3-Wege WS17E/FRS8M/SC10N

[fabi]

Nutzen: je nach Schallwandbreite minimaler bis erkennbarer Schalldruckgewinn um 20 Hz (Orgelmusik!)

alles klar. Hm, ist der nötige Schalldruckpegel bis zur Wahrnehmungsschwelle da nicht schon sehr hoch? Bei 20Hz sind 80...90dB ja kaum zu hören.

fabi

[Niwo]

OBERHALB der Tuningfrequenz läuft nämlich dabei schon die Membranamplitude heftig aus dem Ruder

Das kann ich mit AJ-Horn so nicht nachvollziehen. Ich habe noch keine Abstimmung gefunden wo der Hub oberhalb der Abstimmung grösser wäre, er ist weitgehend gleich. Um die Tuningfrequenz ist der Hub erwartungsgemäß kleiner, unabhängig von deren Frequenz. Darunter steigt er stark an, und zwar umso mehr, je tiefer die Tuningfrequenz ist. Bei den genannten 15Hz können das 10mm bei 1Watt sein. Daher stimme ich zwar zu, daß durch ein tieferes Tuning eine Hubentlastung eintritt und ein FG ähnlich einer CB erreicht werden kann, sehe aber keinen Sinn in einem Tuning unter 0,5xFbox.

[Peter K]

Hallo,

Das wusste ich nicht. Hängt das aber denn von der Abstimmklasse ab, oder gilt das generell für Bassreflexkonstruktionen?

Generell für BR-Konstruktionen gilt das nicht, es gibt durchaus Abstimmungen, die sowohl über als auch unter der Tuningfrequenz weniger Hub machen als CB, interessanterweise durchweg eher höher um die 40 Hz abgestimmte Boxen.

Habe gerade wegen eines anstehenden Projektes eine ausführlichere Simuorgie hinter mir und wollte auch eine BR-Abstimmung erzielen (wie in der Literatur beschrieben), die vom Rolloff einer CB ähnelt (wegen Raumakustik/Aufstellung/Druckkammereffekt etc.)
Solche Abstimmungen bekommt man zwar hin, mit sehr tiefen Tuningfrequenzen, leider aber mit den unschönen Begleiterscheinigungen der aus dem Ruder laufenden Membranamplitude.
Da ist man dann mit CB besser und sicherer dran....

Gruß
Peter Krips

[poor but loud]

Vielleicht also nochmal in einem Satz, was eine 15Hz Abstimmung mit kleinem Kanal bringt?

Klein sollte der Kanal nicht sein. Man könnte eine recht große Standbox in zwei Abschnitte unterteilen, von denen der obere als eigentliches Nettovolumen und der untere als optisch gefällige Hülle für ein außerhalb der eigentlichen Box verlegtes Bassreflexrohr bildet.

Nutzen: je nach Schallwandbreite minimaler bis erkennbarer Schalldruckgewinn um 20 Hz (Orgelmusik!)

OBERHALB der Tuningfrequenz läuft nämlich dabei schon die Membranamplitude heftig aus dem Ruder und ist um die 50 Hz +- DEUTLICH, und zwar schon gefährlich größer als bei CB.

Das wusste ich nicht. Hängt das aber denn von der Abstimmklasse ab, oder gilt das generell für Bassreflexkonstruktionen?

[Peter K]

Hallo,

@poor but loud....

Was du da über die Familie der möglichen BR-Abstimmungen sagst, ist ja alles soweit richtig.

Was ein wenig untergeht,ist die Membranexcursion der diversen Abstimmungen über der Frequenz.

Und genau dabei hapert es bei bei der vorgeschlagenen 15 Hz-Abstimmung.

OBERHALB der Tuningfrequenz läuft nämlich dabei schon die Membranamplitude heftig aus dem Ruder und ist um die 50 Hz +- DEUTLICH, und zwar schon gefährlich größer als bei CB.
Zumindest sagt mir das eine schnelle Simu mit Audiocad.....

Gruß
Peter Krips

P.S. hier mal die Simu der Membranexcursion bei 1 Watt (!!!!) Eingangsleistung

[fabi]

Vielen Dank für die Erklärung, leider verstehe ich garnichts. Die BB4 und C sonstnochwas Abstimmungen scheinen mir doch sehr theoretisch.

Eine tiefe Abstimmung ähnelt sehr stark dem geschlossenen Gehäuse. Macht man den Kanal klein, gibt es aber Strömungsgeräusche, macht man den Kanal groß, verliert man effektives Volumen.

Tatsächlich wirkt eine Bassreflexabstimmung noch bis weit über die Tuningfrequenz, das ist mir schon klar, bei kleiner Frontfläche ist der Effekt aber gering.

