Welches ist das unter anbetracht der Physik beste Wandlerkonzept?

Was ist eigentlich aus den rückgekoppelten Tieftöner-Membrankontrollen geworden? Das gabs schon in den 70ern bei Philips (mit Piezzo-Sensor), Pfleiderer hatte wohl auch ein ähnliches Konzept ("Membran-Voraus-Regelung")
Das ließe sich ja gerade heute bei Aktivboxen leichter umsetzen als damals, gibts das noch, wenn nein, warum nicht?

Geregelte Membranen bei Aktivlautsprechern gibt es immer noch, beispielsweise bei B&M.

Grüsse
Roman

Mit der Regelung kann man die linearen Eigenschaften verändern (Phase, Frequenzgang). Das kann man aber auch eingeschränkt durch die Entzerrung mit einer Frequenzweiche. Erst recht, mit einer DSP-Weiche.

Bei Basschassis mit hohem Hub kann man zusätzlich die Kontrolle verbessern (wenn die Schwingspule das homogene Magnetfeld des PM verlässt) und somit den Klirr senken. Andererseits steigt die mechanische Belastung, dass teilweise sogar der Klirr steigt. Die Lebensdauer von den früheren geregelten Chassis soll aus diesem Grund teils recht niedrig gewesen sein.

Ich halte die Reglung für ein interessantes Konzept, 90% kann man jedoch auch eleganter mit einem DSP lösen. Und die restlichen 10% vermutlich auch ohne.

Mit der Regelung kann man auch die Resonanzfrequenz bzw. das rückwärtige Volumen künstlich ändern.

Die meisten Bücher zur Regelungstechnik fangen mit dem Satz an: Warum regeln, wenn man auch steuern kann. Auf die Frage habe ich bei Lautsprechern noch keine Antwort bekommen.

Die Systeme bei Elac und ADAM sind keine Bändchen. Das sind AMTs.

Ja ich weiß. Aber ich neige dazu, alles was dünn ist und silbrig glänzt in einen Topf zu werfen.

Eine Regelung kann konzeptionell nie zu einem idealen Ergebnis führen, denn die reagiert ja nur auf Fehler, die bereits entstanden sind.

Grüsse
Roman

...und verhindert damit deren Entstehung.

Nein.

Eine Regelung kann prinzipbedingt erst dann eingreifen, wenn der Fehler schon geschehen ist.
Es wird immer der Sollwert mit dem momentanen Istwert verglichen und nur wenn der Sollwert unter- oder überschritten wird, dann greift die Regelung ein.
Aber dann ist der Fehler ja schon geschehen!

Wenn beispielsweise die Membran zu weit auslenkt, dann kann die Regelung zwar die Auslenkung zurücknehmen, aber die Membran hat den Schall ja schon abgestrahlt. Und den bereits abgestrahlten Schall kann keine Regelung wieder eliminieren.

Grüsse
Roman

Ich dachte die greift ein, wenn Signale verarbeitet werden die man als "zu Fehlern führende" definiert hat, also noch vor dem Ausgang zu den Chassis.

Sonst find ich das aber nicht grundsätzlich sinnlos. Der Bremsassistent bringt ja auch einiges, auch wenn man nicht ganz so vorausschauend gefahren ist

Wenn beispielsweise die Membran zu weit auslenkt, dann kann die Regelung zwar die Auslenkung zurücknehmen, aber die Membran hat den Schall ja schon abgestrahlt. Und den bereits abgestrahlten Schall kann keine Regelung wieder eliminieren.

Die Reglung arbeitet schon bei infinitisimalen Änderungen - Signale werden fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, die Membran bewegt sich dagegen mit Schnekentempo.

Die Reglung behebt die Fehler sofort. Ist die Reglung so langsam, dass sie erst nach den Fehlern eingreift spricht man nicht mehr von einer gegenkopplung sondern von einer mitkopplung: Das System wird instabil.

Die Frage ist aber, ob man sich nicht durch das ständige Regeln andere, ev. unangenehmere Fehler zuzieht. Schnelle Korrekturen führen ja wohl zu höheren Frequenzen, die man ev. leichter hören kann als Fehler im Tieftonbereich.

Du kannst das Impulsverhalten auch über die Härte der Sicken oder das rückwärtige Luftvolumen einstellen. Oder über einen DSP. Der Effekt ist ähnlich.

Wenn man nicht gerade sehr langhubige Basschassis verbaut ist mir der Sinn der Reglung generell nicht ganz klar (in dem Fall sollte man auch lieber auf einige extra-Chassis setzen).

Inscheniör schrieb:

... Die Reglung arbeitet schon bei infinitisimalen Änderungen - Signale werden fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, die Membran bewegt sich dagegen mit Schnekentempo. Die Reglung behebt die Fehler sofort. Ist die Reglung so langsam, dass sie erst nach den Fehlern eingreift spricht man nicht mehr von einer gegenkopplung sondern von einer mitkopplung: Das System wird instabil.

Hallo,

das sehe ich auch so, Gegenkopplung wird auch bei
Verstärker-Endstufen eingesetzt und kann bei
richtiger Anwendung zu einer erheblichen
Reduktion von Verzerrungen und einer Vergrößerung
der Bandbreite beitragen.

(Ja ich weiß, Matti Otala und die TIM Verzerrungen ...
aber hier geht es um eine Abwägung des Maßes von
"über alles" Gegenkopplung, nicht um deren Sinn an sich ...)

Im Falle eines dynamischen Lautsprechers wird allerdings
i.d.R. nur die Schwingspulengeschwindigkeit von der
Regelung erfasst.

D.h. die Regelung kann ihre intendierte Wirkung
(letzlich die Kontrolle des enstehenden
Schalldruckverlaufs über der Zeit)

auschließlich im Bereich der kolbenförmigen Membranbewegung
entfalten. Auch andere Störquellen wie Gehäuseresonanzen im
Mitteltonbereich etc. bleiben außen vor.

