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Thema Laufzeitunterschiede – ein unterschätztes Problem!

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    Thema Laufzeitunterschiede – ein unterschätztes Problem!

    Ein idealer Lautsprecher würde den Schall punktförmig abgeben, denn nur dann ist gewährleistet, dass alle Frequenzen gleichzeitig beim Hörplatz ankommen. Das ist aber eine Forderung, die bei passiven Mehrwegsystemen und analog aktiven mit planer Schallwand nicht erfüllbar ist. Bei großen Boxen, bei denen die Abstände der Chassis weit auseinander liegen, sind die dadurch entstehenden Phasenfehler besonders groß. Kleine Lautsprecher sind da im Vorteil.

    Dazu kommt, dass der Schallentstehungspunkt je nach Bautiefe der Chassis ebenfalls unterschiedlich ist. Beispielsweise ist dieser bei tiefbauenden Hörnern wesentlich "weiter hinten“ als bei Kalottenhochtönern oder Konus-Chassis oder gar welchen mit Flachmembran.

    Um Phasenfehler zumindest im Übergangsbereich zweier benachbarter Chassis zu minimieren, greifen die Hersteller (falls sinnvoll) von passiven oder analog aktiven Lautsprechern zu einem einfachen Trick, indem sie eines der beiden Chassis umpolen. Genau stimmt so etwas nie (wäre Zufall) aber besser ungenau als ganz falsch.

    Der Ordnung halber muss dazu noch erwähnt werden, dass es „absolute“ und „relative“ Phasengleichheit gibt. Absolut dürfte klar sein, bei relativ ist es so, dass zwar die gemeinsame Phase stimmt, dass aber der Schallentstehungspunkt um zumindest eine ganze Wellenlänge verschoben ist (ist bei Hörnern oft so).

    Würde man die einzelnen Chassis physisch so anordnen (gestufte oder gebogene konvexe Schallwand), dass die Abstände zum Kopf der hörenden Person hin immer gleich sind, wäre dieses Problem gelöst. Übrig blieben dann aber immer noch die unterschiedlichen Schallzentren (meist Hochtonwiedergabe oben auf Kopfhöhe, mittlere Frequenzen weiter unten und tiefe Frequenzen ganz unten).

    Das ist aber noch immer nicht alles, denn kaum wer hört mit nur einem Lautsprecher Musik. Bei der Stereowiedergabe gibt es zwei Lautsprecher und bei Surround noch um einige mehr. Befindet sich die hörende Person nicht exakt zwischen den Lautsprechern im sogenannten „Sweetspot“, wird jedes Chassis als einzelne Schallquelle wirksam und es gibt dementsprechend viele unterschiedliche Laufzeiten.
    Bei Sub/Sat-Systemen kommt zumindest noch ein Subwoofer dazu, der nicht selten wieder ganz wo anders steht.

    Von „richtiger“ Wiedergabe kann dann schon alleine aus diesem Grund nicht mehr die Rede sein, sondern viel mehr von einem "Schallzentren- und Laufzeit-Pallawatsch".

    Um nicht schon wieder etwas Negatives zu schreiben: die Auswirkungen in der Praxis sind lange nicht so dramatisch wie sich das liest.
    Man kann es sich jetzt aussuchen: entweder, weil das menschliche Gehör so schlecht ist, dass diese Fehler nicht auffallen. Oder weil es so gut ist, dass es diese Fehler irgendwie "überhört". Ich weiß es nicht
    Messtechnisch ist alles das jedenfalls ganz eindeutig (wieder mal).

    Gibt es dafür eine "Gegenmittel"? Ja, sogar ein sehr gutes.

    Bei vollaktiven Lautsprechern mit digitalen Frequenzweichen (DSP) kann man diese Probleme auf ganz einfache Art lösen, denn hier ist es möglich, die Laufzeiten jedes einzelnen Chassis mittels Delay so anzupassen, dass deren Schall gleichzeitig beim Hörplatz ankommt, auch bei planer Schallwand. Beispielsweise würde bei einem Lautsprecher mit tief bauenden Horn dessen Schallzentrum als "Zeit-Nullpunkt" verwendet werden. Die anderen Chassis, deren Schallentstehungspunkt weiter vorne liegt (und/oder deren Laufzeit zur hörenden Person kürzer ist) würden dann das dazu passende Delay erhalten.

