Laufzeitglied

[Fabian]

Hallo guten Tag,
ich möchte:
Die Phasenlage in einem Kanalzug ändern (und nicht "nur" invertieren) können. Also ein Bauteil mit XLR rein, XLR raus und einem Poti um die Phasenlage weiterzuschieben. Denke es gibt zwei Möglichkeiten, als Delay oder als Allpass wobei mir dabei nicht klar ist ob ich nur um Pi einheiten schieben kann und ich dann quasi wieder bei Null bin oder ob ich tatsächlich schieben kann. Gibt es so was zu kaufen, oder an wen wendet man sich da (evtl. zum bauen)?
Lieben, Fabian

[Rainer]

Das Problem ist nicht ganz so einfach wie es aussieht. Prinzipiell kann man das mit einem Allpaß lösen, dazu ist aber ein Allpaß von mindestens 4. Ordnung notwendig, wenn man den ganzen Frequenzbereich bis 20 kHz beherrschen will.
Der Teufel steckt aber bekanntlich immer im Detail: Du mußt nämlich zunächst in jeden Kanal die gleiche Allpaßschaltung einbauen! Sodann muß jeder dieser Allpässe verstellbar sein und das wird bei einem Allpaß 4. Ordnung verdammt aufwendig. Denn: Mit einem 4-fach Potentiometer erleidest Du wegen des mangelhaften Gleichlaufs Schiffbruch. Bleibt also nur die VCA-Lösung die dann den jeweils zu verstellenden Widerstand ersetzt.
Das eigentliche Problem ist, daß man die Phase ja frequenzunabhängig verstellen können muß. Ein Allpaß 4. Ordnung dreht aber die Phase um 4 Pi, d.h. um 720° el. über den ganzen Frequenzbereich. Es entsteht also eine frequenzabhängige ständige Phasendrehung.
Eine starre Phasendrehung relativ zu einem anderen Kanal kann also nur so erfolgen, daß in diesem "nicht phasengedrehten" Kanal ebenfalls sich ein Allpaß befindet den man als "Bezugsphase" definiert. Verstellt man nur einen Allpaß, so hat der verstellte Kanal relativ zum nicht verstellten eine frequenzunabhängige PhasenDIFFERENZ (!). ABER: Alle Signale der übrigen Kanäle - die ja ebenfalls Alpässe durchlaufen müssen, erfahren eine ständige Phasendrehung. Phasendrehungen sind zwar nicht hörbar, aber nur solange keine Phasensprünge innnerhalb einer sog. "Frequenzgruppe" auftreten. Man darf also daher die Ordnungszahl des Allpasses nicht höher wählen als notwendig. 4. Ordnung ist aber wie gesagt für einen Frequenzbereich von 20 kHz schon notwendig.
Eine solche Entwicklung gab es mal beim Rundfunk in Form des bekannten "90°-Filter" (IRT-Braunbuchbezeichnung "W58").
Ein Studienkollege von mir hat das 90°-Filter in Form von RC-Glieder die mit Transistoren entkoppelt sind als Diplomarbeit gemacht, gab es dies doch davor nur als Passivlösung mit LC-Gliedern.
Ich weise allerdings noch darauf hin, daß in Stereowegen in beiden Kanälen keine Phasendifferenzen entstehen dürfen, weil aufgrund von zunehmender Phasendifferenz die Lokalisationsschärfe immer schlechter wird.

MfG
Rainer

[tom_a]

Hallo Fabian,
ein Allpass scheidet meiner Meinung nach aus, da er die Phasenlage Frequenzabhängig verändert.
Für ein Delay auf analoger Basis müsste ein Delay mit Eimerketten-Speicherung funktionieren.
Wenns nur für einen Kanalzug sein soll kommt evtl auch ein digitales Delay in Frage.
Also AD-Wandlung/Delay/DA-Wandlung.
lg, tom

[tom_a]

da war Rainer schneller.
scheint aber dann doch auch mit einem Allpass zu funktionieren.
tom

[Rainer]

Eimerkettenleitungen funktioniert zwar prinzipiell, aber die Dinger rauschen extrem stark. Störabstände liegen in der Größenordnung von 50 dB - für hochwertige Anwendungen nicht brauchbar.
Gibt es überhaupt noch Eimerketten-IC's? Früher gab es die mal von Valvo.

MfG
Rainer

[trouby]

eimerketten könnte es noch geben - von panasonic z.b.: mn3000 serie von panasonic.
bei 128-4096 seriellen s/h reicht der snr von 85-~60db.
(4,5,6,8,9,11,12 am ende)
in nem analogen chorus sind mehrere parallel geschaltet (meist 3) und bei stringmachines braucht man ne menge headroom (30db?), daher sehr berauschend,
z.b. der tca350 - den gibts noch.
die schlimmsten mit waren die von ITT aus der anfangszeit...

[Thilo]

Moin.
Irgendwie kommt mir das hier alles etwas komisch vor. Wenn ich ein Signal einfach nur verzögere, dann ist das doch auch keine frequenzunabhängige Phasenverschiebung. Außerdem denke ich auch, dass es sehr sehr aufwendig sein wird so etwas analog aufzubauen, wenn es überhaupt ansatzweise möglich ist. Als Beispiel aus der digitalen Signalverarbeitung fällt mir zu dem Thema spontan der Hilbert-Transformator ein, der eine frequenzunabhängige Phasenverschiebung von 90° erzeugt. Dieser lässt sich als Transversalfilter aufbauen, hat aber erst ab einer sehr hohen Ordnung einen einigermaßen linearen Frequenzgang.
Gruß
Thilo

[Rainer]

""Wenn ich ein Signal einfach nur verzögere, dann ist das doch auch keine frequenzunabhängige Phasenverschiebung.""

