Subwoofer berechnen mit Hausmitteln?

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marvin12345
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 16. Jan 2020, 15:05

Moin

durch Verlinkungen hier im forum bin ich auf das hier gestoßen:

https://www.hifi-sel...subwoofer-im-porsche

Dazu kommen mir ein paar Fragen:
1. Verstehe ich das richtig, dass man so nur mit vorhandenem Subwoofer und einem normalen Mikrophon + Laptop mit entsprechender Software einen annähernd optimalen Frequenzverlauf messen / errechnen kann?
Wenn ja:
2. Gibts dazu auch eine Anleitung wie man das mit Freeware, evtl sogar einer App, machen kann?
3. Oder könnte man so eine dann vllt hier erarbeiten? Wäre ja doch für viele hier ein interessantes Thema. (Für mich auf jeden Fall :D)

MfG

(Falls das hier im falschen Unterforum gepostet sein sollte, bitte ich um Entschuldigung und Verschiebung)

edit:
Ein erster Versuch:

Arta einstellen (Software):
Mode: Spectrum Analyzer
So bekomme ich schon mal die gewünschte Ansicht dB auf y-Achse, Hz auf x-Achse
Setup: Measurement -> Averaging -> Type: Peak Hold
Damit bekomme ich bei der Messung immer nur die gewünschte max Lautstärke je Frequenz angezeigt, keine live Anzeige in dem Sinne mehr.
Setup: Measurement -> Averaging -> max averages
Damit kann die Messdauer eingestellt werden.
Setup: Audio Devices
Hier sollte natürlich das Mikrophon als Quelle eingestellt sein.

Mit dem roten Dreieck kann dann die Messung gestartet werden.
Nach der Messung deren Ergebnis über File: Export in meinem Fall als .csv speichern.

Dann zur Messung:
1. Subwoofer in freier Wildbahn aus nächster Nähe messen.
(Macht wohl nur wirklich Sinn mit einem CB, BR-Rohr- oder PM-Erzeugnisse blieben sonst ja auf der Strecke)
2.
Var. 1:
Subwoofer auf den Fahrersitz (an Hörposition, am besten in Kopfhöhe) und Messungen an
verschiedenen möglichen Subwooferpositionen.
Var. 2:
Subwoofer an die gewünschte Position stellen (oder eine der möglichen Positionen).
Messungen an der/den Hörposition/en (man kann ja auch mal an die Mitfahrer denken).

Auswertung:
1. Alle Messungen in Exel o.ä. importieren.
2. Alle Messungen durch die Freifeldmessung teilen. (So erhält man die Übertragungsfunktion)
3. Die so berechneten Kurven^(-1) rechnen.
4. Bei einer Hörposition: Von diesen Kurven dann die glatteste Auswählen.
Bei mehreren Hörpositionen: Tja, Mittelwert oder je nach Präferenz Sitzplätze bevor-/benachteiligen.
5. Dies ist dann der optimale Frequenzverlauf für den Subwoofer in dem Auto an dem Platz mit der Hörposition. Jedenfalls so optimal wie es mit den Mitteln eben geht.

Kann man das so machen?
Oder: "Kann man so machen, ist dann nur eben Kacke!"?

Und wenn ich hier den allergrößten Dünnpfiff von mir gebe, sagt mir das bitte. Nur so kann ich draus lernen.
Alles natürlich in Bezug auf ein sonst nicht eingemessenes System, dass das wohl um Welten besser sein wird möchte ich nicht bestreiten.

[Beitrag von marvin12345 am 16. Jan 2020, 19:04 bearbeitet]

deeepz
Inventar

#2 erstellt: 19. Jan 2020, 00:42

Moin!

Beim Thema Car HiFi ist vieles einfach Erfahrung, weil der Abhörraum (=Fahrgastzelle) audiotechnisch eine Katastrophe ist. Dort hat man mit Reflexionen, laufzeitbedingten Phasenverschiebungen und Auslöschungen zu kämpfen (Mid-/HF-Bereich), für den Bass/Subwoofer (ab etwa Resonanzfrequenz des Fahrzeugs geteilt durch 2) kommt der Druckkammereffekt hinzu, der kurz gesagt (!) so ähnlich wie ein Bassboost wirkt.

Ein Subwoofer, der im Freifeld abgestimmt wurde, wird im Auto daher einen evtl. unschönen Peak im Bass aufweisen.

Es gibt aber mehrere Programme (z.B. BassCAD, WinISD etc.), mit denen man diesen Druckkammereffekt hinzusimulieren kann. Das Ergebnis ist dann schon mal ein Stück dichter am gewünschten linearen Frequenzgang.

