Difference between revisions of "Can You Measure Sound?"

(→‎Grundlagen für Messungen)
(→‎Hören und Messen)
 
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=== Hören und Messen ===
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=== Listening and measuring ===
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Die elektroakustische Messtechnik dient vorrangig der Visualisierung akustischer und elektrischer Ereignisse und im weiteren Sinne des Körperschalls. Das bedeutet, wir transferieren Ereignisse, die sich auf den Wahrnehmungsebenen Hören (akustische Ereignisse) und Fühlen (Körperschall und ggf. elektrische Ereignisse) abspielen, auf die Wahrnehmungsebene Sehen. Dieser Wechsel der Wahrnehmungsart (in unseren Fall) vom Hören zum Sehen führt in seiner Logik streng genommen zu der Aussage, dass man Klang grundsätzlich nicht messen kann. Klang ist kein sichtbares Ereignis. Demzufolge wäre logischerweise auch z.B. der Blutdruck nicht messbar, weil wir am Ende der Messstrecke eine Visualisierung in Form von Zahlen haben. Die Messung der Hörfähigkeit beim Hörakustiker besteht aus der Messstrecke Signalgeber und Sensorik / Auswertung durch das Hören und die Auswertung im Gehirn (zusammen => Wahrnehmung) durch den Probanden und der Datenerfassung (z.B. der Reaktionszeit). Am Ende steht eine Visualisierung in Form von Datentabellen und Graphen. (Die Reaktionszeiten könnte sich der Prüfer natürlich auch akustisch mitteilen lassen.) Definiert man das Hören der Messsignale jedoch als Erweiterung der Sensorik und Auswertung, so kann man durchaus zu der Aussage kommen, dass Klang messbar ist. Setzt die Messbarkeit von etwas die Wahrnehmung des Prüfers in der selben Wahrnehmungart voraus? Wenn dem so wäre, dann würde man Schall nur durch Hören messen können. In der Praxis besteht jedoch Konsens darüber, dass der Wechsel der Wahrnehmungsart die Messbarkeit nicht infrage stellt, sondern in der Regel sogar das Ziel der Messverfahren ist. Ohne dies könnten wir z.B. für unser Gehirn nicht wahrnehmbare Wellenlängen / Strahlung gar nicht messen. In Anbetracht dieser Überlegungen kann man durchaus davon sprechen, dass Klang messbar ist. Man kann als Messsignal auch eine "als Klang definierte" Signalstruktur verwenden. Damit wäre auch dem Begriff Klang entsprochen.<br />
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The electroacoustic measuring technique serves primarily the visualization of acoustic and electrical events and in the broader sense of the structure-borne sound. That means, we transfer events, which take place on the perception levels hearing (acoustic events) and feeling (structure-borne sound and possibly electrical events), to the perception level seeing. This change of the mode of perception (in our case) from hearing to seeing leads, strictly speaking, in its logic to the statement that sound cannot be measured in principle. Sound is not a visible event. Accordingly, logically, blood pressure, for example, would not be measurable either, because we have a visualization in the form of numbers at the end of the measurement path. The measurement of the hearing ability at the hearing care professional consists of the measuring section signal generator and sensor system / evaluation by hearing and the evaluation in the brain (together =&gt; perception) by the test person and the data acquisition (e.g. the reaction time). At the end there is a visualization in the form of data tables and graphs. (Of course, the examiner could also be told the reaction times acoustically). However, if one defines the hearing of the measurement signals as an extension of the sensory system and evaluation, then one can certainly come to the conclusion that sound is measurable. Does the measurability of something presuppose the perception of the tester in the same perceptual mode? If so, then sound could only be measured by hearing. In practice, however, there is a consensus that changing the mode of perception does not call measurability into question; in fact, it is usually the goal of measurement procedures. Without this, we would not be able to measure e.g. wavelengths / radiation that are not perceptible to our brain at all. In view of these considerations, one can certainly speak of sound being measurable. One can also use a signal structure "defined as sound" as a measuring signal. This would also correspond to the term sound.<br />
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Technisch / akustisch ist Klang als komplexes regelmäßiges Schallereignis definiert, während ein Geräusch ein komplexes unregelmäßiges Schallereignis darstellt. Im Allgemeinen umfasst der Begriff Klang Geräuschanteile, die für die Erkennung der Charakteristik von Schallereignissen unerlässlich sind. Für Geräusche allein verwendet man den Begriff Klang nicht.<br />
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Technically / acoustically, sound is defined as a complex regular sound event, while a noise is a complex irregular sound event. In general, the term sound includes noise components that are essential for recognizing the characteristics of sound events. The term sound is not used for noises alone.<br />
  
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'''Wann unterscheidet sich das Gehörte vom Gemessenen?'''<br />
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'''When does what is heard differ from what is measured?'''<br />
  
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Solange Messergebnisse eindeutig wahrnehmbar und interpretierbar sind und man den Versuchsaufbau nicht ändert, unterscheidet sich das Gehörte (das Messsignal des Versuchsaufbaus) nicht in relevanter Größenordnung vom Gemessenen, d.h. der Zusammenhang ist reproduzierbar und plausibel. Ist das Gemessenen nicht eindeutig wahrnehmbar (z.B. sichtbar bzw. visuell unterscheidbar) und / oder interpretierbar, dann ist ein Vergleich von Gehörtem und Gemessenem nicht mehr möglich, weil der eine Teil des zum Vergleich stehenden praktisch wegfällt. Zu Unterschieden zwischen dem Gemessenen und dem Gehörten kann es kommen, wenn das Gemessene die Eigenschaften des Schallereignisses nicht widerspiegelt. Des Weiteren treten Unterschiede auf, wenn der Versuchsaufbau beim Vergleich von Gehörtem und Gemessenem gewechselt wird, wenn das Messsignal ungleich dem gehörten Schallereignis ist und / oder wenn die Messstrecke ungleich der Übertragungsstrecke beim Hören ist. Ein weiterer Grund für eine Differenz zwischen Gehörtem und Gemessenem liegt in dem wahrnehmenden Menschen begründet, da dieser über eine mehr oder weniger ausgeprägte "Hörfähigkeit" verfügt und zudem Erfahrungen, Erinnerungen, Stimmungen, Vorurteile etc. in die Wahrnehmung einfließen lässt und somit grundsätzlich subjektiv wahrnimmt. Dieses Problem ist möglicherweise beim Hören von Musik viel größer als beim Hören der einfacheren, kürzeren Messsignale. Zu Musik haben wir alle eine Vorstellung, wie sie klingen soll. Wir glauben zu wissen, wie z.B. das aufgenommene Klavier klingen muss. Während der Tonmeister noch den Vergleich zum Originalklang des Instruments hat, fehlt dieser beim reinen Hören von Aufnahmen jedoch komplett! Der Hörer weiß nicht, wie eine Aufnahme klingen muss, wenn er nicht bei der Aufnahme dabei war und die Musiker nicht im Original gehört hat.<br />  
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''"The incorrectness in testing conventional loudspeakers lies not in what is measured, but in what is not measured."''<br>
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| [[Datei:P heaven brass04.png]]<br />
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Josef W. Manger, inventor of the Manger transducer
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[[Myro Heaven's Gate]]
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As long as measurement results are unambiguously perceptible and interpretable and one does not change the experimental setup, what is heard (the measurement signal of the experimental setup) does not differ in relevant magnitude from what is measured, i.e. the correlation is reproducible and plausible. If what is measured is not clearly perceptible (e.g. visible or visually distinguishable) and / or interpretable, then a comparison of what is heard and what is measured is no longer possible, because one part of what is being compared is practically omitted. Differences between what is measured and what is heard can occur if what is measured does not reflect the characteristics of the sound event. Furthermore, differences occur if the test setup is changed when comparing the heard and the measured, if the measurement signal is not equal to the heard sound event and / or if the measurement distance is not equal to the transmission distance when listening. Another reason for a difference between what is heard and what is measured is due to the [[The_h%C3%B6rende_Human|perceiving human being]], since he has a more or less pronounced "hearing ability" and also allows experiences, memories, moods, prejudices, etc. to flow into the perception and thus perceives fundamentally subjective. This problem is possibly much greater when listening to music than when listening to the simpler, shorter measured signals. To music, we all have an idea of how it should sound. We think we know what the recorded piano should sound like, for example. While the sound engineer still has the comparison to the original sound of the instrument, this is completely missing when just listening to recordings! The listener does not know how a recording must sound if he was not present at the recording and did not hear the musicians in the original.<br />  
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'' [[File:P heaven brass04.png]]<br />
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''[[Myro Heaven's Gate]]''
 
