[DSP] Integreren van subwoofers met frontspeakers

[fluppie]

Met dit topic wil ik uitgebreid uitleggen hoe je subs met je fronts/sats integreerd met bijvoorbeeld een miniDSP.
Ik mis nu nog een hoop kennis om hier een succes van te maken. Maar ik geloof met de hulp van anderen we hier een zeer interessant topic kunnen maken. Misschien dat ik er later een mooie manual/artikel van maak zodat deze voor 'meetnoobs' ook prima te volgen is.

Ik beschik momenteel over:

Arta 1.7
ATB-PC
Room EQ Wizard V5

M-Audio FastTrack Pro externe USB Soundcard
Dayton EMM-6 meetmic met cal-file

MiniDSP met MiniDIGI
Focal JM Lab Spectral 909.1 aangesloten op een Sony TA-FE530R
2x Dayton RSS390HF-4 ingesloten kisten, aangedreven door UcD400HG's met SMPS voedingen.

In de MiniDSP software heb ik nu een simpele LR 24db/Oct. crossover gemaakt op 80Hz. Verder geen enkele correctie meer. Er is ook nog geen SPL level-matching geweest tussen subs & fronts.
Om te beginnen heb ik eens eenvoudige metingen gedaan met de 3 programma's. Alles is 1/24 gesmoothed. Alle metingen, behalve de ATB meting, zijn gecorrigeerd met de bijgeleverde correctiefile van de EMM-6.

Dingen die ik graag wil bijleren met dit topic zijn:

- Hoe configureer ik mijn meetprogramma, wat zijn de juiste default settings ? Waar moet ik voor opletten ?
- Welk type meting is het beste voor een in-room meting ( sweep of MLS ) ?
- Moet ik eerst individuele metingen maken van mijn subs, stuk per stuk, met de fronts ge-muted ?
- Hoe bepaal ik de juiste cross-frequentie of kan ik die 'gewoon' kiezen ?
- Hoe bepaal ik ahv een meting hoeveel dB de subs zachter/luider moeten dan de fronts ?
- Op hoeveel punten ga ik meten in de kamer voor de correcties, gewoon op 1 punt of op meerdere punten ?
- Gebruik ik de auto-EQ mogelijkheden van Room EQ Wizard V5 ( die ik kan inladen in de MiniDSP ) of is manueel EQ-en beter
- Tot hoeveel Hz breng ik correcties aan ? Of 'mag' ik dit over het gehele spectrum doen ?
- Welk meetprogramma is het geschikste geweest in deze sessie ? Of is het gebruik van meerdere programma's noodzakelijk om te 'controleren' ?

Dus voor ik verder ga, enkele vragen voor jullie:

Mag ik zomaar zelf een crossfreq. kiezen ? Of voer ik best individuele metingen uit om de juiste crossfrequentie te bepalen ?
Zo ja, doe ik dit close-range, op 1 m of op de luisterplek ? Sweep of MLS ?

[b_force]

Voordat ik (we/men) verder ga op de rest van de vragen, wil ik vooral even duidelijk maken dat het belangrijkste vaak vergeten wordt.

- Wat wil men exact meten?
(of: waar ben je nu precies in geïnteresseerd)

Ik krijg wel vaker vragen van mensen, maar na wat wedervragen is het al duidelijk dat mensen zelf nog niet helemaal goed hebben nagedacht wat ze precies willen onderzoeken.
Zo komt men vaak met allerlei dingen die in principe niks met elkaar te maken hebben.
Daardoor raak je snel het overzicht kwijt.

Sowieso moet je altijd een aantal dingen onderscheiden.
Ben je juist bezig met ruimte-akoestiek, op zoek naar kastresonanties of wil je het luidsprekersysteem filteren? (etc etc)

Zijn allemaal totaal andere vraagstukken waar je ook anders mee aan de slag gaat.
(qua instellingen, settings van de software etc)

Samenvattend mis ik dus al de beginvraag:
Wat wil ik onderzoeken/meten/weten?

