Hörbarhet av fasavvikelser - lyssna själva!

av **Isidor** » 2004-03-03 23:19

Jag tror att de flesta känner till att i denna tråd: http://www.faktiskt.se/modules.php?name ... pic&t=2072 har ämnet fas/tidskorrekt återgivning avhandlats.

Slutsatsen för dem som inte orkar plöja igenom hela tråden var att även ganska stora avvikelser i fasgången för en högtalare i ett normalt rum är i det närmaste omöjligt att uppfatta med musiksignaler. Däremot är det betydligt enklare att höra skillnad i hörlurar med rena testsignaler.

Någonstans bland alla sidor frågade Thomas_A om någon hade lust att generera pulser filtrerade med allpassfilter (som endast påverkar fasgången, frekvensgången är konstant) av 4:e ordningens Linkwitz-Riley-typ för att sedan skapa ett par .wav-filer. Detta för att möjliggöra enkla jämförelser av de fasavvikelser som delningsfiltren i någorlunda normala högtalare ger upphov till. Ett 4:e ordningens L-R-filter ger en fasvridning på 360 grader kring delningsfrekvensen.

Thomas_A föreslog ingreppsfrekvenser (simulerade delningsfrekvenser) på 100 Hz respektive 2 kHz och jag lydde naturligtvis blint!

Allpassfilter L-R 4:e ordningen, ingreppsfrekvens 100 Hz hittar ni här: http://w1.847.telia.com/~u84704441/Sim/ ... _100Hz.wav

Allpassfilter L-R 4:e ordningen, ingreppsfrekvens 2 kHz hittar ni här:
http://w1.847.telia.com/~u84704441/Sim/ ... 4_2kHz.wav

Filerna består av 20 st pulser separerade med 1.5 s. Varannan puls är den ofiltrerade referenspulsen (av sin2-typ) och varannan är den filtrerade pulsen.

För min egen del tycker jag att det är relativt enkelt att höra skillnad med hörlurar i det här ganska extrema fallet, men trots detta är skillnaden i mitt tycke förvånansvärt liten. Vad tycker ni? Den som har faskorrekta högtalare kan naturligtvis prova om han/hon kan uppfatta någon skillnad även med inverkan från rummet.

Så här ser pulserna ut:

Tidsplanet

Bild

Fasgång

Frekvensgången är naturligtvis identisk för samtliga pulser (endast ett mindre fall över ca 10 kHz) och visas därför ej.

av **Thomas_A** » 2004-03-03 23:46

Tack Isidor,

jag lyssnade och tyckte i en snabb jämförelse att det lät förvånansvärt lika, men jag ska lyssna mer i helgen.

T

av **Isidor** » 2004-03-04 00:01

Jag håller med. Även under så pass extrema förutsättningar (som verkligen bör belysa "problemet" maximalt) så är skillnaderna ganska små. Jag undrar också om ni andra, som jag, tycker att det låter en aning olika för ingreppsfrekvensen 100 Hz respektive 2 kHz?

av **norman** » 2004-03-04 00:09

Intressant! Själv har jag testat samma sak på lite musik och då hörde jag ingen skillnad. Hör ingen skillnad nu heller i mina lurar....
Hur skulle du beskriva skillnaden Isidor? Vad skall man lyssna efter?

av **Isidor** » 2004-03-04 01:03

norman,

Med reservation för att en svår förkylning har gjort min hörsel något nedsatt så tycker jag mig höra följande skillnader:

Lyssna efter det aningens "snärtigare" ljudet från de ofiltrerade pulserna (1,3,5,7...). Det låter som om dessa har en aning mer högfrekvensenergi (vilket de förstås inte har, men detta är det subjektiva intrycket som i sin tur antagligen beror på utsmetningen i tidsdomänen). Man kan även höra en aning mer utdraget förlopp, alltså långsammare utklingning, för de filtrerade pulserna. Jag tycker också att de filtrerade pulserna låter lite "bredare" medan de ofiltrerade ger mer intryck av "mitt i huvudet".