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Die Bewertung von Messergebnissen, von den Bildern, die unser Auge sieht, stößt an Grenzen. Kein Lautsprecher ist auf ein Zehntel-Dezibel linear und somit tritt ab einem bestimmten Grad der Interpretationsfähigkeit anstelle der Objektivität die subjektive Vermutung oder Einschätzung. Zum Glück ist unser Gehör weitaus interpretationsfähiger als das Gehirn auf Grundlage messtechnischer Bilder. Zum Beispiel gibt es Einspiel-Phänomene, die mit den üblichen Verfahren messtechnisch nicht erkennbar sind, aber dennoch das Hörempfinden spürbar beeinflussen. Ein Beweis dafür, dass unser Gehör weit empfindlicher und auflösender ist als wir gemeinhin annehmen. An dieser Stelle fängt bei der Entwicklung das Hören an. Die einfachste und zuverlässigste Methode, insbesondere bei der Feinabstimmung von Filtern, ist das Hören mit Rosa Rauschen. Dieses Hören will gelernt sein. Ansonsten bewertet man nicht das zur Abstimmung angelegte Filter, sondern andere Empfindungen beim Hören von Rauschen. Das Rauschen ist ein komplexes dynamisches Geräusch, dass gemittelt weitgehend konstant ist und daher die Arbeit erleichtert, das aber auch den Transienten innerhalb von Musik sehr nahe kommt und somit das dynamische, zeitliche Verhalten von Filtern sehr gut beurteilen lässt.<br />
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There are limits to evaluating measurement results, to the images our eyes see. No speaker is linear to a tenth of a decibel, and thus beyond a certain level of interpretive ability, subjective conjecture or assessment takes the place of objectivity. Fortunately, our hearing is far more capable of interpretation than the brain based on metrological images. For example, there are play-in phenomena that are not measurably detectable with the usual methods, but nevertheless have a noticeable influence on the hearing sensation. This is proof that our hearing is far more sensitive and resolving than we generally assume. This is where hearing begins in development. The easiest and most reliable method, especially when fine-tuning filters, is to listen with pink noise. This listening has to be learned. Otherwise, one is not evaluating the filter applied for tuning, but other sensations when listening to noise. Noise is a complex dynamic noise that is largely constant when averaged, making it easier to work with, but it also closely resembles the transients within music, making it a very good way to evaluate the dynamic, temporal behavior of filters.<br />
 
   
 
   
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Wo die Messtechnik endet fängt das Rauschen an!
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Where the measurement technique ends, the noise begins!
  
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'''Wie geht Myro mit Konfliktsituationen um, in denen sich das Gehörte vom Gesehenen unterscheidet?'''<br />
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'''How does Myro deal with conflict situations where what is heard is different from what is seen?"''<br />
  
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Indem man sich des zuvor dargestellten bewusst ist und indem man an den vielen Unzulänglichkeiten ohne Scheuklappen arbeitet, an der Wahrnehmung und auf der akribischen Suche nach dem nützlichsten Messverfahren und der aussagekräftigsten Methode, Visualisierung und Hörerfahrung.<br />
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By being aware of what has been presented before, and by working on the many shortcomings without blinkers, on perception and on the meticulous search for the most useful measurement procedure and the most meaningful method, visualization and listening experience.<br />
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In der Elektroakustik haben wir es aber vorrangig mit Fehlern in einer Größenordnung zu tun, die eindeutig messtechnisch aufgezeigt werden kann. Hier handelt es sich vor allem um Felsbrocken, nicht um Feinstaub! Um diesen kümmert man sich, wenn die Felsbrocken aus dem Weg geräumt werden konnten. Und falls dies nicht möglich sein sollte, dann sollte man lieber ein neues Konzept verfolgen.  
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In electroacoustics, however, we are primarily dealing with errors of a magnitude that can be clearly shown by measurement. Here we are mainly dealing with boulders, not fine dust! This will be dealt with if the boulders could be moved out of the way. And if this should not be possible, then one should rather pursue a new concept.  
  
 
{| class="wikitable" border="1"
 
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[[Datei:PS261.jpg]]<br />
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[[File:PS261.jpg]]<br />
 
''[[ESS PS-261]]''
 
''[[ESS PS-261]]''
 
