Impedanz und TSP bei 1. Resonanz

[artemis]

Nachtrag:
Möchtest Du jemals zu Fuß messen, benötigst Du mindestens eine Frequenzauflösung von 1/10 Hz.

Übrigens,
hättet IHR den ominösen Treiber auch Herrn Timmermanns schicken können, bzw. hättet euch ins Auto gesetzt und währt hingefahren.

Ich bin überzeugt davon, er hätte ihn gemessen - vielleicht gegen einen kleinen Obolus, vielleicht ...

So schwer ist das Ganze doch nicht; ein Ringversuch, mein Gott ...

[20Hertz]

Da du selbst noch nicht draufgekommen bist, wie die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen zustande gekommen sind:



Schwarz = Sinus
Türkis = PinkNoise

Wenn du ernsthaft an weiteren Rohdaten interessiert bist, solltest du deine Umgangsformen mit Forumsteilnehmern mal überdenken. Für mich ist hier definitiv Schluß.


Grüße
Matthias

[artemis]

Da du selbst noch nicht draufgekommen bist, wie die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen zustande gekommen sind:


Schwarz = Sinus
Türkis = PinkNoise

Wenn du ernsthaft an weiteren Rohdaten interessiert bist, solltest du deine Umgangsformen mit Forumsteilnehmern mal überdenken. Für mich ist hier definitiv Schluß.


Grüße
Matthias

Ok, einmal RosaRauschen und einmal einen logarithmischen SinusSweep.


Lieber Matthias,
bitte beantworte einen kleinen Teil der von mir gestellten Fragen und stelle jeweils den korrekten Datensatz (aus einem SinusSweep, und RosaRauschen, mit und ohne Zusatzmasse)
zur Verfügung, in Textform oder als *.txt-Datei.

Vielen Dank für Deine Mühe,
schöne Grüße

artemis

Ps Ich hoffe, es regnet an der schönen Donau nicht.

[artemis]

grafische Lösung

Lieber Matthias,
vielen Dank für das schöne Bild, ich habe es mir sofort im DIN A4-Querformat ausgedruckt
und folge Daten aus dem SinusPlot ermittelt.

Als Werkzeuge habe ich ein großes Geodreieck, ein Stahlmaß, einen Taschenrechner Sharp PC-1403 und einen Druckbleistift mit 0,5er Mine verwendet.

Meine Ergebnisse sind folgende:

Zmax=141,575Ohm

Zmin=5,552Ohm

ro=25,5
sqrt(ro)=5,05

Zo3=28,0376Ohm

f1=21,915Hz
f2=48,853Hz

fm=32,72Hz
b=26,938Hz

fs=33Hz

sqrt(Zmax*Zmin)=28,036Ohm

Qms=6,134
Qes=0,2504
Qts=0,2458


Leider kann ich diese Ergebnisse nicht einordnen, da mir die Bestimmungsmethode für den Betragsverlauf der Impedanz und noch vieles Mehr nicht bekannt sind.

Allerdings führt die Dreipunktbestimmung, für dieses Beispiel, zu einem Qm von 6,134 und einem Qe von 0,2504.
Der sehr niedrige Qe deutet (möglicherweise) auf einen hohen Innenwiderstand der verwendeten Quelle hin.


Könntest Du bitte noch die Schwingspulendaten bekannt geben.

Vielen Dank im voraus,
herzliche Grüße
artemis

[artemis]

Da du selbst noch nicht draufgekommen bist, wie die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen zustande gekommen sind:

Ich möchte noch die ermittelten Werte aus dem RosaRauschPlot nachreichen:

f1=23,866Hz
f2= 51,418Hz

fm=35,031Hz
b= 27,552Hz

fs=35,33Hz

Zmax und Zmin haben sich nicht erkennbar geändert.