(eigenlijk is het een beetje hetzelfde idee als troubleshouting)

[fluppie]

Ik wil graag de totale frequency response van mijn syteem gelijk trekken. Dus o.a. staande golven uit de ruimte aanpakken.
Zodat ik:

1) Niet hoor dat er subwoofers zijn
2) De storingen in het laag verdwenen zijn
3) Ik een rechte curve heb van 20 tot 20 kHz ( met bv. +- 3 dB variatie tov de target curve )

Ik denk, om dit tot een goed einde te brengen, dat hier vooral filtering & ruimte-akoestiek aan bod komen.
Kastresonanties, vervorming etc. is ook interessant om te weten, maar dat is niet van toepassing in dit topic.

[b_force]

Ok, dat is dan een stuk duidelijker al

We kunnen dit in feite in twee dingen opdelen.

1 - Totale frequentie responsie van de luidspreker(s) goed maken
2 - Ruimte-akoestiek in kaart brengen.

(Kastresonanties, vervorming etc zou je eventueel onder kopje 1 kunnen rekenen of er iets voor)

Je moet in principe deze dingen afzonderlijk zien van elkaar.
Ze hebben namelijk ook een wat andere aanpak nodig.

Normaliter maak je eerst je luidsprekersysteem in orde.
Als dat eenmaal gedaan is, kun je gaan kijken of je de ruimte een beetje in kaart kunt brengen om vervolgens daarvoor te kunnen gaan corrigeren.

[fluppie]

Daar het een af-fabriek speaker is gaan we er vanuit dat Focal zijn werk netjes heeft gedaan en die speaker geen verdere filtering behoeft .
Vervorming en individuele response zou onder hoofdstuk 0 kunnen .

Ik stel voor dat we dan met hfst. 0 van start gaan ( voor de gemakkelijkheid noemen we dit verder hfst 1 ).
Dus bij deze zou ik graag mijn subs & sats gaan opmeten.

Welke metingen voer ik allemaal uit ?
- close range
- op 1m
- op de luisterplek

Moet ik tijdens het meten bv. het linkse kanaal muten als ik het rechtse opmeet ?
Disable ik elke vorm van filtering ? Dus geen LPF op de subs van 80hz, geen HPF op de fronts.

[b_force]

Rustig Philippe, dat zijn nog veel te veel vragen

Dus in feite komt het neer op de vraag hoe je dus je subwoofer(s) goed integreert met je frontspeakers?

Nu zijn er altijd vele wegen naar Rome, maar mij lijkt het beste om eerst eens te kijken waar je wilt gaan filteren.

Vaak begint dat al bij praktische limieten aan de instelmogelijkheden (door bv een plate-amp), maar aangezien je een DSP hebt, heb je daar (gelukkig) alle vrijheid in.
Daarna is het handig om te kijken tot waar en vanaf waar je luidsprekers wilt gaan gebruiken.
Dat is heel erg individueel en kan per situatie heel erg verschillen!

Dit komt door onder andere:
1 - Gebruikte drivers (een 3-4" kan minder laag dan een 8")
2 - Frequentie responsie/vervorming (etc) van bv subwoofer (kun je ook uit de datasheet halen)
3 - Stereo of mono subwoofer + daarbij opstelling van subwoofers
4 - Eventuele aanwezige kast resonanties (mochten die er zijn)
5 - Persoonlijk smaak
En vast nog wel veel meer dingen die ik nu vergeet

Hoe je dan gaat meten hangt er ook weer een beetje vanaf hoe de situatie is.
Jij hebt hier stereo subwoofers gewoon direct naast de frontspeakers staan.
In feite kun je dat gewoon gaan meten alsof je een "meer-weg" systeem meet.
Met een enkele subwoofer (mono) moet je er bijvoorbeeld rekening mee houden dat deze harder moet.
(je fronts zijn immers met z'n 2en).
Staat die mono subwoofer in de hoek van de kamer, dan heb je ook weer een andere situatie.
(of je stereo subwoofers in de hoeken etc, etc etc)

Je voelt dus al een beetje aankomen dat je eigenlijk per situatie moet gaan kijken hoe je gaat meten.

