waarom hoge frequenties nodig

[siren]

Kan iemand mij uitleggen waarom het belangrijk wordt gevonden dat apparatuur frequenties die groter dan de hoorbare kan geven?

 

Ik ken het verhaal over hoe twee frequenties groter dan de hoorbare een hoorbare verschilfrequentie kunnen opleveren. Maar als die al op de opname staat dan hoor je deze met zo'n "ultrasone" installatie ineens twee maal te hard. Of vergis ik me hierin

[Rogier]

Hoi Siren,

 

Kan iemand mij uitleggen waarom het belangrijk wordt gevonden dat apparatuur frequenties die groter dan de hoorbare kan geven?  

Je zou denken dat je frequenties die hoger zijn dan de mens kan horen niets meegeven aan de muziekweergave. Maar het feit is dat als die frequenties boven de 20.000 hrz worden afgekapt dat je dan op dat punt storingen krijgt in het frequentieverloop. Nu is het zo die storingen boven 20.000 hrz ook storingen brengen in een lager frequentiegebied. dit hoor je dus. Trouwens de mens kan op zijn beste moment tot 20.000 hrz horen, maar als je ouder word gaat dit al snel achteruit. Ik dacht dat dit al gebeurde bij de 18.

 

Gr. Rogier

[siren]

Bedankt Rogier !

 

Echter dat je voor de zekerheid de weergave een pas stuk voorbij het hoorbare laat gebeuren is logisch om de reden die jij aangaf. Echter soms lees ik wel eens iets over apparatuur die tot echt heel ver voorbij het hoorbare doorgaat.

 

Het geeft ook geen antwoord op de vraag van dubbel zohard weergegeven subharmonischen.

 

 

Ik heb me wel een later vertellen dat een zuigeling tonen tot 20kHz kan horen en dat daar grofweg iedere 10 jaar 1kHz vanaf gaat.

[Rogier]

Hoi Siren,

 

Dat dubbel zo hard weergeven snap ik ook niet, tenminste daar heb ik ook nog nooit van gehoord. Waar heb je dat gehoord?

 

gr. Rogier

[siren]

Ik heb het nooit gehoord. Het is een vraag die in mij opkwam. Er worden over audio een hoop fantastische verhalen verteld die mij aan het denken zetten. Over verschillende van die verhalen snapt niemand waarom dingen beter klinken. Ik hoopte voor deze vraag een serieus antwoord te vinden. Om mensen echt tot denken te zetten gooide ik er een theorie voor het tegendeel in.

[Kermit]

Ik snap werkelijk niets van het verhaal van Rogier. Over welke storingen in het frequentieverloop heb je het? En hoe beinvloeden die de lagere frequenties? En wat hoor je dan?

 

Ook ik heb de verhalen gehoord over enorme frequentiebereiken. Voor mij hoeft dat niet.

Het hoorbare gebied is voldoende. Van de rest kan alleen maar ellende komen.

[marjor]

apparatuur frequenties die groter dan de hoorbare kan geven?

 

Dit geldt m.i. in prinipe alleen voor analoge apparatuur. Alle analoge audio-apparatuur heeft een laagdoorlaatkarakter. Met het frequentiebereik wordt het gebied bedoelt tot waar het -3 dB-punt doorsneden wordt, dus van 0 Hz tot bijvoorbeeld 60KHz. Om de overdrachtskarakteristiek tot 20KHz zo recht mogelijk te houden is het van belang dat het -3 dB-punt ver weg ligt. Bij digitale apparatuur werkt dit anders aangezien hier de sample-frequentie in hoofdzaak verantwoordelijk is voor de maximale frequentie dit kan worden weergegeven of opgenomen.

 

m.vr.gr.

 

Marjor

[gert]

Geplaatst door marjor: Dit geldt m.i. in prinipe alleen voor analoge apparatuur. ... Alle analoge audio-apparatuur heeft een laagdoorlaatkarakter. ... Om de overdrachtskarakteristiek tot 20KHz zo recht mogelijk te houden is het van belang dat het -3 dB-punt ver weg ligt. ... Bij digitale apparatuur werkt dit anders aangezien hier de sample-frequentie in hoofdzaak verantwoordelijk is voor de maximale frequentie...

