MLS 2

[nk]

Hallo Harald,

ja, aus der Nummer kommst du nicht raus. Insgesamt darf der Raum WESENTLICH kleiner sein, als beim großen MLS und der MLS2 kann auch relativ nahe an die Rückwand, trotzdem ist einfach ein Mindest-Hörabstand gefordert. Das ergibt sich aus dem Line-Source-Aufbau.

Hierzu auch mal ein Erklärungsversuch in Sachen Amplitudengangmessung in stark vereinfachter Form.

Im Allgemeinen wird der Amplitudengang auf Achse des Hochtöners in 1 Meter Abstand gemessen. Das hat sich im Laufe der Zeit als Standard eingebürgert und damit können auch die meisten Systeme vernünftig abgebildet werden. In den Handskizzen das Prinzip, hier ist nur der Hochtöner relevant.



Von der Membran bis zum Mic benötigt das Signal knapp 3 ms.


Ganz anders der Line-Strahler, wenn er mit dem gleichen Mic-Abstand gemessen wird:


Zum mittleren Strahler ist es wieder 1 Meter, allerdings sind die am Ende der Line befindlichen Strahler weiter weg. Daraus resultiert eine längere Zeit und somit auch eine Phasenverschiebung. Je nach Distanz/Zeit und Frequenz können sich so Auslöschungen ergeben, die dann im Messschrieb auffällig werden. Und das kann man auch hören. Ein welliger Amplitudengang ist somit kein Zeichen einer Fehlkonstruktion, sondern eine Unzulänglichkeit der „üblichen“ Messung auf 1 Meter Distanz.

Deshalb benötigen ALLE Line-Strahler eine gewisse Hör-Distanz und sie lassen sich mit den üblichen HiFi-Messungen nicht vollständig erfassen.

Rein aus der Erinnerung heraus schätze ich mal, dass der MLS2 so UNGEFÄHR ab >3 Meter Hörabstand zur Höchstform aufläuft. Daraus ergeben sich dann die üblichen Größen wie Basisbreite, Wandabstände usw. Im Vergleich zum großen MLS wäre das immer noch eine "„intime Hörkammer"“

[grrrmbl]

Hmmm, jetzt bin ich verwirrt. Sollte ein korrekt konstruiertes Line Array nicht eben gerade eine Wellenfront erzeugen, die im gesamten "Hörfeld" –- also sagen wir mal im gesamten Höhenbereich der Linie –- ein einheitliches Resultat liefert? Und dies für alle Frequenzen, die in ihrem Übertragungsbereich liegen?

Gerade kurz auf Wikipedia im Artikel "Line Array" nachgelesen: "Die Vorteile im Abstrahlverhalten des gesamten Arrays liegen also vor allem in der Interferenzfreiheit und gleichmäßigen Schalldruckverteilung über den gesamten Zuschauerraum."

Norbert, was du ansprichst sind ja Interferenzen. In deinen Skizzen hast du aber einiges ausgeblendet:

Beim konventionellen System kommen im Wohnraum einerseits Reflexionen von Boden, Decke und Wand hinzu, andererseits – bei Mehrwegesystemen – Interferenzen zwischen einzelnen Treibern in deren Übergangsbereichen. Ersteres ist vielleicht bei einer Messung in 1 Meter Abstand vernachlässigbar, dafür käme aber letzteres umso deutlicher zum Tragen, sofern die Konstruktion nicht extra auf eine solche Messposition abgestimmt ist.

