Kleine Langhubbasstreiber und ihre Probleme

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Lauthörer
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Kleine Langhubbasstreiber und ihre Probleme

Beitrag von Lauthörer »

Hallo zusammen,

Lautsprecher und Wohneinrichtung gehen nicht immer eine traute Einigkeit ein, besonders die nicht vom Hobby infizierten Frauen haben zuweilen wenig Verständnis für große, breite Lautsprecher. Die Hersteller tragen dem schon lange Rechnung, indem sie kompakte Lautsprecher bauen mit schmaler Silhouette. Schlank, unauffällig, aber zumindest schön sollen sie sein. Hersteller, besonders im gehobenen Bereich, haben hier beachtliche Designobjekte auf den Markt gebracht. Die Liste edler Kompaktlautsprecher oder auch schmaler Standlautsprecher ist lang.

Solche Designvorgaben habe aber zur Folge, dass die Treibergröße begrenzt ist, besonders wenn alle Treiber (insbesondere der Bass) auf der Frontseite verbaut sind. So misst eine Silbersand Delphi gerade einmal 18 cm Gehäusebreite, eine Manger c1 immerhin 27 cm. Platz für größere Basstreiber ist bei solch schmalen Lautsprechern also nicht vorhanden. Man geht somit den Weg über kleine Langhub-Basstreiber. 6,5", 8" oder max. 10" sind hier gängige Werte.
Nun wird oft erzählt, Fläche könne man durch Hub ersetzen, und es käme ja ausschließlich auf das Verschiebevolumen an, also Membranfläche x Hub. Das ist rein mathematisch betrachtet sogar richtig.

Das Problem liegt aber ganz wo anders, wie ich an zwei Beispielen klar machen will.

Nehmen wir als Objekt 1 einen Manger c1 Monitor, der über einen 8“ Bass (Visaton) verfügt. Wir betrachten im Weiteren nur den Bass.

Als Objekt 2 nehmen wir einen 18“ PA-Basstreiber, z.B. hier von 18sound.

- Der 8“ hat eine wirksamen Membranfläche von 214 c2m (Herstellerangabe)
- Der 18“ hat eine wirksame Membranfläche von 1225 c2m (Herstellerangabe)

Wir wollen jetzt bei einer Frequenz von 40 Hz (können beide) einmal willkürlich ein Verschiebevolumen von 735 c3m erreichen, weil wir z.B. eine große Orgel einmal in Konzertlautstärke hören wollen.

- Manger: 735 c3m/214 c2m = 3,4 cm Membranhub
- 18sound: 735 c3m/1225 c2m = 0,6 cm Membranhub

Während der 18“ einen Membranhub von 0,6 cm machen muss, muss sich der 8“ schon zu schwindelerregenden 3,4 cm Hub aufraffen. Schon rein mechanisch schafft das ein 8“ nicht. Manger gibt eine Grenzauslenkung von +/- 10 mm an.

Das ist aber nicht das einzige Problem aller kleinen Langhubtreiber. Ein weiteres Problem liegt in der Membrangeschwindigkeit und –beschleunigung die erreicht werden muss. Denn gleiche Zeit (40 Hz) für einen größeren Weg bedeutet nun einmal viel höhere Geschwindigkeit der Membran. In unserem Fall sind das bei 40 Hz 24 cm Gesamtweg (18sound) und 136 cm bei Manger in einer Sekunde, also die 5,7 fache Geschwindigkeit. Bei dieser Geschwindigkeit handelt es sich nur um eine Durchschnittsgeschwindigkeit, denn es muss ja immer auf null abgebremst und wieder in die Gegenrichtung beschleunigt werden. Dass das zu Lasten von Präzision und Impulsverhalten geht, liegt auf der Hand. Da hilft auch das geringere Gewicht des 8“ im Vergleich zum 18“ nur bedingt, denn der Antrieb bei einem 18“ ist viel stärker.

Doch das ist immer noch nicht alles. Es gibt auch noch den Strahlungswiderstand eines Chassis, der zu Gunsten der Effektivität hoch sein sollte. Bei einem kleinen Treiber in einer schlanken Box ist dieser Widerstand eher klein. Je größer der Treiber und je breiter die Box, desto größer ist auch der Strahlungswiderstand.

