Erste Eigenentwicklung (PA) Tops

Zitat:

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Zitat von Azrael

Ich plädiere eindeutig für Ersteres, aber darüber, dass der Abstand zur Gesamtbox während des gesamten Messvorganges nicht mehr verändert werden darf, herrschte eigentlich Konsens.

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Hi Michael. Danke dass du das nochmal so klar formulierst. Hatte mich wohl etwas missverständlich ausgedrückt.
Die Box wird auf den Drehteller gestellt und bleibt an genau der position stehen. Das Mikrofon wird auch nicht mehr bewegt. Dann Hochtonlautsprecher messen, Winkel wieder auf Null stellen und Mitteltonlautsptrecher messen. Die Mitteltöner beide zusammen, nicht einzeln. Spielen ja in das selbe Volumen.

Hier ist schon ein paar mal erwähnt worden, dass sich die Phase der beiden Wege zueinander unter Winkel verschieben kann. Wie gleicht man die dann an? Immer noch auf Achse, oder versucht man da ein Kompromiss unter irgend einem Winkel zu finden? Im PA Bereich stehen ja die wenigsten Leute direkt 0° vor den Boxen.

*EDIT*
Danke, André, dass du das noch mal in der Praxis getestet hast. Das hatte ich zu spät gesehen. Sehr interessant. Wenn keine weiteren Einwände kommen, ist die Vorderkante der Box hiermit als Drehpunkt bestätigt :-)

Hallo Rainer_Zufall,

das hat sich gerade überschnitten. Während ich den den letzten Beitrag erstellte hast Du sch geantwortet.:)

Wenn der Unterschied in der Phase zwischen den Wegen korrekt gemessen ist, kannst Du ihn direkt in der Simulation verwenden. Du brauchst ihn ja um das Verhaten korrekt zu simulieren.
Wenn Du ihn ausgleichen solltest, musst die die Abstände in der Simulation eingeben (Michaels Option 2) um den Phasenunterschied korrekt zu erfassen.

Bin mir gerade nicht sicher ob das klar formulert ist-ggf. nochmal nachfragen.

Viele Grüße
André

​•edit•: Hab‘ die nachfolgenden Posts nicht gelesen….

•edit2•_:
@ansch und Rainer_Zufall: Daumen hoch. :)

Viele Grüße,
Michael

Ich denke, das meiste ist jetzt klar. Der Rest wird sich dann vermutlich beim Basteln und Messen ergeben.
Habe mir inzwischen auch die VituixCAD Anleitung für ARTA durchgelesen. Dazu hätte ich noch eine Verständnisfrage.

"Elevation of mic is at the center point of driver under test i.e. mic and driver have the same Y-coordinate in
mm." (S.4). Wenn ich das richtig verstehe, müsste ich die Höhe des Mikros verstellen, sodass es auf die Mitte den zu messenden Chassis zeigt. Allerdings ohne den Abstand zu verändern. Für die horizontale messung kein Problem. Nehme ich einfach ein Kurbelstativ. Vertikal wird das schon schwieriger. Da müsste ich wohl einen Anschlag auf den Drehteller machen, um die Box verschieben zu können. So stelle ich mir das vor:
Anhang 64353 Anhang 64354 Anhang 64352

Ist das so korrekt?

Das hier trifft auf mein Vorhaben ja nicht zu: "Exception: Mid and tweeter can be measured at common mic elevation = average Y of center points if drivers are small and close to each other, baffle is straight (non-stepped) and vertical plane is not measured
i.e. drivers are circular and hor/ver difference in baffle diffraction is ignored on purpose." (Ebenfalls S. 4).

Zitat:

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Zitat von Rainer_Zufall

Ist das so korrekt?

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So würde ich das zumindest angehen. Bei den Abmessungen der DUT würde ich einen Messabstand von ~2 m wählen. Stativhöhe, damit das Messfenster groß genug wird sollte dann auch so um die 2 m sein. Dann bekommt man schon belastbare Daten.

