Einleitung

Da ich zwischen den Feiertagen endlich mal genug Zeit und vor allem auch Lust hatte, ein wenig zu messen, habe ich mir mal mein DBA vorgenommen und durch verschiedene Beschaltungen einen Vergleich zwischen DBA, SBA und Multisubanordnung durchgeführt.


Aufbau

Der quaderförmige Raum hat die Maße 5,6x3,8x3m und ist im Tiefton akustisch unbehandelt. Im Raum steht in der ersten Reihe ein Dreisitzer und in der zweiten auf einem 20cm hohen Podest ein Zweisitzer und ein Sessel. Darüber schwebt ein 9-Zoll-Röhrenprojektor. Diese Möblierung stört die Ausbreitung der ebenen Welle in unbekanntem Maße.

Das Mikrofon war bei den Messungen in 0,9m Höhe und 3,3m von der Front entfernt angebracht, also an der besten Hör- und Sehposition. Gemessen wurde mit einem 256.000 Samples langem Sweep bei einer Abtastrate von 48kHz.

Es handelt sich um acht 25cm-Tieftöner in Bassreflexgehäusen. Die Subwoofer werden zu den Satelliten bei 100 Hz getrennt. Die Wirkfrequenzen, bis zu denen sich zwischen den Tieftönern eine konstruktive Interferenz ausbildet (->ebene Welle), ist horizontal ca. 90Hz und vertikal ca. 110Hz. Die Beschaltungen der drei Anordnungen sind wie folgt:


DBA:

• vorderes Tieftongitter aktiv
  
• hinteres Tieftongitter bekommt invertiertes und zeitverzögertes Signal mit niedrigerem Pegel

SBA:

• nur vorderes Tieftongitter aktiv

Multisub:

• beide Tieftongitter bekommen das selbe Signal

Messungen

Amplitudengang (unkalibriert, ohne Fensterung, Glättung 1/24 Oktave)

SBA:
Messung_Amplitude_SBA.gif

Multisub:
Messung_Amplitude_Multisub.gif

DBA:
Messung_Amplitude_DBA.gif



Cumulative Spectral Decay (Abklingspektrum in Millisekunden)

SBA:
Messung_SD_SBA.gif

Multisub:
Messung_SD_Multisub.gif

DBA:
Messung_SD_DBA.gif



Burst Decay (Abklingspektrum in Schwingungsperioden)

SBA:
Messung_BD_SBA.gif

Multisub:
Messung_BD_Multisub.gif

DBA:
Messung_BD_DBA.gif



RT60 (siehe Statusleiste)

SBA:
Messung_RT60_SBA.gif

Multisub:
Messung_RT60_Multisub.gif

DBA:
Messung_RT60_DBA.gif




Anmerkungen

Das Abklingspektrum in Millisekunden ist im Gegensatz zu den anderen Diagrammen bis 1 kHz skaliert. Man erkennt dort leider auch kaum etwas unterhalb von 100 Hz.

Die RT60 hängt stark davon ab, wo man Start- und Endpunkt in die abfallende Gerade legt. Ich habe versucht, möglichste lineare Teile zu treffen, trotzdem kann die Veränderung eines Punktes schon mal +/-50ms ausmachen.
Leider kann man in diesem Diagramm bei Arta im Bassbereich nur 62,5Hz auswählen. Es ist allerdings auch aus den anderen Diagrammen erkennbar, dass nicht nur bei dieser Frequenz das DBA die niedrigsten Werte aufweist, gefolgt von SBA und Multisub.

Mit der Multisubanordnung bekommt man zwar im Bereich der Raummoden 1. Ordnung (unterhalb von 50 Hz) einen sehr glatten Amplitudengang, darüber ändert sich allerdings nichts und das Abklingen ist länger als beim SBA.
Der Amplitudengang des SBA ist durch die Längsmoden komplett zerfurcht und ist ohne starke rückwärtige Bedämpfung des Tieftonbereichs nicht empfehlenswert.

