Laufzeitkorrektur durch Weiche

Siehe Allpass


Gruß SRAM

Mit denen kenne ich mich leider überhaupt nicht aus.

Hi,

Klangfreak (Beitrag #1) schrieb:

... Trennfrequenz: 650hz Flankensteilheit TMT: 36db Flankensteilheit MT: 12db Dieses asymetrische Filter erzeugt angeblich ein deutlich höheres Group Delay bei dem TMT. Durch die Verzögerung des TMT durch dass 36db Filter soll dieser wieder zeitrichtig mit dem Horn zusammenspielen. Kann das funktionieren oder ist das nur eine dürftige Notlösung? ...

Kann funktionieren, ist aber nicht perfekt(*). Frequenz-abhängige "Gruppenlaufzeiten" wie sie in Analog-Filtern als Folge von Phasendrehungen entstehen, sind nicht das gleiche wie reale Laufzeiten. Ich nenne sie daher gerne "scheinbare" Laufzeit.

Der Offset der Schallenstehungsorte (SEO) wird im o.g. Fall um 25 cm liegen,
die Wellenlänge bei 650 Hz = 53 cm, das sind ~170°.
Die Phasendrehung eines TP- oder HP-Filters beträgt bei Ü-Frequenz -/+ 90° pro 1 Filterordnung. Mit 2 Filter-Ordnungen wäre der Laufzeiteffekt auf die Phase also auszugleichen(**).

Da nicht nur elektrische Filter wirksam werden, sondern speziell beim MHT-Horn der akustische Hochpass an der unteren Grenzfrequenz mit mind. 12 dB/Okt (= 2 Filterordnungen) dazukommt. Wenn dort elektrisch mit 2. Ordnung gefiltert wird gibts in Summe 4. Ordnung, dann ist 6. Ordnung für den TT also der richtige Ausgangspunkt.

Besonders wichtig ist bei solch steilen Filtern eine Kontrolle /Feinabstimmung des ganzen per Messung. Am übersichtlichsten durch Messungen des Phasengangs in beiden Zweigen (zusätzlich zur Amplitude), die dann bei der Ü-Frequenz kreuzen bzw. ein Stück weit übereinanderlaufen müssen (da im Idealfall gleiche Steilheit des Phasengangs).

Mit einem Allpass https://de.wikipedia.org/wiki/Allpassfilter (runterscrollen z. "passive analoge Implementierung" 1. Bild)
im TT-Zweig wäre die Phasenanpassung genauso zu erreichen, benötigt mit 4 zusätzlichen Bauteilen aber doppelt soviele wie obige Korrektur durch 2 Filterordnungen extra.
Das ist beim TT nicht egal (Rdc-Verluste durch in Reihe geschaltete Spulen).

Praktiker würden aus diesem Grund sogar ausprobieren das TT-Filter "nur" als 4. Ordnung aufzubauen und stattdessen den MHT verpolt (180°) anzuschliessen, um dann im Hörtest zu entscheiden ob die damit verbundene (leichte) Welligkeit im Amplitudengang evtl. sogar vorteilhaft wirkt ...

Gruss,
Michael


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(*) = Es bleibt die Frage ob Perfektion überhaupt notwendig ist.
Ein Zeitfehler entsprechend 30 cm Luftweg = ~0.9 ms im Bereich <1 kHz ist nach Lehrbuch noch nicht hörbar,
sehr wohl aber eine Auslöschung durch nahezu Gegenphase bzw. deutliches Kippen der Haupt-Abstrahlachse bei Werten um 90° (aufwärts oder abwärts bei Übereinanderanordnung)

(**) = kleinere Abweichungen durch minimales Verschieben der Ü-Frequenz ausgleichen, im TT- oder HT-Zweig, je nachdem wo es den günstigeren Effekt auf den Amplitudengang hat.

