Ein schwieriges Unterfangen? - Konstruktionshilfe benötigt

[raw]

Ich empfehle eine Abstimmung auf 35Hz bis 40Hz. Die Länge kannst du dir in Boxsim berechnen lassen.

[Mareus]

Hallo,
nach langer Zeit gibt es endlich Neuigkeiten von dir "Entwicklungsfront".

Zuerst möchte ich jedoch folgenden Personen ein ganz besonderes Lob ausprechen, ohne deren Hilfe das Projekt nicht bis in dieses Stadium gekommen wäre:

1. "raw" für die Entwicklung der Weiche

2. "Holly65" aus dem Hifi-Forum.de, der mir mit seinem überwältigenden HiFi-Wissen und Messequipment zur Seite stand und den Testaufbau vermessenen und probegehört hat.

3. NiWo der sich bereit erklärt hat den Al130 mit dem B&G Neo 3 PDR/W zu vermessen und wertvolle Tipps hinsichtlich der Trennfrequenzen gegeben hat, sowie hinsichtlich der Chassispositionen, wobei letzteres noch nicht ausgetestet wurde.

4. farad für seine unermüdlichen Antworten.

Ferner möchte ich natürlich auch allen anderen aus diesem Forum danken und Respekt zollen für ihre Hilfe!



Zunächst ein paar Impressionen von dem Testgehäuse:





Die Maße lassen sich an folgender Grafik ablesen, [i] wobei jedoch anzumerken ist, dass der Tieftöner von der Schallwand 24,4cm (Mittelpunkt des TT) entfernt sitzt, somit die Zeichnung nicht ganz stimmt. Grund hierfür ist der Innenaufbau des Gehäuses, da für den AL130 2l bei entsprechender Einbautiefe benötigt werden.




Das Bassreflexrohr hat eine Länge von 32cm bei einem Durchmesser von 10cm und sitzt 20cm vom Boden (Unterkannte Rohr) entfernt. Somit ergibt sich eine Abstimmung für den GF200 bei 42l BR auf 35Hz.





So nun zum Ablauf was passiert ist:

Raw hat für mich die folgende Weiche entwickelt:



Diese Weiche habe ich dann im Testaufbau verwendet.

Mit dem Testaufbau bin ich dann zu "Holly65" aus dem Hifi-Forum gefahren, der sich bereit erklärt hat das Projekt zu vermessen.

Messequipment:

kalibriertes MCE-2000 mit M-Audio-Transit USB
HobbyBox für Impendanzmessungen




Hierbei kamen die folgenden Ergebnisse raus:



1. Frequenzgang gesamt auf Achse:




2. Frequenzgang auf 15Grad




3. Impendanzmessung




4. die einzelnen Zweige (TT-MT-HT)




5. Nahfeldmessung des TT und Messung am Ausgang des BR-Kanals






Ich bitte ausdrücklich um Kommentierung dieser Messungen!


Nach Meinung von Holly65 passt die Weiche gut, auch klanglich wären ihm keine Missstände aufgefallen. Besonders homogen sei seiner Meinung nach die Mittel-Hochton-Einheit.

...ENDE ERSTER POST

[Mareus]

....FORTSETZUNG ZWEITER POST


Dennoch sind mir folgende 3 Probleme aufgefallen, zu denen ich um Ratschläge bitte.

Die Relevanz dieser Probleme ist ansteigend, von unwichtig (1.) bis sehr wichtig (3.):


1. Wirkungsgrad

Holly65 bemängelte den geringen Wirkungsgrad der Konstruktion und führte an, dass "zu viele Bauteile" einen "gedämpften Klang" produzieren und hierdurch "Feinzeichnung" und "Dynamik" verloren gingen. Diesbezüglich schlug er vor folgende Weiche zu verwenden:





Was haltet ihr von diesem Einwand. Was ist von dem Weichenaufbau zu halten?


