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[paschulke2]

Zu diesem Thema habe ich - wie angedroht - ein Experiment gemacht. In der Hauptsache, um für mich selbst Klarheit zu schaffen.

Zielsetzung: Aufbau eines Experiments, bei dem eine Raummode in einem geschlossenen Raum angeregt und der resultierende Schalldruck gemessen wird. Die Resonanz soll dann mit einem kurzen Tonpuls (Burst) angeregt und der Schalldruck aufgenommen werden. Dabei wird man direkt das Ein-und Ausschwingen der Mode (soweit vorhanden) sehen. Der Amplitudengang wird mit FuzzMeasure 3.1 gemessen. Danach wird nach einer PEQ-Einstellung gesucht, mit der das Anregungssignal korrigiert wird. Mit diesem korrigierten Anregungssignal wird das Experiment wiederholt. Wie wird der Schalldruckverlauf aussehen? Kann der PEQ das Ein- und Ausschwingen - soweit vorhanden - korrigieren?

1. Aufbau

Anregung: iMac -> optischer Ausgang -> Behringer SRC2496 -> Kopfhörer Sennheiser HD580
Aufnahme: B&K Mikro 4133 -> Versorgung und Verstärker B&K 2603 -> 26dB Dämpfungsglied -> analoger Eingang iMac

Als "Raum" wird ein Holzkasten mit den Innenabmessungen 30x26x23 cm verwendet, der Kasten ist in der Mitte der 30cm geteilt. Die zu messende Mode soll sich entlang der 30cm ausbilden. Die Anregung erfolgt mit einer Kapsel des Kopfhörers (offen -> Dipol) genau in der Mitte der 30 cm. Die Kapsel ist an Fäden aufgehängt. Das Mikrofon ist auf einer der beiden Wände mit Klebeband befestigt:





Danach wird der Kasten geschlossen. Die beiden Hälften werden mit einem Gürtel zusammengedrückt. Der Kasten steht auf einer Bettdecke, damit es nicht zur Übertragung von Schwingungen vom/zum Fliesenboden kommt:



Um die Ankopplung nach außen etwas abzuschwächen, wird der Aufbau dann in Bettdecken verpackt. Rechts ist der B&K 2603 zu sehen:



Damit ist der Aufbau komplett.

[paschulke2]

2. Messung des Amplitudengangs

Bei einer Länge von 30cm erwarten wir die Grundmode bei (343m/s)/(2*0.3m)=571.7Hz.

Hier die Messung des Amplitudengangs mit FuzzMeasure:



Das ist eine schöne, fette Mode mit f=567Hz. Die Bandbreite und damit die Güte kann man aus dem Amplitudengang abschätzen:
BW=28.2Hz, Q=20.1

Der Aufbau funktioniert also, wie er soll.

[paschulke2]

3. Ein- und Ausschwingen Mode bzw. der Resonanz

In Audacity wurde ein 0.5s langer Burst mit der Frequenz 567Hz erzeugt. Dieses Signal wurde abspeichert, abgespielt und das Mikrofonsignal aufgenommen. Das folgende Bild zeigt das Anregungssignal (unten) und das Mikrofonsignal (oben):



Erwartungsgemäß sieht man das Ein- und Ausschwingen der Resonanz.

[paschulke2]

4. Korrektur des Bursts mit einem PEQ

In Audacity wurde - von Hand! - eine PEQ-Einstellung gesucht, welche die Systemantwort möglichst gut korrigiert. Verwendet wurde der Effect "Apple AUParametricEQ". Einstellung nach ein wenig herumspielen: f=567Hz, Q=20, -14.78dB. Hier der Amplitudengang der PEQ-Einstellung, mit dem dann das Anregungssignal korrigiert wurde:

[paschulke2]

5. Grande Finale: Anregung mit dem PEQ-Signal

Das letzte Bild zeigt wieder den 0.5s 567Hz-Burst, der durch den PEQ gelaufen ist (oben) und das Signal, das vom Mikrofon aufgenommen wurde:



 

[markus]

Thanks for sharing! Jetzt bitte Wasserfall vorher/nachher - buedde.

[Ydope]

  for diesen Beitrag!
Das funktioniert ja wirklich gut in deinem Modell. Ich verstehe aber nicht ganz den Graph im 5. Beitrag. Wenn am Ende das ausgestrahlte Signal lauter wird, wieso wird dann nicht auch das aufgenommene Signal zumindest kurzfristig lauter?

Gruß

[paschulke2]

Thanks for sharing! Jetzt bitte Wasserfall vorher/nachher - buedde.

Seufz. Das WFD ... Ich hatte es wirklich völlig vergessen. Also nochmal alles aufbauen und dem Gott des Wasserfalldiagramms ein Opfer bringen.

WFD ohne PEQ (direkt mit FuzzMeasure gemessen):



WFD mit PEQ (Vorgehensweise: Stimulus von FuzzMeasure exportieren -> in Audacity importieren -> PEQ drüberlaufen lassen -> abspielen/aufnehmen -> in FuzzMeasure als Field Measurement importieren.):



Ich glaube, ich mag Wasserfalldiagramme doch ... 