[Martijn M]

Leuk topic!
In de titel heb je het over het integreren van de subs, maar uit je posts denk ik op te kunnen maken dat je de gehele bandbreedte wilt aanpakken. Ik ga nu even gauw een aantal punten opsommen, maar ik ga er niet te veel tijd aan spenderen ivm bedtijd. Morgen kijk ik er nog wel even naar en pas ik de boel aan of verduidelijk ik het wel.

Ik heb even wat praktijkvoorbeelden toegevoegd. Hier helaas zonder subs, maar het principe werkt niet heel anders:

1) Meet in het midhoog het afstraalgedrag van de de speakers. Hiervoor maak je gebruik van gated metingen, waarbij je reflecties uit het window houdt. Meet de speaker mooi homogeen, laat het midhoog dan vanaf nu ongemoeid. Is dit niet homogeen, bepaal dan waar het mis gaan en in welke mate. Hier kun je eventueel voor corrigeren. Je blijft echter altijd met een compromis tussen direct geluid en gereflecteerd geluid zitten.

2) Zet de speakers indien mogelijk vrij op. Eigenlijk geldt hoe verder van de wand, hoe beter. Probeer er voor te zorgen dat de eerste reflecties toch minimaal 3.5 ms extra tijdsvertraging hebben t.o.v. het directe geluid. Met een geluidssnelheid van ongeveer 34 cm per ms, betekent dat toch al gauw een goeie meter van de wand. De vloerreflectie is doorgaans niet of nauwelijks te voorkomen.
3) Meet je luidsprekers fullrange op de luisterplek, met een hoge resolutie en zonder gating. Meet links en rechts afzonderlijk, maar kijk ook naar het totaal. Bij de meting met twee speakers krijg je te maken met interferentie, waardoor deze hoofdzakelijk onder de schroederfrequentie bruikbaar zijn. Als je speakers zich in het midhoog netjes gedragen en als je met niet al te veel sterke vroege reflecties te maken hebt, zal het midhoog er in de meeste gevallen mooi gelijkmatig uitzien. Is dit niet het geval, ga dan op zoek naar vroege reflecties en probeer deze te minimaliseren om de oorzaken van verstoringen in de frequentieplot te traceren en zo mogelijk aan te pakken. Zitten er hierna nog steeds opvallende onregelmatigheden in de response, kijk dan nog 's naar punt 1.

4) Schakel de subs indien mogelijk in mono. Meet de subs met de lowpass uit of met de lowpass op de hoogste frequentie. Plaats de subs dusdanig dat je op de luisterplek de meest gelijkmatige frequentiecurve hebt. Doorgaans is het aantal praktische posities beperkt, dus onderzoek die paar die wel mogelijk zijn.
5) Maak overall niveau gelijk aan dat van de speakers in stereo. Bij de keuze van het crossoverpunt zijn er meerder opties. In jouw geval zou ik de subs waarschijnlijk tot ruim 100 hz door laten lopen. De subs en de fronts mogen best een stuk parallel lopen – dit zorgt juist voor een gelijkmatiger laag. De highpass voor de fronts zou ik op een punt leggen waarbij je niet in de buurt van de dynamische grenzen van de fronts komt, maar toch zo laag mogelijk. Dan krijg je de mooiste integratie.
6) Haal de ergste staande golven die worden aangesproken door de subs weg met DSP. Dips kun je opvullen, mits niet meer dan pak 'm beet 6 dB. Heb je te maken met ernstige dips, probeer deze te verminderen door de subs te verplaatsen.
7) Doe hetzelfde met de fronts, links en rechts apart. Doe dit tot aan de Schroederfrequentie (vaak ongeveer 350 hz). Controleer even of de zaken nog steeds kloppen als je links en rechts beide aan zet. Doorgaans klopt het stereo wel als beide speakers netjes meten, maar soms zit er wat verschil in. Uiteindelijk gaat het om het eindresultaat van twee speakers samen, want onder de schroederfrequentie hoor je niet of nauwelijks stereo.
Zet de subs en fronts tegelijk aan en pas nog wat overall EQ toe om de laatste oneffenheden weg te werken.