    Die Alternativen:

    - Ein Chassis für alles, mit allen sich dabei ergebenden „anderen Problemen“ (vor allem hoher Klirr schon bei geringen Lautstärken, geringe Bandbreite und kaum Tiefbassfähigkeit).

    - In sich verschachtelte Chassis, meist Koaxe, seltener Triaxe (leider aus bestimmten Gründen auch nicht ganz perfekt) und so gut wie einmalig der vierwegige und vollaktive „One Point“ Lautsprecher von Cabasse „La Sphére“. Der Preis ist dementsprechend.....

    - D' Appolito Chassisanordnung. Eine relativ einfache und gute Methode zur punktförmigen Schallabstrahlung, allerdings nur dann, wenn alles auf einen Hörplatz/Punkt hin optimiert wird. Schon wenn die sonst sitzende Person nur aufsteht, stimmen die Laufzeiten nicht mehr.

    - Schallzeilen, bei denen die unterschiedlichen Laufzeiten der Chassis zur hörenden Person hin sogar zum Vorteil werden, weil sich dadurch zylinderförmige Schallabstrahlung ergibt. Decken und Bodenreflexionen werden dadurch weitgehend vermieden (Erfahrung habe ich damit nicht).

    ---------------------------------

    Anmerkung: wie immer und wie auch sämtliche Artikel in meiner HP, ist alles was ich zur Audiowiedergabe schreibe "aus meinem Kopf" heraus und entspricht meinen praktischen Erfahrungen. Nicht ein Satz davon ist "ergoogelt" (wenn es eimal anders ist, dann schreibe ich es dazu).

    Sollte Jemand andere Erfahrungen gemacht haben, dann bitte her damit.
    Zuletzt geändert von David; 23.11.2021, 19:02.
    Gruß
    David


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    GÄSTE können Beiträge schreiben, diese werden aber vor Freischaltung geprüft.
    Einen „Audio-Laien“ erkennt man daran, dass er sich viel mehr mit Audiokomponenten beschäftigt als mit Raumakustik, LS-Aufstellung und Hörplatzwahl.
    Auch Personen, die noch wenig Wissen auf diesem Gebiet haben, oder solche, die Rat und Hinweise von Erfahrenen suchen, sind hier richtig.
    Meine Auffassung von seriösen Vergleichstests: Klick mich - Die bisherigen Testergebnisse: Klick mich - Private Anlage: Klick mich - Wann gefällt mir ein Musikstück? - Klick mich
    Grundsätzlich: Behauptungen die mir bedenklich erscheinen, glaube ich erst, wenn sie mir in Form eines verblindeten Vergleichs bewiesen werden konnten. Das gilt für das was ich selbst zu hören glaube ebenso.
    Eine Bitte an Alle: nicht ganze (noch dazu große) Beiträge zitieren und darunter einen kurzen Kommentar schreiben! Besser (beispielsweise): "Volle Zustimmung zu Beitrag 37".
    Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

    #2
    Hallo David, ein sehr interessanter Bericht in dem viel Erfahrung steckt!
    Da bin ich doch mit meinen German Physiks Unicorn (Einweglautsprecher mit Linearisierung mittels DSP) ganz gut dabei ...
    Viele Grüße aus Bayern
    Manfred

    Kommentar


      #3
      Ein Gegenmittel, das mir noch einfällt = je kleiner das Hördreieck, desto weniger kommen Laufzeitunterschiede zum Tragen, auch ohne DSP.
      Glauben ist gut, Wissen ist besser. Sapienti sat.

      Kommentar


        #4
        Es gibt noch ein "Gegenmittel", Kopfhörer.

        Gruß

        RD

        Kommentar


          #5
          Ja, besonders für Leute mit akustisch grausamen Räumen (90%?), und preislich absolut unschlagbar.
          Glauben ist gut, Wissen ist besser. Sapienti sat.

