Mit FIR-Filtern Auschwingzeit reduzieren?

fftransformation
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Mit FIR-Filtern Auschwingzeit reduzieren?

Beitrag von fftransformation »

Hallo Zusammen,

hat sich schon mal jemand Gedanken gemacht, wie sowas gehen könnte:

http://www.neumann-kh-line.com/neumann- ... ucts_O500C#

Mal bitte das Ausschwingdiagramm ansehen.

Das kann ja kein LS "nativ" und nur die Box mit FIR Kontroller hat so ein Diagramm, ich hab nicht mal ansatzweise ne Idee wie man sowas bewerkstelligen könnte.

Nicht dass das der Stein der Weißen ist, der Raum verlängert das Ausschwingen ja viel viel mehr, aber dennoch wäre es sehr interessant Ansätze zu einer solchen Lautsprechertechnik zu hören, falls jemand eine Idee hat.

Gruss Georg
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Grauwacke
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Beitrag von Grauwacke »

Hallo, Georg,

ob diese Behauptung stimmt, möchte ich bezweifeln.
fftransformation hat geschrieben: Das kann ja kein LS "nativ"
Ich denke, das hat auch wenig mit FIR-Filtern zu tun (die vermeiden bei genügender Steilheit allerdings Anregungen der Membran in Frequenzbereichen, in denen sie eventuell Resonanzen aufweisen) als mit der Güte des Systems selber. Diese setzt sich zusammen aus der mechanischen und der elektrischen Güte Qe. Bei letzterer ist sicher die aktive Ansteuerung direkt vom Verstärker ohne Cs und Ls dazwischen nur von Vorteil wegen dem besseren Dämpfungsfaktor. Die mechanische Güte Qm setzt sich zusammen aus der Güte des Chassis plus dem Einfluß des Gehäuses, das selber ja auch ein schwingungsfähiges System darstellt. Wenn beide Güten zusammen eine optimale Gesamtgüte Qt ergeben, ist auch das Ausschwingverhalten optimal (wobei man jetzt optimal definieren müsste :D ).

Viele Grüße
Helge
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Georg,

natürlich kann man neben der von Helge erwähnten steilflankigen Koppelung der einzelnen Chassis auch jedes unsaubere Nachschwingen einer Membran abhängig zur wiedergegeben Frequenz als Korrekturpuls in ein FIR-Filter einarbeiten und würde damit eine saubere Wiedergabe erreichen.

Aus meiner Sicht wäre das auch nachträglich möglich mit Acourate, was den Vorteil hätte, sowohl Raum als auch Chassi szu korrigieren - ggf. durch ein Prefilter auch hintereinander (zuerst das Chassis korrigieren in Bezug auf Ausschwingverhalten, Frequenzbereich und GLZ) und dann in einer Über-alles-Korrektur in bezug auf den Hörraum. In Hinsicht auf den Bassbereich könnte hier dann auch noch ein VBA-Vor-Filter (siehe Thread über virtuellen Gegenbass) seinen Platz finden.

Die Möglichkeiten mit FIR-Filtern sind noch lange nicht ausgereizt...

Grüße
Fujak
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heifisch
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Beitrag von heifisch »

Ich habe das Ausschwingdiagramm nicht gefunden. Wo ist es denn?

Heiner
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Heiner,
heifisch hat geschrieben:Ich habe das Ausschwingdiagramm nicht gefunden. Wo ist es denn?
auf der verlinkten Seite rechts unter "Informationen" kann man "Messkurven" anwählen, dann scrollen bis "O 500 C Zerfallsspektrum" kommt und das zeigt das Ausschwingverhalten über der Frequenz.

Gruß,
Winfried

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Grauwacke
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Beitrag von Grauwacke »

Fujak hat geschrieben: natürlich kann man neben der von Helge erwähnten steilflankigen Koppelung der einzelnen Chassis auch jedes unsaubere Nachschwingen einer Membran abhängig zur wiedergegeben Frequenz als Korrekturpuls in ein FIR-Filter einarbeiten und würde damit eine saubere Wiedergabe erreichen.

Die Möglichkeiten mit FIR-Filtern sind noch lange nicht ausgereizt...
Hallo, Fujak,

Stichwort Klippelparameter: Sind die in FIR-Filtern schonmal implementiert worden?

Grüße
Helge
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Helge,
Grauwacke hat geschrieben:Stichwort Klippelparameter: Sind die in FIR-Filtern schonmal implementiert worden?
mir ist Klippel nur als Anbieter von Audio-Analyse und Mess-Systemen bekannt (mein Subwoofer wurde mit Hilfe der Klippel-Systeme entwickelt), aber Klippel-Parameter sind mir nicht bekannt. Wie definieren sich denn die Klippel-Parameter?

