Linearisierung von Chassis in einem Aktivlautsprecher

Ulis Mess- und Korrekturprogramm

Linearisierung von Chassis in einem Aktivlautsprecher

Beitragvon Mister Cool » 03.12.2018, 10:20

Hallo,

ich "verarbeite" gerade die Anleitung von Mitch Barnett zu "Advanced Acourate Digital XO Alignment Driver Linearization Walkthrough". Dazu hätte ich eine Verständnisfrage bez. Linearisierung der Chassis und anschliessend einer erneuter Korrektur durch Anpasung des Gesamtfrequenzgangs durch Macro3 (passend zu Zielkurve).

In dem Abschnitt Driver Linearization wird beschrieben, wie man jedes einzelne Chassis mittels Convolution of Inverse linerisieren kann, sprich (nach meinem Verständnis) ähnlich wie über Macro2/3/4 der Frequenzgang wird an eine flache, horizontale linie angepasst wird -> im übertragenen Sinne, die Target Kurve ist gerade flache Linie.

Dann, zum Schluß der ganzen Prozedur (Filter-Parameter sind gesetzt, Delays herausgefunden und definiert, die Chassis linearisiert) erfolgt die finale Anpassung des Gesamtfrequenzgangs an die gewünschte Zielkurve.

Jetzt zu meinen Fragen.

In dem ersten Schritt (Linearisierung) könnte z.B. der Pegel des HT bei 10kHz um +2dB angehoben werden, um auf den linearen Verlauf zu kommen. Aber es könnte passieren, dass wegen des Verlaufs der Zielkurve (Absenkung in dem Hochtonbereich durch Macro2/3) die gleichen 10kHz wiederum um -3dB abgesenkt werden. Also rein von Ablauf her werden die 10kHz zwei mal, aber "gegensätzlich" korrigiert. Werden diese zwei einzelnen - ich nenne sie so - "Absolutwerte" +2dB und -3dB, in dem gesamten Prozess "gegenverrechnet", so dass das Signal nur ein mal um den "Summenwert" -1dB korrigiert wird, oder wird das Signal tatsächlich zwei mal korrigiert? Hintergedanke: hat das eine klangliche Auswirkung?

Andere Frage die ich mir stelle: wenn die finale Anpassung des Gesamtfrequenzgangs mittels Target Kurve den linerarisierten Frequenzgang der einzelnen Chassis sowieso "überbügelt", welche Vorteile bringt dann die Linearisierung?

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon KSTR » 03.12.2018, 11:01

Die Treiber werden zuerst einzeln auf ihrer jeweiligen Targets entzerrt, damit überhaupt die Weiche stimmt bzw stimmen kann, insbesondere was den Phasenverlauf der Wege zueinander angeht. Danach kann man nach Belieben das Gesamtverhalten so biegen wie man es braucht.
Die Strategie des Entzerrens kann man sich am leichtesten vorstellen indem man erst den Treiber "glattzieht" und dann die Weichenfunktion einfach drüberstülpt, passt (muss passen, kann nicht anders), und wenn man in der Digital-Domain das sauber implementiert in der Prozesskette um zu den endgültigen Filtern zu kommen die dann live auch verwendet werden, dann darf man es auch so plakativ machen um auf die eigentliche Entzerrungskurve zu kommen. Analog wäre es problematisch, unnnötige viele Filterstufen usw.
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Beitragvon Mister Cool » 03.12.2018, 11:45

hi,

Danke.
Ich verstehe die Notwendigkeit der Abstimmung des Phasenverlaufs (Dealays) als Voraussetzung für das optimale Endergebnis, aber ich kann die von Dir genannte FG-Entzerrung als Grundlage für die Bestimmung der XOs in diesem Fall/Verfahren nicht nachvollziehen. Schaue mal in die Barnett's Beschreibung.

https://www.computeraudiophile.com/ca/c ... lkthrough/

Da ist der Ablauf/Reihenfolge ganz anders als das klassische: "die Trennfrequenz bestimmen, Chassis weit über die Trennfrequez linerarisieren, Flankensteilheit (symmetrisch) bestimmen,....". Da wird die Linearisierung fast zum Schluß und unabhängig/nach der XO-Bestimmung durchgeführt.

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon chriss0212 » 03.12.2018, 11:57

Hallo Alwin,

ein Vorteil in der einzelnen Frequenzgang- Entzerrung ist, dass jedes Chassis so abgesenkt/ angehoben wird, das es selber linear spielt. Bei einer über alles Korrektur, kann es ja sein, dass ein Lautsprecher im Übergangsbereich viel zu laut spielt... dann wird aber nicht nur der Weg leiser sondern die über alles Korrektur regelt beide Wege runter.