Um das Ganze auch noch am praktischen Beispiel zu belegen. Ich habe den Manger c1 einmal getestet. Ein wunderbarer Lautsprecher. Aber eine große Orchestertrommel (Telarc) oder eine Kirchenorgel (Dorian) kann er nicht voll ausspielen. Die Limiter setzen dem ein frühzeitiges Ende.

Grüße Andreas
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StreamFidelity
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AIA (Ascendo) SMSG 50

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Andreas,

Membranfläche ist durch nichts zu ersetzen außer durch mehr Membran. So etwas sollte in Deinen Hörraum reinpassen:

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Quelle: https://www.lowbeats.de/report-ascendo- ... fraschall/

400 Kilo Gewicht, 6.000 DSP-gesteuerte Watt, Schwingspulendurchmesser: 34,5 cm, Gehäuse-Abmessungen: 180,0 x 185,0 x 60 cm, Maximalpegel: 140 dB. :shock: :mrgreen:

Grüße Gabriel
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Andreas,

8" und 10" sind mbMn noch nicht wirklich kleine Basstreiber, sondern eher "übliche" Größen. Bei 4" und 5" wird's richtig schwierig mit Bass, selbst bei Bassreflexunterstützung. Ein weiteres (mögliches) Problem kleiner Basstreiber sind Doppler- und Intermodulationsverzerrungen bei großen Basshüben, welche je nach Übergangsfrequenz, die Mittenwiedergabe des Basschassis negativ beeinflussen können. Dafür "flattern" große Basstreiber viel früher mit Partialschwingungen, sind also nur als echte Subwoofer brauchbar. Das Feld wird dadurch erweitert, daß viele Hörer (vielleicht die meisten?) Bass in "Naturlautstärke" weder (wirklich) wollen, noch "brauchen", noch im Hörzimmer "aushalten" oder unterbringen können. HiFi ist halt auch sehr individuell :cheers:

Das bringt mich zu einer Sinnfrage: Was ist das Ziel Deines eröffneten Themas? Z.B. ein Plädoyer für "ernsthafte" Basstreiber und -wiedergabe, z.B. 18"?

Grüße,
Winfried

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Tinitus
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Beitrag von Tinitus »

Hallo Thomas,

Volle Zustimmung. Bei mir spielt zwar nur ein 15“, Aber anämische 6“ oder 8“ kommen da nicht ran.

Hallo Winfried,

ich halte mich für ein Holzohr, aber auf Klirr reagiere ich empfindlich. Jetzt ist man im Bassbereich unempfindlicher gegen Klirr, trotzdem klingen meine KH420 mit Unterstützung der 15“ Subs deutlich angenehmer, insofern wäre meine Entscheidung auch immer größere Membranfläche mit weniger Hub. Wer immer nur leise hört, hat dass Problem eventuell nicht. Ich verstehe Andreas Beitrag so, dass darauf aufmerksam gemacht wird, dass die Performance von viel Membranfläche mit wenig Hub nicht gleich der Performance von wenig Membranfläche mit viel Hub ist. Auch wenn letzteres für manchen aus ästhetischen Gründen mehr zusagt.

Gruß

Uwe
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Lauthörer
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Beitrag von Lauthörer »

Hallo Gabriel,

reinpassen würde er, aber ich hätte Schwierigkeiten, ihn die Treppe hoch zu kriegen. :lol:

@ Winfried: Ziel aller meiner Beiträge ist es, zu informieren und den einen oder anderen Rat zu erteilen. Dieser Thread soll neben der bloßen Information dazu anregen, über die Anschaffung eines Subwoofers nachzudenken. Subwoofer lassen sich heute durch digitales Sound Processing viel besser integrieren als früher. Für den Manger c1 z.B. wäre es ein Segen, wenn er durch ein oder zwei exzellente Subwoofer (z.B. Merovinger) ergänzt und entlastet würde. Wer jedoch nur mit mäßigem Pegel hört, kann auch getrost darauf verzichten.

Grüße Andreas
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Lauthörer
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Beitrag von Lauthörer »

Hallo Uwe,

der KH 420 ist auch so ein Kandidat. Ich kenne den LS sehr gut. Grandioses Teil, aber bei höheren Pegeln fängt er an, im Bass zu komprimieren.