[paschulke2]

Das funktioniert ja wirklich gut in deinem Modell. Ich verstehe aber nicht ganz den Graph im 5. Beitrag. Wenn am Ende das ausgestrahlte Signal lauter wird, wieso wird dann nicht auch das aufgenommene Signal zumindest kurzfristig lauter?

Der minimalphasige PEQ kompensiert da halt das Ausschwingen der minimalphasigen Resonanz. Es passiert halt genau das, was die Theorie vorhersagt und was sich viele nicht so recht vorstellen können ...

Stell es dir anders rum vor: Das Anregungssignal wird ja nicht verstärkt, sondern gedämpft. Diese Dämpfung "schwingt ein" und "schwingt aus".

[markus]

Seufz.

Unglaublich! Die Decay Rate mit EQ ist tatsaechlich schneller als ohne (= herrschende Lehrmeinung bestaetigt). Trotzdem ist ein "Ringing" zu sehen. Was soll man daraus fuer die wirkliche Welt (allerlei Moden von der ersten bis zur letzten) schliessen?

P.S. "WFD ohne PEQ" war doch "Stimulus von FuzzMeasure exportieren -> in Audacity importieren -> abspielen/aufnehmen -> in FuzzMeasure als Field Measurement importieren."?

[Ydope]

OK danke, das mit dem Ausschwingen hab ich nun kapiert.
 
Hast du noch einen FG zur EQten Variante zur vorrätig?

Das Rätsel ist, wieso es bei deinem Versuch so gut funzt und hier im realen Raum so ganz und gar nicht:

(von http://www.realtraps.com/eq-traps.htm)

Das Problem ist: Wenn ich dir diese Messungen vorsetze, kannst du sie nicht erklären und wenn ich deine Ethan Winer zeige, wird er wahrscheinlich auch nichts Sinnvolles zu deinen sagen können.
Vielleicht probier ichs trotzdem mal.

Gruß

[paschulke2]

Unglaublich! Die Decay Rate mit EQ ist tatsaechlich schneller als ohne (= herrschende Lehrmeinung bestaetigt). Trotzdem ist ein "Ringing" zu sehen. Was soll man daraus fuer die wirkliche Welt (allerlei Moden von der ersten bis zur letzten) schliessen?

Die von mir gewählte PEQ ist mit Sicherheit nicht perfekt. Ich habe das ja nicht am Frequenzgang gemacht, sondern an der Raum-Antwort. In Echtzeit, mit einem RTA und der Raumantwort im Zeitbereich ginge das sicher besser. Es ging ja um das Prinzip, nämlich, ob die Entzerrung wirklich etwas am Zeitverhalten ändert.

P.S. "WFD ohne PEQ" war doch "Stimulus von FuzzMeasure exportieren -> in Audacity importieren -> abspielen/aufnehmen -> in FuzzMeasure als Field Measurement importieren."?

Nö. In FuzzMeasure auf Measure klicken. Kommt aufs gleiche raus, geht aber schneller. Ich habe den Text korrigiert.

[paschulke2]

Hast du noch einen FG zur EQten Variante zur vorrätig?

Dooferweise: Nein. Nicht abgespeichert - frag mich nicht warum. Die Nachmessung mit WFD war halt gar nicht geplant und es war schon spät ...

Das Rätsel ist, wieso es bei deinem Versuch so gut funzt und hier im realen Raum so ganz und gar nicht:

Du musst die Mode schon genau (Frequenz/Güte) kompensieren. Das war schon mit dieser einen Mode nicht so einfach. Kommen noch mehr dazu, wird es bestimmt nicht einfacher ...

Den WFDs von Winer sieht man ja schon an den Zahlen an, dass entweder die Moden oder die Entzerrung nicht genau bestimmt ist (42Hz -> 39.5Hz z.B.). Ansonsten - sorry - sehe ich die ganzen Winer-Sachen als das an, was sie sind: Werbung für seine Dämpfungsprodukte.

Übrigens: Schon klar, was Du mit "realem Raum" meinst, aber ich lege Wert auf die Feststellung, dass dieses Experiment auch "real" ist.

Gruß
Thomas

[Verrückter]

Das Rätsel ist, wieso es bei deinem Versuch so gut funzt und hier im realen Raum so ganz und gar nicht:

Warum ist das ein Rätsel? Ein Raum ist zu komplex und die Messgenauhikeit/Auswertung/Umsetzung zu ungenau. Aber schrieb ja schon der 2. Paschulke...

Stefan

[Verrückter]

Dann dürften ja eigentlich FIR Filter im deutlichen Vorteil sein, da sie ja die Impulsantwort recht genau und automatisiert messen und korrigieren. Dadurch dürfte sich das modale Raumverhalten drastisch verbessern. Ist das so?

Stefan