TSP - VAS ermitteln

[Siegfried]

Hallo ubix,

bei der Bassreflexrohrlänge ist eine Abweichung von ca. 5% +/- der Länge kaum zu unterscheiden. Genauer mache ich es auch nicht.

ich neige in manchen Dingen auch zu hoher Genauigkeit, aber auch nicht in allen Fällen.

da bin ich ganz bei dir.
Keine Angst, ich übertreibe nicht.
Zunächst geht es mir um das Verständnis. So, daß man schon sehen kann, auch wenn es noch nicht ganz genau ist, daß die Richtung stimmt.
Das sieht man sehr schön an der Grafik vom Heinrich, welche Toleranzen vorherrschen können. Daraus habe ich die Mittelwerte genommen.

Bis jetzt ist alles noch nachvollziehbar.
Der Knackpunkt kommt doch erst noch.

Nehmen wir an Hersteller xyz, Chassi zyx hat ein Sd von 50 qcm, Rdc 5,92 Ohm, fs = 63,5 Hz, Rmax 29,7 Ohm.
Mit Knet-Masse von 4,66 g ist fs1 nun 40,32 Hz.
Das Chassi ist nicht geeignet für die Knet-Massenmethode, weil es Flecken auf der Membrane gibt / geben kann.
Also die Volumenmethode anwenden.
Frage:
Wie groß oder klein muß das Volumen sein, wenn die Resonanzfrequenz fs2 ( 40,32 Hz / 63,5 Hz = * 63,5 Hz = ) 100,01 Hz erreichen soll ?
Es geht also um das „Luftkompressionswiderstandsgewicht" # welches die Resonanzverschiebung auf den gegebenen Wert bringt.

Die schon genannten Bücher sind mir hier mit ihren Angaben / Tabellen zu sehr nebelhaft.
Hier sind nun unsere Ingenieure, Techniker, Akustiker … gefragt Klarheit zu schaffen.

Ein Thema für all jene, die nach einem neuen Thema für eine Doktorarbeit suchen.
„das Luftkompressionswiderstandsgewicht“

„ ... Da steh' ich nun ich armer Tor
und bin so klug, als wie zuvor,
heiße ….
und sehe, daß wir nichts wissen können,
das will mir schier das Herz verbrennen
...“ Faust


# dieser Begriff ist nicht richtig. Da fehlt mir der exakte wissenschaftliche Begriff oder wie ich dies sonst benennen sollte. Weil – es ist ja kein Gewicht, sondern eher eine Kraft die sich der Membranbewegung entgegenstellt.


Tip an die Knetmassemethodenanwender:
Bei Chassis mit PhasePlug (falls vorhanden) die Knete so anbringen, daß sie nicht das PhasePlug berührt. Sonst stimmt die Messung nicht !

.

[Dirk_S]

Man könnte mit der Volumenmethode auch pragmatisch angehen
Man misst die Resonanzverschiebung im Gehäuse und wenn diese zu gering ist,
packe ich zur Reduzierung des Volmunes noch ein paar Teile (mir bekanntem Volumen ins Gehäuse) bis es passt.
Wenn ich dann noch das Gehäuse mit einer abnhembaren Front versehe,
habe ich ein Gehäuse in dem ich sogar unterschiedliche Chassis messen kann.

Grüße Dirk

[Frank]

Tja - Frank, das sehe ich doch anders.

Danke für die Nachhilfe in einfacher Geometrie.



Und Du glaubst wirklich mit einem Messchieber Mitte-Mitte die reale Verformung der Sicke erfassen zu können?

[Siegfried]

Hallo Frank,

die reale Verformung der Sicke

darum geht es gar nicht. Sondern um die Membranfläche. Die Formel kannst du nachlesen bei V. Dickason "Lautsprecherbau" Seite 56, oder bei https://www.hifi-selbstbau.de/grundl...-einfach-anfer
oder du vergleichst die Daten bei Visaton mit dieser Formel. (Sd * 4 / Pi)^0,5 = D
und dann mißt du mal das Chassi nach.

