@ VISATON-Entwickler: Membranresonanzen?

[Ollie]

Hallo Visaton-Chassisentwickler,


ich haette mal eine paar Fragen bzgl. der Resonanzpeaks und -dips, die man im Frequenzgang sieht.

1. Sind das immer Membranresonanzen, oder passiert es gelegentlich, dass Sicke bzw. Spinne zuerst aufbrechen (speziell bei besonders steifen Membrane)?

2. Welcher Mode bricht zuerst auf? Die radialen (Taeler und Berge entlang des Umfangs) oder die konzentrischen (entlang des Radius')? Ist das immer so? Wovon haengt das ab?

3. Wie wichtig ist die Sicke fuer das Bedaempfen der jeweiligen Modes? Wird gezielt mit einer hochdaempfenden Sicke, die dann aber starke Hystereserscheinungen (Xmax, Klirr) zeigt, die steife Membran diszipliniert, oder opfert man lieber das letzte Kilohertz, um die Aufhaengung so linear wie moeglich auszufuehren?

4. Welche geometrischen "Features" kann man einsetzen, um die Membran vom Resonnieren abzuhalten: variable Membrandicke, Nawi, Falze usw.

5. Kann man aus der Frequenz der ersten Resonanz unfallfrei die Schallgeschwindigkeit in der Membran abschaetzen, oder spielt die Geometrie (4.) eine zu grosse Rolle? Gibt es Anhaltswerte fuer c je Material?

Waere klasse, wenn Ihr ein wenig aus dem "Naeh"kaestchen plaudern wuerdet.

Besten Dank und Cheers,
Ollie

[VISATON]

Diese Fragen sind wirklich nicht leicht zu beantworten. Ich will's mal versuchen:

1. In den meisten Fällen ist es die Membran, die Ärger macht. Oft ist es auch die Staubschutzkalotte. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Sicke allein resoniert, ohne dass die Membran am üblen Geschehen beteiligt wäre. Es gibt immer eine Wechselwirkung zwischen beiden. Die Zentrierspinne hatten wir schon manchmal in Verdacht, der sich aber nie bestätigt hat. Sollte sie mal in Eigenschwingungen geraten, hat das wohl keinen Einfluss auf die Schallabstahlung.

2. Diese Frage kann ich nicht befriedigend beantworten, da wir kein Laser-Interferometer haben, mit dem man die Resonanzen auch bei hohen Frequenzen genau analysieren kann. So ein Messgerät ist sündhaft teuer und wenn man es hat, besteht die Gefahr, dass man sich wochen- oder monatelang mit Untersuchungen beschäftigt, die einen kaum weiter bringen. Bei den Metallmembran-Resonanzen, die ja so schön ausgeprägt sind, wissen wir, dass es sich um eine konzentrische Schwingung am Außenrand handelt. Allein dieses Wissen bringt einen allerdings überhaupt noch nicht weiter. Viel wichtiger ist, was man dagegen tut.

3. Die Bedämpfung der Sicke ist oft sehr wichtig. Z.B. der B 200 kommt ohne eine starke Beschichtung der Sicke nicht aus. Von einer Hystere oder einer Verstärkung des Klirr durch eine Bedämpfung ist mir nichts bekannt. Ich kann mir auch nicht vorstellen, wo die Ursache dafür liegen könnte.

4. Alle genannten Maßnahmen sind geeignet. Der GF 200 hat beispielsweise am Rand einen Falz, viele Chassis haben eine Nawi-Membran (beim B 200 sehr stark). Da diese Angelegenheit äußerst komplex ist, gehen wir empirisch vor. D.h., wir kombinieren und variieren die vorhandenen Bauteile so lange, bis wir zufrieden sind. Es gibt Simulationsprogramme für das Verhalten der Membranen. Ich bin aber überzeugt davon, dass die nicht zuverlässig arbeiten, weil ein ausreichendes Datenmaterial nicht existiert. Am Ende ist man dann doch auf das Fingerspitzengefühl und viele Versuche angewiesen.