Beste marjor, Gedeeltelijk mee eens. Een audioinstallatie is een aaneenschakeling van een aantal bandfilters. Dus Pick-up/CD, voorverst., eindverst. en luidsprekers. Een bandfilter heeft een begrenzing in het laag en in het hoog. Een signaal kan pas (redelijk) goed via zo'n bandfilter passeren als de breedte van dat filter tenminste een factor 10 onder en boven de laagste en hoogste voorkomende weer te geven frequentie doorloopt. Dus als je netjes van 20 - 20.000 Hz wilt weergeven zal het systeem vanaf 2 - 200.000 Hz moeten gaan. Je ziet dus dat de zwakste schakels wat dit betreft de CD-speler en de luidsprekers zijn. Dat de CD-speler een digitaal apparaat is is niet relevant. Er komt uiteindelijk een analoog signaal uit. Wat wel relevant is, is o.a. de beperking van de CD-speler middels de keuze die begin jaren 80 gemaakt is (samplingfrequentie 44 kHz). Daardoor kunnen er geen signalen hoger dan 20.000 Hz uitkomen. Wellicht is het duidelijk dat per definitie dus een samplingfrequentie van 196 kHz om die reden aanzienlijk beter is. Wat betreft de luidsprekers is dat natuurlijk ook niet zo moeilijk. Voor het laag kan je ruwweg zeggen: hoe groter de luidspreker hoe lager hij gaat en wat betreft het hoog: hoe kleiner de tweeter(massa) hoe hoger hij zal kunnen gaan. Dat "wij" met zijn allen proberen zo laag mogelijk weer te geven met zo klein mogelijke kasten(wat dus meestal jammerlijk mislukt, maar we vinden het kennelijk goed genoeg), veranderd niets aan deze natuurkundige wetten. Deze natuurkundige wetten veranderen ook niet als we met z'n allen besluiten een 'zware' 25 mm dome voor het hoog te gebruiken i.p.v. een massaloze gemoduleerde vlamboogstraler.   mvg Gert

[Wouter Verkuijl]

Wat IK mij tot nu toe afvraag is juist het nut van die supertweeters die zo'n beetje elk merk tegenwoordig op z'n topmodel monteert.

 

Laten we er eens van uitgaan dat wij in staat zijn deze hoge tonen waar te nemen. Niet met de oren maar met een ander orgaan (dat we met de milt tonen van rond en beneden de 50 Hz kunnen waarnemen is ook pas later ontdekt). De meeste mensen weten wel dat de zogenaamde "sweet spot" vrij klein is en wordt bepaald door de tweeters. Hoe hoger de frequentie, hoe kleiner de sweet spot wordt. Dit komt door het effect "bundeling". Lage frequenties met een grote golflengte zijn niet of nauwelijks gebundeld en stralen alle kanten op (ga maar eens achter je staande luidspreker staan en luister naar de bas, deze is gelijk in sterkte als wanneer je voor de luidspreker staat). Hoge frequenties worden dus gebundeld en zijn sterk richtingsafhankelijk, vooral bij dynamische systemen. Laat nu tot nu toe alle (mij bekende) supertweeters volgens het dynamisch principe werken! De bundeling is nu dus NOG sterker dan voorheen, dus misschien is de sweetspot nu wel kleiner geworden dan de omtrek van ons hoofd! Oftewel, onze oren passen er niet in (Kermit is nu in het voordeel )!!

 

Daarom zit ik mij bij tests in tijdschriften die met luisterpanels zijn uitgevoerd altijd zo te verbazen hoe die mensen dat effect van de supertweeter kunnen waarnemen en dan zeggen dat "met de supertweeter aangeschakeld de ruimtelijkheid nog een tikje toeneemt"... Om even een topic uit hifi.nl te noemen: psychoakoestiek???

 

Groeten,

 

Wouter

[Ruud]

Geplaatst door Wouter Verkuijl:

Wat IK mij tot nu toe afvraag is juist het nut van die supertweeters die zo'n beetje elk merk tegenwoordig op z'n topmodel monteert.

