Die Transienten

Zitat von wolferl

Es geht gar nicht so sehr um die Dämpfung sondern eher um die Masseträgheit, die nach kurzer Distanz schon anfängt Transienten zu verschleifen.

Mit Bitte um Aufklärung der Wirkungsweise.

"Verschleifen von Transienten" ist im Frequenzraum ja nichts anderes als ein Dämpfen der hochfrequenten Signalanteile. Ich glaube schon dass wir hier bei der klassischen Nomenklatur "Höhendämpfung" bleiben können, das ist kein anderes Phänomen.

@wolferl 
Kannst du dazu auch eine Quelle nennen, in der der Effekt erklärt wird?

Zitat von wolferl

Nein, eben nicht, hier geht's um Impulstreue.

Und die ist unabhängig vom Frequenzgang.

Wie jedes Phänomen lässt sich auch das von Dir als "Auswaschen" bezeichnete Verhalten äquivalent im Frequenz- und Phasenraum beschreiben.

Zitat von wolferl

Nein, eben nicht, hier geht's um Impulstreue.

Und die ist unabhängig vom Frequenzgang.

Nein, ist sie nicht - das wird dann aber sehr signaltheoretisch & elektrotechnisch. Bisher bin ich da bei Audio-Menschen eher selten durchgedrungen. Ganz simpel gesagt: steilere Flanke bedeutet immer auch höhere Frequenz.

Stell dir ein Rechteck-Signal vor, oder einen Sprung. Wenn du dem Höhen wegnimmst, wird die Flanke weniger steil / flacher.

Impulse sind gern eher eckig - wenn du den Hochton wegnimmst, verschleifen sie. Natürlich gibts auch noch andere Aspekte für Impulstreue im Sinne von dem-Signal-folgen-können, man denke nur an Trägheiten in den Schallwandlern etc.

Frequenzantwort (Frequenzgang und Phasengang) sind im allpassfreien System fest mit der Rechteckantwort bzw. der Impulsantwort verbunden. Ist mit "Transiente" die Impulsantwort gemeint? Vermutlich. Oder zumindest die Flanke (eines Rechteckes oder Impulses).

Hat das Systemzu hohen Frequenzen hin eine Dämpfung, so ist dies ein Tiefpass. So aus dem Bauch heraus, die Ordnung des Tiefpasses "Luft" wird eher klein sein, Filter 1. oder 2. Ordnung. Das verschleift infolge des abnehmenden Pegel in Zusammenspiel mit der Phase natürlich die Impulsantwort (aber nur mit recht geringen Laufzeiten, Phasenfehlern).

@wolferl: "Masseträgheit", wie soll die ausschließlich/vorrangig auf Phasengang und nicht Frequenzgang wirken? In welcher zeitlicher Größenordnung soll diese Änderung liegen?

Eine weitere Möglichkeit die Impulsantwort/-treue zu verschleifen, wäre es nur den Phasengang zu verändern (wie es z.B. mit FIR-Filtern unter Beibehaltung des Frequenzganges realisierbar ist). Oder anders: "Gruppenlaufzeiten". Wie die "Luft" das machen soll, ist oben nachgefragt.

Zitat von wolferl

Es geht gar nicht so sehr um die Dämpfung sondern eher um die Masseträgheit, die nach kurzer Distanz schon anfängt Transienten zu verschleifen.

Verschleifen hört sich für mich an wie Dispersion, also frequnzabhängige Schallgeschwindigkeit. Das würde dazu führen, dass z.B. höhere Frequenzanteile später ankommen als tiefe und so gewissermaßen Impulse verschliffen werden. Während direkt am (phasenlinearen) Lautsprecher alle Frequenzanteile gleichzeitig ihren Impuls haben, laufen die verschiedenen Frequenzen nach einer gewissen Strecke auseinander. Diesen Effekt der Dispersion von hörbarem Schall in Luft gibt es jedoch nicht.

Was meinst du also mit "Verschleifen von Transienten"? Ist es jetzt ein Effekt auf den Frequenzgang, auf den Phasengang, auf beides? Oder noch etwas anderes?