Gruß Andreas
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atmos
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Membranhub

Beitrag von atmos »

Lauthörer hat geschrieben: 03.02.2022, 11:37 - Manger: 735 c3m/214 c2m = 3,4 cm Membranhub
- 18sound: 735 c3m/1225 c2m = 0,6 cm Membranhub

Während der 18“ einen Membranhub von 0,6 cm machen muss, muss sich der 8“ schon zu schwindelerregenden 3,4 cm Hub aufraffen. Schon rein mechanisch schafft das ein 8“ nicht. Manger gibt eine Grenzauslenkung von +/- 10 mm an.
Hallo, Andreas,

meine T+A Criterion TMR 160 hat 2 x 18 cm TT, untere Frequenz dank der Transmission-Line 20 Hz; bis 27 Hz runter spielt sie wie eine geschlossene Box.
Wenn ich mal im laufenden Betrieb die Membranen der TT beobachtet habe, dann haben sie kaum wahrnehmbar vibriert. Allerdings habe ich sie nicht bis zum max. Schalldruckpegel von 99 dB ausgereizt.

Meine Trifon 3 betreibe ich bei Roll Off 24 Hz. Da die LS offen spielen, habe ich die Membranen immer im Blick, auch hier keine bemerkbaren Ausschläge.

Ich habe die CD + Blu-ray
Konstantin Rey Maier
The New Organ
@ the Stephen's Cathedral, Vienna

In meiner Surround-Anlage laufen 2 Subwoofer, untere Grenzfrequenz 22 Hz. Durch das größere Verschiebevolumen spielen die SW natürlich einen Tick lauter als die Trifon bei 24 Hz.

Ich denke, dass der Maximalhub eines Tieftöners eine mechanische Grenzbelastung darstellt, mit dem Musikgeschehen aber nicht einher geht.

Gruß
Günther
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atmos
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Subwoofer + Stereoanlage: Problematisch

Beitrag von atmos »

Lauthörer hat geschrieben: 03.02.2022, 13:25 Hallo ......
Ziel aller meiner Beiträge ist es, zu informieren und den einen oder anderen Rat zu erteilen. Dieser Thread soll neben der bloßen Information dazu anregen, über die Anschaffung eines Subwoofers nachzudenken. Subwoofer lassen sich heute durch digitales Sound Processing viel besser integrieren als früher. Für den Manger c1 z.B. wäre es ein Segen, wenn er durch ein oder zwei exzellente Subwoofer (z.B. Merovinger) ergänzt und entlastet würde. Wer jedoch nur mit mäßigem Pegel hört, kann auch getrost darauf verzichten.

Grüße Andreas
Hi, Andreas,
die alles entscheidende Frage ist, welche untere Grenzfrequenz +/- 3 dB hat/kann der Lautsprecher?

Wenn ich meiner Ultima 40 MK II, Grenzfrequenz 44 Hz, 32 Hz einspiele, dann höre ich keinen Ton. Erst ab 38 Hz kann ich den Bass dann erahnen.
Darum lasse ich die Ultima 40 erst ab 80 Hz spielen, darunter kommen die beiden Subwoofer zum Einsatz, die ab 22 Hz einsetzen dank hervorragendem Bassmanagement* des AVR.

Die Trifon 3, eingestellt auf Roll Off 24 Hz, lassen bei mir keinen Wunsch nach einem zustätzlichen Subwoofer aufkommen.

Unkomplizierter und letztlich auch besser ist auf alle Fälle ein Sub/Sat-System.

* 2 Subwoofer, eingestellt auf gleichen Pegel spielen 2 dB lauter, sind demzufolge leichter justierbar. Allerdings ist die (manuelle) Einstellung der Phase umso komplizierter. Mein Audyssey XT 32 kann 2 SW gleichzeitig nicht einmessen, weil 1 SW auf die Haupt-LS eingemesen werden muss, SW 2 aber auf SW 1.

Gruß
Günther
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Lauthörer
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Beitrag von Lauthörer »

Hallo Günther,

es gibt zwei maximale Hübe bei Tieftönern. Einmal den max. linearen Hub und dann den max. mechanischen Hub. Wird letzterer Überschritten, führt das zur mechanischen Zerstörung des Treibers. Wird ersterer überschritten, bremst sich der TT quasi selbst aus, weil nicht mehr der volle Antrieb ansteht. Das sind dann eben genau die Dynamikverluste bzw. Kompressionserscheinungen, die zwangsläufig sind.