Hallo Klangfreak,
zunächst möchte ich dir zu deinen JBL's gratulieren!
Ich hatte das gleiche Problem (Hornversatz) beim Einsatz meiner JBL-Chassis. Nur durch eine Umstellung auf Vollaktiv mittels prof. Controller (s. Profil) konnte ich diesem Problem beikommen. Daher möchte ich dir folgende Fragen stellen:
Welches Horn verwendest du am 2441?
Wo soll der 2405 (auf dem Horn?) montiert werden?
Welche Analog-Weichen möchtest du verwenden?
Nach meiner Erfahrung ist es so das erst durch den Einsatz moderner DSP's (Controller) das große Potential der (alten) JBL-Treiber richtig zur Geltung gebracht werden kann. Die alten Analog-Weichen können einfach nicht die präzise Leistung bringen die morderne Digital-Weichen leisten können.
Delay, PEQ, Phase, und div. Filtervarianten sind problemlos möglich und bringen für diese JBL-Chassis unglaublich viel!

Die als Beispiel genannte TAD 2402 ist eine 2-Wege Box weshalb der Vergleich unzulässig ist.
Durch den Einsatz des (sehr guten) 2405 bekommst du ein weiteres Phasenproblem.

Gruß
Willi

WilliO (Beitrag #5) schrieb:

... Durch den Einsatz des (sehr guten) 2405 bekommst du ein weiteres Phasenproblem. ...

Ja, und das ist nicht so leicht /garnicht analog zu lösen.

-- HT auf SEO des MT-Horns zurückversetzen = Kantenreflektionen bzw. rel. großer Abstand vertikal

-- HT per Allpass ansteuern = Bauteilegrab, da 1 Allpass (= 4 Bauteile) bei 7 kHz (Lambda = ~5 cm) nur ca. 3 cm ausgleichen kann, entsprechend viele wären hintereinanderzuschalten...

Hallo Mwf,
wir sind einer Meinung!
Auf die Kantenreflektion hat mich vor vielen Jahren mein damaliger JBL-Spezi. in Heilbronn bereits hingewiesen und mir von der Montage am
SEO abgeraten. Dank seiner Empfehlung befinden sich meine 2405 drei cm von der vorderen MT-Hornkante entfernt = keine Reflektion an der Hornoberfläche.
Dank Delayfunktion ist das alles regelbar - klingt wie aus einem Guss!

Gruß
Willi

Hallo ihr zwei,

erstmal vielen Dank für die wirklich sehr detaillierten und hilfreichen Antworten!!
Ich wünschte das wäre hier immer so im Forum...

@Michael:
Das Meiste habe ich glaube ich verstanden, allerdings erkenne ich bei Folgendem noch nicht so ganz den Zusammenhang:

Mwf (Beitrag #4) schrieb:

Der Offset der Schallenstehungsorte (SEO) wird im o.g. Fall um 25 cm liegen, die Wellenlänge bei 650 Hz = 53 cm, das sind ~170°.

Offset von 25cm ist klar...
Wellenlänge auch...
Aber wie stehen die beiden "Größen" im Zusammenhang?

Mwf (Beitrag #4) schrieb:

Ein Zeitfehler entsprechend 30 cm Luftweg = ~0.9 ms im Bereich <1 kHz ist nach Lehrbuch noch nicht hörbar,

Gibt es dazu irgendeine Tabelle oder Ähnliches?


@Willi:

Danke, ich erinnere mich noch grob an deine JBL`s. Ich glaube du hattest die 2425 an einem Fostex Horn....
Nun zu deinen Fragen:

Welches Horn verwende ich:
JBL 2397 oder TAD TH-4001

Position des 2405:
in der Schallwand zwischen TMT und Horn, also etwa auf halber Tiefe des Horns...

Analoge Weiche:
Marchand Electronics aus USA (aktiv, analog und frei wählbare asymmetrische Filter)

Ich weis, dass die TAD 2402 eine reine 2-Wege Box ist.
Aber zumindest der Bereich des Mitteltons sollte doch trotzdem vergleichbar sein.

Kurz zum 2405:
Ja, durch diesen zusätzlichen Superhochtöner bzw. die zusätzliche Trennfrequenz entstehen weitere (Phasen-) Probleme. Aber die Trennung liegt etwa bei 10khz, da ist das menschliche Ohr um ein vielfaches unempfindlicher als bei ~1khz.
Deshalb möchte ich mich zunächst auf die Trennung zwischen TMT und MT konzentrieren.