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=== Grundlagen für Messungen ===
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=== Basics for measurements ===
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Der Begriff "Elektroakustischer Wandler" ist eigentlich verkürzt. Genauer wäre: "Elektro-mechanisch-thermisch-akustischer Wandler". Darin spiegelt sich die Komplexität wider, mit der wir es zu tun haben. Und das ist auch der Grund, warum die in Simulationen angewendeten Modelle nicht wirklich greifen: Es müssen zu viele Annahmen und Ausschlüsse gemacht werden. Theorien und Messtechnik sind zu komplex für einfache Modellbildungen. In der Praxis haben wir es mit einigen Nichtlinearitäten und Störungen (wie Rumpeln, Rauschen etc.) zu tun. Chassis an sich sind komplex in ihrem Verhalten und nichtlinear in den meisten Eigenschaften. Die Interaktion der Chassis untereinander, mit dem Gehäuse und der räumlichen Umgebung ist ebenso komplex und nichtlinear. Resonanzstellen bäumen sich auf, brechen zusammen und erscheinen dann nochmals usw. Chassis verhalten sich zeitlich variant! Oder die Aufhängungen: Sie haben eine Nachgiebigkeit, die einer gewissen Funktion entspricht, zumindest theoretisch. Sie haben aber auch ein Resonanzverhalten. Sie erzeugen Eigenschwingungen, die sich als Körperschall im Material, in damit verbundene Materialien und in der Umgebung in Form von Schallwellen ausbreiten, die reflektiert werden usw. Die Wechselwirkung mit den anderen Bestandteilen des Chassis sind vielfältig, komplex und chaotisch, z.B. der Membran oder dem Gehäuse; auch das chaotische Verhalten der angeregten Materialien (Membran, Aufhängungen etc.) mit den vielen unterschiedlichen Zeitkonstanten mit deren zeitverzögerten Rückwirkungen in Form von abgestrahltem Schall und in mechanischer Form, z.B. auf den Antrieb und die Nichtlinearitäten des Antriebs selbst etc. Deshalb sind Simulationen und Messungen im eingeschwungenen Zustand (z.B. FFT) realitätsfern! Das ist der Grund, warum Myro sich nicht in die Tiefen einzelner Messmodelle und Ersatzschaltbilder begibt. Man schaut sich hingegen die Signal- / Schallstruktur direkt an, bevor sie sich unter Annahmen und Ausschlüssen in die Enge eines Modells verabschiedet. Dafür wurde auch das Dynamic Measurement Verfahren ausgedacht. <br />
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The term "electroacoustic transducer" is actually shortened. More accurate would be "electro-mechanical-thermal-acoustic transducer". This reflects the complexity we are dealing with. And this is also the reason why the models used in simulations do not really work: too many assumptions and exclusions have to be made. Theories and measurement techniques are too complex for simple model building. In practice we have to deal with some non-linearities and disturbances (like rumble, noise etc.). Chassis in themselves are complex in their behavior and nonlinear in most properties. The interaction of the drivers with each other, the cabinet and the spatial environment is equally complex and nonlinear. Resonance points build up, collapse and then reappear, etc. Chassis behave in a time variant manner! Or the suspensions: They have compliance that corresponds to some function, at least in theory. But they also have resonant behavior. They generate natural vibrations that propagate as structure-borne sound in the material, in materials connected to it, and in the environment in the form of sound waves that are reflected, and so on. The interaction with the other components of the chassis are manifold, complex and chaotic, e.g. the diaphragm or the cabinet; also the chaotic behaviour of the excited materials (diaphragm, suspensions etc.) with the many different time constants with their time-delayed feedback effects in the form of radiated sound and in mechanical form, e.g. on the drive and the non-linearities of the drive itself etc.. This is why simulations and measurements in steady state (e.g. FFT) are far from reality! This is why Myro does not go into the depths of individual measurement models and equivalent circuits. Instead, one looks directly at the signal / sound structure before it goes into the confines of a model under assumptions and exclusions. The Dynamic Measurement method was also devised for this purpose. <br />
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Das Messtechnik-Equipment sollte natürlich auch in Ordnung sein. Der Messverstärker muss in der Lage sein, ein sauberes Rechteck auszugeben. Eine sehr große Zahl von Verstärkern ist nicht in der Lage, tieffrequente Rechtecksignale oder gar einen reinen DC-Sprung zu liefern. Auch eine saubere Anstiegsflanke stellt für Verstärker in der Regel ein Problem dar.
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The measurement equipment should of course also be in order. The measurement amplifier must be able to output a clean square wave. A very large number of amplifiers are not capable of delivering low frequency square wave signals or even a pure DC step. A clean rising edge is also usually a problem for amplifiers.
 
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Unverfälschte Messergebnisse erfordern ein präzises Messsystem. ''Myro'' verwendet das ATB Precision, ein computergestütztes Messgerät der Firma Kirchner-Elektronik mit zusätzlicher Dynamic Measurement Software. Für die perfekte Verstärkung der Messsignale dient eine Verstärker-Endstufe Audionet AMP I.
 
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Die Wahl des Messmikrofons ist ebenfalls von großer Bedeutung (nebst Halterung). Es hat linear und extrem breitbandig zu sein. Sehr viele Messmikrofone steigen im Frequenzgang ab 10 kHz an und fallen ab 15 - 20 kHz ab. Das Messequipment sollte aber mehrere Oktaven breitbandiger sein als das Messobjekt. Bereits für eine seriöse 20 kHz Messung braucht man ein Mikrofon mit einer Membraneigenresonanz von mindestens 40 kHz, besser noch 80 kHz! Eine entsprechende Linearität des Frequenzgangs vorausgesetzt. Um z.B. 25 kHz halbwegs sauber messen zu können, sollte das Mikrofon bis mindestens 100 kHz linear sein. Ansonsten sieht auch der Anfang des Rechtecksignals / der Sprungantwort verbogen aus. Die Mehrzahl der Mikrofone zeigt bereits deutliche Abweichungen ab 15 kHz. Für die im Falle des Diamanthochtöners anvisierten Messungen bis 50 kHz kommen nur wenige Messkapseln in Frage, denn zum Aufspüren von etwaigen Membranresonanzen sind Messungen im Ultraschallbereich erforderlich. <br />
 
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Zur Aufnahme des Schalls wird daher ein hochpräzises Mikrofon der Firma Microtech Gefell verwendet, das Kondensatormikrofon MK 301 mit entsprechendem Mikrofonvorverstärker und Netzgerät. Dieses Mikrofon besitzt eine hervorragende Linearität und einen Übertragungsbereich bis 100 kHz. Die Messungen finden im wesentlichen im firmeneigenen reflexionsarmen Raum statt.
 
  
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==== The Measurement System ====
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Unbiased measurement results require a precise measurement system. The measurement equipment should be several octaves wider in bandwidth than the DUT. ''Myro'' uses the ATB Precision, a computer-aided measuring device from Kirchner-Elektronik with additional Dynamic Measurement Software. An amplifier power amplifier Audionet AMP I is used for perfect amplification of the measurement signals. A very large number of amplifiers is not capable of delivering low frequency square wave signals or even a pure DC jump. Even a pure DC-surge has to be switched off at some point, so it is a square wave signal in the end. Even a clean rising edge is usually a problem for amplifiers.<br />
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The choice of the measurement microphone is also of great importance (along with the mounting). It has to be linear and extremely broadband. Very many measurement microphones rise in frequency response from 10 kHz and fall off from 15 - 20 kHz. The diaphragm resonance should be at least one octave, for impulse measurements at least two octaves above the range to be measured. Even for a serious 20 kHz measurement, a microphone with a diaphragm resonance of at least 40 kHz, or even better 80 kHz, is required! This assumes a corresponding linearity of the frequency response. To be able to measure e.g. 25 kHz halfway cleanly, the microphone should be linear up to at least 100 kHz. Otherwise, the beginning of the square wave signal / step response will also look bent. The majority of microphones already show significant deviations starting at 15 kHz. For the measurements up to 50 kHz, which are intended in the case of the diamond tweeter, only a few measuring capsules come into question, because measurements in the ultrasonic range are necessary to detect possible diaphragm resonances. <br />
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Therefore, a high-precision microphone from Microtech Gefell, the MK 301 condenser microphone with corresponding microphone preamplifier and power supply, is used to record the sound. This microphone has an excellent linearity and a transmission range up to 100 kHz. The measurements take place mainly in the company's own anechoic room.
  
