Varför delning vid just 80Hz?

av **DeadPony** » 2005-12-01 22:58

Vet inte om frågan har varit uppe förr, jag har inte svaret så jag frågar igen.
Jo, varför är det området vid just 80Hz som är fastsställt som det mest gynsamma (eller är det fastställt ?) att dela vid om man har en eller flera separata bashögtalare? Ni som vill svara ge gärna ett någorlunda uttömmande svar, finns det några artiklar i ämnet?
Tackar för svar!

\Z

av **DeadPony** » 2005-12-01 23:02

Kom på att denna fråga kanske passar bäst i den tekniksa avdelningen, kan nån vara snäll och flytta tråden :oops:

Danke!

av **housemicke** » 2005-12-01 23:07

jag hade en gång ett dls bilslutsteg som "stereo" på det kunde man ställa lågpass på basdelen som man ville, det som lät bäst hemma hos mej va 100-110 där nånstans, man får väl testa o det man tycker låter bäst kör man på helt enkelt

av **DeadPony** » 2005-12-01 23:18

Ja, så är det ju att man kör på det som låter bäst, men frågan är ju varför låter det bäst just där?
Jag skulle vilja ha en något mer vetenskaplig förklaring alltså.
Men tack ändå

av **IngOehman** » 2005-12-01 23:47

Jag gjorde en studie på just detta på 70-talet (som såsmåningom resulterade i bland annat THX-normen...), efter en diskussion med SR som avsåg förse flera av sina studior med basmoduler och aktiv delning.

Min slutsats var att 80 Hz (i förekommande fall 70 - 80 Hz) är bästa delningsfrekvens.

Orsaken till att man inte bör dela vid lägre frekvens än 70 Hz är:

1. Lägre delnigsfrekvenser än 70 Hz får till följd att sidosystemet (=toppsystemet) inte får någon signifikant avlastning/distorsionsminskning, i synnerhet inte om det är ett basreflexsystem. Tittar man på normal musiks energiinnehåll ser man nämligen att den gör anspråk på ungefär lika stora membranutslag vid alla frekvenser under 70Hz. Att använda ett basmodulsystem delat så lågt i frekvens att sidosystemet inte vinner någonting på det är ju rätt meningslöst.

2. Låga delningsfrekvenser gör att man inte kommer att kunna tillgodoräkna sig bassystemets goda stöd från sin väggnära placering, utan det ur bassynpunkt sämre placerade sidosystemet sidosystemet kommer då istället att tvingas återge en stor del av basområdet.

3. Sist och viktigast: Lägre delningsfrekvenser än 70 Hz resulterar i en grupplöptid som börjar ge hörbara rytmiska effekter. Den delningsbetingade grupplöptiden vid delningar (så branta som de behöver vara av skäl som listas senare) under 70 Hz kommer alltså att få musiken att spela i "otakt".

Att man inte bör dela högre än 80 Hz beror på flera saker, bland annat:

1. Örat har ett exta faskänsligt området i registret sisådär 100 - 250 Hz (eller 120 - 200 Hz). Med musiksignaler med signifikant energi inom detta område så kan man detektera flera vågformsberoende fenomen, inklusive absolut fas! Fasdistorison ger då hörbara signifikanta transientförluster. Man vill därför undvika delningsfrekvenser som ger stor grupplöptid inom detta frekvensområde. I praktiken betyder det att man inte vill ha några delningsfrekvenser mellan 90 och 250 Hz.

2. Örat hör intrinsiskt riktningar ned till ungefär 50 Hz, men i ett verkligt rum med sina reflexioner och ståendevågor kan man i praktiken bjuda på nästan en oktav ytterligare, förutsatt att bassystemet som används är extremt lågdistorderande. 100 Hz alltså. Vill man ha en signifikant undertryckning av ljudnivån vid 100 Hz måste man dela senast vid 80 Hz.

3. Delningar högre än 80 Hz klyver röstområdet, vilket gör att röstklanger kommer att vara svåra att integrera snyggt inom hela det området inom vilket man kan tänkas vilja kunna sitta och lyssna.

