Baßsimulationen künftig lieber auf TSP-Basis?

[UweG]

Diese Überlegung hat mich schon öfter bewegt, ich wollte sie hier mal öffentlich zur Diskussion stellen.

Boxsim rechnet derzeit so, dass Meßwerte in der Standardeinstellung bei allen Frequenzen Vorrang vor TSP-Berechnungen haben. Beispiel: Ein AL130 wurde im VISATON-Testgehäuse bei 40 Hz mit 72,4dB gemessen. Umgerechnet auf die unendliche Schallwand gibt das 76,8dB.
Anhand der Thiele-Small-Parameter müsste er dort aber 78,2 dB laut sein.

Auch wenn die Differenz nicht groß ist - das Beispiel hier ist durchaus typisch - ich kann mir nicht erklären weshalb ein AL130 bei 40Hz solche Abweichungen zeigt, bei der Frequenz müsste TSP-Simulation doch genau sein.

Ich weiß natürlich auch, dass akustische Meßtechnik nicht auf 0,1dB genau ist und das TSPs auch sehr davon abhängen wie man sie misst.
Trotzdem: Was glaubt ihr welcher Wert "stimmt"? oder anders gefragt: Wie soll Boxsim in Zukunft rechnen?

[jhohm]

Hallo Uwe,

welcher Wert ist denn näher am Gemessenen?- Evtl müßte zur Überprüfung wirklich mal ein Speaker in der unendlich Schallwand gemessen werden, um das heraus zu finden.
Ich könnte mir aber vorstellen, daß unabhängig von den TSP der Schallwandeinfluß durchaus 1 - 2 dB ausmachen könnte

Gruß Jörn

[UweG]

@jhohm: Da eine Messung in einer richtigen unendlichen Schallwand nicht möglich ist - da müsste z. B. auch der Einfluss des RAR raus, habe ich da natürlich auch keine Messung.
Den zweiten Satz verstehe ich nicht. Die Schallwand macht bis zu 6dB aus, aber die werden doch berücksichtigt, so oder so.

Die Frage ist: Soll ich eher den TSPs glauben oder auch im Baßbereich eher auf Schalldruck-Messungen vertrauen?

[Der_Axel]

Dichtung und Wahrheit

Hallo Uwe / Jörn,
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Ich möchte gerne mal eine Trennung von TSP und SPL einführen:

Die TSP sind Parameter die sich rein aus Impedanzmessungen
und Resonanzverschiebungen ergeben. SPL, also Schalldruck ist
etwas ganz anderes, aber aufgrund einiger physikalischer Analogien
gewissermaßen mit dem Impedanzverlauf 'seines' Wiedergabesystems
verstrickt.

Bei den meisten Schalldruckangaben handelt es sich aus rein theoretischen
Werten, die man über den akustischen Wirkungsgrad, der sich
widerum aus fs, Vas und Qts (also Impedazzabgeleitete Daten)
ergibt: [dB=112+10*log((9614E-10*fs³*Vas)/(Qes)]
Es gibt aber auch noch andere Formeln mit sd und xlin. Man kann
also, aufgrund von Impedanzmessungen und Sd einen Schallpegel,
ich sage mal: abschätzen.

Der gemessene Pegel ist da bereits deutlich seriöser und es ist
nicht verwunderlich, wenn es dazwischen unterschiede von
einigen dB gibt.
Grundsätzlich sollte den Simulationen der gemessene Pegel
zugrunde liegen, dieser ist um ein vielfaches näher an der Praxis dran.
Und noch was:
Die TSP sind einzig geeignet um das Frequenzverhalten
eines Lautsprechers im Bereich seiner Resonanzfrequenz zu
beschreiben. Die TSP haben es ermöglicht Bassgehäuse und
deren Pegel - Verhalten berechenbar zu machen. Und, wie gesagt,
das gilt nur im Bereich der Resonanzen bezüglich der Gehäuse
und deren Impedanzen bezüglich der Frequenzweichen.

[Der_Axel]

Und

Hallo noch mal,
===========
noch eine ganz persönliche Anmerkung:
Ich mache meine Messungen meistens 'unkalibriert', in einem
schon etwa passenden Gehäuse, und alle Treiber unter gleichen
Bedingungen.
Um in Boxsim zu einer vernünftigen Darstellung zu kommen muß
ich zu meinen 'relativen' Pegeln zwar noch etwa 100 bis 120
addieren, aber so bleiben mir die Relationen erhalten.

Würde bei solchen Messungen Boxsim (gegen meinen Willen)
für die Pegel die aus den TSP selbsterrechneten Werte einsetzen
wäre mein eigener Meßaufwand unsinnig und die Simu-Ergebnisse
fragwürdig.