Man kann - wenn es denn überhaupt notwendig wird -
heute sicher besser steuern als regeln.

Ich erinnere mich an einen Test - verm. in "Stereoplay"
vor etlichen Jahren - da wurde u.a. das Impulsverhalten im
Bassbereich zw. real existierenden LS welche
"aktiv geregelt" waren mit konventionellen passiven LS
verglichen. Das beste Impulsverhalten hatte eine
vernünftig durchkonstriuerte passive Box, die geregelten
Kandidaten haben so gut wie keinen Stich gemacht.

So etwas sagt natürlich nichts über das Prinzip an sich,
sondern nur über die damals verglichenen Ausführungen.

---
Da das Thema aber eigentlich "Schallwandler" waren,
denke ich, daß eine "Regelung" nur in Frequenzbereichen
greift, in denen der Schallwandler ohnehin keine
keine ernsten Probleme aufweisen sollte ...

Selbst eine kapazitive Gegenkopplung mit einem
Metallgitter über einer leitenden Membranoberfläche,
kann nur den Mittelwert der Membranauslenkung erfassen
und ist gegenüber Eigenschwingungen der Membran
wirkungslos.

Anders gesagt: Braucht ein Schallwandler eine Regelung
um überhaupt vernünftig zu funktionieren
(z.B. weil die bei gegebenem Strom durch die Schwingspule
erzeugte Antriebskraft stark auslenkungsabhängig ist),
kann man ihn auch gleich wegwerfen, denn rechtzeitiges
Wegwerfen spart ungemein Entwicklungskosten. Ich halte
"Regelung" in diesem Zusammenhang daher bestenfalls für
ein Nebenthema.


Viele Grüße

Oliver

Hmmm...

Und was ist mit dem DMC System von Backes und Müller, nur Marketinggeschwurbel ??

Aber vielleicht ja auch Treiber die man ohne DMC nur Wegwerfen kann...

Joerg_Bohne schrieb:

Hmmm... Und was ist mit dem DMC System von Backes und Müller, nur Marketinggeschwurbel ?? Aber vielleicht ja auch Treiber die man ohne DMC nur Wegwerfen kann... :.

Ich bezweifle nicht, daß man Regelung nutzbringend
einsetzen kann. Aber für die übliche
Änderung der unteren Grenzfrequenz und/oder der
Dämpfung ist ein DSP heute genauso geeignet.

Vielleicht ist der ein- oder andere Hersteller seiner
eigenen Tradition verpflichtet oder wirklich von
der Überlegenheit der aktiven Regelung überzeugt.

Mein Ziel war es nicht, ein Qualitätsurteil über
den Ansatz an sich zu treffen, denn jeder Ansatz
ist am Ende nur so gut wie seine Ausführung.

Sagen wir es so: Aktive Regelung könnte dazu missbraucht
werden, minderwertiges Equipment etwas aufzuhübschen und
den nutzbaren Betriebsbereich weiter in den Bereich
von Membranhüben zu verlegen, in denen Antrieb und
Aufhängung eigentlich keinen linearen Betrieb mehr
zulassen.

Ich halte diesen Ansatz nicht für attraktiv.

Und es ist wahrscheinlich, daß das zumindest in der
Vergangenheit bis in die mittleren Preisregionen
hinein auch mal vorgekommen ist ...


Grüße

Oliver

Wo wir schon beim Thema sind,
was ist denn von dem Schlitzstrahler welcher in den neuen B&M Line versionen 35 u. 50 eingesetzt wird zu halten ?

Ist das ein Kompressionstreiber ??

Ist das ein Kompressionstreiber ??

Ja.

Viel mehr weiß ich darüber aber auch nicht. Ich kenne einige technisch recht versierte Menschen, welche die Treiber als sehr gut erachten - allerdings sind die großen Line-Modelle eher fürs Fernfeld gedacht.

Ja, das ist ein Kompressionstreiber.

In der aktuellen Stereoplay ist ein Test der Line 50 drin.
Darin wird auch deutlich geschrieben, das die Line 50 nur für größere Hörentfernungen ab 4 Metern taugt und sie genau deswegen keine alleinige Referenz geworden ist.

Grüsse
Roman

Ich halte von Testzeitschriften überhaupt gar nix.

Das sind die politisch motivierten Lobbyisten der HIFI Industrie.

Wer denkt, das die kapitalistisch dominierten Gesetzmässigkeiten dort anders ticken wie in der Nahrungsmittel oder Pharmabranche der irrt.

Aber was solls, wie in so vielen anderen bereichen unserer Realität müssen ja die Menschen mit Informationen versorgt werden aus denen Sie sich dann ihr Weltbild interpretieren können.

Wenn mann allerdings drauf steht, dafür zu zahlen um belogen und hinters Licht geführt zu werden, dann ist man mit dem kauf dieser Pornomagazine nicht schlecht gestellt.

Das sind die politisch motivierten Lobbyisten der HIFI Industrie. Wer denkt, das die kapitalistisch dominierten Gesetzmässigkeiten dort anders ticken wie in der Nahrungsmittel oder Pharmabranche der irrt.

Auf jeden Fall aufgrund des economic cycle hat die Qualität in der Hifibranche nachgelassen und ist zum Massenmarkt verkommen.
Noch viel existenzieller ist es bei den anderen zwei o. g. Beispielen.

Die letzte Stereozeitschrift bei mir ist 20 Jahre her und ich vermisse nichts, weil ich keine keine werbefinanzierte Zeitschrift unterstütze.

tsieg-ifih schrieb:

weil ich keine keine werbefinanzierte Zeitschrift unterstütze.

Dann darfst du gar keine Zeitschriften kaufen, denn ohne Werbung trägt sich keine Zeitschrift.
Auch in den meisten Foren dürftest du dann nicht mehr teilnehmen, denn auch die können sich häufig ohne Werbung nicht finanzieren.