Beim Linienstrahler gibt es natürlich auch Laufzeitunterschiede zwischen den einzelnen Treibern. Allerdings stelle ich mir das so vor, dass hier die Anzahl Treiber und deren Abstände zueinander so gewählt werden, dass sich ihre eigentlichen Interferenzen in den relevanten Frequenzbereichen eben zu einer (in der Vertikalen) kohärenten Wellenfront summieren. In deiner Skizze hast du ja nur zwei unterschiedliche Distanzen/Laufzeiten herausgehoben und keine Wellenlänge dargestellt. Ich stelle mir das so vor, dass sich die Signale der einzelnen Treiber mit ihren unterschiedlichen "Ankunftszeiten" und -stärken unterm Strich so zusamensetzen, dass wieder ein korrektes Signal entsteht -– und das eben für alle Frequenzen gleichermassen. Natürlich wäre die Grundvoraussetzung eine gewisse Mindestdistanz zur Schallwand –- diese scheint mir gefühlt aber mit 1 Meter bei einer Linienlänge von geschätzten 80 cm (MLS2) gegeben zu sein.
Der Linienstrahler wäre im Idealfall überdies frei von Reflexionen von Boden und Decke. Diejenigen von der Wand müssten zwar umso stärker zum Tragen kommen, da ja der Pegel mit der Distanz nicht so schnell abnimmt, damit wäre jedoch ein kleinerer Hörabstand wieder vorteilhafter.

Rührt vielleicht den Hörempfinden daher, dass der MLS2 erst ab einer verhältnismässig hohen unteren Grenzfrequenz als Linienstrahler wirkt?

[nk]

Norbert, was du ansprichst sind ja Interferenzen. In deinen Skizzen hast du aber einiges ausgeblendet:

... was natürlich in einer extrem stark vereinfachten Darstellung nicht verhindert werden kann.

Falls du mal die Gelegenheit hast: Mache in sehr kurzer Distanz vor dem MLS Kniebeugen Dann wirst du Tonhöhenschwankungen haben. An der Stelle kommen einfach die Grundprinzipien des Nah- und Fernfeldes zum Tragen. "Nahfeld" hat ja nichts mit dem Raum zu tun. Das Nahfeld ist nur schallquellenabhängig und eine Line besteht nun einmal aus vielen Schallquellen. Extrembeispiel: Du gehst mit dem Ohr ganz dicht an einen einzelnen Strahler einer Line. Was hörst du? Die Line als Ganzes oder nur ein einzelnes Chassis?

Auch wieder ganz stark vereinfacht (mit entsprechender Unschärfe) und bleiben bei dem Beispiel, dass du mit deinem Ohr ganz dicht an ein Chassis gehst. Du kannst dabei mit dem Abstand variieren und hörst immer (mehr oder weniger deutlich) das einzelne Chassis, weil eben jedes einzelne Chassis seine eigene Abstrahlchrakteristik hat (in der Regel eine spährische Abstrahlung). Solange du dieses einzelne Chassis klar hörst, solange bist du im Nahfeld des einzelnen Chassis. Ab einer gewissen Distanz wird es immer schwieriger das einzelne Chassis zu erkennen, das ist jetzt so eine Grauzone/Übergangszone zwischen Nah- und Fernfeld des einzelnen Chassis. Und dann kommt irgendwann der Punkt, wo du eine geschlossene "Wellenfront" hast, das ist das Fernfeld.

Übrigens, das Gleiche kannst du auch mit "gewöhnlichen" LS-Boxen und sogar mit Musikinstrumenten machen. Bist du innerhalb einer gewissen Distanz, hörst du z. B. bei einer Gitarre klar die linke und rechte Hand. Ab einer gewissen Entfernung "verschmilzt" es zu einer Einheit.

Man findet im i-net unzählige Erklärungen und Berechnungsformeln zum Thema Nah- und Fernfeld
Hier nur zwei Beispiele:
generelle Betrachtung

speziell zum Line-Array
Zitat:
Ein Line-Array wird in klassischer Form aus einer Aufreihung von einzelnen Strahlern zusammengesetzt. Jede dieser Quellen strahlt eine Welle mit einer sphärischen Front ab, die sich dann im Schallfeld überlagern.

Daraus ergibt sich deine völlig richtige Schlussfolgerung, dass sich eine Wellenfront bildet, aber erst ab einer gewissen Entfernung zur Schallwand.