Ich denke, es ist eindeutig, dass die DBA-Beschaltung den anderen beiden Varianten klar vorzuziehen ist. Der große Nachteil sind vor allem die höheren Kosten. Da der Maximalpegel beim DBA im Verhältnis zur Membranfläche gering ist (keine Unterstützung durch Raummoden und Druckkammereffekt), müssen größere und teurere Tieftöner gekauft werden. Acht 25cm-Tieftöner, wie ich sie hier benutze, sind für durchschnittliche Mietwohnungen locker ausreichend. Für Referenzpegel jedoch nicht.

@alle
Danke!


@castorpollux

Kannst du messungen eines einzelnen Subs irgendwo an der Wand zufügen, so als vergleich noch zum DBA?

Kann ich versuchen. Durch das Bassreflexrohr gibt es aber zwei Schallquellen, die sich addieren. Daher wird eine Messung im Nahfeld eventuell nicht funktionieren. Der Amplitudengang des DBAs deckt sich aber erstaunlich gut mit dem simulierten Amplitudengang eines Einzelsubwoofers im Freifeld.

Wie schauts aus mit dem Delay, wie hast du das eingestellt und warum?

Ausgangspunkt war die Länge des Raumes. Dazu kommen durch Iteration noch ca. 30cm. Das hat sich durch Ausprobieren so ergeben. Der Pegel des hinteren Tieftongitters und die Verzögerungszeit habe ich erst durch mehrere Messungen vernünftig einstellen können, da sie sich beide in den Diagrammen niederschlagen.
Der Pegel ist auf jeden Fall niedriger als beim vorderen Gitter. Die Differenz müsste ich nachmessen.

@FoLLgoTT

Danke für Deinen ausführlichen Bericht.
Sehr interessant. Ich denke gerade über die Anschaffung eines zweiten Subs nach.
4 Subs sind mir dann vorerst doch zu teuer, aber, wie man sieht, eindeutig die bessere Lösung.


Gruß

Original von castorpollux
nahfeld is' für mich gar nicht nötig, resonatoren im nahfeld kenn ich zur genüge :biggrin:, ich meinte mehr das Verhalten eines einzelnen Subs - Messmikro und Verfahren wie für die anderen Messungen auch. (also die verbesserungen, herbeigeführt durch SBA/DBA )

Ich habe mal einen und zwei Subwoofer alleine gemessen. Amplitudengang und Abklingverhalten sind allerdings kaum unterschiedlich zum SBA. Anscheinend machen in meinem Raum die Längsmoden mit Abstand am meisten aus. Außerdem sind die Subwoofer ja immernoch auf 1/4 der Raumbreite und -höhe angebracht. Interessanter wäre wohl ein Einzelsubwoofer auf dem Boden, so wie es viele hier haben dürften. Leider habe ich keinen mehr zum Testen übrig.

Das mit dem Delay scheint irgendwie immer mehr oder minder auf "probieren" hinauszulaufen, wenn ich das recht verstehe - scheint keine exakte wissenschaft zu sein. Hattest du es zunächst mit berechneten Werten probiert?

Ja, wie gesagt, Ausgangswert war die berechnete Laufzeit des Schalls für die Raumlänge.

Eine frage, die ich mir in dem Zusammenhang stelle, ist, ob es nicht eigentlich falsch sein müsste, genau um die Raumlänge oder sogar länger zu verzögern...denn eigentlich stellt ja nicht die wand mit dem hinteren SBA die absorptionsfläche dar, sondern die abgestrahlte, invertierte Welle. Und selbige muss doch gebildet sein (zeitlich) bevor die welle von vorn auf die Rückwand trifft...

Das ist nicht ganz richtig. Die invertierte Welle muss ja die selbe Ausbreitungsrichtung wie die Originalwelle haben. Daher muss die Originalwelle erst einmal an der Rückwand reflektiert werden, bevor sie sich destruktiv mit der invertierten Welle überlagert. Daher wohl auch die etwas längere Verzögerungszeit. Bei Wikipedia hatte ich mal dieses Bild dazu reingestellt.