2. "weicher" Bass

Beim Probehören neigte der Bass dazu etwas "weich" zu klingen, d.h. er schwung etwas läner aus und war nicht richtig "knackig", jedoch tiefreichend.
Holly65 meinte, es könnte an der klein dimensionierten TT Spule liegen, doch ein testweiser Einsatz einer Trafospule mit 0.16 Ohm Innenwiederstand von Holly brachte keine merkliche Verbesserung.
Als Bedämpfung wurde eine Matte Sonofil locker über dem BR-Rohl platziert, wobei in der Mitte ein "Korridor" unbedämpft blieb, sowie eine Matte Sonofil unter das BR-Rohr gelegt als "akustischer Sumpf".
Ferner schlug Holly vor auf ein 8cm BR-Rohr mit 30er Länge umzusteigen und dieses tiefer zu setzen.

Was wären euere Ratschläge?



3. EVENTUELLES Phasenproblem

Eventuell bin ich auf ein schwerwiegendes Problem bei heimischen Messungen gestoßen:
Es könnte genau dass eingetreten sein, was die Kritiker des Seitenbasses immer prophezeit haben, eine Phasenauslöschung.
Leider weiss ich nicht genau, wie man mit heimischen Mitteln einen Seitenbass korrekt vermisst und ob es sich nicht lediglich um eine Resonanz der Messraumes handelt. Diesbezüglich bitte ich dringest um Empfehlungen! (PN, Sweep, MLS? Welcher Abstand, welcher Samplelänge?)


Bei Messungen auf Achse im Abstand von ca. 31cm zur Schallwand (Mikro mittig zwischen MT+HT ausgerichtet) ergibt sich bei den Messungen folgendes Bild, auffällig dabei ist eine Senke im Bereich von 150HZ!:








[i]In der letzten Zeile der Messungen ist jeweils angegeben, wie die Polung des MT/TT zueinander ist (HT war für die Messungen nicht angeschlossen).
Nach der Simulation von RAW und dessen Weiche (siehe oben) müssen der TT und der MT verpolt sein!
Dennoch habe ich zum Vergleich die gleiche Messung auch mit TT+MT gleichpolig durchgeführt.

Die BoxSim-Datei mit dem Projekt und der verwendeten Weiche findet sich unter folgendem <<<LINK>>>



Nochmals vielen Dank für eueren Aufwand, ich erwarte mit Spannung euere Antworten/Kommentare!


Gruß
Mareus

[arnegger]

zu 2.) ist die lösung ganz einfach: geschlossen bauen. dennoch sollte der gf auch in br einen sauberen bass liefern..........

[raw]

Wie geil ist das denn... Respekt und Lob dafür, dass du das Projekt auch wirklich durchgeziehst. Super.

"zu viele Bauteile" einen "gedämpften Klang" produzieren und hierdurch "Feinzeichnung" und "Dynamik" verloren gingen

Argh, das ist alles andere als richtig.

Was ist von dem Weichenaufbau zu halten?

Nicht so viel. Die Impedanz ist überhalb des Tieftons bei ziemlich niedrigen 4.5 Ohm und darunter schnellt die Impedanz 16 Ohm hoch. Das gibt ordentliche elektrische Phasendrehungen, schätzungsweise +-50°. Die Weiche ist elektrisch nicht mehr unkritisch meiner Meinung nach.
Des Weiteren spielt der Tieftöner zu viel Mittelton ab. Man muss bedenken, dass das in der obigen Simu der Frequenzgang unter 90° Winkel zum Tieftöner ist. Bündelung! Unter 0° (zum TT) müsste somit noch ziemlich viel Mittelton kommen.
Eben deswegen so viele Bauteile - von wegen "gedämpfter Klang"...

Beim Probehören neigte der Bass dazu etwas "weich" zu klingen, d.h. er schwung etwas läner aus und war nicht richtig "knackig", jedoch tiefreichend.
...
Was wären euere Ratschläge?

Weicher Bass (genauso wie "druckvoller" oder "sehr knackiger" Bass) ist eigentlich ein raumakustisches Problem. Da ist die Box selber nicht daran schuld.
Mein Ratschlag wäre, die Box unter neutralen Bedingungen, also frei aufgestellt im Garten, zu hören. Oder geh mal mit dem Kopf sehr nah an den Tieftöner und BR-Öffnung ran und hör damit ein bisschen. Das kann dann nicht mehr weich und unpräzise klingen. Folglich: Raumakustikoptimierung oder zumindest andere Aufstellung im Raum.