Gruß Andreas
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Lauthörer hat geschrieben: 03.02.2022, 11:37Es gibt auch noch den Strahlungswiderstand eines Chassis, der zu Gunsten der Effektivität hoch sein sollte. Bei einem kleinen Treiber in einer schlanken Box ist dieser Widerstand eher klein. Je größer der Treiber und je breiter die Box, desto größer ist auch der Strahlungswiderstand.

Um das Ganze auch noch am praktischen Beispiel zu belegen. Ich habe den Manger c1 einmal getestet. Ein wunderbarer Lautsprecher. Aber eine große Orchestertrommel (Telarc) oder eine Kirchenorgel (Dorian) kann er nicht voll ausspielen.
Hallo
Das Thema Strahlungswiderstand wird recht anschaulich beschrieben ab S. 64 (PDF S.65) von
R.Römer/G.Schwamkrug: Lautsprecher - Dichtung und Wahrheit: http://www.einklang-audio.com/buch/dich ... hrheit.pdf
Eine der Konsequenzen daraus könnte sein, dass man das Basschassis schräg gegen die Raumwand strahlen lässt. Da passieren dann gleich mehrere Dinge, wie z.B. eine herabgesetzte Resonanzfrequenz, also erweiterter Übertragungsbereich, bessere Ankopplung (erreicht zwar keine Hornqualität, geht aber in diese Richtung), besserer Wirkungsgrad, und dann noch das Einschwingen, Abklingen unter dem mechanischen Einfluss der Luftbremse...

Es wird gern angenommen, Bässe tragen nicht zur räumlichen Abbildung bei, dennoch kann man leicht deine Bassboxen um 90° jeweils nach außen drehen, womit sich der Abstand (1) des akustischen Zentrums zur Rückwand reduziert, und die Ankopplung (1) zur Luft verbessert, zugleich eine stärkere Trennung / Polarisierung (2) von Bass L und Bass R bewirkt.
Das (1) lässt sich noch weiter treiben, indem die Bässe um weitere 45°bis 60° gedreht werden, bis schließlich sich nur noch ein Prisma mit 45° oder 30°vor der Membran als Schallführung befindet.
Bild 2.8d (parallel = 0°) hat sich bei mir nicht bewährt, einfach anhören, die Unterschiede sind deutlich (yaw-dropping)!
Der andere Aspekt (2) kann auch verblüffen, je nach Aufnahme, wo der Bass nicht auf Mitte gepannt wurde.

Andreas, du hattest in deinem Thread SBA erwähnt, kennst du unser VBA (Virtuelles Bass Array:viewtopic.php?p=54248#p54248)?
Grüße
Hans-Martin

P.S.: Ich habe DSP/acourate als vorhanden vorausgesetzt
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atmos
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Räumliche Abbildung der Bässe

Beitrag von atmos »

Hans-Martin hat geschrieben: 03.02.2022, 14:13 Es wird gern angenommen, Bässe tragen nicht zur räumlichen Abbildung bei, ....
Hallo, Hans-Martin,
da alle Frequenzen unter 80 Hz in Mono laufen, und die Bässe sich immer kugelförmig ausbreiten, ist es völlig egal, wo sich im Raum die Subwoofer befinden, zumnal die Bässe in diesem Bereich nicht ortbar sind.
Selbst, wenn ich mit dem Ohr am Subwoofer hänge, ist kein tiefer Ton wahrnehmbar.

Aber nun zur räumlichen Abbildung:
Ich habe über Jahre mit der Auf- und Einstellung meiner Subwoofer gehadert. Es wollte sich ums Verrecken kein homogener Klang einstellen.

Erst, nachdem ich den Raum akustisch optimiert und die Raummoden recht erfolgreich gedämpft habe, stellte sich plötzlich eine phänomenale Durchsichtigkeit des Klangbildes ein. Einen Tacken besser wurde es nochmals, als ich die Subwoofer hoch stellte. Die Raummoden sind allgegenwärtig.