Hierdurch wäre dann der zu laute noch immer zu laut und der leise noch leiser.

gerade bei einer Frequenzgang Überhöhung durch eine Resonanz wäre es meiner Meinung nach sinnvoller, dass nur dieser Weg auch entsprechend abgesenkt wird.

Aber nur meine Meinung... Ob das wirklich zu 100% so richtig ist weiß ich nicht ;)

Viele Grüße

Christian
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Beitragvon Hans-Martin » 03.12.2018, 13:05

Mister Cool hat geschrieben:In dem ersten Schritt (Linearisierung) könnte z.B. der Pegel des HT bei 10kHz um +2dB angehoben werden, um auf den linearen Verlauf zu kommen. Aber es könnte passieren, dass wegen des Verlaufs der Zielkurve (Absenkung in dem Hochtonbereich durch Macro2/3) die gleichen 10kHz wiederum um -3dB abgesenkt werden. Also rein von Ablauf her werden die 10kHz zwei mal, aber "gegensätzlich" korrigiert. Werden diese zwei einzelnen - ich nenne sie so - "Absolutwerte" +2dB und -3dB, in dem gesamten Prozess "gegenverrechnet", so dass das Signal nur ein mal um den "Summenwert" -1dB korrigiert wird, oder wird das Signal tatsächlich zwei mal korrigiert? Hintergedanke: hat das eine klangliche Auswirkung?
Hallo Alwin,
ich würde im Nahbereich den Hochtöner messen, auf der Achse zum Hörer. Das entspräche dem ersteintreffenden Direktschall, der möglichst linear abgestrahlt werden sollte.
Die Messung am Hörplatz enthält die Raumeinflüsse, da kommt die Diskussion der Zielkurve und ihre Abweichung von linearen "Ideal" zum Tragen.
Ich gehe davon aus, dass raumbedingt die Höhen jenseits 10kHz beträchtlich abfallen, wenn die Zielkurve dem Rechnung trägt, sprich, diesem realen Verlauf folgt, bedeutet das, dass eine Korrektur nicht weiter stattfindet, also nur die erste Korrektur zum Einsatz kommt.

Andere Frage die ich mir stelle: wenn die finale Anpassung des Gesamtfrequenzgangs mittels Target Kurve den linerarisierten Frequenzgang der einzelnen Chassis sowieso "überbügelt", welche Vorteile bringt dann die Linearisierung?

Die Vorteile im Übergangsbereich einer Frequenzweiche wurden schon genannt, und wenn man den Begriff "überbügelt" benutzt, dass ist ja auch ein Thema, welches Chassis aufgrund seines Verhaltens das benachbarte überschreit. Dehnt man den übertragenen Bereich (durch unangemessene Übergangsfrequenz) nach unten aus, steigt der Klirr, nach oben (z.B. beim TT) kann es zu Verfärbungen kommen. Für die Übergangsfrequenz muss also ein guter Kompromiss gefunden werden.
Mir fällt gerade ein Vergleichstest von AktivSubwoofern ein, die gezeigten Frequenzgänge reichten bis 700Hz, es ist also kein Wunder, wenn man beim Sub solo noch den Text einer Gesangsstimme verstehen kann, obwohl der Sub bei 150Hz ausgeblendet wird. Für die Steilheit des Übergangs besteht also auch noch Diskussionsbedarf, um den Verfärbungsbereich sinnvoll zu begrenzen.
Und dann gibt es noch das Thema Kammfiltereffekte bedingt durch Boden, Wände und Decke, weshalb ich Ecklwoofer und frei aufgestellte Hauptlautsprecher bevorzuge.
Da lässt der Hörplatz aber noch Wünsche offen, aber man kann sich ja beim Hören auch etwas bewegen und unser Hörsinn gleicht so manches aus, was ein Messmikrofon an einem Punkt nicht kann.
Grüsse
Hans-Martin
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Beitragvon Mister Cool » 03.12.2018, 13:45

Jungens,

"isoliert" betrachtet hört sich es plausibel an, aber passt nicht ganz zu der beschriebenen Methode.
Hier ein Beispiel dafür.
In der erwähnten Methode wird z.B. nicht der gesamte Frequenzbereich des Chassis linerisiert (und zwar so wie man es klassisch kennt, weit über den angedachten Übertragungsbereich), sondern nur ein Teilbereich, der besonders "wellig" ist. Und dieser Bereich liegt weit von dem Übergangsbereich entfernt. Sprich: in dem konkreten Fall hat die Linearisierung keinen Einfluss auf den Übergangsbereich zwischen den Chassis.