Hallo Dirk_S,

bis es passt.

setzt ja voraus, dass man weiß was der passende Punkt ist.
Von welchem Bezug / Faktor gehe ich aus?

Derzeit habe ich neun verschiedene, abgestufte Test-Boxen zwischen 1,5 Liter und 60 Liter. Hinzu kommen jeweils verschiedene "Steine", die das Volumen verringern können. Alles jeweils in einer luftdichten Ausführung.
Wie gehe ich vor und was ist zu berücksichtigen?

Im Anhang die beiden LS mit unbekannten Daten 10cm und 16,5 cm Durchmesser.

[Dirk_S]

Hallo Dirk_S,

setzt ja voraus, dass man weiß was der passende Punkt ist.
Von welchem Bezug / Faktor gehe ich aus?

Das ist relativ einfach, der Bezg ist die Freiluft Resonanz.
Das Gehäuse Volumen "passt", wenn sich eine Verschiebung > 40% einstellt.

HSB :
https://www.hifi-selbstbau.de/grundl...sen-flle-anfer

Erschwerend kommt hinzu, dass nicht irgendein Gewicht oder irgendein Gehäusevolumen geeignet ist. Nein, man braucht auch einen gewissen Effekt, damit man durch etwaige Unsicherheiten bei der Bestimmung der Resonanzfrequenz Fs nicht zu hohe Folgefehler macht (für Mathematiker: es geht der Ausdruck (Fo/Fu)²-1 ein). Am schönsten wäre eine Verschiebung der Resonanzfrequenz um den Faktor 1/1.41 (Massenmethode) bzw. 1.41 (Volumenmethode). Gerade bei der Volumenmethode bedeutet dies, das eine Vielzahl von verschiedenen Testgehäuse zur Verfügung stehen muss. Und das Problem mit der Volumenverdrängung des Lautsprechers, den Lecks und sonstigen Verlusten ist trotzdem noch nicht gelöst. Von daher erscheint die Massenmethode deutlich attraktiver zu sein. Wenn da nur nicht das Problem der Haftung und des genauen Gewichts wäre.

Kirchner ATB Handbuch :
Bei der Gehäusemethode wird von einem unbedämpften, luftdichten Gehäuse ausgegangen. Das
Chassis selbst darf also keine luftdurchlässige Sicke oder Staubschutzkalotte haben. Die Gehäusegröße ist
so zu wählen, dass die Änderung der Resonanzfrequenz ca. 50% bis 100% beträgt. Bei der
Gehäusemethode wird von einem unbedämpften, luftdichten Gehäuse ausgegangen. Das Nettovolumen des
Testgehäuses beträgt für 20cm und 25cm-Chassis ca. 30l, für 30cm- und 38cm-Chassis ca. 60l. Mit der
Gewichtmethode können auch Chassis gemessen werden, die eine luftdurchlässige Sicke und / oder
Staubschutzkalotte aufweisen. Das Zusatzgewicht ist so zu wählen, dass die Änderung der
Resonanzfrequenz mindestens 20% beträgt. Für Konuslautsprecher mit einem Membrandurchmesser bis 13
cm kann das Gewicht ca. 10 Gramm betragen, für großflächige Tieftöner können mehr als 100 Gramm
erforderlich sein.

[jhohm]

Hallo Siegfired,

Deine geometrischen Rechnungen in Ehren, aber wer sagt Dir eigentlich, das die Membran vom Chassis nicht auch mal gekrümmt ist (Nawi-Membran)?
Dann sind nämlich die Berechnungen eh falsch.
Und nach ein paar Jahren merkst Du dann, das es völlig togal ist, ob Vd nun 122,9cm² groß ist oder 13,4cm², oder ob Qts nun 0,432 oder 0,428 beträgt.