Stereomäßig ist es egal, ob 1 oder 2 Subwoofer, durch die Einstellung der Phase taucht der Bass im Klangbild immer an derselben Positon auf.
2 Subwoofer sind bei gleichem Pegel halt 3 dB lauter und lassen sich so besser einstellen.

Gruß
Günther
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Tiefdruck
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Beitrag von Tiefdruck »

Hallo zusammen,

Das man große Basstreiber nur schwer integrieren kann halte ich eher für eine Frage des Konzepts. Ich habe auf 16qm insgesamt 10*18" Treiber als DBA. Für mich ist das bisher die platzmäßig sparsamste Integration die nebenbei auch noch sehr gut funktioniert und sich unauffällig an meine Stereo Lautsprecher ankoppeln lässt.

Vorher hatte ich 2 12" Chassis und später 1 18". Beide haben an nicht störenden Plätzen ihr Potential nicht ausspielen können, richtig gestellt waren sie immer im Weg.

Ich denke also, das es Sinnvoll ist, mehrere kleine geschlossene Subwoofer im Raum zu verteilen und die entsprechend zu entzerren (z.b. mit dem Multi Sub Optimizer)

Die heutigen Subwoofer sollen leider oft "alles" können. Damit meine ich 8" Chassis die bis auf unter 25 Hz gequält werden.

Die Installation von Alwin Alias Mister Cool finde ich auch sehr schön gemacht und super integriert 👍

Viele Grüße Thomas
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Hironimus_23
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Beitrag von Hironimus_23 »

Hallo,

hier ein Video zur Membranauslenkung der „kleinen“ Abacus Oscara 210.

https://youtu.be/wlYQZkqqa84

Zitat Abacus:
Bei der Oscara 212 ist es kaum möglich, die Lautstärke so weit aufzudrehen, dass der Flachwoofer nennenswerte Auslenkungen zeigt. Bei der „kleinen“ Version [ von mir eingefügt-> Oscara 210] muss die Luft aufgrund der kleineren Fläche durch die größere Auslenkung bewegt werden. Das kann man hier recht eindrucksvoll erkennen. Besonders interessant auch das Zusammenspiel mit dem Tiefmitteltöner. Man sieht regelrecht, wie der Flachwoofer zur akustischen Verlängerung des PA-Treibers wird.
Der 10"-Flachmembransubwoofer gibt den Frequenzbereich 16Hz bis 70Hz wieder.

https://www.abacus-electronics.de/produ ... scara.html

Gruß
Hironimus
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

atmos hat geschrieben: 03.02.2022, 15:19da alle Frequenzen unter 80 Hz in Mono laufen, und die Bässe sich immer kugelförmig ausbreiten, ist es völlig egal, wo sich im Raum die Subwoofer befinden, zumnal die Bässe in diesem Bereich nicht ortbar sind.
Selbst, wenn ich mit dem Ohr am Subwoofer hänge, ist kein tiefer Ton wahrnehmbar.
Hallo Günther,
ein einfacher Test sieht so aus: Nur einen Subwoofer laufen lassen (andere LS stumm). Jemand mit verbundenen Augen in den Raum führen und drehen, dann sie/ihn bitten, mit dem Finger in die Richtung des Subwoofers zu zeigen. Da lässt sich schön erfahren, ob ein Sub eine so gute Weiche hat, so nebengeräuscharmes Chassis, dass hier die Praxis mit der Theorie übereinstimmt (die oft Marketingexperten publikumswirksam verballhornt haben).
Ein anderes Experiment ebenfalls mit geschlossenen Augen: 2 größere Regalboxen mit 20cm TT wurden mit Subwoofer unterhalb 60Hz unterstützt. Der Sub war ein I.Q. mit 25cm Bass Mikrofon-gegengekoppelt (aus der Gruber/Fink-Entwicklung), er wurde im Blindtest auf der Achse von L nach R solange verschoben, bis die Person stopp sagte. Das war nachgemessen gerade mal 5cm außerhalb der Mitte... Das liegt nun schon 30 Jahre zurück, die einen nennen es Anekdote, ich nenne es Erfahrung.
Aber nun zur räumlichen Abbildung:
Ich habe über Jahre mit der Auf- und Einstellung meiner Subwoofer gehadert. Es wollte sich ums Verrecken kein homogener Klang einstellen.
Erst, nachdem ich den Raum akustisch optimiert und die Raummoden recht erfolgreich gedämpft habe, stellte sich plötzlich eine phänomenale Durchsichtigkeit des Klangbildes ein. Einen Tacken besser wurde es nochmals, als ich die Subwoofer hoch stellte. Die Raummoden sind allgegenwärtig.
Ich habe bei einer Hörsession in einem von einem wahrhaften Experten eingerichteten und auf den Sitzplatz voll digital vorauskorrigierten Raum den Stuhl um fast 30cm nach vorn verschoben. Danach, mit dem Maßband nachgemessen, bestätigte sich der neue hör-bevorzugte Hörplatz als konform mit meiner bevorzugten und gern propagierten Regel. Fazit: eine Linearisierung des FG löst nicht alle Probleme, obwohl es schon phantastisch klang, es ging aber für meine Ohren noch besser (unter Beibehaltung der Korrektur für den ersten Platz, die Zeit reichte nicht aus, eine weitere Messung und Korrektur für den neuen Hörplatz durchzuführen).
Stereomäßig ist es egal, ob 1 oder 2 Subwoofer, durch die Einstellung der Phase taucht der Bass im Klangbild immer an derselben Positon auf.
2 Subwoofer sind bei gleichem Pegel halt 3 dB lauter und lassen sich so besser einstellen.
Bei einem Workshop mit Uwe Kempe (W Vier, Lemgo) habe ich erlebt, wie in einem THX-System von 1 zu 2 (pegelbereinigt) Subwoofern gewechselt wurde. Das war erheblich besser, aber Monobass, bei THX bis 80Hz. Seitlich gegenüberliegende Subs löschen die fundamentale laterale Raumresonanz aus. Es klang eindeutig souveräner, glaubwürdiger, müheloser (nur wegen der jeweils 3dB geringeren Aussteuerung?).