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[[Datei:1959213 742428562455867 175339799 n.jpg]]<br />
 
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''Frequenzgang des Myro Messmikrofons (Frequenzgang bis 100 kHz, Abweichung max. +/- 1 dB)''<br />
 
  
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[[File:1959213 742428562455867 175339799 n.jpg]]<br />
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''Frequency response of the Myro measurement microphone (frequency response up to 100 kHz, deviation max. +/- 1 dB)''<br />
  
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Zu den realen Betriebsbedingungen zählt bei Lautsprechern ein Hör- / Messabstand von normalerweise mehr als 2 m. Wichtig ist, dass die Anstiegsflanken der Chassis bei ''praxisgerechter'' Entfernung des Mikrofons in richtiger Relation zueinander stehen: Je nach Lautsprechermodell ist praxisnah bei ''Myro'' 1,5 - 5 m (ab 3 m Freifeld). Wer seine Lautsprecher auf 1 m Abstand entwickelt, wird erfahren, dass es bei praxisnahen Hörabständen nicht mehr stimmt. In Anbetracht der Not, mangels ausreichend großer, reflexionsbedämpfter Schallmessräume möglichst glatte Messkurven zwecks Veröffentlichung zu erhalten, hat sich aber die Messung innerhalb kurzer Abstände etabliert. Zu Zeiten, da die Macht der Testzeitschriften ungebrochen war, haben einige Hersteller die dort notgedrungenermaßen angewandten Messbedingungen regelrecht kopiert, um im Test die darauf bezogenen guten Bewertungen zu bekommen. Somit passen alle, die unter diesen Bedingungen messen, ihre Messbedingungen einer Notlage an, jedoch nicht den praxisgerechten und naturgesetzlichen Bedingungen.
 
  
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Real operating conditions include a listening / measuring distance of usually more than 2 m for loudspeakers. It is important that the rising edges of the drivers are in correct relation to each other at a ''practical'' distance of the microphone: Depending on the loudspeaker model, practical for ''Myro'' is 1.5 - 5 m (from 3 m free field). Measurements at close range naturally lead to different results than at greater distances. At close range, the radiation angles and the distances of the individual systems to the recording position change. This results in errors in the summation under the time and pressure aspects. With increasing distance the systems behave synchronously and the summation is correct again. Only at long distances the higher damping of the air at high frequencies becomes noticeable and leads to a noticeable drop in the high frequencies. Listening to the tweeter at an angle of a few degrees has much more dramatic effects.<br />
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If you design your loudspeakers for a distance of 1 m, you will find out that it is not true for practical listening distances. Loudspeakers are always designed for different applications. The minimum listening distance depends on the loudspeaker design. The size of the drivers, the number of ways and the distance between the systems define the minimum distance. However, in view of the need to obtain the smoothest possible measurement curves for publication purposes due to the lack of sufficiently large, anechoic chambers, measurement within short distances has become established. In times when the power of test magazines was unbroken, some manufacturers copied the measurement conditions used there by necessity in order to get the good ratings in the test. Thus, all those who measure under these conditions adapt their measuring conditions to an emergency situation, but not to the practical and natural conditions.
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=== Die Oszilloskop-Messung ===
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'''Example: Thiel CS 3.7'''<br />
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Messdiagramme sind dafür da, dem kundigen Experten Hinweise auf Übertragungseigenschaften zu geben und dienen als Werkzeug für die Suche nach Fehlern und deren Ursachen. Eine Anleitung dafür, wie man Fehler vermeidet und wie die Rekonstruktion des Ursprungssignals zu schaffen ist, ist darin nicht enthalten. Nur Oszilloskop-Darstellungen zeigen die komplexe Schwingungsstruktur, die Schalldruckschwankungen, die auch unser Hörorgan anregen. Gleichwohl findet sich ein Phänomen in der Regel in jeder Teilansicht bzw. auf spezifische Art in jeder Messung wieder. Ein Beispiel.
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The Thiel CS 3.7 is a properly walking loudspeaker and, as it should be for private use, has been tuned to a listening distance typical for it. At this distance the step response is correct. The model looks like this:
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Die Membranresonanz eines Mitteltöners sehen wir:
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<gallery>
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*im Frequenzgangdiagramm als Pegelüberhöhung
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1208thi2.jpg |Thiel CS 3.7
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*bei der akustischen Phasenmessung als eine Phasendrehung
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</gallery>
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*im Gruppenlaufzeitdiagramm ebenso als Schwankung auf der Zeitebene
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''Source: www.stereophile.com''
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*bei der elektrischen Phasenmessung auch als Phasenschwankung
 
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*im Wasserfalldiagramm im Ausschwingen auch als Rippel
 
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*in der Impulsantwort als Nachschwinger
 
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*bei der Sinusmessung als Verformung
 
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*in der Spungantwort als Spitze mit nachfolgendem Einbruch und anschließendem Ringing etc. etc.
 
  
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Es ist und bleibt jedoch die Membranresonanz eines Mitteltöners.  
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At the top is the mid-high coaxial chassis, below that the woofer, at the bottom the passive diaphragm. The step response is measured at the height of the coaxial chassis, microphone distance 1.27 m.
  