Het is veel werk om dat steeds te doen, maar doe op cruciale momenten ook spatial average metingen. Daarmee bedoel ik dat je bijv. zes metingen op en om de luisterplek doet en hier het gemiddelde van neemt.

Lees dit goed door en volg ook de linkjes!
http://seanolive.blogspot.com/2009/11/s ... on-of.html

Later meer!

[b_force]

Zeer mooie reactie Martijn!

Ik denk wel dat het "morgen" (of een andere dag) het zaak is je post iets te verduidelijken.
Ik kan je wel volgen, maar ik denk dat het voor de "meetnoobs" lastig is (ivm jargon en missende tussenstappen).

Moeilijkste wat er is als je kennis van zaken hebt het duidelijk proberen uit te leggen aan iemand die er nog niks van weet.
Voor je het weet sla je ineens tien zeer belangrijke stappen over.

(zo bedoel je denk ik dat je een grote bandbreedte bedoelt ipv hoge resolutie (= aantal Hz per stap) -> juist bij een lage sample rate = lage bandbreedte)

[bertor]

Mooie reactie Martijn,

Misschien nog een paar dingen toe te voegen:

4. Als je begint met een aantal sterke dips, deze eerst proberen weg te werken door de subs te verplaatsen.

5. De front zet je natuurlijk op de plek waar het stereobeeld het beste tot z'n recht komt. Je kunt nog wat spelen met de afstand tussen de speakers, indraaien en corrigeren op de luisteras.

Verder maakt het type inroom meting niet veel uit, MLS, noise of sweep. De sweep schijnt de beste signaal/ruis verhouding te geven.

[fluppie]

Ik zal het meten tijdelijk moeten staken, of toch wat de fronts betreft...
Gisteren bij de metingen de tweeter gesneuveld ... Dus ik ben op zoek naar een Focal TC90TDXJM...

In afwachting heb ik in dan maar een CAD tekening van mijn luisterruimte gemaakt, die vinden jullie in de startpost. Dat geeft beter inzicht in de ruimte, denk ik.

[bertor]

Ai, is dat bij de sweep gebeurd?

[b_force]

Volgens mij zijn de fronts enkel gemeten met passief filter er voor.
Een sweep kan dan sowieso niet de boosdoener zijn.

(daarnaast is het ook maar de vraag vs ruis)

[Martijn M]

Ik denk wel dat het "morgen" (of een andere dag) het zaak is je post iets te verduidelijken.
Ik kan je wel volgen, maar ik denk dat het voor de "meetnoobs" lastig is (ivm jargon en missende tussenstappen).

Op zich heb je een punt, maar dan kan ik misschien beter een boek schrijven!

Misschien nog een paar dingen toe te voegen:

4. Als je begint met een aantal sterke dips, deze eerst proberen weg te werken door de subs te verplaatsen.

5. De front zet je natuurlijk op de plek waar het stereobeeld het beste tot z'n recht komt. Je kunt nog wat spelen met de afstand tussen de speakers, indraaien en corrigeren op de luisteras.

Verder maakt het type inroom meting niet veel uit, MLS, noise of sweep. De sweep schijnt de beste signaal/ruis verhouding te geven.

4) Dat stond er al in, maar ik heb het iets nadrukkelijker genoemd.

5) Goed punt!

[Martijn M]

(zo bedoel je denk ik dat je een grote bandbreedte bedoelt ipv hoge resolutie (= aantal Hz per stap) -> juist bij een lage sample rate = lage bandbreedte)

Zo zie je maar, nu loop ik zelf al vast met mijn jargon! Bestaat er niet zoiets als frequentieresolutie?

Als jij beter in het jargon thuis bent, is het wellicht handig om daar een topicje voor te openen waarin je de belangrijkste termen uit het meerjargon definieert? Gewoon een stuk of tien, in 't kort. Anderen kunnen dan eventueel aanvullingen doen. Ik denk dat zoiets voor veel forumleden nuttig zou kunnen zijn!

