Tieftonabstimmung mit Vorwiderstand und/oder "zu tiefer" Abstimmung

[Kalle]

Dabei darf man nicht vergessen,dass die Kompression nicht statisch ist sondern die Druckspitze, bei der entsprechenden Dekompression kühlt das ganze entsprechend wieder ab,
Jrooß

[_Nico_]

Hi,

bei Haken 1 gehe ich mit, kann ich nachvollziehen.

Aber inwieweit ist 2 relevant? Für das Prinzip ist doch ausschließlich die Kompression und Expansion innerhalb des Gehäusevolumens relevant; die Außenwelt spielt da meinem Verständnis nach keine Rolle, oder?

@Kalle:
Die Dynamik ist gerade das was es überhaupt erst möglich macht. Im Moment der Expansion im Gehäuse gibt es durch den größeren Temperaturunterschied einen kleinen Vorteil für die Schwingspule Energie abzugeben. Zum Zeitpunkt der Kompression wird diese Energie an anderer Stelle wieder eingeleitet.

Dass sowas grundsätzlich (auf Resonanzfrequenz getrimmt) funktionieren kann sieht man hier: https://www.youtube.com/watch?v=kkBBkQ8jFRY

Gruß

Nico

[stoneeh]

Ein finaler Versuch der Veranschaulichung der Zusammenhänge: JBL/Infinity Dokument, Fig 43b - nach 20 Minuten hat sich in allen Gehäusevarianten kaum Erwärmung des Innenvolumens eingestellt, jedoch die Schwingspule bereits auf ~90% des Langzeitmaximums aufgeheizt.

Bei der CB beträgt der Anfangswert der Gehäuseinnentemperatur ~80° F, der 20 Minuten Wert ~100° F, der 200 Minuten Wert ~140° F. Nach 20 Minuten hat das Gehäuseinnere also erst ~30%, die Schwingspule aber bereits 90% ihrer Langzeit-Erwärmung (über Umgebungstemperatur) absolviert.

Rein die verschiedenen BR-Varianten (idente Abstimmungen, idente Leistungszufuhr, unterschiedliche Portquerschnitte) betrachtet, zeigt sich zwischen der besten und am schlechtesten belüftenden Variante nach 200 Minuten +100% (das doppelte) der Erwärmung des Gehäuseinneren über Umgebung, jedoch lediglich unter 10% Unterschied der Schwingspulentemperatur.

Wie auch bereits im Threadverlauf erwähnt, die Schwingspule wird so viel wärmer als das Gehäuseinnere, dass schon alleine dadurch der geringe Einfluss erklärt ist. Umgebungstemperatur war ~80° F, Langzeiterwärmung der CB 140° F, der VC des Chassis in CB 400° F. Das Gehäuse hat sich also 60° F gegenüber Umgebung (Temperatur aller Komponenten zu Beginn der Messung), die VC 320° erhöht - ein Faktor von >5.


Gehäusetemperatur ist also offensichtlich ein, jedoch ein verschwindend geringer Faktor für die Erwärmung der Schwingspule (rein welche uns punkto Betriebssicherheit interessiert).

Im Ergebnis: Deine Aussage, dass CB besser kühlt als BR, ist nicht haltbar. Unter der Annahme, dass das nichtlineare Klippel-Modell zutrifft, und CB da einen Vorteil bei der internen Schwingspulenkühlung hat, wird dieser Vorteil komplett von der niedrigeren Gehäuseinnentemperatur negiert. Am Ende wird ein real exististierendes BR, welches eben nicht immer laminar betrieben wird, die Schwingspule kühler halten als CB.

Kommen wir doch darauf zurück, was wirklich gesagt wurde:

Halt mit dem Nachteil, dass man sein Chassis überhitzen kann.

Was aber auch schon dadurch passieren kann, dass man es in geschlossenes Gehäuse einbaut. Ich hatte die Tage nochmal nachgeschaut, üblicherweise wird die Belastbarkeit free-air gemessen, dann bestehen natürlich andere Kühlbedingungen als in einem Gehäuse. In BR würde ich mir wenig Sorgen machen, da findet genug Luftaustausch statt, aber in CB ist das nicht so dolle.