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Wenn man sich die Schallstuktur eines Musikstücks auf dem Oszilloskop ansieht, kann man erkennen, dass die Musik ganz wesentlich eine Folge von Transienten ist. Das markante an den Transienten ist, dass sie wie Hochhäuser aus dem Klanggemisch hervor ragen. Sie sind die um ein vielfaches lauteren Schallstrukturen, eben genau die Peaks, welche die Verdeckungseffekte in Bezug auf nachfolgende Schallwellen bewirken. Myro macht seit sehr langer Zeit Schallaufnahmen mit dem Oszilloskop und sucht bzw. entwickelt Schallwellenformen, die geeignet sind, bei möglichst eindeutiger Aussagekraft einen Lautsprecher auf dessen Wandlerfähigkeit hin zu überprüfen. Beim Vorschalten verschiedener Filter sieht man bei gleichbleibendem zeitlichen Ursprung z.B. die der Filtersteilheit entsprechende Änderung der zeitlichen Ausdehnung der ersten Halbwelle und die Amplitudenänderungen. Genau genommen kann ein Chassis nur bei exakt einer einzigen Frequenz die erste Halbwelle mit der richtigen Frequenz wiedergeben! Dies ist ganz einfach mit Oszilloskopmessungen nachzuvollziehen.<br />
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{| class="wikitable" border="1"
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Oszilloskopmessungen liefern das komplexeste Abbild von Schallereignissen, die Schalldruckschwankungen mit ihrem zeitlichen Verlauf. Sie sind die Basis für mathematisch generierte, komplexitätsreduzierte, theoretische Auswertungsaspekte. Sie sind somit näher an der wirklichen Natur des Schalls als die mathematischen Ableitungen aus ihnen. Mit Oszilloskopemessungen kann man nachweisen und überprüfen, ob Entwicklungen und Einstellungen anhand von mathematisch abgeleiteten Messmodellen in der Komplexität der Wirklichkeit des Schalls funktionieren oder nicht. Es ist kein Zauberwerk, ein einfaches Signal oder eine komplexe Signalstruktur durch eine Übertragungsstrecke zu leiten und sich anzuschauen, was am Ende heraus kommt. Hierbei gibt es ein richtig oder falsch. Richtig könnte man als "neutral" definieren. Bei groben Abweichungen von INPUT = OUTPUT entfällt eigentlich jede weitere Diskussion. Das Problem einer eindeutigen Beurteilung tritt dann auf, wenn die Abweichungen vielschichtig und / oder gering sind. Hier fängt die subjektive Interpretation objektiver Kriterien an. Bei vielen Diskussionen sind wir oft in diesem Bereich.
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| [[Datei:Kleiner Erlkönig 02.jpg]]<br />
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''[[Myro Kleiner Erlkönig]]''
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[[File:A priori Sub.jpg]]<br />
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The microphone is at the same height as the coaxial chassis. Measured from this position, the distance to the coaxial chassis is much shorter than to the woofer. This causes the step response to diverge. The first rise is now almost entirely from the mid-high coaxial chassis and the hangover hump after that shows the portion of the woofer included in the step response, but shifted backwards on the time axis (x-axis). This is logical, since the distance to the woofer is longer and its sound component now arrives later.<br />
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The significance of the measurement is mainly limited to the fact that the loudspeaker at a distance of 1.27 m does not form the correct sum.
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Considering the fact that about 99.9% of loudspeakers don't form the correct sum anywhere, not even at a practical listening distance, this is not a big drama.  
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[[File:1208T37fig4.jpg]]<br />
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The microphone is now about 15 cm lower. The woofer is thus a little closer and the coaxial chassis a little further away than before. We can see this immediately in the step response. The sound components of the coaxial chassis and woofer slip closer together in time and the dip in the step response closes clearly visible.<br />
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Measured at listening distance the sound sum forms even better. The differences in distance to the different drivers become smaller and the sound travel times get closer. It should be noted that the woofer is located further forward due to the tilted baffle.
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The measurement that would show what quality the listener can expect at typical living room listening distance is unfortunately missing.
 
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{| class="wikitable" border="1"
 
{| class="wikitable" border="1"
 
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| [[Datei:Slimline .jpg]]<br />
 
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''[[Myro Slimline]]''
 
 
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=== Die Sprungantwort ===
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=== Dynamic Measurement ===
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Eine Sprungantwort erhält man nur als Antwort auf einen Sprung. Nur ein Sprung regt einen Wandler so an wie ein Sprung. Und nur wenn ein Wandler mit einem Sprung angeregt wurde, kann er eine Sprungantwort geben. Sobald man eine Anregung verwendet, die den Wandler in einen eingeschwungenen Zustand versetzt, enthält die daraus ermittelte "rechnerische Sprungantwort" nicht die identische Information. Aus Einschwingvorgängen periodisch wiederkehrende Signale zu machen, führt in die falsche Richtung. Einschwingvorgänge, wie alles in der Musik, wiederholen sich nicht in identischer Form und eingeschwungene Zustände sind in der Musik nur elektronisch erzeugt möglich. Musik ist grundsätzlich eine Folge wechselnder Einschwingvorgänge. Eingeschwungene Zustände kommen nur näherungsweise und eher leise vor.<br />
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... a sound analysis method for loudspeakers and electronics.<br />
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Die Sprungantwort ist ein Messsignal mit einem nicht unbedeutendem Unterschied zum Impuls. Sie unterscheidet sich messtechnisch von der Impulsantwort durch ihren Energiegehalt und liefert im Verhältnis zum Impuls jene Energie, die notwendig ist, um das gesamte System vollständig anzuregen. Durch die Ableitungen von Sprungantworten oder Impulsantworten werden hingegen nur Teilaspekte berechnet. Die Information über die vollständige ursprüngliche Signalform ist dann nicht mehr zu sehen. Interpretationen können sich aber immer nur auf die in der Ableitung enthaltenen Parameter (unter den Annahmen, Ausschlüsse und Bedingungen des Messmodells und des angewendeten mathematischen Modells) beziehen. Messungen und deren mathematische Ableitungen, die aus Signalformen resultieren, die die Lautsprecherchassis während des Messvorganges im schwingenden Zustand halten, sind für die Beurteilung der Einschwingvorgänge und somit des Gesamtverhaltens nicht geeignet. Lautsprecher sind komplexe Wandler, elektro-mechanisch-thermisch-akustisch, und lassen sich nicht mit einem elektrischen Ersatzschaltbild vollständig beschreiben. Es gibt eine ganze Reihe von Faktoren, die eine richtige Sprungantwort, die richtige Wandlung, ausschließen. Alle sind einzeln Ausschlusskriterien!<br />
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Die Sprungantwort korreliert mit allen anderen Oszilloskopmessungen. Ein Lautsprecher mit deformierter Sprungantwort deformiert auch andere Signalformen entsprechend. Mit den oszilloskopgestützten Messverfahren haben gibt es die derzeit eindeutigsten Bildgebungsverfahren, die das "richtige Wandeln" von Schallstrukturen aufzeigen und beweisen können. Somit fallen alle Lautsprecher heraus, die keine saubere Sprungantwort zeigen.
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The ''Dynamic Measurement'' measurement method, co-developed by [[Myro]], tests and analyzes the transducer capability of loudspeakers. The purpose is to measure signals on the time domain. This is done on the basis of comparisons. The intention of the invented method is the visualization, not the measurement of data as a basis for the mathematical extraction of single parameters. It was important to get a stimulation as close to nature as possible. Therefore, it was deliberately avoided to calculate the sine half-waves to the "pure frequency". The intention was to start abruptly from the zero position, as it also happens in musical instruments. The significance (visual comparison input to output) is in no way diminished by this.<br />
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The ATB-Precision, for which the method was developed, has a fully-fledged measurement signal generator. This allows a very accurate waveform for the input signal. A filter for rounding has also been omitted, as it is intended to see what is actually present after the transducer.
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A given electrical test signal is fed into a transmission line and compared with the sound response of the loudspeaker. In principle it is irrelevant which signal is used, the main thing is that it is within the transmission bandwidth of the transmission path. Preferably, half sine waves of different frequencies are used as test signals, since acoustic events are essentially based on these waveforms. The Dynamic Measurement measurement pass produces half waves isolated in time, not contiguous half waves rising in pitch as in a sweep. A sequence of half-waves or sine periods etc. is measured, in a selectable frequency range with a selectable number of measurements.
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During the measurement process, the signals are output one after the other from the lower end of the measurement range to the upper end.
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The following measurement signals are available:
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*0.5 sine period
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1 sine period
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*Cosine burst
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0.5 square wave period
  