Grüße
Fujak
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Grauwacke
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Beitrag von Grauwacke »

Fujak hat geschrieben:Hallo Helge,
Grauwacke hat geschrieben:Stichwort Klippelparameter: Sind die in FIR-Filtern schonmal implementiert worden?
mir ist Klippel nur als Anbieter von Audio-Analyse und Mess-Systemen bekannt (mein Subwoofer wurde mit Hilfe der Klippel-Systeme entwickelt), aber Klippel-Parameter sind mir nicht bekannt. Wie definieren sich denn die Klippel-Parameter?
Hallo Fujak,

mit dem Begriff Klippelparameter meinte ich genau die Art von Messungen, wie sie Klippel in einem AES-paper (wenn ich nicht irre) beschrieben hat: Messungen z.B. der Auslenkungskräfte versus Auslenkung etc. All die Nichtlinearitäten eines Chassis ließen sich ja analog zu den Thiele-Small-Parametern auch parametrisieren und dann in FIR-Filtern implementieren. Herr Thaden (Four-Audio) erwähnte das auch mal en passant. Scheint aber noch Neuland zu sein.

Grüße
Helge
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Helge,

alles klar; es sind also jene Parameter, die Klippel u.a. in ihren Mess- und Analysesystemem verwendet, um anhand der Differenz von Auslenkungskräften und realer Auslenkung der Membran Lautsprecher in ihrer Wiedergabepräzision zu optimieren. So wurde es jedenfalls in der Entwicklung meines Subs gemacht um die für die THX-II-Zertifizierunug geforderten maximalen 1% THD bei 20 Hz hinzubekommen.

Wenn man die Parameter eines Chassis kennt und die Differrenz zum Ist-Wert (und zwar im eingebauten Zustand - da sich dadurch noch etwas ändern kann) misst, könnte man das in einen Korrekturfilter einarbeiten. Die Frage ist allerdings, in welchem Ausmaß die Auswirkungen dieser Differenz bereits in der Optimierung der Sprungantwort (durch Linearisierung von FG, Time-Alignment und Phasenharmonisierung), wie dies Accourate tut, enthalten sind.

Vielleicht kann Uli etwas dazu sagen. Uli, liest Du mit?

Grüße
Fujak
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Wir kennen im deutschsprachigen Raum den Begriff der Regelungs- und Steuerungstechnik. Und unterscheiden da fein zwischen den Begriffen Regelung und Steuerung. Die angewandten FIR-Filter fallen hier in den Bereich der Steuerung von linearen zeitinvarianten Systemen. Es ist dabei keine Rückkopplung mit im Spiel. D.h. dass man hier dem System einen Sollwert vorgibt und erwartet, dass das System, ein gutes zumindest, sich auch entsprechend verhält.

Das Hinzufügen von nichtlinearem Verhalten, häufig kennzeichnend ausgedrückt mit dem Begriff Verzerrung, bringt einen zusätzlichen Schwierigkeitsgrad mit sich. FIR-Filter bieten hier keine Lösung. Dann muss eine Rückkopplung eingeführt werden, also eine messtechnische Erfassung der Abweichung zwischen Soll und Ist. Man kann anstelle der Rückkopplung auch eine Zustandsgrößenbeobachtung einführen, was eine Abschätzung des Istwertes aufgrund einer Modellbildung darstellt. Ich hab dazu mal ganze Semester Vorlesungen darüber gehört, in der beruflichen Praxis aber keine einzige Realisierung erlebt. Ich meine, weil zumeist die Modellbildung fehlerbehaftet ist und man schnell das Gegenteil erreicht.

Wer sich im Rahmen der Filtertechnik näher mit dem Thema befassen mag, sollte zum Stichpunkt Volterra-Kernel googeln.

Grundsätzlich ist kein allgemeiner Ansatz zu erwarten, so wie z.B. die FIR-Filter vergleichsweise prima für die meisten Anwendungsfälle erzeugt und angewandt werden können. Wenn es in den Bereich der Nichtlinearitäten hineingeht, muss jedes System für sich optimiert werden.

Grüsse
Uli
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Uli,

mir kam beim lesen sofort ein Aspekt in den Sinn, den Du vielleicht in diesem Zusammenhang mitkommentieren könntest:

Es lässt sich doch denken, das nichtlineare Verhalten der LS Chassis erst (natürlich in Grenzen) mit einer Sensorregelung und durch z.B. FIR Filtersteuerung den dann möglicherweise/wahrscheinlich verbleibenden linearen Korrekturbedarf zu behandeln.

Was meinst Du dazu? Wäre das nicht optimal oder eher overkill? Ist der Regelungsansatz nicht mehr zeitgemäß/nötig? Oder ...?

Danke und Gruß,
Winfried

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KSTR
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Beitrag von KSTR »

^ Chassis nehmen mit viel Fläche und wenig Hub, und mehrere davon in geschl. Gehäusen. Und welche mit dem brutalstem Motor (also welche die schon im Spannungsantrieb ein Qts von < 0.2 haben) für hohe innere Gegenkopplung die man noch äusserlich erhöhen kann (Antrieb mit negativem Ausgangswiderstand des Amps) so dass wir bei einem Qts weit unter 0.1 landen. Solange wir den Hub nicht übersteuern, sind Änderungen der Einspannung und sonstige Umwelteffekte damit effektiv ausgehebelt und die restliche Nichtlinearität ist rein/allein vom Motor abhängig (wo eben weg kurzem Hub nicht mehr viel sein kann wenn der Hersteller sein Handwerk beherrscht).