 

Groeten,

 

Wouter

 

Beste Wouter,

 

Ik zou zeggen ga eens zo

[Rogier]

hoi Allen,

 

Als een supertweeter meer ruimtelijkheid geeft is dit wellicht een verklaring: De Supertweeter geeft vast ook wel frequenties weer die we nog wel kunnen horen, al is dit wellicht op een lager volume (-3db) punt. Als je bij je luidspreker de tweeter harder laat spelen klinkt het geheel ook iets ruimtelijker. Nu is dat dan ook de fout van veel zelfbouwers, als je niet uitkijkt krijg je een sisbak. Het gaat er dus om dat de supertweeter meer druk geeft in het hoog. (denk ik). Als een gewone tweeter ophoud met spelen bij 20.000 hrz dan geeft ie wel ook nog hogere tonen weer, maar die klinken dan vaak vervormd doordat het frequentie verloop dan niet meer vlak verloopt (pieken en dalen). Deze pieken en dalen (vervorming) kun je waarnemen als een onrustig hoog. Dit bedoeldi ik eigenlijk te zeggen in mijn eerste post (het is nu een stuk vroeger)

 

gr. Rogier

[Rogier]

Gevonden!!

 

CONCLUSIONS

In this White Paper we have shown that musical instruments produce energy

well above the generally considered limit of human hearing. Research has

shown that we are capable of responding to this energy, justifying the addition

of a SuperTweeter where wide bandwidth sources are used. Even with

conventional CD sources, the addition of a SuperTweeter reduces phase error

and improves transient performance significantly below 20kHz. This leads to

increased tonal accuracy at all frequencies, as the harmonics of instruments

are not distorted in time. This benefits any high quality loudspeaker, but

especially the Dual Concentric, with its superior time alignment in the first

place. It should be stressed though, that even with the addition of a

SuperTweeter, the Dual Concentric still acts effectively as a coincident point

source, as it is still responsible for generating the vast majority of musical

information.  

 

link naar white paper supertweeter

[Kermit]

En wie zegt nou dat het verschil een verbetering is? En wie zegt dat het wegwerken van de 30 kHz piek geen hoorbare gevolgen heeft in het gebeod tot 20 kHz, ondanks dat er onder de 28 kHz in de frequentiekarakteristiek geen verschillen gemeten werden? Je zou bijvoorbeeld aan fasedraaiingen kunnen denken?

[Rogier]

Hoi Kermit,

 

Ik heb net even de supertweeter gehaald op proef. Mijn eerste indruk is dat het beter klinkt, meer ruimtelijkheid en iets meer detail in het hoog. Het is wel belangrijk dat je hem goed plaatst. Iets te ver naar voren of achteren geeft een tijdsverschil, en dat hoor je dus goed. Er is dus theoretisch een verschil, maar hoorbaar ook. Of je het verschil mooi vind hangt natuurlijk af van de installatie en je persoonlijke smaak.

 

gr. Rogier

[Pjotr]

Hoe het in elkaar steekt, daar weten zelfs de psycho-acoustici nog maar weinig van. Wat wel bekend is is dat de meeste mensen van boven de 50 niet hoger meer horen dan zo'n 10 KHz. Toch horen die mensen verschil tussen een setup die ophoudt bij 10 KHz en een set die ver daarboven doorloopt. Zij ervaren een setup die veel verder dan die 10 KHz doorloopt als natuurlijker en waarderen dat ook hoger. Geluid boven de fysieke gehoorgrens is wel degelijk van belang voor de beleving van het geluid.

[richard 1]

Heeft het ook niet wat te maken met de stijgsnelheid van het systeem? Een tweeter die tot 40 kHz gaat kan vast stijlere signalen aan dan een tweeter die 'maar' tot 20 kHz gaat.

 

Ik heb de hier eerder genoemde plasmatweeters nog nooit mogen beluisteren, het hoog zal wel prima zijn. Als bijkomend voordeel ben je snel van je verkoudheid af.

 

Richard

[Ruud]

En hoofdpijn rijker

[Wouter Verkuijl]

Door Rogier is dus een stukje tekst gevonden dat een supertweeter goed doet. Maar wel geschreven door een supertweeterfabrikant.

