Höchst spannend, das Ganze. Wo es in meinem Verständnis noch etwas hakt ist der Begriff Gruppenlaufzeit. Wo kommt der eigentlich her und was kann man daraus ablesen?
Erfunden hat es dieser Herr hier:
de.wikipedia.org
So weit ich mich erinnere im Rahmen der Entwicklung von Methoden zur Analyse von Laufzeitverzerrungen bei Telefonverbindungen über sehr weite Strecken.
Und das was wir uns gelegentlich gerne anschauen, die Darstellung von Frequenzgängen und daneben auch Phasengänge auf logarithmischen Papier, das ist ebenfalls auf seinem Mist gewachsen bzw. geht auf ihn zurück.
Natürlich haben wir hier es keinesfalls(!) mit weiten Strecken zu tun die das Signal überbrücken müsste, ganz im Gegenteil. Trotzdem "dreht" jede Bassbox die Phase in ihrem Frequenzgang, und je nachdem "wie" sie die dreht, entsteht mehr oder weniger stark auch Gruppenlaufzeit. Das "wie" in Anführungsstrichen deshalb weil 180 Grad und 180 Grad Drehung NICHT den gleichen Effekt haben hinsichtlich Gruppenlaufzeit. Entscheidend ist der qualitative Verlauf der Kurve wie die 180 Grad Drehung erreicht wird!
Gibt man ein einzelnes Signal auf das Übertragungssystem "Box" wie z.B. einen Sinusburst, dann wird der Burst regelrecht gedehnt und in die Länge gezogen wenn die Gruppenlaufzeit in der Umgebung dieser Frequenz hoch ist -> langes Nachschwingen und daneben träges Einschwingen.
Aus einer einzelnen Sinus- bzw. Signalperiode
kann dann durchaus so etwas werden
Beides macht zwar ganz profan nur kurz "Plop", trotzdem hört man bereits etwas Unterschied zwischen den beiden "Plops".
Gute Abhöre vorausgesetzt natürlich. Man sollte sich allerdings NICHT einbilden man würde den unverfälschten Impuls über seine Abhöre genauso "ideal" hören wie er auf auf dem Sampel drauf ist. Die Abhöre macht alles andere als einen "idealen" Puls draus.
Egal, man hört einen Unterschied zwischen beiden, und darauf kommt es an!
Weiter geht's. Der Einfachheit halber geschlossenes Boxengehäuse mit Qtc=1,2
Anmerkung, in "Fachexpertenkreisen" gerne auch als Dröhn- und Wummerbox bezeichnet, wegen der deutlich ausgeprägten Überbetonung im (Bass-)Frequenzgang
Ein- und Ausschwingverhalten mit 50Hz Sinusburst
Und weil ich der Meinung bin, das gefällt mir so nicht was die Box da macht, das ist mir zu viel an Nachschwingen, spiele ich jetzt mal "Verstärker" und versuche mittels "Dämpfungsfaktor" das Problem in den Griff zu bekommen:
Voila, geht doch!
Das Einschwingen ist sichtbar besser geworden, das Nachschwingen auch, was will man mehr?
Tja, typischer Fall von Denkste. Weil, geht man erneut in den Übertragungsfrequenzgang,
dann hat der sich als eine "Folge" des starken "Verstärker Dämpfungsfaktor" komplett verändert!
Das ist jetzt keine geschlossene mehr mit Qtc=1,2 sondern eher Bessel oder gar kritische Dämpfung, und damit einhergehend deutlich reduzierter Basswiedergabe.
Um die Karten offen auf den Tisch zu legen, der ganze "Trick" den ich hier angewendet habe klappt überhaupt nur deswegen, weil die (Verstärker-)Gegenkopplung die ich hier wirken lasse frequenzabhängig arbeitet. Man könnte auch sagen, frequenzabhängiger "Dämpfungsfaktor".
Bei konventionellen Gegentakt Halbleiterendstufen beträgt deren Innenwiderstand ohne Gegenkopplung so grob um die 0,2 bis 0,4 Ohm.
Die Gegenkopplung (NFL) verringert diesen Ri dann nochmal um Faktor 10 bis vielleicht 20.
Angenommen 0,2 Ohm ohne, dann wären es mit starker Gegenkopplung versehen 0,01 Ohm wirksamer Innenwiderstand.