Neben bei gefragt; welche Endstufen benutzt du eigentlich an deinen Hörnern?
Es ist ja nicht gerade einfach welche zu finden, die man nicht rauschen hört


Schöne Grüße & Besten Dank,
Olaf

Mwf (Beitrag #4) schrieb:

Der Offset der Schallenstehungsorte (SEO) wird im o.g. Fall um 25 cm liegen, die Wellenlänge bei 650 Hz = 53 cm, das sind ~170°.

Tatsächlich ist es bei PA Lautsprechern recht häufig der Fall, dass das Delay zwischen HT und TMT grob einer halben Wellenlänge der Trennfrequenz entspricht. Praktisch, da man in diesem Fall mit Invertierung eines Weges schon sehr weit kommt. Dann müssen die akustischen Flankensteilheiten aber wieder symmetrisch sein, damit man sich durch das Group Delay (wie von dir konstruktiv beschrieben) nicht wieder alles kaputt macht.

Klangfreak (Beitrag #8) schrieb:

... Mwf (Beitrag #4) schrieb: ... Der Offset der Schallenstehungsorte (SEO) wird im o.g. Fall um 25 cm liegen, die Wellenlänge bei 650 Hz = 53 cm, das sind ~170°... Offset von 25cm ist klar... Wellenlänge auch... Aber wie stehen die beiden "Größen" im Zusammenhang? ...

Eine ganze Wellenlänge (hier 53 cm) entspricht 360°,
dann (25 /53) x 360 = 170.

Mwf (Beitrag #4) schrieb:

... Ein Zeitfehler entsprechend 30 cm Luftweg = ~0.9 ms im Bereich <1 kHz ist nach Lehrbuch noch nicht hörbar, ...

Gibt es dazu irgendeine Tabelle oder Ähnliches?
Ja, z..B. hier:
https://forum2.magnetofon.de/bildupload/goosphase.pdf

@Klangfreak:
Hallo Olaf,
nachfolgend möchte ich deine Fragen -u.a. mit Bildern- beantworten.
Ich verwende in meinen drei Fronts das Visaton-Horn M300. Das Horn ist schon ziemlich groß weshalb auch ein gewaltiger Versatz entsteht.
Um das zu verdeutlichen habe ich von meinem linken Front ein paar Foto's von oben gemacht. So kann man auch die Position des 2405 sehen.


Trotz dieses negativen Aspekts beim Visaton-Holzhorn, das einem ehemaligen TAD-Horn und dem JBL 2397 ähnlich, ist finde ich den MT-Sound sehr gut. Insbesondere wegen der hier gegebenen Dachschrägen kommt die Abstrahlcharakteristik des Horns überaus passend zur Geltung. Das gilt auch für den 2405...horizontal breit - vertikal schmal.
Bei meinen Rears habe ich bewusst auf eine möglichst rundum breite Abstrahlcharakteristik gebaut weshalb ich das JBL-Horn 2344 mit 2426H einsetze.
Auch bei dieser Original-Kombi (aus dem 4430 u. 4435 Monitor) kann ich sagen das die Ansteuerung über DSP diese Kombi auf ein weit höheres Niveau gebracht hat. Vorher habe ich diese Kombi's über die Original-Weiche (passiv) betrieben. Nun läuft die gesamte Anlage mit 24dB L//R-Filtern!
Im Hintergrund ist der linke Rear zu sehen.
Wie du hier (Rear-Center)
sehen kannst gibt es auch hier einen (geringeren) Versatz zum Bass. Auch hier konnte ich durch Delay einen Ausgleich schaffen. Von den Eigenarten der Treiber-/Hornkombi will ich gar nicht erst anfangen. Auf Basis dieser Erfahrungen bin ich ein absoluter Fan der Aktivtechnik geworden!
Ich habe selbst eine ganze Zeit damit verbracht um mich bzgl. Endstufen zu orientieren. Weg. vom traditionellen Stereo-Amp musste ich plötzlich für jeden einzelnen Lautsprecher eine Endstufe haben. So bin ich -zweckmäßigerweise- auf 4- Kanal-Endstufen gekommen.
Hier
kannst du erkenen das ich nach einigen Tests (Thomann sei Dank) auf die Apart Champ 4 gekommen bin die selbst bei diesen Hochleistungs-Treibern ein am Hörplatz nicht hörbares Rauschen aufweist. Die Leistung ist mit 4x70W an 8 Ohm bei diesen Treibern mehr als ausreichend. Auch die Bässe der Rears werden damit angesteuert. Die 6 Kanäle der Rears werden vom Xilica XP 3600 "controlled" während die gesamte Frontreihe über die ebenfalls sehr guten IMG Stageline DSM240 u. 260 "controlled" werden. Für die Bässe der Fronts sind die Yamaha XP 2500 u. 5000 verantwortlich.

