Schallwandbreite für TI100 + Ke25 mit Waveguide

[UweG]

@UweG: Ich hoffe das stimmt so...

Das sollte so hinkommen. Ich finde den Weg sehr elegant.

[„Q“]

Hallo Sven,

freut mich das sieht richtig gut aus. Die Anzahl der Verstärkerkanäle ist schon eine Hausnummer und genau richtig für meinen Geschmack. Die Lösung mit dem DSP jeden einzelnen Kanal separat ansteuern zu können ist konsequent und man ist komplett frei falls spätere Änderungen doch noch nötig sein sollten. Richtig gut.
Und vielen Dank für die tolle Anleitung einer weiteren Möglichkeit zum Fügen der Nah- und Fernfeldmessung. Werde das später wenn es notwendig wird mal ausprobieren. Das mit Arta klappt zwar soweit aber wenn das hier die bessere Möglichkeit ist, werden das sicher viele ausprobieren.

[Sv.n.K]

Hallo zusammen,

es ist mal wieder Zeit für ein Update.



Die Lautsprecher sind erst mal im Rohbau fertig. Schleifen und Lackieren kommt, wenn ich Zugriff zu einer Werkstatt / Garten habe.
Vielen Dank nochmal an alle, die mit ihrer Zeit mit Rat und (sogar) Tat zur Seite gestanden haben. Anbei das aktuelle Boxsim-Projekt.

Meine Abspielkette ist derzeit PC -> MiniDsp-USB-Streamer -> 2 x Wondom-DSP -> 6 x PCM5102-Module -> 2 x DENON AVR 3805.
Das sind also 12 DSP-Kanäle für 14 Treiber. Jeder Treiber hat seinen eigenen Endstufenkanal . Damit geht wohl die Runde mit "wer hat am meisten AVRs pro Lautsprecher" an mich . Oder kann da noch einer der Großheimkinobesitzer dagegen halten?

Ja, sie spielen sehr zu meiner Zufriedenheit. Ich bin kein Freund von subjektiven Klangbeschreibungen. Schon gar nicht, wenn es keinen Vergleich gibt, gegen die ich ich mit meinem Ohr messen könnte. Ich denke aber, dass sie klanglich in den Erwartungen liegen, die man von einer KE25SC im WG und einem B80 und nicht ausgefeilter Weiche haben kann.
Die Box spielt deutlich lauter, als mein Gewissen es für diese Mietwohnung zulässt. Der Soundcarten-Mixer geht selten über 80% und die Endstufen stehen bei -20dB. Richtig ausfahren konnten ich sie also noch nicht.

Die aktuelle Version der Weiche ist eine klassische "3-Wege-Dappo". Für weitere Versuche mit "halben" Wegen (vgl. #562) fehlte einfach bisher die Zeit. Aber das kommt sicher noch. Das Abstrahlverhalten über den Winkel ist bisher nur für einzelne Treiber ermittelt (mit bekanntem Verhalten). Vielleicht komme ich nächstes Wochenende mal dazu, dies im gesamten zu Testen.

Obwohl ich mir eher Gedanken um den Nachhall im Raum machen sollte ...

Das Fügen der Messungen aus Nah- und Fernfeld habe ich mit Boxsim und Excel erreicht. Meines Erachtens unterscheidet sich prinzipiell diese Vorgehensweise nicht von der Vorgehensweise aus dem ARTA-Handbuch.
Im Kurzen für einen Treiber:

• Vorbereitung
  • In Boxsim das Gehäuse sowie Treiberposition der realen Box erstellen.
  • Mindestens zwei Treiber und Verstärker für Nahfeld- und Fernfeldmessung vorsehen. Beide Treiber sind an der gleichen Schallwandposition.
  • Fernfeldmessung importieren. Hiebei darauf achten, dass in "Messung des Frequenzgangs bezieht sich auf" auf "5. zu simulierende Box" gestellt ist.
  • Nahfeldmessung importieren. Hiebei darauf achten, dass in "Messung des Frequenzgangs bezieht sich auf" auf "unendliche Schallwand" gestellt ist. Da der importierte Frequenzgang als Messung von einer unendliche Schallwand interpretiert wird, es also keine Einflüsse auf den Frequenzgang des Treibers gab, rechnet Boxsim noch den Effekt des frei stehenden Gehäuses dazu. Man erhält also (bis zu einem bestimmten Frequezbereich) den zurückgerechneten Frequenzgang im Fernfeld.
• Fügen der Messungen
  • Anpassen der Nahfeld-Amplitude über den Boxsim-Verstärker an die Fernfeldamplitude (eine Plausibilätsprüfung sollte vorgenommen werden).
  • Export der Chassisfrequenzgänge und mit Excel (oder anderen Editor) bei geeigneter Frequenz Amplituden- und Phasengang fügen.
  • Der so erstellte Datensatz kann dann wieder als gefügter Frequenzgang in Boxsim importiert werden.