4. Delningar högre än 80 Hz (L/4 = drygt 1 meter) betyder allt större förkortning av våglängden - vilket gör det allt svårare att få sidosystem och basmodul att sammarbeta i alla riktningar.

Man skulle alltså kunna säga att delningar mellan 70-80 Hz är lämpliga, men ju högre inom detta intervall man lägger sig, desto högre ljudtryckskapacitet och lägre distorsion för man, så 80 Hz blir bästa valet.

Fast jag personligen brukar lägga HP-delen vid 80 Hz (-3 dB), och sedan efter bästa förmåga anpassa basdelen till detta. Lyckas man fasintegrera systemen perfekt (vilket förvisso inte alltid är önskvärt) så betyder det att basdelens LP-funktion får sin -3 dB väsentligt lägre än 80 Hz, inte sällan nedåt 65-70 Hz.

Men det är en annan fråga som lätt kanske komplicerar sammanhangen onödigt mycket.

Det kan nämnas att Tomlinson (Tom) Holman på Lucas film (ansvarig för THX-normens utformning) fick del av denna studie och fastställde enligt egen uppgift THX-delningsfrekvensen till 80Hz utan att göra några egna studier i ämnet. :wink:

Vh, iö

- - - - - - - - - - - - - -

PS. Örats "tålighet" mot grupplöptidsdistorsion, med fekvensberoendet inbakat, är ungefär 0,8/frekvensen (sekunder) mellan 10 - 1000 Hz. Den är då angivet med viss marginal förstås. Ligger grupplöptiden under detta värde så tycker vi att saker spelar i takt och snyggt.

Men (viktigt undantag): Inom området 100 - 250 Hz (sisådär) kan vi detektera en grupplöptidsdistorsion som är en bråkdel av detta. Kanske är känsligheten vid värsta frekvens (~150 Hz) hela >4 ggr högre för vissa lyssnare!

Bortsett ifrån att detta är en bidragande orsak till att man inte skall dela över 80 Hz, är det också en orsak till att man bör undvika att utforma trevägssystem med delningar UNDER 250 Hz. Då är man nämligen inne i problemregistret igen, ehuru man denna gång angripit det uppifrån.

av **DeadPony** » 2005-12-02 00:44

Vilket fint svar

Kul att veta att det var du som kom fram till den delningsfrekvensen.
Tack Ingvar! Tur att det finns ett slags "reservat" mellan 70-80 Hz där man kan dela optimalt. Ytterst intressant med hur vår "hörapparat" fungerar.
En sak:

4. Delningar högre än 80 Hz (L/4 = drygt 1 meter) betyder allt större förkortning av våglängden - vilket gör det allt svårare att få sidosystem och basmodul att sammarbeta i alla riktningar.

Ska man dra slutsatsen att det är enklast att få god fasintegration mellan toppsystemet och basmodulen i alla riktningar om basmodulen inte befinner sig längre bort än 1 meter från den tillhörande kanalen i toppsystemet när man delar vid 80HZ?

av **screen** » 2005-12-02 00:51

Ordet grupplöptid figurerar mycket i din förklaring (som annars var kalas) men som i.a.f. jag inte förstår innebörden av.

Kan man tänka sig en enkel förklaring på detta? :oops:

MVH Björn//

av **IngOehman** » 2005-12-02 00:59

Grupplöptid är fasens derivata (som funktion av (linjär)frekvensen). Vad den mera praktiskt innebär är respektive frekvens' energifördröjning, alltså medel-envelope-förskjutning.

Man skall aldrig blanda ihop grupplöptid och faslöptid, även om det råkar vara samma sak (det vill säga de blir lika stora) för vissa enkla (lägre ordningens) aperiodiska LP-filter, med det är bara specialfall, och sådana kan man ju ofta bortse ifrån.

dead pony skrev:Ska man dra slutsatsen att det är enklast att få god fasintegration mellan toppsystemet och basmodulen i alla riktningar om basmodulen inte befinner sig längre bort än 1 meter från den tillhörande kanalen i toppsystemet när man delar vid 80HZ?

Nej, så enkelt är det inte. Det beror bland annat på hur rummet ser ut i övrigt, och i synnerhet beror det på vilken kvot mellan direkt och reflekterat ljud man har inom lyssningsarean.

