Wellenfeldsynthese für
           einen großen Hörsaal
                 Prolight+Sound
           Media Systems Congress 2...
Übersicht zum Vortrag
       •   Rahmenbedingungen
       •   Ausführende Personen
       •   Der Hörsaal
       •   Anfor...
Rahmenbedingungen

   • Umbau und Neugestaltung des
     Hörsaals H104 der TU Berlin
   • Raumvolumen: ca. 3.000 m³
   • S...
Ausführende Personen und Firmen
  • Wissenschaftliche Begleitung und WFS-Software:
    Stefan Weinzierl und Mitarbeiter
  ...
Der Hörsaal


                            Süd-oben
                                                                       ...
Der Hörsaal in der Bauphase




A.Goertz        Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   6
Anforderungen an die Lautsprecher

   • Abstand benachbarter Kanäle möglichst gering
     (10 cm)
   • Umlaufend soweit wi...
Der Lautsprecher aus akustischer Sicht




                              40cm
                                            ...
Vernetzung der Lautsprecher


           8 Ch ADAT Input




                 Ethernet




A.Goertz         Prolight+Sound...
Elektronikmodul




                        2x5 Endstufen ADAT-IF
    Trafo   Netzteil                                    ...
DSP System HD2


           4x ADC                                                  2x ADC
           entfällt            ...
DSP System HD2

      • Umsetzung von ADAT auf 8 analoge Wege
      • Amplituden- und Phasenentzerrung mit FIR-Filtern
   ...
Messung der WFS Module unter Freifeldbedingungen




                                                             Micropho...
Messung der hor. Polardaten auf einer Grenzfläche
                     Microphon




A.Goertz            Prolight+Sound Me...
Messung der ver. Polardaten auf einer Grenzfläche


           Microphon




A.Goertz               Prolight+Sound Media S...
Frequenzgang auf der Grenzfläche gemessen




A.Goertz               Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   16
Phasengang auf der Grenzfläche gemessen




A.Goertz              Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   17
Sens. und erreichbarer Maximalpegel für einen Kanal


                                                               102 d...
Horizontales Abstrahlverhalten




A.Goertz         Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   19
Vertikales Abstrahlverhalten




A.Goertz        Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   20
Balloon Daten für die Simulation




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   21
Messung im Saal (Linie Vorne)




A.Goertz         Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   22
Ortsabhängige Entzerrungen




A.Goertz        Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   23
Ausführung im Saal




A.Goertz    Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   24
Ausführung im Saal




A.Goertz    Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   25
Ausführung im Saal




A.Goertz    Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   26
Signalverteilung
                                                              LS
           PCs




                     ...
Signalverteilung
   •   15 Rechner mit MADI Interfaces und je 64 Audio Kanälen
   •   Das MADI Signal wird via LWL im Hörs...
Simulationen für einen Lautsprecher als Primärquelle

                          0m




                                   ...
Delays der WFS Kanäle für 1, 2, 4 und 8m




A.Goertz               Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   30
Pegelverteilung der WFS Kanäle für 1m



                                                      102 dB




A.Goertz        ...
Pegelverteilung der WFS Kanäle für 2m



                                                      102 dB




A.Goertz        ...
Pegelverteilung der WFS Kanäle für 4m



                                                      102 dB




A.Goertz        ...
Pegelverteilung der WFS Kanäle für 8m



                                                      102 dB




A.Goertz        ...
Frequenzgänge und Pegelverteilung für 1m




                     Primärquelle




                     WFS


A.Goertz    ...
Frequenzgänge und Pegelverteilung für 2m




                     Primärquelle




                     WFS


A.Goertz    ...
Frequenzgänge und Pegelverteilung für 4m




                     Primärquelle




                     WFS


A.Goertz    ...
Frequenzgänge und Pegelverteilung für 8m




                     Primärquelle




                     WFS


A.Goertz    ...
Primärquelle in 4m Entfernung bei 125 Hz




A.Goertz               Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   39
WFS in 4m Entfernung bei 125 Hz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   40
Primärquelle in 4m Entfernung bei 250 Hz




A.Goertz               Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   41
WFS in 4m Entfernung bei 250 Hz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   42
Primärquelle in 4m Entfernung bei 500 Hz




A.Goertz               Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   43
WFS in 4m Entfernung bei 500 Hz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   44
Primärquelle in 4m Entfernung bei 1 kHz




A.Goertz              Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   45
WFS in 4m Entfernung bei 1 kHz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   46
Primärquelle in 4m Entfernung bei 2 kHz




A.Goertz              Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   47
WFS in 4m Entfernung bei 2 kHz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   48
Primärquelle in 4m Entfernung bei 4 kHz




A.Goertz              Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   49
WFS in 4m Entfernung bei 4 kHz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   50
Primärquelle in 4m Entfernung bei 8 kHz




A.Goertz              Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   51
WFS in 4m Entfernung bei 8 kHz




A.Goertz          Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   52
Probleme der Wellenfeldsynthese


     • Quellenabstand von 10 cm für Frequenzen
       oberhalb von 1,7 kHz zu groß
     ...
Der fertige Hörsaal