Diese Arbeitsweise dauert sicherlich länger als die, die von ARTA vorgeschlagenen wird. Für mich bietet sie aber den Vorteil, dass man die Ergebnisse einzelner Zwischenschritte besser verfolgen kann. Insbesondere die Änderung des Phasengangs ist besser nachvollziehbar.
Weiter denke ich, dass die Algorithmen in Boxsim zur Rückrechnung des Amplituden- und Phasengangs aus der Nahfeldmessung besser an die Reale Schallwand anzupassen sind, als die in ARTA. Zumal ARTA (sofern ich das richtig verstanden habe) von einer rechteckigen Schallwand mit einem mittig platzierten Treiber ausgeht. Boxsim berechnet den Einfluss mit dem Treiber an der wirklichen Schallwandposition. Es muss jedoch festgehalten werden, dass in meinen Versuchen der Unterschied nicht besonders groß war.

Ich verwende für das Fügen meistens mehr als einen Treiber, um so einzelne Zwischenergebnisse besser verfolgen zu können. Anbei als Beispiel das Boxsim-Projekt für den unteren B80-Mitteltöner.

@UweG: Ich hoffe das stimmt so...

Grüße
Sven

[walwal]

Mir ist nichts bekannt, aber schreibe doch mal pico an, hier im Forum oder hier:

http://www.hifi-selbstbau.de/

[Sv.n.K]

... fc noch ersetzt durch Wurzel(Cmd / Mmd) ...

Ich finde die Analogie zwischen elektrischen und mechanischen Systemen immer wieder spannend (also Analogie elektrischer Schwingkreis fs = Wurzel(L C))

Bei der Thematik geistert mir immer noch der Satz von pico im Kopf herum:

"Absorptionsmaterial verändert jedoch nicht nur die Art und Weise des Kompressionsvorgangs sondern führt bei schnelleren Vorgängen auch mechanische Reibungsverluste in das System ein. Diese sind jedoch in der Regel nicht nur frequenz- sondern auch amplitudenabhängig und stellen damit eine Quelle nichtlinearer Verzerrungen dar"

(Quelle: http://www.picosound.de/D_lstips.htm#absincr)
Gibt es bzgl. nicht linearen Verhaltens Untersuchungen?

Grüße
Sven

[UweG]

Damit verstehe ich jetzt erst die Dimensionen, in der sich der W130X bewegt.

Vollkommen richtig. Der W130X hat so viel Mase pro Fläche wie kein anderes Visaton-Chassis.

Zur Formel aus dem Schwamkrug: Wenn man fc noch ersetzt durch Wurzel(Cmd / Mmd), Cmd wäre hier die Gesamtsteifigkeit aus Einspannung und Luft die komprimiert werden muss, dann ergibt sich:

Qmc = 2pi * Wurzel( Cmd * Mmd) / (Rms + Rx).

Damit wird klar, dass auch die Steifigkeit eine Rolle spielt. Schwermembraner in winzigem Volumen vertragen heftige Dämpfungsmaßnahmen.

[Sv.n.K]

Fraggle, vielen Dank für die Mühen des Nachvollziehens!

Bildlich gesprochen könnte man sagen, dass durch die hohe Membranmasse soviel Energie im System steckt, dass eine Änderung der Reibung um den gleichen Betrag weniger Einfluss hat, als in einem Systemen mit geringeren Membranmasse.

Interessant ist für mich jetzt, wie sich das bei ähnlichen Schwermembranen verhält. Ich dachte erst der TIW200XS ist so einer, musste aber feststellen, dass die Bewegte Masse des TIW200XS kleiner ist, als die des W130X. Damit verstehe ich jetzt erst die Dimensionen, in der sich der W130X bewegt.

Grüße
Sven

[Fraggle]

Ich begebe mich mal auf dünnes Eis (passend zu Jahreszeit / ich bin mir nicht sicher, ob man so argumentieren darf)...

