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Eingebautes Chassis: Gesamtgüte aus Impedanzgang errechnen

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  • ropf
    Registrierter Benutzer
    • 03.12.2013
    • 841

    Eingebautes Chassis: Gesamtgüte aus Impedanzgang errechnen

    Hallo,

    machmal hat man TSP, Volumina etc. nicht zur Hand, und es ist nicht opportun, die Box zu zerlegen, mit Zusatzgewichten zu hantieren, usw - dennoch möchte man die Einbaugüte des Tieftöners abschätzen. Methode aus dem Schwammkrug:

    1. - ermtttelt man aus dem Impedanzgang die Resonanzfrequenz (fs) das Maximum (Zmax) und misst den Gleichstromwiderstand (Rdc). Daraus ermittelt man den Faktor r = Zmax/Rdc

    2. - legt man die Impedanz fest, an der man die Bandbreite misst - ich nenn sie mal Zx. Zx = Rdc * Wuzel (r)

    3. - liest man aus dem Impedanzgang die Frequenzen f1 und f2 ab, an dem die Impedanzkurve diesen Wert schneidet. (Plausibilitätscheck: an diesen Stellen hat die Phase ihre Extrema)

    4. - daraus ergibt sich die mechanische Güte mit Qm = Wurzel(r) * fs / (f2-f1)

    ...

    Wie berechnet man daraus die Gesamtgüte? Ab hier eigene Zusammenreimung:

    - Qm beschreibt die Güte eines Parallelschwinkreises aus Ersatzkapazität (für die Membranmasse), Ersatzinduktivität (für die Nachgiebigkeit von Aufhängung und Luftfeder) und Ersatzwiderstand Rm (für die mechanischen Verluste.

    - bei Resonanzfrequenz (fs) neutralisieren sich die Blindströme durch C un L vollsändig - die Gesamtimpedanz bildet hier eine reine Reihenschaltung von Rm und Rdc (die Schwingspuleninduktivität übersehen wir der Einfacheit halber mal) --> also ist Rm = Zmax - Rdc

    - aus Sicht des Chassis liegt liegt (an einem idealen Verstärker) Rdc parallel zum oben beschreibenen Parallelschwinkreis. Es verhält sich also Qt / Qm = (Rdc//Rm) / Rm --> Qt = Qm / r

    Test mit Daten aus boxsim - W170S8 in 10l:

    1. - fs ~73Hz (boxsim fs = 73,6Hz), Zmax=20Ohm, Rdc=5,9Ohm -> r ~3,39

    2. Zx = 10,9Ohm

    3. f1 ~56Hz, f2 ~95Hz, f2-f1 = 39Hz

    4. Qm = 1,84*73Hz/39Hz = 3,45 (boxsim: Qmc=3,46)

    5. Qt = 3,45/3,39 = 1,02 (boxsim: Qtc = 1,015)

    Dafür, dass die (unbekannte) Schwingspuleninduktivität nicht berücksichtigt ist, haut das recht gut hin. Bei Subwoofern oder anderen Chassis mit gleichzeitig hoher induktivität und niedrigem Rdc mag das anders aussehen.

    Gibt es Vorschäge, wie das einfacher geht?

    Gruß, ropf
    Zuletzt geändert von ropf; 20.06.2016, 11:37.
  • UweG
    Registrierter Benutzer
    • 29.07.2003
    • 5606

    #2
    Michael Gaedke schreibt in "Parametermessungen an Lautsprecherchassis" 1985 (Benennungen etwas umbenannt):

    r0 = Rmax / Rdc
    Rx = Rdc * sqrt(r0)
    Die Impedanz an f1, und f2 sei Rx.
    Qms = (fs * sqrt(r0)) / (f2 - f1)
    Qes = Qms / (r0 - 1)
    Qts = Qms / r0 = Qms*Qes / (Qms + Qes)

    So weit ich das auf die Schnelle sehe, liegst Du da nicht so falsch.
    Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

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    • ropf
      Registrierter Benutzer
      • 03.12.2013
      • 841

      #3
      Danke Uwe. War etwas unsicher, weil im Schwammkrug auch noch stand:

      Wenn alles stimmt, gilt für die Differenz von f2 und f1:
      f2-f1 = Wurzel (Zmax * Rdc)
      was imho nicht plausibel ist.

      Kommentar

      • Horrexx
        Registrierter Benutzer
        • 25.03.2015
        • 238

        #4
        DPC Software

        Claus Futtrupp ( R&D Engineer at Dynaudio A/S, Denmark) hat eine Software entwickelt, die in diesem Zusammenhang erwähnenswert ist, die dazugehörige Website ist sehr lesenswert.
        http://www.cfuttrup.com/dpc/dpc.htm

        Vielleicht ist der Link hier nützlich.
        __________
        Peter

        Kommentar

        • UweG
          Registrierter Benutzer
          • 29.07.2003
          • 5606

          #5
          @ropf:
          Wurzel(Zmax * Rdc) hat die Einheit Ohm oder V/A.
          f2-f1 hat die Einheit Hertz.
          Wie können die gleich sein?
          Es stimmt aber, dass das Chassis bei f1 und f2 die Impedanz Wurzel(Zmax*Rdc) hat, jedenfalls so etwa.
          Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

          Kommentar

          • ropf
            Registrierter Benutzer
            • 03.12.2013
            • 841

            #6
            Moin,

            @Uwe: Letzeres muss natürlich stimmen, weil wir es ja oben so definiert haben:

            Rx = Rdc * sqrt (r0)
            = Rdc * sqrt (Rmax / Rdc)
            = sqrt (Rmax * Rdc)

            Die zitierte Zeile streich mir einfach rot an - als Beispiel, dass auch kompetenten Buchautoren mal Fehler unterlaufen ...

            @Horrexx: sehr informativ, besonders die Hintergrundinfos zu dem Messprogramm.

            Gruß, ropf

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