A.Goertz    Prolight+Sound Media Systems Congress 2007   54
Anwendungen des Systems

   • als Werkzeug der akustischen Forschung
           – Weiterentwicklung Wellenfeldsynthese
   ...
Fazit

     • Hohe Aliasing-Frequenz erfordert eine hohe
       Anzahl von Kanälen (in H104: 832 Kanäle)
     • Lautsprech...
Paper Download


                    www.anselmgoertz.de

           Manuskript zu diesem Vortrag mit Text und
           ...
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Wellenfeldsynthese für einen großen Hörsaal

2.219 Aufrufe

Veröffentlicht am

0 Kommentare
0 Gefällt mir
Statistik
Notizen
  • Als Erste(r) kommentieren

  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

Keine Downloads
Aufrufe
Aufrufe insgesamt
2.219
Auf SlideShare
0
Aus Einbettungen
0
Anzahl an Einbettungen
45
Aktionen
Geteilt
0
Downloads
0
Kommentare
0
Gefällt mir
0
Einbettungen 0
Keine Einbettungen

Keine Notizen für die Folie

Wellenfeldsynthese für einen großen Hörsaal

  1. 1. Wellenfeldsynthese für einen großen Hörsaal Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 Anselm Goertz, Michael Makarski, Stefan Feistel Christoph Moldrzyk, Stefan Weinzierl, Wolfgang Ahnert A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 1
  2. 2. Übersicht zum Vortrag • Rahmenbedingungen • Ausführende Personen • Der Hörsaal • Anforderungen an die Lautsprecher • Lautsprecherkonzept • Messwerte • Inbetriebnahme • Vernetzung • Signalverteilung • Simulationen • Fazit A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 2
  3. 3. Rahmenbedingungen • Umbau und Neugestaltung des Hörsaals H104 der TU Berlin • Raumvolumen: ca. 3.000 m³ • Sitzplätze: ca. 600 • Boden, Decke und Bestuhlung bleiben erhalten • Alle Wandflächen wurden neu gestaltet • Integration einer Wellenfeldsyntheseanlage • Demo- und Versuchsraum des FG Audiokommunikation der TU Berlin A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 3
  4. 4. Ausführende Personen und Firmen • Wissenschaftliche Begleitung und WFS-Software: Stefan Weinzierl und Mitarbeiter (TU Berlin Fachgebiet Audiokommunikation) • Technische Planung: Christoph Moldrzyk (Visaural) • Raumakustische Planung: Tobias Behrens/Wolfgang Ahnert (ADA) • Baumaßnahmen: Jürgen Fissler (Fissler und Ernst Architekten) • WFS Planung und Umsetzung: Anselm Goertz (AAC) • WFS Ausführung: Peter Michner (Assemtec) • Lautsprecher Konzept: K.-H. Kuntze (FÖÖN) • Lautsprecher Gehäuse: HK-Audio • Lautsprecherchassis: VISATON • Controller: HD2 System von FOUR AUDIO • Simulationen: EASE (Stefan Feistel, Wolfgang Ahnert / AFMG) A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 4
  5. 5. Der Hörsaal Süd-oben Rückseite 15m 20m Süd-unten 10m Nord-oben Front 15m 16m Nord-unten 10m Umlaufende Länge der WFS-Linie: ca. 86m Insgesamt 832 Kanäle A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 5
  6. 6. Der Hörsaal in der Bauphase A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 6
  7. 7. Anforderungen an die Lautsprecher • Abstand benachbarter Kanäle möglichst gering (10 cm) • Umlaufend soweit wie möglich eine geschlossene Linie knapp über Kopfhöhe der Zuhörer • Breites horizontales Abstrahlverhalten • Enges vertikales Abstrahlverhalten • Ausreichende Pegelfestigkeit auch im Bassbereich • Alltagstauglichkeit • Einfache Signalverteilung und Vernetzung • Finanzierbarkeit pro Meter A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 7
  8. 8. Der Lautsprecher aus akustischer Sicht 40cm 40cm nur bis 5,5 kHz nur bis Trennfrequenz: 10 kHz 200 Hz bis 17 kHz 10cm 10cm A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 8
  9. 9. Vernetzung der Lautsprecher 8 Ch ADAT Input Ethernet A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 9
  10. 10. Elektronikmodul 2x5 Endstufen ADAT-IF Trafo Netzteil DSP-System A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 10
  11. 11. DSP System HD2 4x ADC 2x ADC entfällt entfällt DSP DSP A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 11
  12. 12. DSP System HD2 • Umsetzung von ADAT auf 8 analoge Wege • Amplituden- und Phasenentzerrung mit FIR-Filtern • Präzise Limiter pro Weg für die Peak- und RMS- Leistung der Endstufen und für die Peak- und thermische Dauerbelastbarkeit der Lautsprecher • Individuelle Ortsanpassung über FIR- und/oder IIR-Filter • Komplette Fernabfrage und Fernsteuerung via Ethernet einschließlich DHCP Fähigkeit • Weitere 96 frei konfigurierbare IIR-Filter A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 12
  13. 13. Messung der WFS Module unter Freifeldbedingungen Microphon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 13
  14. 14. Messung der hor. Polardaten auf einer Grenzfläche Microphon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 14
  15. 15. Messung der ver. Polardaten auf einer Grenzfläche Microphon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 15
  16. 16. Frequenzgang auf der Grenzfläche gemessen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 16
  17. 17. Phasengang auf der Grenzfläche gemessen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 17
  18. 18. Sens. und erreichbarer Maximalpegel für einen Kanal 102 dB 88 dB A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 18
