Wie wird eingerauscht

Es gibt durchaus einen Zusammenhang zwischen Laufzeit und Phase.
Die Phasenänderung bei der Übertragung hat nix mit unterschiedlicher Laufzeit zu tun, sondern damit, das die Wellenlänge variiert.
Ich hab das auch lange nicht kapiert, bis ich es mir wie folgt klargemacht habe:
- Wir gehen mal davon aus, das die gedachten Sinusschwingungen alle am Anfang auf 0 sind.
- in einiger Entfernung ist nun im Bassbereich kaum eine Änderung der Schallwelle zu bemerken, bei den Höhen ist aber vielleicht schon eine halbe Schwingung vorbei. Daher gibt es hier schon einen nicht flache Phase. (die Folge daraus müsste auch sein, dass ein auf flache Phase gemessenes System genau auf einer Kugel oberfläche flach bleibt, ansonsten ansteigt (näher an der Quelle) oder abfällt (weiter entfernt).
Was wichtig ist, ist die sogenannte Gruppenlaufzeit, d.h. das Delay über die Frequenz. Dies ergibt sich aus der Änderung der Phase bezogen auf die Frequenzänderung. (Mathematisch: Ableitung dPhi nach dF).
Diese sollte flach sein, kann aber durchaus eine gewissen Wert haben (ist ja logisch bei einem gewissen Abstand von der Quelle).

So, ich hoffe, das war nicht zu viel Theorie.

Tomy

P.S. wers nicht glaubt, der soll sich mal das SATdemo runterladen (, und einfach seine Pc Soundkarte direkt messen. ....http://www.sat-live.com/down.htm

Zitat von "microsound.de"

Sound-Klinik
Zeitgleich und phasengleich sind zweierlei. Wenn die Phase sich langsam über die Frequenz ändert ist das noch kein Problem, weil dieses Verhalten auch schon in normaler Luft besteht (unterschiedliche Frequenzen werden unterschiedlich schnell übertragen, daher die Phasenverschiebung).
Laufzeitprobleme sind ein dramatisches Phasenproblem, d.h. die Phase wechselt unter Umständen mehrfach innerhalb einer Oktave, und dann ist es vorbei mit der Erkennung des Instrumentes durch das Ohr.

... das unterschiedliche Frequenzen in einem nennenswerten Umfang unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten (... das meintest Du doch wohl mit "unterschiedlich schnell ...) haben, ist wohl eine etwas gewagte Behauptung.

Viele Grüsse sendet

TomyN:

habe kein Wort Verstanden.
Mein Beispiel geht so:
Ein Musiker spielt auf einem Instrument ein A (440Hz). Ausser diesen 440Hz gibt es nocht die Obertöne, sagen wird mal bis 4400Hz.
Alle Töne starten gleichzeitig, also Phase 0.
Jetzt macht der Mensch am Pult ein paar Änderungen am EQ, so dass die relative Phase nicht mehr Null ist, aber die Laufzeit ist für alle Obertöne gleich. Die Obertöne beginnen jetzt nicht mehr ganz "gleichzeitig" mit dem Grundton, sondern leicht verschoben, also der Grundton hat vieleicht schon eine viertel Wellenlänge (90Grad) hinter sich, dann erst beginnt der erste Oberton, beim nächsten Oberton ist es eine halbe Wellenlänge (180Grad) und so weiter. Bei dieser langsamen Phasenänderung über den Frequenzbereich bis 4400Hz erkennt das Ohr noch, dass dieser Oberton zum Grundton gehört und kann den Klang synthetisieren und damit das Instrument identifizieren. Bei Laufzeitunterschieden ( sagen wir mal ab 880Hz überträgt ein Horn in einer 15+2 Kombination ungefähr 1 ms zu spät, weil der Treiber 30cm weiter hinten liegt) ist es so, dass diese Millisekunde bei 880Hz (erster Oberton) knapp eine ganze Wellenlänge zu spät ist (Phase so 300Grad), bei 1320Hz (zweiter Oberton) ungefähr eineinhalb Wellenlängen zu spät (Phase ungefähr 180Grad) und so weiter.
Die Phasenbeziehungen sind jetzt unkorreliert und vorbei ist es mit der Identifizierung des Instrumentes.
Der springende Punkt ist der, dass eine reine (und gleichmässige)Phasenänderung für alle gespielten Töne ein ähnliches Phasenverhalten der Obertöne zur Folge hat (dPhi nach dF ist klein), ein Laufzeitunterschied aber eine massiv frequenzabhängige Phasenbeziehung erzeugt, also jeder gespielte Ton eine andere Phasenbeziehung der Obertöne zur Folge hat (also dPhi nach dF ist gross).

