Schallwandbreite für TI100 + Ke25 mit Waveguide

[Mr.E]

Mit was für einer Anregung hast Du das gemessen? Mich erinnert das gerade an etwas. Ich weiß nur nicht (mehr?) wie es heißt und ich kann mich nicht an Details erinnern, deswegen finde ich auf die Schnelle nichts im Internet.

Kannst Du von Anregung und Messung auch Spektrogramme machen?

[Fraggle]

Was mich ein wenig verwirrt ist, dass das System auch in Z-Richtung schwingt, obwohl der Treiber das System in X-Richtung anregt. Dafür habe ich bisher nur Vermutungen...
Bin für weitere Anregungen zu weiteren Messungen offen. Ich habe auch einen zweiten Verstärker + Sensor, so dass auch Differenzmessungen möglich sein sollten.

Auch wenn der Treiber nur Kraft in x-Richtung erzeugt, entstehen im Gehäuse Biegemomente um die y- und z-Achse und vielleicht Biegeschwingungen. Dann gäbe es als "Nebenwirkung" diese Bewegung in z-Richtung. Auf jeden Fall würde ich die Beschleunigung auch in x-Richtung (Lautsprecherachse) messen und vergleichen.

Aufschlußreich könnte auch eine Messung am Magnetsystem, in Richtung der Lautsprecherachse, sein. Hier würde ich erwarten, daß man die Resonanzstelle(n) der Lautsprecherimpedanz wiederfindet, und daß man die vermutete Resonanz Gehäuse-Korb-Magnet bestätigen oder widerlegen kann. Der Magnet müßte dann ja gegenphasig zum Gehäuse schwingen, vielleicht kannst Du das mit zwei Sensoren messen.

[zymorg]

Für die Schwingungen in z-Richtung sehe ich zwei Ursachen: 1) Die Platte schwingt mit und 2) der TT erzeugt an dem Gehäuse was unten „gelagert“ ist ein Drehmoment um die Querachse welches die z-Achsen Schwingungen hervorruft. Wenn du den Lautsprecher 90 grad zur Seite drehst sollte dann nur 1) auf der Sensor z-Achse bleiben, die jetzt Querachse ist.

[Sv.n.K]

Guten Morgen,

@Mr.E: Gemessen habe ich mit dem Sinusweep von ARTA. Also mit einem der Signale, mit denen man in ARTA die Sprungantwort ermitteln kann.
Was genau verstehst du unter einem Spektrogramm? Was wird in deinem Fall dargestellt?

@Fraggle:
Die Messungen am Magneten im Vergleich zum Gehäuse habe ich die letzten Tage schon gemacht. Sie spiegeln deine Vermutungen wieder.
Viel spricht dafür, dass der Montagering am Korb zur Schallwandmontage das Problem ist (das wurde auch schon früher vermutet). Meine derzeitige Annahme ist, dass dieser ein federndes Element zwischen Tieftöner-Korb und Gehäuse ist. Ich beobachte, dass sich bei der Resonanz das gesamte System bewegt und nichtlineare Elemente entsprechend Klirr verursachen. Ich will das noch mit ein zwei Messungen bestätigen. Ihr bekommt dann aber noch ein paar Diagramme zu sehen.

@zymorg: Interessante Überlegung. Wenn ich das nächste mal den Sensor wieder auf dem Gehäuse habe, will ich diesen Versuch durchführen.

Grüße
Sven

[Mr.E]

@Mr.E: Gemessen habe ich mit dem Sinusweep von ARTA. Also mit einem der Signale, mit denen man in ARTA die Sprungantwort ermitteln kann.
Was genau verstehst du unter einem Spektrogramm? Was wird in deinem Fall dargestellt?

f(t), also das, was in dem Wikipedia-Artikel Sonagramm genannt wird. Mit eher kurzer Fensterung. Wenn das ein Sweep war, dann wäre es interessant, den mit identischer Skalierung und zeitsynchron in einem eigenen Diagramm direkt darunter zu plotten.

