Phase besser messen

Ulis Mess- und Korrekturprogramm

Phase besser messen

Beitragvon Hornguru » 01.01.2017, 14:10

Moin Forum Moin Uli :)

Hatte ein paar Gedanken zum besseren Messen von Phase.
Was uns im Weg steht ist imho:

- Rauschabstand
- Reflektionen
- Unvollständigkeit des Messsignals (Bandbreite)
- Messkettenkalibrierung

Was vergessen?

Kalibrierung kann man ja machen. Mikrofon unterhalb 20Hz wird schwer. Sollte doch aber irgendwie gehen oder? Mit 18 Zoll Woofer in einer 10 Liter Druckkammer sollte der Hochpass vorhersehbar sein.

Signal kann man ja so weit wie möglich aufziehen, zb 1Hz-inf, ohne Fade in/out?

Raum und Rauschen, sehr schwer. Ein Vorschlag:
Die Nahfeldmessung. Wenn ich mich richtig erinnere habe ich ca 50dB Rauschen im Raum.
Im Fernfeld 30dB drüber zu kommen beansprucht den Lautsprecher schon stark und es klappt auch erst ab 50-100Hz aufwärts.
Im Nahfeld sollte das Mikro das Limit sein. Hier könnten 130-140dB machbar sein.
Dann ein paar Mittelungen und wir erreichen schnell >60dB was ausreichen sollte (?)

Natürlich hat man den Nebeneffekt dass der Frequenzgang und somit auch die Phase im Nahfeld anders ist als im Fernfeld wo man hört. Das passt also nicht.
Allerdings sollte eventuelle Exzessphasenverzerrung hier 1:1 zum Fernfeld ohne Raum passen.

Man könnte also die Phase so korrigieren dass man im Nahfeld die reine Exzessphase entzerrt, und die Amplitude und Minphase unangetastet lässt.

Jetzt im Fernfeld kann man die Messung rein durch die Minphasenerrechnung beurteilen.
Reflektionen die nicht minphasig sind kann man ohnehin nicht sinnvoll korrigieren (wollen), somit werden diese ja schon absichtlich zum Vorteil ignoriert. Entweder man ignoriert sie oder bedämpft physisch.

Es bleibt der Fakt dass der Bandpass des LS unterhalb gewisser Frequenz im Rauschteppich versinkt. Jedoch könnte man den wieder über die Minphasenextraktion(f2) unterhalb x Hz zum Abfall zwingen (üblicherweise 12dB(Okt).
Dadurch würde man normalerweise die Exzessphaseninfo der Messung verlieren, diese haben wir jedoch im Nahfeld schon erfasst.
Insofern sollte dieser MinphasenExtract auch der Messung entsprechen.

Somit alles in Butter... ja nein? :?

Gruß
Josh
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Beitragvon uli.brueggemann » 02.01.2017, 11:03

Josh,

ich bin aus den Gedankengängen nicht so wirklich schlau geworden.

Generell gilt: die Phase ergibt sich aus mathematischen Rechenoperationen aus einer Pulsantwort, die ihrerseits aus Messung und ebenfalls weiteren Rechenoperationen entstanden ist.
Da in der Phase jegliche Zeitinformation der Pulsantwort enthalten ist, ändert sich die Phase auch mit jeder Messung (eben z.B. durch Rauschen und weiteres mehr). Ein großes Problem ist auch die Tatsache, dass der Wertebereich auf 2 Pi (also zirkulär) begrenzt ist. Somit weiss man nicht, ob sich die Phase zwischen zwei Frequenzpunkten um den Wert X oder X + 2*n*Pi ändert.

Zusätzlich: die Phase bestimmt aus der Fourier-Transformation gilt für den eingeschwungenen Zustand. Was bis dahin im Transitionsbereich mit der Phase passiert unterliegt zig Einflüssen. Das Mikro versetzt um einen halben Millimeter, es ist nachweisbar. Ein Stuhl im Raum verrückt. Temperaturschwankungen.

Fazit: es ist und bleibt ein mühsames Unterfangen bei realen Messungen die Phase absolut genau zu bestimmen, gerade über den großen Messbereich. Mein Rat: versuche es erst gar nicht. :wink:

Grüsse
Uli
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Beitragvon Hornguru » 02.01.2017, 21:20

Hallo Uli

Was ich meine ist:

Amplitude und respektive Minimumphase werden sich im Fern- und Nahfeld ändern.

Aber Exzessphase Elektronik+Lautsprecher sollte sich doch 1:1 stabil halten im ideal schalltoten Raum und Lautsprecher unbegrenzter Belastbarkeit, richtig?

Ausgenommen Gehausereflektionen die sich nicht minimalphasig verhalten.

Gruß
Josh
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Beitragvon Hornguru » 05.01.2017, 16:48

OK nochmal etwas klarer ausgedrückt :) immer ein Kampf mit der Artikulation...

Nahfeld Exzessphase + Fernfeld berechnete Minphase = 99% akkurate reale Phase

bzw wesentlich genauer als sonst irgendwie erfassbar.. ?

Im Falle einer Punktquelle. Und die nicht-minphasigen Raumreflektionen (Allison zb) müssten vom Nutzer geübt ignoriert werden.

Gruß
Josh
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Beitragvon KSTR » 05.01.2017, 19:25

Äh, Reflexionen sind im mathematischen Sinn minimalphasig, bzw das erzeugte Kammfilterpattern ist es, ausser die Reflexion ist eine 1:1 Kopie incl. Pegel.

Warum sollte Elektronik und Chassis Allpass-Verhalten haben? Elektronik hat schonmal keine, ausser es sind tatsächlich Allpassfilter irgendwo drin. Chassis auch nicht bzw nur minimalst.

Hat man ein S/N Problem, macht man time-domain averaging wenn ein langer sweep nicht reicht.

Ich hatte aber noch nie ein Problem damit bei Messungen.
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Beitragvon Hornguru » 05.01.2017, 20:29

Morgen

Na ich hab damit Probleme. Hab jedenfalls schon oft die Geräte gewechselt und es ist immer was drin.

Selbst mit Timeaveriging und Nahfeld un un un...

Im Bass ist die Phase mehr gedreht als 2te Ordnung des Treibers. Das kann ja noch der DC Filter sein.
Welcher minphasig ist... Trotzdem ist auch immer noch eine Exzessphasenverzerrung drinne. Im Bass leicht.
Und zwar zu stabil als dass es ein Messfehler wäre. Keine Ahnung wo das herkommt.

Selbst wenn das nicht wäre, wollte ich zumindest die DC Filter raus haben. Wenn nur jedes Gerät in der Kette 2te Ordnung filtert ists am Ende schnell mal 8te Ordnung. Und dann passt unter 100Hz nix mehr mit Minphase berechnen.

Gruß
Josh
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