Grüsse
Roman

ja kaufe ich auch nicht.
ich finde das mittlerweile lästig, diese Werbung überall, sogar beim Email schreiben wird man nicht verschont und bei HD+ wird's fast schon peinlich

So, Bitte zurück zum Thema.

Kompressionstreiber ? "Ja!" war die letzte Aussage.

Sind Kompressionstreiber nicht durch Konstruktion bedingt diejenigen, welche Intern mit den höchsten Wechseldrücken beaufschlagt werden ?

Welche Vorteile verbuchen diese akkustischen
Wechseldrucktransformatoren ?

Was war der technische Hintergrund für die Entwickelung solcher Transformatoren (Kompressionstreiber)?

Hallo,
ich bin das Erste Mal hier aktiv im Forum. Das Thema an sich ist so spannend, daß ich mich auch mal äußern möchte:

Schall kann man nicht "wandeln", ohne daß die inneren Zusammenhänge zerstört werden.

Natürlicher Schall ist generell nichtlinear. Das Gehör arbeitet nichtlinear. Das Gehirn arbeitet ebenfalls nichtlinear. Musik ist nichtlinear.

Alle Lautsprecher arbeiten (oder versuchen es zumindest) linear.

Ich weiß, es ist kompliziert zu verstehen. Ich habe selbst ca. 2 Jahre gebraucht, das zu kapieren.

Mein Statement: Wenn man richtig Musik hören möchte, und zwar so, wie die Natur die Geräusche (Musik) generiert, sollte man
dies nicht mit linearen Schallwandlern tun, da die Natur selbst nichtlinear ist.

So gesehen, sind alle -seit 150 Jahren auf dem Markt befindlichen- "Schall-Wandler" eine Fehlkonstruktion.

Alle.

Ich weiß nicht, ob dieses extrem radikale Thema irgendjemanden interessiert - ich bin selbst noch ein wenig geschockt und kann gut verstehen, wenn praktisch alle hier anderer Meinung sind.

Gruß

Axel

Ich muss jetzt auch mal mein Sempf zur Regelung zugeben.

Die Regelung greift nicht im nachhinein, sondern währenddessen ein. Das kann man ganz einfach ausprobieren, indem man vorsichtig gegen die Membrane klopft, die Membrane bewegt sich nicht, die macht auch keine Pochgeräusche. Selbst bei laufender Musik stört dieser Eingriff nicht, wird einfach weggeregelt.

Hier und hier kann man vom Vater der Regelung Herrn Müller und vom B&M Boss Herrn Siegler etwas erfahren.

Zu den idealen Lautsprecher möchte ich noch die Silbersand FM701 ins Rennen schicken, ich konnte diesen Lautsprecher bei Silbersand hören, für meine Ohren war die neben der BM35, dass Beste was ich hören konnte.

Grüße Christian

Welche Vorteile verbuchen diese akkustischen Wechseldrucktransformatoren ?

Leistungsanpassung, möglichst gute Ankopplung der Membran an die Umgebung, weniger akustische Blindleistung: Hoher Wirkungsgrad.

Mir kommt gerade so, dass der Ideale Wandler doch eigentlich gar keinen Hub machen dürfte, oder? Sagen wir mal bei einem 50Hz Sinus bewegt sich die Membran 3mm nach vorn, jetzt beginnt allerdings sagen wir mal ein 15kHz Sinus, welcher dann 3mm früher als erwartet am Ohr sein muss.
Praktisch wird man das jetzt zwar sicherlich nicht hören, aber messbar ist das doch sicherlich oder?

Mir kommt gerade so, dass der Ideale Wandler doch eigentlich gar keinen Hub machen dürfte

Doch, muss er.

Sagen wir mal bei einem 50Hz Sinus bewegt sich die Membran 3mm nach vorn, jetzt beginnt allerdings sagen wir mal ein 15kHz Sinus, welcher dann 3mm früher als erwartet am Ohr sein muss.

Das nennt man Dopplereffekt. Eine bewegte Schallquelle (durch deine 50Hz) klingt anders als eine nicht-bewegte.

Bei Breitbandlautsprechern ein Problem, wenn seperate Basslautsprecher verwendet werden: unkritisch.

Hallo,
der ideale Wandler darf keinen Hub machen. Die "Wurzel allen Übels" ist ja gerade, daß alle bisherigen "Schallwandler" Hub machen. Die Membran, welche den Hub ausführt, "schubst" die Schallwellenmoleküle hin- und her. Es wird lediglich der Schall gewandelt. Das Problem dabei:
- mangelhafte Raumdarstellung
- mangelhafte Transientenbildung
- mangelhafte Raum-Lautsprecher-Beeinflussung durch Reflexionen.

Bisherige Schallwandler wandeln den Schall durch die Hub-Bewegung. Bei Erregung linearer Elemente mit einem Sinus-Signal erhält man am Ausgang wiederum ein sinusförmiges Signal mit derselben Frequenz, jedoch mit veränderter Phasenlage.

Bisherige "Schallwandler" wandeln den Schall. Schall kann man nicht "wandeln", ohne dass der akustische Musterbildungsprozess im Gehirn empfindlich gestört wird. Richtungs- und Klanghören wird ohne die notwendigen Informationsstrukturen über die korrekte Raum-zeitliche-Phasenlage gestört. Die Schallstruktur, die vom
Lautsprecher zum Hörorgan gelangt, muß exakt die gleiche sein wie beim Original, dem Instrument, damit wir das Instrument mit seiner Charakteristika erkennen. Wenn wir ein Original-Schallereignis hören, hören wir die Original-Struktur mit unserem Hörsinn. Wenn wir die Reproduktion des Originals hören, hören wir die reproduzierte Schallstruktur ebenfalls mit unserem Hörsinn.

