Senkt eine Regelung (hörbar) den Klirr?

Lautsprecherbau und -tuning

Beitragvon FoLLgoTT » 25.08.2015, 08:42

Hallo,

von meinen 18 x 12" im Keller kann ich berichten, dass ein Bass mit extrem wenig Klirr und sehr kurzem Abklingen einfach "gar nicht" klingt. Damit meine ich, dass die tiefen Frequenzen immer unhörbarer werden, wenn deren Oberwellen sehr gering ausfallen. Das hat dann wiederum zur Folge, dass alle höheren Frequenzen den Tiefbass überdecken. Die generellen Hörschwellen für Tiefbass passen also sehr gut.

Man hört zwar sehr wohl einen Sinus bei 20 Hz, aber der klingt im Vergleich zu 30 oder 40 Hz mit identischem Pegel so leise, dass er bei Musik (und Film) einfach untergeht. Mit viel Klirr wäre das nicht so, da z.B. K2 mit 40 Hz schon wieder im deutlich besser hörbaren Bereich liegt.

Ansonsten ist noch zu sagen, dass der Druckkammereffekt die nichtlinearen Verzerrungen im Bassbereich absenkt, indem er die Grundwelle anhebt. Dieser Effekt setzt je nach Raum auch schon im mittleren Bassbereich ein und wird in der Regel unter 30 - 40 Hz richtig stark. So kommt es auch, dass mein SBA bei 20 Hz und 110 dB gerade mal 0,2 % K2 und 0,06 % K3 produziert.

Von daher sind Ground Plane Messungen von Subwoofern bezüglich Maximalpegel (->über THD) zwar aufschlussreich, spiegeln aber ganz und gar nicht das wider, was im Raum passiert.

Und die Frage ist immer: wie steht ein geregelter Subwoofer bezüglich Maximalpegel und Preis zwei ungeregelten gegenüber. Ich schätze, dass letztere zumindest in dem ersten Punkt gewinnen. Dafür wird natürlich auch mehr Platz verschwendet.

Gruß
Nils
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Beitragvon Fujak » 25.08.2015, 08:47

Hallo zusammen,

im Zuge Eurer Diskussion habe ich ein wenig im Forum gestöbert und bin auf einen alten Thread gestoßen, der vielleicht den ein oder anderen Aspekt aus der konkreten Praxis hinzufügt (Vergleich BR-Sub ungeregelt vs. CB-Sub geregelt): viewtopic.php?f=16&t=2833&start=15

Auch jener Thread scheint mir eine Betrachtung wert: viewtopic.php?f=16&t=3011&p=48011&p48011

Grüße
Fujak
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Beitragvon Frederik » 25.08.2015, 09:55

FoLLgoTT hat geschrieben:Hallo,

von meinen 18 x 12" im Keller kann ich berichten, dass ein Bass mit extrem wenig Klirr und sehr kurzem Abklingen einfach "gar nicht" klingt.

Kann ich bestätigen, auch wenn ich momentan (noch) nicht auf 0,06% Klirr runter komme. :D

Ich kann auch bestätigen das der Klirr sinkt wenn man sich den Raum zu Nutze macht.

Momentan habe ich meine beiden Subwoofer jeweils in einer Raumecke stehen, damit kann ich sie leider nur von 30-50Hz einsetzen da es darüber zu großen Einbrüchen kommt. (Ich könnte auch tiefer, aber der Bereich unterhalb 30Hz interessiert mich zurzeit nicht.)

Meine BM 8 verkraftet die Trennung bei 50Hz ganz gut auch wenn mir 80Hz noch lieber wären. :lol:

Mit diesem Aufstellungs "Trick" bekomme ich mehr Pegel und der Klirr sinkt.

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Gemessen am Hörplatz, allerdings nur bei gehobener Hörlautstärke. Keine 110dB. :oops:

Grüße,
Frederik
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Beitragvon O.Mertineit » 25.08.2015, 14:20

Frederik hat geschrieben:Eigentlich müsste man jetzt mal einen Vergleich machen und einfach 3 Subwoofer bauen.

Closed Box, Bassreflex und sensorgeregelt. Dasselbe Chassis, Gehäuse für die jeweilige Bauart ideal abgestimmt (ach ja, entfällt ja beim geregelten :lol: ).


Hervorhebung von mir ...

Hallo Frederik,

der Unterschied wird bei solchen Messreihen mit steigendem Pegel darin bestehen, daß beide CB Varianten - ganz egal, ob geregelt oder ungeregelt - bereits ihre Membran aus dem Gehäuse gespuckt haben, während man bei der BR-Variante mit der Messreihe noch nicht ganz fertig ist ...

Deshalb ist der erste Schritt: Pegel vor der Messung auf die Auslenkungsgrenze der CB Versionen begrenzen. Deutlich unterhalb der Abstimmfrequenz muss natürlich auch für die BR Variante der Pegel begrenzt werden.