Annorlunda uttryckt och mycket överdrivet kan man säga att de ofiltrerade pulserna låter tick! i huvudet och de filtrerade låter tock! på sidorna. Vänta dig dock inte annat än marginella skillnader på alla fronter.

Ett bra ljudkort (jag har ett Terratec Aureon Sky som utan tvekan går att jämföra med hyggliga CD-spelare), en inte alltför högljudd dator och hyggliga hörlurar är nog en förutsättning för att man skall kunna uppfatta dessa skillnader.

av **norman** » 2004-03-04 01:12

Isidor skrev:Med reservation för att en svår förkylning har gjort min hörsel något nedsatt så tycker jag mig höra följande skillnader:

Tack, nu fick jag större självförtroende för min hörsel! :wink:

en inte alltför högljudd dator och hyggliga hörlurar är nog en förutsättning för att man skall kunna uppfatta dessa skillnader.

Kanske här det brister för mig... har för tillfället en dator som väsnas på tok för mycket och öppna lurar som låter rätt svagt.... (iaf bra att skylla på så jag slipper erkänna att jag hör dåligt

)

av **Martin** » 2004-03-04 01:44

Jag hör lite skillnad på 100Hz-spårets pulser. Utan att ha läst trådens inlägg innan jag lyssnade så hör jag liknande det Isidor beskriver. Fast mera åt hållet: Pli'...plipp...Pli'...plipp. Det är lite som att pulsens dovare "plopp"-komponent ekar lite en bit utanför hörlurarna på de filtrerade pulserna. Sedan låter de lite mer utplattade i energin på nåt sätt. Hör ingen skillnad i diskanten på pulserna, det är bara i basen det ändras.

Hör heller ingen skíllnad på pulserna i 2kHz spåret ...ännu. Kanske provar någon annan dag.

Min dator är nästan knäpptyst(hembyggd ljudhuv och tyst kylning/fläktar). Har ett billigt ljudkort (från terratech) och använder min hembyggda hörlursförstärkare och ett par Sennheiser HD590.

av **brumel** » 2004-03-04 01:50

Det låter: tick tack tick tack. Dvs det låter som olika typer av signaler och jag lyssnar inte via lurar. Undrar om mitt sunkiga ljudkort kan återge dessa pulser. Nånting är galet.

Eh

av **Morello** » 2004-03-04 02:14

Isidor,

Klockrent initativ

Trådar som denna lyfter forumet till en annan och högre dignitit

Har för klen amplitud från mitt sunkiga ljudkort. Ska bränna filerna på en CD så att jag kan lyssna starkt i lurar via försteget ( 46 V pp

)

av **Isidor** » 2004-03-04 13:54

norman,

Isidor wrote:
Med reservation för att en svår förkylning har gjort min hörsel något nedsatt så tycker jag mig höra följande skillnader:

norman wrote:
Tack, nu fick jag större självförtroende för min hörsel!

Martin,

Jag håller med om att det är lättare att höra skillnad i 100 Hz-fallet, men skillnaden i 2 kHz-fallet är snarlik, bara mindre. Utsmetningen i tidsdomänen blir, som du helt korrekt påpekar, ganska tydlig i 100 Hz-fallet (det kvarstår en del lågfrekvent skräp efter initialpulsen), medan den i 2 kHz-fallet antar en mer högfrekvent karaktär som gör den mindre tydlig. En annan sak som jag tycker mig höra är att de filtrerade pulserna flyttar sig något nedåt (förutom ut mot sidorna som jag tidigare nämnt) från den position mitt i huvudet jag får för de ofiltrerade pulserna.

Antagligen är olika hörlurar olika bra på att få skillnaderna att framträda, framför allt beroende på hur mycket deras eget pulssvar maskerar de små skillnader vi försöker höra. Jag har i och för sig provat med två par av halvhyfsad kvalitet (långt ifrån några dyrvarianter) och med helt olika egenskaper, men skillnaderna går att höra i bägge fallen.

av **Thomas_A** » 2004-03-04 13:59

Jag ska klippa ut sekvenser och använda i ABX programmet så småningom.