Weil Du eh beim Gehäuse nicht auf den Qubikzentimeter baust.... - Es sei denn, Du glaubst an das "Auslitern"

[Siegfried]

Hallo Jörn,

selbst die gekrümmte Membranfläche (Nawi-Membran) spielt mir hier gerade keine Rolle. Es sei denn, dass du die 11te Kommastelle berücksichtigen möchtest.
Als Kunde wärst du mir recht. Da würde ich dir 13,4 qcm verkaufen und du würdest den Preis von 122,9 qcm bezahlen. So gefällst du mir. Da würde ich das 9,17fache an dir verdienen und nicht mal 11% liefern. Die Industrie wünscht sich nur noch Verbraucher, denen „ es völlig togal ist“.
Es geht mir auch nicht einzig allein um das totale „Auslitern“ weil sonst die Box nicht klingen könnte. Das gehe ich viel entspannter an.

Ein Beispiel: Visaton VIB-170
Der AL-170 hat ein VAS von 34 Liter. Das Sd vom AL-170 ist 133qcm. Im Bauvorschlag werden 34 Liter angegeben.

Meine Daumenrechnung wäre damit:
Normal, halbwegs ausgewogen : Sd * 0,26 = 34,5 Liter
etwas knackiger, mehr Kickbass : Sd * 0,225 = 30 Liter
weicher und tiefer im Bass : Sd * 0,3 = 40 Liter
Die Geschmacksfrage digtiert die Literzahl.
Somit wäre ich schon fertig mit der Gehäusevolumenberechnung.
Noch ein bisschen variieren mit dem Bassreflex und gut ist es.
Wie sagte schon Adam zu Eva: „Du bist die schönste Frau der Welt.“

Nochmal:
Es geht mir um das Verstehen des Vorganges als solchem ( ob ich dies später auch genau so anwende steht auf einem anderen Blatt),

und um die Reproduzierbarkeit des Ergebnisses, egal ob es in Hamburg, Erfurt, Oberwiesental, Davos oder Mexiko-City nachgemessen wird.
Das Ergebnis müßte dann immer das selbe sein.

.

[Fosti]

.......
Ein Beispiel: Visaton VIB-170
Der AL-170 hat ein VAS von 34 Liter. Das Sd vom AL-170 ist 133qcm. Im Bauvorschlag werden 34 Liter angegeben.

Meine Daumenrechnung wäre damit:
Normal, halbwegs ausgewogen : Sd * 0,26 = 34,5 Liter
etwas knackiger, mehr Kickbass : Sd * 0,225 = 30 Liter
weicher und tiefer im Bass : Sd * 0,3 = 40 Liter
....

Moin Siegfried,

die Faktoren hinter Sd müssen demzufolge die Einheit Meter haben: 133 cm^2 * 0,3 m = 133 cm^2 * 30 cm = 3999 cm^3 = 40 Liter. Für was stehen beim AL170 die 0,3 m (oder 0,26 m oder 0,225 m)???
Ich bewerte regelmäßig Bachelor- und Masterarbeiten. Die Frage würde ich dem/der Verfasser/-in sofort stellen

Viele Grüße,
Christoph

[jhohm]

Hallo Jörn,

selbst die gekrümmte Membranfläche (Nawi-Membran) spielt mir hier gerade keine Rolle. Es sei denn, dass du die 11te Kommastelle berücksichtigen möchtest.
Als Kunde wärst du mir recht. Da würde ich dir 13,4 qcm verkaufen und du würdest den Preis von 122,9 qcm bezahlen. So gefällst du mir. Da würde ich das 9,17fache an dir verdienen und nicht mal 11% liefern. Die Industrie wünscht sich nur noch Verbraucher, denen „ es völlig togal ist“.
Es geht mir auch nicht einzig allein um das totale „Auslitern“ weil sonst die Box nicht klingen könnte. Das gehe ich viel entspannter an.

Ein Beispiel: Visaton VIB-170
Der AL-170 hat ein VAS von 34 Liter. Das Sd vom AL-170 ist 133qcm. Im Bauvorschlag werden 34 Liter angegeben.