Vielleicht also nochmal in einem Satz, was eine 15Hz Abstimmung mit kleinem Kanal bringt?

Grüße, fabi

[poor but loud]

Ähm!

Vieln Dank für die Ausführungen, aber gibt es die bitte auch in einer für mich verständlichen Form?

Vieles davon bezieht sich auf die Bassreflexabstimmung. Die ist beim WS17E aber entbehrlich. Ich wollte nur mal ein wenig experimentieren.

welchen Vorteil hat das?

den Vorteil, daß man den Baß schon mit 1-2 Watt bei der falschen Frequenz "schlachten" kann

Das halte ich für Unsinn. Die verschiedensten Bassreflexabstimmungen wirken sich, vom Mitteltonbereich ausgehend zu tieferen Frequenzen hin, zunehmend wie eine sehr harte Aufhängung aus. Auf der Abstimmfrequenz ergibt sich ein Hubminimum. Zu noch tieferen Freqenzen hin wirkt der Reflextunnel zunehmend wie ein akustischer Kurzschluss. Ob es sich bei der Abstimmung um SBB4, SC4, QB3, BB4, C4, SQB3, B4, IB4, BE4, oder etwas ganz Anderes handelt, spielt für dieses grundsätzliche Verhalten keine Rolle. Mit der falschen Frequenz kann man jeden ein ein Reflexgehäuse eingebauten Tieftöner "kaputtieren".

Von richtiggehenden Vorteilen gegenüber einer flachen Abstimmung kann man hier eigentlich nicht sprechen. Oft ist aber für eine flache Abstimmung die Freiluftgesamtgüte zu groß oder das Gehäuse zu klein, z. B. wenn ein 20-cm-Tieftöner partout in ein 200-Liter-Gehäuse eingebaut werden will. Liefert der Treiber andererseits in einem geschlossenen Gehäuse zu wenig Tiefbass, dann empfiehlt sich im erstgenannten Falll eine C4-Abstimmung. Im zweiten Fall wird das Gehäuse verkleinert, was auf eine BB4-Abstimmung hinausläuft. Eine lupenreine BB4-Abstimmung erhält man, wenn die unter Einbeziehung aller Vorwiderstände und Gehäuseverluste ermittelte Freiluftgesamtgüte des Chassis oberhalb von etwa der Quadratwurzel aus 0,125 liegt, die Abstimmfrequenz mit der Freiluftresonanzfrequenz übereinstimmt und das Volumen einen ganz bestimmten Wert hat, wobei es stets kleiner ist als bei konkurrierenden Abstimmungen. Abweichende Volumina, Abstimmungen und Gesamtgüten führen aber je nach Grad der Abweichung ebenfalls zu einer Abstimmung, die BB4 ähnelt. Beispielsweise können Einbaugüten um 0,25 und Abstimmfrequenzen oberhalb des 1,2-fachen der Freiluftresonanzfrequenz nie zu einer wirklichen BB4-Abstimmung führen. Zu einer recht früh und recht sanft abfallenden SBB4-Abstimmung übrigens auch nicht. Variiert man aber das Gehäusevolumen erheblich, so stellt sich ein für BB4 (bzw. bei Vergrößerung SBB4) typisches Verhalten ein.

Vor 13 oder 14 Jahren hatte Bernd Timmermanns mal so einen Fall. Zwei Tieftönern mangelte es im geschlossenen Gehäuse an Tiefbass. Andererseits führten die um 0,55 liegenden Freiluftgesamtgüten zu Gehäusen, die im Falle einer C4-Abstimmung sehr groß ausfielen. Hier wäre eine BB4-Abstimmung mit deutlich kleinerem Gehäuse und deutlich höherer Abstimmfrequenz möglich gewesen, aber diese hätte statt zweier kleinerer Überhöhungen eine einzige, umso höhere gebracht, was sich wohl auch im Ausschwingverhalten bemerkbar gemacht hätte. Also entschied sich Timmermanns kurzerhand für Gehäuse, die bei einem für BB4 typischen Volumen weit tiefer, eben C4 entsprechend, abgestimmt waren. Da die Abstimmung gegenüber BB4 zu tieferen Frequenzen hin verschoben war, zeigte sich eine einzige, recht breitbandige, aber dafür auch recht flache Überhöhung.

Ist meine Weiche nun Müll und gehört auf den Schrott oder kann ich das Teil verwenden.