5. Ich bin noch nie in die Verlegenheit gekommen, die Körperschallgeschwindkeit in der Membran ausrechnen zu müssen. Ich nehme aber an, dass die Geometrie der Membran eine starke Rolle spielt.

[Ollie]

OK, vielen Dank!


Cheers,
Ollie

[Frankynstone]

@Ollie: Zu 4 kann ich auch was beitragen:

Die Nawi wird IMHO viel eher nicht mehr als Kolbenpumpe arbeiten, weshalb die äußeren Membranbereiche (bei ausreichender innerer Dämpfung des Materials) im Hochtonbereich kaum mitmischen.

Ringförmige "Versteifungen" die in die Membran eingeprägt sind, dämpfen radiale Wellen und verschieben die Frequenzen, bei denen konzentrische Wellen auftreten. Leider wirken sie wie Sicken, weshalb eine solche Membran praktisch nicht als Kolben durchgeht (effektive Membranfläche ist minimal kleiner).

Bo(e)se klebt Gummisegmente auf die Membran. Das hilft gegen radiale und konzentrische Wellen, macht sie aber auch träge.

Und zu 3 vielleicht noch sowas:

Eine möglichst zähe (viskose) Aufhängung, sowie die Luftströmung zwischen dem Dustcapvolumen durch den Luftspalt im Magneten führen nicht zu klirr, wenn der Widerstand bei der Hin- und Rückbewegung gleich groß ist, wovon man eigentlich ausgehen kann. So ein beidseitig wirkender Stoßdämpfer verringert die mechanische Resonanzgüte. Die Luftfeder unter der Dustcap erhöht sie wieder --> der bekannte Effekt beim W170S: kaum ein effekt bei Entfernung der Dustcap.
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@Visaton: woraus besteht die Beschichtung der Sicke bei B200 und anderen Breitbändern? Viele Hersteller benützen so eine klebrige Substanz, was ist das für ein Teufelszeug?

[Basstler]

@Visaton: woraus besteht die Beschichtung der Sicke bei B200 und anderen Breitbändern? Viele Hersteller benützen so eine klebrige Substanz, was ist das für ein Teufelszeug?

Ich rate einfach mal und sage wagemutig: Das ist ganz einfaches Uhu.

[Ollie]

Zu 3. Ein Material, das daempft, zeigt notwendigerweise Hysterese und deshalb nichtlineaeres Verhalten; die muss die Energie ja dissipiert werden. Eine stark daempfende Aufhaengung ist deshalb stark nichtlinear. Mal mal eine Kennlinie auf, dann siehst Du's, oder irre ich mich jetzt?

Zu 4. ScanSpeak macht sowas auch irgendwie mit ihren Pappkameraden, und die Effekte sind augenscheinlich durchschlagend (schoener Wasserfall). Die Frage ist, wieso das nicht jeder macht; zumindest bei (faserverstaerktem?) Papier, welches einfach zu verarbeiten ist, erscheint mir das recht einfach.

Andererseist hat es wohl Thiel geschafft, eine Keramikmembran fast resonanzfrei hinzubekommen. Haben sie wirklich, oder wuergt die softe Sicke alles ab?


Cheers,
Ollie

[Frankynstone]

Guck Dir mal an, wie weit die Sicke die Membran überlappt, also wie breit ist der Gummistreifen auf dem Membranrand. Thiel, waren das die mit dem fest montierten Gitter davor, weil die Membran so empfindlich ist? Alles klar:

Keramik ist ein weites Feld. Fast hätte ich ein Praktikum bei Fraunhofer gemacht, Sintermaterialherstellung ist interessant. Porzellan ist quasi kompakt, es klingt wie eine Glocke. Sowas geht nicht als Membran. Aber je poröser eine Keramik ist, desto schwerer geht darin die Schallausbreitung --> schwingt nicht so gern, ist weniger elastisch, ist sehr steif.

[Frankynstone]

Hysterese

Problem, lasst mich mal philosophieren...

