Interpretation Of Jump Answers - Examples From The Measurement Technique

Die Anregung ist ein Rechteck, d.h. die Membranen werden sprunghaft nach vorne bewegt. Dadurch entsteht eine Druckwelle, die sich in Bewegungsrichtung ausbreitet. Da nach Vollendung der Vorwärtsbewegung der Membranen kein weiterer Druck entsteht, kommt es zu einem Druckausgleich in der Luft. Dieser Druckausgleich zeigt sich in der Sprungantwort in Form einer langgezogenen Unterschreitung der Nulllinie. Dadurch wird der ursprüngliche statische Druck der Umgebung wieder hergestellt. Dieser Druckausgleich durch Unterdruck kann jedoch nur die Energie beinhalten, die zuvor auf die Luft in Form einer Druckwelle ausgeübt worden ist.

Sehen wir allerdings ein deutliches Missverhältnis zwischen Druckeintrag oberhalb und Druckausgleich unterhalb der Null-Linie, kann es zwei mögliche Erklärungen geben:

• Die bewegte Masse (die gespannte Feder) ist sehr schlecht bedämpft
• und / oder der Tieftöner schwingt gar nicht nach vorne, erzeugt also anstatt einer Druckwelle eine Unterdruckwelle

Die Schallwellen wären somit mit einer Phasendifferenz von 180 Grad "in Phase".

Frequenzgang-Nichtlinearitäten außerhalb der Achse spiegeln sich natürlich immer auch in dem Graphen der Sprungantwort wieder, genauso, wie z.B. bei der Wiedergabe eines Sinus-Burst oder bei der Wiedergabe von Musik. Das ist bei jedem Lautsprecher so, bei stark verzerrten Spungantworten aber nicht so gut abzulesen.

Wir beginnen mit Lautsprechern, die eine leicht interpretierbare Sprungantwort aufweisen. Das dient dem Einstieg in das Thema und macht das Verstehen einfacher. Die Auswahl der Beispiele dient den Erläuterungen und ist ansonsten beliebig. (Quelle: www.stereophile.com)

Die folgenden vier Diagramme sind von ein und dem selben Lautsprecher. Das Erste zeigt die Sprungantwort.

Datei:107Vanfig08.jpg Diagramm 1: Sprungantwort

Datei:107Vanfig09.jpg Diagramm 2: Die Anteile der Sprungwort - Mittelhochtonsektion Rot, Tieftöner Blau

Die Überlagerung, das Zusammenspiel von Rot und Blau, ergibt in der Summe die Sprungantwort des Gesamtsystems (Diagramm 1).

Datei:1207VQWfig8.jpg Quelle: www.stereophile.com	Es gibt Nichtlinearitäten im Übertragungsverhalten von Lautsprechern, die grundsätzlich aus der begrenzten Übertragungsbandbreite resultieren. Diese Grenzen sind bei Lautsprechern mit weitgehend korrekter Sprungantwort auch klar zu sehen. Ganz am Anfang, dort wo das Signal beginnt, bei ca. 3,7 ms müsste der Graph senkrecht in die Höhe gehen. Der Hochtöner hat aber seine Grenze in der Anstiegszeit und die Energie, die eigentlich am Anfang erzeugt werden müsste, wird leicht verzögert. Das führt zu der ersten etwas überzogenen Spitze bei ca. 3,8 ms. Da wird also Energie zeitverzögert abgestrahlt und überlagert den weitern Verlauf. Die Tieffrequente Begrenzung des Übertragungsverhaltens macht sich in einem mehr oder weniger starken Abfallen der Kurve bemerkbar. Fällt die Kurve ab der Spitze steil ab, so kann der Tieftöner die erste Halbwelle im Bassbereich nur schwach ausbilden. Verläuft der Graph flacher, dann gelingt dies besser. Um das beurteilen zu können, müssen die Sprungantworten unbedingt auf der Zeitachse gleich skaliert sein. Alle anderen Nichtlinearitäten, die im Verlauf der Kurve sichtbar sind, zeigen Frequenzgangfehler mit entsprechender Phasendrehung.
Datei:Wilmaxx2fig7.jpg Quelle: www.stereophile.com	Diese Sprungantwort zeigt die Grenzen des Übertragungsbereichs ebenfalls, nur etwas schwerer zu erkennen, wie bei allen falschen Sprungantworten. Der Mitteltöner ist hier übrigens verpolt und der Hochtöner hat eine sehr schlecht bedämpfte Membranresonanz, was im negativen Druckbereich in Form des Ringings auf der Kurve sichtbar ist. Die Nichtlinearität bei 4,7 ms ist entweder ein Fehler im Grundtonbereich oder bei größerem Messabstand schon die erste Raumreflexion. Eines ist ebenfalls klar: Egal mit welchem Signal man diesen Lautsprecher anregt, er schwingt eben falsch ein, verzerrt den Einschwingvorgang.
Datei:707Focfig7.jpg Quelle: www.stereophile.com	Die folgende Sprungantwort ist exemplarisch für den Stand der Lautsprechertechnik. Es ist die Sprungantwort eines 3-Wege-Lautsprechers. Bei ca. 3,75 ms beginnt der Einschwingvorgang des Hochtöners. Das ist die erste Spitze die nach unten zeigt. Der Hochtöner ist verpolt! Die zweite nach oben gerichtete Spitze erzeugt das völlig unkompensierte und zudem sehr schlecht bedämpfte Nachschwingen des Hochtöners. Die folgende nach unten gerichtete Schwingung zwischen 3,9 und 4,1 ms ist das Ergebnis der totalen Gegenphasigkeit von Hoch- und Mitteltöner. Der Mitteltöner ist das einzige nicht verpolte Chassis dieses Lautsprechers, dessen Einschwingvorgang seine Spitze bei ca. 4,3 ms zeigt. Die starke Senke ab ca. 4,6 ms unterhalb der Nulllinie, in den Unterdruckbereich, erzeugt das Basssystem. Auch hier sehen wir einen extremen Phasensprung. Fazit: Dieser Lautsprecher gleicht in bezug auf Phasen- und Zeitverhalten einer Achterbahn. Nicht nur der extreme zeitliche Versatz der Lautsprecherchassis ist hier von Bedeutung, viel mehr zeigt sich das Dilemma bei der Wiedergabe von Einschwingvorgängen aller Art. Da es sich um einen 3-Wege-Lautsprecher handelt, betrifft dies nahezu den gesamten Übertragungsbereich.

Fortsetzung folgt...

<zurück: Myroklopädie>
<zurück: Myro>