Damit die CB Varianten auch nur annähernd in die gleiche Region kommen, was die Dynamikgrenzen betrifft, müsste man dort von vornherein die 3-4 fache Membranfläche vorsehen. Bei Vergleich mit einem Treiber, der sehr gute Parameter für BR aufweist und entsprechend sachkundig eingesetzt wird, darf es auch etwas mehr sein.

Der Klirr bei CB ist um soviel höher als bei BR, daß es sehr schwerfällt, diesen überhaupt soweit "herunterzuregeln", daß man in etwa auf BR Niveau kommt ... (*)

Und selbst das gelingt dann auch nur für kleine bis mittlere Pegel:
Das BR System ermöglicht dem Treiber im Eigenfrequenzbereich je nach Auslegung einen z.B. um Faktor 4 verminderten Membranhub. Um dieses Maß wird dann in Abschätzung für viele (Langhub-) Chassis und deren jeweilige Motortopologien in etwa auch der Klirr abgesenkt. Das BR System fährt also dort noch "im Standgas", wo das CB System bereits "am Limit" ist.


Natürlich kann man auch Wettrennen "Käfer" gegen "Porsche 911" fahren und dabei versuchen, den Käfermotor u.a. mit einer speziell entwickelten kennfeldgesteuerten Zündanlage noch zu "pimpen" ...

Das kann sicherlich "Spaß" machen, es ändert doch aber nichts am Ausgang der Geschichte: Der Aufschlag im Grenzbereich - z.B. durch einen Defekt - wird dadurch für das durch die reine Mechanik enger begrenzte System nur noch etwas härter, das ist alles.

viewtopic.php?f=16&t=3011&start=30#p91091


Grüße Oliver


____________

(*) Dabei sollte hier immer mitverstanden sein, daß nur wirklich qualitätsorientierte Auslegungen auf beiden Seiten (BR vs. CB) verglichen werden sollten und keine "grenzwertigen".
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Beitragvon Frederik » 25.08.2015, 15:25

Hi Oliver,

O.Mertineit hat geschrieben:Natürlich kann man auch Wettrennen "Käfer" gegen "Porsche 911" fahren und dabei versuchen, den Käfermotor u.a. mit einer speziell entwickelten kennfeldgesteuerten Zündanlage noch zu "pimpen" ...

Um bei dem Autovergleich zu bleiben.

Ein sensorgeregelter Subwoofer ist wohl eher ein Ferrari und der Bassreflexsub ein Humvee. :wink:

Grüße,
Frederik
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Beitragvon O.Mertineit » 25.08.2015, 16:01

Hi Frederik,

da mag ich mich nicht streiten :wink:

Autovergleiche sind irgendwie immer "Käse" und ich erwische mich auch noch selbst dabei ... :cheers:


Grüße Oliver
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Beitragvon phase_accurate » 25.08.2015, 16:56

Ein sensorgeregelter Subwoofer ist wohl eher ein Ferrari und der Bassreflexsub ein Humvee.

John Watkinson (ein Fan von closed Box und Stromsteuerung aber ohne Regelung) schrieb einmal:

Man kann mittels Regelung aus einem lahmen Esel kein Rennpferd machen - höchstens einen präziseren Esel.

Soviel zum Ferrari ! :wink:

Gruss

Charles
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Beitragvon Frederik » 25.08.2015, 18:06

Oh verdammt, ja so viel zum Ferrari. :roll:

Man kann mittels Sensorregelung aus einem Chinapapp Chassis einen Ferrari zaubern (oder besser, weil es solche im Bass klirrarmen Chassis gar nicht fertig zu kaufen gibt.)

Aber, frag mich jetzt bitte nicht woher ich das weiß. :D

Grüße,
Frederik
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Beitragvon Frederik » 25.08.2015, 18:44

O.Mertineit hat geschrieben:Der Klirr bei CB ist um soviel höher als bei BR, daß es sehr schwerfällt, diesen überhaupt soweit "herunterzuregeln", daß man in etwa auf BR Niveau kommt ... (*)

*Hust! :D

Das glaube ich nicht.

Ich denke es wird sich so darstellen, dass der geregelte Subwoofer beim Klirr ungeschlagen sein wird aber im Maximalpegel gegenüber dem Bassreflexwoofer den Kürzeren zieht.

Was ich mich beim Bassreflex frage, was macht der Klirr in dem Bereich wo das BR Rohr nicht wirkt? :oops:

Als Beispiel, wir stimmen den Sub auf 30Hz ab und haben dort dann weniger Klirr aber was ist mit höheren Bassanteilen z.B. bei 80Hz?