          Kommentar


            #6
            ...und trotzdem ist der Kopfhörerklang halt was anderes als wenn man von den Boxen her den Bass auch fühlen kann!
            Nachbarschaftsfreundlicher ist auf jeden Fall der Kopfhörer. Will man einen gewissen Pegel hören, wird´s halt einfach irgendwann zu laut für ein harmonisches Zusammenleben, da kann man machen was man will.
            Pure Vernunft darf niemals siegen! (c) Tocotronic

            https://www.discogs.com/user/ArchmanGV

            Kommentar


              #7
              Zitat von respice finem Beitrag anzeigen
              Ein Gegenmittel, das mir noch einfällt = je kleiner das Hördreieck, desto weniger kommen Laufzeitunterschiede zum Tragen, auch ohne DSP.
              Überlege mal: es ist genau umgekehrt. Stelle dir vor, du bist nur 10 cm groß......

              Die Sache ist umso günstiger, desto kleiner die Box ist. Und noch einmal günstiger, wenn der Hörabstand groß ist (leider!).
              Gruß
              David


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                #8
                Zitat von David Beitrag anzeigen
                ....
                Gibt es dafür eine "Gegenmittel"? Ja, sogar ein sehr gutes.

                Bei vollaktiven Lautsprechern mit digitalen Frequenzweichen (DSP) kann man diese Probleme auf ganz einfache Art lösen, denn hier ist es möglich, die Laufzeiten jedes einzelnen Chassis mittels Delay so anzupassen, dass deren Schall gleichzeitig beim Hörplatz ankommt, auch bei planer Schallwand. Beispielsweise würde bei einem Lautsprecher mit tief bauenden Horn dessen Schallzentrum als "Zeit-Nullpunkt" verwendet werden. Die anderen Chassis, deren Schallentstehungspunkt weiter vorne liegt (und/oder deren Laufzeit zur hörenden Person kürzer ist) würden dann das dazu passende Delay erhalten.
                Das gilt bei konventioneller Chassis Anordnung, aber nur für genau einen einzigen Punkt im Raum.

                Die Alternativen:

                - Ein Chassis für alles, mit allen sich dabei ergebenden „anderen Problemen“ (vor allem hoher Klirr schon bei geringen Lautstärken, geringe Bandbreite und kaum Tiefbassfähigkeit).

                - In sich verschachtelte Chassis, meist Koaxe, seltener Triaxe (leider aus bestimmten Gründen auch nicht ganz perfekt) und so gut wie einmalig der vierwegige und vollaktive „One Point“ Lautsprecher von Cabasse „La Sphére“. Der Preis ist dementsprechend.....
                Das ist die einzige Lösung damit es für mehr als einen Punkt im Raum gilt.

                - D' Appolito Chassisanordnung. Eine relativ einfache und gute Methode zur punktförmigen Schallabstrahlung, allerdings nur dann, wenn alles auf einen Hörplatz/Punkt hin optimiert wird. Schon wenn die sonst sitzende Person nur aufsteht, stimmen die Laufzeiten nicht mehr.
                Oder sich vor oder zurück bewegt.
                Da ist D'appo genauso gut/schlecht wie jede andere Box mit konventioneller Anordnung.

                - Schallzeilen, bei denen die unterschiedlichen Laufzeiten der Chassis zur hörenden Person hin sogar zum Vorteil werden, weil sich dadurch zylinderförmige Schallabstrahlung ergibt. Decken und Bodenreflexionen werden dadurch weitgehend vermieden (Erfahrung habe ich damit nicht).
                Sobald man hier aber >1wegig wird hat man danach das selbe Problem.
                Also Zylinderwelle ist nicht gleich mit keine Lautzeitdifferenzen.