Om man använder ett stort och ganska levande rum blir det ofta väldigt bra även med även lite större avstånd, och då är faktiskt inte optimum att inom lyssningsområdet har en "perfekt" ifasaddition (+ 6 dB), utan det är bättre om man får en måttligare (+3dB) summering för direktljudet.

Det överensstämmer nämligen bättre med randomaddition, och då blir det bättre klanglig balans mellan direktljud och efterklangsfältet i rummet i delningsområdet.

I små rum bör man aldrig ha mer än någon meter mellan sidosystem och bassystem.

Vh, iö

- - - - - -

PS. Ja, det är verkligen fantastiskt att vi begåvats med en så märklig hörsel att det uppstår en "frekvensoas" att kunna dela till basen vid!

Är detta ett tecken på att det måste finnas en gud?

Det är ju svårt att se hur darwinistisk utveckling skulle kunna ge uppov till en egenskap som blir användbar först när den redan funnits i flera hundra tusen år, alltså i hemmabiografernas tid! :wink:

av **Vee-Eight** » 2005-12-02 11:33

IngOehman skrev:PS. Ja, det är verkligen fantastiskt att vi begåvats med en så märklig hörsel att det uppstår en "frekvensoas" att kunna dela till basen vid!

Är detta ett tecken på att det måste finnas en gud?

Det är ju svårt att se hur darwinistisk utveckling skulle kunna ge uppov till en egenskap som blir användbar först när den redan funnits i flera hundra tusen år, alltså i hemmabiografernas tid!

Har man tittat på hur det såg ut med den mänskliga hörseln innan hifi-begreppet? Detta är kanske en anpassning. Detta kanske, i vilket fall som hellst, skulle kunna vara årtusendet mest säkra slogan: "det äro mänskligt att ha subwoofer". :wink:

Efter detta så undrar jag varför inte jag skrev denna tråden från början, detta har jag undrat över ett tag också. Tackar så mkt för redogörelsen.

av **xeizo** » 2005-12-02 13:41

Man kanske skulle bli ingenjör, så att man förstår allt av vad Ingvar säger

av **paa** » 2005-12-02 13:48

Jag tror man måste ha en morfar som kan förklara allt innan man är 10 år, sen har hjärnan stelnat.
Jfr de som blir idrottsmän eller skickliga musiker, dom har alla börjat i unga år. Men ska man bli ingenjör så får man vänta till man är 18 år. Vad finns det för förutsättningar då?

av **IngOehman** » 2005-12-02 14:01

Jag hade faktiskt en Morfar som kunde förklara allt!
(Matematiker, Fysiker, filosof och Pianist.)

Fast skall man vara riktigt noga så flyttade han ifrån Uppland och upp till dalarna (Tibble utanför Leksand) när jag var 3,5 år gammal, och därefter träffade jag honom bara några veckor om året.

Den mesta tiden av dessa veckor lekte jag nog dessutom med min bror, åkte skidor (motvilligt på tvären), besökte kanske dalahästfabriken i nusnäs, eller lekte med grannens "tama" (nåja) Lodjur.

Jag tror således man inte skall överdriva lärarfunktionen, någonsin. Däremot tror jag att vetenskapliga miljöer är väldigt bra att vistas i, för när man gör det så blir man inspirerad att tänka och förstå. Tror även det gäller för läraren själv. Det viktiga är inte vad de kan lära ut, utan vad de kan inspirera till. Lär sig, det gör man bäst själv.

Vh, iö

av **guldfisk** » 2005-12-02 14:21

IngOehman skrev:Bortsett ifrån att detta är en bidragande orsak till att man inte skall dela över 80 Hz, är det också en orsak till att man bör undvika att utforma trevägssystem med delningar UNDER 250 Hz. Då är man nämligen inne i problemregistret igen, ehuru man denna gång angripit det uppifrån.