  19. 19. Horizontales Abstrahlverhalten A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 19
  20. 20. Vertikales Abstrahlverhalten A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 20
  21. 21. Balloon Daten für die Simulation A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 21
  22. 22. Messung im Saal (Linie Vorne) A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 22
  23. 23. Ortsabhängige Entzerrungen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 23
  24. 24. Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 24
  25. 25. Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 25
  26. 26. Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 26
  27. 27. Signalverteilung LS PCs Madi - ADAT A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 27
  28. 28. Signalverteilung • 15 Rechner mit MADI Interfaces und je 64 Audio Kanälen • Das MADI Signal wird via LWL im Hörsaal verteilt (20-80m) • 15 MADI nach ADAT Konverter im Saal • Pro ADAT Konverter 8 LWL Signale mit je 8 Audiokanälen zu den Lautsprechern (5m) A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 28
  29. 29. Simulationen für einen Lautsprecher als Primärquelle 0m Ref.-Punkt Primärquelle 8 4 2 1 A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 29
  30. 30. Delays der WFS Kanäle für 1, 2, 4 und 8m A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 30
  31. 31. Pegelverteilung der WFS Kanäle für 1m 102 dB A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 31
  32. 32. Pegelverteilung der WFS Kanäle für 2m 102 dB A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 32
  33. 33. Pegelverteilung der WFS Kanäle für 4m 102 dB A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 33
  34. 34. Pegelverteilung der WFS Kanäle für 8m 102 dB A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 34
  35. 35. Frequenzgänge und Pegelverteilung für 1m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 35
  36. 36. Frequenzgänge und Pegelverteilung für 2m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 36
  37. 37. Frequenzgänge und Pegelverteilung für 4m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 37
  38. 38. Frequenzgänge und Pegelverteilung für 8m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 38
  39. 39. Primärquelle in 4m Entfernung bei 125 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 39
  40. 40. WFS in 4m Entfernung bei 125 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 40
  41. 41. Primärquelle in 4m Entfernung bei 250 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 41
  42. 42. WFS in 4m Entfernung bei 250 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 42
  43. 43. Primärquelle in 4m Entfernung bei 500 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 43
  44. 44. WFS in 4m Entfernung bei 500 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 44
  45. 45. Primärquelle in 4m Entfernung bei 1 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 45
  46. 46. WFS in 4m Entfernung bei 1 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 46
  47. 47. Primärquelle in 4m Entfernung bei 2 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 47
  48. 48. WFS in 4m Entfernung bei 2 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 48
  49. 49. Primärquelle in 4m Entfernung bei 4 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 49
  50. 50. WFS in 4m Entfernung bei 4 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 50
  51. 51. Primärquelle in 4m Entfernung bei 8 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 51
  52. 52. WFS in 4m Entfernung bei 8 kHz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 52
  53. 53. Probleme der Wellenfeldsynthese • Quellenabstand von 10 cm für Frequenzen oberhalb von 1,7 kHz zu groß • Einschnürung im horizontalen Abstrahlverhalten der WFS Quellen oberhalb von 4 kHz • Keine ebene Hörerfläche • Daher wirkt sich das vertikale Abstrahlverhalten der WFS Quellen aus A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 53
  54. 54. Der fertige Hörsaal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 54
  55. 55. Anwendungen des Systems • als Werkzeug der akustischen Forschung – Weiterentwicklung Wellenfeldsynthese – WFS als akustisches Instrument • für öffentliche Veranstaltungen Audiovisuelle Präsentationen – 3D A/V-Demonstrationen – Emulation verschiedener Wiedergabeformate • für die Aufführung von Medienkunst – Elektroakustische Musik – Live-interaktive Musik – Klanginstallationen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 55
  56. 56. Fazit • Hohe Aliasing-Frequenz erfordert eine hohe Anzahl von Kanälen (in H104: 832 Kanäle) • Lautsprecher mit breitem horizontalen und engem vertikalen Abstrahlverhalten • Die Möglichkeit der Ortsanpassung sollte gegeben sein • Sichere Limiter erforderlich zum Schutz vor Überlastung • Fernüberwachung und Fernsteuerung ist bei großen Systemen wünschenswert A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 56
  57. 57. Paper Download www.anselmgoertz.de Manuskript zu diesem Vortrag mit Text und Grafiken als PDF File ab dem 26.März 2007 A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress 2007 57

×