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Hallo,

ich suche einen Schaltplan für eine Geräuschverringerung durch Phasenverschiebung, ähnlich wir ANC bei Kopfhörern.
Die Schaltung müsste ein Microeingang haben und das aufgenommene Geräusch phasenverschoben über einen Lautsprecher ausgeben..
Schonmal vielen Dank für evtl. Antworten

» Die Schaltung müsste ein Microeingang haben und das aufgenommene Geräusch
» phasenverschoben über einen Lautsprecher ausgeben..

Falls das überhaupt mit Bastler-Möglichkeiten zu machen ist, dürfte es äußerst kompliziert werden, wenn eine erkennbare Wirkung erwartet wird. Abgestrahlter Schall wird von Zimmerwänden sehr unterschiedlich reflektiert, abhängig von den Entfernungen sowie von den Materialeigenschaften (Putz, Beton, Mauerwerk, dämmendes Material usw.)
Wer sich schon mal ein Orgelkonzert angehört hat, kennt das: Der Orgelklang kommt zuweilen wie eine Welle zurück. In einem normalen Raum hast du an jeder Stelle ein undefinierbares Gemisch aus Phase und Gegenphase, die zu Verstärkungen und zu Abschwächungen führen. Mit einem einzigen gegenphasig arbeitenden Lautsprecher wirst du das ganz bestimmt nicht in den Griff bekommen, das wirkt bestenfalls an einer einzigen Stelle im Raum, und wegen der Schallreflexionen auch da nur bedingt. Zudem hat der Mensch zwei Ohren, die die Schall- und Reflexsignale mit unterschiedlicher Laufzeit, unterschiedlicher Intensität, unterschiedlichem Frequenzspektrum und verschiedener Richtung wahrnehmen, damit auch mit unterschiedlicher Phase.
Meine Meinung.

» Hallo,
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» ich suche einen Schaltplan für eine Geräuschverringerung durch
» Phasenverschiebung, ähnlich wir ANC bei Kopfhörern.
» Die Schaltung müsste ein Microeingang haben und das aufgenommene Geräusch
» phasenverschoben über einen Lautsprecher ausgeben..
» Schonmal vielen Dank für evtl. Antworten

Hallo, die Idee ist ja, am Ohr das Störgeräusch zu kompensieren, indem man es gegenphasig einspielt. Das geht recht gut, da sich alles auf sehr geringen Distanzen abspielt - der "Wiedergaberaum" liegt ja zwischen Trommelfell und Schallwandler des Kopfhörers.

Diese Konzept ist in der Akustik nicht neu - teilweise wird es unter ganz bestimmten Bedingungen zur Geräuschreduzierung im Arbeitsschutz eingesetzt. Vor gefühlt ~30Jahren hat man so auch versucht, über das Autoradio im Innenraum des KFZ die Geräusche zu reduzieren. Erfolg hatte das nicht. Ein Grund dafür war, dass durch die räumlich bedingten Signallaufzeiten die Kompensation im wesentlichen an einem Ort wirkte, aber z. B. bereits für einen weitere Person deutlich reduziert war. Die Anpassung müsste daher eher durch eine Laufzeitverzögerung (für alle Frequenzen gleich) als durch eine korrigierende Phasenverschiebung (frequenzabhjängig) erfolgen. Dann spielt aber noch die Raumakustik eine bedeutende Rolle - ein nichtlinearer Frequenzgang des Raumes würde die Dämpfungsmaßnahme ebenfalls reduzieren. Im Gegensatz zur "einfachen" ANC bei Köpfhören bräuchtest Du also eine genau angepasste Filterung des Kompensationssignales für eine wirksame Störgeräuschkompensation. Die Problematik mit dem Hörort wird bleiben. Das wäre durch eine aufwändige räumliche Erfassung und Kompensation des Störsignales (evtl. mehrkanalig) vielleicht zu machen - und bräuchte wohl mindesten einen DSP der dann auch anlernbar sein sollte. Mit einer Filterschaltung wird der Aufwand riesig. Bei den paar Millimetern im Kopfhörer braucht es das alles nicht.

Ohne vorherige genaue Betrachtung der örtlichen und technischen akustischen Gegebenheiten wird man kaum viel dazu sagen können. Mag sein, dass das mit DSPs automatisch zu lösen ist - nur wäre das kein Selbstbauprojekt für Einsteiger.

Trotzdem vieln Erfolg!

da wirst du um einen DSP mit viel geschickter Software und vielen Mikrofonen nicht herumkommen.

Wenn es nur um ein Proof of concept geht, stelle einfach zwei gleiche Lautsprecher gegenüber auf und lasse beide mit der gleichen Frequenz laufen. Dann kannst du einen langsam verschieben und so die Phasenlage anpassen.
Der Effekt ist durchaus hörbar.