T

av **Isidor** » 2004-03-04 14:35

Bara så att någon inte tar en titt på tidsdata i .wav-filerna och känner sig lurad tänkte jag bara tillägga att pulserna ser något annorlunda ut än de ideala varianter jag presenterade ovan p.g.a. den begränsade samplingsfrekvensen (44.1 kHz).

av **Isidor** » 2004-03-04 16:32

T,

Utmärkt. ABX är ett mycket bra program.

Efter att ha utfört blinda A/B-tester skulle jag vilja dra följande slutsatser:

1. För 100 Hz-filtreringen uppnås statistisk signifikans (konfidensgrad > 0.95) relativt enkelt baserat på den "faddare" / mindre snärtiga återgivningen.

2. För 2 kHz-filtreringen uppnås statistisk signifikans endast med ganska stor möda, också här baserat på den "faddare" / mindre snärtiga återgivningen.

3. Lokalisering kan inte användas för att uppnå statistisk signifikans.

Jag har som jag varit inne på tidigare en ganska svår förkylning just nu och därför en aning opålitlig hörsel, så ovanstånde slutsatser kanske kan komma att modifieras (även om jag tror att de under alla omständigheter stämmer rimligt väl).

av **dawen** » 2004-03-04 18:03

Tja, knäpptyst får ju en lite annan innebörd om man råkar glömma spåret på repeat :wink:

av **celef** » 2004-03-04 20:20

jag tycker de jämna knäpparna låter mer "utanför huvet" med lurarna, klart bäst i test i min mening!

av **Lazyboy** » 2004-03-04 22:30

Både jag och flickvännen tyckte att vi hörde skillnad på 100Hz-varianten. Min flickvän tyckte att originalljdet lät högre i tonhöjd och tog det på detta varje gång. Testet gick till så att vi chansade på vilket som var originalljudet, det föll ut så att vi hela tiden chansade på samma ljud (vet dock inte om detta ljud var originalljudet, men det har ju ingen betydelse för testet). Utrustningen var sb live -ljudkort, linn majik, von Schweikert Vr1:or.

av **Thomas_A** » 2004-03-04 23:19

För alla som vill är det ju enkelt att klippa ut två bitar (en original och en filtrerad) och köra med ABX programmet. Då görs det hela blint!

Dett är som gjort för ABX, ljudkort och hörlurar (eller högtalare utan fasförvrängande filter).

T

av **patrikf_inaktiv** » 2004-03-04 23:26

Hej!
Hörbarheten av ganska stora avvikelser i fasgång i sig var inte direkt vad jag avsåg i tråden om fas/tidskorrekt återgivning.
Dessa exempel visar kanske hur ett filter låter, men har inget att göra med effekterna av tidsavvikelserna som är en följd av geografiskt utspridda högtalarelement, som tråden Isidor hänvisar till handlar om.
Det verkar föreligga en sammanblandning här!

av **marie** » 2004-03-04 23:51

hejsan allihopa-fråga: -om det knäpper i skallen är man en knäppskalle då? I så fall har isidor har hittat på ett riktigt kul bus den här gången-knäppskallar!

/Marie :wink:

av **Martin** » 2004-03-05 01:08

patrikf, effekterna av geometriskt utspridda element kan vara ojämn spridning beroende på avstånd, filter mm.

Det är därför ganska intressant att utröna hörbarhetsgraden hos fasrespons i sig så att man har en sak mindre att oroa sig för sas. Då öppnas helt plötsligt en massa möjligheter att lösa de andra problemen med högtalarelement/filter. Man slipper alltså kompromissa så mycket i sina lösningar pga att man absolut ska ha ett minimumfassystem.

Det har alltså väldigt mycket med varann att göra, tycker jag iaf. Dessutom har vi ju redan diskuterat rätt mycket angående fas i sig i tråden.