[b_force]

Een boek schrijven valt wel mee.
Het gaat denk ik vooral om waarom je in bepaalde situaties keuzes maakt.
Mensen (hier de meetnoobs) snappen er anders helemaal niks meer van en haken gewoon af.
Kun je een mooi betoog houden, maar het is dan helemaal niks meer waard.
Definities duidelijk en simpel (als dat gaat) uitleggen is dan een van die dingen.

Persoonlijk vind ik jou verhaal al veel en veel te gedetailleerd.
Je hebt het al over afstraalgedrag, aantal ms (waar, wat, wie?), schroederfrequentie (heb je trouwens ook gewoon een nette ABN vertaling voor, wist je dat? )

Maar bovenal begin je al gelijk met een stuk hoe je een goed speaker systeem maakt.
Hoe dus bepaalde dingen zouden moeten zijn en zich moeten gedragen etc.
Wellicht heb je het niet helemaal door, maar om dat in te zien heb je zoveel meer inzicht (en kennis) nodig.

Nogmaals, het lijkt mij handiger om in te laten zien waarom je dus keuzes maakt.
Zoals ik al zei, eigenlijk is het gewoon troubleshouten.
Desnoods maakt iemand een lijstje wat hij af kan vinken.
(hoewel dat een nogal lang lijstje wordt )

edit:
Wat betreft bandbreedte en resolutie. (ik probeer het even simpel uit te leggen)
Dat heeft te maken met het feit dat je dus in principe analoog signaal gaat gebruiken in een zogenaamd "digitaal domein" (op de computer dus).
Bemonsteren noem je dat ook wel. Hiermee ga je dus een analoog signaal vertalen in een aan digitale "stapjes".
Volgens het zogenaamde "criterium van Nyquist" moet je minimaal twee keer de bemonsteringsfrequentie hebben als de hoogste frequentie van je bandbreedte.
Dat is gewoon een feit waar we niet omheen kunnen.
Wil je dus tot 22kHz gaan, zul je MINIMAAL 44kHz nodig hebben als bemonsteringsfrequentie. In het Engels heet dit sample rate.

Echter bestaat er ook nog zoiets als resolutie. (nu moet ik eventjes toegeven dat misschien de officiële term iets anders heet, maar dat moet ik even opzoeken).
Het vervelende is namelijk dat een hoge sample rate (laten we maar in de termen van ARTA blijven) er direct voor zorgt dat de resolutie "slechter" wordt.
De resolutie bereken je door de sample rate te delen door de FFT lengte.
FFT is een wiskundige bewerking die je doet op het signaal (voor details, check wikipedia oid).
De lengte daarvan kun je variëren, maar heeft als directe nadeel weer dat je meer samples nodig hebt.
Praktisch betekent dit dus dat ARTA geen frequentie responsie kan geven ivm met te weinig samples.

Een oplettende lezer begrijpt direct dat je dus een compromis moet sluiten tussen bandbreedte, resolutie en aantal samples.
Voor een algemeen plaatje (wat jij volgens mij bedoelde) kun je volstaan met een sample rate van 44,1 kHz of 48kHz en een FFT lengte van 8k.
Je resolutie is dan 5,5-6Hz. (44,1 / 8 of 48 / 8 )

Wil je echter naar smalbandige pieken kijken (bijvoorbeeld staande golven), dan kan dit soms net te grof zijn.
Als je echter enkel geïnteresseerd bent in laagfrequent signaal heb je gelukkig niet zoveel bandbreedte nodig.
11kHz sample rate (max frequentie van 5,5kHz) is dan al genoeg.

[Martijn M]

Bart, ik denk dat je wel een beetje kennis van zaken nodig hebt als je EQ succesvol wilt toepassen. Het is geen rocket science, maar je moet echt wel weten waar je mee bezig bent. Als je het volledige frequentiegebied wilt aanpakken, moet je bovendien weten hoe je een goede luidspreker herkent en hoe en wat je eventueel wel of niet zou kunnen corrigeren.