Gruß Ingo

» da wirst du um einen DSP mit viel geschickter Software und vielen
» Mikrofonen nicht herumkommen.
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» Wenn es nur um ein Proof of concept geht, stelle einfach zwei gleiche
» Lautsprecher gegenüber auf und lasse beide mit der gleichen Frequenz
» laufen. Dann kannst du einen langsam verschieben und so die Phasenlage
» anpassen.
» Der Effekt ist durchaus hörbar.
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» Gruß Ingo

Gemäß der Theorie sollte bei gegenphasigen Betrieb der Lautsprecher - indem man also einen Lautsprecher einfach verpolt anschließt - bei Betrieb der Lautsprecher in der Mitte zwischen ihnen Stille herrschen - was aber nicht der Fall ist. Dein Beispiel benutzt aber ein gleichphasiges Signal - womit du eigentlich das Konzept anhand sein Schwächen nachweist wenn nich dich richtig verstanden habe.

Eine mechanische Phasenverschiebung halt

» Eine mechanische Phasenverschiebung halt
..da denk ich doch sofort an Money for Nothing von den Dire Straits - die haben keine Boxen sondern Kühlschränke und Fernseher verschoben

» » da wirst du um einen DSP mit viel geschickter Software und vielen
» » Mikrofonen nicht herumkommen.
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» » Wenn es nur um ein Proof of concept geht, stelle einfach zwei gleiche
» » Lautsprecher gegenüber auf und lasse beide mit der gleichen Frequenz
» » laufen. Dann kannst du einen langsam verschieben und so die Phasenlage
» » anpassen.
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» » Gruß Ingo
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» Gemäß der Theorie sollte bei gegenphasigen Betrieb der Lautsprecher -
» indem man also einen Lautsprecher einfach verpolt anschließt - bei Betrieb
» der Lautsprecher in der Mitte zwischen ihnen Stille herrschen - was aber
» nicht der Fall ist. Dein Beispiel benutzt aber ein gleichphasiges Signal -
Schon, aber nur der Bass ist weg

» » Gemäß der Theorie sollte bei gegenphasigen Betrieb der Lautsprecher -
» » indem man also einen Lautsprecher einfach verpolt anschließt - bei
» Betrieb
» » der Lautsprecher in der Mitte zwischen ihnen Stille herrschen - was
» aber
» » nicht der Fall ist. Dein Beispiel benutzt aber ein gleichphasiges Signal
» -
» Schon, aber nur der Bass ist weg

Bei Mehrwegeboxen hinge es zudem noch davon ab, ob die einzelnen Lautsprecherchassis (Bass / Mitten / Höhen) in Relation zueinander phasengleich abstrahlen. Wenn ich es recht weiß, ist das allgemein nur bei wirklich spitzenmäßigen Boxen der Fall. Die einzelnen Chassis arbeiten zwar elektrisch (vom Verstärker her) phasengleich, es kommt aber auf die Einbauebene an. Wenn da die Membran z.B. des Mitteltöners bauartbedingt nur ein wenig weiter vor- oder zurückgesetzt ist, kann es bei den abgestrahlten Schallwellen wegen der unterschiedlichen Laufzeit zu Phasenverschiebungen kommen. So habe ich das zumindest mal gelesen. Da ging es um die Erkennbarkeit der Tiefenstaffelung z.B. bei einem Orchester. Wenn das tatsächlich so ist, was sich ja logisch anhört, dann wäre es mit der Stille zwischen den Boxen gleich gar nichts. Es wären nur bestimmte Frequenzbereiche ausgelöscht. Am meisten die Bässe, wie bigdie ja schon schreibt.

Das ist eine ortsabhängige Dämpfung. Eine vollständige Auschlöschung gibt es vielleicht in der Theorie, unter gewöhnlichen Bedingungen eher nicht.

» Das ist eine ortsabhängige Dämpfung. Eine vollständige Auschlöschung
» gibt es vielleicht in der Theorie, unter gewöhnlichen Bedingungen eher
» nicht.
Richtig, das wollte ich damit auch sagen. Es wird da immer Wechselwirkungen und Nebeneffekte geben. Ein paar Schallwellen kommen auf Schleichwegen immer an.

» » Das ist eine ortsabhängige Dämpfung. Eine vollständige
» Auschlöschung
» » gibt es vielleicht in der Theorie, unter gewöhnlichen Bedingungen eher
» » nicht.
» Richtig, das wollte ich damit auch sagen. Es wird da immer Wechselwirkungen
» und Nebeneffekte geben. Ein paar Schallwellen kommen auf Schleichwegen
» immer an.

Das Thema war Geräuschverminderung. Völlige Stille war nicht gefordert.