3. EVENTUELLES Phasenproblem
...
Bei Messungen auf Achse im Abstand von ca. 31cm zur Schallwand (Mikro mittig zwischen MT+HT ausgerichtet)
...
Nach der Simulation von RAW und dessen Weiche (siehe oben) müssen der TT und der MT verpolt sein!
Dennoch habe ich zum Vergleich die gleiche Messung auch mit TT+MT gleichpolig durchgeführt.

Der Messabstand ist das Problem. Da kann offensichtlich keine ordentliche Phasenbeziehung entstehen. Bei Boxsim ist der "Messabstand" sehr groß - da klappt's.

Leider kann man diesen Übergang nicht gescheit messen. Man bräuchte einen reflexionsarmen Raum und größere Messabstände. Am Hörplatz im Wohnzimmer wäre es vom Abstand her in Ordnung, leider verändert sich auch die Anregung der Raumresonanzen durch das Verpolen der Chassis, was zu völlig unterschiedlichen Frequenzgängen führt.
Nimm die Polung, die dir am Hörplatz klanglich mehr zusagt.

[antiasina]

zu 2.) ist die lösung ganz einfach: geschlossen bauen. dennoch sollte der gf auch in br einen sauberen bass liefern..........

vielleicht isses der Raum?
Nen Seitenbass mit 6dB zu trennen finde ich keine so gute Idee, da er durch seine Bündelung oben rum MT-Schallanteile gegen die Wand feuert, und dort Reflexionen provoziert.
Zum Vermessen:
1. In einen anderen Raum gehen und gegenmessen (aber eigentlich müsste man im Raum, wenn der Raum eine Senke verursacht, auch einen Punkt finden, wo es verdammt laut ist; einfach mal mit laufendem 150Hz-Sinus durch den Raum gehen...
2. im Freien messen.
3. von gefensterten Messungen etc halte ich nix (liegt daran, dass ich zu blöd dafür bin)

[We-Ha]

Habe ich doch schon mal gesehen ?

[doctrin]

von dem gedämpften Klang-Gelapp halte ich auch nicht viel...auch wenn er so freundlich war und dir geholfen hat .
Ist es ok den Gf200 erst ab 300Hz zu trennen oder ist das bei dem kleinen Chassi ok ??

P.S.: bei Seitenbasskonstrukten sollte man sich nicht über fehlenden "Wirkungsgrad" wundern und das Ausbauen von Bauteilen bzw. Verringern der Impedanz ist auch nicht gerade unter Wirkungsgradgewinn abzubuchen!!!

[Mareus]

So ich werde mal nach der Reihenfolge der Antworten vorgehen:

@arnegger:
Klar ein CB wäre für Präzision die beste Alternative, aber ich möchte auch einen einigermaßen tiefreichenden Bass.

@raw:
Deine Argumentation erscheint mir richtig. Meiner Meinung nach ist auf Grund des Seitenbasses eine steilflankige Trennung zum MT notwendig, deshlab habe ich deine Weiche auch vorgezogen=)
Klanglich sagt mir deine Variante der Polung mehr zu (also TT+MT verpolt).

@antiasina
Welche Messeinstellungen bei Arta und welchen Messabstand und welche Aufstellungen sollte ich am besten verwenden? Kann bis zu einem 45qm Wohnzimmer alles anbieten, da im Freien es etwas blöde aussieht, wenn ich den Mess-PC heraustrage=)

Wie würdest du die Weiche modifizieren, um eine steilflankigere Trennung vom TT zum MT zu realisieren. Wenn man sich die Weiche von Raw ansieht, so verläuft die Trennung schon ziemlich steil:




@We-Ha:
Du musst du dich verguckt haben, ich war nicht beim Forumstreffen..... aber wenn du eine Vermessung bei Visaton organisieren kannst wäre ich da=)

@doctrin:
Stimmt!