Gibt es denn schon irgendwelche von deinen ,als Ideal postulierten, nichtlinearen Schallwandler? (Edit)

Sorry, das ist Unsinn.

Schau dir einmal an, wie akustische Instrumente ihren Schall abstrahlen:
Bei einer Trommel macht z.B. das Trommelfell den Hub, bei einer Geige überträgt die Saite ihre Schwingungen aufs Gehäuse und dessen Wände machen Hub etc. etc.

Im Ohr wird der Schall übrigens wieder in Hub umgesetzt. Das Trommelfell bewegt die Hörknöchelchen analog zu seinem Hub und die Hörknöchelchen übertragen den Hub des Trommelfells auf die Membran der Hörschnecke und setzt so die sich dort drinnen befindliche Flüssigkeit in Schwingungen, die von feinsten Härchen in elektrische Impulse umgesetzt werden, die das Gehirn dann verarbeitet.

Grüsse
Roman

Ein AMT wäre so ein Lausprecher, macht keinen Hub, es ist eine Folie, wo Leiterbahnen aufgeklebt und anschließen gefaltet wurde. Die Membrane zieht sich zusammen wie eine Ziehharmonika, dadurch wird der Schall rausgedrückt, funktioniert nicht im Bassbereich.

Grüße Christian

Dann gäbs auch noch so Spielereien wie Ionenhochtöner...

Aber das hat doch immer noch nix mit denen axel_k. gemeinten nichtlinearen Schallwandlern zu tun oder etwa doch (so es sie denn gibt )?

Finde seine Argumentation schwurbelig...

Und wenn der Schallwandler jetzt eine progressive/lineare Aufhängung hat?

P.S. Ich bin jetzt zunehmend verwirrt

Ihr habt recht. Ohne Hub keine Hupe. Also: Ohne Auslöser keine Reaktion. Was ich meine, Normale Lautsprecher machen normalen Hub. Linearen Hub. Die Phasenlage, notwendig zur Musterbildung im Gehirn, wird dabei leider zerstört.

Neueste Forschungen haben ergeben, daß das Gehirn keine Frequenzen auswertet, sondern Muster. Akustische Schallmuster.

Auch die Geschichte mit dem Ohr gebe ich euch recht. Der Schall wird wieder in Hub umgesetzt.

Aber dann wird´s tricky: Die elektrischen Impulse werden nicht etwa als Frequenzen im Gehirn abgebildet, sondern es findet ein akustischer Mustervergleich -links/rechts jetzt/vor 1/20 Sekunde zurück- (Rückkopplung) statt.

Neueste Forschungen eröffnen eine völlig neue Sichtweisen auf die menschliche Signalverarbeitung: Lautsprecher, Ohr, Gehirn. Alle Faktoren müssen dabei "Hand in Hand gehen", sie müssen wie ein Zahnrad im Getriebe zusammenarbeiten und der Musterbildung im Gehirn entsprechen.

Für ein Verständnis der maßgebenden biophysikalischen
Funktionsprinzipien muss man quasi das Gesamtrepertoire von Konzepten der Schwingungs- und Wellenphysik heranziehen. Das Ohr nutzt dabei Rückkopplungs- und Verstärkungs-prinzipien, die sowohl bei Musikinstrumenten als auch in der Elektronik sowie in der Laserphysik eine Rolle spielen. Mehr noch:
Einige funktionelle Aspekte der Mikromechanik des Gehörs, vor allem die sehr trickreiche nichtlineare
Signalverarbeitung und Rauschunterdrückung, führen an die Front aktueller physikalischer Forschung.

Unabhängig von noch strittigen Details über den aktiven Teil der Ohren lässt sich die Rückkopplung im Innenohr als ein direkter neuro-mechanischer Musterbildungsprozess auffassen, der erheblich schneller als die
rein neuronalen Verschärfungsprozesse abläuft. Es erfolgt eine ähnlich intelligente Vorverarbeitung und
Verschärfung des Erregungsmusters bereits auf mechanischer Ebene, wie sie bei der lateralen Inhibition auf vielen Ebenen des neuronalen Systems stattfindet.

Zum Trost: Noch immer ist es noch nicht geklärt, wie der Mensch hört bzw. wie der Mensch dieses Gehörte im Gehirn verarbeitet. Trotz der neuesten Forschungsergebnisse. Ich weiß es auch nicht. Keine Ahnung.

Aber: Die Ergebnisse dieser neuen Forschungen lassen sich zu einem Modell formen. Dieses Modell (ob das richtig ist oder nicht, keine Ahnung) würde zu einem sehr interessanten Lautsprecher führen.

als völliger Physik Laie würd ich mal sagen, macht bräuchte pro Schallquelle je einen Lautsprecher. Für eine Band mit Gesang, Bass und Gitarre also schon mal drei, plus Schlagzeug ca. plus fünf (Hiat, Snare, Base, Tom, Becken). Für ein ganzes Orchester also zig Lautsprecher. Solche in Konzept käm der Realität wohl am nächtes. Aber es ist nicht zu verwirklichen, bzw. nicht sehr ökonomisch. Also macht man Kompromisse. Und da geht dann dann die Wissenschaft und das ganze Palaver los. Der Rest ist hinlänglich bekannt.

@Axel: Der Mensch kann keine absolute Phase hören. Erst bei sehr großen Laufzeitunterschieden zwischen einzelnen Spektralanteilen (nur im Bass kritisch) kann der Mensch diese hören (als hinterherhinken vom Bass).

Der Mensch kann bei einigen Geräuschen intuitiv fehlende (-sub)harmonische Frequenzanteile ergänzen, welche nicht auf Tonträgern erhalten sind. Desweiteren können laute Töne leise überdecken. Aber die absolute Phasenlage ist völlig egal, die relative Phasenlage von unterschiedlichen Spektralanteilen ist fast egal.

als völliger Physik Laie würd ich mal sagen, macht bräuchte pro Schallquelle je einen Lautsprecher.