Die Messmethode bei der Linearisierung ist dort ebenfalls empfohlen (30cm Abstand). Zumindest für den HT/MT. Messung/Linearisierung des TT im Raum ist ja eher fraglich, obwohl in meinem Fall vielleicht sinnvoll (aus für mich unerklärlichen Gründen L/R immer asymmetrisch)

Grüsse,
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Beitragvon chriss0212 » 03.12.2018, 13:52

Hallo Alwin

also wenn ich einzeln linearisieren würde, würde ich es glaube ich nach meiner Methode machen. Und wenn Du ja selber schreibst, dass sich das plausibel anhört... warum sollte die "Mitch Methode" unbedingt besser oder richtiger sein? Und wenn der Lautsprecher im Übergangsbereich besonders wellig sein sollte würde ich es erst recht nach meiner Methode machen. Vielleicht macht Mitch das nicht, weil er da keine Probleme hat?

Ich Linearisiere ja eh anders als die meisten Anderen, weil ich für mich meine, dass es so bei mir besser passt ;)

Viele Grüße

Christian
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Beitragvon Mister Cool » 03.12.2018, 14:00

Hallo Christian,

ich stelle gar nicht in Frage welche Methode besser ist (ich habe es bis jetzt auch so wie Du gemacht und würde weiterhin den ganzen, erweiterten Übertragungsbereich des Chassis linearisieren).
Meine Frage zielt eher auf den Sinn der Doppelkorrektur durch Linearisierung und durch Target Curve


@Hans-Martin

Im Falle der Acourate XOs wird einem die Erwägung, die Wahl der passenden Steilheit der Filter erleichtert. Ich nehme "Standard". Ich nehme an, Uli hat sich etwas bei dieser Voreinstellung gedacht :-)

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Grüsse,
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Beitragvon chriss0212 » 03.12.2018, 14:18

Hallo Alwin

Meine Frage zielt eher auf den Sinn der Doppelkorrektur durch Linearisierung und durch Target Curve


Genau darauf bin ich ja hiermit eingegangen ;)

ein Vorteil in der einzelnen Frequenzgang- Entzerrung ist, dass jedes Chassis so abgesenkt/ angehoben wird, das es selber linear spielt. Bei einer über alles Korrektur, kann es ja sein, dass ein Lautsprecher im Übergangsbereich viel zu laut spielt... dann wird aber nicht nur der Weg leiser sondern die über alles Korrektur regelt beide Wege runter.

Hierdurch wäre dann der zu laute noch immer zu laut und der leise noch leiser.

gerade bei einer Frequenzgang Überhöhung durch eine Resonanz wäre es meiner Meinung nach sinnvoller, dass nur dieser Weg auch entsprechend abgesenkt wird.


Bei kleinen Abweichungen ist das sicher fast egal... aber wenn der Frequenzgang im Übergangsbereich sehr wellig ist, sicher nicht ;)

Viele Grüße

Christian
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Beitragvon KSTR » 03.12.2018, 14:33

Mister Cool hat geschrieben:https://www.computeraudiophile.com/ca/ca-academy/advanced-acourate-digital-xo-time-alignment-driver-linearization-walkthrough/

Da ist der Ablauf/Reihenfolge ganz anders als das klassische: "die Trennfrequenz bestimmen, Chassis weit über die Trennfrequez linerarisieren, Flankensteilheit (symmetrisch) bestimmen,....". Da wird die Linearisierung fast zum Schluß und unabhängig/nach der XO-Bestimmung durchgeführt.
Nope. Er schreibt "3. Linearize each driver by measuring 30cm on axis to each driver[...]"

Ist doch alles ganz simpel: Das ausgwählte XO funzt nur, wenn das akustische Verhalten jedes Einzelschassis auf seinem jeweiligen Target landet (Amplitude und Phase, und vorher Offset-Korrektur). Das wird dadurch erzielt, in dem man das Chassis auf Flat (wieder Amplitude und Phase) entzerrt bis weit in den geplanten Übergangsbereich hineien. Dann braucht man nur noch das ausgewählte Weichentarget (Generator-Target) dieses Wegs draufmultiplizieren, fertig. Das hat einen riesen Vorteil: bei einer leicht anderen Wahl eben diesen Targets muss man nichts mehr neu entzerren, sondern wendet das Target einfach an, fertig. Ebenso die über-alles-Korrektur für den Hörplatz, muss man nur einmal ermitteln (ausser bei extrem starken Änderungen an den Generator-Targets), draufmultiplzieren, fertig.
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Beitragvon Mister Cool » 03.12.2018, 14:40

Hi,

das habe ich alles verstanden und es kling auch plausibel, nur warum linerarisiert Mitch die Chassis NACH dem er die Weichen (Trennfrequenz und Delays) bereits fixiert hat. Somit ist die Linearisierung für die Erstellung der Weichen/XOs nicht mehr relevant. Sie wird nur auf die bereits erstellten XOs "drufkonvolviert"

Dein Vorgehen würde eine umgekehrte Reihenfolge: ZUERST die Linearisierung und erst DANACH die XO-Erstellung erfordern.

