Waarom diepe nul bij uit fase schakelen?
Moderator: Beheerdersteam
Waarom diepe nul bij uit fase schakelen?
Waarom wil je bij een 4e orde filter graag dat je een diepe nul op het crossoverpunt krijgt bij uit fase schakelen van de drivers? Ik snap dat je dan ziet dat ze mooi in fase zijn. Als de response on-axis response maar ook off-axis response mooi vlak is, maakt het uitblijven van een diepe nul bij het uit fase schakelen dat uit?
Het LR4 filter is door Linkwitz ontworpen om symmetrisch afstraalgedrag in het verticale vlak te krijgen. Dat bereik je door de fase van woofer en tweeter goed te matchen. Hij gelooft (met de nadruk op geloof) dat asymmetrie in het verticale vlak (zoals bij 1ste en 3de orde filters) leidt tot kleuring. Dat kun je in zijn bekende paper uit de jaren 70 lezen in Part 2: http://www.linkwitzlab.com/x-sb80-3wy.htm
Hoe belangrijk symmetrisch afstraalgedrag in het verticale vlak is, is discutabel. Er is geen goed onderbouwd antwoord op je vraag te geven. Gevoelsmatig klinkt de theorie van Linkwitz goed, maar de dip in power respons van zijn filters hebben gevolg voor de tonale balans. Dit hoeft geen probleem te zijn, vaak wordt een dip op 3kHz of een brede dip van 1-3kHz als prettig ervaren.
Voor de imaging is dit niet zo belangrijk, daar moet vooral het afstraalgedrag in het horizontale vlak goed zijn.
Een ander punt: op het moment dat de fase van woofer en tweeter goed gematched is (of dit nu constant 90 graden is zoals bij oneven orde filters of 0 graden zoals bij even orde filters), weet je dat er een minimaal tijdverschil zit in de aankomst van het directe geluid op de luisterplek en heb je een betere garantie voor integratie van het geluid van beide drivers. Een goede matching betekent gelijke hellingen van de fase in het overnamegebied. Een diepe nul is hiervoor géén garantie, het is hooguit een randvoorwaarde en eentje die alleen geldt bij even orde filters.
Hoe belangrijk symmetrisch afstraalgedrag in het verticale vlak is, is discutabel. Er is geen goed onderbouwd antwoord op je vraag te geven. Gevoelsmatig klinkt de theorie van Linkwitz goed, maar de dip in power respons van zijn filters hebben gevolg voor de tonale balans. Dit hoeft geen probleem te zijn, vaak wordt een dip op 3kHz of een brede dip van 1-3kHz als prettig ervaren.
Voor de imaging is dit niet zo belangrijk, daar moet vooral het afstraalgedrag in het horizontale vlak goed zijn.
Een ander punt: op het moment dat de fase van woofer en tweeter goed gematched is (of dit nu constant 90 graden is zoals bij oneven orde filters of 0 graden zoals bij even orde filters), weet je dat er een minimaal tijdverschil zit in de aankomst van het directe geluid op de luisterplek en heb je een betere garantie voor integratie van het geluid van beide drivers. Een goede matching betekent gelijke hellingen van de fase in het overnamegebied. Een diepe nul is hiervoor géén garantie, het is hooguit een randvoorwaarde en eentje die alleen geldt bij even orde filters.
Ik heb de artikelen van Linkwitz doorgelezen (dit keer begreep ik het een stuk beter dan enkele jaren geleden 
). Helaas kan ik er nog niet een goed antwoord op mijn vraag uit destilleren.
Verder zat ik te denken: Als je bij een 4e orde filter de drivers op het crossoverpunt mooi in fase hebt, dan tellen ze gecorreleerd op en is de gezamenlijke output dus +6 dB. Schakel je één van beide drivers uit fase, dan krijg je een in theorie oneindige dip op de overgangsfrequentie.
Op het gros van alle mogelijke afstraalhoeken zijn de beide drivers echter sowieso al uit fase. Het mooie optellen gebeurt maar in één horizontaal vlak. De niet-gecorreleerde optelling die je buiten dit vlak hebt, zal per saldo (los van de nulpunten en +6dB pieken die je op bepaalde hoeken zult hebben) leiden tot +3 dB t.o.v. de output van één van beide drivers. Omdat beide drivers op de overgansfrequentie echter op -6dB van het nominale niveau zitten, zou dit volgens mij leiden tot zo'n 3 dB te weinig output als je kijkt naar de powerresponse.
Is het vanuit dat oogpunt niet logischer om er voor te zorgen dat de beide drivers dus een faseverschil van 90 graden hebben, zodat de powerresponse gelijkmatiger wordt?