Bei meiner letzten Messorgie habe ich noch MT und HT vom gleichen Punkt aus gemessen, das geht auch, schränkt aber später beim optimieren ein. Würde ich heute nicht mehr so machen.

Gruß, Onno

Grundsätzlich definiert man sich bei der Entwicklung eine akustische Achse. Auf dieser Achse liegt nachher der Punkt, an dem abgehört werden soll. Bei Zweiwegern ist das zumeist die Mittelachse des HT, bei Dreiwegern auch mal zwischen HT und MT.
Bei der Messung kommt es darauf an, welche Möglichkeiten die Simu-Software bietet.
Wenn ich mich recht entsinne, simuliert z.B. Boxsim (ältere Version, schon einige Zeit nicht mehr benutzt) im Unendlichen, also wird der vertikale Versatz nicht berücksichtigt. Dort macht es Sinn, alle Treiber an einem Punkt auf der akust. Achse zu messen (im Idealfall die Entfernung, in der der LS nachher abgehört wird). Das hat den Nachteil, dass man die Summation nur an einem Punkt sieht. Bei einem Hifi-Lautsprecher ist das zumeist vernachlässigbar.
VituixCAD hingegen bietet weit mehr Möglichkeiten. Dort kann die Position auf allen Achsen eingestellt werden. Das hat zwar den Nachteil, dass der Messaufwand größer ist (Abstand, Ausrichtung etc.), allerdings hat man nachher alle Freiheitsgrade bei der Entwicklung. Gerade bei PA-Lautsprechern hat das einen gewissen Charme.
Ich denke, dass Onno das selbige gemeint hat.

Zitat:

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Zitat von Slaughthammer

Bei meiner letzten Messorgie habe ich noch MT und HT vom gleichen Punkt aus gemessen, das geht auch, schränkt aber später beim optimieren ein. Würde ich heute nicht mehr so machen.

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Perfekt, danke. Dann glaube ich das ich dieses Thema verstanden habe. Vielen Dank euch allen.


Aber etwas ganz anderes ist mir noch nicht klar. Vor der (überaus interessanten) Diskussion über den Drehpunkt hat André noch geschrieben, dass ich die Verzerrung der Treiber messen soll

Zitat:

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Zitat von ansch

Du solltest zusätzlich beachten:
- Nichtlineare Verzerrungen:

• hier ist interessant, wie weit runter der HT mitspielt.
• Pegel allmählich erhöhen und Messsequenzlänge verkürzen.
• Mind. bis 1/10 Belastbarkeit von HT und MT messen. Idealerweise bis nominale Leistung -> hier aber extreme Vorsicht, Gefahr, dass Du dann reconen kannst...bei 20% K2 aufhören, es sei denn Du willst es wissen :cool:

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Der Hochtöner hat bei geringer Leistung folgenden Frequenzgang
Anhang 64355
Fällt unter 500 Hz also ab.

Die TMT können logischerweise auch nicht das ganze Frequenzspektrum wiedergeben
Anhang 64358


Misst man die Treiber trotzdem von 20 - 20000 Hz? Oder schaltet man zur Verzerrungsmessung DSP-Seitig schon einen Hochpass bzw. Bandpass zum Schutz der Treiber ein?

Und was bewirkt die Verkürzung der Messsequenzlänge?

Wenn du mit der Maus über das Diagramm fährst, erscheinen ein kleines "+" und ein kleines "-" sowie ein kleines Pulldown-Menü. Ich würde in diesem Pulldown-Menü mal "%" wählen. Gut möglich, dass das dann aussagekräftiger ist für die Frage, wo zu trennen ist. Den unbeschalteten FG dabei im Hinterkopf zu behalten, wird aber zumindest nicht schaden.

Was die Messung des HTs angeht: ich habe das bisher immer von unten her durchlaufen lassen, weil mehr als ein Watt nie floss. Andererseits ist schon das an einem Kompressionstreiber mit Horn schon so brutal laut, dass ich das nie, niemals, nimmermehr ohne Gehörschutz machen würde. Wenn es nicht unbedingt auch um die Ermittlung des Kennschalldrucks geht, würde ich auch besser bei weniger als einem Watt messen, schon den Nachbarn zuliebe (vor allem, wenn ich draußen messe). Dabei ist bisher nie was kaputt gegangen, aber da sollen sich besser auch noch andere zu äußern.....