Naiv fråga: En trevägs golvhögtalare som delas vid 80 Hz då?

av **jonasp** » 2005-12-02 14:57

IÖ:
LTS-trevägaren, den är väl delad vid 160 Hz eller var det 170, vad är det som gör att den delningen fungerar?

mvh
Jonas

av **Erik** » 2005-12-02 18:03

3. Sist och viktigast: Lägre delningsfrekvenser än 70 Hz resulterar i en grupplöptid som börjar ge hörbara rytmiska effekter. Den delningsbetingade grupplöptiden vid delningar (så branta som de behöver vara av skäl som listas senare) under 70 Hz kommer alltså att få musiken att spela i "otakt".

Varför blir denna effekt stor vid delningar under 70 Hz?

Kan man kompensera för GD genom att flytta bashögtalaren utan att förstöra fasmatchningen?

undrar Erik

av **Martin** » 2005-12-02 18:26

Erik skrev:
3. Sist och viktigast: Lägre delningsfrekvenser än 70 Hz resulterar i en grupplöptid som börjar ge hörbara rytmiska effekter. Den delningsbetingade grupplöptiden vid delningar (så branta som de behöver vara av skäl som listas senare) under 70 Hz kommer alltså att få musiken att spela i "otakt".

Varför blir denna effekt stor vid delningar under 70 Hz?

Kan man kompensera för GD genom att flytta bashögtalaren utan att förstöra fasmatchningen?

undrar Erik

Anledningen till att grupplöptiden blir så lång är att ett fasskift vid en lägre frekvens ger upphov till en längre förskjutning i tiden (tom så att det låter i otakt alltså) pga den längre våglängden. Sedan så adderas ju fasskiftet från basens egen avrullning neråt och kommer man för nära denna med delningen så blir det för mycket.

av **Svante** » 2005-12-02 22:50

IngOehman skrev:Jag tror således man inte skall överdriva lärarfunktionen, någonsin. Däremot tror jag att vetenskapliga miljöer är väldigt bra att vistas i, för när man gör det så blir man inspirerad att tänka och förstå. Tror även det gäller för läraren själv. Det viktiga är inte vad de kan lära ut, utan vad de kan inspirera till. Lär sig, det gör man bäst själv.

...vilket förstås en bra lärare är medveten om. Det finns pedagogiska teorier om sånt här, där man talar om läraren som en guide i stället för kunskapsleverantör. Det ligger nåt i det, eftersom man lär sig så mycket bättre om man söker kunskap än om man får den serverad.

av **IngOehman** » 2005-12-02 22:53

jonasp skrev:IÖ:
LTS-trevägaren, den är väl delad vid 160 Hz eller var det 170, vad är det som gör att den delningen fungerar?

Det gör den inte! :wink:

Fast man skall ju som bekant aldrig göra tumregler av något, och förlora alla viktiga men intrikata sammanhang. En högtalare har ju många olika saker att tampas med i det verkliga livet. Inte bara örats intrisiska egenskaper, utan också möbleringshänsyn.
(Det finns naturligtivs för högtalarkonstruktören några tiotal saker ytterligare att ta hänsyn till för en trevägshögtalare, men låt oss hålla detta resonemang så enkelt som möjligt, bara ingen tror att det är såhär enkelt!)

Det första man som högtalarkonstruktör bör fråga sig när man startar ett projekt är:

1. Vilka önskemål/krav har jag på projektets utgång?

2. Vilka förutsättningar KAN utgångspunkten (i detta fall: trevägssystem) ge mig, i alla de omstuvningare man kan åstadkomma utan att lämna grundkonceptet?

I detta fall föll det sig naturligt att placera baselementen på baksidan, för att på så vis säkerställa att de vid normal möblering skulle kunna befinna sig närmare bakväggen än 1/6 våglängd (vilket är gränsen mellan konstruktiv och destuktiv addition för den reflekterade vågan) vid 170 Hz, alltså sisådär 35 cm.

En koncekkvens därav är att man som ett verktyg för att finjustera nivån vid 170 Hz förstås kan laborera med att flytta ut högtalaren ytterligare lite (=mindre nivå i basens övre register), eller att flytta den närmare väggen (=mer nivå i basens övre register).

Genom högtalarens jämförelsevis stora djup (sisådär 50 cm akustisk väg vid normal nvinkling) kommer det frontalt monterade mellanregisterelementet att drabbas av fundamental utsläckning från bakväggsreflexen nere vid 344/(4*(0,55+0,35)) = 95,6 Hz, alltså långt under delningen, där den inte har huvudansvaret att spela längre.