Deine Weiche ist mit Einschränkungen brauchbar. Kritisch sehe ich die Belastung des Mitteltöners im Grundtonbereich. 14 dB Dämpfung bei 125 Hz, das klingt nach viel, ist es aber nicht. Auf den Hub wirkt sich das genauso aus wie 2 dB Dämpfung bei 250 Hz. In meiner Simulation dagegen ist der Mitteltöner bei 250 Hz schon um 20 dB abgesenkt. Versuche ruhig einmal, in die Nähe dieses Ergebnisses zu kommen.

Eine bessere Weiche sollte auch nicht die Welt kosten. Ich weiß aber nicht, wie es mit Deinem Budget aussieht und wie leicht oder schwer Dir künftige Simulationsversuche mit der 3-Wege-Weiche fallen werden. Wenn Du gar nicht klarkommst, probier doch mal eine Zweiweg-D'Appolito-Konstruktion mit zwei 10ern oder 13ern und spar Dir die FRS8M für die Sourroundanlage auf.

[helli]

Ist meine Weiche nun Müll und gehört auf den Schrott

Du solltest noch versuchen, die Phasenlage von MT/HT im Uebergangsbereich gleichmaessiger zu gestalten und Verpolung vermeiden.
Ich weiss Du hast die FRS8M rumliegen, aber versuch's doch mal mit einem FR10: Simulation.
Da es Dir auch um die Groesse geht: Ein (oder mehrere) W170S haetten mehr Wirkungsgrad und braeuchten weniger Volumen.

[albondiga]

Wenn ihr eine Box mit Seitenbass nicht stellen könnt, wohl aber eine kleine Standbox, dann hört sich das fast so an, als ob die Box in einer Nische verschwinden soll.
Das wäre klanglich sicher nicht perfekt, kann man aber bei der Weichen- und Gehäuseberechnung berücksichtigen. Sinnvoll wäre, wenn du uns die Aufstellung der Boxen skizzieren könntest.

Desweiteren ist es einfacher für jeden hier, wenn du nicht nur screenshots, sondern auch die Boxsim-Files hochladen könntest. Zum einen kann man da durchaus Fehler machen, zum anderen ist die Lust begrenzt, alles nachbauen zu müssen. Mal ganz davon abgesehen, dass die Infos auf den anderen Boxsim-Reitern durchaus notwendig sind, um die Box beurteilen zu können.

[zeppi]

Ähm!

Vieln Dank für die Ausführungen, aber gibt es die bitte auch in einer für mich verständlichen Form? Ist meine Weiche nun Müll und gehört auf den Schrott oder kann ich das Teil verwenden.

Wie bereits geschrieben, habe ich diese Chassis bei mir rumliegen. Beim TT habe ich noch die fast freie Wah. Die bessere Häfte will eine kleine schlanke Standbox für's Wohnzimmer. 20er TT fallen somit flach.

Alternativ kann ich mir für das Wohnzimmer aus der SC10N mit einem W100S ne Topas light bauen. Preislich macht das keinen großen Unterschied, da der Mehrpreis des TT durch die günstigere Weiche mehr als kompensiert wird.

Aus dem FRS8M ne Needle, die dann in 4fach Ausführung plus Center die kleine Dolby-Sorroundanlage im Dachstudio bedient.

Das einzige was nicht geht ist ne Box mit Seitenbass, da wir die nicht stellen können.

Gruß

Frank

[HCW]

Ähm. @armaberlaut: 18dB- da hatte ich noch de Tiefpass des MT im Auge, der ja aber zum HP des HT passt, sorry.

Gruß, Christian

[Peter K]

Hallo,

welchen Vorteil hat das?

den Vorteil, daß man den Baß schon mit 1-2 Watt bei der falschen Frequenz "schlachten" kann

Gruß
Peter Krips

[fabi]

Einige Lautsprecherentwickler verwenden übrigens ein etwas unorthodoxes Verfahren zur Bassreflexabstimmung: Ein Tieftöner mit einer Freiluftgesamtgüte zwischen etwa 0,2 und 0,6 wird in ein dem Entwickler halbwegs genehmes geschlossenes Gehäuse eingebaut und die entsprechende Einbaugesamtgüte errechnet oder gemessen. Dann wird ein Bassreflexkanal angebracht, dessen Abstimmfrequenz umso weiter unterhalb der Freiluftresonanzfrequenz liegt, je höher die Einbaugüte liegt. Das habe ich hier anhand des WS17E in 4-Ohm-Ausführung einmal ausprobiert: 40 Liter Nettovolumen, etwas stärker bedämpft, Einbaugüte etwa 0,7 bis 0,8, Reflexkanal auf der Rückseite, Abstimmfrequenz 15 Hz.

welchen Vorteil hat das?