» ob die einzelnen
» Lautsprecherchassis (Bass / Mitten / Höhen) in Relation zueinander
» phasengleich abstrahlen. Wenn ich es recht weiß, ist das allgemein nur bei
» wirklich spitzenmäßigen Boxen der Fall.

Nein. Selbst bei sehr preiswerten Selbstbauprojekten wird per akustischer Messung geprüft, ob im Übernahmebereich zweier Chassis sich diese auch positiv addieren. Und bei den meisten Entwürfen tun sie das auch fast optimal.

» » ob die einzelnen
» » Lautsprecherchassis (Bass / Mitten / Höhen) in Relation zueinander
» » phasengleich abstrahlen. Wenn ich es recht weiß, ist das allgemein nur
» bei
» » wirklich spitzenmäßigen Boxen der Fall.
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» Nein. Selbst bei sehr preiswerten Selbstbauprojekten wird per akustischer
» Messung geprüft, ob im Übernahmebereich zweier Chassis sich diese auch
» positiv addieren. Und bei den meisten Entwürfen tun sie das auch fast
» optimal.

Hallo, danke für den Hinweis. Ich meinte allerdings nicht den Übernahmebereich der Frequenzweiche, sondern die Membranabstände der einzelnen Lautsprecher zum Hörer. In dem Artikel, den ich da mal gelesen hatte, wurde die Phasenverschiebung der Schallwellen beschrieben, wenn ein Ton von zwei Lautsprechern gleichzeitig abgestrahlt wird (z.B. Mittel- plus Hochtöner) und die Membranen unterschiedliche Abstände zum Hörer haben. Die Phasenverschiebung erfolgt in diesem Fall durch unterschiedliche Laufzeiten des Schalls. Das Problem scheint aber was für absolute Hifi-Enthusiasten zu sein. Otto Normverbraucher wird den Unterschied bestenfalls im direkten Vergleich hören. Der Artikel wurde in der Zeit geschrieben, als man als Mensch dritter Klasse galt, wenn man nicht die Hifi-Industrie mit ein paar lockeren Tausendern gesponsert hatte.

ist zwar jetzt off topic, aber:

» Ich meinte allerdings nicht den
» Übernahmebereich der Frequenzweiche, sondern die Membranabstände der
» einzelnen Lautsprecher zum Hörer. In dem Artikel, den ich da mal gelesen
» hatte, wurde die Phasenverschiebung der Schallwellen beschrieben, wenn ein
» Ton von zwei Lautsprechern gleichzeitig abgestrahlt wird ...

die Frequenzweiche soll aber idealerweise dafür sorgen, dass ein Ton nicht von zwei Lautsprechern gleichzeitig wiedergegeben wird. Da es keine idealen Frequenzweichen gibt, kann es im Übernahmebereich der realen Weiche zur gleichzeitigen Widergabe eines Tones in ähnlicher Amplitude über zwei Lautsprecher kommen. Die Weiche kann dann auch noch zu Phasenverschiebungen führen - all das wird dann von der von ArndM erwähnten Messung erfasst. Klar - eine "Restmischung" gibt es immer - aber das spielt sich dann wohl eher in Bereichen ab, in denen die Raumakustik noch ganz andere Streiche spielt.

» » » ob die einzelnen
» » » Lautsprecherchassis (Bass / Mitten / Höhen) in Relation zueinander
» » » phasengleich abstrahlen. Wenn ich es recht weiß, ist das allgemein
» nur
» » bei
» » » wirklich spitzenmäßigen Boxen der Fall.
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» » Nein. Selbst bei sehr preiswerten Selbstbauprojekten wird per
» akustischer
» » Messung geprüft, ob im Übernahmebereich zweier Chassis sich diese
» auch
» » positiv addieren. Und bei den meisten Entwürfen tun sie das auch fast
» » optimal.
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» Hallo, danke für den Hinweis. Ich meinte allerdings nicht den
» Übernahmebereich der Frequenzweiche, sondern die Membranabstände der
» einzelnen Lautsprecher zum Hörer. In dem Artikel, den ich da mal gelesen
» hatte, wurde die Phasenverschiebung der Schallwellen beschrieben, wenn ein
» Ton von zwei Lautsprechern gleichzeitig abgestrahlt wird (z.B. Mittel- plus
» Hochtöner) und die Membranen unterschiedliche Abstände zum Hörer haben.
» Die Phasenverschiebung erfolgt in diesem Fall durch unterschiedliche
» Laufzeiten des Schalls.

...und wenn der Hörer aufsteht, ist er dann näher am oben montierten Hochtöner, als im Sitzen?

Sicher gibt es HiFi-Spezialiten, die sicher sind, dass ein optimales Hörerlebnis nur bei einer Ohrhöhe mittig zur Lautsprecherbox möglich ist, und wenn sie dafür die Stuhlbeine kürzen müssen.