Virtueller Gegenbass - Er funktioniert!

uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Fujak hat geschrieben:Es könnte die Antwort auf mein Problem mit der "Moden-Doppelspitze" sein. Der frei konfigurierbare Bandpass, den man passgenau über den/die Moden-Peak/s "legen" kann, ohne auf die Raumabmessungen zurückgreifen zu müssen, ist angesichts meines vieleckigen Raumes genau nach meinem Geschmack.
Fujak,

m.E. wäre die Vorgehensweise: zuerst ein Filter für die erste Spitze erzeugen und mit der Pulsantwort falten. Dann ein Filter für die zweite Spitze anhand der gefalteten Pulsantwort bestimmen und mit nochmaliger Faltung Ergebnis testen.

Grüsse
Uli
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Uli,

genau so habe ich es zwischenzeitlich schon gemacht. Im klanglichen Vergleich allerdings klingt die alleinige Behandlung der ersten Spitze deutlich trockener und natürlicher, als wenn ich das Ergebnis ein weiteres Mal mit dem Filter für die zweite Spitze falte. Hier kommt in die Sprungantwort viel Unruhe. Wenn ich den Original-Puls nur mit dem Filter für die 2. Spitze falte, kann man in der Sprungantwort sehen, dass hier nur eine minimale Abschwächung stattfindet (5. Kurve dunkelgrün). Insofern wundert es mich nicht, dass die doppelte Faltung schlechter klingt, auch wenn das FG-Diagramm bei der doppelten Faltung eine effiziente "Erosion" beider Wellenberge zeigt.

Hier mal die Grafik (zur Vergrößerung anklicken):

Bild

Erklärung der Kurven-Bezeichnungen:
Pulse44Orig_L = Originale Pulsantwort
pEQ_22.5Hz_Q4_G-17 = VBA-Filter bei 22.5 Hz mit Filtergüte Q=4 und Gain -17
pEQ_32.5Hz_Q8_G-12 = VBA-Filter bei 32.5 Hz mit Filtergüte Q=8 und Gain -12
Step Conv_22.5Hz = Sprungantwort Convolution mit VBA-Filter 22.5 Hz
Step Conv_32.5Hz = Sprungantwort Convolution mit VBA-Filter 32.5 Hz
Step Conv_22.5Hz_32.5 Hz = Sprungantwort Convolution Sprungantwort 22.5Hz mit VBA-Filter 32.5 Hz

Insgesamt kann ich feststellen, dass die heute von Dir vorgestellte Herangehensweise an die Berechnung der VBA-Filter bei mir deutlich bessere Resultat zustande bringt - im Sinne von einem noch präziseren und vor allem dabei auch natürlich klingenden Bass. Laufe ich im Raum umher, ist auch außerhalb des Messbereiches weniger Moden-Anregung zu hören als mit der auf Raumabmessungen basierenden Methode.

Die neue Methode lässt sich zudem wesentlich schneller realisieren. In wenigen Minuten ist das VBA-Filter umgesetzt. Vielen Dank, Uli! :cheers:

Grüße
Fujak
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Jahresprogramm
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Beitrag von Jahresprogramm »

Hallo,
Fujak hat geschrieben:In wenigen Minuten ist das VBA-Filter umgesetzt.
Jap :D

Weil's so schön ist habe ich auf die Schnelle mal ein Vergleich des VBA-Filters (ALT-VBA) aus meinem Bericht mit 2,95m Delay und dem neuen Bandpass-VBA (3D-VBA) gemacht. Hier der FG des 3D-VBA in grün, des ALT-VBA in blau, der Raumpulsantwort in rot und der Faltung mit dem 3D-VBA in braun:

Bild

Hier die Sprungantworten der Faltungen der Raumpulsantwort (rot) mit dem ALT-VBA (grün) und 3D-VBA (braun):

Bild

Und man sieht, dass man kaum ein Unterschied sieht. :D Das kann nur bedeuten, dass mein zuvor erstelltes Filter super war und dass Bandpass-Filter mindestens gleich gut funktioniert. Neben der wesentlich einfachen Erstellung hat das Bandpassfilter einen weiteren Vorteil: Ich hab durch die entfallene Normierung keinen Pegel-Verlust beim Einsatz des Filters.