Nein. Das ist für die Stereoskope Widergabe nicht nötig - und für Wellenfeldsynthese zu wenig, da der Hallraum nicht identisch abgebildet werden kann.

axel_k. schrieb:

Aber: Die Ergebnisse dieser neuen Forschungen lassen sich zu einem Modell formen. Dieses Modell (ob das richtig ist oder nicht, keine Ahnung) würde zu einem sehr interessanten Lautsprecher führen.

Quelle für diese "Forschung"?


Gruß,

Stefan.

Hi Stefan,

als Beispiel sei hier nur der sogenannte "DTC" -Directional tone colour - Lautsprecher von Gabriel Weinreich erwähnt. Leider habe ich ihn noch nicht selber gehört. Ein Markterfolg ist auch nicht draus geworden - der Lautsprecher ist nur für Mono ausgelegt.

Trotzdem ist er zum Patent angemeldet worden. Ein solches Lautsprechersystem ist aus US-Patent Nr. 6263083 bekannt: Ein röhrenförmiger Lautsprecher kann -basierend auf Interferenzerscheinungen- ein Abbild einer echten Violine
erzeugen, mit all den entsprechenden Obertönen. Es ist, als wenn der Klang der Geige den Raum in einer ganz anderen Weise füllt, als wenn die Geige real da sei.

Der Klang einer Violine -live gespielt- unterscheidet sich
drastisch von der Lautsprecherwiedergabe. Dies ist nicht zu erklären durch Frequenzgang, Verzerrung etc, sondern stammt
aus der Richtcharakteristik, in welcher vorhandene Lautsprecher ihren Klang projizieren. Subtile
Zeitverzögerungen und Phasenverschiebungen lassen das
-eigentlich ideale- Musikausgangssignal (z.B. von der CD) vom Lautsprecher verschleifen.

Der projizierte Klang ist in der Regel in die axiale
Richtung -also nach vorn- gelegt zu den hohen Frequenzen.

Je höher die Frequenz, je stärker ist diese Konzentration, aber der Übergang geschieht langsam und übergangslos.

Im Gegensatz dazu ist die Richtcharakteristik einer z.B. Geige ganz anders: Bei Frequenzen oberhalb von ca. 850 Hertz variiert diese extrem schnell sowohl im Winkel als
auch mit der Frequenz. Dies bedeutet, dass bei einer bestimmten Frequenz der Ton innerhalb einer bestimmten scharfen Richtung sog. "Leuchttürme" bildet, wobei sich die Ausrichtung und Stärke dieser "Leuchttürme" sich ständig ändert, wenn die Frequenz verändert wird auch nur eines kleinen Halbtons.

Diese speziellen Eigenschaften -nicht nur der Geige-, nämlich die extrem schnelle Änderung der Richt-
charakteristik sowohl im Winkel als auch in der Frequenzabängigkeit, sind nur eine Charakteristik, was ich unter "Klangfarbe" verstehe. Wenn man eine Live-gespielten Solovioline zuhört, kann man unterscheiden, ob das Instrument einem zugewandt ist oder ob es gerade seitlich zu einem spielt. Man hört einen oszillierenden Klangkörper, eine "schillernde" Wiedergabe.

Der sog. "DTC Lautsprecher (Direct Tone Colour) " ist hier eine neue Art von Lautsprechersystemen, welches normalen Audiosignalen aus z.B. einer CD mit dem Merkmal einer "echten Klangfarbe" erweitert.

Dieses System besteht aus einem Tieftöner, vier Hochtönern und angesetzten Röhren. Obwohl dieses System mit nur einem Monokanal beaufschlagt wird, wird dieses Signal elektronisch so verarbeitet, daß es äusserst schnell diese Phasen- und Amplitudenänderungen, abhängig von der Frequenz, umsetzen kann.

Die 4 Quellen interferieren miteinander und bilden so ein entsprechendes Interferenzmuster, welches stark winkel- und phasenabhängig wirkt. Der Lautsprecher erzeugt so eine "direktionale Klangfarbe".

Diese Effekte bleiben -aufgrund der speziellen, genau abgestimmten Röhrendurchmesser- allerdings nur auf Violine und Orgel begrenzt. Andere Instrumente oder gar menschliche Stimmen werden "konventionell" abgestrahlt, d.h. ohne interferenzabhängige Effekte.

Diese Einschränkungen führten wahrscheinlich dazu, dass dieser neuartige Lautsprecher nicht mehr weiterentwickelt wurde. Ein marktreifes System wurde mit diesem interferenzbasierenden Lautsprecher nicht geschaffen.

Interessant dabei ist, dass der Lautsprecher auf Interferenzen basiert - wie in der optischen Holografie. Während marktübliche Systeme auftretende Interferenzen scheuen wie der Teufel das Weihwasser, wird hier, in diesem Fall, gerade mit Interferenzen gearbeitet.

Wahrscheinlich ist aus dem System gerade deswegen nix geworden.

Mein Interesse wurde jedoch geweckt und ich begann zu googeln. Das hat ca. 2 Jahre gedauert - Besuche in Bibliotheken, Buchrecherche etc. pp. inklusive.

Ach so, noch was: Phasenverschiebungen können wir hören. Wie? Ganz einfach: Man nehme eine Top-Stereo-Anlage (200.000€), lasse darüber eine Blockflötenaufnahme mit nur einer Flöte abspielen - und man höre kurz danach dasselbe Stück - jetzt live gespielt. Der Unterschied ist immens.

Vielleicht weiß einer von Euch etwas mehr über dieses Thema.

Gruß,
Axel

Inscheniör schrieb:

@Axel: Der Mensch kann keine absolute Phase hören. Erst bei sehr großen Laufzeitunterschieden zwischen einzelnen Spektralanteilen (nur im Bass kritisch) kann der Mensch diese hören (als hinterherhinken vom Bass). ...