Qms=6,421
Qes=0,261
Qts=0,251



LG,
Arti

[artemis]

PINK

Und weiter geht es (alles so nebenbei, man kann viel lernen):

Zmin / Zres1 = Qes

---> Zres1 = 5,52Ohm / 0,261 = 21,3Ohm "betragsmäßig"

Lzres1 = 21,3Ohm/(2*PI*35,33Hz) = 95,952mH

Czres1 = 1/ (2*PI*35,33Hz*21,3Ohm) = 211,5uF



gegeben ist der BL-Wert mit 17 N/A

---> Cms = Lzres1 / BL^2 = 0,332 mm/N


Huch

Das Hardcopy-Image sagt, AJHorn errechnet ein Cms aus den eingegebenen Werten für Sd, Vas, fs und den Güten Qms & Qes 0,378 mm/N


Total dicht dran!



Eine statische Kontrollbestimmung von Cms muss her.




Matthias,
verrätst Du uns (den Lesern) noch die verwendeten Pegel und die benutzte Methode,
z.B. den Innenwiderstand (=Ausgangswiderstand der verwendeten Klangkarte) plus verwendeten Vorwiderstand.

Das wäre sehr nett von Dir.

Ich tippe ja auf die Spannungsteilermethode, zweikanalige Messung ...

Übrigens sehen die beiden Kurvenverläufe wunderschön aus, kannst Du u.U. noch die eingestellte Glättung ausplaudern???


Lass Dir dein Mittagessen schmecken, bei uns zu Hause gibt es einen überbackenen Kartoffelauflauf.

Aus dem hohen Norden noch liebste Grüße an die wunderschöne Donau,
Arti

[artemis]

Sandburgen

Lieber Matthias,

Da du selbst noch nicht draufgekommen bist, wie (...)

ich habe mir jetzt die Mühe gemacht und aus Deinen beiden Grafiken (grafisch), etwas anderes liegt ja nicht vor (deshalb müssen wir auch nicht lamentieren ob Ihr messen können, das ist für einen Gegenbeweis völlig unnötig!), ein Modell erstellt, welches den Impedanzverlauf nachzeichnet.


Das mit dem Rechnen darfst Du dann (jetzt doch einmal) übernehmen, mach es Dir einfach und stelle Z(jw) oder Z(S) auf (...)

Eine ganz dicke Knuddelumarmung noch,
Herzallerliebst

Arti


Ps
Wenn ich jetzt auch sehr unverschämt zu Dir war - und Deine Gefühle aufs Tiefste verletzt haben sollte, bitte einen Moderator oder den Administrator dieses Forums mich temporär zu sperren. Ich kenne die genaue Strafe nicht.

Falls ich widerrufen muss, werde ich selbstverständlich manns genug sein und widerrufen.

[artemis]

Verschanze Dich ruhig hinter der persönlichen Ebene ...

Wenn du ernsthaft an weiteren Rohdaten interessiert bist, solltest du deine Umgangsformen mit Forumsteilnehmern mal überdenken. Für mich ist hier definitiv Schluß.

Nimm ein Tabellenbuch und bestimme den Gütefakter des Parallelschwingkreises, denke Dir dazu Rp als unendlich groß und Lsp als unendlich klein,
Q ist dann durch folgende Gleichung zu finden (die anschubsende Quelle hat einen ri=0Ohm):

R1*(C1/L1)^0,5 oder auch R1 / (L1/C1)^0,5

= 0,2607

Juhu, alles richtig gemacht ...

Ok, jetzt setzt doch einmal für den Rp einen Wert von ca. 21 Ohm ein.


Staunst Du schon Bauklötze .

[artemis]

Hallo,


Schön, dass die Formeln für deinen B200 gelten.
Allgemeingültig scheinen sie aber leider nicht zu sein.


Grüße
Matthias

Lieber Matthias,
glaubst Du immer noch an eine fehlerfreie Messung, und Bestimmung der TSP, die Du freundlicherweise (nach dem 4711ten posting) zur Verfügung gestellt hast, um Deine These zu untermauern?