[Sv.n.K]

Hallo Zusammen,

@Mr.E: Ich glaube ich weiß was du willst, meine vorliegenden Werkzeuge können das aber m. M. nicht nativ erzeugen. Hierfür müsste ich nochmal Zeit in den Messaufbau investieren. Worin siehst du in einer solchen Darstellung einen Mehrwert?

Zu den meine aktuellen Erkenntnisen
Um die oben angedeuteten Vermutungen zu verfestigen, habe ich ein wenig experimentiert. Ich vermute weiterhin, dass der Flansch, mit dem der W130X an die Schallwand montiert wird, eine parasitäre Feder ist. Diese führt dazu, dass es bei Resonanz mit der Gehäusemasse zu hohen Bewegungsamplituden kommt, welche wiederum durch nichtlineare Elemente hohe Nebengeräusche erzeugen.
Für die Verfestigung dieser These habe ich einen Versuchsaufbau gewählt, in dem der Tieftöner von außen auf die Schallwand mit Heißkleber fixiert wird. Wird er zusätzlich über die vorgesehenen Montagebohrungen mit Schrauben an die Schallwand befestigt, sollte sich die Federkonstante verändern und somit die Resonanzfrequenz variieren. Um die Differenzen zu ermitteln wird zum einem die Beschleunigung am Magneten und Gehäuse sowie der Impedanzgang des Tieftöners gemessen. Die Amplituden am Messverstärker beträgt 3Vrms, die Signaleingänge der Soundkarte sind in ARTA kalibriert.
Die folgende Abbildung gibt einen Eindruck des Aufbaus sowie für die Position der Beschleunigungssensoren.

Im Detail wird in der folgende Abbildung schematisch der Aufbau, sowie die Versuchsergebnisse dargestellt.

Es zeigt sich, dass mit zusätzlicher Schraubverbindung der charakteristische Amplituden- sowie Impedanzverlauf sich zu höheren Frequenzen verschiebt. Im Detail wird die Resonanz ohne Schrauben von 190Hz nach 280Hz mit Schrauben verschoben. Besonders erwähnenswert ist, dass bei 120Hz (bzw. 170Hz mit Schrauben) die Auslenkung des Magneten sich deutlich (im Vergleich zur Schallwand) verringert. Der Magnet scheint zu dieser Frequenz eine vielfach geringe Bewegungsamplitude, als das Gehäuse zu haben.
Um qualitativ die Messergebnisse zu prüfen, habe ich für ausgewählte Frequenzen die Vibrationen mit den Fingern zwischen Magnet und Gehäuse verglichen. Der beschriebene Einbruch bei 120Hz (resp. 170Hz) ist deutlich nachvollziehbar. Der Magnet steht quasi still, wohingegen das Gehäuse mäßig vibriert. Ein weiteres Abtasten des Korbes mit den Fingern zeigt auf, dass die Vibrationen von Korb und Magnet nicht unterscheidbar sind. Daher gehe ich davon aus, dass es keine weitere "Federn" zwischen Magnet und Korb gibt. Weiter sind die Vibrationen bei den Resonanzfrequenzen von 190Hz bzw. 280Hz sehr gut zu spüren.
Nicht erklären kann ich, warum aus den Impdanzverlauf ein um 10Hz-20Hz verschobene Resonanzfrequenz abgelesen wird, als aus den Amplitudengängen. Ist das vielleicht von der Leistung abhängig, mit der gemessen wird? Für die Impedanzmessung wird eine kleinere Leistung verwendet, als für den Sinus-Sweep. Zwar bleiben die Einstellung vom ARTA-Signalgenerator sowie Mess-Verstärker unverändert, jedoch fügt sich der in der ARTA-Messbox vorhandene Messwiderstand mit ein (~27R).