Ich habe den großen Schritt in den Profibereich nicht bereut!

Ich wünsche dir gutes Gelingen bei der Umsetzung und bin auf Ergebnis sehr gespannt.

Beste Grüße
Willi

@Mfw:

Danke für die Erklärung, jetzt hab ichs geschnallt!

Der Link ist auch sehr interessant mit den dort aufgeführten Autoren. So wie ich das sehe, bewegt man sich mit 1ms Delay im Mittelton gerade noch so unterhalb der Wahrnehmungs-Schwelle. Es ist also grenzwertig...

Die frequenzabhängigen Gruppenlaufzeiten von analogen Filtern nennst du ja "scheinbare Laufzeit".
Wird der Tieftöner damit nicht eigentlich nur im Bereich der Trennfrequenz "verzögert"!? Also im Bereich von 650hz sind die Töne vom Tieftöner verzögert, aber bei 200-300hz wiederum nicht?
Oder ist das ein Denkfehler?


@Willi

Danke für die schönen Bilder!

Ich glaube dir gerne, dass mit einem DSP Verbesserungen möglich sind. Unterschiedliche Flankensteilheiten und parametrische Equalizer mal außen vor gelassen, wie stark macht sich die Delay-Funktion bemerkbar?
Hast du die mal versuchsweise ein und ausgeschaltet?

Ich habe einen Bekannten mit den 2397 Hörnern an den 2441 Treibern mit nem 15" dadrunter. Auch aktiv an nem DSP...
Beim ein- und ausschalten des Delay beim 15"er hört er definitiv einen Unterschied. Aber er kann nicht sagen was besser klingt, nur dass es anders klingt.

Die Apart Amps sollte ich mir mal merken, danke.

@Olaf:
Die Verbesserungen mittels DSP lassen das gesamte Klangbild quasi zu einem "Gesamtkunstwerk" mutieren.
weil alle Einstellungen mittels Messungen den Hörraum einbeziehen. Das können Boxen mit Passiv-Weiche von der Stange einfach nicht leisten.
Die Delay-Einstellungen in den DSP's kann man nicht einfach so, also per Umschalter -wie früher beim A/B-Boxenvergleich- aus- und/oder umschalten.

Dein Bekannter hat dir schon -für meine Begriffe etwas diffus- geschildert das er einen Unterschied hört. Ich kann für mich -und einige andere Personen hören das auch so- sagen dass das gesamte Klangbild harmonischer geworden ist. Das s.g. "ermüdungsfreie" Hören ist auch nach Stunden noch gegeben. Und das ist bei Hornlautsprechern das größte Kompliment was man m.E. bekommen kann. Das war in früheren Zeiten nicht der Fall.
Der Sound kommt wie aus einem Vollbereichs-Speaker, sehr kompakt, trotzdem differenziert und überaus dynamisch am Hörplatz an.
Mein Eindruck ist auch das man durch das präzise Messen (REW) und die präzisen Einstellmöglichkeiten in den DSP's (beim Xilica sogar 0,25dB-Schritte) eine sehr hohe Präzision erzielen kann.

Die Apart-Champ 4-Endstufen haben 4 regelbare Kanäle was für die Pegelregelung und die S/N-Ratio zusätzlich wichtig ist.