Ein Trafokern (Stichwort Röhrenverstärker) hat eine gewisse Hysterese. Also in eine Richtung magnetisiert, behält er einen gewissen Restmagnetismus. Es muss Energie aufgewendet werden, um den Kern zunächst zu entmagnetisieren und dann in die andere Richtung erneut zu magnetisieren. Es müssen also die Elementarmagnete neu ausgerichtet werden, dazu ist eine gewisse Schwelle zu überwinden, dann geht es aber problemlos.

Beispiel: ein Pendel wird an einem Gleitlager befestigt und angestoßen, auf Grund der Haftreibung verharrt es einen Moment lang an den Umkehrpunkten (die Funktion ist nicht harmonisch, also kein Sinus mehr, der Ruck regt Eigenschwingungen im Pendelstab an), und Stillstand erfolgt, auf Grund der Haftreibung, auch nicht genau in der Ruhelage, es hat im Stillstand noch Energie gespeichert und desweiteren erfordert erneutes Anstoßen zusätzliche Energie --> verzögertes Einschwingen, Überschwingen durch das Vorspannen des Pendelstabes. Probleme: Verzerrungen, Oberwellen, schlechtes Ein- und Ausschwingverhalten.

In einer zähen Substanz braucht man keine Schwelle überwinden, sondern man hat es mit einem mechanischen Widerstand zu tun, der proportional zur Geschwindigkeit ist. So lange man keine irgendwie limitierenden Einflüsse hat, hängt die dadurch absorbierte Energie nur von der zurückgelegten Strecke und der Viskosität linear ab.

Beispiel: ein Pendel erhält einen Rührstab an seinem Ende, welcher in Flüssigkeit getaucht wird. In den Umkehrpunkten wird die Bremskraft minimal, weshalb der Sinus keine Abplattung erfährt, es handelt sich um eine echte gedämpfte harmonische Schwingung, wie sie im Lehrbuch steht. Und auch das Anstoßen erfolgt unverzögert und ruckfrei. Probleme: keines der oben genannten, nur eine begrennzte Anstiegsgeschwindigkeit, wie bei allen gedämpften Systemen.

[Ollie]

Wir betrachten Kraefte. Der Reibungsterm ist linear in v = dx/dt, die Federkraft hingegen in x. Hinzu kommt noch die in x (und wohl auch v) nichtlineare Antriebskraft.) Ich denke aber mal, dass die Viskositaet des Materials selbst noch mal von v (und von x; die Federkonstante selbst haengt ja auch von x ab) abhaengen kann, und dann wird's haesslich.

Die Hystereseschleife setzt eine nichtlineare Kennlinie voraus, weil lineare Systeme konservativ (energieerhaltend) sind. Oder umgekehrt.

Also: Hochdaempfende Sicken tragen zum Klirr (der nichtlinearen Kennlinie) bei. Idealerweise hat man voellig verlustfreie Systeme, denn nur diese sind linear.

Ist die "Keramik"membran gesintertes Al2O3/Ti2O3 ( gar Metallmatrix?) oder was? Erstaunlich, dass es bei einer gleichgrossen Al-Memberan Abrissresonanzen gibt, nicht jedoch beim Thielteil.


Cheers,
Ollie

[KlingKlong]

thielteller ....

.... Hei , latürnich resonieren die Thiel-Keras auch , und das nichtlineare findet auch in der Membranreso statt . Die schwingenden Massen sind aber kleiner , und günstiger "angeordnet" ..... kein Hexxenwerk

Auch keine ingeniöse Kunst dahinter diese spröden Schüzzeln kann man als normalen Konus gar nicht herstellen drum halt als inversoides K-Lottchen ..... pures Glück dass sich so ein passables Resoverhalten ergab .

Übrigens schwingen diese T-K´s nicht grundsätzlich als fast ideal steife Membranen wenn das so wäre dann gäbe es einen Buckel im FreGang wo die Luft ihren max Blindanteil hat ..... d. h. die Thielotten verformen sich auch ja ich wage sogar zu behaupten nicht weniger als andere halbwegs staife SteifDöner

Nichts ist so wie es zu sein scheint überall lauert Blendwerk

häppy 2005!