Die erhöhte Gruppenlaufzeitverzerrung beim BR Sub möchte ich auch nicht unter den Tisch fallen lassen, das kann man auch Zuhause im nicht idealen Umfeld heraushören.

Wäre aber für mich kein K.O. Kriterium, weil via FIR korrigierbar.

Grüße,
Frederik
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Beitragvon O.Mertineit » 25.08.2015, 20:31

Frederik hat geschrieben:
O.Mertineit hat geschrieben:Der Klirr bei CB ist um soviel höher als bei BR, daß es sehr schwerfällt, diesen überhaupt soweit "herunterzuregeln", daß man in etwa auf BR Niveau kommt ... (*)

*Hust! :D

Das glaube ich nicht.

Hi Frederik,

ich habe Erhöhungen der Klirrdämpung z.B. um etwa 16dB gemessen (13dB weniger Klirr bei gleichzeitiger Erhöhung der Spannungsempfindlichkeit um ca. 3dB) bei gleichem Treiber:

viewtopic.php?f=16&t=3011&start=30#p91091

Wenn ich glauben will, dann gehe ich in den Wald oder in die Kirche, ansonsten messe ich.

Das sind AFAIK Verbesserungen der Klirrdämpung, wie sie auch durch Anwendung von Regelungen typischerweise erzielt werden können ... außerdem wäre auch "BR und Regelung" nicht verboten, wir hatten's ja schon mal davon: Es sind keine "Konkurrenztechnologien", die zwingend auf "entweder/oder" hinauslaufen.

Klirr und Intermodulation entsteht ansonsten da, wo viel Hub ist. Für CB gilt für konstanten Pegel im Tiefton:

Halbe Frequenz, vierfacher Hub.

Also muß der Hub bei tiefen Frequenzen reduziert werden, um das Problem zu lösen: BR tut genau das.

Deutlich unterhalb der BR Abstimmfrequenz (Fb) kann gern ein Hochpassfilter angewendet werden, um erhöhte Auslenkung im "Tiefstbass" bzw. Infraschall zu unterdrücken.

Zum Einschwingverhalten und zur Gruppenlaufzeit habe ich in den letzten Tagen auch was gepostet:
Natürlich sollte auch BR daraufhin optimiert werden.

Hörbare Unterschiede in Räumen sind jedoch bei "vernünftigen" Auslegungen eher auf unterschiedliche Modenanregung bei CB vs. BR zurückzuführen und gehen keineswegs immer zu Ungunsten von BR aus, das hängt also auch von der konkreten Anregungssituation im Raum ab.


Diskussion zum Einschwingverhalten CB vs. BR im Raum z.B. ab hier:
viewtopic.php?f=16&t=6608&start=60#p103059

Weiter unten haben u.a. Uli, Cay-Uwe und ich noch ein paar praktische Interpretationen und Beobachtungen dazu beigesteuert (u.a. nach den Sprungantworten aus meinen BR vs. CB Vergleichsmessungen ...)

Grüße Oliver
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Beitragvon FoLLgoTT » 25.08.2015, 20:42

Hallo Frederik,

Frederik hat geschrieben:Ich denke es wird sich so darstellen, dass der geregelte Subwoofer beim Klirr ungeschlagen sein wird aber im Maximalpegel gegenüber dem Bassreflexwoofer den Kürzeren zieht.

Ganz sicher nicht. ;)

Im Bereich des Resonators ist der Maximalpegel um ein Vielfaches höher als das, was ein Treiber selbst bei ideal ausgereiztem Xmax erreichen kann. Da hilft dir auch keine Regelung. Der geschlossene Subwoofer ist im Maximalpegel einfach unterlegen.

Schau dir mal die vielen Messungen bei Data Bass an. Da ist z.B. auch der geregelte Velodyne DD18+ bei. Der schneidet im Maximalpegel nicht besser ab als andere langhubige 18" in geschlossenen Gehäusen. Dagegen bringt ein SVS PB-13 Ultra mit 20 Hz Bassreflex auf seiner Tuningfrequenz satte 7 dB mehr.

Die Regelung kann physikalisch auch einfach gar nicht so viel bringen, wie du glaubst. Denn der Treiber hat nun mal ein mechanisches Xmax. Selbst wenn man leicht darüber kommt (BL sinkt dort rapide!), ist da einfach Ende. Dagegen hat der Resonator diese frühe Begrenzung nicht. Sie liegt bei großzügiger Dimensionierung weitaus höher und der Treiber wird bei der Abstimmfrequenz nur elektrisch belastet.
Das ist auch der Grund, warum erst ca. 3 Passivmembranen mit dem Verschiebevolumen des Treibers ein Bassreflexrohr ersetzen können. Das zeigt schon, wieviel Verschiebevolumen dafür notwendig ist.