De blog van Sean Olive zou ik iedereen zeker willen aanraden!


Ik wist trouwens niet dat er een Nederlandse term voor de schroederfrequentie was. Wat is het, Bart?

[Ivo]

Zoals ik al zei, eigenlijk is het gewoon troubleshouten.

PROBLEEM, PROBLEEM, PROBLEEM!

Ik ben het met je eens Bart, eerst maar eens bedenken wat je wil aanpakken en daar een gestructureerde aanpak voor verzinnen (zo nodig met forumhulp), scheelt een hoop frustratie en verwarring.

[b_force]

@ Martijn
De term weet ik niet uit mijn hoofd en mijn dictaat ligt op mijn stage
Hoe je het overigens aanpakt verschilt van persoon tot persoon.
De een wil graag liever droge theorie, de ander ziet het liever vanuit de praktijk.
Een derde zit daar weer tussenin een vierde doet het op z'n (fysisch) gevoel.

@Ivo
In feite doet een ingenieur, dokter, arts of wie dan ook precies zoiets.
Als je er echter in getraind bent, hoef je voor jezelf niet meer zo'n lijstje te maken.
(hoewel dat in sommige gevallen nog steeds handig kan zijn).
Voor mensen die nieuw zijn in de materie zit er niks anders op dan dat lijstje voorkauwen en uitleggen.

Leuke is trouwens dat je dan ineens meestal tot de ontdekking komt dat je voor jezelf ook af en toe wat te snel gaat

[Ivo]

Ik ben middels mijn vriendin vrij intiem bekend met de medische stand ( ) en het lijkt inderdaad op de doktersaanpak. Altijd het protocol volgen.

[b_force]

Deze vind ik iets te cryptisch. (hoewel ik een idee heb)
(maar volgens mij ook iets te offtopic )

[bertor]

Volgens mij zijn de fronts enkel gemeten met passief filter er voor.
Een sweep kan dan sowieso niet de boosdoener zijn.

(daarnaast is het ook maar de vraag vs ruis)

Je kunt je tweeters prima opblazen met een passief hoogdoorlaat ervoor. Die tientallen watts RMS sinus sweep vele seconden lang vanaf zeg 2 kHz worden netjes aan de tweeter doorgegeven.

[Martijn M]

Inderdaad. Dat zul je met een ruissignaal van volledige bandbreedte minder gauw hebben.

[b_force]

Volgens mij zijn de fronts enkel gemeten met passief filter er voor.
Een sweep kan dan sowieso niet de boosdoener zijn.

(daarnaast is het ook maar de vraag vs ruis)

Je kunt je tweeters prima opblazen met een passief hoogdoorlaat ervoor. Die tientallen watts RMS sinus sweep vele seconden lang vanaf zeg 2 kHz worden netjes aan de tweeter doorgegeven.

Nou dan moet je wel je volume bizar ver hebben openstaan hoor..........
Geloof niet dat onze oortjes dat fijn zullen vinden.

Een 2,83Vrms is met een sweep al amper uit te houden.


(waarschijnlijk bedoel je ook Vrms ipv Watts rms)

[Martijn M]

Zo'n sweep is niet om naar te luisteren hoor, Bart . Met een ruissignaal gebruik ik meestal geen gehoorbeschermers, maar met een sweep wel. Dat is gewoon er erg vervelend geluidje. Enig niveau is wel wenselijk als je werkelijk baat bij de betere S/N-verhouding wilt hebben.

[b_force]

Een gemiddelde tweeter kan zo'n 90dB produceren bij 2,83V.
Meeeeeer dan genoeg S/N (overdreven veel zelfs). Daarbij is hij nog lang niet defect.
Of dat nu een ruis signaal is of een sweep, dat maakt niet uit.
Sterker nog, bij ruis zal het totale geluidsniveau waarschijnlijk nog hoger zijn.
Door maskering lijkt het alleen minder hard.(gehoor is tamelijk gevoelig voor tonaal geluid)

Maar goed, dit gaat zo offtopic en was tevens totaal niet mijn punt