 

Ik zeg niet dan het NIET waar is dat een supertweeter niets doet. Ik vraag me alleen af of het met een dynamisch systeem wel mogelijk is, daar de bundeling dus zo sterk is. Is het een rondomstraler a la Elac 4Pi, ja dan hebben we wat. Maar die kleine conusjes die een sweetspot van 1 cm diameter creeeren...

 

Meer druk in het hoog geloof ik niet in. Te veel hoog wordt al gauw schel. Dat een supertweeter die goed presteert in het gebied tussen 30 en 50 kHz helpt de fouten in het gebied tussen 10 en 20 kHz te herstellen... Daar zou ik wel eens een akoestische, wiskundige of natuurkundige verklaring over willen lezen. Heren forummers? You are invited!!

 

Een luistertest zoals Ruud suggereert is wellicht de enige manier om er achter te komen of het nu wat doet of niet. En hoe groot die sweetspot nu eigenlijk is.

 

Dat instrumenten en stemmen boventonen maken die boven de 20 kHz uitstijgen staat voor mij vast. Dat de mens in staat is ze waar te nemen is nog niet aangetoond. Ikzelf kan een frequentie van 19800 Hz horen, voor een man van 28 jaar extreem hoog. Maar daar boven.... nee. Hoewel mijn luidsprekers nagenoeg recht doorlopen tot 30 kHz is het mij nog niet gelukt om boven de 19,8 kHz blind aan te kunnen geven of de sinusgenerator nu aan of uit staat.

 

Groeten,

 

Wouter

[siren]

Wouter Verkuijl gaf al aan waar het mij om te doen was: Is er niet ergens een geluidstechnicus/wiskundige die kan uitleggen hoe het nu werkelijk zit?

 

Overigens wat is een psycho-accousticus. Als het is wat ik vermoed is deze paranormaal begaafd.Jammergenoeg ben ik dat niet dus in dat geval is een supersonische installatie voor mij niet relevant.

 

Nog een vraag: wat is een sweetspot precies en hoe werkt het. Is het zoiets als 1 plek in

je huis waar de muziek goed klinkt? Dat heeft toch niets met een natuurgetrouwe weergave van muziek te maken. Als ik mijn instalatie vervang door een orkest(je) kan ik dat op heel veel plekken in mijn woning prima beluisteren.

 

Verder merk ik dat de discussie zich is gaan richten op tweeters, terwijl er ook versterkers in de handel zijn die er prat op gaan tot ver voorbij het hoorbare een vlakke frequentie-karakteristiek hebben. Deze zijn, zo lijkt het, in de handel gekomen met de introductie van de SACD die ook een veel breedbandiger signaal aankunnen.

[Pjotr]

Overigens wat is een psycho-accousticus. Als het is wat ik vermoed is deze paranormaal begaafd.Jammergenoeg ben ik dat niet dus in dat geval is een supersonische installatie voor mij niet relevant.

Jammer dat je het zo afdoet. Op de TU in Delft heeft op de faculteit technische natuurkunde heel lang een vakgroep psycho-acoustiek bestaan. Die is helaas een jaar of 5 geleden weg bezuinigd. Universiteiten in nederland dienen zich tegenwordig niet meer met onderzoek bezig te houden, maar studentenworst te produceren.

 

Die mensen waren allesbehalve paranormaal en in het geheel niet zweverig, eerder sceptisch. Aan de hand van grote luisterpanels en verantwoorde dubbelblinde testen werden daar de vragen zoals jij o.a. stelt, uitgezocht.

[Rogier]

Hallo heren,

 

Een luistertest dus,

 

ik heb nu de tannoy suppertweeter op mijn luidsprekers staan. Het instellen van de tweeter komt erg nauw, vooral de plaats waar je hem neerzet, te ver naar voren of achteren geeft een valse ruimtelijkheid (vertraging in het gekluid). Wat wel opvalt is dat er meer detail in het hoog is en dat het ruimtelijker klinkt, en dit was niet alleen mij opgevallen! Ik heb de supertweeter ingezet vanaf 18000 hz en op een volume zodat je niet direct hoort waar de tonen vandaan komen. Zoals het hoort dus.

