Fyrkantsvåg - var kan man utläsa hur högtalare presterar?

[Thomas_A]

Denna var lite svårare.

Allpass2 200 Hz, q=0.7 (Audacity)

https://www.dropbox.com/scl/fi/if1paue6 ... h6nwr&dl=0

[I-or]

Så det betyder att allpassfilter, andra ordningen som jag förstår det, kan vara hörbart även med musik som "signal" (och inte enbart testsignaler). Det spektrala innehållet är oförändrat.

Nej, så är det inte. Fasgången för det använda filtret överenstämmer inte med ett normalt andra ordningens allpassfilter utan ger långt större avvikelser.

Jag har nu stängt butiken för kontroll av diverse ljudfiler med tveksamma egenskaper. Hörbarhetsgränserna står att finna i länkad information.

[Thomas_A]

Så det betyder att allpassfilter, andra ordningen som jag förstår det, kan vara hörbart även med musik som "signal" (och inte enbart testsignaler). Det spektrala innehållet är oförändrat.

Nej, så är det inte. Fasgången i den filtrerade ljudfilen överenstämmer inte med ett andra ordningens allpassfilter utan ger långt större avvikelser.

Jag har nu stängt butiken för kontroll av diverse ljudfiler med tveksamma egenskaper. Hörbarhetsgränserna står att finna i länkad information.

Är Nyquistfunktionen fel?

(allpass2 signal hz [q])
A fixed-parameter, second-order allpass filter based on snd-biquad. The frequency is given by hz (a FLONUM) and an optional Q factor is given by q (a FLONUM).

[I-or]

Ingen aning. Att spåra vad diverse digitala filter hittar på kan någon annan få hålla på med. De första ljudfilerna visade åtminstone att filtreringen utförts med en fullt rimlig, om än extrem, fasgång. Detta gäller inte de senare.

[Magnuz]

Ja, för normalreflektiv miljö och låga frekvenser ökar detekterbara grupplöptidsvariationer från runt 2 ms till sådär 3-20 ms.

Då är jag med. Jag tror att det var ”ökar detektionströskeln” som lurade mig.

[Daad]

Tack för alla svar och att ni delar med er av er kunskap!
Det kanske kan vara bra med en sammanfattning av tråden med tanke på nya och potentiella medlemmar. Jag har valt citat som jag tycker är lätta att förstå för nybörjare som mig.

Funderar på vad det är jag uppfattar eller kanske inte uppfattar när jag provlyssnar olika högtalare. Är det månne så att olika högtalare kan återge olika vågformer olika bra? Kanske t.o.m. så pass obra att ljudet förlorar en del av sin "karaktär"? Kanske är jag ute och cyklar eller inte. Går det att utläsa, t.ex. i Stereophiles, Erins, ASRs tester hur väl en högtalare klarar av att återge fyrkantsvåg?

(för god återgivning av fyrkantvågor krävs förutom konstant frekvensgång även linjär fasgång).

Detta som skrivits inom parentes fick mig att förstå att jag kanske missuppfattat en annan tråd som jag läst på detta forum så det blev en kontrollfråga.

Vi tänker oss en tvåvägshögtalare med delning vid 2500Hz. Den ska återge en fyrkantsvåg på 400Hz men det gör den inte, för det återger en sinusvåg på 400Hz, en andra sinusvåg på 1200Hz, en tredje på 2000Hz, därefter fyller diskanten i med sinusvågor på 2800Hz, 3600Hz och så vidare.
För att de olika sinusvågorna ska summeras ihop till en fyrkantsvåg behövs rak frekvensgång och linjär fasgång. Ju större avvikelser från rak frekvensgång och linjär fasgång desto mer avviker den summerade vågformen från fyrkantsvågen som högtalaren skulle återge.

Rätt uppfattat även om högtalaren egentligen inte hanterar signalerna i frekvensplanet utan tar dem som de kommer i tidsplanet. Att man sedan kan utnyttja en abstraktion som frekvensplanet för att förstå det hela är dock inte dumt.

Jag tycker att det borde bli klangavkileser. Men enligt folk här (och då personer som har mycket bättre kunskaper om saken än vad jag har) så blir det inte så. Märkligt nog och jag begriper inte varför. Vågformen man får ut om man mekkar med tiden för dom olika deltonerna ser HELT annorlunda ut. Och någonstans, tidsmässigt, måste det finnas en gräns för när detta börjar ge klangliga effekter. Man kan inte vänta i evigheter mer deltonerna. Men kanske är det så att fördröjningen som kan uppstå i en högtalare helt enkelt inte är tillräcklig? Borde vara mest kritiskt vid första övertonen, vibbar jag. Men kan ha fel.