Totalt sett kommer högtalaren därför (trots den grupplöptidsmässigt tveksamma delningsfrekvensen) att vinna signifikanta företräden framför konventionella högtalare - på grund av att den kan åstadkomma ett såväl klangligt som transientdynamiskt mindre sönderinterfererat ljud. Detta blir alltså fallet i de flesta vanliga vardagsrum, där inga stora ansatser för att ändra rummets interfererande egenskaper har gjorts.

Frågan man bör ställa sig är alltså:
Vilken musiksignalförvrängning är den värsta - den man får på grund av att man har en lite för hög grupplöptid i registret mellan 100 Hz och 250 Hz - eller den man får på grund av att man tvingar högtalarna att arbeta med den akustiska belastning som ett ordinärt lyssningsrum uppvisar?

Min uppfattning är nog den, att i ett obehandlat rum vinner ofta en högtalare som är utformad som den trevägiga LTS-högtalaren (ingen idé att säga vad den heter, för det är det ändå ingen som kan lära sig...*), medan en högtalare utformad för att hålla grupplöptiden under hörselgränsen, men med elementen på fronten, vinner i ett rum där högtalaren är mera friplacerad, eller där man tagit hänsyn till de potentiella problemen som högtalare/rummet-samverkan kan komma att uppvisa i registret mellan 100 - 250 Hz.

Vh, iö

- - - - -

*Den heter LTS-3v-f1, eller LTS-3v-f4. (En respektive fyra basar.)
Fast nästa version av den kommer att heta LTS-3v-f2, och det kommer att vara den bästa hittills!

av **Lennart** » 2005-12-03 10:47

IÖ: Har du någon mer information idag om "LTS-3v-f2" ?

Tex. vad kommer dom nya basarna kommer att kosta, förväntad prestandaskillnad mm.

Vi är nog många "f1 och f4" ägare som är förväntansfulla

/Lennart

av **IngOehman** » 2005-12-03 16:39

Systemet som finns idag där man kan välja att bestycka högtalaren med en eller fyra basar kommer att försvinna, till förmån för bara ett altentiv - två basar.

De nya två baselementen kommer att kunna flytta mera luft än de fyra gamla gjorde, och dessutom kommer undre gränsfrekvensen att sänkas några Hz, men en liten modifiering av lådan måste till också (mer om detta i MoLt).

Priset på de nya basarna blir ungefär detsamma som för de gamla (någon hundring mera kanske) per styck, men det blir ju ändå väsentligt billigare eftersom man nu bara behöver två av dem och de ändå prestera mer än fyra gjorde.

Jag skulle vilja påstå att "prestanda per pris" har sisådär tredubblats i basområdet när man jämför med den gamla fyrbasversionen.

Jämfört med med enbasverisonen har ljudalstringseffekten ökat med en faktor av hela 6 ggr(!) men då har ju priset (för själva baselementen) dubblats också... En faktor tre i prestanda per pris även här alltså.

Vh, iö

av **Lazyworm** » 2005-12-03 16:53

Det låter som ett riktigt spännande element, klart intressant, framförallt eftersom jag vet att du är en lågdist-fetisch också, när kan det komma till allmänhetens förfogande?

av **IngOehman** » 2005-12-03 16:55

Någon gång i vår.

Men for you my friend... Hur mycket pengar har du? :wink:

Vh, iö

av **nijo** » 2005-12-03 19:44

Jag har haft en liten fundering kring det här. Jag har ett par LTS 3v-f1 (hmmm blev det rätt nu :-)

Jag en hemsk resonans kring 90 Hz att då dela tre-vägaren vid 80 Hz istället för som f.n. vid 170 Hz. Kanske genom att bara använda det inbyggda delningsfiltret i min denon (alt ett 3:e orgningens filter)

Frågan är kanske hur mycket det påverkar mellanregistret negativt?