Einen Langhuber per Sensor zu linearisieren ist intelligenter, aber mit roher Gewalt und hohem Materialeinsatz geht es auch ohne ganz wunderbar...

Das Entzerren ist in beiden Fällen der triviale Teil, im Vergleich.
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Klaus,
KSTR hat geschrieben:Einen Langhuber per Sensor zu linearisieren ist intelligenter, aber mit roher Gewalt und hohem Materialeinsatz geht es auch ohne ganz wunderbar...
Wenn ich mir die Chassis von SVS anschaue, dann bin ich überzeugt, dass sie die Präzision ihrer Subs genau mit dieser "Brute-Force-Methode" hinbekommen:

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Quelle: http://www.svssound.com

Grüße
Fujak
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freezebox
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Beitrag von freezebox »

Hallo Klaus,
KSTR hat geschrieben:^ Chassis nehmen mit viel Fläche und wenig Hub, und mehrere davon in geschl. Gehäusen. Und welche mit dem brutalstem Motor (also welche die schon im Spannungsantrieb ein Qts von < 0.2 haben) für hohe innere Gegenkopplung die man noch äusserlich erhöhen kann (Antrieb mit negativem Ausgangswiderstand des Amps) so dass wir bei einem Qts weit unter 0.1 landen. Solange wir den Hub nicht übersteuern, sind Änderungen der Einspannung und sonstige Umwelteffekte damit effektiv ausgehebelt und die restliche Nichtlinearität ist rein/allein vom Motor abhängig (wo eben weg kurzem Hub nicht mehr viel sein kann wenn der Hersteller sein Handwerk beherrscht)....
Das würde bedeuten, dass die Abacus-Verstärker am besten mit Chassis mit dicken Magneten (vor allem mit geringem Qes) funktionieren sollten, damit das Schwingsystem gut vom Amp kontrolliert werden kann, richtig? Welchen Einfluss hat denn die Induktivität der Spule auf die Basskontrolle? Sie ist doch für die Gegenspannung mit verantwortlich, die dann die Bremswirkung durch den amp erzeugt.

Was mich in diesem Zusammenhang wundert ist, dass Abacus in seinen Boxen überwiegend Lautsprecher mit hoher Güte verbaut - mag am niedrigeren Anschaffungspreis oder der höheren Bassausbeute bei begrenzter amp-Leistung in kleinen geschlossenen Gehäusen liegen, aber der Kontrolle ist das ja nicht zuträglich, oder?

Grüße,
Jörn
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fftransformation
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Beitrag von fftransformation »

freezebox hat geschrieben: Abacus in seinen Boxen überwiegend Lautsprecher mit hoher Güte verbaut
Das ist einfach, Chassis mit großem Magnet haben tendenziell geringere Güte, auf alle Fälle höheren Bl, dieser begrenzt aber dern Schwingungszyklus zu früh, daher der Pegelabfall im Tiefbass bei solchen Chassis. Da Abacus das Ziel von möglichst viel Tiefbass zu erzeugen verfolgen, bleibt Ihnen gar nix anderes übrig. Das wären so meine Erfahrungen..

Um zum Thema zurückzukommen, die Aktive Entzerrung der Chassis ist natürlich ein super interessantes Thema, ich selbst konnte ein solches Teil mal durchmessen und die Klirrwerte sind wirklich exzellent :wink:
Es war übrigends ein Velodyne DD18.

Dass hier eine Form der Servoreglung dahinterstecken muss, wurde mir recht schnell klar. Denn meine Precision Devices klirren viel mehr vor allem, bei Intermodulation. Man überwacht also einfach was die Membran tut und vergleicht das mit den ursprünglichen Signal, und erzeugt eine Korrektur in Echtzeit. Ich könnte mir vorstellen, dass dies sogar sich analog bewerkstelligen lässt. Auf alle Fälle gilt, nicht lineare Schwingungen werden so aus linearisiert und daraus resultiert weniger Klirr.

Damit dies auch in der Zeitdomäne gehen kann, würde ja bedeuten, dass man einen "aktiven" Dämpfungsfaktor benötigt und man die LS-Paramter sehr genau kennt, bzw. die sich nie verändern...
Wenn ich allerdings so darüber nachdenke, könnte man hier vermutlich auch ein Vergleich zwischen ist und soll machen, dies würde dann aber wieder ein Chassis mit Tachometer voraussetzen.

Mein Gedanke war es aber statisch über FIR zu machen, aber nach Uli´s Aussage ist es mir auch einleuchtend dass statische Systeme immer wieder nachgemessen werden müssten. Vor allem, wenn, wie in diesem Fall, die Eingriffe nicht subtiler Natur sind! Das würde wiederrum bedeuten, dass die O500 das wohl "nativ" können muss ...
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