Ich finde das neue Bandpass-Filter wesentlich eleganter. Herzlichen Dank Uli :D

Vollständigkeitshalber - Daten des Bandpassfilters:
F 54,83Hz
Q 4
Gain -14dB

Grüße
Alex
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Sieht nach einem guten Schritt voran aus! Glückwunsch! Hans-Martin
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Jahresprogramm
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Beitrag von Jahresprogramm »

Hallo Winfried,

ich muss auch ehrlich zugeben, dass ich nicht sofort umrissen habe, wie das neue Bandpass-Filter ohne Delay funktionieren soll. Für ein besseres Verständnis habe ich mal die Sprungantworten beder Filter (alt in blau und neu als Bandpassfilter in grün), die bei mir zu "ähnlichen" Resultaten führen, übereinander gelegt:

Bild

Die Markierung im Bild liegt auf den Minima beider Filter. Die Minima der Filter liegen exakt übereinander. Das Delay ist bei beiden Filtern gleich.

Grüße
Alex
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Jahresprogramm hat geschrieben:ich muss auch ehrlich zugeben, dass ich nicht sofort umrissen habe, wie das neue Bandpass-Filter ohne Delay funktionieren soll. Für ein besseres Verständnis habe ich mal die Sprungantworten beider Filter (alt in blau und neu als Bandpassfilter in grün), die bei mir zu "ähnlichen" Resultaten führen, übereinander gelegt
Alex,

Dein Bild zeigt, korrekterweise, die Pulsantworten übereinander gelegt. Ansonsten aber doch eine prima Idee, die beiden Kurven zusammen zu zeigen.

Grüsse
Uli
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo zusammen,

angeregt durch den Hinweis von Alex auf den unruhigen Kurvenverlauf meiner Sprungantwort des mit dem IIR-Filter convolvten Pulses, habe ich mich heute mit der Frage beschäftigt, welchen Einfluss die Intensität des Gain bei der Erstellung des IIR-Filters auf den Klang hat.

Ich habe in Bezug auf meine durch eine Doppelspitze manifestierte Raummode mehrere Gain-Einstellungen ausprobiert: Gain -17 (das entspricht der von Uli angegeben Orientierung, dass die Grundlinie des Gain über dem Frequenzgang der Messung liegt, d.h. ohne die Amplituden von Raummoden einzubeziehen), Gain -08 (weil es ca. die Hälfte dessen entspricht) und Gain -12 (als einen Wert in der Mitte zwischen den anderen beiden).

Ihre Charakteristik und die Auswirkung auf den FG veranschaulicht die nachfolgende Grafik im oberen Fenster (dabei habe ich aus Platz-Gründen nur die -17 und die -08 dargestellt). Im unteren Fenster sieht man die Sprungantworten des Original-Pulses (rot), des Pulses mit -17 (grün) und mit Gain -08 (schwarz) convolvten Pulses:

Bild

Man sieht analog zu den Auswirkungen im Frequenzgang, wie ein stärker eingestelltes Gain, die Sprungantwort, schneller ausklingen lässt. Zugleich aber ist dies auch mit einem unruhigeren "Gezappel" der Kurve verbunden.

Mich hat nun interessiert, inwieweit man die Unterschiede positiv oder negativ in der Klangqualität der Basswiedergabe heraushört. Also habe ich die entsprechenden Filter (Makro 1-4) für R+L erstellt - jeweils einen Filtersatz mit einem IIR-Filter-Gain von -17 und einen mit -08. Die Korrekturergebnisse sehen in Bezug auf den FG identisch aus, nämlich so:

Bild

Man sieht hier den Originalen FG (rot) und den mit dem Filter korrigierten FG (grün). Ich habe der grünen Kurve einen Offset von -5.9 verpasst, um die Korrektur-Differenz im Bassbereich deutlich zu machen.
In der Sprungantwort ist ebenfalls ein deutlicher Unterschied zu sehen.