Matze,
der Scheiß hier, hat uns gute drei Tage gekostet ...

Nimm Dir ein Beispiel aus der BoxSim-Datenbank und vergleiche damit; um Dir ein unverfälschtes Bild zu machen oder glaube einfach weiter, besuche andere Foren und Treffen, munitioniere Dich auf - glaube,
glaube auch an die Klangkarte in Deinem PC als vollwertiges Messgerät, insbesondere im Tiefsttonbereich 5Hz bis 50Hz, glaube!



Freundliche Grüße,
artemis


Ps
Du hast nicht eine einzige meiner Fragen beantwortet. Schade! Aber das ist nun einmal nicht zu ändern.

Lass es Dir gut ergehen.

[artemis]

Zum Erntedankfest nun die ...

wahrscheinlich richtigen Werte (ich war gerade im Kino; "Da geht noch was", und der Herr gibt es den Seinen im Kinosaal - nach einem ausgiebigen Nachtspaziergang).

Aus dem ersten Plot habe ich mir grafisch (alles grafisch!) noch einmal alle +45° und alle -45° Punkte angesehen, mit folgendem Ergebnis:

- der DC-Widerstand beträgt ca. 5,52Ohm
- der minimale Widerstand Rmin beträgt ca. 5,564Ohm
- die Schwingspule hat wahrscheinlich einen Wert in der Größenordnung um 1,632mH
- festgelegt, geklemmt wird der Wert noch größer sein
- der Rme liegt wahrscheinlich um 47,4377Ohm
- der Rmax beträgt ca. 53Ohm
- der Rp, der Parallelwiderstand zu Les' beträgt ca. 62,295Ohm
- Les', repräsentiert den Cms, wahrscheinlich 331,3mH
- Ces', repräsentiert den Mms, wahrscheinlich 61,85uF


Falls die Messung fehlerfrei war, sollten diese Werte (im einfachen Ersatzschaltbild) der Wirklichkeit nahe kommen - darauf tippe ich.

Wir erinnern uns:

QES = 1 - Rmin/Rmax = 0,895

QMS = Rme^2 / (Rmin * Rmax) = 7,63

"total" folgt daraus

QTS = ( QES^-1 + QMS^-1)^-1 = 0,801


Da man diese Werte dem Impedanzverlauf direkt entnehmen kann und sie auch irgendwie viel besser ins Bild eines Tieftöners mit einem effektiven Membrandurchmesser von 20cm passen, klingen sie erst einmal plausibel.

Wirklich wissen, können wir das ganze Ding (hier) allerdings erst nach einer statischen Bestimmung des BL-Wertes und der Nachgiebigkeit Cms. Wenn diese Bestimmung mit dem Chassis praktisch möglich ist!


Offensichtlich lag eine echte Freiluftmessung nicht vor, es ist mit etwas tieferen Werten zu rechnen.


Gute Nacht,
artemis


Ps
Ich habe selbstverständlich nicht irgendwie mit den Beträgen hantiert, sondern aufgedröselt in Real-u. Imaginärteil - Wirk und Blind!

Bem.:
- Auch andere Werte für die triviale Ersatzschaltung sind möglich und nicht unwahrscheinlich.
- Der Einfluss der Schwingspuleninduktivität ist bei fs=35Hz noch vernachlässigbar gering.

- f+45° ca. 32,596Hz
- f-45° ca. 37,927Hz
- Z3 ca. 95,951Ohm
Die letzten drei Werteangaben sind aus der Grafik nur sehr schwer zu entnehmen, die Auflösung ist dafür zu bescheiden.


Dämmert es langsam?

[artemis]

Der vierte Tag (alles schwingt!)

Ich möchte gerne noch einen weiteren Versuch starten um alle die, die mittlerweile abgehängt sind, wieder mit ins Boot zu holen.

Dabei werde ich auf der elektrotechnischen Seite bleiben, um den Bezug zur Funktion Z(jw), Z(S) bzw. den BetragZ als Funktion der Frequenz nicht zu verlieren ...