Hallo Sven,
Dein Rechenbeispiel kann ich jedenfalls nachvollziehen.
Und der Unterschied der Membranmasse zwischen einem W130X und einem durchschnittlichen 13er ist ja schon beachtlich.

[Sv.n.K]

Nabend,

Klaus, Uwe: Ich bin mit dem Ergebnis mit einer halben Matte Polyesterwolle schon zufrieden. Unglücklich hat mich nur der Widerspruch meiner Messungen mit den Erfahrungswerten gemacht. Aber der Ansatz von Uwe

dass das hohe Membrangewicht in Kombination mit der steifen Einspannung zur relativen Unempfindlichkeit des Systems gegenüber Überdämpfung beiträgt.

ist vermutlich die Lösung.

Ich begebe mich mal auf dünnes Eis (passend zu Jahreszeit / ich bin mir nicht sicher, ob man so argumentieren darf)
Nach Lautsprecher Dichtung und Wahrheit S. 165 wird die Qmc berechnet mit
Qmc = 2pi * fc * Mmd / (Rms + Rx).
fc: Einbauresoanzfrequenz; Mmd: bewegte Masse; Rms: Reibung des Treibers; Rx Zusätzliche Reibung durch Dämmmaterial

Ich finde hier ist Uwes Vermutung ersichtlich. Ich nehme zwei Konstellationen mit unterschiedlichen Treiber mit verschiedenen Einbauvolumen sowie Membranmasse bei gleicher Einbauresonanzfrequenz an. Weiter nehme ich an, dass

1. das Dämmmaterial nicht mitschwingt und die bewegte Masse gleich bleibt.
2. das zusätzliche eingebrachtes Dämmmatieral die Reibung um den gleiche Betragt anhebt (also nicht proportional ist).

Für diesen Fall haben zwei unterschiedliche Treiber mit gleicher Einbauresonanzfrequenz aufgrund der verschiedenen Membranmassen eine unterschiedlich Sensitivität der Qmc bei Änderung der Reibung um den gleichen Betrag.

Ein Beispiel:
Ohne Dämmmaterial wird für Rx = 0Ns/m angenommen:
Konstellation A: Mmd = 30g; fc = 60Hz; Qmc = 5 -> Rms = 2,261Ns/m
Konstellation B: Mmd = 20g; fc = 60Hz; Qmc = 5 -> Rms = 1,508Ns/m

Mit Dämmmaterial wird für Rx = 0,400Ns/m angenommen und fc bleibt der Einfachheit halber unverändert:
Konstellation A mit Dämmamterial: Mmd = 30g; fc = 60Hz; Rms = 2,261Ns/m; Rx = 0,4Ns/m
Qmc -> 4,250
Konstellation B mit Dämmamterial: Mmd = 20g; fc = 60Hz; Rms = 1,508Ns/m; Rx = 0,4Ns/m
Qmc -> 3,952

Man erkennt, mit höherer Membranmasse ist das System weniger sensitiv auf additive Änderungen der Reibung. Damit würde sich die Divergenz meiner Messungen zu euren Erfahrungen erklären. Vorausgesetzt eure Erfahrungen stützen sich nicht auf vergleichbare System wie den W130X in CB.

Grüße
Sven

[UweG]

Gelten eure Erfahrungen nicht bei kleinen Gehäusen mit tiefer Abstimmung?

Das Gehäuse ist doch CB und hat daher keine "Abstimmfrequenz". Ich kann mir tatsächlich vorstellen, dass das hohe Membrangewicht in Kombination mit der steifen Einspannung zur relativen Unempfindlichkeit des Systems gegenüber Überdämpfung beiträgt.

Ich finde das Ergebnis eigentlich auch sehr zufriedenstellend. 1/2 Matte Polyestervlies dämpft die Moden schon sehr signifikant, aber auch mit viel mehr Dämmmaterial hält sich der Pegelverlust in Grenzen.
Die typische Situation z. B. bei kleinen 2-Wege-BR-Kisten ist eher, dass man schon Pegelverlust in Kauf nimmt und trotzdem noch mit Moden kämpft.

[mechanic]

„Da steh ich nun, ich armer Tor,
und bin so klug als wie zuvor.“

Wieso, du hast doch für dein Gehäuse ein klares Ergebnis:

- mit wachsendem Füllungsgrad und Materialaufwand werden die beiden Stehwellen immer besser bedämpft

- gleichzeitig erfolgt eine steigende Pegeldämpfung im Bereich der Eigenresonanz

- die 1/2 Matte Polyesterwatte erreicht mindestens 80% Bedämpfung ohne Pegelverlust > bester Kompromiss > Ziel erreicht .