... irgendwie seht Ihr das alles zu kompliziert.

Die Phase hat schon was mit "Laufzeit" zu tun.
Bei tiefen Frequenzen führt eine bestimmte "Laufzeit" zu einer geringeren Phasenverschiebung als bei hohen Frequenzen.

Beispiel: Bei 0,5 kHz führt eine "Laufzeit" von ca. 17 cm zu einer Phasenverschiebung von etwa 90 Grad - bei 1 kHz sind es schon 180 Grad. Und bei tieferen Frequenzen führt die gleiche "Laufzeit" zu noch geringeren Phasenverschiebungen. Die Phase und "Laufzeit" stehen über den Faktor Frequenz in einem festen Verhältnis zueinander.

Weiteres Beispiel:
Stellt Euch vor, die "Laufzeit" ist gleich 0: In diesem Fall beträgt die Phasenverschiebung für alle Frequenzen 0 Grad.
Nun stellt euch vor, daß die "Laufzeit" größer als 0 ist: Bei tiefen Frequenzen ist die Phasenverschiebung gering - mit wachsender Frequenz steigt auch die Phasenverschiebung kontinuierlich an (aus diesem Grund gibt es bei Audiomess-Sytemen wahlweise die Darstellung "wrapped" und "unwrapped" - um die Darstellung - je nach Größe der Verschiebung - optimal darzustellen.

Es ist also nicht Geheimnisvolles dabei. Die Phase (in Grad) ist immer auf die jeweilige Frequenz bezogen - die Laufzeit ist eine absolute (zeitliche - in ms gemessene) Größe.

Viele Grüsse sendet

Wahrscheinlich sind wir nicht so weit auseinander.
Noch ein kleines, vielleicht besseres Beispiel für den Unterschied zwischen Laufzeit und Phase.
Das allgemein unter der Bezeichnung "Phasing" bekannte Phänomen ist die massiv ortsabhängige Auslöschung von Frequenzen aufgrund von Laufzeitunterschieden (!) zwischen verschiedene Klangquellen, und das ist ausgesprochen schlecht. Ich erreiche mit einer Phasenänderung zwischen den Klangquellen keine Verbesserung, weil dann nur andere Frequenzen an einem bestimmten Ort ausgelöscht werden. Ich muss also die Laufzeit korrigieren, um den Effekt zu eliminieren.
Zurück zum Thema:
Ich für meinen Teil nehme es in Kauf, die Phase eines Signals (egal ob Kanal oder Summe) durch Equing zu verändern, wenn ich dadurch ein gewünschtes Klangergebnis erzielen kann.

Auslöschungen treten genau bei den Frequenzen auf, wo aufgrund einer Verzögerung die Phasenverschiebung 180 Grad (bzw phi ...) oder 180 Grad + n mal 360 Grad ist (n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, ...).

Viele Grüsse sendet

Bei aller Liebe, aber Physik-Grundkurs müssen wir hier doch nicht machen!

Zitat von "microsound.de"

Bei aller Liebe, aber Physik-Grundkurs müssen wir hier doch nicht machen!

... dann verstehe ich nicht, warum das "mit der Phase und Laufzeit" als zwei unterschiedliche Dinge, die "irgendwie" etwas (oder doch nicht ?) miteinanderzu tun haben, behandelt wird. Ich habe wenigsten den Eindruck (vielleicht täusche ich mich ja auch ...), daß es einigen eben doch nicht klar ist.

Laufzeiten und Phase sind sind lediglich zwei unterschiedliche Betrachtungsweisen. Man könnte auch noch die Gruppenlaufzeit ins Spiel bringen, die ebenso nur eine andere Sichtweise ist.
Es wurde auch der Begriff "Minimalphase" ins Spiel gebracht. Wenn es jedem hier im Forum klar ist, dann ist ja alles i.O. - falls nicht, erkläre ich es gerne mit einfachen Worten.