Aus den Messergebnissen habe ich, ausgehend von einer Skizze des Versuchsaufbaus, ein Feder-Masse-Model generiert (nachfolgende Abbildung). Im unteren Teil werden die charakteristischen gemessenen Amplitudenverläufe skizziert. Ich konnte leider noch nicht die Frage abschließend klären, ob mit diesem Feder-Masse-Model die skizzierten Bewegunsamplitudenverläufe möglich sind. Gefühlt würde ich sagen ja - Gewissheit würde jedoch eine analytische Betrachtung geben.


Wenn das aufgestellte Model den auftretenden Klirr erklärt, dann wird auch deutlich, warum der der Klemmring #01, der FraWal-Steg #01 #02 #03 sowie mein außen angebrachte Versteifung nur mäßig bis gar keine Wikrung zeigten, oder an anderen stellen zu Problemen führten. Alle Lösungen haben den federnden Teil vom Korbrand bis hin zur Schallwandöffnung (oder Klebefläche der Sicke) nicht berücksichtigt. So hat z.B. der FraWal-Steg vermutlich die Feder weiter gespannt und so die Resonanz verschoben (und gedämpft). Mein Klemmring dahingegen hat nur den äußeren Teil des Korbes gefasst. Dieser müsste vermutlich das Chassis viel weiter innen greifen. Vielleicht sogar direkt auf der Klebefläche der Sicke.
Mein nächster Arbeitsgang ist also eine Neuauflage des Klemmrings. Dieser sollte den Tieftöner komplett fassen und so Feder eliminieren.

Ich freue mich über eure Kommentar.

Grüße
Sven

PS: Viel Aufwand, aber ich habe bisher richtig viel gelernt und Spaß dabei gehabt

[zymorg]

Nicht nur du lernst was ???? Ich lese begeistert und interessiert mit!

[Fraggle]

Hallo Sven,
da hast Du Dir ja mal wieder richtig Mühe gegeben.

Mein nächster Arbeitsgang ist also eine Neuauflage des Klemmrings. Dieser sollte den Tieftöner komplett fassen und so Feder eliminieren.

Ich denke, das Thema Dämpfung ist bisher etwas zu kurz gekommen.
Da keine Stütze oder Verstärkung vollkommen starr ist, sondern eher Federcharakter hat, wird sie dazu neigen, die Resonanz lediglich zu verschieben.
Deshalb sehe ich immer noch Potential in einer Stütze mit einem richtig dosierten (!) mechanischen Widerstand in Reihe. Wie man den genau hinbekommt, weiß ich im Moment zwar auch nicht. Ich vermute aber, daß ein weicheres Material als das Alubutyl zum Ziel führen könnte (Dichtknetmasse?). Das schließe ich aus Deinen früheren Impedanzmessungen, bei denen mit Magnetstütze z.B. eine Verschiebung der Resonanzfrequenz auftrat. Die hohe Beschleunigungsspitze des Magenten erscheint mir eigentlich geeignet, um dem System Energie zu entziehen.

Dein skizziertes mechanisches Modell ist interessant. Ein ganz ähnliches Modell hatte ich schon mal simuliert, allerdings auch mit Widerständen. Ich hoffe, ich kann in den nächsten Tagen mal die Ergebnisse posten. Im Moment paßt es mir zeitlich nicht gut.

[walwal]

Dichtknetmasse ist Alubutyl ohne die Alufolie. Hatte ich erwähnt, dass der Frawalsteg auch Butyl zwischen Magnet und Wand hat?

[zymorg]

Die Sache mit der parasitären Feder sollte sich auch erledigt haben wenn du den TT am Magneten einspannst und den Korb nur zur Abdichtung nutzt. So könntest du es auch später einbauen. Wie stellst du dir den Klemmring denn vor den du angesprochen hast?

[UweG]

Von ganz alten Lautsprecherchassis aus Röhrenradios aus den 50er / 60er Jahren ist bekannt, dass sie sich anders und meistens schlechter verhalten, wenn man sie in ein modernes steifes Boxengehäuse baut. Die damaligen Schallwände waren wohl labbriger.
Vielleicht ist hier ja jemand, der sich mit den alten Dingern auskennt und noch die eine oder andere Erfahrung beisteuern kann. Das Problem kommt mir irgendwie ähnlich vor. Die alten Dinger hatten auch nicht gerade supersteife Körbe.