Ein Fahrzeug "richtig" einzumessen und auch entsprechend sämtliche Filter, Laufzeiten etc. einzustellen, ist nahezu schon eine Kunst für sich. Mit viel Aufwand kann man das natürlich auch selber machen, aber der Gang zum Profi erspart einem z.B. auch die Anschaffung von Messmikro, Laptop, Software etc. Einfach nur den Frequenzgang zu messen und dann de, EQ entgegengesetzt einzustellen, erfüllt dies nicht!

LG
deeepz

marvin12345
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 20. Jan 2020, 00:22

Hey deeepz auch hier vielen Dank für deine ausführliche Antwort

Es gibt aber mehrere Programme (z.B. BassCAD, WinISD etc.), mit denen man diesen Druckkammereffekt hinzusimulieren kann.

Meinst du indem man rät / auf Erfahrung baut und dementsprechend Filter aktiviert?
Oder gibt es da noch eine andere Möglichkeit? (Habe BassCAD und WinISD)

Ein Subwoofer, der im Freifeld abgestimmt wurde, wird im Auto daher einen evtl. unschönen Peak im Bass aufweisen.

Das ist mir klar, Ziel der Messung ist aber auch nicht einen im Freifeld linearen Subwoofer zu finden, sondern die Übertragungsfunktion des Fahrzeuges.
Man nimmt den im Freifeld gemessenen Subwoofer als Referenz und bezieht dann die im Auto gemachten Messungen darauf. Dadurch erhält man dann die Kurve, die beschreibt wie sich die frequenzabhängige Lautstärke vom Freifeld zum "im Auto" verändert. Also welche Frequenzbereiche das Auto lauter macht und welche leiser, sie sollte also in etwa den Druckkammereffekt des Autos darstellen. Da man dies durch teilen der Kurven durcheinander ("Im Auto" geteilt durch "Freifeld") erreicht, sollten sich dann auch systematische Fehler von Mikrophon und Soundkarte auslöschen, sind also zu vernachlässigen.
Wenn man diese Kurve dann "umdreht" (also NICHT invertiert (^(-1)) wie vorher gesagt, sondern einfach die Vorzeichen tauscht, denke ich

) sollte man die Kurve für einen linear spielenden Subwoofer im Auto haben.
Dieser sollte dann ja da lauter spielen, wo das Auto Schall "schluckt" und andersrum da leiser wo das Auto z.b. durch den Druckkammereffekt was dazu gibt.

Ein Fahrzeug "richtig" einzumessen...

Wie gesagt (vllt etwas unverständlich), mir geht es hier auch nicht darum mein System mit ordentlich eingemessenen zu vergleichen.
Aber WENN ich mir schon einen Subwoofer selber bastel, DANN soll er doch möglichst gut zum Auto passen (im finanziell angemessenen Rahmen), dafür macht man das ja selber

Und da hoffe ich ist so eine Methode besser als raten (Erfahrung hab ich in dem Bereich nicht).

Ich denke ich werde das einfach mal versuchen und dann die entsprechenden Kurven hier posten.
Dann kann die Schwarmintelligenz entscheiden ob das plausibel aussieht oder doch nur Datenmüll ist

MfG

deeepz
Inventar

#4 erstellt: 20. Jan 2020, 00:59

Die Vorgehensweise klingt kompliziert aber interessant!

Schau hier im Forum mal nach, hier gab es zahlreiche Threads mit dem Druckkammereffekt und dessen Simulation in WinISD. Hat man die Fahrzeugreso, geht´s schon ziemlich präzise. Natürlich bleibt eine "kleine" Differenz zwischen Simu und Realität. Deshalb stimmen auch Profis ihre Subs immer noch IM Auto ab.

LG
deeepz

marvin12345
Schaut ab und zu mal vorbei

#5 erstellt: 20. Jan 2020, 23:52

Ich hab mal was "gemessen".
Dafür hab ich dem AXB20A die Passivmembran ausgebaut und mit einer mpx Platte ersetzt.
Der Subwooferausgang wurde an der HU ohne LPF eingestellt, die restlichen Lautsprecher mit einem 250 Hz 24 dB/oct HPF.
Am Subwoofer selber wurde der LPF aufs Maximum, also 120 Hz 12 dB/oct eingestellt.
Als Testfile diente ein sinussweep 30-200 Hz 20 sek.
Eine Messung dauerte immer so lange, dass 2 Durchläufe aufgenommen wurden.
Für die Freifeld Messung wurde der Subwoofer mit Chassis nach außen an die Kante des offenen Kofferraums gestellt, das Mikrofon war etwa 20 cm mittig davor aufgehängt.
Bei den Messungen im Auto war der Subwoofer mittig (l/r) direkt hinter der Rücksitzbank seitlich abstrahlend. Das Mikrofon hing immer etwa 15 cm vor der Kopfstützte.
Hier mal das Ergebnis für den Fahrersitz:

Der olle Peak bei 20 Hz im Freifeld wird wohl dem nicht windfreien Freifeld gewidmet sein.
Ich würde jetzt daraus schließen, dass ich einen Subwoofer brauche, der zwischen 40 und 100 Hz eine Steigung von etwa 9 dB/oct hat (und darunter linear spielt ???).
Ich bin aber seeehr skeptisch was das Ergebnis angeht.
Danach müsste ich ein 10" Chassis in ein 8-10 L CB Gehäuse quetschen.