Mit beiden Filtersätzen (Gain -17 und Gain -08) habe ich dann jeweils die Playlist des Forumstreffens convolvt und vergleichend angehört.

Ergebnis: Die mit Gain -17 convolvten Stücke hören sich in der Basswiedergabe trockener, präziser und konturierter an. Die mit Gain -08 convolvten Stücke hören sich bereits wieder etwas mehr in Richtung der Stücke mit "normalem" Convolving (also ohne VBA-Filter) an, aber immer noch wesentlich präziser und trockener.

Das entscheidende aber für mich ist bei diesem Vergleich, dass es in Bezug auf die Natürlichkeit der Basswiedergabe keinen Unterschied gibt. Aufgrund der deutlich unruhigeren Sprungantwort des mit Gain -17 convolvten Original-Pulses (siehe 1. Grafik, unteres Fenster) hatte ich damit gerechnet, dass sich diese Korrektur irgendwie künstlicher anhören könnte. Da dem nicht so ist, habe ich mich für das "trockenere" Filter entschieden (im Moment läuft gerade das Offline-Convolving meiner Musikfiles auf Hochtouren durch).

Grüße
Fujak
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Fujak hat geschrieben:... schneller ausklingen lässt. Zugleich aber ist dies auch mit einem unruhigeren "Gezappel" der Kurve verbunden.
Es kann gut sein, dass das Gezappel schlichtweg vorhanden ist, aber in der großen Oszillation der Resonanzfrequenz visuell untergeht. Und je besser diese gefiltert ist, umso mehr sieht man das Gezappel. Es muss ja auch noch was vorhanden sein, die verbleibende Pulsantwort zeigt noch genug Auf und Ab im Frequenzgang.

Grüsse
Uli
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Uli,

danke für Deine Antwort. Das könnte mich glatt dazu verleiten, einmal auszuprobieren, wie weit ich das Gain runterziehen kann... :D

Grüße
Fujak
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Jahresprogramm
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Beitrag von Jahresprogramm »

Hallo Uli,
uli.brueggemann hat geschrieben:Dein Bild zeigt, korrekterweise, die Pulsantworten übereinander gelegt.
Ich glaube, etwas Nachhilfe bei den Begrifflichkeiten würde mir nicht schaden :) .

Grüße
Alex
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nihil.sine.causa
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Beitrag von nihil.sine.causa »

Erweiterter virtueller Gegenbass - ein akustischer Interpretationsversuch

Liebe Gegenbassfreunde,

der Neue Ansatz zum virtuellen Gegenbass von Uli hat mich ziemlich irritiert. :oops: Zwar ist mir klar, dass Alex und Fujak gute Erfolge haben ("Wer heilt hat Recht." würde Peter vermutlich sagen) und Ulis Argumente sind bestechend. Allerdings hatte das so wenig mit der ursprünglichen Idee zu tun, dass ich mir nicht vorstellen konnte, was da eigentlich akustisch passieren soll.

Für mich ist der virtuelle Gegenbass zunächst etwas, was man sowohl quasi-analog als auch digital realisieren kann und was man als virtuellen DBA bezeichnen könnte. Dahinter steht ein wohldefiniertes akustisches Konzept: Hauptlautsprecher/Bässe als Array ausgestaltet, quaderförmiger Raum, damit näherungsweise Ebene Wellen, Spiegelung der Bässe an der Gegenwand und Feuern, sobald die ebene Wellenfront (nach zweimaliger Reflexion einmal an der Gegenwand und einmal an der Frontwand) wieder auf die Hauptbässe trifft.

Was bedeutet dann das von Alex beschriebene Szenario mit Verdacht auf tangentialen Moden? Was bedeutet das bei Fujaks zerklüfteter Situation? Ist das, was wir hier diskutieren, wirklich so etwas wie der virtuelle Gegenbass, wie ursprünglich angedacht? Dann wäre es eine Erweiterung davon. Oder ist es einfach "nur" ein verbesserter Algorithmus zur Erstellung von FIR Filtern, so dass durch geschickte Interferenzen am Hörplatz die Situation verbessert wird? Das wäre ja auch etwas Feines. Aber vielleicht unter irreführender Überschrift?