Viele Grüße,
Michael

Die Bandbegrenzung des Anregungssignals bei der Messung kann man einstellen.
Hochtöner messe ich meist ab ca. 400 Hz (je nach Modell, es ist freilich ein Unterschied ob man ein Bändchen oder einen Kompressionstreiber misst), einfach weil der Bereich darunter sowieso nicht mehr relevant ist.

Zitat:

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Zitat von Rainer_Zufall

Misst man die Treiber trotzdem von 20 - 20000 Hz? Oder schaltet man zur Verzerrungsmessung DSP-Seitig schon einen Hochpass bzw. Bandpass zum Schutz der Treiber ein?

Und was bewirkt die Verkürzung der Messsequenzlänge?

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Hallo Rainer_Zufall,

wenn Du Aussagen zum Verhalten des HT über Pegel und auch in Richtung Betriebspegel oder sogar max. Pegel möchtest solltest Du das Anregungssignal bandbegrenzen (ab 500 Hz bei sehr hohen Pegeln evtl. noch höher). Bei 2.83V kannst Du das Anregungssignal auch ab 20 Hz durchlaufen lassen.
Ja, wird dann laut.

Die Verkürzung der Sequenzlänge bewirkt, dass die Treiberbelastung eher impulsartig ist (ja,ja, nicht ganz..) aber v.a. die thermische Belastung der Spule wird verringert (auch die thermische Variation über den Zeitraum der Messung verringert sich) und die Überlebenschancen des Treibers steigen.

Wobei das erst so richtig wichtig wird, wenn man deutlich über 10% der nominalen Treiberbelastbarkeit misst. Ich habe meine Horntops damals bis zur Grenze dessen belastet, was die Topteilendstufen hergeben (500W@8 Ohm), d.h. bis zu Pegeln weit über 130 dB [nominal 139 dB, die gab es dann aber nicht mehr breitbandig]. Anregung mit 96 kHz und 65k Samples -> ~0.6 s. Und ich habe Abkühlpausen zwischen den Messdurchgängen gelassen. Die Treiber haben das überlebt - v.a. eben der 4550. Aber ich war mir bewusst, dass das nicht so sein muss - oder ich habe einen Schwingspulenwechsel billigend in Kauf genommen.)

Zu der vorherigen Frage zur Ausrichtung: genauso wie Onno beschrieben hat. Das entspricht ja der von Michael (Azrael) genannten Option 2. Alles andere machst Du dann in Vituixcad. Abstand von 2m würde ich nicht unterschreiten, das sollte gut passen.
Anschlag auf dem Drehteller ist sicher perfekt. Ein Strich ginge vmtl. aber auch.

Viele Grüße
André

Edit: Etwas OT und nur um es mal zu zeigen die Darstellung, die ich für die Darstellung der Klirrmessungen verwendet habe (Arta kann das so nicht, daher OT):
Anhang 64365

Coole Darstellung. Welches Programm kann das?

Zitat:

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Zitat von Rainer_Zufall

Coole Darstellung. Welches Programm kann das?

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Hallo Rainer_Zufall,

ja finde ich auch. Mir hat es zumindest geholfen.:D

Ich habe die Daten aus Arta exportiert. Die Messung erfolgte nach der Farina Methode. Export als ASCII ('*mag-dist.txt') in MATLAB importiert und mir ein Skript gebaut welches die Auswertung und Darstellung macht.
Ist vgl. simpel und auch nicht schön gescriptet und nicht kommentiert (aber selbsterklärend) aber falls jemand "hier" schreit, kann ich das mal rausgeben.

Evtl. geht das auch mit Octave, das habe ich noch nie probiert.