Später können wir wieder auf die physikalische, die mechanische Seite eingehen und die grundlegenden Verständnisfragen auf der Masse u. Feder - Basis klären, dazu bedienen wir uns der wirkenden Kräfte, ein paar wirklich wenigen Differentialgleichungen, um zu folgender ... bekannter Tatsache ...

omegaNull = (D/m)^0,5

ich kürze das einmal mit "wo" ab!


1)

Bekannt ist:

wo = 1 / sqrt(Les' * Ces')

oder
auch

wo = 1/ sqrt(Mms * Cms)


Das Ersatzschaltbild ist ebenfalls aus der Schule bekannt, der Parallel- oder Reihenschwingkreis. Wir bleiben elektrisch beim Parallelschwingkreis ...


Dröseln wir einfach mal auf, da uns bekannt ist das wo gleichzusetzen ist mit zwei PI mal fs, der sogenannten Freiluftresonazfrequenz, können wir das tun!


fs = 1 "geteilt durch" 2*PI* die Quadratwurzel aus (L1*C1)


Zwei Bauteile, zwei Elemente, eine Spule und ein Kondensator bleiben letztlich übrig.

C1 steht für die Masse, L1 für die Nachgiebigkeit der Aufhängung ( = 1/D). Aber dieses nur am Rande.


Wir merken uns C1 und L1 sind praktisch (wir stellen uns das einmal so vor!) nichts anderes als Energiespeicher.


Eine Frage: was passiert bei RESONANZ? Aber keine Antwort!


Nachdem der Resonanzfall sackt, merken wir uns:
Unsere Vorstellung basiert auf idealen Bauelementen, d.h. es gibt keine Verluste.



...

[artemis]

Die Verluste ...

wir stoßen das mechanische System kräftig an.

Die Schwingung klingt mit fs' ab. Ich setze im folgenden fs' mit fres gleich.



2)

Wie stellen wir uns das vor, wir basteln ohmsche Widerstände in Reihe zu unserem L1 und unserem C1.

Und bezeichnen sie mit Rl1 und Rc1 und sprechen ab sofort von "realen Bauteilen oder realen Bauelementen"!


Es gilt fs=fs'=fres unter der Bedingung Rl1=0 und Rc1=0, d.h. keine Verluste, gleich ideale Besetzung ...


Wiederholung:
fres = k / 2*PI* sqrt(L1*C1)
mit k=1 ist's ideal, aber auf gar keinen Fall real.


Ich führe einen Korrekturfaktor ein und nenne diesen k. Dieser Faktor kann entweder der Zähler sein oder beim Zähler gleich EINS auch im Nenner stehen, entweder vor der Wurzel oder auch unter der Wurzel ... das ist total beliebig. Merken!

k kann man exakt bestimmen und berechnen, für die weitere Betrachtung ist dies aber unerheblich.

k, ein Korrekturfaktor der die Verluste so zusagen einfängt.





Ich muss kurz nachdenken, Zeit zum Sackenlassen.

[artemis]

äquivalente Zweipole

3)

Sind die Verluste in den beiden Zweigen, d.h. die Spulenverluste (Energiespeicher CMS')
genau so groß wie die Kondensatorverluste (Energiespeicher MMS'), dann wäre (wenn dieser seltsame Kauderwelsch möglich wäre, ganz richtig ist er nämlich nicht) Rl1 genauso groß wie Rc1 - es gilt:

Sonderfall Rl1=Rc1

führt wieder zu fs = fs' = fres

oder eben k=1




3.1) Spulenverluste > Kondensatorverluste

====> k<1

und fres < fs!


3.2) Spulenverluste < Kondensatorverluste

====> k>1

und fres > fs



Dämmert es langsam?