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''Beispiel: Der Vergleich von Sprungantworten mit Original DC-Sprung-Messung und mit mathematischer Ableitung aus Messsignalen, die den Lautsprecher im quasi-eingeschwungenen Verhalten messen.<br />
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In music reproduction, an electroacoustic transducer is excited with a complex signal structure. The use of a half-wave or a sine period as the measurement signal serves to simplify the detection of the transducer characteristics of loudspeakers compared to measurements using more complex waveforms. The ''Dynamic Measurement'' method is thus an even better basis for the interpretation of dynamic behavior. It practically splits the step measurement into half waves and displays them individually in 3D. Hereby the reference to the respective frequency is established and the effects can be better assigned. Up to 300 individual measurements in a freely selectable frequency range are possible. The frequency ranges can be defined in the following steps:
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*up to 100 Hz in 10 Hz steps
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up to 1,000 Hz in 100 Hz steps
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up to 10,000 Hz in 1,000 Hz steps
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up to 30,000 Hz in 10,000 Hz steps
  
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''In der folgenden Messung sehen wir deutlich den Unterschied zwischen einer Sprungantwort aus der Nullstellung heraus gegenüber der aus dem schwingenden Verhalten. Bei der ersten Sprunganregung starten die Chassis mit einer Anfangsgeschwindigkeit v = 0. Bei der zweiten, invertierten Sprunganregung starten die Chassis von der Vornestellung (+DC mit der Anfangsgeschwindigkeit v = 0) hin zur Nulllinie und darüber hinaus zur rückwärtigen Stellung (-DC) und erreichen im Bereich der Nulllinie die maximale Geschwindigkeit der Membranbewegung. Die Startgeschwindigkeiten der beiden Sprungantworten sind demzufolge:
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So you can make 300 single measurements within a bandwidth of 10 Hz and so on. The Z-axis is scaled from 1 to 16 periods. There is a front and a rear view. In addition, a side view and a top view are made possible by continuously compressing the X and Y axes.
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*''Bei der ersten Sprungantwort v = 0
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Furthermore, there is an upsidedown function; i.e. you can view the whole thing from the bottom. A 2-D representation of each individual measuring step is possible, with additional tools.<br />
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* ''Bei der zweiten Sprungantwort v = max.
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The sound response of the loudspeaker is displayed in the actual pressure-time curve. This way the complex characteristics remain visible. Time response, amplitude, polarity and signal distortion are measured and displayed in one process. The measurement program also offers options for analyzing the measurement results in terms of time, phase, amplitude and frequency spectrum (FFT analysis).<br />
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''Dynamic Measurement'' is not an alternative method for determining the step response or for frequency analysis and is therefore not in competition with other measurement systems.  
  
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''Und genau darin ist der Unterschied zu verstehen zwischen Sprungantwortmessungen mit einem echten Oszilloskopsprung und der Ableitung aus einem Messsignal, bei dem der Lautsprecher aus dem schwingenden Zustand heraus gemessen wird.'' <br />
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[[File:A priori Sub.jpg]]<br />
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[[Datei:Vergleich Step zu Rechteck (30 Hz).jpg]]
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''[[Myro a priori 10.01]] with [[Myro SubScan23W]]''
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|}
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''Die zweite Sprungantwort des Lautsprechers bei der Rechteckmessung kurz vor 24 ms zeigt uns, im Unterschied zur ersten Sprungantwort am Anfang, folgendes:
 
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''1. Eine deutlich höhere Amplitude, die jedoch nicht daraus resultiert, dass die invertierte Ansteuerung des Lautsprechers grundsätzlich anders aussieht. <br />
 
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''2. Eine deutliche Zunahme der Amplitude der Anstiegsflanke, der höheren Frequenzen und eine relativ geringe bei tieferen Frequenzen.
 
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=== Dynamic Measurement ===
 
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... ein Klanganalyseverfahren für Lautsprecher und Elektronik.<br />
 
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Das von Myro mitentwickelte ''Dynamic Measurement'' Messverfahren prüft und analysiert die Wandlerfähigkeit von Lautsprechern. Der Sinn ist die Messung von Signalen auf der Zeitebene. Dies geschieht auf der Basis von Vergleichen. Dabei wird ein vorgegebenes elektrisches Testsignal in eine Übertragungsstrecke gegeben und mit der Schallantwort des Lautsprechers verglichen. Prinzipiell ist es dabei unerheblich, welches Signal verwendet wird, Hauptsache es befindet sich innerhalb der Übertragungsbandbreite der Übertragungsstrecke. Als Testsignale werden vorzugsweise halbe Sinusschwingungen verschiedener Frequenzen verwendet, da akustische Ereignisse im wesentlichen auf diesen Schwingungsformen basieren. Bei der Musikwiedergabe wird ein elektroakustischer Wandler mit einer komplexen Signalstruktur angeregt. Die Verwendung einer Halbwelle oder einer Sinusperiode als Messsignal dient der Vereinfachung der Erkennung der Wandlereigenschaften von Lautsprechern gegenüber der Messung mit komplexeren Signalformen. Das ''Dynamic Measurement'' Verfahren ist damit eine noch bessere Grundlage für die Interpretation des dynamischen Verhaltens. Es zerlegt die Sprungmessung praktisch in Halbwellen und stellt sie einzeln in 3D dar. Hierbei wird der Bezug zu der jeweiligen Frequenz hergestellt und die Effekte werden besser zuzuordnen. <br />
 
−
Es wird die Schallantwort des Lautsprechers im tatsächlichen Druck-Zeit-Verlauf dargestellt. So bleiben die komplexen Eigenschaften ersichtlich. Zeitverhalten, Amplitude, Polarität und Signalverzerrungen werden in einem Vorgang gemessen und dargestellt. Das Messprogramm bietet zudem Möglichkeiten der Analyse der Messergebnisse in Bezug auf Zeit, Phase, Amplitude und Frequenzspektrum (FFT-Analyse).<br />
 
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''Dynamic Measurement'' ist keine alternative Methode zur Ermittlung der Sprungantwort oder zur Frequenzanalyse und steht somit nicht in Konkurrenz zu anderen Messsystemen.
 