Någon som provat?

mvh Jonas

av **Magnuz** » 2005-12-03 19:53

Det är nog ingen vidare idé. Dels får du nog modifiera filtret rätt kraftigt, sedan tappar du ju poängen med att låta mellanbasen slippa låga frekvenser (distorsion). Dessutom kommer säkert 90 Hz-resonansen att exciteras ändå, om än möjligen en smula svagare. Betydligt bättre är nog att skaffa en EQ.

av **IngOehman** » 2005-12-03 20:10

Mitt tips är till att börja med att vänta tills LTS-3v-F2 är klar, för det är möjligt att den kommer att ha mindre problem med 90Hz-resonansen som du har i ditt rum.

Vh, iö

av **phon** » 2005-12-03 20:36

nijo skrev:Någon som provat?
mvh Jonas

En liten fräckis, som dessutom är gratis, är att koppla ur den ena av de båda 150uF kondingarna på basfiltren. Då sjunker 90 hz nån dryg dB, haken är att du får en puckel runt 65 Hz istället. Kanske ditt rum är tåligare vid 65 Hz, vad vet jag. Eller kanske rentav basbalansen blir bättre då?

Kostar som sagt inget att prova mer än förbrukad tid.

av **dawen** » 2005-12-03 21:04

IÖ: Tack för mycket bra information.

Du nämner dock ingenting, om jag inte missat det, om branthet på delningen vid 80 Hz. Vad finns det för för- och nackdelar? Jag tänker inte fråga efter vad som är bäst, eftersom det kan tolkas som tumregler :wink:

Förutom avrullning per oktav, är det någon stor skillnad på olika filtertyper? Om skillnaden finns, vad är den?

Tack på förhand!

av **nijo** » 2005-12-04 03:03

Tack för era kommentarer!

Modifiering av delningsfiltret är ju inget stort problem eftersom det finns i en variant som som passar (LTS-2v-s1) sedan hade jag tänkt dela aktivt mellan bas och topp.

Största problemet är väl troligtvis att man ju distorsionen i boomern när man sänker delningsfrekvensen.

Någon db lägre i 90 hz spelar nog tyvärr ingen större roll. Jag har en peak som är > 10db.

Jag har haft funderingar på att skaffa en parametrisk eq för att sänka resonansfrekvensen men helst så vill jag inte använda den i hela registret, utan bara i basen (Jag har fö en Denon 2105).

Jag får väl snällt vänta på på nya varianten...eller bygga om till 2v-f1 och köpa till 4-subbasar :-)

mvh Jonas

av **phon** » 2005-12-04 10:32

nijo skrev:Största problemet är väl troligtvis att man ju distorsionen i boomern när man sänker delningsfrekvensen.

Någon db lägre i 90 hz spelar nog tyvärr ingen större roll. Jag har en peak som är > 10db.

OK, >10dB, blir ju lite svårare. Delningsfrekvensen sänks inte, det är bara notchfiltret som flyttar angreppspunkten lite, å lite fräckt var det.

Runt -4 dB kan jag bjuda på istället (i lite tjusigare variant) men då går det åt några extra komponenter. Dom komponenterna (sånär som på ett motstånd på 2,2 ohm) finns redan i högtalarna, så om du vill prova så är det fortfarande nästan gratis men bara i mono då.

Du har väl antagligen redan provat att flytta runt lådorna (ut från väggen) för att minska exciteringen av 90 HZ? Respektive, vänt basen uppåt till det övre läget, det kan minska förmågan att dra igång stående vågor i övre basregistret.

En kombination av det hela ger kanske dina -10dB?

av **nijo** » 2005-12-04 15:03

Jag fick tog till slut fram min db mätare och har väl kanske kommit fram till att jag har blivit lite lurad av min egen hörsel...

Jag har sinustoner inspelade från 20-120 på en CD skiva, där låter det som en kraftig betoning av området kring 90 Hz. När jag tittar på mätvärdena så är ser det ännu sämre ut, fast på ett annat sätt. Mätningen är c-vägd.

Bild

Då ser det ut som att jag behöver (ett par) subwoofer och eq:a ner kring 35 Hz istället.

Phon,
kanske räcker med att dra ner någon db kring 90 Hz trots allt. Frågan är om det så mycket till eller från....

mvh Jonas
[/url]