Jede Betrachtungsweise ist für bestimmte Vergleiche einfach nur günstiger - oder weniger geeeignet.

Viele Grüsse sendet

.. find ich gut, wenn das Thema mal ausführlich diskutiert wird, denn mir werden dabei oft manche Sachen einfach klar(er), ob wohl ich das ganze Zeugsel schon studiert und teilweise auch programmiert habe.
Das dumme an der Phase ist (aus berechnungstechnischer Sicht), dass sie nur zwischen -180 und 180 (oder 0 und 360) Grad liegt. Daher macht halt die hin und her rechnerrei zwischen Phase und Gruppenlaufzeit so Probleme. Und vorallem in digitalen Systemen wird ja die Laufzeit der Belzebub mit dem man den Phasenteufel austreiben will...

Tomy

Zitat von "TomyN"

Es gibt durchaus einen Zusammenhang zwischen Laufzeit und Phase.
Die Phasenänderung bei der Übertragung hat nix mit unterschiedlicher Laufzeit zu tun, sondern damit, das die Wellenlänge variiert.
Ich hab das auch lange nicht kapiert, bis ich es mir wie folgt klargemacht habe:
- Wir gehen mal davon aus, das die gedachten Sinusschwingungen alle am Anfang auf 0 sind.
- in einiger Entfernung ist nun im Bassbereich kaum eine Änderung der Schallwelle zu bemerken, bei den Höhen ist aber vielleicht schon eine halbe Schwingung vorbei.

Hallo Tomy,

Du liegst richtig. Bei konstanter Laufzeitverschiebung (langes Wort ...) steigt die Phasenverschiebung mit wachsender Frequenz an.
Wenn die Phase über der Frequenz graphisch dargestellt wird (lineare Frequenzskala !!!) und wir bekommen eine Gerade, dann haben wir es mit einem Minimalphasensystem zu tun (... d.h. wenn Knicke oder Stufen drin sind, ist es KEIN Minimalphasensystem ...).

Bei einem Minimalphasensystem kann die Phasenverschiebung für alle einzelnen Frequenzen durch eine Korrektur der Laufzeit gleichzeitig auf Null gebracht werden.

... sollten es doch alle im Forum bereits gewußt haben, entschuldige ich mich hiermit in aller Form für den Physikgrundkurs.

Viele Grüsse sendet

Ich habe ja schon mal gesagt, wir sind nicht weit auseinander.
Die Begriffe "Phase" und "Laufzeit" werden einfach ganz spezifisch genutzt.
Wenn man über Phasenverschiebungen spricht, so wird üblicherweise der Bereich +/- 180Grad gemeint (oder 0 -360Grad).
(Konstante) Laufzeitverschiebungen sind einfacher in Zeiteinheiten zu messen, weil sie nicht frequenzabhängig sind. Die Phase ist dann bei jeder Frequenz anders, und man müsste auch noch angeben, wie oft sie die 360Grad durchlaufen hat. Das ist in der Praxis absolut nicht nutzbar.

Zitat von "microsound.de"

Die Phase ist dann bei jeder Frequenz anders, und man müsste auch noch angeben, wie oft sie die 360Grad durchlaufen hat. Das ist in der Praxis absolut nicht nutzbar.

absolut richtig !

Gut erklärt. danke TommyN

Es gibt durchaus einen Zusammenhang zwischen Laufzeit und Phase.
Die Phasenänderung bei der Übertragung hat nix mit unterschiedlicher Laufzeit zu tun, sondern damit, das die Wellenlänge variiert.
Ich hab das auch lange nicht kapiert, bis ich es mir wie folgt klargemacht habe:
- Wir gehen mal davon aus, das die gedachten Sinusschwingungen alle am Anfang auf 0 sind.
- in einiger Entfernung ist nun im Bassbereich kaum eine Änderung der Schallwelle zu bemerken, bei den Höhen ist aber vielleicht schon eine halbe Schwingung vorbei.

Und das hört man. Das ist auch einer der Unterschiede zwischen einer guten oder weniger guten PA.
Gruß
Pete