Original von Norbert
Warum hat dein hinteres Array einen niedrigen Pegel? Bei mir ist der einzige Unterschied zwischen vorderem und hinterem Array das Delay im hinteren Array und alles klappt prima.

Genau weiß ich es nicht. Ich schätze mal, dass es Verluste auf dem Weg nach hinten gibt. Ich wohne in einem Altbau und Boden und Decke sind längst nicht so schallhart wie die Seitenwände. Vielleicht liegt es daran. Mit identischem Pegel funktioniert es auf jeden Fall nicht richtig.

Original von suke
hast Du schon mal die Methode aus der Audio versucht? Also zwei Subs in diagonale Ecken des Raums. Das wäre angeblich besser als das "klassische" SBA mit parallelen Subs.

Nein, aber da alles fest an den Wänden installiert ist (siehe Galerie) und gut funktioniert, werde ich es auch nicht verändern.

Und für meinen Raum (s.o.) kann ich ein DBA vergessen, oder?

Das kann ich dir leider nicht beantworten, da ich mit so einem Raum keine Erfahrungen habe. Du kannst es ja mal ausprobieren, wenn du irgendwie Zugriff auf einen digitalen Equalizer mit Verzögerung und mehrere Subwoofer hast. Mehr kann ich dazu leider auch nicht sagen.

So, auf Wunsch kommen hier nochmal die Diagramme der Abklingspektren und RT60 für DBA und SBA gemessen mit RoomEQWizard.

RT60 (blau: SBA, rot: DBA):
messung_rew_rt60.jpg

Wasserfall SBA:
messung_rew_wasserfall_sba.jpg

Wasserfall DBA:
messung_rew_wasserfall_dba.jpg

Original von castorpollux
Das gehört wohl zu Grundlagen der Physik von Wellen und anderen Sinus-funktionen, aber das will mir nicht in den Kopf - wieso müssen die Wellen in der gleichen Richtung laufen, um zu interferieren?

Das müssen sie nicht. Wenn sie es nicht tun, interferieren sie eben nur in einem sehr kleinen Raumbereich. Wir wollen aber eine destruktive Interferenz in einem undnelich langen Raumbereich. Daher müssen Ausbreitungsgeschwindigkeit, Richtung und Amplitude identisch sein und ein Zeitversatz von t=0s vorliegen.

Der springende Punkt ist doch der, dass uns die destruktive Interferenz nur innerhalb der Hörzone interessiert. Ob sich die beiden Wellen vollständig an der Rückwand auslöschen ist egal. Sie müssen nur ohne zeitversatz den selben Weg durch den Raum nehmen. Dann löschen sie sich theoretisch in alle Ewigkeit aus (in der Praxis bekommt man dieses Ideal natürlich nicht hin).

Hallo Nils,

tolle Arbeit...
Sehr interessant...

Leider kann nicht jederman ein DBA installieren...

Ich fände es mal sehr interessant zu sehen wie sich der Delay auswirkt wenn man nicht die genaue DBA Anordnung hat.
Sprich wie säh das Ergebnis aus, wenn vorne 2 Subs und hinten 2 Subs inkl. Delay laufen würden. Was wäre ja was, was noch eher realisierbar wäre...

Original von suke
Hallo Nils,

hast Du schon mal die Methode aus der Audio versucht? Also zwei Subs in diagonale Ecken des Raums. Das wäre angeblich besser als das "klassische" SBA mit parallelen Subs.

Und für meinen Raum (s.o.) kann ich ein DBA vergessen, oder?

Gruß

Hallo Suke,

ich habe mich bei mir im Kino ja an die Harman Studie gehalten und bin damit eigentlich sehr zufrieden.
Bei meinem Bruder haben wir letzten die Variante "1 Sub vorne mittig, 1 Sub hinten mittig" getestet. Auch dieses Ergebnis konnte sich absolut sehen lassen.

Anbei mal eine Messung mit ATB PC (1/6 oct)


Gruß
Nilsens