  
  
 
<''zurück: [[Myroklopädie]]''><br />
 
<''zurück: [[Myroklopädie]]''><br />
 
<''zurück: [[Myro]]''>
 
<''zurück: [[Myro]]''>

Latest revision as of 17:43, 17 January 2019

Listening and measuring[edit]

The electroacoustic measuring technique serves primarily the visualization of acoustic and electrical events and in the broader sense of the structure-borne sound. That means, we transfer events, which take place on the perception levels hearing (acoustic events) and feeling (structure-borne sound and possibly electrical events), to the perception level seeing. This change of the mode of perception (in our case) from hearing to seeing leads, strictly speaking, in its logic to the statement that sound cannot be measured in principle. Sound is not a visible event. Accordingly, logically, blood pressure, for example, would not be measurable either, because we have a visualization in the form of numbers at the end of the measurement path. The measurement of the hearing ability at the hearing care professional consists of the measuring section signal generator and sensor system / evaluation by hearing and the evaluation in the brain (together => perception) by the test person and the data acquisition (e.g. the reaction time). At the end there is a visualization in the form of data tables and graphs. (Of course, the examiner could also be told the reaction times acoustically). However, if one defines the hearing of the measurement signals as an extension of the sensory system and evaluation, then one can certainly come to the conclusion that sound is measurable. Does the measurability of something presuppose the perception of the tester in the same perceptual mode? If so, then sound could only be measured by hearing. In practice, however, there is a consensus that changing the mode of perception does not call measurability into question; in fact, it is usually the goal of measurement procedures. Without this, we would not be able to measure e.g. wavelengths / radiation that are not perceptible to our brain at all. In view of these considerations, one can certainly speak of sound being measurable. One can also use a signal structure "defined as sound" as a measuring signal. This would also correspond to the term sound.
Technically / acoustically, sound is defined as a complex regular sound event, while a noise is a complex irregular sound event. In general, the term sound includes noise components that are essential for recognizing the characteristics of sound events. The term sound is not used for noises alone.

When does what is heard differ from what is measured?

"The incorrectness in testing conventional loudspeakers lies not in what is measured, but in what is not measured."
Josef W. Manger, inventor of the Manger transducer

As long as measurement results are unambiguously perceptible and interpretable and one does not change the experimental setup, what is heard (the measurement signal of the experimental setup) does not differ in relevant magnitude from what is measured, i.e. the correlation is reproducible and plausible. If what is measured is not clearly perceptible (e.g. visible or visually distinguishable) and / or interpretable, then a comparison of what is heard and what is measured is no longer possible, because one part of what is being compared is practically omitted. Differences between what is measured and what is heard can occur if what is measured does not reflect the characteristics of the sound event. Furthermore, differences occur if the test setup is changed when comparing the heard and the measured, if the measurement signal is not equal to the heard sound event and / or if the measurement distance is not equal to the transmission distance when listening. Another reason for a difference between what is heard and what is measured is due to the perceiving human being, since he has a more or less pronounced "hearing ability" and also allows experiences, memories, moods, prejudices, etc. to flow into the perception and thus perceives fundamentally subjective. This problem is possibly much greater when listening to music than when listening to the simpler, shorter measured signals. To music, we all have an idea of how it should sound. We think we know what the recorded piano should sound like, for example. While the sound engineer still has the comparison to the original sound of the instrument, this is completely missing when just listening to recordings! The listener does not know how a recording must sound if he was not present at the recording and did not hear the musicians in the original.
P heaven brass04.png
 Myro Heaven's Gate

There are limits to evaluating measurement results, to the images our eyes see. No speaker is linear to a tenth of a decibel, and thus beyond a certain level of interpretive ability, subjective conjecture or assessment takes the place of objectivity. Fortunately, our hearing is far more capable of interpretation than the brain based on metrological images. For example, there are play-in phenomena that are not measurably detectable with the usual methods, but nevertheless have a noticeable influence on the hearing sensation. This is proof that our hearing is far more sensitive and resolving than we generally assume. This is where hearing begins in development. The easiest and most reliable method, especially when fine-tuning filters, is to listen with pink noise. This listening has to be learned. Otherwise, one is not evaluating the filter applied for tuning, but other sensations when listening to noise. Noise is a complex dynamic noise that is largely constant when averaged, making it easier to work with, but it also closely resembles the transients within music, making it a very good way to evaluate the dynamic, temporal behavior of filters.

Where the measurement technique ends, the noise begins!

'How does Myro deal with conflict situations where what is heard is different from what is seen?"

By being aware of what has been presented before, and by working on the many shortcomings without blinkers, on perception and on the meticulous search for the most useful measurement procedure and the most meaningful method, visualization and listening experience.
In electroacoustics, however, we are primarily dealing with errors of a magnitude that can be clearly shown by measurement. Here we are mainly dealing with boulders, not fine dust! This will be dealt with if the boulders could be moved out of the way. And if this should not be possible, then one should rather pursue a new concept.

PS261.jpg
ESS PS-261

Basics for measurements[edit]

The term "electroacoustic transducer" is actually shortened. More accurate would be "electro-mechanical-thermal-acoustic transducer". This reflects the complexity we are dealing with. And this is also the reason why the models used in simulations do not really work: too many assumptions and exclusions have to be made. Theories and measurement techniques are too complex for simple model building. In practice we have to deal with some non-linearities and disturbances (like rumble, noise etc.). Chassis in themselves are complex in their behavior and nonlinear in most properties. The interaction of the drivers with each other, the cabinet and the spatial environment is equally complex and nonlinear. Resonance points build up, collapse and then reappear, etc. Chassis behave in a time variant manner! Or the suspensions: They have compliance that corresponds to some function, at least in theory. But they also have resonant behavior. They generate natural vibrations that propagate as structure-borne sound in the material, in materials connected to it, and in the environment in the form of sound waves that are reflected, and so on. The interaction with the other components of the chassis are manifold, complex and chaotic, e.g. the diaphragm or the cabinet; also the chaotic behaviour of the excited materials (diaphragm, suspensions etc.) with the many different time constants with their time-delayed feedback effects in the form of radiated sound and in mechanical form, e.g. on the drive and the non-linearities of the drive itself etc.. This is why simulations and measurements in steady state (e.g. FFT) are far from reality! This is why Myro does not go into the depths of individual measurement models and equivalent circuits. Instead, one looks directly at the signal / sound structure before it goes into the confines of a model under assumptions and exclusions. The Dynamic Measurement method was also devised for this purpose.
The measurement equipment should of course also be in order. The measurement amplifier must be able to output a clean square wave. A very large number of amplifiers are not capable of delivering low frequency square wave signals or even a pure DC step. A clean rising edge is also usually a problem for amplifiers.

The Measurement System[edit]

Unbiased measurement results require a precise measurement system. The measurement equipment should be several octaves wider in bandwidth than the DUT. Myro uses the ATB Precision, a computer-aided measuring device from Kirchner-Elektronik with additional Dynamic Measurement Software. An amplifier power amplifier Audionet AMP I is used for perfect amplification of the measurement signals. A very large number of amplifiers is not capable of delivering low frequency square wave signals or even a pure DC jump. Even a pure DC-surge has to be switched off at some point, so it is a square wave signal in the end. Even a clean rising edge is usually a problem for amplifiers.
The choice of the measurement microphone is also of great importance (along with the mounting). It has to be linear and extremely broadband. Very many measurement microphones rise in frequency response from 10 kHz and fall off from 15 - 20 kHz. The diaphragm resonance should be at least one octave, for impulse measurements at least two octaves above the range to be measured. Even for a serious 20 kHz measurement, a microphone with a diaphragm resonance of at least 40 kHz, or even better 80 kHz, is required! This assumes a corresponding linearity of the frequency response. To be able to measure e.g. 25 kHz halfway cleanly, the microphone should be linear up to at least 100 kHz. Otherwise, the beginning of the square wave signal / step response will also look bent. The majority of microphones already show significant deviations starting at 15 kHz. For the measurements up to 50 kHz, which are intended in the case of the diamond tweeter, only a few measuring capsules come into question, because measurements in the ultrasonic range are necessary to detect possible diaphragm resonances.
Therefore, a high-precision microphone from Microtech Gefell, the MK 301 condenser microphone with corresponding microphone preamplifier and power supply, is used to record the sound. This microphone has an excellent linearity and a transmission range up to 100 kHz. The measurements take place mainly in the company's own anechoic room.