DU hast ursprünglich unterstellt, dass in der CB eine deutlich größere Gefahr der Überhitzung eines Chassis bestehen würde als in BR, basierend auf der Annahme dass der Luftaustausch signifikant zur Kühlung der VC beitragen würde. Und das deckt sich halt überhaupt nicht mit den zur Verfügung stehenden Daten.

Unter Berücksichtigung der Daten, auf die ich verwiesen habe, wird, da diese eben aus der Praxis stammen und somit bereits alle im Realbetrieb auftretenden Variablen inkludieren, niemand ein System falsch konstruieren oder betreiben. Im Kontrast dazu, mit deinen ursprünglichen Annahmen und darauffolgenden Papiererklärungen bzw. -erklärungsversuchen, besser vorher eine Versicherung auf das Material abschließen.


So. Und nun, wie schon etliche male über die letzten Jahre zuvor (zB der Demodulations-Diskussion, bei der du auch auf deinen Papiererklärungen stecken geblieben bist, und die Ergebnisse keiner empirischen Messreihe annehmen wolltest), lass ich dir, wenn du das wirst, was ich aus der Erfahrung stark annehme, das letzte Wort haben. Weil dieses nichts zur Sache tut. Der Sachverhalt ist geklärt, dein Einverständnis ist nicht erforderlich, und falls du nochmal widersprichst ändert es nichts an den Tatsachen.

[JFA]

Aber inwieweit ist 2 relevant? Für das Prinzip ist doch ausschließlich die Kompression und Expansion innerhalb des Gehäusevolumens relevant; die Außenwelt spielt da meinem Verständnis nach keine Rolle, oder?

The sound intensity of ordinary speech is 65 dB. The pressure variations are about 0.05 Pa, the displacements 0.2 μm, and the temperature variations about 40 μK. So, the thermal effects of sound cannot be observed in daily life. However, at sound levels of 180 dB, which are normal in thermoacoustic systems, the pressure variations are 30 kPa, the displacements more than 10 cm, and the temperature variations 24 K.

Deswegen. Es geht um ganz andere Größenordnungen. Der Effekt ist sicherlich da, aber wird komplett vom simplen Fakt überdeckt, dass die Schwingspule da einfach etliche Watt an Wärme reindrückt.

[JFA]

Ich gebs auf. Manche Leute verstehen einfach nicht, wie Wärmetransport funktioniert.

[JFA]

Zum Thema Vorwiderstand/Dämpfungsfaktor/Stromsteuerung bringt hier ff der gute KSTR (war der hier nicht auch einmal aktiv?) ein paar wichtige Punkte an, die sonst ignoriert werden. Lest den Thread ein paar Seiten durch, am besten seine Antworten auf den "Joe Rasmussen", der aber einfach nicht versteht, was KSTR ihm erzählen will.