Hallo,

bei der "Nichthörbarkeit" der absoluten Phase stimme ich
zu. Starke "Diskontinuitäten" in der Gruppenlaufzeit sind
jedoch nach meiner Erfahrung echtes Gift.

Das alte Klipsch Eckhorn ist so ein Beispielkandidat,
und dort betrifft es m.E. sowohl den Übergang vom Bass-
zum Mitteltonhorn als auch von selbigem zum Hochtöner.

Daß dieser Lautsprecher einfach kein komplexes Material
wiedergeben kann und daß solche Sachen wie "Applaus"
dann seltsam klingen ist nicht nur eine Folge der
Resonanzen der beteiligten (schlechten) Hörner,
sondern auch von extremen Diskontinuitäten in der
Gruppenlaufzeit.

Grüße Oliver

Starke "Diskontinuitäten" in der Gruppenlaufzeit

Gut formuliert. Ja, sowas ist selbstverständlich hörbar. Allerdings gibt es nur wenige Boxen, bei welchen sowas außerhalb des Tieftons auftritt.

Ich habe zum Themenkreis

"Wahrnehmbarkeit von Laufzeitverzerrungen"

noch ein schönes PDF des Instituts für
Rundfunktechnik (IRT) in München gefunden.

Dort werden auch die bisher zu dem Thema
veröffentlichten Daten zusammengefasst, u.a.
von Blauert/Laws , welche oft als Standard
herangezogen werden.

http://forum2.magnetofon.de/bildupload/goosphase.pdf

Für Regielautsprecher kommt das IRT München zu
weitaus strengeren Empfehlungen, als die bisher
veröffentlichten Untersuchungen nahelegen würden.

Hier mal ein willkürlich herausgegriffener
Schrieb einer (guten ...) Mehrwege Box:


http://www.cay-uwe.de/ARTA9.jpg


Vollbereichs Biegewellen-Lautsprecher 'Model 2', Vorserienmodell:



(Abgebildeter Frequenzbereich lt. Empfehlung des IRT München.)

Beim Vergleichen bitte beachten, daß Skalierung und
Frequenzbereiche der Schriebe nicht identisch sind.

Die Frage der Hörbarkeit der Gruppenlaufzeit ist ein
schönes Beispiel dafür, daß die alleinige Darstellung
einer physikalischen Messgröße in der Audiotechnik
oft nicht viel hilft, ohne dass man deren
gehörphysiologische Gewichtung hinreichend einschätzen
kann.

Wenn sich - wie im Fall der Gruppenlaufzeit - die
Fachleute widersprechen, wird es natürlich schwierig.

Man kann versuchen "immer auf der sicheren Seite"
zu sein, aber gerade das geht nicht immer, weil man
nicht allen Meinungen gleichzeitig gerecht werden kann.

Deshalb muss ein Audioentwickler gerade bei Schallwandlern
- als einer auf der physikalischen Ebene sehr fehlerbehafteten Komponente -
in der Lage sein, im Zweifelsfall sogar die messtechnische
Verschlimmerung einer Fehlergröße in Kauf zu nehmen, wenn
diese sich im unkritischen Bereich bewegt und er dadurch
eine andere aus dem kritischen Bereich herausholen kann.

Das lernt man in keinem E-Technik Studium, und
deshalb können gute Geräte - insbesondere Schallwandler -
nur durch eingehende Hörtests beurteilt und auch
weiterentwickelt werden. Denn am Ende wird bei
einem guten Gerät die physiologisch bewertete
Fehlergröße minimiert, genau da liegt der Hase
begraben.

Eine begleitende messtechnische Dokumentation ist
trotzdem wichtig - so wie im Fall der o.a. Gruppenlaufzeit
- aber die Messkurve irgendeiner Größe allein kann nicht
die Richtung der Weiterentwicklung bestimmen.

Auch wenn über den genauen Verlauf der
Wahrnehmbarkeitsschwelle der Gruppenlaufzeit
Unsicherheit besteht, so ist man sich doch einig,
daß ein Anstieg der Gruppenlaufzeit von 4ms im Bereich
2Khz "sehr viel" ist, der gleiche Anstieg im Bereich 100Hz
jedoch "sehr wenig".

Spätestens ab dem Mitteltonbereich >500 Hz, sollte
die Gruppenlaufzeit einen sehr flachen Verlauf haben.
Ein sehr kritischer Bereich scheinen 1-4Khz zu sein.

Interessanterweise befinden sich genau in diesem
Bereich gewöhnlich Übernahmefrequenzen von
Mehrwegelautsprechern ... die liegen dort also nicht,
weil es gehörphysiologisch klug ist, sondern
aufgrund von technischen Sachzwängen traditioneller
Mehrwegetechnik: "Wir haben das schon immer so gemacht"
ist eines der meistverwendeten Argumente für alles,
was man eben "schon immer" so gemacht hat.

----
Fehler, die m.E. oft grob in ihrer Auswirkung unterschätzt
werden:

- Diskontinuitäten der Gruppenlaufzeit im Mittel- und Hochtonbereich, besonders im Präsenzbereich und seiner
Umgebung

- Frequenzabhängige Diskontinuitäten im Rundstrahlverhalten.

...

Nochmal: Es geht hier nicht nur um die Gruppenlaufzeit
von Filtern/Frequenzweichen, sondern um die Gruppenlaufzeit
des Gesamtsystems.


Viele Grüße

Die unterschiedlichen Gruppenlaufzeiten kann man heute zumindest , falls gewünscht, per FIR Filter angleichen zugunsten einer längeren Grundlaufzeit.

gruß chohy

Einverstanden(!) ... man muss es nur auch tun.

Die Verantwortung für das Endergebnis hat m.E. zunächst
einmal der LS Hersteller, also sollte er eine
entsprechende Filterlösung in handhabbarer Form mitliefern.