@Alle:

Drei Fragen bleiben mir noch:

1. Gehäuseaufbau
Wie würdet ihr den Innenaufbau des Gehäuses (dachte an 19mm MDF) gestalten. Ich bitte insbesondere um Tipps hinsichtlich der Bedämpfung und Positionierung des BR-Kanals. In meiner Variante strahlt er nach vorne und liegt im unteren Drittel. Sollte man den Durchmesser (wie von Holly65 vorgeschlagen) auf 8cm verringern von 10cm? Welche Bedämpfungsmaterialen würdet ihr Preis-/Leistungstechnisch vorschlagen?

2. Phasenbeziehung
Von der Simulation her ist die Phasenbeziehung TT + MT verpolt richtiger, auch hörtechnisch erscheint der Bass etwas lauter, also meiner Meinung nach sollte man dabei bleiben oder gibt es Alternativen um auf "nunmal sicher" zu gehen?

3. Der Name
Letztendlich fehlt mir noch ein ausdruckstarker Name für das Projekt. Ich dachte an etwas lateinisches bzw. griechisches oder etwas "episch" klingendes. Irgendwelche Vorschläge, da es ja faktisch eine Visaton-Foren-Box ist=)



Nochmals vielen Dank für eueren Aufwand.

Gruß
Mareus

[Farad]

Hallo,

habe eben erst entdeckt, dass es hier weitergegangen ist. Sehr schön, der Frequenzgang mit der ersten Weiche sieht ja schon gut aus. Unverändert finde ich die Weiche etwas "komisch" und würde alternativ eine Weiche mit "Standardbeschaltung" probieren.


Die Einbrüche in den gezeigten Kurven sind sehr stark und nicht ohne weiteres zu erklären. Es gibt kein Chassis, das im Bassbereich mal eben Pegelschwankungen von 15dB aufweist, hier liegt ziemlich sicher ein Meßfehler vor. Abgestimmt werden Lautsprecherboxen immer so, dass auf Achse die Phasenlage passt, erst dann wird das Abstrahlverhalten gemessen. Sieh also zu, dass sich auf Achse eine schönen Addition der Einzelwege ergibt. Genau diese Messung fehlt leider. Erst die Einzelwege, dann die Summe. Wenn sich der Pegel hier schön mit 6dB bei der Trennfrequenz auf Achse addiert, dann stimmt die Phasenlage. Egal wie zappelig die Frequenzgänge sind, das sind dann Meßfehler durch den Raum.

In aller Regel hat man schon bei 1m Abstand ab 300...400Hz hinauf keine Probleme mehr mit dem Raum, die Einflüsse von Reflexionen sind eher gering.

Folgendes Vorgehen:
-> Abstimmen der Weiche mit Mikrofon auf Abstrahlachse des Hochtöners in etwa 80cm Entfernung. Wenn du das Basschassis gut erfassen willst, nutze eine Sequencelength von wenigstens 32k bei einer Samplingrate von 48kHz (kann stets eingestellt bleiben), als Anregungssignal nimmst du Rosa Rauschen, MLS ist absolut unangebracht. Wenn du eine "verrauschte" Impulsantwort bekommst, benütze Gleitsinus mit zwei Mittelungen. Beim Basschassiseinzelweg mußt du eine sehr weiche, langezogene Kurve ohne Zacken bekommen, beim Hochtöner einen richtig deutlich sichtbaren Impuls, davor und danach muß eine Nullinie erscheinen (evtl. mit Reflexionen). Ist das nicht der Fall, lauter messen, längere Sequencelength (48k), mehr Mittelungen, Zweikanalig messen.

-> Miß das Abstrahlverhalten im Bereich von 0...90° in 15° Schritten. Dabei drehst du die Box, die Mikroposition bleibt gleich.