/Martin

av **patrikf_inaktiv** » 2004-03-05 08:47

Martin, det är sant att fas har diskuterats mycket i den andra tråden.
Slutsatsen att "ganska stora avvikelser i fasgången för en högtalare i ett normalt rum är i det närmaste omöjligt att uppfatta med musiksignaler" visar att problematiken kanske inte har förståtts.
Att utröna hörbarhetsgraden hos fasrespons i sig visar tex huruvida en fasvridningen hos en EQ är hörbar eller inte.

Men visst, om man väljer att kompromissa på detta område öppnas såklart möjligheter att lättare lösa andra problem!

av **DrJukiba** » 2004-03-05 13:42

Isidor,
Utmärkt iniativ att förlägga denna del av diskussionen till en egen tråd.Många av de centrala frågeställningarna i ursprungstråden förblev obesvarade/okommenterade.

DJ

av **Isidor** » 2004-03-05 14:19

patrikf,

Den tråd du talar om kom mycket riktigt att egentligen handla om två besläktade men ändå olika frågor som hanteras parallellt: den direkta hörbarheten av rena fasavvikelser och vad jag skulle vilja karakterisera som fas/tidsskillnadsberoende spridningseffekter för olika elementkonfigurationer (frekvengångsojämnheter i olika riktningar som ger upphov till en klangförvrängning för reflekterat ljud).

Spridningseffekterna har nog även de utretts ganska omfattande i nämnda tråd, men är en helt annan fråga, varför den inte togs upp här.

Dessa exempel visar kanske hur ett filter låter, men har inget att göra med effekterna av tidsavvikelserna som är en följd av geografiskt utspridda högtalarelement, som tråden Isidor hänvisar till handlar om.

Filtret har massor med det hela att göra! Man måste vara på det klara med att fas- och tidsskillnader är två sidor av samma mynt. Filtren ovan ger en maximal fördröjning om 5 ms (100 Hz) samt 0.25 ms (2 kHz). Skillnaden mot en ren tidsfördröjning är att vi här även har ett frekvensberoende. I fallet högtalarelement har man i och för sig p.g.a. frekvensberoende akustiska centra också ett visst frekvensberoende i fördröjningarna, så på det hela taget har vi stora likheter.

Det finns undersökningar (Preis, "Phase Distortion and Phase EQ in Audio Signal Processing - a Tutorial Review") som pekar mot att man inte skall kunna höra fördröjningar (group delay) mindre än 0.5 ms ens under ideala förutsättningar (testsignaler i hörlurar, frekvenser runt några kHz), så jag kanske bara hade tur när jag lyckades med detta. Hur som helst så var skillnaderna försvinnande små, om ens några. Vid 100 Hz kan man enligt samma undersökning under samma förutsättningar höra fördröjningar på ca 2.5 ms så det är inte underligt att många även lyckats med detta här.

Under praktisk högtalarlyssning får man antagligen minst dubblera ovanstående gränsvärden för hörbar fördröjning och vi kommer alltså upp i minst 1 ms. Detta leder till den ganska fantastiska slutsatsen att vi kan tolerera ett djupledsavstånd mellan diskantelement och bas/mellan-element på ca 35 cm (om vi glömmer delningsfiltret för ett tag)! Vi måste dock dela ganska brant för att undvika problem med otrevliga strålningslober i det överlappande frekvensområdet, så vi måste nog klämma till med ett åttonde ordningens filter eller så, vilket medför att vårt tillåtna avstånd går ned mot 15 cm.

Helt klart är dock att med musik spelad på högtalare i rum så är inverkan från 2 kHz-filtret garanterat ohörbar, medan 100 Hz-filtret sannolikt landar någonstans omkring gränsen till hörbarhet och i praktiken oftast under gränsen. Jag skulle inte oroa mig i alla fall (och jag är ganska gnällig).

av **Isidor** » 2004-03-05 19:42

Lazyboy,

Både jag och flickvännen tyckte att vi hörde skillnad på 100Hz-varianten. Min flickvän tyckte att originalljdet lät högre i tonhöjd och tog det på detta varje gång.