Wolferl, ich glaube du solltest dich nochmal eingehend mit Signaltheorie beschäftigen. Die Zeitbasis eines Transientendesigners ist um Größenordnungen langsamer als das, was ein akustische System aus Luft und Lautsprecher leisten kann. Wir reden hier von Direktschall.

Bei Resonanzen durch Reflexionen sieht das anders aus. Aber selbst das lässt sich in Frequenzbereich abbilden.

Zitat von wolferl

Es ist also kein Phasen oder Frequenzproblem sondern rein auf den Pegel beschränkt.

Wie mittlerweile mehrfach erwähnt hat jedes Signal im Zeitbereich (das wäre dann die Transiente wie Du sie Dir gerade vorstellst: Eine Signalauslenkung über die Zeit) eine eineindeutige Entsprechung im Frequenzraum. Zwischen diesen beiden (äquivalenten!) Darstellungen kannst Du mittels Fouriertransformationen ohne Informationsverlust hin- und herspringen.

Soweit ist das grundlegende Signaltheorie und völlig unabhängig von psychoakustischen Phänomenen.

Im Frequenzbereich zeichnet sich eine Transiente unter anderem durch einen hohen Anteil hoher Frequenzen aus. Nimmt man die weg, verliert das akustisch wahrgenommene Signal an Schärfe. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn der Tiefpass "Luft" zuschlägt.

Das kannst Du mit einem Transientendesigner wunderbar ausprobieren: Schau Dir einfach mal an wie sich das Frequenzspektrum Deines Eingangssignals durch die Anwendung verändert.

Zitat von wolferl

Eigentlich könnte ich jetzt hier aufhören weil es eh keinen Sinn macht jemand etwas zu erklären was er nicht mal kennt, aber für alle anderen...

Deine grenzenlose Überheblichkeit bereitet einem beinahe physische Schmerzen beim Lesen. Aber okay, das ist ja hier kein Sympathiewettbewerb...

Zitat von wolferl

Es gibt so gut wie kein akustisches Instrument, das keine Transiente erzeugt.

Eine Transiente definiert sich u.a. dadurch, das es, ähnlich einem Impuls/Burst in der Regel nur eine Periode durchläuft und tonal in keinem Bezug zur Grundtonfrequenz des angespielten Tones steht.

Es ist auf keinen Fall ein Rechteck denn der kommt in der Natur nicht vor.

Okay, es handelt sich also um die Geräusche beim Einschwingen eines von einem akustischen Instrument erzeugten Tons, Anblasgeräusche einer Flöte oder der Anstrich einer Violinensaite zum Beispiel. So weit so gut.

Zitat von wolferl

Theorie des "Verschleifens/Verlust" der Transienten bei der Übertragung im Medium Luft ist die, das ein eingeschwungenes Medium (also ein Signal mit mehreren Periodendurchgängen) sich leichter und länger fortbewegen kann als ein Signal welches nur aus einer Periode besteht.

Es ist also kein Phasen oder Frequenzproblem sondern rein auf den Pegel beschränkt.

Nach Fourier lassen sich sämtliche Töne und Geräusche durch die Summe vieler Sinusschwingungen darstellen, also sowohl die Töne eines Instrumentes als auch die Einschwingvorgänge. Die Länge spielt dabei überhaupt keine Rolle. Der einzige Unterschied zwischen eingeschwungenem Ton und einmaligem Geräusch ist der, dass für den Ton eine endliche Anzahl Sinusschwingungen (nämlich die berühmten Harmonischen) ausreichend ist für die Darstellung, während für die Transienten eine unbegrenzte Anzahl von Sinusschwingungen erforderlich ist. Im Medium Luft verhalten sich alle hörbaren Frequenzen des Schalls im Wesentlichen gleich, wenn man einmal von der Höhendämpfung bei großen Entfernungen, die hier schon mehrfach erwähnt wurde, absieht.

Ein Verhalten, wonach sich kurze Signale irgendwie anders verhalten sollten als lange, was die Reichweite in Luft anbelangt, ist mir nicht bekannt. Ich sehe auch nicht, wie sich das einerseits mit den Schallfeldgleichungen und andererseits mit der Fouriertheorie vereinbaren ließe. Vielleicht hast du irgendeine Quelle für diese Behauptung, bisher bist du ja mit Quellenangaben recht sparsam gewesen.