Es geht um das Verhalten im Tiefton, also der Betrieb um die Resonanzfrequenz herum. Ich versuche das mal zu erklären, das geht nicht ganz so einfach in den Kopf. Ich nehme dazu die Extremfälle A) Spannungssteuerung (Verstärkerausgang 0 Ohm) und B) Stromsteuerung (Verstärkerausgang unendlich Ohm).
Beide Varianten sind auf den gleichen Frequenzgang entzerrt. Im linearen Fall, also keinerlei Verzerrungen, verhalten sich beide absolut gleich. Das ergibt sich einfach aus der Systemtheorie. Egal, welches Signal drauf gegeben wird, der Output ist identisch.
Im nicht-linearen Fall dagegen nicht mehr. Da haben wir, das wurde hier ja schon erklärt hat B den Vorteil, dass die Erwärmung der Schwingspule kompensiert wird. Der Frequenzgang bleibt also gleich. Aber jetzt kommt der knifflige Teil:
nehmen wir an, am Ausgang des Verstärkers liege kein Signal an. Dann drücken wir von außen auf die Membran und lassen sie anschließend los. Das Verhalten ist dann sehr unterschiedlich: das Magnetfeld induziert in der sich bewegenden Schwingspule eine Spannung, die wiederum einen Stromfluss durch den Ausgangswiderstand des Verstärkers zur Folge hat, der dann wiederum die Schwingspule abbremst (Lenzsche Regel). Moment! Der Ausgangwiderstand von B ist unendlich, wie kann das Strom fließen? Stimmt, tut er auch nicht, also findet keine Bremswirkung statt. Das Chassis schwingt praktisch frei, nur durch seine mechanische Güte bedämpft. Bei A ist es dagegen die Gesamtgüte (inkl. Gehäuse), also deutlich kleiner.
Nun wird ja niemand im Betrieb das Chassis per Hand bewegen, und wenn doch wäre es auch egal wie es sich verhält. Aber es gibt einen Effekt bei dynamischen Lautsprechern, der so etwas im Betrieb erzeugen kann: den DC-Offset. Der entsteht durch Asymmetrien in der Kennlinie der Aufhängung und des Kraftfaktors und entspricht einer Kraft in eine Richtung, also genauso als würde man die Membran mit der Hand drücken. Genauere Details sind bei Klippel nachzulesen oder zu erfragen. Wenn dann das Signal abgeschaltet wird verschwindet diese Kraft (Membran wird losgelassen) und sie schwingt auf ihrer Resonanzfrequenz aus. Mit A relativ zügig, mit B dauert es halt deutlich länger.
Kommt das vor? Ja, immer, geht nicht anders.
Ist das relevant? Hmm, naja. Die Kraft ist nicht besonders groß, Größenordnung wie K2. Und wenn man mit einem Vorwiderstand arbeitet oder einen Verstärker mit niedrigem Dämpfungswiderstand hat ist das auch nicht so dramatisch. Der Vorwiderstand ist meist in der Größenordnung des Gleichstromwiderstandes der Schwingspule, dann verdoppelt sich Qes, das wird dann kein großes Drama. Wenn man dann in CB auf ein "effektives" Q von 2 kommt sehe ich darin kein Drama. BR müsste man sich vielleicht nochmal genauer anschauen wegen der der zwei "Höcker" auf denen das Chassis wenig bedämpft ist, aber ich tendiere zu "kein Problem".
Bei echter Stromsteuerung könnte es allerdings wirklich heiter werden, wenn das Chassis dann mit Qms ausschwingt.

Ein weiterer Punkt ist, dass die Verzerrungen ansteigen werden. Einfaches Beispiel: Resonanzfrequenz bei 40 Hz, Anregung bei 20 Hz. Dann liegt die erste Oberwelle K2 genau auf der Resonanzspitze. Die Kraft bei der Anregungsfrequenz wird vom Strom durch die Schwingspule direkt bestimmt, die Oberwellen aber nicht. Egal ob Cms(x) oder BL(x), das könnte auch eine externe Kraft sein die wirkt (s.o.). Bei B, wenn Qes verschwindet und Qms alleine übrig bleibt, wird K2 um Qms überhöht (bei Qms=4 sind es satte 12 dB), und wird bei Abschalten des Signals deutlich länger ausschwingen als die Fundamentale.
Kommt das vor? Ja, immer, geht nicht anders.
Ist das relevant? Hmm, naja. Siehe oben.

An anderer Stelle, die ich nicht wiederfinde, wurde dieses Paper von ihm verlinkt:
https://www.researchgate.net/publica...ucers/download
Sehr spannend, kannte ich noch nicht. Kurze Zusammenfassung: wenn ein Chassis gar keine (oder nur sehr wenig) Dämpfung aufweist, weder mechanisch noch elektrisch - kann es bei hoher Nichtlinearität zu einer sogenannten Bifurkation kommen, dh zwei verschiedene Lösungen der Differentialgleichung. In weniger mathematisch: das Chassis kann von großer Auslenkung plötzlich zu kleiner Auslenkung springen und umgekehrt.
Kommt das vor? Ja, immer, geht nicht anders (wenn kaum Dämpfung da ist).
Ist das relevant? Hmm, naja. Sie machen da einen Test mit einem Vifa TC080 und Stromsteuerung, und da passiert das zwischen 115 Hz und 130 Hz (um die Resonanzfrequenz herum) und bei 5,5 mm bis 6 mm Auslenkung. Wenn die Angaben im Datenblatt stimmen ist das kurz bevor die Schwingspule den Luftspalt verlässt, das ist also schon sehr nicht-linear, wenn das Chassis gut designt ist macht ab spätestens da die Aufhängung zu um Schaden zu verhindern. Mit Vorwiderständen oder niedrigem Dämpfungsfaktor wird es nicht passieren.

Fazit: gute Punkte von ihm, sollte man beachten wenn man mit so etwas arbeitet, aber auf keinen Fall zu hoch hängen.