglichkeiten angepasst werden. Es spielt dabei überhaupt keine Rolle, wie diese Methodik von dem ein oder anderen subjektiv empfunden oder verstanden wird.

[Franky]

Hm, wollte eigentlich hier im Thread nur etwas provozieren. Was mich daran stört ist eben das nicht erklärt wird wie und warum etwas zusammenhängt. Ich komme eher dann vom Praktischen her und versuche die Theorie dahinter zu verstehen. Manchmal passt es und manchmal eben nicht. Es gibt aber Leute denen ich durchaus was zutraue die genau an dieser Sprungantwort feilen.

Zwei so optimierte Boxen habe ich gehört und es hat mir gefallen.

Es gibt auch drei verschiedene Versionen der Triple Play mit unterschiedlichen Weichenkonzepten. Ausgerechnet die wo die Flanken der Sprungantwort von Hoch und Mitteltöner zusammenfallen klingt am Besten. Ich bin nicht in der Lage das signaltheoretisch zu erklären - man kann es aber hören. Vielleicht ist es auch ein Zufall.

Darauf wollte ich eigentlich hinaus. Was helfen einem Diy' Selfer solche Diskussionen worüber sich sogar diejenigen die so was studiert haben oder sich damit beschäftigen in die Haare kommen.

Gibt nen Spruch der oft belächelt wird aber viel Wahres birgt

"Gespielt wird auf dem Platz"

Gruß Franky

PS: Wenn Theorie und Wahnsinn zusammen treffen und das auch noch in der Praxis funktioniert

http://www.virus4fun.ch/jeb-corliss-grinding-the-crack/

Und der Soundtrack ist auch noch geil.

FFT Transformationen zum Trotz, der Mann ist lebend unten angekommen.

man sollte manchmal etwas mehr nachdenken - und zwar nicht so eindimensional

Eine Lautsprecherbox und das was sie von sich gibt ist auch nicht so einfach zu beschreiben.

[Kripston]

Hallo Franky,

Hm, wollte eigentlich hier im Thread nur etwas provozieren. Was mich daran stört ist eben das nicht erklärt wird wie und warum etwas zusammenhängt. Ich komme eher dann vom Praktischen her und versuche die Theorie dahinter zu verstehen. Manchmal passt es und manchmal eben nicht. Es gibt aber Leute denen ich durchaus was zutraue die genau an dieser Sprungantwort feilen.

Gegen eine gute Sprungantwort ist ja nichts grundsätzliches einzuwenden, die Frage ist aber immer: Welchen Preis ist man bereit dafür in anderen, ganz sicher als klangrelevant bekannten Bereichen zu zahlen ?

Es gibt auch drei verschiedene Versionen der Triple Play mit unterschiedlichen Weichenkonzepten. Ausgerechnet die wo die Flanken der Sprungantwort von Hoch und Mitteltöner zusammenfallen klingt am Besten. Ich bin nicht in der Lage das signaltheoretisch zu erklären - man kann es aber hören. Vielleicht ist es auch ein Zufall.

Da könnte man der Sache sicher auf die Spur kommen, indem man mal sowohl horizontal als auch vertikal von allen Weichenvarianten 360 Grad Rundstrahlmessungen macht und die entsprechenden Sonogramme und Gesamtenergiekurven vergleicht.
Da bin ich sicher, daß sich da etwas fände, was Klangunterschiede im Raum erklärt.

Darauf wollte ich eigentlich hinaus. Was helfen einem Diy' Selfer solche Diskussionen worüber sich sogar diejenigen die so was studiert haben oder sich damit beschäftigen in die Haare kommen.

Wir sind uns doch hoffentlich einig, daß bei einem gegegbenen Lautsprecher, der einmal "normal" beweicht wird und ein anderes mal "zeitrichtig", sich deutliche Veränderungen im Abstrahlverhalten/Energieverhalten ergeben werden, was auch einen anderen Klang im Raum ergibt.
Es ist nämlich in der Regel nicht möglich, den Parameter "Zeitrichtigkeit" unabhängig von anderen Parametern einzustellen.
Bei Boxen, die diese Möglichkeit haben (z.B. die O500 von K+H) gibt es genau keinen Unterschied zwischen "Normalphasigkeit" und "Linearphasigkeit" (bei der es dann auch eine perfekte Sprungantwort zu bewundern gibt) zu hören.

Ich finde, daß eher das herumreiten auf der Zeitrichtigkeit den DIY'ler verunsichert, weil da der Beweis der Hörbarkeit einfach noch nicht angetreten werden konnte.
Bei anderen Parametern, die ich für die "Zeitrichtigkeit" aber opfern bzw.vernachlässigen muß, ist die Hörbarkeit aber ganz klar gesichert.

Viele Grüße
Peter Krips

P.S.: zu deinem P.S
Wirklich geiles Video.....

[Franky]

Bei Youtube ist es ja wegen der unsäglichen Gema gesperrt. Woher nimmt sich diese Organisation eigentlich solche Rechte - weg damit!

[jones34]

Is jetzt ein wenig OT.

@Franky: Das Thema ist ein wenig kompliziert, deine "Pauschalaussage" möchte einmal richtig hinterfragt werden.


Gruß

[Rudolf]

Es ist nämlich in der Regel nicht möglich, den Parameter "Zeitrichtigkeit" unabhängig von anderen Parametern einzustellen.

Das triffst genau den Punkt, Peter!
Alle mir bekannten Untersuchungen zur Hörbarkeit von kleinen Zeitdifferenzen testen im Grunde über die Hörbarkeit von tonalen Differenzen. Denn das Ohr hört - wenn man denn vergleichen will - im wesentlichen einen "Frequenzgang" und nicht eine "Sprungantwort".
Im Sinne einer Zeitdifferenz scheint es für das einzelne Ohr völlig unmöglich, Laufzeitenunterschiede unter z.B. 5 cm zu erkennen. Wirklich kleine Zeitunterschiede werden nur interaural erkannt. Und dort mit Mechanismen, die es im einzelnen Ohr nicht gibt.

Wie Hubert schon andeutete: Wer geradewegs meint, er hört so wie er misst, liegt schon daneben.

Gruß
Rudolf

[Franky]

Vielleicht erstmal hören und dann gucken wie es sich misst!

den Ansatz von Hifi-Selbstbau finde ich sehr interessant.

Ich würde dem noch einem draufsetzen - erst mal Hören bevor simulieren.

Aber dazu muß man schon einiges an Hörerfahrung mitbringen.

Die Wahrheit liegt irgendwie da mittendrin.