[poor but loud]

Ich glaube, die KN-Spule und der nachfolgende Kondensator sollen einen Hochpass bilden, nur wurde die Reihenfolge der Bauteile vertauscht. Bei normaler Auslegung wäre der Mitteltöner layoutmäßig mit 12 db/Okt. beschaltet. Beim Tieftöner ist das jetzt schon der Fall; wo siehst Du ein 18-Dezibel-Filter?

Übrigens arbeitet auch der aus Widerstand und KN-Spule gebildete Spannungsteiler im Mitteltonzweig wie ein Filter erster Ordnung. Im Kleinleistungsbereich werden Filter generell durch RC-Glieder aufgebaut, wobei beim Tiefpass der Widerstand das Serienglied bildet, beim Hochpass der Kondensator. Für Filter mit höherer als erster Ordnung müssen mehrere derartige Konstrukte kaskadiert werden.

Die Hochtönerkurve gibt mir auch noch zu denken; zwischen 2 und 4 kHz bildet sie eine Linkskurve, und bei 5 kHz zeigt sie ein Maximum. Das extreme Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren (hier etwa 7; so extreme Werte wie 1 oder 7 sind selten erforderlich; meist bewegt man sich etwa zwischen 1,5 und 5) sowie die im Verhältnis zur Induktivität großen Kapazitäten könnten daran Schuld sein. Den hinteren Kondensator um den Faktor 2,2 verkleinert und die übrigen Bauteile um einen E12-Wert in gegenläufiger Richtung verändert scheint es besser zu funktionieren:



Unterhalb von 1,5 kHz konnte der Hochtöner trotz um einer Quinte tieferer Trennung noch um 1 dB entlastet werden. Vor allem aber bleibt dem Mitteltöner unnötig hohe Leistungsaufnahme erspart. Um 150 Hz ist er jetzt 18 dB leiser, was durch den geringfügig späteren und nicht mehr ganz so sanft einsetzenden Abfall der Tieftönerkurve kompensiert wird. Auch seine (glücklicherweise aber recht unproblematische) Materialresonanz (10 kHz) konnte um zusätzliche 8 dB befämpft werden.

Der leichte Anstieg der Summenkurve und der forcierte Superhochtonbereich verschwinden unter 30 Grad; übrig bleibt eine leichte Betonung um 2 kHz.

Einige Lautsprecherentwickler verwenden übrigens ein etwas unorthodoxes Verfahren zur Bassreflexabstimmung: Ein Tieftöner mit einer Freiluftgesamtgüte zwischen etwa 0,2 und 0,6 wird in ein dem Entwickler halbwegs genehmes geschlossenes Gehäuse eingebaut und die entsprechende Einbaugesamtgüte errechnet oder gemessen. Dann wird ein Bassreflexkanal angebracht, dessen Abstimmfrequenz umso weiter unterhalb der Freiluftresonanzfrequenz liegt, je höher die Einbaugüte liegt. Das habe ich hier anhand des WS17E in 4-Ohm-Ausführung einmal ausprobiert: 40 Liter Nettovolumen, etwas stärker bedämpft, Einbaugüte etwa 0,7 bis 0,8, Reflexkanal auf der Rückseite, Abstimmfrequenz 15 Hz.

Alle Chassis wurden zumindest mit einem Parallelwiderstand grob impedanzlinearisiert. Außerdem schluckt die Bedämpfung des Tieftongehäuses stehende Wellen. Die Kombination beider Maßnahmen verhindert auch, dass der Tieftöner im oberen Bassbereich zu laut wird, denn das Verstopfen oder Weglassen einer so tief abgestimmten Reflexöffnung wirkt sich in diesem Bereich praktisch nicht mehr aus.

Von Nachteil ist, dass meine Konstruktion eine Nennimpedanz von nur 3 Ohm aufweist. Außerdem zeigt der Bandpass an beiden Enden Überschwinger. Die habe ich mit einem 82-Ohm-Widerstand zu bedämpfen versucht, ohne großen Erfolg. Der Mitteltöner würde von einer Weiche profitieren, die auch elektrisch gesehen perfekt arbeitet. Durch einiges Experimentieren mit den Spannungsteilern habe ich aber letztlich doch noch halbwegs gut verrundete Einzelkurven hinbekommen.

[HCW]

Hallo,

Die Trennung des FRS zum Tieftöner ist sehr, sehr merkwürdig. Wozu denn diese seltsame KN-Spule ganz am chluss vom MT-Zweig? Und warum den TT (layoutmäßig) mit 18dB-Filter abtrennen und den Mt dann (reell) nur mit 6? Normales 12dB-Filter funzt wohl nicht? Wird der FRS dann nach unten zu leise? Dann diesen lieber in eine kleinere Kammer packen.

Gruß, Christian