Resonanzfrequenz GF 200 2x4 Ohm...?

[Benny]

Hallo.

Ich habe da ein Problem...

Habe in der Chassisdatenbank etwas entdeckt, was mich doch etwas stutzig macht...

• Resonanzfrequenz in 2 Ohm- Verschaltung = 32 Hz
• Resonanzfrequenz in 4 Ohm- Verschaltung = 32 Hz
• Resonanzfrequenz in 8 Ohm- Verschaltung = 29 Hz

Wie kann das denn angehen

Hintergrund ist wiedereinmal so eine kleine Spinnerei von mir:

TL- Sub mit 2 GF 200, Einbauposition am Anfang und bei 1/3 der Lauflänge. Das ganze ähnlich des CT 198...

[walwal]

Sieht komisch aus, stärkere el. Dämpfung???
Aber eh innerhalb Streuung, oder?

[Andi_W]

Hi!

Die leicht unterschiedlichen Resonanzfrequenzen lassen sich nur anhand des Ersatzschaltbildes des Lautsprechers erklären. Das würde allerdings den Rahmen dieses Artikels sprengen.

Schau mal hier:
Doppelschwingspulen

Mehr weiß ich aber auch nicht...

[Battlepriest]

Eigentlich ist der grobe Zusammenhang ganz einfach. Die Eigenkreisfrequenz eines Feder-Masse Systems ist durch eben diese beiden Größen bestimmt. Ist in dem System noch eine dämpfende Komponente, so wird diese die Eigenkreisfrequenz leicht nach unten verschieben. Beim Chassis ist das genau die o.a. elektrische Dämpfung.

[Benny]

Danke

@ Andy: Muß ich wohl überlesen haben...

[Mwf]

Feder-Masse-Resonanz

Hi,

bekanntlich ist Fres abhängig von der Auslenkung während der Messung und auch vom Auslenkungs-Stress den der LS VOR der Messung erfahren hat (diverse nicht-lineare Effekte v.a. in den Federkomponenten).

Ich tippe daher auf nicht exakt gleiche Bedingungen während der Meßreihe in den unterschiedlichen Verschaltungen.

Battle´s Hinweis trifft IMHO hier nicht zu, Stichworte:
* Freie vs. erzwungene Schwingungen
* Periode des Ausschwingens in Abhängigkeit von der Dämpfung

Wie sollen im Kleinsignalbetrieb (linear) mechanische Größen (Federwirkung und Masse) durch die elektrische Verschaltung beeinflusst werden ??
Auch die üblichen Ersatzschaltbilder geben da nichts her.

Also,
bei penibler Messung müssten Fres, Vas und Mms in allen drei Fällen (Doppelspule) identisch sein.


Gruß,
Michael

[Battlepriest]

DAS hätte ich gerne genauer erklärt. Ich bin nämlich nicht klug genug, aus 2 dahingerotzten Stichworten eine physikalische Herleitung zu produzieren. Mir muss da schon mehr unter die Arme gegriffen werden.

[VISATON]

@ Mwf: Wir haben sehr penibel gemessen, bevor wir diese auf den ersten Blick seltsamen Werte veröffentlicht haben.

[Battlepriest]

Benny,

könntest Du bitte hinter die Resonanzfrequenzen die Qes Werte stellen?

[Mwf]

Resonanzfrequenzen

Hallo,

ich möchte das Thema nicht untergehen lassen, selbst wenn es nur von theoretischem Interesse ist.