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Frequency response of the Myro measurement microphone (frequency response up to 100 kHz, deviation max. +/- 1 dB)


Real operating conditions include a listening / measuring distance of usually more than 2 m for loudspeakers. It is important that the rising edges of the drivers are in correct relation to each other at a practical distance of the microphone: Depending on the loudspeaker model, practical for Myro is 1.5 - 5 m (from 3 m free field). Measurements at close range naturally lead to different results than at greater distances. At close range, the radiation angles and the distances of the individual systems to the recording position change. This results in errors in the summation under the time and pressure aspects. With increasing distance the systems behave synchronously and the summation is correct again. Only at long distances the higher damping of the air at high frequencies becomes noticeable and leads to a noticeable drop in the high frequencies. Listening to the tweeter at an angle of a few degrees has much more dramatic effects.
If you design your loudspeakers for a distance of 1 m, you will find out that it is not true for practical listening distances. Loudspeakers are always designed for different applications. The minimum listening distance depends on the loudspeaker design. The size of the drivers, the number of ways and the distance between the systems define the minimum distance. However, in view of the need to obtain the smoothest possible measurement curves for publication purposes due to the lack of sufficiently large, anechoic chambers, measurement within short distances has become established. In times when the power of test magazines was unbroken, some manufacturers copied the measurement conditions used there by necessity in order to get the good ratings in the test. Thus, all those who measure under these conditions adapt their measuring conditions to an emergency situation, but not to the practical and natural conditions.

Example: Thiel CS 3.7
The Thiel CS 3.7 is a properly walking loudspeaker and, as it should be for private use, has been tuned to a listening distance typical for it. At this distance the step response is correct. The model looks like this:

  • Thiel CS 3.7

Source: www.stereophile.com

At the top is the mid-high coaxial chassis, below that the woofer, at the bottom the passive diaphragm. The step response is measured at the height of the coaxial chassis, microphone distance 1.27 m.

A priori Sub.jpg
The microphone is at the same height as the coaxial chassis. Measured from this position, the distance to the coaxial chassis is much shorter than to the woofer. This causes the step response to diverge. The first rise is now almost entirely from the mid-high coaxial chassis and the hangover hump after that shows the portion of the woofer included in the step response, but shifted backwards on the time axis (x-axis). This is logical, since the distance to the woofer is longer and its sound component now arrives later.

The significance of the measurement is mainly limited to the fact that the loudspeaker at a distance of 1.27 m does not form the correct sum. Considering the fact that about 99.9% of loudspeakers don't form the correct sum anywhere, not even at a practical listening distance, this is not a big drama.

1208T37fig4.jpg
The microphone is now about 15 cm lower. The woofer is thus a little closer and the coaxial chassis a little further away than before. We can see this immediately in the step response. The sound components of the coaxial chassis and woofer slip closer together in time and the dip in the step response closes clearly visible.
Measured at listening distance the sound sum forms even better. The differences in distance to the different drivers become smaller and the sound travel times get closer. It should be noted that the woofer is located further forward due to the tilted baffle. The measurement that would show what quality the listener can expect at typical living room listening distance is unfortunately missing.

Dynamic Measurement[edit]

... a sound analysis method for loudspeakers and electronics.

The Dynamic Measurement measurement method, co-developed by Myro, tests and analyzes the transducer capability of loudspeakers. The purpose is to measure signals on the time domain. This is done on the basis of comparisons. The intention of the invented method is the visualization, not the measurement of data as a basis for the mathematical extraction of single parameters. It was important to get a stimulation as close to nature as possible. Therefore, it was deliberately avoided to calculate the sine half-waves to the "pure frequency". The intention was to start abruptly from the zero position, as it also happens in musical instruments. The significance (visual comparison input to output) is in no way diminished by this.
The ATB-Precision, for which the method was developed, has a fully-fledged measurement signal generator. This allows a very accurate waveform for the input signal. A filter for rounding has also been omitted, as it is intended to see what is actually present after the transducer. A given electrical test signal is fed into a transmission line and compared with the sound response of the loudspeaker. In principle it is irrelevant which signal is used, the main thing is that it is within the transmission bandwidth of the transmission path. Preferably, half sine waves of different frequencies are used as test signals, since acoustic events are essentially based on these waveforms. The Dynamic Measurement measurement pass produces half waves isolated in time, not contiguous half waves rising in pitch as in a sweep. A sequence of half-waves or sine periods etc. is measured, in a selectable frequency range with a selectable number of measurements. During the measurement process, the signals are output one after the other from the lower end of the measurement range to the upper end. The following measurement signals are available:

  • 0.5 sine period

1 sine period

  • Cosine burst

0.5 square wave period

In music reproduction, an electroacoustic transducer is excited with a complex signal structure. The use of a half-wave or a sine period as the measurement signal serves to simplify the detection of the transducer characteristics of loudspeakers compared to measurements using more complex waveforms. The Dynamic Measurement method is thus an even better basis for the interpretation of dynamic behavior. It practically splits the step measurement into half waves and displays them individually in 3D. Hereby the reference to the respective frequency is established and the effects can be better assigned. Up to 300 individual measurements in a freely selectable frequency range are possible. The frequency ranges can be defined in the following steps:

  • up to 100 Hz in 10 Hz steps

up to 1,000 Hz in 100 Hz steps up to 10,000 Hz in 1,000 Hz steps up to 30,000 Hz in 10,000 Hz steps

So you can make 300 single measurements within a bandwidth of 10 Hz and so on. The Z-axis is scaled from 1 to 16 periods. There is a front and a rear view. In addition, a side view and a top view are made possible by continuously compressing the X and Y axes. Furthermore, there is an upsidedown function; i.e. you can view the whole thing from the bottom. A 2-D representation of each individual measuring step is possible, with additional tools.
The sound response of the loudspeaker is displayed in the actual pressure-time curve. This way the complex characteristics remain visible. Time response, amplitude, polarity and signal distortion are measured and displayed in one process. The measurement program also offers options for analyzing the measurement results in terms of time, phase, amplitude and frequency spectrum (FFT analysis).
Dynamic Measurement is not an alternative method for determining the step response or for frequency analysis and is therefore not in competition with other measurement systems.

A priori Sub.jpg
Myro a priori 10.01 with Myro SubScan23W


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