Phase-Extraction

Beschreibung:
Die Funktion extrahiert aus einer Pulsantwort mit beliebiger Phase (auch gemischte Phase) eine Pulsantwort mit einer Phaselage gemäß den Optionen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, unterhalb bzw. oberhalb optionaler Frequenzen den Amplitudengang zu begradigen und mit einer Neigung zu versehen.

Optionen:

• Minimum phase: Es wird die Minimalphase berechnet. Diese beschreibt diejenige Pulsantwort, die den gegebenen Frequenzgang mit den minimalsten Phasenänderungen erzielt. Die Pulsantwort hat den kleinsten Zeitbedarf und die kleinste Verzögerung
• Linear phase: Es wird die Linearphase berechnet. Diese beschreibt eine Pulsantwort, die einen gegebenen Frequenzgang ohne Phasenänderungen erzielt. Charakteristisch hierfür ist die Symmetrie der Pulsantwort, die Pulsspitze befindet sich in der Pulsmitte. Demzufolge weist die Pulsantwort eine Verzögerung = halbe Pulslänge / Abtastrate auf. Das Einschwingen der Pulsantwort bis zu dieser Verzögerung wird als Vorschwingen bzw. pre-ringing bezeichnet.
• Excess phase: Hierbei wird aus einer Pulsantwort mit gemischter Phase die Exzessphase berechnet. Das Resultat ergibt eine Pulsantwort, deren Frequenzgang konstant auf dem Pegel 0 dB liegt. Damit beschreibt diese Pulsantwort einen Allpass, der alle Amplituden 1:1 überträgt, aber Phasenänderungen verursacht.
  Eine übliche Pulsantwort kann somit in die Minimalphase und in die Exzessphase zerlegt werden, die Faltung bzw. Convolution ergibt wieder die ursprüngliche Pulsantwort.
• Advanced mixed phase: mit dieser Option kann unter Beibehaltung des Frequenzgangs ein beliebiger Phasenverlauf zwischen Minimalphase (0), Linearphase (1) und Maximalphase (2) berechnet werden. Der Parameter kann auch dazwischen liegen, also z.B. 0.159. Anwendungsmöglichkeit: ein steiles Tiefpassfilter kann somit z.B. zwischen minimalphasig (nur Nachschwingen) und linearphasig (gleiches Vor- und Nachschwingen) eingestellt werden, also etwas Vorschwingen aber mehr Nachschwingen.

Verwendung:
Ein Korrekturfilter für eine gemischtphasige Pulsantwort bedingt prinzipiell eine Verzögerung. Bei reiner Audiowiedergabe spielt diese zumeist keine Rolle. Im Fall von Video bzw. bei Live-Musik ist die Verzögerung aber möglicherweise nicht akzeptabel. Hier wird mit einem minimalphasigen Korrekturfilter die kürzeste Durchlaufzeit erreicht. Dafür wird aber keine Exzessphase korrigiert.

Soll nur ein Teil der Information aus einem Frequenzgang für eine Korrektur verwendet werden kann mit dieser Funktion der Rest ober- oder unterhalb des gewählten Spektrums verworfen, bzw. begradigt werden. Diese Funktion wird z.B. benötigt um mit den Informationen einer Nahfeldmessung digitale Frequenzweichen zu linearisieren. Es ist aber die Erstellung eines Korrekturfilters möglich, der nur bis zu einer gewünschten Frequenz den Frequenzgang des Lautsprechers korrigiert:

Beispiel:
In folgendem Beispiel soll ein Korrekturfilter erstellt werden, der nur den Bassbereich bis etwa 150Hz korrigiert. Dazu werden Room Macro 1 - 3 durchgearbeitet, um die Inversen zu erhalten, aus denen die Korrekturfilter erstellt werden. Die Inversen wurden durch Room Macro 3 im Arbeitsverzeichnis unter den Dateinamen Pulse48Linv.dbl bzw. Pulse48Rinv.dbl gespeichert. Nach der Ausführung von Macro 3 löscht man alle Kurven aus der Ansicht, lädt die beiden Inversen in Kurve 1 und 2 und zoomt in den relevanten Frequenzbereich:

Für den nächsten Schritt bestehen zwei Möglichkeiten: Entweder man sucht sich Schnittpunkte der beiden Kurven (Blaue Kreise), welche möglichst nahe an der gewünschten Frequenz liegen.



Sind dort keine Schnittpunkte zu finden kann man auch einen waagrechten Bereich suchen, und für beide Kurven eine etwas andere Trennfrequenz im nächsten Schritt eingeben. Wichtig ist dabei nur, dass die beiden Signalstärken am späteren Schnittpunkt identisch sind. (Sonst wäre der unkorrigierte Frequenzbereich einer Seite lauter)

In diesem Beispiel wurde in den Schnittpunkt bei etwa 150HZ gezoomt und der genaue Schnittpunkt mit der linken Maustaste angeklickt. Danach erhält man auf der rechten seite des Programmfensters die Frequenz, bei der die Markierung gesetzt wurde.

Nun die Kurve 1 am Radiobutton aktivieren und TD Functions > Phase Extraction wählen. Der Frequenzverlauf soll ab 159Hz begradigt werden, als Ziel Kurve 3 Wählen. Mit der Kurve 2 ebenso verfahren, Ziel Kurve 4.

Nach löschen der Original Inversen aus dem Kurvenfenster erhält man folgendes Bild. Die beiden neuen Dateien müssen noch mit dem Namen der alten Inversen (Pulse48Linv.dbl bzw. Pulse48Rinv.dbl) gespeichert werden. Danach können mit Room Macro 4 die Filter erstellt werden.