 

Er is ook een sweetspot, al is die echt geen centimeter, maar meer een anderhalve meter hoger en lager en aan beide kanten, en ook daarbuiten hoor je de supertweeter nog goed werk verrichten. binnen die anderhalve meter hoor je het dus wel beter.

 

Ik vind het dus goed spul, en ik wil zeker een supertweeter.

 

gr. Rogier

[Wouter Verkuijl]

Rogier heeft dus de supertweeter ingezet op 18000 Hz. Ik neem aan dat vanaf daar naar beneden toe de stweeter begint af te vallen met een flanksteilheid van tussen de -6 tot -18 dB per octaaf of zo. Dit betekent dus een toename van het geluidniveau in het gebied tussen de 15 kHz en 22 kHz (met andere woorden je verstoord de balans ook nog). De stelling dat het ook nauw steekt of je de stweeter een wat naar voren of naar achteren verplaatst sluit daarbij naadloos aan, want het is geen gehoor wanneer je dezelfde frequentie (in het hoorbare gebied dus in dit geval rond 18 kHz) met een tijdvertraging hoort. Je kunt dan bij bepaalde frequenties zowel uitdoving als verdubbeling krijgen, waardoor een zeer golverig frequentieverloop ontstaat.

 

Maar terug naar het effect van een supertweeter. Ik stel voor dat Rogier zijn stweeter eens ZO afstelt dat deze zeker weten beneden de 22.000 Hz geen signaal afgeeft (of -60 dB of zoiets). En dan een muziekje op. Vervolgens blind aangeven of je de SACD met 22kHz+-informatie in Play of Pause stand staat! Ik ben benieuwd!

 

Vergeef me dat ik zo sceptisch ben over dit onderwerp, maar zolang er geen verklaring voor is en ik het zelf niet waarneem blijft dat nog even!

 

Groeten,

 

Wouter

[siren]

Geplaatst door Pjotr:

Jammer dat je het zo afdoet. Op de TU in Delft heeft op de faculteit technische natuurkunde heel lang een vakgroep psycho-acoustiek bestaan.

 

 

Pjotr. Je hebt gelijk, een beetje flauw van me. Maar ik merk dat je zelf deze groep toch ook een beetje als tweede graads verklaarders beschouwt.

 

Geplaatst door Pjotr:

Hoe het in elkaar steekt, daar weten zelfs de psycho-acoustici nog maar weinig van.

 

Verder denk ik dat Wouters zorgen over de opstelling van Rogier terecht zijn. Een mogelijke oplossing zou een filter zijn die de lasten tussen zijn tweeter en super-tweeter gelijk verdeelt.

 

Verder heb ik nagedacht over het vermoeden van die sub-harmonische vervorming. Ik ben tot de conclusie gekomen dat dat niet zal optreden. De aanzet was dat ik me bedacht dat het er in principe helemaal niet toe doet of de sub-harmonischen het resultaat zijn van twee hoorbare of twee onhoorbare frequenties.

(Het zou ook moet optreden tussen hoorbare frequentie en bij sommige orkestopnames zou dat werkelijk vreselijk moeten klinken, hetgeen niet het geval is, dus...) Het veel harder horen van deze frequenties zal helemal niet optreden omdat de energie die in de subharmonischen zit komt van de frequenties die ze veroorzaakten. Het voert te ver om dat helemaal wiskundig te gaan zitten uitleggen, maar uiteidelijk wil je precies de zelfde frequenties terug die er bij de opname "ingingen" voor een natuurgetrouwe weergave. Dit is dan dus ook gelijk een pleidooi voor supersonische weergave. Zonder dat hoor je de sub-harmischen tgv onhoorbare tonen te zacht.

 

Klopt het of zit ik er (weer) naast?

[Rogier]

De toepassing en het effect hangt dus sterk af van je systeem!!

 

als je tweeter begint af te lopen in lichte mate bij 18000 hrz is het bjuist een welkome aanvulling om de geluidsdruk te handhaven. Dus eerst zelf uit proberen en dan pas een echt oordeel geven.

[Ruud]

Geplaatst door Rogier:

Dus eerst zelf uit proberen en dan pas een echt oordeel geven.