Warum Bassreflex doch was taugt - Messungen

[wolfgang520]

Das ist aber nichts Neues, denn ist ja wohl bekannt, dass der Klirr bereits bei wenigen Watt stark ansteigt, wo wir noch weit von der max. lin. Auslenkung entfernt sind.
Selbst die richtig großen Chassis erzeugen bei einigen Watt und zB 40 Hz bald massiven Klirr, egal ob man sie freeair, CB oder BR betreibt, da ist man von den üblichen +/-10mm für 18" noch weit entfernt, wenn man den Klirr schon zu hören beginnt

Hallo aurelian,
dann sieh Dir doch mal das Boxsim Bild vom Maximalpegel an. Die Grenze im unteren Frequenzbereich ist der maximale Hub. Bei 30 Hz wird der maximale Hub, der beim W 250 S bei 3 mm liegt, bei 85 dB erreicht. Wenn ich nun den Maximalhub in der Eingabeleiste auf 2 mm verringere, dann bin ich bei einem Maximalpegel von 80 dB angekommen. Friedemanns Messung ergibt ebenfalls 80 dB bei Einhaltung des Klirrs von 10%. Mehr bringt der Lautsprecher nicht, unabhängig ob dieser mit Bassanhebung betrieben wird oder nicht.
Aus meiner Sicht liegt es also nicht am Prinzip sondern daran, dass wir die Grenze des Chassis erreicht haben. Man sollte hier mal darüber nachdenken, ob man die max. lineare Auslenkung des Chassis nicht etwas zu großzügig angegeben hat oder nach Kriterien ermittelt hat, die der heutigen Norm nicht mehr entsprechen.

Die Aussage das "Klirrfaktor entsteht, obwohl die Membran noch lange nicht den max. linearen Hub erreicht" ist bei einem mm Differenz nicht ganz zutreffend.

Gruß
Wolfgang

[FoLLgoTT]

Selbst die richtig großen Chassis erzeugen bei einigen Watt und zB 40 Hz bald massiven Klirr, egal ob man sie freeair, CB oder BR betreibt, da ist man von den üblichen +/-10mm für 18" noch weit entfernt, wenn man den Klirr schon zu hören beginnt

Dass die nichtlinearen Verzerrungen schon vor Xmax hörbar werden, ist richtig. Das kommt aber auch ganz extrem auf die Frequenz an. Abhängig von 10% THD sinkt Xmax mit der Frequenz. Das heißt, bei 20 Hz sind die 10% schneller erreicht als bei 40 Hz.

Hier ist eine Laser-Messung eines 18" mit einem mathematischen Xmax von 25 mm. Er erreicht auf seiner Resonanzfrequenz (21 Hz) die 10% THD bei knapp 20 mm, was extrem viel ist. Der Laser kann nur bis +/- 20 mm messen, weshalb die Auslenkungskurve darüber immer stärker abknickt.





Ich habe bei meinem SBA die Erfahrung gemacht, dass man Klirr bei 20 Hz ab ca. 5 - 7 % hören kann, wenn auch sehr leise und nur bei Sinustönen. Und es hängt davon ab, ob K2 oder K3 stärker vertreten sind. Letzteres ist einfacher hörbar. Nachgeprüft habe ich das mit speziellen Testsignalen, die Harmonische enthalten. Mein SBA erzeugt bei 20 Hz vernachlässigbar wenig THD (<0,3 %) bei gemäßigter Lautstärke (z.B. 90 dB).

[yoogie]

Das sieht mir sehr nach einem "Luftverschieber" aus. Habe einen in 200 liter CB.

[FoLLgoTT]

Das sieht mir sehr nach einem "Luftverschieber" aus. Habe einen in 200 liter CB.

Jupp! Ich habe vier, die bisher aber nur rumliegen.

[wolfgang520]

Dass die nichtlinearen Verzerrungen schon vor Xmax hörbar werden, ist richtig. Das kommt aber auch ganz extrem auf die Frequenz an. Abhängig von 10% THD sinkt Xmax mit der Frequenz. Das heißt, bei 20 Hz sind die 10% schneller erreicht als bei 40 Hz.