Was bleibt ist die Frage, ist "Überdämpfung" nur Pegelverlust in einem bestimmten Frequenzbereich, oder hat das noch andere Auswirkungen ?

[Sv.n.K]

„Da steh ich nun, ich armer Tor,
und bin so klug als wie zuvor.“

Ich bin nochmal eure Beiträge durch. Mit Uwes Aussage, dass ein Gehäuse nicht Überdämpft ist, wenn Qmc größer als 2 - 3 mal Qes ist, stehen eure Erfahrungen gegen meine Messungen.
Habe ich einen Messfehler gemacht?
Ist das Gehäuse vielleicht doch nicht so dicht?
Gelten eure Erfahrungen nicht bei kleinen Gehäusen mit tiefer Abstimmung?

Grüße
Sven

[UweG]

Die Messungen überraschen mich etwas. Ich hätte gedacht, dass die Basotectfüllung noch viel stärker dämpft. Qmc=3,86 finde ich nicht zu niedrig. Ich bilde mir ein, dass der Amplitudengang schon noch etwas gerader wäre. Mag sein, dass die 700Hz keine Rolle mehr spielen, weil da ohnehin längst weggetrennt wurde.

[Sv.n.K]

Hallo zusammen,

ich habe mal die Tipps umgesetzt und eine kleine Messreihe im besagten Gehäuse erstellt. Hierbei habe ich folgende Konstellationen im Nahfeld sowie Impedanzgang untersucht:

1. offenes Gehäuse (ohne Amplitudengangmessung),
2. geschl. ohne dämpfende Materielaien,
3. geschl. mit einer ½ Mate Visaton Polyesterwolle,
4. geschl. mit BasotectG und
5. geschl. mit BasotectG und einer zusätzliche Lage Fibsorb um den TT herum.

Der Messaufbau ist in der nachfolgenden Abbildung zu sehen. Die Seitenwand habe ich zunächst mit Schraubzwingen befestigt (mit einem 20Hz-Signal konnte ich zu meiner Überraschung keine Undichtigkeiten wahrnehmen).


Die Messergebnisse sind wie folgt (ich hoffe ihr könnt was erkennen):

Im Vergleich lässt sich erkennen, dass ohne Dämpfung zwei Gehäuseresonanzen bei 434Hz und 701Hz auftreten. Eine entsprechende halbe Wellenlänge von 390mm ist vorhanden, aber nur über eine Reflektion über eine weitere Fläche. Diese Resoananzen lassen sich jedoch schon hervorragend mit einer halben Matte Polyesterwolle bedämpfen. Weiter zeigt sich, dass auch das BasotecG diese Resonanzen dämpft. Jedoch sinkt in meinem Fall mit dem BasotectG die mechanische Güte von 5,62 auf 3,86. Kommt dann noch die Lage Fibsorb hinzu, fällt die mechanische Güte weiter auf 3,19 - ohne jedoch das die Resonanzfrequenz nennenswert weiter sinkt. Das ist mit der Polyesterwolle anders. Nach Technische-Grundlagen/Bedämpfung-von-Gehäusen entspricht eine halbe Matte Polyersterwolle in meinem Gehäuse einem Füllgrad von 120%. Die mit dem Polyester erreichte Minderung der Dämpung um den Faktor 0,8 gegenüber einem Gehäuse ohne Dämpfung (Füllgrad 0%) entspricht den ermittelten Verhältnissen von Visaton (Faktor 0,746). Meine Messergebnisse erschienen mit daher plausibel.
Im gesamten spiegeln die Messungen euren Aussagen wieder. Mein erster Ansatz ist jedenfalls für ein so kleines Tieftongehäuse nicht zu empfehlen. Ich werde jetzt bei der halben Matte Polyesterwolle bleiben.

Grüße
Sven

[UweG]

Keine Ahnung, da müsste ich raten.
Die Angabe in Boxsim ist ohnehin nur ein Schätzwert. In Wirklichkeit spielt natürlich auch die Geometrie eine Rolle. Ein Würfel ist nicht so schnell überdämpft wie eine Gehäuse das eine Dimension wesentlich länger hat als die anderen.