Warum Bassreflex doch was taugt - Messungen

[music2u]

Hallo zusammen!

Ich sage keinesfalls, dass geschlossene Boxen nicht funktionieren. Im Gegenteil, richtig dimensioniert kann man damit lauten und sehr tiefen Bass erzeugen. Nur braucht man dafür große Membranflächen und große Volumina, damit man nicht in den Bereich weit unterhalb fc kommt.

Genau das geht mir auch bei der Planung meiner HK-Subs gerade durch den Kopf. Ich habe gehörmäßig auch mein Problem mit dem BR-Nachschwingen (wobei ich im Moment gerade einen ganz guten Kompromiss laufen habe). Aber CB ist doch (fast) kein wirklicher Bass möglich: Der ist doch (fast) immer unter fc. Und da gelten doch (elektronisch mit Modul entzerrt oder nicht) immer die URPS Bedingungen.

Im Grundsatz arbeitet doch fast jeder bei 80 oder 100 Hz getrennte CB Subwoofer zu etwa 50% seines Übertragungsbereiches als URPS (ich überblicke gerade ehrlich gesagt nicht, ob das für noch kleinere Gehäuse mit Hochpass-C auch gilt...).

Es sei denn, wahrhaft "riesige" Membranflächen mit wahrhaft "riesigen" Gehäusen (egal ob aus vielen kleinen oder wenigen großen Chassis).

Grüße

[Fosti]

Schau mal hier:
http://linkwitzlab.com/Pluto/subwoofer.htm
insbesondere hier:
http://linkwitzlab.com/Closed-Box-WithDriverDb.xls

[music2u]

Morsche!

Danke Fosti! Linkwitz kannte ich und das Sheet bestätigt meine Frage und hilft mir vlt, sie besser zu formulieren:

Im Excel Sheet sieht man im Reiter "Impendanz" sehr schön, wie die Freiluft-Reso von 33Hz auf die Einbau-Reso von 82Hz steigt.

Im Reiter "EQ" sieht man wie dem SPL Abfall mit 12db pro Oktave durch mehr Verstärkerleistung entgegen gewirkt wird. Im Ergebnis ist das bei einer Trennung von 100 Hz fast komplett ein URPS, oder? (also von 20-80Hz)

Ein Hochpass-C bildet doch mit der Schwingspule eine Einheit (so wie der Widerstand einer vorgeschalteten Spule die Güte erhöht) und man erzielt eine tiefere lineare Abstimmung ohne mehr Leistung. Ich habe noch keine Meinung dazu. Übersehe ich irgendwas?

Grüße

[Fosti]

Ja, aber das ist nur ein teilweise URPS. Dass man mit einem HP-Kondensator einen ähnlichen Effekt erzielen kann, zeigt, dass die Wirkleistung im Tiefbass durch den geringen Strahlungswiderstand vergleichsweise gering ist und viel Volumen wenig hilft: http://linkwitzlab.com/thor_splmax.htm

DAS IST JETZT AUSDRÜCKLICH KEINE EMPFEHLUNG FÜR EINEN "ECHTEN" URPS. MAN MUSS WISSEN WAS MAN TUT. DAS VOLUMEN DARF AUCH NICHT SO KLEIN WERDEN, DASS DER KLIRR ÜBERPROPORRTIONAL ANSTEIGT. ABER BEI KLIPPEL IST AUCH NACHZULESEN, DASS NICHTLINEARE EFFEKTE DES ANTREBS (DC-OFFSET) IM BEREICH fc BIS 2xfc MAXIMAL WERDEN. WENN fc UM 60HZ LIEGT, SIND DIE AMPLITUDEN UND DAMIT DIE AUSWIRKUNGEN NICHT MEHR SO GROSS, WIE BEI EINER fc VON 30HZ.

fc=EINBAURESONANZ

ZITATE S.L.:

It should be clear from the examples that amplifier power is not an issue at the low frequency end of the subwoofer range, but at high frequencies. The lowest frequency output is driver excursion limited. The high power requirement above resonance is due to the driver's moving mass that must be accelerated.

und

Equalizing the frequency response of a woofer with a "Linkwitz Transform" does not require any more power over what the driver can handle for maximum excursion without damage. Such equalization merely makes it easier to run the driver voice coil into its mechanical stops. Whether such equalization is useful depends solely upon the driver's volume displacement capability and the desired sound levels.