Nun ist es ja so, dass die Transienten, die ich beispielhaft genannt habe, im Vergleich zum eingeschwungenen Ton des Instrumentes deutlich höherfrequente Anteile aufweisen. Ich könnte mir also durchaus vorstellen, dass hinter der "Theorie der Transienten" tatsächlich nichts weiter steckt als wieder die Bedämpfung hoher Frequenzen mit der Entfernung. Das wäre zwar nicht wirklich wert, eine eigene Theorie zu bekommen, aber immerhin gäbe es einen physikalischen Mechanismus, der das Verhalten erklären könnte.

Vielleicht sollte man den psycho-akustischen, tendenziell bereits leicht fundamentalistisch-religiös geprägten Teil des Threads man wo anders hin aus-moderieren - mit dem Thema an sich hat das irgendwie nicht mehr viel zu tun, so interessant es im fachlichen Bereich auch ist.

Zitat von wolferl

Theorie des "Verschleifens/Verlust" der Transienten bei der Übertragung im Medium Luft ist die, das ein eingeschwungenes Medium (also ein Signal mit mehreren Periodendurchgängen) sich leichter und länger fortbewegen kann als ein Signal welches nur aus einer Periode besteht.

Totaler esotherischer Bockmist! Vermutlich auf der High-End Messe aufgeschnappt (oder Musikerdenken?).

Die selbstgebastelte Definintion "Transiente" desgleichen. Wir bewegen uns hier im Bereich der Naturwissenschaften/Technik und da ist Transiente recht klar definiert. Aber das mit den selbstgebastelten Definitionen gabs in einen anderen thread auch schon und wird erfahrungsgemäß nicht revidiert (gemäß "ein Geisterfahrer auf der Autobahn, nein, ganz viele"). Abgesehen davon ist ein Transiente bei Musikinstrumenten wie auch Stimme physikalisch nix anderes, stark vereinfacht Übergang von "nix" zu "was".

patec: Schön aufgepaßt mit "Dispersion", alle Achtung. Die kann es sogar geben, nämlich wenn du Dichteschichtungen in der Luft bekommst. Dies geschieht z.B. bei der abendlichen Abkühlung => Temperaturschichtung, Feuchteschichtung. Zum Boden hin wird es dann dichter, der Schall wird gebeugt, kürzere Wellenlängen erfahren höhere Beugung, sodaß die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Geraden sich reduziert (ich hoffe das ist so herum richtig?). Leider konnte ich da keine Daten zu finden. Ob das ausreichend Laufzeit erzeugt und sich hörbare Effekte einstellen, ist somit offen.

Ich dachte erst, dass jemand dieses Hintertürchen kennt und damit kommt ...

Zitat von mattias bost

patec: Schön aufgepaßt mit "Dispersion", alle Achtung. Die kann es sogar geben, nämlich wenn du Dichteschichtungen in der Luft bekommst. Dies geschieht z.B. bei der abendlichen Abkühlung => Temperaturschichtung, Feuchteschichtung. Zum Boden hin wird es dann dichter, der Schall wird gebeugt, kürzere Wellenlängen erfahren höhere Beugung, sodaß die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Geraden sich reduziert (ich hoffe das ist so herum richtig?). Leider konnte ich da keine Daten zu finden. Ob das ausreichend Laufzeit erzeugt und sich hörbare Effekte einstellen, ist somit offen.

Genau genommen ist das keine Dispersion, sondern der Schall verschiedener Wellenlängen nimmt einen anderen/längeren Weg. Echte Dispersion gibt es im hörbaren Bereich des Schalls im Freifeld nicht.

Leider kann man eine exakt begrenzte Anzahl Perioden nicht mit endlicher Bandbreite darstellen. Im besonderen bei einer so hohen Frequenz wird dir das Aliasingfilter deine so mühevoll geschnittene Periode zu einem auf- und abschwellenden etwas verbiegen.