Nun aber Allen ein angenehmes Wochenende,

[jhohm]

Hallo Uwe,

mach doch mal ein Experiment:

Die Classic200 ist ja durch messungen gut dokumentiert; bei der Simulation werden die messwerte berüksichtigt.
Wenn Du den Haken "..erst oberhalb 3x fc" wegklickst, werden ja nur die TSP zur Simulation herangenommen...
Schau Dir das Ergebnis an; dann wirst Du die Frage schnell als erledigt abhaken...

Gruß Jörn

[Frank]

Die TSP sind einzig geeignet um das Frequenzverhalten
eines Lautsprechers im Bereich seiner Resonanzfrequenz zu
beschreiben.

Und das gilt auch nur bei bei kleinen Signalen. Im Betriebszustand ist eh wieder "alles" anders. Was halt keine quasi statische (ich weiß der Begriff ist hier unscharf) Messung zu erfassen vermag ist, dass sich elastische Werkstoffkennwerte mit dem mechanischen!!! Spannungszustand ändern.

[Frank]

Nachtrag. Natürlich sind gemessene Werte zu bevorzugen.

[UweG]

Ein so eindeutiges Votum hatte ich nicht erwartet, aber das schlagende Argument habe ich nicht gefunden, deshalb hier mal ein paar Entgegenhaltungen und eine zugegebenermaßen etwas einseitige Argumentation in die andere Richtung:

@Axel: Zwischen Thiele-Small-Paramtern (also fs, Qes, Qms, und Vas) und dem Schalldruck gibt es einen eindeutigen und physikalisch exakten Rechenweg und nicht nur eine Schätzformel. Da die (Thiele/Small-)Simulation in Boxsim sogar die Schwingspuleninduktivität mit berücksichtigt und das sogar noch frequenzabhängig liegt die Ungenauigkeit in der Rechnung hier extrem niedrig. Wenn die Realität (nicht die reale Schalldruckmessung, sondern das was in idealem Umfeld mit idealem Meßequipment gemessen würde) etwas anderes ergibt, dann nur deshalb weil
- die TSPs amplituden-, frequenz- und vergangenheitsabhängig sind
- die TSPs ungenau gemessen wurden
- die TSPs keine Membranresos, Gehäuseresos etc. abbilden

Die Behauptung, die Schalldruckmessung sei näher an der Praxis stellt die Frage unm welche Praxis es sich handelt, etwa andere Schalldruckmessungen mit den gleichen Unzulänglichkeiten?

@Axel (zu deinem zweitem Beitrag): Ok, habe ich oben nicht geschrieben, aber Simulationen mit Schalldruckmessungen im zu simulierenden Gehäuse (wie z. B. auch bei den Hochtönern) stehen für mich nicht zur Disposition, hier gilt der gemessene Schalldruckwert.
Meine Frage betrifft ausschließlich die Simulationen in denen auch ein Gehäuse simuliert wird, also auf der Gehäusekarte nicht "Gehäuse integriert" angekreuzt wurde.

@jhohm: Das Experiment habe ich mehrfach gemacht. Wer sagt denn das das was da herauskommt falsch ist?
Bei 100 Hz z. B. gibt die Simu basierend auf der Schalldruckmessung (und den TSPs) 86,5dB, eine reine TSP-Simu ergäbe 88,5dB und Visaton publiziert für die Classic 200 einen Frquenzschrieb der ca. 89dB zeigt. Was soll ich denn da als erledigt abhaken?

@Frank: Das elastische Verhalten des gesamten Chassis wird (in seiner Grundresonanz) in den Thiele-Small-Parametern abgebildet.
Simulationen aufgrund von Kleinsignalverhalten haben wir in beiden Fällen. Zugegebenermaßen ist der Meßstrom bei der TSP-Ermittlung aber üblicherweise nochmal deutlich kleiner als bei der Schalldruckmessung.

@Frank (zu dem Nachtrag). Das ist gar nicht die Frage, die Frage ist ob akustische Messung oder elektrische Messung.

Ich leg' nochmal ein wenig nach: Wer kann mir die Delle in der Simu der Classic bei 140 Hz und die im gemessenen Frequenzgang der Classic bei 90 Hz erklären. Könnte es nicht einfach sein, dass Messungen in diesen Frequenzbereichen wesentlich ungenauer sind als eine Simulation nach elektrisch verhöltnismäßig präzise bestimmbaren Werten?

Die Argumentation für die andere Seite folgt ein anderes mal.