[aurelian]

Mit entsprechenden 18"-Lautsprechern kann man auch fc von 35-40 Hz erreichen (zB mit so einem Dayton-Alumonster mit 500g bewegter Masse). Allerdings haben die halt einen schlechten Wirkungsgrad von rund 90dB/W. Übliche PA-18er haben einen Wirkungsgrad von 96-99dB, eine fc von 60-80 bei einem angemessenen Volumen von rund 100L) und eine Belastbarkeit von rund 1000W AES.
Vergleicht man die Schallpegel bei sagen wir 30 Hz, so zeigt sich, dass auch das Alumonster keinen höheren errreicht, weder bei 1W noch bei max. Nennleistung.

Wer macht nun weniger Verzerrungen? Wäre eine interessante Frage. Denn wenn beide gleich sind, bringt die tiefe fc keinen Vorteil.

Mit dem Dayton meine ich den RSS460HO, als typ. PAler sowas wie zB den Beyma 18P1200Nd.
Anbei Pegel-Vergleich bei 1W (drei 18er)

[aurelian]

Hier noch der Pegel bei max. Nennleistung laut Herstellerangabe
(die Leistung sieht man in der Grafik)

[FoLLgoTT]

Allerdings haben die halt einen schlechten Wirkungsgrad von rund 90dB/W. Übliche PA-18er haben einen Wirkungsgrad von 96-99dB, ...

Nein, im Bassbereich ist der Kennschalldruck vieeeel niedriger. Bei jedem Tieftöner. Der Wert ist generell irreführend, da auf 1 kHz bezogen. Für einen Subwoofer also völlig irrelevant. In Wahrheit besitzen die Schwermembraner im Tiefbass einen höheren Kennschalldruck als die PA-Treiber.

[aurelian]

Weiß ich auch, sieht man ja in der Grafik im Detail.
Beim Dayton im übrigen kaum niedriger. Ist alles da, man muss nur hinschauen.

In Wahrheit besitzen die Schwermembraner im Tiefbass einen höheren Kennschalldruck als die PA-Treiber.

Ist ja nicht wahr, Grafik anschauen...... bei allen dasselbe

Habe ich früher auch geglaubt, das mit den schweren Membranen, ist jedenfalls nicht verallgemeinerbar, denn die hier gezeigten Chassis sind typ. Vertreter für PA (Beyma), schwere Aluschüssel (Dayton) und populärem 18"-HiFi-Sub (Monacor), Preisklasse 400 - 500 Euro.

Noch als Ergänzung: Der TIW300, in 50 Liter, liegt mit 1W bei 40 Hz 3dB unter dem Dayton, bei 30 Hz 4dB und bei 20 Hz rund 4,5 dB (erste der beiden Grafiken) bzw. in absoluten Zahlen bei 84, 80 und 74 dB. Nimmt man 2 TIW300 mit 2x50 Liter, dann haben wir dieselbe Box wie bei den großen und kommen auch auf ähnliche Werte (alles +3dB dazu, also 0 und -1 und -1,5dB unter dem Dayton). Fazit: Man kann es drehen und wenden, wie man will, die Katze hüpft immer aus demselben Sack...

Wenn ich mir einen ca. 100L Sub, Closed Box, baue, ist es also ziemlich egal, ob ich nun den Beyma, den Dayton, den Monacor oder 2 TIW300 nehme, auch preislich ist wenig Unterschied....
Finde ich schon sehr interessant......

[fabi]

Habe ich früher auch geglaubt, das mit den schweren Membranen

man muss sie nur SEHR schwer machen. Man hat dann eigentlich nicht viel mehr als einen einzigen Peak mit sehr hoher Güte. Da Subwoofer heutzutage aber hauptsächlich zwischen 40...80Hz arbeiten ist das durchaus möglich.

Idealerweise steckt man die Masse in die Spule, dann hat man gleichzeitig aber auch sehr hohe Induktivität und der Tiefpass wird noch stärker. Solche Chassis sind nicht einfach zu beherrschen. Es kommt leicht zu Taumelbewegungen.