Diese Aussage stimmt aber genau mit dem Maximalpegel von Boxsim überein. Warum nutzen wir also nicht die Angabe des Maximalpegels von Boxsim, um für jedes Chassis eine definitive Aussage zu treffen?

Gruß
Wolfgang

[FoLLgoTT]

Diese Aussage stimmt aber genau mit dem Maximalpegel von Boxsim überein. Warum nutzen wir also nicht die Angabe des Maximalpegels von Boxsim, um für jedes Chassis eine definitive Aussage zu treffen?

Nein nein, das ist etwas anderes. Der Maximalpegel sinkt mit fallender Frequenz, weil der Strahlungswiderstand abnimmt. Also bei konstantem Xmax sinkt er immer. Das simuliert Boxsim.

Hinzu kommt aber noch, dass die THD nach unten hin immer stärker werden. Das ist so nicht simulierbar, sondern hängt vom Treiber ab und muss gemessen werden.

Auf der anderen Seite kommt diesen Effekten der Druckkammereffekt entgegen. Er verstärkt zunehmend die Grundwelle gegenüber den Harmonischen, so dass der Klirr im Raum wieder sinkt. Das entschärft das ganze Thema zu einem gewissen Teil.

[wolfgang520]

Hallo Niels,

wie kommt man dann zu einem brauchbaren Ergebnis? Die Klirrmessung bei dieser tiefen Frequenz ist doch sehr ungenau, wenn man nicht grad einen schalltoten Raum hat. Und die Messung des Membranhubes, wie funktioniert denn das?

Gruß
Wolfgang

[FoLLgoTT]

wie kommt man dann zu einem brauchbaren Ergebnis? Die Klirrmessung bei dieser tiefen Frequenz ist doch sehr ungenau, wenn man nicht grad einen schalltoten Raum hat. Und die Messung des Membranhubes, wie funktioniert denn das?

Wie auf dem Foto zu sehen, habe ich die nichtlinearen Verzerrungen im Nahfeld gemessen und ohne Gehäuse. Durch den akustischen Kurzschluss gibt es praktisch keinen Raumeinfluss, da keine Anregung.

Die Auslenkung misst ein Laserdistanzsensor. Der gibt zu jedem Zeitpunkt eine Spannung aus, die linear zu dem Abstand des gemessenen Objekts ist. Die obere Eckfrequenz meines Sensors beträgt ca. 500 Hz. ARTA interpretiert diese Spannung und stellt sie in mm dar. Das ist alles hier nachzulesen.

Klippel R&D misst auch mit einem Laser, allerdings reagiert der deutlich schneller und ist somit auch für hohe Frequenzen einsetzbar. Und die Software kann natürlich deutlich mehr auswerten und darstellen als STEPS.

[wolfgang520]

Hallo Nils,
das Messverfahren ist schon recht kompliziert. Ich werde es wohl mal mit einer Freifeldmessung des Klirr versuchen.
Allerdings besitzt nach Deiner Aussage der Maximalpegel lt. Boxsim wenig Aussagekraft. Ich würde es trotzdem als Orientierung nehmen. An irgendetwas muss man sich doch orientieren, zumal meine Simu mit den Messungen von Friedemann recht stimmig war.

Gruß Wolfgang

[walwal]

Hier mal ein Beispiel. Messung meiner Connie WG bei Visaton im RAR. Das sind 2 Al 200 in je 40 Liter CB.

Man sieht schön, wie der Klirr im Tiefton mit zunehmendem Pegel ansteigt. Wobei ich auch bei hohen Lautstärken keinen Klirr heraushöre, obwohl die LS immerhin den Estrich zum Schwingen anregen und Schlagzeug körperlich spürbar ist. Der Hub ist dann im Bereich 1 cm.