Nun, wie gesagt, Ulis Argumente sind überzeugend. So wie er sein Kochrezept für den virtuellen DBA aufgestellt und hergeleitet hat, hat er nun auf derselben argumentativen Basis eine Erweiterung vorgestellt, mit der sich der virtuelle DBA eben als Spezialisierung auffassen lässt.

Ich habe mir die Sache nun so zurechtgelegt, dass ich selbst jetzt keine Widersprüche mehr sehe zwischen diesen scheinbar widersprüchlichen Positionen. Und die Gedanken dazu will ich Euch natürlich nicht vorenthalten. Hierzu spiele ich drei Szenarien durch.

1. Virtueller DBA
Die ursprüngliche Idee, wie ja gerade schon charakterisiert.

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Bei der Zeichung habe ich eine Wellennormale mit ihren Reflexionen mal notiert. (Es gibt darüber hinaus auch noch die Normale in die Gegenrichtung.)

Vorteile: Ebene Wellen, Gegenbass-Wirkung über weite Strecken im Raum
Nachteil: Im Vergleich zum echten DBA mindestens eine Reflexion mehr. Dadurch "irreversibe" Anregung der fundamentalen Raummode in Hörrichtung.

2. Virtueller Gegenbass zur Vermeidung von Quermoden

Diese Möglichkeit wurde von Marc ins Spiel gebracht.

Bild

Hier für den linken Kanal skizziert und wieder nur für einen Pfad der Wellennormalen. Also wird der Schall wie beim virtuellen DBA zweimal reflektiert, bevor er wieder beim betreffenden LS landet. Dieser feuert dann nach einer Schallaufzeit entsprechend zweimal der Raumbreite das Gegensignal. Der rechte LS macht das analog.

Vorteil: Gegenbass-Wirkung gegen Quermoden möglich
Nachteile: Zwei Reflexionen sind Minimum wie beim virtuellen DBA. Und: ebene Wellen dürfte es hier nicht mehr so geben wie beim virtuellen DBA. Insofern ist die Wirkung - insbesondere weiter hinten im Raum eingeschränkt.

(Wir hatten die Bedingung der ebenen Welle / Hohlraumresonatorbedingungen gebraucht, um eine sehr weitgehende Auslöschung / destruktive Interferenz beim DBA zu begründen. Der Umkehrschluss ist nicht ohne Weiteres zulässig, wir müssten hier eine saubere Simulation machen. Aber nach allem was wir über Antischall wissen, wirkt dieser i.a. immer nur in einem begrenzten Raumbereich und die DBA-Bedingungen stellen eben eine Besonderheit dar.).

3. Virtueller Gegenbass zur Vermeidung tangentialer Raummoden

Dieses Thema hat Alex aufgebracht. Zumindest indirekt. Seine Resonanzfrequenz bei 55 Hz lässt sich zumindest einmal erklären mit einer tangentialen Mode, deren Entstehung man sich wie folgt vorstellen kann, wobei die vier Pfade alle gleich lang sein müssen:

Bild

Um nun die tangentiale Mode optimal anzuregen, sollte man die LS möglichst in diese Pfade hineinstellen. (Sorry Alex, ich stelle das hier nur plakativ dar, das muss für Deine Aufstellung natürlich nicht gelten.) Für den virtuellen Gegenbass würde das dann so aussehen:

Bild

Bleiben wir wieder beim linken Kanal und dem einen Pfad, der nach vorne abgestahlt wird. Es sind vier Reflexionen im Spiel, so dass diese tangentale Moden normalerweise eher nur sehr abgeschwächt auftritt. Dennoch der virtuelle Gegenbass könnte auch hier eingeschaltet werden. Er feuert nach der Schalllaufzeit entsprechend dem einmaligen Durchlauf aller gezeichneten Wege.