Nach einiger Grundlagenrecherche zum Auffrischen von lange zurückliegendem bei:
-- R.Small i. AES,
-- I.Veit ("Technische Akustik") sowie
-- Mechanik-Vorlesungstexten im Web
ist zu unterscheiden:

1. fs oder fo = Resonanz- oder Eigen-Frequenz eines Feder-Masse-Systems oder Lautsprechers, gekennzeichnet durch:
-- gleichgroße Feder- und Massekräfte sowie
-- Geschwindigkeits (Schnelle-) Maximum bei Sinus-Anregung (erzwungene Schwingung) = Impedanzpeak (Maximum der Gegen-EMK) beim el.-dyn. LS*

(* = Treiber frei oder in luftdichter geschlossener Box; genaugenommen muß die Schwingspuleninduktivität herausgerechnet oder kompensiert werden -- bei 4-lagigen Spulen ist schon ein kleiner Einfluß merkbar)

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2. fd = Abkling- oder Dämpfungs-Frequenz (1/Periode) einer freien, gedämpften Schwingung.
Sie ergibt sich aus fo mit:

-- fd = fo mal Wurzel aus (1 - 1/4Q^2) --.

fd ist also immer niedriger als fo, bei hohem Q (geringe Dämpfung) sind fd und fo aber zunehmend identisch.
Bei Q <= 0.5, d.h. fd = 0 gibts kein Ausschwingen mehr sondern nach einmaligem Polaritätswechsel direktes "Zurückkriechen" in die Ruhelage. Q = 0.5 ist der aperiodische Grenzfall mit schnellstmöglicher Rückkehr.

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3. fXmax = Frequenz maximaler Auslenkung (Membranhub) bei Sinus-Anregung mit konstanter Kraft (F = B x l x i) bzw. konstantem Strom/Spannung/Leistung*.

(* = ist nicht identisch, hat aber keinen Einfluß, außer über das Q )

Sie ergibt sich aus fo mit:

-- fXmax = fo mal Wurzel aus (1 - 1/2Q^2) --.

Auch hier ist fxmax niedriger als fo und bei hohem Q strebt fXmax gegen fo, der Grenzfall liegt aber bei Q = 1/Wurzel aus 2 = 0.707 = Butterworth = maximal flacher Verlauf ohne Überhöhung.

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4. fGmax = Frequenz maximalen Schalldrucks (= Membran-Beschleunigung) dito bei konstanter Sinus-Anregung.

-- fGmax = fo/Wurzel aus (1 - 1/2Q^2) --.

fGmax ist immer höher als fo ,
Grenzfall wiederum Butterworth mit Q = 0.707 und Annäherung des Peaks an fo bei hohem Q.


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Bei Lautsprecherdaten sprechen wir aber immer nur über Fall 1 (fo oder fs), also die Feder-Masse-Resonanz, die UNABHÄNGIG vom Q ist.
Andernfalls würde es ja bei Qt <= 0.5 bzw. 0.707 keine Resonanz mehr geben (s.o.),
und die Q-Werte werden ja separat angegeben.

Klar gibt es Fälle, wo mechanische Bedämpfung* auch Einfluß auf die Resonanzfrequenz, z.B.
-- undichte Box (= Übergang zur Reflexbox mit zweitem Feder-Masse System) oder
-- Dämpfung der Box mit Faserstoffen (= Veränderung der Federwirkung durch Senken der Schallgeschwindigkeit) oder
-- Beschichten von Sicke oder Zentrierung (= Änderung von Masse und/oder Feder)

(* = elektrische Bedämpfung kann fs nicht verschieben, da über die EMK immer Schnelle-proportional)

aber,
hier geht es um Messungen am Treiber allein und wir ändern nur die Beschaltung der beiden Schwingspulen.

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Sorry Admin und Battle,
aber ich bleibe dabei:

Je nach Beschaltung unterschiedliches fs (dito: Vas und Mms) deutet auf nicht konstante Meßbedingungen oder problematische Auswertungsroutinen hin.

Wie schon in meinem ersten Beitrag erwähnt:
-- unterschiedliche Auslenkung oder
-- ungleiche Stress-Historie, z.B. durch
-- Anbringen/Entfernen von Beschwerungsgewichten oder
-- unzureichende/ungleiche Pause nach Burn-in oder
-- mehrfache Montage in Testgehäuse.

Bei sehr kleinen Auslenkungen oder Messungen mit Rauschsignalen sollte es keine Probleme geben.