Gruß
Nils
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Beitragvon Frederik » 25.08.2015, 20:46

Aehm Nils,

Genau das habe ich doch gesagt?! 8)

BR ist pegeltechnisch überlegen. :D :cheers:

Grüße,
Frederik
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Beitragvon FoLLgoTT » 25.08.2015, 21:13

Hallo Frederik,

Frederik hat geschrieben:Genau das habe ich doch gesagt?! 8)

BR ist pegeltechnisch überlegen. :D :cheers:

Du hast es nicht verstanden. ;)

Der Maximalpegel ist durch die nichtlinearen Verzerrungen definiert (siehe Klippel). Der Maximalpegel von Subwoofern wird in der Regel bei 10 % oder 20 % THD bestimmt.

Kurz gesagt:

Niedrige THD -> hoher Maximalpegel

Und Bassreflex hat die niedrigeren THD bei höheren Pegeln.

Gruß
Nils
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Beitragvon Hans-Martin » 25.08.2015, 21:52

Ich habe Eckwoofer mit leichten Membranen, die bis 350Hz eingesetzt werden können, aber keine Tiefstbassorgien zulassen, weil unterhalb etwa 38Hz der FG abfällt. Mit DSP kann das in Maßen ausgeglichen werden. Da ich meine körperlichen Reaktionen auf übertriebenen Tiefbass unterhalb der ersten Mode des Raums kenne und als Beeinträchtigung empfinde, lege ich darauf auch keinen gesteigerten Wert. Die Bodeneckaufstellung regt alle Moden an, und wären die Raummaße nach der dritten Wurzel aus 2 proportioniert abgestimmt, und die Dämpfung würde zu Güte Q=4, bekäme man ein ausgewogenes Klangergebnis (ohne Berücksichtigung des Hörplatzes in den Moden).

Also setze ich doch DSPs zur Korrektur von gewähltem Sitzplatz und Raummoden ein. Die Eckaufstellung bietet folgende Vorteile:

  • Die Ankopplung des Basses geschieht aus der Ecke in Hornform, besser geht es nicht zur Förderung des Wirkungsgrads.
  • Bei der Einkopplung gibt es keine Auslöschungen, keine Phasendrehungen durch benachbarte Wände.
  • Der Bass hat maximale Breite in der räumlichen Abbildung, das schadet nicht, s.a. FLOW.
  • Die Ankopplung vom Boden aus erzeugt keine Frequenzgangseinbrüche im Bereich der unteren Oktave männlicher Stimmen, anders ausgedrückt, die beste Box taugt nix, wenn die Bodenreflexion zwischen 200 und 300 Hz einen heftigen Einbruch mit Phasendrehung verursacht. Diese Phasendrehung beeinträchtigt mMn die räumliche Abbildung.
Dagegen erscheint mir die Diskussion zur Senkung des Klirrs akademisch. Bassreflex oder Eckaufstellung oder beides kombiniert ist geeignet, den Pegel deutlich anzuheben, ohne mehr Aussteuerung oder Chassisklirr. Ich behaupte, dass ein ausgeglichener FG ohne unnütze Phasendreher einen größeren Beitrag zur Hörerzufriedenheit leistet als eine Reduktion des Klirr im Bassbereich.

Grüße Hans-Martin
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Beitragvon O.Mertineit » 25.08.2015, 22:16

Hans Martin hat geschrieben:Die Ankopplung des Basses geschieht aus der Ecke in Hornform ...

Hallo Hans Martin,

bei sehr tiefen Frequenzen hast Du sicher noch eine "Ecke" zum Laden des Treibers, kaum aber ein "Horn". Und eigentlich ist es "ein Raum", der von einer Ecke her (oder von zweien) angeregt wird.

Das geht selbst den meisten üblichen Eckhörnern so ... die dann eigentlich auch kein Horn mehr sind.

Was man in Wohnräumen findet, ist im Tiefton üblicherweise kein Horn mehr, es wird nur von manchen so genannt.

Hans Martin hat geschrieben:Ich behaupte, dass ein ausgeglichener FG ohne unnütze Phasendreher einen größeren Beitrag zur Hörerzufriedenheit leistet als eine Reduktion des Klirr im Bassbereich.

Wenn der Klirr unterhalb gewisser Grenzen bleibt - vgl. Diskussion zur Hörschwelle - und die Tieftonquelle nicht auch noch höhere Frequenzen z.B. im oberen Bass oder Mittelton mitverabeiten muss ... dann könnte ich wohl zustimmen.

(Mono-) Subwoofer sollten jedoch auch aus (Sicherheits-) Gründen bezüglich der Ortbarkeit - je nach Position - wenig Klirr und Geräusch von sich geben.

Bei kleinem Klirr im Bereich sehr weniger Prozent besteht im Tiefton bei Weitem nicht so hoher Optimierungsbedarf, wie wenn es droht, 2stellig im Prozentbereich zu werden.

Grüße Oliver
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