Ich habe bisher noch nichts an Lektüre gefunden, die sich mit Line-Arrays auf extrem kurzen Distanzen beschäftigt. Hier muss einfach auf Messungen und Erfahrungen zurückgegriffen werden. Siehe auch die Bemerkung in dem o. a. Diagramm des Stereoplaytests:
Zitat
Ausgewogen, im Übergang Interferenzen wegen 1m Messabstand

Weiterhin kann ein einzelnes Chassis mit Fern-Nahfeld betrachtet werden oder das gesamte Array. So gehen z. B. ab einer gewissen Entfernung Line-Arrays von der kohärenten Wellenform in die spährische Wellenform über. Das ist aber nur für die Beschallung großer Konzertarenen ein wichtiger Aspekt.

Im Profilager werden oftmals zusätzlich "Wellenformer" vor die einzelnen Chassis gesetzt, um so (fast) von der Schallwand an eine kohärente Wellenform zu erreichen. Siehe hier Abbildung 5

Grundsätzlich bieten aber die PIEGA-Treiber ideale Bedingungen (vor allem im Hochton), um ein Line-Array aufzubauen.


Weitere lesenswerte Lektüre zum Line-Array:

http://www.ifbcon.de/publication/documents/d_Diplomarbeit_BL_Praxisnahe%20Simulation%20von%20Line-Arrays.pdf

http://www.ifaa-akustik.de/files/PLS-VPLT-2009-AG.pdf

[nk]

Ach so, noch vergessen.

Weiterhin KÖNNTEN auch sog. Kammfiltereffekte auftreten. Diese Effekte treten immer dann auf, wenn zeitversetzt mehrere (gleiche) Signale auf das Mic treffen.

Ob und inwieweit Kammfiltereffekte bei der Messung von LineArrays auf sehr kurzer Distanz eine Rolle spielen... da muss ich passen.

Siehe auch hier, Seite 4

[grrrmbl]

Wow, danke für die interessanten Links!

Ja, klar höre ich etwas anderes, wenn ich mein Ohr ganz nah an ein Chassis eines Mehrwegsystems halte - da sind wir uns einig. Wenn ich aber Membranformen, -grössen, Treiberanordnung und Gesamtlänge der "Linie" des MLS2 anschaue, kann ich mir persönlich einfach nicht vorstellen, dass diese in einem Meter Entfernung noch nennenswerte Interferenzeffekte zeigt. Vielmehr glaube ich, die Gründe für diese Wellen sind bei den Basstreibern zu suchen, welche ja nach einem anderen Konzept funktionieren. STEREOPLAY spricht ja von Interferenzen im "Übergang" (was auch immer damit gemeint ist) und bei AUDIO steht: "Der Frequenzgang im schalltoten Messraum zeigt die für Dipole typischen Zerklüftungen."

Spannend ist, wenn ich in dem von dir verlinkten Papier von Goertz die erste Gleichung nehme (und falls ich richtig gerechnet habe), dann reicht das Nahfeld einer 80cm langen Linie in Abhängigkeit der Frequenz ungefähr bis:

0.5 m bei 500 Hz
1.8 m bei 2000 Hz
3.0 m bei 3'200 Hz
14.1 m bei 15'000 Hz

Das würde heissen, bei deinen 3 Metern Hörabstand wärst du für den ganzen wichtigen Frequenzbereich zwischen 200 und 2'000 Hz im Fernfeld. Jetzt bin ich noch verwirrter...

[nk]

Ich hab's ja schon angedeutet, ich finde einfach nichts über kurze Distanzen bei der Line. Daher sind wir in einem Bereich, der für die meisten von uns eher eine theoretische Überlegung ist, die stimmen kann - oder nicht.

Ich hatte ja oben schon geschrieben, dass auch die Line ein Nah- und Fernfeld hat. In den meisten Beschreibungen ist zu lesen, dass die Pegelabnahme einer Line bei jeder Abstandverdoppelung bei 3 dB liegt. Bei einem "normalen" LS gehen wir von 6 dB aus. Diese 3 dB Pegelabfall treffen aber nur für das Nahfeld zu, also da, wo wir diese kohärente Wellenfront haben. Ab der von dir genannten Distanzen geht's in die spärische Wellenfront (natürlich nicht schlagartig) und es gilt wieder die Pegelabnahme von 6 dB bei der Abstandsverdoppelung. Daher ist das für die Veranstaltungstechnik wichtig, damit dort die Line richtig dimensioniert werden kann.