                Aber um etwas auszuholen...
                Dieses Problem wird immer wieder angesprochen und es gibt vor allem unter den "Zeitrichtigkeits"-und passiv-Verfechtern auch entsprechende Lösungen.
                Schräg gestellte Schallwande, stufige Schallwände,... weil man mit passiver Weiche kaum eine andere Chance hat.
                Man kann zwar Allpässe machen, aber oft wird dieses Konstruktionsmerkmal (Schallwand) besonders herausgestellt.

                Dabei wird allerdings z.B völlig auf die Gruppenlaufzeit ansich vergessen.
                Hier z.B. die Gruppenlaufzeit eines Bassreflex Lautsprechers, der den TT bei 570Hz trennt.

                Quelle: Neumann

                Bei 50Hz gibt es 10ms.
                D.h. 50Hz werden um 10ms verzögert vom Lautsprecher abgestrahlt.
                Der Schall breitet sich in Luft mit ca. 343m/s aus. D.h. in 10ms kommt er 3,43m weit.

                Also es wäre so wie wenn der Tieftöner bei 50Hz 3,43m weiter hinter (vom Hörplatz weg) dem MT/HT stehen würde.

                Bei 1kHz wiederum (ich kann das nicht genau lesen in der Skalierung) ist es so dass es ~1-2ms sind.
                Also nehmen wir 1ms an, dann sind das immer noch 0,343m (34,3cm).


                Kurz gesagt wenn man das als Problem ansieht, und sich um ein paar wenige cm Sorgen macht, dann sollte man konsequent sein und das auch im oben geschilderten Fall versuchen zu lösen.
                Die Zeitrichtigkeits-Verfechter machen das über sehr flache (oder keine) Filter, haben jedoch im TT keine Möglichkeit einzugreifen.
                Eine Lösung gibt es nur über FIR Filter, die vereinfacht gesagt, alle anderen Frequenzen so verzögern dass am Ende alle gleichzeitig abgegeben werden bzw. am Hörplatz ankommen.


                Was jedoch vieeeel mehr wiegt als dieser Zusammenhang:
                Auslöschungen zwischen Chassis, dafür kann man die genannten Delays, Schrägstellungen unsw... nutzen.
                Denn diese hauen teils massive Löcher in den Amplituden-FG.

                mfg

                Kommentar


                  #9
                  und nicht zu vergessen, BR lautsprecher haben dieses problem im bass stärker
                  zusätzlich fügt eine subweiche einiges dazu

                  ALSregel: besser man kann mehr, als man macht, als man macht mehr, als man kann. (brecht)

                  Kommentar


                    #10
                    Zitat von David Beitrag anzeigen

                    Überlege mal: es ist genau umgekehrt. Stelle dir vor, du bist nur 10 cm groß......

                    Die Sache ist umso günstiger, desto kleiner die Box ist. Und noch einmal günstiger, wenn der Hörabstand groß ist (leider!).
                    Ja, stimmt, Mistverständnis Luft ist kein Gummi:
                    https://de.wikipedia.org/wiki/Schall...%C3%A4ngigkeit
                    Glauben ist gut, Wissen ist besser. Sapienti sat.

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                      #11
                      Zitat von respice finem Beitrag anzeigen

                      Ja, stimmt, Mistverständnis Luft ist kein Gummi:
                      https://de.wikipedia.org/wiki/Schall...%C3%A4ngigkeit
                      Kann Jedem passieren.
                      Für jeden Fehler/Irrtum in meinem Leben einen Euro, damit könnte ich wahrscheinlich eine Luxus-Weltreise machen.
                      Gruß
                      David


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                      Auch Personen, die noch wenig Wissen auf diesem Gebiet haben, oder solche, die Rat und Hinweise von Erfahrenen suchen, sind hier richtig.
                      Meine Auffassung von seriösen Vergleichstests: Klick mich - Die bisherigen Testergebnisse: Klick mich - Private Anlage: Klick mich - Wann gefällt mir ein Musikstück? - Klick mich
                      Grundsätzlich: Behauptungen die mir bedenklich erscheinen, glaube ich erst, wenn sie mir in Form eines verblindeten Vergleichs bewiesen werden konnten. Das gilt für das was ich selbst zu hören glaube ebenso.
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                      Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

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