Richtig. Aber Du mußt unterscheiden: Eine frequenzUNabhängige Verzögerung hat eine frequenzproportionale Phasenverschiebung zur Folge. d.h.: Die Gruppenlaufzeit dφ/dω ist konstant.
Im anderen Fall, wenn ich nur eine frequenzunabhängige Phasenverschiebung haben will, dann muß die Gruppenlaufzeit mit 1/ω abnehmen. Das ist weit schwieriger zu realisieren, vor allem auf analogem Weg.
Das von mir erwähnte 90°-Filter wurde damals rein analog realisiert mit in jedem Kanal einem Allpaß 4. Ordnung. Die beiden Allpässe wurden so dimensioniert, daß im Bereich von 30 Hz bis 15 kHz die Phasendifferenz konstant war. Außerhalb dieses Frequenzbereichs ging die 90°-Differenz immer mehr verloren. Wollte man diesen Phasenfehler vermeiden, hätte man zu Allpaßketten höherer Ordnung greifen müssen.

MfG
Rainer

[Klaus S]

Eine frequenzUNabhängige Verzögerung hat eine frequenzproportionale
Phasenverschiebung zur Folge. d.h.: Die Gruppenlaufzeit dφ/dω ist konstant.

Ist an sich nicht meine Art, aber da Rainer ja selbst immer sehr viel Wert auf Korrektheit legt , muss das falsche Vorzeichen erwähnt werden, richtig ist:
t_gr = - dφ/dω
Noch dazu fällt mir gerade ein, dass man sich bei der "optischen" Abschätzung der Gruppenlaufzeit in einem Bode-Diagramm gern foppen läßt, wegen der logarithmischen Frequenzachse (dort sieht es dann gern nach vermeintlich flacher Phase aus -- und damit tgr=0 --, obwohl dem nicht so ist).
Grüße, Klaus

[UranusEXP]

Hier analog:
http://www.littlelabs.com/ibp.html
http://www.littlelabs.com/ibpjr.html
Hier digital:
http://www.voxengo.com/product/pha979/
Habe selbst aber keines der Produkte getestet.
Gruß,
Uranus

[Fabian]

Hey,
herzlichen Dank für eure Gedanken und vielen Dank Uranus für den Tip hab beides mal bestellt. Bin gespannt wie s funktioniert.
Ich habe die letzten Tage auch nochmal mit Recherche verbracht was heute darin gipfelte dass ich erst mal in einem namenhaften Kölner Musikhaus von einem Techniker zusammengepfiffen wurde ("Wo gibt s denn so was?, Hab ich ja noch nie gehört!, Brauch doch keiner, immer dieser HochschulXXXXXXX ).
Ich versuch s mal zusammenzufassen:
Wenn ich alles richtig verstanden habe; geht s schon mit einem Allpass, nur weiß man nicht um welchen Faktor (da Frequenzabhängig) man gerade geschoben hat (Was mir persönlich eigentlich herzlich egal ist- hören müsste man s ja eh).
Die Delay sowie DAW Variante funktioniert natürlich (hat, denke ich auch den Vorteil auch über ein paar Samples hinaus zu schieben jedoch könnte es den Nachteil haben eben die Phase unsauber zu schieben, da Zeitdiskret

[Erdie]

Auch wenn es nicht ganz zur Frage paßt:
Sehe ich das richtig, daß sich gerade solche Aspekte relativ leicht in der Digitaltechnik umsetzen lassen? Man kann ja sogar phasenunabhängige Zeitdelays bauen. Hier sehe ich eindeutig einen ganz großen Vorteil in der Digitaltechnik (bei aller Kritik).
Grüße
Erdie

[tom_a]

Hallo,
da ich in Deinem Titel gerade DAW lese:
Heutzutage wird (wenns um eine Studioanwendung geht) doch fast immer von DAWs beschickt. Also Sequenzer als Bandmaschine. Und da gibts ja eigentlich bei allen gängigen die Möglichkeit Signale zu verschieben oder ein ms Delay einzuschleifen.
Nur für den Fall, dass sich so das aufwendige Delay im Kanalzug erübrigen würde.
g, tom

[Rainer]

Hallo Erdie,
ich denke auch, daß das eine Stärker der Digitaltechnik ist.
Ich gehe aber recht in der Annahme, daß Du mit "phasenunabhängig" soviel wie "konstante Gruppenlaufzeit" meinst. Denn bei allen Verzögerungen haben wir ja immer Phasenunterschiede zwischen Eingangs- und Ausgangssignal.
Eine Verzögerung von 10 ms bei einem 100 Hz-Signal heißt ja 360° Phasenverschiebung desselben.
Wenn also die Phase sich um den selben Faktor vergrößert wie die Frequenz haben wir konstante Gruppenlaufzeit. Und das ist ja mit einer digitalen Lösung kein Problem.
Wenn es allerdings nur eine bestimmte Phasenverschiebung sein soll die unabhängig von der Frequenz ist, dann dürfte das allerdings aufwendig werden. Denn dann müßte die Gruppenlaufzeit der Funktion 1/f gehorchen. Dann hätten wir frequenzunabhängige Phasenverschiebung bei mimimaler Laufzeit. Das dürfte auch digital recht aufwendig werden.

MfG
Rainer

[Erdie]

Hallo Rainer,
ja, ich meinte die Gruppenlaufzeit. Eine konstante, frequenzunabhängige Phasendrehung stelle ich mir aber digital auch nicht so kompliziert vor. Der Algorithmus wäre etwas aufwendiger, aber ohne weiteres machbar.
Grüße
Erdie