[wolfgang520]

Hallo,
die Al 200 sind für 7 mm Maximalhub noch geeignet. Laut Boxsim bringen 2 Stück dann noch 90 dB, das dürfte für das Wohnzimmer ausreichen.
Aus meiner Sicht ist es dem Chassis egal in welcher Kiste es eingebaut ist. Limitierend ist einzig der Maximalhub.
Wenn man das noch einmal durchdenkt, dann ist doch Xmax nicht frequenzabhängig. Bei einer Freifeldmessung müsste bei Erreichen von Xmax. der Grenzwert von 10% klirr oder ein Wert darunter feststellbar sein.

Das heißt bezogen auf Boxsim liegt der Maximalpegel lt. Diagramm immer unter dem Grenzwert von 10% Klirr. Dann ist die Aussage auch Normenkonform. Sollte das nicht so sein, dann wäre die Anzeige des Maximalpegels in Boxsim doch sinnlos und man könnte den Reiter weglassen.
Gruß
Wolfgang

[FoLLgoTT]

Aus meiner Sicht ist es dem Chassis egal in welcher Kiste es eingebaut ist. Limitierend ist einzig der Maximalhub.

Nö.
Das mathematische Xmax ändert sich mit dem Gehäusevolumen zwar nicht, das 10%-THD-Xmax aber schon.

Wenn man das noch einmal durchdenkt, dann ist doch Xmax nicht frequenzabhängig.

Ein Durchdenken bringt hier nicht viel. Messungen bringen Klarheit. Ich hatte hier mal Xmax eines GF 200 bei unterschiedlichen Frequenzen gemessen. Man sieht sehr schön, wie 10% THD im unteren Frequenzbereich sehr schnell erreicht wird, während es obenrum sogar überschritten wird. Ein verzerrungslimitiertes Xmax ist also sehr wohl frequenzabhängig. Das wird auch sofort aus jeder Klirrmessung eines Tieftöners ersichtlich. Der Klirr steigt unterhalb der Resonanzfrequenz immer deutlich an.

Das heißt bezogen auf Boxsim liegt der Maximalpegel lt. Diagramm immer unter dem Grenzwert von 10% Klirr.

Nein, warum sollte das so sein? Boxsim nimmt das mathematische Xmax. Das ist im Tiefbass in der Regel höher als das gemessene. Man kann den Treiber natürlich trotzdem problemlos bis zum mathematischen treiben, aber dann klirrt er eben mehr.

Aber wie gesagt, im Raum ist das sowieso ein bisschen weniger kritisch. Zumindest im Tiefbass.

[aurelian]

Welchen Pegel in etwa würde dieser 18"er bei 20 Hz und 20mm noch liefern können?

[FoLLgoTT]

Welchen Pegel in etwa würde dieser 18"er bei 20 Hz und 20mm noch liefern können?

108 dB.
..

Plus ca. 7 dB Grenzflächenverstärkung, je nach Raumgröße.

[wolfgang520]

Hallo Nils,
zu Deinen Aussagen habe ich noch Bemerkungen:

Nö.
Das mathematische Xmax ändert sich mit dem Gehäusevolumen zwar nicht, das 10%-THD-Xmax aber schon.

Xmax ist doch eine Vorgabe des Herstellers auf seinem Datenblatt, das kann sich nicht ändern da es vorgegeben ist. Das 10%-THD-Max ändert sich natürlich, da sich der Hub mit der Frequenz ändert.

Ein verzerrungslimitiertes Xmax ist also sehr wohl frequenzabhängig

Dann müssen wir uns jedoch erst darüber im klaren sein, wie Xmax definiert ist. Wenn die Aussage von Friedemann als verbindlich gilt, dann sind die 10% klirr der Maximalwert, der bei Xmax erreicht werden kann. Wenn natürlich in einer Bassreflexbox unterhalb der Resonanzfrequenz der Hub über Xmax ansteigt, dann sind auch die 10% Klirr nicht mehr einzuhalten.

Boxsim nimmt das mathematische Xmax. Das ist im Tiefbass in der Regel höher als das gemessene.

Dann ist die Sache doch in Ordnung. Wenn der gemessene Hub niedriger als der Maximalhub ist, dann liegt der Klirr also noch unter 10% und das ist regelkonform.

Gruß
Wolfgang