Es werden signalverzweigende Y-Adapter verkauft, mit dem Argument, dass damit (sofern vorhanden) beide Eingänge des Aktivsub angesteuert werden. So kommen +3dB dazu. Völlig witzlos, wenn man das dann zweckmäßig am Pegeleinsteller wieder zurücknimmt.
David Griesinger hat einige lesenswerte Artikel zum Thema Bass im Raum verfasst. Für mehr envelopment, also Einhüllung des Hörers rät er, einen Monobass auf 2 Woofer mit 90° Phasendrehung zueinander anzusteuern. Das erinnert mich an die Schallplatten wie Pink Floyd Relics, die aus Mono mittels Dekorrelierung aufbereitet wurden. Oder Cream mit dem HAECO mit besagten 90° Phase.
Für mich "gibt es" seit 20 Jahren nur noch 2.2 Systeme, in denen der Sub rechts auch bei Oscar Peterson Trio We Get Requests Ray Brown den Bass ganz rechts spielen lässt, erst gestrichen, dann gezupft. Mit nur einem Sub links ("ist doch egal, wo der steht") verliert man dann doch etwas Glaubwürdigkeit.
Wenn in der Aufnahme eine Kanalzuordnung der Bässe nicht auf Mono geschieht, darf man auch 2 Subwoofer in Stereo befeuern:viewtopic.php?p=120174#p120174, sonst hätte man ja eine Einbuße.

Um Tiefenschrift im Bass zu vermeiden, war zu Zeiten der damals noch dominierenden Schallplatte ein kanalgleicher Bass angestrebt, nicht mehr als ein problemlösendes Workaround. Wie wir heute wissen, ist das nicht der Grund für die wieder auferstandene Beliebtheit von Vinyl... Ich schiebe noch vor mir her, ausgesuchte CD-Aufnahmen erst per Audacity durch einen Tiefpass 70Hz zu schicken, um dann Kanaldifferenzen im Bass auf Pegel- und Phasendifferenzen zu untersuchen.
Grüße
Hans-Martin

P.S.: Wir orten Frequenzen kleiner als 1000Hz anhand von Laufzeit-/Phasenunterschieden. So verwundert es nicht, wenn Phasensprünge die Abbildung verschlechtern. Die treten dort auf, wo Laufzeitunterschiede Direktschall/reflektierter Schall Chaos verbreiten, wie z.B. Subwoofer mit mehr als 1m Wandabstand. Eckaufstellung vermeidet sowas...
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