[Sv.n.K]

Guten Morgen,

Uwe, dein Ansatz klingt interessant - aber es wiederstrebt mir innerlich, den W130X auf das Niveau von Röhrenradios zu schieben (kann ich noch nicht mit klaren Worten begründen).

Magnetstüze

Ich versuche eure Kommentare mit meinen Erfahrungen zusammenzubringen. Beim ersten Ansatz einer Magnetstütze (FraWal-Steg), stützte sich der Magnet gegen die Rückwand des Gehäuses ab. Als zusätzlicher Dämpfer wurde hier mit Bitumen zwischen Stütze und Magneten gearbeitet. Aus heutiger Sicht, war es sicher ungeschickt, die Stütze gegen die "federnde" Rückwand zu setzen.
Weitere Versuche, wie in dem nachfolgenden Bild, waren nur vom geringem Erfolg. So verschiebt die linke Konstruktion die Resonanz nur in Abhängigkeit der Spannkraft, die man über die Schrauben / Muttern vorgibt. Trotz Bitumen konnte ich die Resonanz nicht deutlich genug verschieben / dämpfen. Vermutlich ist diese Konstruktion nicht steif genug und damit mehr eine Feder.




Neuer Ansatz - Exoskelett mit Bitumenbett

Ein neuer Ansatz wäre den Magneten mehr mit einem Exoskelett zu fixieren (auch zymorg hatte das erwähnt). Ich stelle es mir in etwa wie in der folgenden Abbildung vor.
Zwischen Magnethalter (Bild C) und Magneten lässt sich dann mit verschiedenen dämpfenden Materialien experimentieren. Neben Bitumen könnte man auch das von Fraggle angemerkte Plastic-Fermit verwenden. Die ganze Konstruktion würde ich aus 16mm MDF fräsen. Ausgenommen die Spannhaken in Abbildung Bild E. Wie ich diese umsetze, weiß ich noch nicht (vielleicht benötigt es sie aber auch nicht).


Es ist ein erster Ansatz, für Verbesserungsvorschläge bin ich offen!
Setzt diese Konstruktion eure Vorstellungen um?
Habe ich ein Kommentar nicht richtig interpretiert?

Grüße
Sven

[UweG]

Ich finde den Ansatz sehr gut, weil die Stütze das statische Gewicht des Chassis nicht tragen muss. Es wird trotzdem schwer werden ein geeignetes Material zu finden. Ich glaube, so etwas wie Bitumen wird zu steif sein.

[zymorg]

Meine Idee wäre, den Magneten entweder an eine Holzplatte zu kleben und den Lautsprecher so zu befestigen - oder, wenn es denn baulich geht, den Magneten einzuklemmen. Dann halt nirgendwo anders noch zusätzlich zu befestigen sondern nur mit Dichtband am Korbrand zur Schallwand abdichten. Das ginge auch mit deinen Spannhaken in E. Nur so lässt sich die parasitäre Feder des Korbe fast vollständig umgehen. Wenn der TT an zwei Stellen eingespannt ist, also Korb und Magnet, verändert es ja nur die Eigenschaften der parasitären Feder bzw. wird eine Dämpfung hinzugefügt. Da frage ich mich, ob sich mehrere TT überhaupt innerhalb akzeptabler Toleranzen gleich einspannen lassen. Denn wenn die alle hinterher ein unterschiedliches Verhalten aufweisen, ist ja auch nix gewonnen.

[walwal]

Dichtknetmasse ist Alubutyl ohne die Alufolie. Hatte ich erwähnt, dass der Frawalsteg auch Butyl zwischen Magnet und Wand hat?

Denke ich auch, Butylkautschuk ist besser, vielleicht ist das weisse plasikfermit nix anderes...