Vorteile und Nachteile sind qualitativ wie beim Fall 2 (virtueller Gegenbass zur Vermeidung von Quermoden). Allerdings dürften wir hier noch viel weiter von der Bedingung ebener Wellen entfernt sein. Ich würde erwarten, dass die Wirkung noch stärker räumlich eingegrenzt ist (verringerte Effektivität des virtuellen Gegenbasses). Hinzu kommt, dass wir immerhin vier Reflexionen nicht vermeiden können, bevor der virtuelle Gegenbass feuert. Die so an die Raummode abgegebene Energie, bekommen wir später nicht mehr eingefangen. Das geht also zu Lasten Effizienz des virtuellen Gegenbass.

Fazit: Für mich passt jetzt alles in diesem Thread diskutierte wieder zusammen. :lol: Vom virtuellen DBA würde ich nur im ersten Fall sprechen wollen, da wir nur hier eine BA-Situation haben. Die anderen Situationen (und hier könnte man natürlich weitere konstruieren) hätten eher die Bezeichung des (verallgemeinerten) virtuellen Gegenbasses verdient. Und insgesamt ist das natürlich eine feine Sache mit verbesserten, stabileren Filtern in Acourate arbeiten zu können. :cheers:

Verallemeinerte Grüße
Harald
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Harald,

Super-Darstellung, der verschiedenen Moden und ihrer Behandlung. Es zeigt sich für mich damit sehr anschaulich, dass die VBA-Korrektur in dem Maße an Nebenwirkungen leidet (und damit an Effizienz einbüßt),

a) je mehr das Prinzip von der idealen Ausgangssituation eines quaderförmigen Raumes abweicht (z.B. bei mir)

b) je mehr andere Moden als die dominierende* Mode in die Korrektur eingearbeitet werden (die zusätzlich dafür aufgewendeten Schall-Energien führen ihrerseits ein Eigenleben im Sinne der Anregung des Raumes)

*Ich schreibe absichtlich von der dominierenden Mode und nicht von der Längsmode, da sich sowohl bei Alex als auch beim mir zeigt, dass es sich nicht um die zu erwartende Längsmode handelt, in der die meiste Resonanz-Energie enthalten ist, sondern bei Alex die Tangentialmode und bei mir eine "Diagonalmode" in der größten Ausdehnung des Raumes:

Bild

Die Länge der rotgestrichelten Diagonal-Linie ergibt sich aus der Wurzel der Quadrate aus Raumlänge und Wandhöhe (Pythagoras); dies geteilt durch die Schallgeschwindigkeit 344 m/s (es war an dem Tag ein bißchen wärmer :wink: ), ergibt 22,80 Hz, also ziemlich genau die Mode, die ich mit 22,5 Hz korrigiert habe.

Es zeigt sich an diesem Beispiel ganz gut, dass es effizienter sein kann, über die Messung von FG und Sprungantwort die zu behandelnde Hauptmode zu identifizieren als über die Raumabmessungen. Deshalb finde ich auch die zweite Methode von Uli sehr viel besser.

Grüße
Fujak
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Jahresprogramm
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Beitrag von Jahresprogramm »

Hallo Harald, hallo Fujak,

hier geht's ja ab. Ich komme gar nicht hinterher :)

Harald, tut mir leid, dass ich den Nachweis für Deine Theorie erstmal schuldig bleibe. Aber wie in der PM an Dich dargestellt, befürchte ich, dass der Peak im FG durch meine Ikea-Schränke hervorgerufen wird und mit den Raumabmessungen zunächst nicht viel zu tun hat. Ich muss dringend Anti-Dröhnmatten besorgen. :roll: Übrigens, hatte ich bis jetzt immer etwas anderes unter Tangential-Moden verstanden. Für mich ist die Tangentiale eines Raumes eine Gerade zwischen dessen Ecken. Somit eher die Linie in Fujaks Bild. In Deinem Bild mit der Raute sind m.E.n. eher die Druckminima der tagentialen Moden 2. Ordnung dargestellt.