Noch eine Anmerkung fällt mir gerade ein!
Trotz meines zwischenzeitlich fortgeschrittenen Alters (und vieler Livekonzerte ) hat sich mein Gehör positiv entwickelt. Ich/wir (-meine Frau war auch dabei ) haben am vergangenen Freitag noch ein Livekonzert der Band "Echoes", eine Pink Floyd Tribute Band, in der Harmonie in Bonn erlebt. Ich hätte den Tontechniker "steinigen" können weil der offenbar taub bzgl. Klirr und womöglich Clipping der Endstufen war. Ich reagiere auf sowas "allergisch" und das es besser geht habe ich vor ein paar Wochen bei den "dIRE sTRATS" im gleichen Saal erlebt. Mit einer sehr gut abgestimmten PA ist der Konzertgenuß ein völlig anderer! Die d.s. seien an dieser Stelle wärmstens empfohlen!

Diese "Allergie" führe ich auch auf meine Heimat-Anlage zurück!

Gruß
Willi

Klangfreak (Beitrag #12) schrieb:

... Wird der Tieftöner damit nicht eigentlich nur im Bereich der Trennfrequenz "verzögert"!? Also im Bereich von 650hz sind die Töne vom Tieftöner verzögert, aber bei 200-300hz wiederum nicht? ...

Nein, genau umgekehrt.

Für tiefere Frequenzen ist "Verzögerung" genauso da, nur höhere Töne (die in diesem Fall zunehmend weggefiltert werden) erfahren immer weniger Verzögerung, höchste Töne sind (wären) sofort da (*)


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(*) = ... wenn sie denn wiedergegeben werden. Das ist eben auch ein Vorteil (neben der geringeren Bauteile-Anzahl) die Tiefpass-Filterordnung einfach um z.B. 2 Ordnungen zu vergrößern anstatt einen Allpass einzufügen.

Habe mittlerweile gelesen dass wahrscheinlich Tannoy mit ihren alten großen Koax-Breitbändern (HT-Treiber hinter dem TT-Magnet) die Ehre gebührt diese Art der Laufzeitkorrektur zuerst eingeführt zu haben. Der Trick könnte also schon ~60 (?) J. alt sein.

@Willi:

Danke für deine detaillierte Beschreibung, ich kann mir das sehr gut vorstellen.
Eine kompetente und raumoptimierte Einstellung kann Welten versetzen

Aktuell möchte ich aber erstmal ohne DSP auskommen und so das beste Ergebnis realisieren.

Zu den Apart Endstufen; ab welcher Entfernung kannst du das Grundrauschen etwa hören?

@Mfw:

Also sind alle Töne unterhalb von 650hz (gleichstark) verzögert?
Und über 650hz immer weniger...

Bei diesem 36db Filter würden die Töne über 650hz ja sehr schnell unterdrückt, sodass deren geringere Verzögerung ja im Grunde kaum interessiert!? Oder?
Und alle hörbaren unterhalb von 650hz werden verzögert...
Wo ist also der Nachteil gegenüber einem digitalen Delay?

Und ganz laienhaft gefragt; denkst du dieser "Trick" macht einen großen Unterschied?
Viele TAD-2402 Besitzer behaupten, dass gerade dieses Filter für den homogenen Klang der Box verantwortlich ist...

Hallo Olaf,
das "Rauschen" ist bei den Hochleistungstreibern nur am Hornmund des Visaton-Horns M300 zu hören. Viel leiser ist es schon am Schlitz des 2405 und bei den einzigen Passivboxen in meinem Studion, das sind 2 kleine Canton Plus -als Front Presence- ist gar nichts zu hören.
Du kannst bei verschienden PA-Händlern die Apart-Champ 2 oder 4 Endstufen mit 30 Tage Geldzurück-Garantie bestellen.
Das Risiko hält sich somit in Grenzen!

Beste Grüße
Willi

Klangfreak (Beitrag #15) schrieb:

... Also sind alle Töne unterhalb von 650hz (gleichstark) verzögert?...

Ja (ungefähr)

... Und über 650hz immer weniger...

Ja.

... Wo ist also der Nachteil gegenüber einem digitalen Delay? ...

In diesem Fall (TT vor MT/HT): eigentlich keiner,
ausgenommen die fehlende Einstellbarkeit (muss vorher simuliert /ausprobiert werden bevor -- hoffentlich -- finale Bauteile gekauft werden können)

Ansonsten:
Für den umgekehrten Fall (HT vor MT/TT) sowie generell wenn der Offset mehr als z.B. 1 Wellenlänge beträgt, gibts es keine einfache Analog-Lösung.