Vågformen kommer se helt annorlunda ut om fyrkantsvågens deltoner förskjuts tidsmässigt i relation till grundtonen. När grundtonen är vid 75 grader ger en fördröjning av 1:a deltonen med 30 grader ett bidrag på 30% till amplituden istället för att bidra till en minskning av amplituden med 30% vilket resulterar i en ökning på 60% av amplituden. Detta bara som ett exempel vid ett ögonblick under en svängning. Jag ser på summeringen av sinustonerna att det knappast längre kan kallas för fyrkantsvåg. (Nu hoppas jag att beräkningen är rätt så att siffrorna stämmer.)

Ett "Hallelujih moment". . .

Den akustiska vågformen är helt annorlunda men låter likadant. Detta är helt enkelt ett utslag av hur hörseln fungerar. Det räcker alltså för hörselns vidkommande att deltonerna finns där i rätt proportion, fasvinkeln spelar ingen roll. En fyrkantvåg låter bara som en svårt distorderad sinus oavsett fasvinkeln för de ojämna ordningar som ingår.

. . .vilket gör det lättare att förstå andra inlägg som t.ex. detta.

Allt ljud är uppbyggt av sinustoner. Har högtalaren förutsättningar att återge de ingående sinustonerna, d v s alla ingående toner i frekvensspektrat korrekt , alltså då rak frekvensgång återges ljudet korrekt.*
Det är vanligt att vissa, även hifiskribenter, tror att en för ögat komplicerad vågform (t.ex musik) är svårare för en högtalare än ren sinus. Så är det inte, allt handlar om bandredd = rak frekvensgång.

Gällande fasgång är detta Youtube-klipp inte helt fel att ägna några minuter åt https://www.youtube.com/watch?v=Ffka-hPzug0

Nåväl, tanken var inte att tråden skulle fokusera på en egenskap såsom fasgång och så dök nedan inlägg upp. . .

Det finns förstås gränser för hur stora skillnader i fasgången som kan tolereras före detektion. Fasvinkeln kan bli större än 360 grader, men i princip är det grupplöptidsskillnaden för olika frekvenser som vi reagerar på, varför man vid höga frekvenser kan låta fasvinkeln snurra många varv utan att uppnå hörbarhet.

Runt 2 ms brukar räknas som den undre gränsen för detekterbar grupplöptidsskillnad med testsignaler och lyssning under optimala förhållanden ca 300-5000 Hz, vilket motsvarar en fasvinkel om 216 grader vid 300 Hz och 2160 grader vid 3000 Hz. Vid lyssning med musiksignaler i normala rum och för låga frekvenser ökar detektionströskeln betydligt.

. . .så kanske är det i grupplöptidsskillnaden som svaret på min fråga döljer sig - eller så var det helt enkel inbillning.

[Daad]

Jag misstänker att fasgång är något som oftast förknippas med en tons hållnivå. Med hållnivå menas i detta fall konstant frekvens och konstant amplitud för den vågform som högtalaren ska återge. Relaterat till en synthesizer så motsvarar hållnivå sustain i ADSR, se https://sv.wikipedia.org/wiki/ADSR Tas fasgången och körs igenom en matematisk funktion så erhålls grupplöptidsskillnaden. Grupplöptidsskillnaden verkar mest förknippas till en tons övriga stadier - åter igen relaterat till en synthesizer - stegring, sänkning och avklingning vilket motsvarar attack, decay och release i ADSR.

Det är konstaterat att vår hörsel inte uppfattar skillnader i fasgång, detta uppfattar jag som att vår hörsel inte uppfattar skillnader i fasgång för en vågform som återges med konstant frekvens och konstant amplitud. Vi kan dock uppfatta skillnader i grupplöptiden, i detta Youtube-klipp https://www.youtube.com/watch?v=H-2CmJS_8Nw är det en skillnad i grupplöptiden på upp till cirka 13,6ms i basen. Hörbart eller ej? Spela upp och lyssna!

Skärmbild 2023-10-14 225123.png (372.94 KiB) Visad 491 gånger

Källa: https://www.youtube.com/watch?v=9SNLU69nJQM

[Thomas_A]

I mitt test ovan med 200 Hz allpass Q=0.7 är grupplöptiden lite drygt 2 ms.