Schau hier im Forum mal nach, hier gab es zahlreiche Threads mit dem Druckkammereffekt und dessen Simulation in WinISD.

Bei dem, was ich gefunden habe, wurde meistens per EQ ein gain bei halber Resonanzfrequenz (wie auch immer die dann ermittelt wird) reingesetzt. Die genauen Parameter davon sind dann wieder Erfahrungssache.

MfG

Joze1
Moderator

#6 erstellt: 21. Jan 2020, 11:45

Hast du für die Messung ein kalibriertes Mikrofon verwendet? Andernfalls sind die Messungen ja schon mal nicht wirklich aussagekräftig.

Und ja, die Simu ist immer Erfahrungssache, in der Regel reicht auf der Reso ein EQ mit +3dB und auf der Hälfte der Reso ein EQ mit +9 bis +10 dB, je nach Fahrzeug und Dämmungszustand. Das ist ausreichend genau.
Was hier aber völlig außen vor gelassen wurde bisher: Die meisten präferieren im Bass gar keinen linearen Verlauf. Der darf schon mal deutlich angehoben sein. Und dazu kommt, dass die Car-Hifi-Referenzkurve im Bass auch ansteigt, auch damit wäre also ein linearer Verlauf an der Stelle ungünstig.

marvin12345
Schaut ab und zu mal vorbei

#7 erstellt: 22. Jan 2020, 13:33

Hast du für die Messung ein kalibriertes Mikrofon verwendet? Andernfalls sind die Messungen ja schon mal nicht wirklich aussagekräftig.

Ich habe kein kalibriertes Mikrophon benutzt.
Damit sind die Messkurven für sich allein wenig bis gar nicht aussagekräftig, das ist mir klar.
Aber es kommt hier auf das Verhältnis der Steigungen an.
Während bei der Freifeldmessung der Bereich zwischen 40 und 80 Hz relativ linear ist, haben wir
auf dem Fahrersitz eine Steigung von ~ 9 dB / oct.
Dadurch ergibt sich der für mich interessante Unterschied (Verbiegung) von 9 dB / oct.
Also egal wie der Subwoofer spielt und das Mikro das misst, sie tun es bei beiden Messungen ja gleich.
Dass die Freifeldmessung so linear geworden ist, ist eigentlich nur Zufall.

Bsp.:
Würde die Freifeldmessung jetzt eine Steigung von 3 dB / oct anzeigen und die auf dem Fahrersitz bliebe gleich, so würde das einer Verbiegung um 6 dB / oct entsprechen.

Der Messbereich unter 40 Hz ist hier wirklich nicht zu gebrauchen, ich vermute da steigt das Mikro dann komplett aus (ist ja auch eigentlich für die Aufzeichnung von Stimmen gedacht, soundblasterx H5).

Und ja, die Simu ist immer Erfahrungssache, in der Regel reicht auf der Reso ein EQ mit +3dB und auf der Hälfte der Reso ein EQ mit +9 bis +10 dB, je nach Fahrzeug und Dämmungszustand.

In Hinsicht auf die Messung einer Reso scheint mir diese Methode auch ziemlich unbrauchbar zu sein.
Wenn man nur die 3 Meter von Front- zu Heckscheibe nimmt, müsste die bei etwa 110 Hz liegen, macht wohl aus Erfahrung auch keinen Sinn.

Die meisten präferieren im Bass gar keinen linearen Verlauf.

Meinst du linear im Bassbereich oder linear mit dem Rest? s.u.
Im Bassbereich ist es doch meistens so, dass der Bereich um 50 Hz "am wichtigsten" ist und man da ordentlich Pegel haben will und man deswegen Einschränkungen in den anderen Bereichen in Kauf nimmt.

Und dazu kommt, dass die Car-Hifi-Referenzkurve im Bass auch ansteigt, auch damit wäre also ein linearer Verlauf an der Stelle ungünstig.

Oben im Link ist auch eine solche Referenzkurve mit drin, die ist im Bass linear, sinkt dann im Bereich ab 100 Hz mit variabler Steigung. Das müsste man dann wohl mit einem ordentlichen DSP einstellen, den hab ich aber leider nicht.

MfG

Joze1
Moderator

#8 erstellt: 22. Jan 2020, 13:53