Meine Daumenrechnung wäre damit:
Normal, halbwegs ausgewogen : Sd * 0,26 = 34,5 Liter
etwas knackiger, mehr Kickbass : Sd * 0,225 = 30 Liter
weicher und tiefer im Bass : Sd * 0,3 = 40 Liter
Die Geschmacksfrage digtiert die Literzahl.
Somit wäre ich schon fertig mit der Gehäusevolumenberechnung.
Noch ein bisschen variieren mit dem Bassreflex und gut ist es.
Wie sagte schon Adam zu Eva: „Du bist die schönste Frau der Welt.“

Nochmal:
Es geht mir um das Verstehen des Vorganges als solchem ( ob ich dies später auch genau so anwende steht auf einem anderen Blatt),

und um die Reproduzierbarkeit des Ergebnisses, egal ob es in Hamburg, Erfurt, Oberwiesental, Davos oder Mexiko-City nachgemessen wird.
Das Ergebnis müßte dann immer das selbe sein.

.

Du wirst es nicht glauben; aber SO funktioniert das!
Und die Ergebnisse werden weder in Mexico-City noch in Hamburg identisch sein mit denen in Oberwiesenthal, weil du Temperatur- und Luftdruck Unterschiede ebenfalls berücksichtigen mußt!

[Siegfried]

Hallo Jörn,

die Orte habe ich bewußt ausgewählt. Doch da komme ich noch drauf.

weil du Temperatur- und Luftdruck Unterschiede ebenfalls berücksichtigen mußt!

das ist richtig, Jörn, doch noch nicht alles. Die Luftfeuchtigkeit muß ebenfalls berücksichtigt werden.
Dies wollte ich nicht vorgreifen, sondern erst mal die Volumenberechnung im einzelnen darstellen.
Leider ist jetzt gerade zu wenig Zeit, um darauf einzugehen. ( Auch als Rentner hat man gewisse Verpflichtungen)

Hallo Christoph,
entschuldige, dass ich deinen Beitrag fas übersehen hätte, .... die Zeit ... .

0,3 m (oder 0,26 m oder 0,225 m)

das hat nichts mit Meter zu tun. Es ist ein von mir frei gewählter Faktor (deshalb keine Einheit). Es ist aus meinem Erfahrungsschatz mit dem AL-170. Passt im groben auch für AL-200 und AL-130 und manch anderen LS. Ist also nichts wissenschaftlich akkurates ....

Gruß

.

[Siegfried]

Das Volumen zur Berechnung der Resonanzverschiebung setzt sich aus folgenden, hier vereinfachten geometrischen Figuren zusammen.

Die Maße werden in Dezimeter angegeben. Somit erhalten wir als Ergebnis Liter.
Werden die Maße in cm angegeben muß das Ergebnis durch 1000 geteilt werden um Liter zu erhalten.

I) Das Chassi = ein Kegelstumpf V = pi * h / 12 * ( D * d + D^2 + d^2 )

D = mittlerer Durchmesser der Sicke
d = Durchmesser der Staubschutzkalotte / PasePlug
h = Höhe von der Staubschutzkalotte / PasePlug, tiefste Stelle, bis zur Oberkante der Sicke


II) Deckel = Zylinder V = D^2 * pi / 4 * S

D = Durchmesser des Ausschnittes ist ganz knapp an der Sicke.
S = die Dicke des Deckels (einschließlich Dichtung) [ Achtung: von der Oberkante der Sicke gemessen ]
z.B. 19 mm = 0,19 dm

III) Innenmaße der Box = Quader V = l * b * h
L = Länge
b = Breite
h = Höhe (einschließlich Dichtung)

IV) minus das verdrängte Volumen ( „Steine“ ) die zur Volumenverringerung, falls erforderlich, hinein gelegt werden.


V) minus ( falls vorhanden ) PhasePlug = Kegelspitze V = D^2 * Pi * h / 12

Sollte das PhasePlug so klein sein wie das vom TI-100 kann es auch unberücksichtigt bleiben.