Fujak, in diesem Zusammenhang ist es einfacher nicht von Moden zu sprechen, sondern von Resonanzen im Raum. Ich will aber zunächst für mich klären, was das Bandpass-VBA bringt. Das Uli ein "einfaches" minimalphasiges Filter gegen die Raummoden vorgestellt hat, welches zudem sowieso nach Macro3 in ähnlicher Form rauskommt, heißt nichts anderes als, dass die Moden/Resonanzen selbst zumindest zum Teil minimalphasig sind und durch einfache IIR-Filter (parametrischer EQ) gut bekämpft werden können. Somit stellt sich für mich die Frage: Was genau bringt der Einsatz des Bandpass-VBA als Vorfilter?

Falls ist auf dem Holzweg bin, bitte ich um Richtigstellung.

Grüße
ALex
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Alex,
Jahresprogramm hat geschrieben:...Das Uli ein "einfaches" minimalphasiges Filter gegen die Raummoden vorgestellt hat, welches zudem sowieso nach Macro3 in ähnlicher Form rauskommt, heißt nichts anderes als, dass die Moden/Resonanzen selbst zumindest zum Teil minimalphasig sind und durch einfache IIR-Filter (parametrischer EQ) gut bekämpft werden können. Somit stellt sich für mich die Frage: Was genau bringt der Einsatz des Bandpass-VBA als Vorfilter?

Falls ist auf dem Holzweg bin, bitte ich um Richtigstellung...
Genau an der Stelle knabbere ich momentan auch, denn das wäre ja der altbekannte PEQ Ansatz. Ich könnte mir vorstellen mit Dir zusammen auf dem Holzweg zu sein :cheers: und hoffe auch auf Klärung.

Gruß,
Winfried

2547
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Jahresprogramm
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Beitrag von Jahresprogramm »

Hallo nochmal,

ohne über die Herkunft meiner 55Hz Resonanz im Raum schlüssig zu sein (Harald, das finden wir schon raus :wink: ), habe ich ein Paar Messungen um dem Thema "Gegenwert des virt. Gegenbass für Acourate-Anwender" näher zu kommen, durchgeführt. Ich wollte einfach wissen, wie weit das Ergebnis der Acourate Raumkorrektur mit virtuellen Gegenbass als Vorfilter von jenem ohne Gegenbass abweicht.

Harald, ich hoffe die Namensgebung ist nun in Ordnung.

Da ich inzwischen etwas an meinen virt. Gegenbassfilter gefeilt habe, kommt zunächst die Ausgangssituation:

Sprungantwort in rot, Filter in grün und die Messung mit Filter in braun

Bild

Es sind der 55Hz Peak und das passende Filter zu sehen. Für die Zweifler habe ich alle Ergebnisse tatsächlich gemessen und nicht simuliert. Ich habe auch korrekterweise die Kanäle links und rechts gemessen, lasse jedoch der Einfachheit geschuldet hier den Kanal rechts außen vor.

Mit diesen Messungen jeweils mit und ohne virt. Gegenbass wurden Filter mit gleichen Einstellungen in den Room-Macros erstellt.
Einstellungen:
Macro 1: 15/6
Macro 4: 6/10

Und nun die Ergebnisse der Raumkorrektuer mit und ohne Gegenbass:

Bild

In rot die Messung mit Filtern, welche ohne virt. Gegenbass als Vorfilter erstellt wurden und die Messung mit virt. Gegenbass.

Hier kann jeder selbst urteilen, ob das hörbar ist oder nicht. Ich meine die Unterschiede bei den früheren Vergleichen deutlich gehört zu haben. Leider konnte ich mit diesen Filtern nicht Probehören. Beim Messen habe ich einen Defekt am HT der Linken Box festgestellt. :x

Noch ein wichtiger Vorteil: Beim Messen mit dem virtuellen Gegenbass klippt es nicht so schnell. Ich kann z.B. die Verstärkung am Mik-Eingang um ca. 15dB hoch nehmen. Das ist doch schon was. :wink:

Grüße
Alex
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