Grüsse,
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Beitragvon uli.brueggemann » 03.12.2018, 15:25

Alwin,

es gibt viele Wege nach Rom. Wenn nun einer schreibt, dass er den einen Weg geht und alle anderen folgen, gibt es einen Stau :mrgreen:
Es kann sich also auch jeder überlegen, wie er gehen möchte und dies auch tun. Mit dem Risko dass der eine Weg evtl. beschwerlicher ist als der andere.

Ich bevorzuge heute das Messen des Chassis ohne Weiche mit einem weiteren Frequenzbereich (Achtung! das Chassis nicht dadurch beschädigen, dass man ihm zuviel abverlangt). Dann linearisiere ich das Chassis und rechne anschliessend die Weiche dazu. Die Messung mache ich im Nahbereich.
Anschliessend ermittle ich die Delays und mache dann mit einer Messung am Hörplatz die Gesamtkorrektur. Dabei finden sich Linearisierungsfilter und Korrektur über alles zusammen. Bei der 64bit Rechengenauigkeit passt das soweit auch.

Wenn Du Dipollautsprecher hast, dann passen Nahfeld- und Hörplatzmessung typischerweise schlecht zusammen und sind zuweilen kontraproduktiv. Da muss man wieder einen anderen Weg wählen.

Bzgl. der Verrechnung der Filter mittels Convolution gilt übrigens auch das https://de.wikipedia.org/wiki/Kommutativgesetz

Grüsse
Uli
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Beitragvon KSTR » 03.12.2018, 20:25

Mister Cool hat geschrieben:Dein Vorgehen würde eine umgekehrte Reihenfolge: ZUERST die Linearisierung und erst DANACH die XO-Erstellung erfordern.
Jetzt weiß ich, wo das (Verständigungs)Problem liegt: Das *Erstellen* der XO-Target-Funktionen ist von der Chassis-Linearisierung völlig unabhängig (sind ja rein berechnete Übertragungsfunktionen einer idealen Weiche). Das *Anwenden* des XOs (also das Ermitteln der Korrektur-Funktionen) kann aber erst nach Linearisierung der Chassis erfolgen, weil sonst klappt es nicht aus Prinzip, sozusagen.

Ansonsten, what Uli said :-)
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Beitragvon Sigi M. » 14.12.2018, 18:58

Hallo

Änderungen am Frequenzgang eines Treibers haben eine Auswirkung auf die Zeitdarstellung, also das Impulsverhalten, das hängt eben mathematisch über Fourier zusammen.
Nach der Anwendung der Weiche (Faltung) auf den linearisierten Treiber und dem damit geänderten Frequenzgang bzw. Übertragungsbereich, ist folgerichtig auch eine Änderung im Zeitverhalten des Treibers zu beobachten.

d.h. es schadet nicht, das Groupdelay zwischen den Treibern nochmal zu kontrollieren, nachdem man Weiche und Treiberlinearisierung miteinander gefaltet hat.

Ob der Impuls aller Weichenzweige sich deckt, (mit anderen Worten, ob das Groupdelay null ist) oder ob man nochmal nachkorrigieren sollte, kann man leicht herausfinden, indem man die Messung Pulse xx.dbl mit der Originalweiche faltet (also die ohne delay und ohne FG Korrektur zur Kontrollfaltung nehmen)

Also Pulse48R.dbl falten mit XO1... XO2 .... und die Faltung aller Wege gemeinsam im Zeitfenster ansehen. (Bass muss sehr, Mittelton weniger verstärkt werden, damit man ihn sehen kann (TD-Func... - Gain)
Der Bassimpuls ist sehr sehr flach und der HT sehr hoch und spitz.

Viele Grüße
Sigi

PS: Im Prinzip ist es egal, ob man erst die Weiche oder erst die Linearisierung faltet. Weniger Nachkorrekturen hat man, wie oben beschrieben, wenn erst die Linearisierung durchgeführt wird.
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Beitragvon Mister Cool » 14.12.2018, 20:28

Hi,

Danke. Gestern habe ich den ersten Versuch gemacht, die Delays zu bestimmen und in den XOs zu korrigieren, allerdings noch ohne die Chassis zu linearisieren. Ich wollte einfach verstehen/ausprobieren wie das geht und "auf die schnelle" die ersten kleinen Erfolge haben. Und das war schon ein Riesenschritt nach vorne! Daher freue ich mich schon jetzt auf die Feiertage, wo man mehr Zeit und Ruhe hat, das ganze etwas systematischer anzugehen und sich mit dem Linearisieren zu beschäftigen. Denn so spannend es auch ist, in paar Minuten ist es nicht erledigt. Ich werde berichten :-)

Grüsse,
Alwin
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