Den flickvän som ställer upp på så pass nördiga aktiviteter är tveklöst ett kap! En känslig lyssnare verkar hon också vara. Se till att behålla henne till varje pris... :wink:

av **Svante** » 2004-03-06 10:15

Thomas_A skrev:För alla som vill är det ju enkelt att klippa ut två bitar (en original och en filtrerad) och köra med ABX programmet. Då görs det hela blint!

Dett är som gjort för ABX, ljudkort och hörlurar (eller högtalare utan fasförvrängande filter).

T

Rätt! Blint A/B-testande är det enda sättet att få klarhet i detta. Men... Det finns fortfarande en fallgrop. Om signalen går igenom en olijnäritet (tex toppklippning) kommer detta att drabba de två signalerna olika, deras (amplitud-)spektrum kommer att bli olika när de når lyssnaren och de kommer att låta olika. Fast då är det inte bara fasskillnader man lyssnat på.

Impulser av den här typen råkar väldigt lätt ut för toppklippning eftersom de har "lite ljudnivå för stor toppamplitud". Se till att hålla nere volymkontrollen mao!

En intressant tanke som då dyker upp är att de som lyckas höra skillnad kanske har dåliga apparater... hehe...

av **Isidor** » 2004-03-06 12:56

Svante,

Förvisso har du en poäng i att energin i pulserna är låg och därför märker inte hörseln riktigt hur hög amplituden är. Jag har medvetet reducerat maxamplituden i pulserna (-6 dBFS) för att åtminstone undvika klippning i sämre ljudkort och även i viss omfattning minska sannolikheten för att någon drar på för mycket.

Om detta vore ett problem så skulle man också höra skillnad mellan ofiltrerad puls och 2 kHz-filtreringen eftersom maxamplituden är betydligt lägre för den filtrerade pulsen och den därmed sannolikt undviker klippning helt. Eftersom de som rapporterat resultat här inte tycks höra någon skillnad i detta fall så kan man ganska lugnt utgå från att klippning inte varit något problem.

För övrigt gäller ju i detta fall som vanligt att man inte bör överstyra utrustningen och jag tror nog att den som lyckas med detta också är den som aldrig hör några skillnader!

av **Lazyboy** » 2004-03-06 14:45

isidor:

Den flickvän som ställer upp på så pass nördiga aktiviteter är tveklöst ett kap!

Nördig aktvitet? typiskt, jag som alltid har sett mig själv som en särdeles cool kille! :wink:

Angående min flickvän så är hon mycket riktigt ett kap

.

av **Morello** » 2004-03-06 15:47

En allämän reflektion:

När man testar de olika filerna bör man vara medveten om att de olika pulserna exciterar systemets olinjäriteter på olika sätt. Uppvisar systemet asymmetrisk distorsion, dvs 2:a, 4:e osv övertonerna är resultatet mer eller mindre irelevant

Orginal-pulsen har större delen av sin energi övanför tidsaxeln, medan den filterade inte har det.

av **Isidor** » 2004-03-06 19:14

Morello,

En relevant observation, åtminstone för 2 kHz-filtreringen.

Systemets olinjäriteter kan här praktiskt taget helt och hållet hänföras till hörlurarna. De flesta hyggliga hörlurar uppvisar dock relativt låg distorsion vid rimliga ljudtrycksnivåer, så om man bara använder duglig utrustning och inte drar på alltför mycket så är det ganska osannolikt att icke-linjär distorsion kommer att påverka resultaten. Återigen vill jag belysa det faktum att flertalet lyssnare inte tycks höra någon skillnad för 2 kHz-filtreringen som borde vara känsligast för distorsion av jämna ordningar.