Das kann man sich in etwa so vorstellen: Wenn wir weit genug von der Line entfernt sind, wird auch die irgendwann wieder zu einem Punktstrahler. Daher die Ansage, dass die ideale Line unendlich lang ist. Das ist natürlich seeehr theoretisch.

Grundsätzlich ist es so, dass jedes einzelne Chassis seine eigene Form der Wellenausbreitung hat. Das ist von verschiedenenen Faktoren abhängig. Diese "eigene" Wellenausbreitung verändert sich auch nicht, siehe hierzu aus dem o. a. Link das Zitat

Tatsächlich besagen aber die Gesetzmäßigkeiten der Wellenlehre, dass sich Wellen mehrerer Erregungszentren durch Überlagerung nicht gegenseitig beeinflussen können, sich also so
ausbreiteten, als wären die anderen nicht vorhanden. Daher sind Schallwellen nicht in der Lage durch Überlagerung eine neue Wellenform zu bilden. Der Grund dafür, dass Line-Array-Systeme trotzdem als solche auch im Hochtonbereich funktionieren, ist darin zu sehen, dass es aufgrund der weitgehend ebenen Wellenfront bei enger vertikaler Directivity der Einzelelemente eine kohärente Wellenfront des gesamten Arrays resultiert.

Hier wird die "enge vertikale Directivity der Einzelelemente" genannt, also das Bündelungsverhalten der einzelnen Strahler. Betrachten wir jetzt die Abhängigkeiten der einzelnen Strahler in Sachen Bündelung, haben wir keine "stabilen Verhältnisse", da ja das Bündelungsverhalten durch Wellenlänge und Membrangröße beeinflusst wird, sofern keine besonderen Schallführungen verwendet werden.

Interessant, dass in der Diplomarbeit auch ganz kurz auf die Laufzeiten eingegangen wird, Zitat

Die Abbildung verdeutlicht, dass die auf den Bereich des Zuhörers ausgerichteten oberen drei Elemente untereinander nur geringe Laufzeitunterschiede aufweisen und daher keine Interferenzerscheinungen zu erwarten sind.

Wie schon erwähnt, ich finde einfach nix über die Messung einer Line auf kurzer Distanz. Die Arbeiten beschäftigen im Kern immer mit der Beschallung großer Bereiche. Wahrscheinlich wird vermutet, dass sich keiner in einem Meter Abstand vor solch ein Monstrum setzt

Messen wir im Heim-Hobbybereich so einen Brocken durch, wird's in die Hose gehen. In einem Meter haben's auch die Stereoplay und Audio nicht geschafft. Auf großer Distanz messen wir zu stark die Raumeinflüsse mit.

Wahrscheinlich müssen wir Hobby-Leute einfach auch mal zugeben, "weiß nicht genau". Freuen wir uns also bei nächster Hörgelegenheit mit dem MLS/MLS2 einfach auf ein beeindruckendes Spektakel in Sachen Dynamik und staunen, dass es gut funktioniert.

Aber lass mal, ich habe letztens einen "normal" aufgebauten, recht großen LS gehört, der erst in rund 3,5 Meter funktionierte. Auf kürzerer Distanz habe ich wie ein hypnotisiertes Kaninchen auf die einzelnen Chassis gestarrt, um den Tönen zu "lauschen". Und im Vergleich zum MLS2 war das ein "Kompakt-LS".

[nk]

Durch Zufall stieß ich auf einen älteren Testbericht der T&A-Line. Hier wird ebenfalls auf die Probleme der Messung einer Line auf kurzer Distanz eingegangen:

http://www.ta-hifi.de/wp-content/uploads/stereoplay_8_2011_cwt2000.pdf

[nk]

Die Erfahrungen eines Nutzers...

https://piega.ch/insights/master-line-source-2-eine-anschaffung-furs-leben