-> Die Weichenabstimmung anpassen. Ich glaube nicht, dass weder die erste noch die zweite (!) Weiche ein ideales Ergebnis bringen. Versuche dann eine Weiche mit einfachen 12 bzw. 18dB Weichen, ohne Schnickschnack. Erst wenn mit diesen Standardweichen wirklich nichtsmehr geht, setzt du zusätzliche Bauteile ein. Eine Weiche hat immer nur soviele Bauteile wie wirklich absolut notwendig sind. Wenn sich durch ein zusätzliches Bauteil das Ergebnis nicht wesentlich verbessert, fliegt es wieder raus. Oft kann man durch drehen an den anderen Bauteilen ein Teil sparen. Nach jeder Änderung prüfst du, ob die Addition funktioniert, nach ein paar Änderungen machst du eine Impedanzmessung und siehst zu, dass der Verlauf gleichmäßig ist und die Nennimpedanz nicht wesentlich unterschritten wird.

Ich habe ganz zu Anfang schon geschrieben, wie du im Freien reflexionsfrei messen kannst. Der Aufwand lohnt sich allemal. Man geht sonst im Bassbereich oft von einem ganz falschen Wirkungsgrad aus, weil die Glättung bei sehr starken Schwankungen "versagt" und man durch die tiefen Einbrüche von einem falschen Mittelwert ausgeht. Btw, die Nahfeldmessung am Basschassis ist entweder nicht richtig, oder die Bassreflexabstimmung funktioniert nicht. Es muß eine deutliche Nullstelle zu sehen sein. Das Mikrofon darf hierbei wirklich nur wenige Millimeter von der Staubschutzkalotte entfernt sein.

Viel Erfolg weiterhin, Gruß, farad

[We-Ha]

Mareus tipperte:@We-Ha:
Du musst du dich verguckt haben, ich war nicht beim Forumstreffen..... aber wenn du eine Vermessung bei Visaton organisieren kannst wäre ich da=)

Das du nicht da warst, ist mir klar, aber Niwo, und diese Äusserung:

und Mareus tipperte noch:
3. NiWo der sich bereit erklärt hat den Al130 mit dem B&G Neo 3 PDR/W zu vermessen und wertvolle Tipps hinsichtlich der Trennfrequenzen gegeben hat, sowie hinsichtlich der Chassispositionen, wobei letzteres noch nicht ausgetestet wurde.

und dem gleichen Spanplattendesign lies mich kombinieren, das Niwo (der dass da auf dem Bild ist) das 'Dingen' da (laut Admins Unterschrift) heimlich messen lies .

Und einen Messtermin organisieren ?
Nun, tipper mal den Admin an, wenn du Glück hast (und die Sonne gerade richtig steht ) bekommst du evtl. einen Termin (wenn du Visaton Chassies verbaut hast ).

[Farad]

Hallo,

ich habe noch etwas wichtiges vergessen: Wenn du die Weichenzweige einzeln vermißt, klemme die jeweils anderen Zweige am EINGANG der Weiche ab. Wenn du da bereits verlötet hast, dann klemme nicht nur die Chassis ab, sondern ersetze sie durch einen Widerstand mit ungefähr Nennimpedanz.

farad

[Mareus]

@WeHa:
Ok war ein kleines Missverständnis... klar habe ich Visatonchassis verbaut, den Al130 und den GF200. Vielleicht probiere ich das mal aus, jedoch erst,m wenn ich etwas "ordentliches" habe...



@Alle

So nun geht es weiter, ich habe heute morgen mal ordentlich Messungen gemacht.

Aufbau:
Mikrofonabstand: 80cm zum Hochtöner auf Achse
Messsystem: Arta mit Sinus-Sweep 32k Samplinglänge bei 48000 Rate und 2 Mittelungen (wie von farad vorgeschlagen.

Messungen ausgehend von Achse in 10-Grad-Schritten. Messungen sind nicht "gegated".
Messraum: Kellerbar mit ca 25qm. Wandabstand ja 2m
nach hinten und links/rechts.


Zuerst habe ich mit der Weiche Variante 1 von RAW gemessen, d.h. TT und MT verpolt:

1. Alle Messungen in 10-Grad-Schritten:


2. Achse - 10 Grad - 20 Grad


3. 30 bis 50 Grad


4. 60 bis 90 Grad


5. Phase


6. Wasserfall


Auffällig ist die Senke bei 130Hz, es könnte sich heirbei jedoch um eine Raumresonanz handeln, denn diese Senke tritt auch bei den Messungen mit gleichpoligen TT/MT auf, hierzu jedoch später mehr.



