Low-frequency group delay in a vented-box loudspeaker

Abstract

This thesis is about equalization and audibility of low frequency group delay distortion caused by properties of a vented-box type loudspeaker. Various methods available for group delay equalization were examined, and their properties were compared. The audibility of low-frequency group delay distortion was studied using listening experiments and allpass filter models of the loudspeaker, as well as measured responses of actual loudspeakers. The equalization of the loudspeaker group delay distortion was found to be straightforward using modern DSP (Digital Signal Processing) techniques. However, the audibility of the group delay distortions was found to be quite dependent on the material reproduced, and the shorter delays are difficult to detect even by experienced listeners. Based on the listening test results the average detection level of group delay distortion in a vented-box type sound reproduction system at the frequency range of 30 to 250 Hz was estimated to be about 7 milliseconds.

Tämä diplomityö käsittelee bassorefleksikaiuttimen ominaisuuksista johtuvan matalien taajuuksien ryhmäviivesärön ekvalisointia ja havaittavuutta. Työssä tutkittiin erilaisia käytettävissä olevia menetelmien ryhmäviiveen ekvalisoimiseksi sekä vertailtiin näiden menetelmien ominaisuuksia keskenään. Matalien taajuuksien ryhmäviivesärön havaittavuutta selvitettiin kuuntelukokeiden ja kokopäästösuodattimiin perustuvien kaiuttimien mallien avulla. Lisäksi hyödynnettiin todellisten kaiuttimien mitattuja taajuusvasteita. Kaiuttimen ryhmäviivesärön ekvalisoinnin havaittiin olevan suoraviivaista nykyaikaisilla DSP-tekniikoilla (digitaalinen signaalinkäsittely, Digital Signal Processing). Ryhmäviivesäröjen havaittavuuden todettiin kuitenkin olevan varsin riippuvaista kuunneltavan materiaalin ominaisuuksista. Lyhimpien ryhmäviivesäröjen havaitseminen oli lisäksi vaikeaa jopa kokeneille kuuntelijoille. Tulosten perusteeella voidaan arvioida, että bassorefleksikaiuttimen ryhmäviivesärön keskimääräinen havaittavuusraja taajuusalueella 30–250 Hz on noin 7 millisekuntia.