Som vid all testning gäller att förutsättningarna måste vara någorlunda goda för att resultaten skall vara giltiga och naturligtvis kan jag bara svara för mig själv i det här fallet.

av **brumel** » 2004-03-06 19:42

Nu kör jag med lurar och det är superenkelt att höra skillnad på 2khz filtreringen.

av **Isidor** » 2004-03-08 22:37

brumel,

Även i blindtest? "Superenkelt" är nog ändå att ta i. Det är så oerhört lätt att fastna i förutfattade meningar. Vad som framstår som en självklar skillnad i ett öppet test kan försvinna helt när man testar blint.

För övrigt vill jag höra fler meningar, även om någon inte lyckas uppfatta några skillnader är det av stort intresse. Med tanke på alla guldöron som frekventerar detta forum borde det vimla av resultat!

av **Kraniet** » 2004-03-08 23:03

jag har inga lurar :cry:

av **Morello** » 2004-03-08 23:45

brumel skrev:Nu kör jag med lurar och det är superenkelt att höra skillnad på 2khz filtreringen.

Å hur var det med de jämna distorsionsprodukterna? :wink:

av **Jesper73** » 2004-03-09 01:24

Om någon klipper ut dessa för att testa blindt i PCABX eller abchr så kan ni väl lägga ut dem på WWW också?

av **Isidor** » 2004-03-09 13:32

Separata pulser för dem som vill använda ABX:

http://w1.847.telia.com/~u84704441/Sim/puls.wav

http://w1.847.telia.com/~u84704441/Sim/ ... 100_Hz.wav

http://w1.847.telia.com/~u84704441/Sim/ ... _2_kHz.wav

ABX:

http://www.pcabx.com/

av **Thomas_A** » 2004-03-09 13:44

Jag har lyssnat och lyssnat men kan inte höra en skillnad. Det kan finnas flera orsaker till detta, men jag skulle inte vilja säga något definitivt eftersom jag har så dålig kapacitet hos dator/hörlurar.

Att testa det via min anläggning är ju inte möjligt då högtalarna fasvrider likartat = tårta på tårta...

T

av **Isidor** » 2004-03-17 14:53

Eftersom det nu gått bortåt ett par veckor så kanske det är dags att sammanfatta lite.

Meningen med detta lilla test var egentligen bara att visa hur förbaskat små hörbara effekter rimligt stora fasavvikelser ger upphov till. Detta t.o.m. under maximalt avslöjande förhållanden med testsignaler och hörlurar. Med musik och högtalare i ett rum blir det ännu mycket svårare att uppfatta skillnaderna, varför man praktiskt sett kan betrakta dem som ohörbara. Hörseln är mycket känslig för vissa återgivningsfel, men närmast helt okänslig för andra.

Vissa lyssnare tycks anse det vara möjligt att höra skillnad med 100 Hz-filtreringen, något som ligger i linje med publicerade vetenskapliga undersökningar. Knappast någon tycker att det är möjligt med 2 kHz-filtreringen, också detta i överensstämmelse med den psykoakustiska vetenskapen. Eftersom jag själv i 2 kHz-fallet inledningsvis tyckte mig höra minimala skillnader gjorde jag förnyade test och misslyckades med att uppnå signifikanta resultat.

Jag gissar att de allra flesta som har provat inte har lyckats höra skillnad i något av fallen och därför undvikit att göra inlägg i tråden. Att det är dödligt tråkigt att lyssna på testsignaler är jag väl medveten om och vissa kanske därför gav upp i förtid.

En annan förklaring kan naturligtvis vara att testförhållandena i en del fall varit undermåliga, men jag hoppas ändå att de flesta som provat i alla fall blivit mer eller mindre immuna mot alla påståenden som florerar om fasegenskapernas närmast magiska effekter. Om inte annat så borde man åtminstone acceptera att hörbarheten under alla omständigheter är försvinnande låg.

av **Nattlorden** » 2004-03-17 15:55

( Kan också vara fler än jag som sitter vid en kass dator, med kassa lurar i en halvbullrig miljö och inte kan göra nån vettig lyssning alls... vore 1000 ggr lättare på högtalarna hemma. )