Oft wird aber mit
-- Sinus und/oder
-- nach der Konstantstrom-Methode (über hochohmiges R),
dabei ist die Spannung am Treiber stark frequenz- und Impedanz-abhängig, oder
-- mit z.B. 1 oder mehr Watt gemessen um näher an praktischen Betriebsfall zu liegen (Konstantspannungsmethode mit Messung über niederohmigem R).

Gleichgroße Auslenkung ergibt sich näherungsweise bei gleicher Leistung, d.h. bei Reihenschaltung (8 Ohm) doppelte Spannung am Treiber im Vergleich zur Parallelschaltung (2 Ohm).

Reihen- und Parallelschaltung von Doppelspulen müssen auch identische Q-Werte ergeben (Qm, Qe, Qt), ebenso (Leistungs-) Wirkungsgrad sowie (B x l)^2/Re.

Wenn nur eine Spule angeschlossen wird (2. Spule offen oder kurzgeschlossen) ergeben sich natürlich andere Qs, da nur halber Antrieb und unterschiedliche Dämpfung.

Wiederum sollte aber Qt bei kurzgeschlossener 2. Spule dem Qt bei Reihen- oder Parallelschaltung gleich sein, sonst hätten Stereo-Doppelspulen-Passiv-Subs nicht funktioniert


Gruß,
Michael

[Battlepriest]

elektrische Bedämpfung kann fs nicht verschieben, da über die EMK immer Schnelle-proportional

Danke, man lernt eben doch nie aus. Und wo Strom durchfliest, ist der Battle eh nur Dummi...

[Mr.E]

Wenn ich mal die Fakten, die soweit gepeilt habe, sammle, dann sieht das in etwa so aus:

- fs ist rein mechanisch bedingt, vorerst...
- wenn man die Dämpfung ändert, ändert sich nicht zwangsläufig fs, klar...

Bei 2 und bei 4 Ohm bleibt fs gleich.
Obwohl der Antrieb bei 4 Ohm schwächer ist als bei 2 Ohm. Also hat die elektrische Dämpung keinen Einfluss auf fs.

Was aber ist an der 4-Ohm-Schaltung anders, als an der 8-Ohm-Schaltung? Das ist doch die Frage, die es zu klären gilt...
Dann kann ich ja mal grübeln...
Bis demnächst...

[Reservemaha]

Hi Mwf!

Meine Meinung:

Visaton hat Nichtlinearitäten (Antrieb +Aufhängung) dokumentiert.

Bei Serienschaltung der Spulen und 1 Watt Input ergibt sich ein gewisser Hub.
Bei Parallelschaltung der Spulen sind´s dann 4 Watt, das ergibt den doppelten Hub. Tja, dabei wird die Chassisfeder anscheinend schon härter, Fs steigt von 29,8 auf 31,5.......
...und der Antrieb ?????

Gruß, maha

[UweG]

Misst Visaton Chassisparameter wirklich mit 2,83V? Das dürfte bei etlichen Chassis zu Nichtlinearitäten führen - vorsichtig formuliert.

Nur mal so als Rechenbeispiel: Bei sehr niedrigen Frequenzen, d. h. deutlich unterhalb fs fließt im 2-Ohm-Betrieb bei 2,83V eff. (=4V peak) und Rdc = 1,5 Ohm etwa 2,7A peak. Bei 4,6N/A ergibt sich damit ca. 12N Kraft auf die Schwingsspule. Bei, geschätzt 1mm Auslenkung pro Newton ergibt das 12mm Auslenkung aus der Mittellage !!!

@Maha: Diese Erklärung ist tatsächlich so einleuchtend, dass man sich fragen muss, warum nicht schon jemand anders darauf gekommen ist. Bei 2-Ohm- und 4-Ohm-Betrieb ist der Hub auf Resonanzfrequenz nämlich (etwa) identisch, nur im 8-Ohm-Betrieb is er deutlich niedriger. Ich kann nur nicht glauben, dass jemand TSPs bei 2,83V misst.

[Battlepriest]

Hallo Uwe,

wieso nicht? Das ist doch viel praxisgerechter als diese Ministrömchen