). Helaas kan ik er nog niet een goed antwoord op mijn vraag uit destilleren.Verder zat ik te denken: Als je bij een 4e orde filter de drivers op het crossoverpunt mooi in fase hebt, dan tellen ze gecorreleerd op en is de gezamenlijke output dus +6 dB. Schakel je één van beide drivers uit fase, dan krijg je een in theorie oneindige dip op de overgangsfrequentie.
Op het gros van alle mogelijke afstraalhoeken zijn de beide drivers echter sowieso al uit fase. Het mooie optellen gebeurt maar in één horizontaal vlak. De niet-gecorreleerde optelling die je buiten dit vlak hebt, zal per saldo (los van de nulpunten en +6dB pieken die je op bepaalde hoeken zult hebben) leiden tot +3 dB t.o.v. de output van één van beide drivers. Omdat beide drivers op de overgansfrequentie echter op -6dB van het nominale niveau zitten, zou dit volgens mij leiden tot zo'n 3 dB te weinig output als je kijkt naar de powerresponse.
Is het vanuit dat oogpunt niet logischer om er voor te zorgen dat de beide drivers dus een faseverschil van 90 graden hebben, zodat de powerresponse gelijkmatiger wordt?
Ik heb hier onderzoek naar gedaan en dit is inderdaad zo, mits de filterhellingen steil genoeg zijn (3de orde Butterworth). De resultaten gaan regelrecht in tegen de bewering van Linkwitz dat een off-axis 3dB bult (die je hebt bij 90 graden faseverschil) leidt tot kleuring.
http://home.wanadoo.nl/dezaire/R&D_nl.htm
Het probleem van mijn onderzoek is dat het slechts geldt indien de woofer en tweeter hetzelfde afstraalgedrag hebben.
In de praktijk straalt de tweeter rond op de overnamefrequentie en de woofer bundelt daar. Om te voorkomen dat je de woofer en tweeter apart hoort, is een slappe filterhelling dan feitelijk beter. Dit gaat lang niet bij alle drivers goed werken. Het wordt een trade-off tussen hoorbare resonanties en kleuring door niet ideaal afstraalgedrag. En je blijft zitten met het feit dat in het verticale vlak een slap filter leidt tot interferentie (nulpunten) voor een groter aantal frequenties. Dit was goed hoorbaar in mijn onderzoek. Onduidelijk blijft wat het effect is voor luisteren naar muziek. Bij roze ruis was het allemaal gemakkelijk te horen, bij muziek werd het een stuk moeilijker. Komt nog bij dat dips in powerresponse in bepaalde frequentiegebieden vaak juist prettig klinken.
Ik neem aan dat je het werk van John K. op dit gebied hebt gelezen?
http://home.wanadoo.nl/dezaire/R&D_nl.htm
Het probleem van mijn onderzoek is dat het slechts geldt indien de woofer en tweeter hetzelfde afstraalgedrag hebben.
In de praktijk straalt de tweeter rond op de overnamefrequentie en de woofer bundelt daar. Om te voorkomen dat je de woofer en tweeter apart hoort, is een slappe filterhelling dan feitelijk beter. Dit gaat lang niet bij alle drivers goed werken. Het wordt een trade-off tussen hoorbare resonanties en kleuring door niet ideaal afstraalgedrag. En je blijft zitten met het feit dat in het verticale vlak een slap filter leidt tot interferentie (nulpunten) voor een groter aantal frequenties. Dit was goed hoorbaar in mijn onderzoek. Onduidelijk blijft wat het effect is voor luisteren naar muziek. Bij roze ruis was het allemaal gemakkelijk te horen, bij muziek werd het een stuk moeilijker. Komt nog bij dat dips in powerresponse in bepaalde frequentiegebieden vaak juist prettig klinken.
Ik neem aan dat je het werk van John K. op dit gebied hebt gelezen?
Ja, het toont aan hoezeer de hersenen in staat zijn om dips in een klein frequentiegebied te compenseren. Na een tijdje luisteren is deze dip niet meer hoorbaar, zeker niet als je geen referentie hebt waarmee je kan vergelijken. Dat geeft voor mij ook aan dat zo'n dip nooit het genieten van muziek in de weg kan staan (zoals jij dat ook ervaart met je ref monitor die deze dip ook heeft!)
De laatste tijd probeer ik wat meer theoretische kennis van filters te vergaren. Met simulatiesoftware kan ik best een vlakke curve maken, maar ik snap nog niet precies hoe en waarom elk configuratie werkt zoals hij werkt. Ik had het onderzoekje van Hans en jou ooit al wel eens gelezen, maar het hoe en waarom er achter snapte ik nooit. Ik ben blij dat ik m.b.t. de hoeveelheid energie op het crossoverpunt in de juiste richting denk en dat jullie dus een dip hoorden.
John Kreskovsky's werk over filters heb ik niet gelezen. Welk stuk bedoel je precies?
John Kreskovsky's werk over filters heb ik niet gelezen. Welk stuk bedoel je precies?