D = Durchmesser der PasePlug
h = Ebene / Rand des PhasePlug bis zur Spitze (senkrecht)


Wie zu sehen ist ( Bild 3 ) hat die Box hinten eine M6 Gewindemuffe, um, falls benötigt, den / die „Stein/e“ in der Mitte zu halten.
Wird kein „Stein“ benötigt, so verhindert eine Schraube mit Dichtung den Luftaustausch.

Das Chassi wird in horizontaler Richtung gemessen mit dem Magneten nach außen.
(siehe wie in Arta-Limp Seite 16 )

.

[ropf]

Hey. Vas ist nur ein (theoretisches) Luftvolumen - dessen Federwirkung auf die Membranfläche genauso stark ist - wie die Federwirkung der Einspannung.

Wobei die "Membranfläche" eben auch nur ein Ersatzwert in der Vorstellung einer idealen Kolbenmembran ist, in die nicht nur die Fläche der realen Membran selbst eingeht, sondern auch die der Sicke - gewichtet nach dem Hub, den jeweilige Sickenanteile ausführen.

[Fosti]

Sehr gute Erklärung!

VAS: Volume of air having the same stiffness as driver suspension.

[Siegfried]

Das ist zwar nicht falsch – doch kannst du, oder ein Anderer, damit was ausrechnen?
Auch die Formel von ropf aus #11 ist sinnfrei weil man nicht weiß (zumindest ich nicht) was diese Formel soll. Leider wurde auf meine Bitte, eine Zeichnung / Skizze dazu nicht entsprochen.

Nun denn.

Wie schon geschrieben hat die Luft mehrere „Zustände“ die zu ihrer „Qualität“ beitragen.
Das sind
Temperatur in ° Celsius, relative Luftfeuchtigkeit in % und atmosphärischer Druck in mBar.

Da die Luftfeuchtigkeitswerte nicht Linear zu ermitteln sind habe ich mich nach den im Internet gefundenen Seiten, Rechnern und Tabellen orientiert und als Mittelwert aufgeschrieben. Es ist die trockene Luft incl. relative Feuchte bei einer gewissen Temperatur. Bild 1


https://www.dolder-ing.ch/wissen/Lue...gramm_Bild.htm

https://www.ib-rauch.de/bautens/form...uftfeucht.html

https://www.downloads.siemens.com/do...d1=A6V10327345

Dieser Wert wird multipliziert mit ( dem aktuellen Luftdruck geteilt durch Normaldruck auf Meereshöhe ).

z.B. 18° - 30% - 985 mb

1,2170 g * ( 985 mb / 1013,25 mb ) = 1,183 g
Das wäre zum Zeitpunkt der Messung die aktuelle Luftdichte für einen Liter Luft.

Je mehr Höhenmeter, desto dünner wird die Luft. Als grobe Orientierung habe ich die Höhenmeter mit angegeben. Bild 2

Visaton in Haan hat ca. 160 m üM – entspricht ca. 997 mb
Unterstellen wir, dass Visaton mit 20°C und 50% Feucht die Messungen durchführt,
dann wäre dies 1,2127 g * (997 mb / 1013,25 mb) = 1,193 g / Liter.

Nehmen wir mal an:
Wir versenden einen LS ( AL 170 – VAS 33 L) samt Mess-Box zur Ermittlung von VAS, mit der Bedingung 1V Messspannung.
nach
a) Oslo (Hafenstadt), 16°C – 70% LF – 1010 mb
b) Mexicocity 2250m üM 30°C – 30% - 800 mb
c) Oberwiesental 900m üM 22°C – 50% - 905 mb

Was denkst du, wie werden die Messergebnisse ausfallen?

[fabi]

Hmm... du hast wohl noch nicht viel Lautsprecher gemessen, oder?

Selbst Klippel spricht immer von "estimate parameters", also vom Abschätzen. Selbst mit einem zehntausend Euro Keyence Laser mit Auflösung <1um am DA2 misst man nie zweimal die gleichen TSP. Das muss man aushalten als Lautsprecherentwickler.