Tut er das nicht, hat er das Problem auch nicht gelöst.

Bei den meisten LS - ganz gleich welcher Preisregion -
ist das Problem also weiterhin ungelöst.

Modifikationen auf dieser Ebene dem Endverbraucher zu
überlassen ist keine wirkliche Lösung, finde ich.

Die digitale Korrektur mittels entsprechender Allpässe
ist wohl auch nicht so elegant wie ein Schallwandler, der
solche erheblichen Diskontinuitäten der Gruppenlaufzeit
prinzipbedingt im kritischen Frequenzbereich erst gar
nicht entstehen lässt.


Grüße

Oliver

Das interessiert (leider) einen Großteil der Hifi! Firmen nicht und auch die meisten Nutzer brechen sich da keinen Ast ab, außer wenn mal wieder eine der Hifi Zeitschriften über die "Zeitrichtigkeit" schreibt um irgendeine überaus fragwürdige Konstruktion an den Mann zu bringen

Die (Hifi)Welt ist kein Ponyhof...

Joerg_Bohne schrieb:

Wie sieht denn eine Kalotte aus, die mit einem heftigen Transienten beaufschlagt wird, folgt dort nicht der Dom mit Zeitlichem Versatz dem Schwingspulenträger?

Es gibt HT Kalotten für rund 20 Euro, welche ein
sehr gutes Impulsverhalten haben ...

Zur Wahrnehmbarkeit von Unterschieden verschiedener
Hochtonlautsprecher:


http://www.ak.tu-ber...reas_Rotter_MagA.pdf


Es ist kein Zufall, daß es im Hochtonbereich die
größte Vielfalt an Wandlerkonzepten auf dem Markt
gibt. Man muß wenig Luftvolumen verschieben und kommt
mit kleinen Flächen aus, das macht sogar exotische
Konzepte wie Plasmalautsprecher im HT Bereich
praktikabel.

Aber wenn eingangs von Wandlerkonzepten für "25-18000 Hz"
die Rede war, fällt wohl einiges unter den Tisch - oder
soll es um die beste Kombination unterschiedlicher
Wandlerkonzepte gehen ?

Ich hätte auch noch eine Frage:

Geht es bei den "25-18000 Hz" um die Reproduktion handelsüblicher CD's mit Stereo Abmischung oder um die korrekte Abbildung des Originalschallfelds
z.b. bei Live-Aufnahmen etc...? Dann würde ich die Wellenfeldsynthese als "ideales" Wandlerkonzept bei optimaler Umsetzung! vorschlagen.

Näheres hier

gruß chohy

Wellenfeldsynthese ist allerdings kein Schallwandlerkonzept,
ich würde es als Mehrkanalreproduktionsystem bezeichnen.

Darüber, welche Schallwandler zum Einsatz kommen, macht
das Konzept der WFS zunächst noch keine Aussage.

Real existierende Installationen verwenden dafür oft
Planar-Biegewellenlautsprecher, die von ihren Eigenschaften
her dafür gut geeignet sind.


http://www.lms.lnt.de/publications/web/lnt2005_15.pdf

http://www.hauptmikrofon.de/HW/VDT-Magazin_WFS_Stuttgart.pdf


Es sieht derzeit so aus, daß dies die bevorzugte Technologie
für real existierende WFS Installationen ist.

---

@Chohy

Aus der 'Holophony' Seite:

"Neben den umlaufenden Lautsprecherreihen trägt ein weiteres Problem zu einem schlechten Akzeptanzfaktor des Verfahrens für eine mögliche Heimanwendung entgegen. Wenn alle Reflexionen des Aufnahmeraumes synthetisiert werden, dann ist jede Reflexion des Wiedergaberaumes in der Übertragungskette störend. Auch der mathematische Ansatz des Kirchhoff- Helmholtz- Integrals als Basis für das Verfahren setzt ein quellfreies Volumen, also auch frei von Spiegelschallquellen, für die Synthese voraus. In normalen Wohnzimmern wird aber eine ausreichende akustische Dämpfung kaum praktikabel sein. Speziell die starken Deckenreflexionen der Zylinderwellen, die von den horizontalen Lautsprecherreihen ausgehen, sind deutlich störend."

Hier wird eines der Hauptprobleme genannt, welche dem
Einsatz der WFS im Heimbereich entgegenstehen.

Das Problem der störenden Akustik des Wiedergaberaumes
besteht allerdings nicht nur innerhalb der WFS, sondern
auch bei der althergebrachten Stereofonie.

Bei der WFS wird jetzt nur um so deutlicher, daß eine
Bewertung von Schallwandlerkonzepten in Bezug auf ihre
Interaktion mit dem Wiedergaberaum

- Entstehung von Reflexionen

- Enstehung von Kammfilterefekten durch die Interaktion
der Schallwandler mit Raumwänden

- Diffusivität des indirekten Schalls

eine größere Beachtung finden muß, als dies bisher der
Fall war.


Grüße Oliver

Das die WFS an sich einzelne Schallwandler braucht ist klar, es ging mir um das Gesamt-Konzept ("Wandlerkonzept") und es war mit dem Zusatz versehen, ob es mit der Ausgangsfrage des TE konform geht.

Und von einer Umsetzung im Wohnzimmer bin ich auch nicht ausgegangen ("optimale Umsetzung"), da man hier zu viele Kompromisse eingehen müsste als das ein überzeugendes Ergebnis erzielt werden könnte (zurzeit).

Für mich war aus der Fragestellung des TE nicht ganz ersichtlich unter welchen "Umständen" das beste Wandlerkonzept gesucht wird bzw. ob eine praktisch nahezu vollkommene Umsetzung vorrausgesetzt ist und ob es eben nur auf einzelne Wandler bezogen war oder auf das Gesamtsystem, das zur nahezu vollständigen akustischen Reproduktion eines realen Ereignis fähig ist.

gruß chohy

Ich habe noch ein paar Hinweise zur direkten/indirekten
Wahrnehmbarkeit von Laufzeitverzerrungen aufgetan.