Kleiner Nachtrag noch: Ziel einer Simulation ist es, die Wirklichkeit zu simulieren, nicht eine andere Messung. Das Dumme ist nur, dass die Messgeräte alle keinen Schalter haben an dem man zwischen Meßergebnis und wirklichem Ergebnis hin- und herschalten kann.

[Frank]

Hallo Uwe,

ich glaube Du hast mein Posting nicht so recht verstanden. Du kannst den Betriebszustand nicht mit den TSP beschreiben. Naja, schon, wenn zu zu jedem Zeitpunkt den neuen TSP Satz ermitteln könntest...

Zum Nachtrag. Natürlich sind die TSP auch gemessen. Ich meinte aber schon Messung mit dem Mikro.

[UweG]

Hallo Frank,

meine Antwort war schon etwas provokant . Du hast natürlich Recht, dass ich theoretisch für jede Frequenz (und Amplitude und Amplitudenvergangenheit und Temperatur und .... ) einen neuen TSP-Satz bräuchte, aber auch in der Schalldruckmessung ist für jede Frequenz nur ein bestimmter Betriebszustand abgebildet. Warum ist das besser?

[jhohm]

Hallo Uwe,

ich habe einmal die Classic200 so geladen, wie sie als default vorgegeben ist - gestrichelt - und dann habe ich den F-Gang des AL nur nach den TSP berechnen lassen ( als Gehäuse habe ich weiterhin das Visaton-Testgehäuse kleine Seite angenommen)



Wenn ich das auch noch für den TI machen würde, käme noch ein weiterer Buckel bei 200 - bis 270 Hz dazu...

Auch eine andere Meßschallwand vorzugeben bringt garnichts.
Deshalb - weil ja auch die Messungen der Classic so gut mit den Simulationen übereinstimmen - denke ich, daß auf jeden Fall das Rechnen mit den Meßwerten dem mit den TSP vorzuziehen ist...

Gruß Jörn

[UweG]

weil ja auch die Messungen der Classic so gut mit den Simulationen übereinstimmen

Nein Jörn, das tun sie nicht. Der Verlauf ist (zufällig? systematisch?) sehr ähnlich, aber der Pegel ist rund 2dB unterschiedlich. In der akustischen Messtechnik ist 2dB knapp mehr als nichts, aber es sind rund Faktor 1,25 in der Spannung und fast 1,6 in der Leistung. Ein um Faktor 1,25 falscher Quotient für fs/Qes oder ein Faktor 1,58 falsches Vas, die beide den gleichen Fehler verursachen würden, gelten schon als recht kapitale Meßfehler.

Ich glaube, wir müssen den Thread für Newbies unsichtbar machen, die kriegen den Eindruck, Lautsprechermessungen würden mit dem Zufallsgenerator gmacht, deshalb:
@alle nicht so Bewanderten: Keine Panik, alles ist gut - besser als jemals vorher - nur ein paar Perfektionisten feilen noch an ein paar Kinkerlitzen .

[jhohm]

Hallo Uwe,

das Problem ist, finde ich; das nach den 3x fc plötzlich der Einbruch von 3dB kommt; weil dann mit den Messwerten gerechnet wird...

Interssant ist; dasß scheinbar, je mehr sich die Meßgehäusegröße der unendlichen Schallwand nähert, der Unterschied geringer wird... kann aber täuschen; ich habe es nur mit der AL200 (kleines Gehäuse) und dem BGS40(großes Gehäuse) simuliert...

wenn Du ohne Meßwerte rechnest; dann gleichen sich die Ergebnisse eher denen von AJHorn; und er große Vorteil der Meßwerte geht verloren...

Ich würde es so belassen...

Gruß Jörn

[UweG]

@Jörn: Die Graphen hübsch zu bekommen ist nicht das Problem, da wird einfach ein Übergangsbereich definiert in dem beide Werte unterschiedlich gewichtet werden und schon sehen die Kurven superhübsch aus.


@alle: Für mich gibt es im Moment zwei schwergewichtige Argumente, die für eine volle Einbeziehung der akustischen Messung sprechen:

1. Die TSPs werden bei sehr kleinem Signallevel aufgenommen, bei der akustischen Messung liegen immerhin 2,83V an, womit ein Teil der Nichtlinearitäten zumindest im unteren Bereich bereits erfasst ist.
2. Die Simulation im Bereich weit oberhalb fc muss auf der akustischen Messung basieren. Tut man das auch "unten", so hat man hier die gleichen systematischen Fehler drin und nicht ganz andere. Damit werden die Simulationen zwar nicht per se richtiger, aber vermutlich stimmiger.

Sind diese Argumente schlagend gegen die Argumentation oben oder nicht?
Weitere Meinungen / Argumente / technische Darlegungen sind erwünscht.