An 8 Ohm Lastimpedanz damit ein Dämpfungsfaktor von satten 800. So sieht man es tatsächlich gelegentlich in Datenblättern in dieser Größenordnung stehen.
Allerdings, der Dämpfungsfaktor wirkt über den kompletten Übertragungsfrequenzbereich des Verstärkers. Muß er ja auch, wenn er den Impedanzgang der angeschlossenen Box aus seinem (eigenen) linearen Übertragungsfrequenzgang fern halten will.
Zudem, ich kann mich zumindest noch daran erinnern, dass hier im Form mal jemand vorgerechnet hat dass von diesen hohen Dämpfungsfaktoren in der Praxis weit weniger "wirksam" ist als es die Datenblätter versuchen zu suggerieren. Es sind wohl eher theoretische Hausnummern die in der Praxis so überhaupt nicht erreichbar sind.
Jetzt gibt es insbesondere in der HiFi Szene so Boxen wie die Kappa 8A (nominell eine 8 Ohm Box) die im Bassbereich auf unter 1 Ohm runtergeht. Wenn der Dämpfungsfaktor des Verstärkers zu "mager" bemessen ist, dann "bricht" der Verstärker dort regelrecht ein weil er den Strom den die Kappa 8A in diesem Bereich haben will nicht mehr (ausreichend) liefern kann.
Zurück zum Ein- und Ausschwingen.
Im Frequenzbereich in dem diese "Schweinerein" am Wandern sind ist die Phase verschoben. Bei geschlossenen Boxen um 90 Grad, bei Reflexboxen 180 Grad Phasendrehung.
Der hohe Verstärker Dämpfungsfaktor beruht auf stinknormale profane Proportionalregelung, ohne irgendwelche Rücksicht auf potenzielle Phasendrehung des Lautsprechers. Genau genommen ist es ein Sammelsurium aus "gedrehten" Phasen weil die Gruppenlaufzeit mehr oder weniger "breitbandig" ihr Unwesen treiben kann, und NICHT nur auf eine lokale diskrete Frequenz beschränkt ist.
Gut, angenommen Phasendrehung 180 Grad und die Proportionalverstärkung (hoher Dämpfungsfaktor) des Verstärkers versucht dieses verzögerte Ein- Ausschwingen des Lautsprechers in den Griff zu bekommen. Und es macht Peng, weil es herrscht in dem Moment Mitkopplung!
Wenn man angenommen eine Bassreflex in C4 Abstimmung baut, dann weis man für gewöhnlich auch warum(!) man diese Abstimmung wählt. Und man weis vorher bereits, die resultierende "Impulstreue" wird bei weitem nicht die beste sein. Aber was soll's, man wird womöglich seine (berechtigten) Gründe haben es genau so zu bauen.
Angenommen der Verstärker wäre dann tatsächlich in der Lage der C4 Abstimmung insofern quasi etwas die Zähne zu ziehen indem er der Box ein wenig von ihrem ungezügelten "Eigenleben" wieder wegnimmt, und deren Ein- und Ausschwingen etwas bändigt/optimiert.
Na super, dann hätten wir es aber so richtig gut gekonnt!
Weil es in Summe dann keine gewünschte C4 Abstimmung mehr wäre die als Frequenzgang aus der Box rauskommt, sondern als Resultat des "Verstärker Dämpfungsfaktor" dann wohl eher Bessel-Frequenzgang oder gar kritische Dämpfung Frequenzgang aus der Box rauskommen würde. Mit dem Ergebnis eines dann merkbar ausgedünntem Übertragungsverhalten im Bassbereich. Und als Resultat dann das genaue Gegenteil dessen erhält was man mit C4 ursprünglich eigentlich dachte an Frequenzgang bauen zu wollen
Und so etwas wie "ein wenig Schwanger" gibt es da nicht. So nach dem Motto, es hilft ja schon der "Präzision" wenn der "Dämpfungsfaktor" es nur ein wenig "einbremst" dieses ganze Verhalten. Sobald man da rangeht und in das Verhalten Ein- und Ausschwingen eingreift, es würde zwangsläufig einen Eingriff in den resultierenden Frequenzgang der Box bedeuten bzw. mit sich ziehen!
Die Physik lässt da (leider) wenig mit sich spielen, und "bescheißen" lässt sie sich schon dreimal nicht.