Wellenfeldsynthese für einen großen Hörsaal
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- Ilse Esser
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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
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
3 Rahmenbedingungen Umbau und Modernisierung des Hörsaals H104 der TU Berlin Raumvolumen: ca m³ Sitzplätze: ca. 700 Boden, Decke und Bestuhlung wurden komplett überarbeitet bzw. verändert Alle Wandflächen wurden neu gestaltet Integration einer Wellenfeldsyntheseanlage Demo- und Versuchsraum des FG Audiokommunikation der TU Berlin A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
4 Ausführende Personen und Firmen Wissenschaftliche Begleitung und Erstellung derwfs-software: Stefan Weinzierl und Mitarbeiter (TU Berlin Fachgebiet Audiokommunikation) Planung WFS-System und Technik: Christoph Moldrzyk (VISAURAL) Raumakustische Planung: Tobias Behrens/Wolfgang Ahnert (ADA) Baumaßnahmen: Jürgen Fissler (Fissler und Ernst Architekten) WFS-Lautsprecher Planung und Umsetzung: Anselm Goertz (AAC) WFS-Lautsprecher Ausführung: Peter Michner (Assemtec) WFS-Lautsprecher Konzept: K.-H. Kuntze (FÖÖN) WFS-Lautsprecher Gehäuse: HK-Audio WFS-Lautsprecherchassis: VISATON WFS-Controller: HD2 System von FOUR AUDIO Simulationen: EASE (Stefan Feistel, Wolfgang Ahnert / AFMG) A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
5 Der Hörsaal Süd-unten 10m Süd-oben 15m Rückseite 20m Front 16m Nord-unten 10m Nord-oben 15m Umlaufende Länge der WFS-Linie: ca. 86m Insgesamt 832 Kanäle A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
6 Der Hörsaal in der Bauphase A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
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
8 Der Lautsprecher aus akustischer Sicht nur bis 5,5 khz nur bis 10 khz bis 17 khz 40cm 40cm Trennfrequenz: 200 Hz 10cm 10cm A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
9 Vernetzung der Lautsprecher 8 Ch ADAT Input Ethernet A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
10 Elektronikmodul Trafo Netzteil 2x5 Endstufen ADAT-IF DSP-System A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
11 DSP System HD2 4x ADC entfällt 2x ADC entfällt DSP DSP A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
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
13 Messung der WFS Module unter Freifeldbedingungen Mikrophon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
14 Messung der hor. Polardaten auf einer Grenzfläche Mikrophon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
15 Messung der ver. Polardaten auf einer Grenzfläche Mikrophon A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
16 Frequenzgang auf der Grenzfläche gemessen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
17 Phasengang auf der Grenzfläche gemessen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
18 Sens. und erreichbarer Maximalpegel für einen Kanal 102 db 88 db A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
19 Horizontales Abstrahlverhalten A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
20 Vertikales Abstrahlverhalten A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
21 Balloon Daten für die Simulation A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
22 Messung im Saal (Linie Vorne) A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
23 Ortsabhängige Entzerrungen A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
24 Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
25 Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
26 Ausführung im Saal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
27 Signalverteilung PCs LS Madi - ADAT A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
28 Signalverteilung 15 Rechner mit MADI Interfaces und je 56 von 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
29 Simulationen für einen Lautsprecher als Primärquelle 0 m Primärquelle Ref.-Punkt A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
30 Delays der WFS Kanäle für 1, 2, 4 und 8m A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
31 Pegelverteilung der WFS Kanäle für 1m 102 db A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
32 Pegelverteilung der WFS Kanäle für 2m 102 db A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
33 Pegelverteilung der WFS Kanäle für 4m 102 db A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
34 Pegelverteilung der WFS Kanäle für 8m 102 db A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
35 Frequenzgänge und Pegelverteilung für 1m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
36 Frequenzgänge und Pegelverteilung für 2m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
37 Frequenzgänge und Pegelverteilung für 4m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
38 Frequenzgänge und Pegelverteilung für 8m Primärquelle WFS A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
39 Primärquelle in 4m Entfernung bei 125 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
40 WFS in 4m Entfernung bei 125 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
41 Primärquelle in 4m Entfernung bei 250 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
42 WFS in 4m Entfernung bei 250 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
43 Primärquelle in 4m Entfernung bei 500 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
44 WFS in 4m Entfernung bei 500 Hz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
45 Primärquelle in 4m Entfernung bei 1 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
46 WFS in 4m Entfernung bei 1 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
47 Primärquelle in 4m Entfernung bei 2 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
48 WFS in 4m Entfernung bei 2 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
49 Primärquelle in 4m Entfernung bei 4 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
50 WFS in 4m Entfernung bei 4 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
51 Primärquelle in 4m Entfernung bei 8 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
52 WFS in 4m Entfernung bei 8 khz A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
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
54 Der fertige Hörsaal A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
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
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
57 Paper Download Manuskript zu diesem Vortrag mit Text und Grafiken als PDF File ab dem 26.März 2007 A.Goertz Prolight+Sound Media Systems Congress
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