Zum Abschluss führe ich einen Trick ein, der alles ein bisschen handlicher macht, den Rp. Und uns zu dem schon bekannten vereinfachten Ersatzschaltbild des "unbekannten Tieftöners" führt.
Einen einzigen ohmschen Widerstand, parallel zu C1 und L1 ------ ohne diese beiden Burschen Rl1 und Rc1.

Rp!


Wie man diese einfache Umformung durchführt (?), beschreibt uns sicherlich und sehr gerne
Matthias , alias 20Hertz.



Ich freue mich sehr auf diesen Exkurs. Diese kleine, sehr einfache, Hausaufgabe ist äußerst hilfreich für das allgemeine Verständnis der Materie.


Falls diesbzgl. ein Klärungsbedarf besteht, können wir die Schose auch gerne mechanisch, physikalisch betrachten - es ist wirklich ganz einfach .


Freundliche Grüße,
artemis




Ps
Über Verbesserungsvorschläge, Fehlerbereinigung ..., bin ich dankbar.

Falls ich noch Lust verspüre, reiche ich den FIT für das "nichtexistente, rosarote Spagettimonster" noch nach.


_

[artemis]

Abkürzung

Für alle Leser, dessen Nerven überstrapaziert wurden und die keinen Bock mehr haben
(zu denen auch ich zähle), überspringe ich Tag 5 und Tag 6 - ruhen!



Es gilt:

Qe = (Rmax - Rmin) / Rmax

Qm = (Rmax - Rmin) * (Rmax - Rmin) / (Rmax*Rmin)


Der Gültigkeitsbereich erklärt sich von selbst. Vorausgesetzt werden muss allerdings ein Modell, aus dem für den 1.Resonanzfall Rmin und Rmax einfach zu bestimmen ist. Erfüllt das Modell diese Anforderung, dann kann man Rmin=Rdc und Rmax=Rdc+Rp setzen.

Der eingeführte Trick mit dem Rp hat aber einen Haken, diese Vereinfachung ist nur gültig wenn wie bei meinem ersten Beiträgen gezeigt, Zres<<<Rp ist. Bei korrekten Messungen ist dieses Szenario ohne Probleme möglich.

Da allerdings die konkrete praktische Suche nach f1 und f2 IMMER fehlerbehaftet sein wird, also die ermittelten TSP eh nie ganz korrekt sind, kann man es auch wieder vergessen.

Die Dreipunktbestimmung ist nicht wirklich gut, robust.

Man kann allerdings auch aus den nicht ganz so tollen Kurven ein Modell erstellen, aus dem es möglich ist einen korrekten Rmin und Rmax zu extrahieren, Verständnis für die Materie vorausgesetzt.

Die Kompetenz besitzt nicht jeder Bastler, den notwendigen Vorstellungen folgen zu können ist durchaus nicht einfach - und für die Umsetzung eines BASSGEHÄUSES, Subwoofers! auch nicht von Nöten - also kein Grund beleidigt zu sein.

Ein Verständnis dafür was Q ist, ist möglicherweise von Vorteil ...






Lieber 20Hertz,
mich mit einem derartigen Bullshit aufs Glatteis locken zu wollen, ist wirklich der letzte ...

Beim nächsten Versuch bin ich nicht mehr freundlich, sondern noch direkter ...
von der Ignorierfunktion halte ich absolut gar nichts, ergo!?

Schenke Dir zukünftig den Unsinn, sein konstruktiv.


Grüße,
artemis


Ps Thread erledigt.


Gegendarstellungen (mit schlüssigem Beweis!) sind absolut erwünscht.

[artemis]

Hoffentlich ist nicht untergegangen, dass man den Rp mit dem (BL^2 / Rms) quasi gleichsetzen kann.




(BL^2) / Rms ---> (Rmax - Rmin)




Ob dem Rms jetzt unbedingt die Bedeutung beigemessen werden muss, welche von dem einen oder anderen Autor hineingedeutet wird, bleibt äußerst fragwürdig.


Der Rms gehört allerdings in ein gutes technisches Datenblatt.