Danach habe ich die Weiche Variante 1 von RAW mit TT und MT gleichpolig(!) gemessen (gleicher Ablauf/Aufbau wie oben):


1. Alle Messungen


2. Achse - 10 Grad - 20 Grad


3. 30 - 50 Grad


4. 60-90 Grad



...Ende erster Post

[Mareus]

...FORTSETZUNG zweiter Post




Zuletzt habe ich noch Nahfeldmessungen der einzelnen Chassis mit Weichenbeschaltung (Weiche Variante 1 von RAW) gemacht:

Aufbau:
Mikro auf wenige Millimeter an die Dustcap ran, ansonsten obige Messeinstellungen.

1. Nahfeld der einzelnen Zweige und BR-Kanal


2. Nahfeld des Tieftöners (GF200)


3. Nahfeld des Mitteltöners (Al130)


4. Nahfeld des HT (B&G Neo3 PDR/W)


5. Nahfeld des BR-Kanals




So nachdem ich mir heute den ganzen Aufwand gemacht habe erwarte ich ausführliche Kommentare bzw. Anregungen *Scherz*, jedoch wäre eine Interpretation der Messungen mit eventuellen Verbesserungsvorschlägen wünschenswert, insbesondere in Hinblick auf den Einbruch bei 130Hz


Vielen Dank für eueren Aufwand

Gruß
Mareus

P.S.: Als vorläufigen Namen für das Projekt schlage ich "Drive" vor.. =)

[Fred'l]

Einbruch bei 130Hz

Genau genommen handelt es sich um einen Einbruch plus eine Überhöhung, die rein rechnerisch zur Höhe des Innenvolumens paßt. So sieht eine typische Resonanzerscheinung einer Gehäusestehwelle aus. Gut zu sehen die Folgen in der Nahfeldmessung des Woofers und der Reflexöffnung. Noch eindeutiger wäre eine Impedanzmessung des Woofers ohne Weiche.

Abhilfe: a) mehr Dämmen (schlecht), b) mindestens zwei verteilte interne Resonatoren, abgestimmt auf diese Stehwelle (besser), c) Montage des Baßchassis in Gehäusemitte, um Lambda/Halbe der Gehäuseresonanz auszuschalten (noch besser), d) den Baß in ein quadratisches Volumen mit Abmessungen < 50cm Kantenlänge einbauen (am besten; - klar, das stellt die "schlanke Linie" in Frage, aber Physik ist Physik), e) eine Kombination aus a) und b) bzw. a) und c)

Darüber hinaus erkenne ich aus den Messungen eine Viertelwellenresonanz zwischen Baß/Mitteltöner und Boden, die den Graben zusätzlich vertiefen. Eine Raumresonanz an dieser Stelle ist ebenfalls nicht ausszuschließen, wenn man sich die beengten räumlichen Verhältnisse vor Augen führt unter der die Messerei leidet. Kleiner Test hierzu: Box auf einen Sockel von mindestens 1m stellen und TT+MT gemeinsam aus unveränderter Mikrofonposition messen.

Zur Weiche: Kopfschmerzen ^10 - sorry. Abhilfe, beim Baß anzufangen: Solche Konstruktionen mit Seitenbaß benötigen außer der Impedanzglättung des Chassisresonanzhöckers mindestens eine Flankensteilheit von 18dB/Okt., ansonsten sind die Phasendrehungen bei diesen großen Wellenlängen nur mit enormen horizontalen Versätzen oder aktiv ausgeführter Korrektur zu erreichen. Passiv geht's nur durch Steilheit, auch wenn's - leider - Kosten verursacht. Usw.

Grüße, Fred'l

PS: Kleinere Bilder und weniger brüllende Schriftgrößen würden die Sache angenehmer machen, von den gigantischen Ladezeiten nicht zu schweigen.