Daß die Daten zur direkten Wahrnehmung von Diskontinuitäten
in der Gruppenlaufzeit (welliger Verlauf mit der Frequenz)
teilweise widersprüchlich sind und keine völlige Klarheit
über deren frequenzabhängige Wahrnehmungsschwelle besteht,
ist aus dem zuvor verlinkten Artikel ja schon
hervorgegangen.

Es gibt aber Hinweise darauf, daß Laufzeitverzerrungen
mit erhöhtem Pegel (z.B. >80dB) stärker wahrnehmbar werden.

Ich erkläre mir das etwa so:
Eine nicht flach verlaufende Gruppenlaufzeit verändert
die Hüllkurve typischer Einschwingvorgänge innerhalb von
Musiksignalen (z.B. das Anzupfen einer Geigensaite).

Jetzt kommt ein Faktor hinzu, der zur indirekten
Wahrnehmung beitragen kann ...

In jeder Übertragungskette (Mikrofon > Mikroverstärker>
Mischpult > Aufzeichnung .... bis zum heimischen LS) baut
sich ein gewisser Anteil nichtlinearer Verzerrungen auf.

Ein Löwenanteil davon wird normalerweise zu Lasten des
Wiedergabelautsprechers gehen, aber nicht alles.

Eine diskontiniuierliche Gruppenlaufzeit kann dazu führen,
daß diese harmonischen Verzerrungsprodukte (auch höherer
Ordnung) stärker hörbar werden.

Wir nehmen harmonische Verzerrungen ab einem gewissen Pegel
deutlicher wahr. Wenn diese nun durch Laufzeitunterschiede
innerhalb der Hüllkurve zusätzlich zeitlich verschoben
werden, so werden sie - je nach Nutzsignal, vorhandenen
Harmonischen und "Kontur" der Gruppenlaufzeit - ggf.
weniger vom Nutzsignal verdeckt und treten auditiv
stärker hervor.

Experimente welche z.B. mit sehr geringen harmonischen
Verzerrungen durchgeführt werden, kommen oft zu dem
Schluss, daß für Laufzeitverzerrungen eine recht hohe
Toleranzschwelle besteht. Nur bestimmte Signale scheinen
für uns in Anwesenheit mittlerer oder geringer
Laufzeitverzerrungen hörbar verändert zu werden.

Anders wird es offenbar, wenn sowohl harmonische als
auch Laufzeitverzerrungen vorhanden sind, was (leider)
dem Realfall der Musikwiedergabe entspricht.

Hierzu eine Untersuchung aus dem Jahr 2006, in dem
gezielt mit harmonischen Verzerrungen bei gleichzeitiger
Anwesenheit von Laufzeitverzerrungen experimentiert wurde
und zwar im Rahmen durchaus realistischer Werte für
Laufzeitverzerrungen in LS Systemen.

http://www.gedlee.com/downloads/AES06Gedlee_ll.pdf

Kurz gesagt gibt es Lautsprecher ('Schallwandlerkonzepte'),
die ab einer gewissen Lautstärke "umkippen", obwohl
eigentlich nach konventionellen Maßstäben noch
Dynamikspielraum vorhanden wäre:

Die harmonischen Verzerrungen sind noch innerhalb
moderater Grenzen (Membranhub noch im linearen Bereich,
Schwingspule noch nicht überhitzt ...).

Trotzdem kann aufgrund starker Laufzeitverzerrungen ein
Schallwandler ab einem gewissen Pegel plötzlich sehr
unangenehm werden, selbst unter guten raumakustischen
Bedingungen.

Der oben verlinkte Artikel von Earl Geddes weist in eine
Richtung, mir persönlich sehr sinnvoll erscheint:

Es könnte sein, daß wir Verzerrungsmaße benötigen, die
solche kombinierten Effekte (aus harmonischen Verzerrungen,
Laufzeitverzerrungen und Schalldruckpegel)
gehörphysiologisch bewerten, um überhaupt einen
zahlenmäßigen Vergleich über den nutzbaren Dynamikumfang
eines Schallwandlers zu bekommen, in dem er auditiv
bewertet verzerrungsarm (also angenehm klingend) betrieben
werden kann.

Ich habe bei meinen eigenen Entwicklungen die Wichtigkeit
der Minimierung von Laufzeitverzerrungen schon oft bemerkt,
bin aber bis vor einiger Zeit auch noch nicht auf diesen
"Kombinationseffekt" aufmerksam geworden.

Ich glaube, da besteht auch noch allgemeiner Nachholbedarf
...

Der Ansatz würde ebenfalls dazu beitragen, den alten
Streit darüber zu schlichten, ob/ab welcher Schwelle
Laufzeitverzerrungen an sich hörbar sind.

Es wäre ein integrativer Ansatz zur kombinierten
Bewertung relevanter Verzerrungsarten, der allerdings
erst noch ausgearbeitet werden müsste.

Bis dahin können leicht Jahrzehnte vergehen,
jedoch sollte man m.E. nicht zögern, die notwendigen
Konsequenzen für die Entwicklung hochwertiger
Schallwandler bereits jetzt zu ziehen ...

Ein neues Bewertungsmaß ließe sich möglicherweise
direkter mit dem auditiven Eindruck von "Verzerrtheit"
korrelieren, als die Maße mit denen Schallwandler heute
im Hinblick auf Verzerrungen verglichen werden.

Solange aber kein neues Bewertungsmaß etabliert ist,
sollte man harmonische Verzerrungen und
Laufzeitverzerrungen - besonders bei mittleren und hohen
Frequenzen - immer gemeinsam betrachten.



Viele Grüße

Oliver

@LineArray

Danke für den interessanten Link