[aurelian]

Gibt es ein konkretes Beispiel zu so einem Chassis?

Ich habe nur mal Photos von ein paar wilden Sachen gesehen, die schon mehr Motor mit Schub/rüttelplatte als Lautsprecher sind

[Lui]

Nein, im Bassbereich ist der Kennschalldruck vieeeel niedriger. Bei jedem Tieftöner. Der Wert ist generell irreführend, da auf 1 kHz bezogen. Für einen Subwoofer also völlig irrelevant. In Wahrheit besitzen die Schwermembraner im Tiefbass einen höheren Kennschalldruck als die PA-Treiber.

Der Isophon PSL320/400 hat eine gute Tiefbassausbeute ohne schwere Membran. Aber Aufhängung weich und Antrieb vergleichsweise schwach. Deshalb die speziellen Gehäusekonstruktionen.

Grüße Lutz

[kboe]

Morsche!



Ein Hochpass-C bildet doch mit der Schwingspule eine Einheit (so wie der Widerstand einer vorgeschalteten Spule die Güte erhöht) und man erzielt eine tiefere lineare Abstimmung ohne mehr Leistung. Ich habe noch keine Meinung dazu. Übersehe ich irgendwas?

Grüße

Ja, du übersiehst was:

in seinem wirkungsbereich erniedrigt der der hochpass-C die impedanz deutlich und der LS zieht mehr strom aus dem amp -> natürlich ergibt das mehr leistung!
aber halt nicht über mehr spannung sonder über mehr strom. ( ich weiß, dass mehr spannung auch mehr strom zur folge hat ;-) )

gruß
kboe

[music2u]

Morsche!

Danke! Das mit der Impendanz verstehe ich. Hätte ich eigentlich auch selbst drauf kommen können. Ist also im Grunde die "Passiv-Variante" von Linkwitz (also mehr Leistung unterhalb der Einbaureso in den Treiber "zu bekommen").

Es wäre ja auch verwunderlich, wenn es zu mehr Schalldruck ohne mehr Leistung kommen würde (bei gleichbleibendem Wirkungsgrad).

Grüße

[wolfgang520]

In dem Subwoofergehäuse habe ich dann auch den aus den Datenblatt bekannten Frequenzgang W 250 S gemessen. Bei 30 Hz ergibt sich im Freifeld 76 dB in 1 m Abstand (in der unendlichen Schallwand theoretisch 6 dB mehr). Die Frage ist nun, um wieviel dB kann man den Pegel bei 30 Hz durch Zuführung von mehr Leistung erhöhen? Die Grenze für den max. Pegel ist durch eine relativ neue Norm gegeben, die den linearen Hub bei Tieftönern definiert. Darin steht, dass bei der Freiluftresonanz der Klirrfaktor maximal 10 % betragen darf. Also habe ich mit der Max.-Pegel-Funktion von Arta/Steps im Bereich von 30 Hz bis 60 Hz den Pegel gemessen, bei dem 10 % Klirrfaktor nicht überschritten wird. Im 1. Bild ist das Ergebnis zu sehen: Bei 30 Hz kann man den Pegel nur um 4 dB erhöhen, bis 10 % Klirr erreicht werden.

Das Verblüffende ist, dass der Klirrfaktor entsteht, obwohl die Membran noch lange nicht den max. linearen Hub erreicht. Unterhalb der Resonanzfrequenz spielen eben andere Faktoren eine Rolle.

Hallo Friedemann,
einem Selbstbauer stehen natürlich nicht die Messgeräte und der schalltote Raum zur Verfügung mit dem eine valide Klirrmessung bei diesen tiefen Frequenzen möglich ist.
Wenn ich jedoch die Datei vom W 250 S in Boxsim lade und mir den Reiter Maximalpegel betrachte, dann liegt mein Ergebnis überhaupt nicht weit von Deinem entfernt. Boxsim wird doch auch mit einem max. linearen Hub von 3 mm rechnen. Damit habe ich mit der Aussage, dass das Chassis klirrt, obwohl der max. Hub noch nicht erreicht ist eigentlich ein Problem.
Gruß
Wolfgang

[aurelian]

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