PS: es muß keine Keramik sein ordinäre Kohlefaser geht genauso gut!

[Frankynstone]

@KlingKlong: geiles Pos(t)ing. Solltest Schriftsteller wern

@Ollie:

Mal angenommen, die Antriebskraft durch die Schwingspule wäre linear vom Strom und nicht im Geringsten von x abhängig und die Rücktriebskraft der Feder wäre linear von x abhängig und nicht im Mindesten von v und außerdem wäre die Membran und so weiter eine ideal steife kompakte Masse, dann hätten wir ein perfekt harmonisch schwingendes Feder-Masse-System mit Erreger.

Die viskose Dämpfung hat exakt den gleichen Effekt, wie das Kurzschließen der Schwingspule zur Wirbelstrombremse. Das hat mit Hysterese nix zu tun. Sonst würden wir unsere Lautsprecher unbedämpft lassen und mit Stromquellen betreiben (schön döhnsige Bässe, saumäßiges Ausschwingverhalten). Aber nein, wir haben Gummisicken, Ferrofluid, Polipropylenmembranen und unsere Verstärker sind fast ausnahmslos Spannungsquellen.

Klirr? Unter normalen Umständen unterhalb 0,7 %, also nicht hörbar.

[Ollie]

Marv, klar verformen die sich, aber resonieren sie auch? Wieso nicht? c zu gross? Oder doch, aber Reso weggedaempft (wie?), und man sieht die Reso nicht oder kaum?

Franky, Du sagst mir also: solange wir den rein viskosen Fall betrachten, gibt's keine Hysterese? Das nicht-idealelastische Gummi, das Energie in Waerme umsetzt, hat zwar eine nichtlineare, aber dennoch hysteresefreie Kennlinie? Oder hab ich was falsch verstanden? Was macht Hysterese bei mechanischer Verformung?

Ich bin kein Elastomechaniker, also bitte langsam schreiben!

Cheers,
Ollie

[KlingKlong]

LottenTotten 2005

HeillOllieH!

Tja dann zeig doch mal Scan Messung Weblink anything you have wo die keramikomischen Dieloddenmiddeldöner NICHT resonieren!

Sicher hast Du die griffbereit am oder im PC

Zeigen!

[Ollie]

Yo Marv!

OK, you really got me. Mein Fehler, dass ich die Klappe soweit aufgerissen habe: Die Resonanzen sind vorhanden, aber recht stark bedaempft (liegt das an der breiten Sicke?). Thiel C95 (18er Korb) bei 4.5kHz (K&T 6/03), der C82 (15er Korb) bei 5kHz (HH 4/03). Im direkten Vergleich (selbes K&T-Heft, d.h. identischen Messbedingungen) zeigt der Visaton AL170 bei ~6.5kHz, der Alcone 6.5 bei ~6kHz den Resonanzpeak. Dafuer sind die Resonanzen von etwas besseres Guete, denn sie schwingen laenger aus.

Nur eben die Preisfrage: ist's wirklich die breite Sicke, wie Frankynstone meinte?

Links mit Messungen (z.T. in .pdfs):

http://www.accuton.de (Thiel)
http://www.visaton.de (Visaton)
http://www.alcone.de/index.htm?<a hr...ourier.htm</a> (Alcone)


Cheers,
Ollie

[KlingKlong]

Ollie has learned sumthing

Yo Män ,

here we go ....

>> stark bedämpft? >> no!

>> breite Sicke influence >> no! (resp. not much effect on main reso)

na was bleibt nun noch über als reso-eater

(hinweis wurde schon gegeben aber jOlliegoodfellow hat faustdicke tomatoes uffe öugen

bzgl slit-cone a la overprized SCAM-SPEAK (LoLoLoL) , Schlitzung geht nicht ganz bis Rand ca 2mm Restmaterial , der Konus wird dadurch weicher , genau wie es eine Nawi Membran macht . Mit zu dünnen/weichen Membranen nicht ratsam!

am besten mal zum skalpell greifen und selber a bisserl herumodden ......

häppy wastelife!

PS: mehr wird nich verraten! DIYourself!