Viele Grüße
André

Edit: Im Prinzip sollte das auch mit einem Spreadsheetprogramm (Excel, Open Office Calc, Libre Office calc etc) funktionieren. Habe ich ebenfalls nicht ausprobiert.

Mit Matlab kenne ich mich leider überhaupt nicht aus. Aber Excel ist eine gute Idee.

Hallo Rainer_Zufall,

nicht dass Du mich missverstehst: Für die Treibermessungen muss das so nicht unbedingt sein.10%-nominale Leistung sollten eigentlich reichen. Für die Weichenfunktion brauchst Du als Kriterium schon die Frequenz ab der der Klirr untenrum signifikant ansteigt. Du brauchst auch eine Vorstellung davon, wie sich das über Pegel ändert, um den Kompromiss zwischen MT und HT festzulegen. Blöderweise kann bislang keines der mir bekannten (freien) Simulationsprogramme Vorhersagen zum resultierenden Gesamtklirr generieren - ist eben nicht linear.

Beide (Membrandirektstrahler und HT-Kompressionstreiber am Horn) verhalten sich da unterschiedlich. Schön wäre, wenn der Übergang halbwegs harmonisch abläuft (hier könnten andere wieder andere Eindrücke schildern: stetige Anpassung Klirr vs. sprunghafter Wechsel).

Da so ein Threat ggf. von anderen als Hilfestellung genommen werden könnte: Bitte keinesfalls mit Nicht-Schwingspulentreibern oder normalen HT-Kalotten nachmachen. der TE verwendet einen HT Treiber, dessen bestimmungsgemäße Verwendung bei hohen Eingangsleistungen liegt. Er hat eine 75mm Schwingspule - also mehr als viele HiFi-Tieftöner.

Wenn man Großsignalmessungen im im HiFi-Bereich vorhätte (wozu, außer Heimkino?), schlage ich ich vorab eine Messung mit temperaturkonstantem Spannunfgsteiler (Hochlastwiderstand, aber richtig: der Widerstand darf sich mit der Leistung nicht ändern) und zwei Multimetern, vor. Ziel wäre die Bestimmung der Schwingspulentemperatur bzw. Erhöhung des Schwingspulenwiderstandes über der Eingangsleistung. Nimmt man nun Labormultimeter mit digitalem Readout der Messwerte kann man sogar kurze Anregungssignale wie den Sweep von Arta verwenden. Andernfalls bleibt es beim Sinus oder PN vom Signalgenerator , was aber konservativ und damit sicher ist.

Ich fände es super, wenn auch andere Menschen hiervon profitieren könnten. Das ist ja das schöne an öffentlichen Foren.


Um einen ersten Eindruck vom Klirr zu bekommen habe ich schnell noch ein Testgehäuse gebaut. Entspricht immer noch nicht der finalen Form und dem finalen Volumen (die Treiber sind zu tief). Dafür ist es ohne verstellbare Rückwand und dadurch erheblich dichter. Messung ist der einfachheit halber wieder Ground Plane.

Anhang 64469 Anhang 64491 Anhang 64470

Klirr habe ich mit der Farina Methode gemessen. Den Treibern habe ich einen Hochpass, bzw. Bandpass spendiert, damit die nicht zu viel Leistung in Frequenzen sehen, die sich nicht wiedergeben können. Die Lautstärke habe ich erhöht, bis sich der Klang nicht mehr schön angehört hat (habe selbstverständlich einen Gehörschutz dabei getragen).

HT (von leise nach laut). D2: blau, D3: lila, D4: orange
Anhang 64471 Anhang 64472 Anhang 64473 Anhang 64474 Anhang 64475 Anhang 64476Anhang 64477

Gegenübergestellt mit dem Burst Decay
Anhang 64489

Und alle Messungen als GIF
Anhang 64478


TMT (von leise nach laut). D2: blau, D3: lila, D4: orange
Anhang 64479 Anhang 64480 Anhang 64481 Anhang 64482 Anhang 64483 Anhang 64484 Anhang 64485 Anhang 64486 Anhang 64487

Gegenübergestellt mit dem Burst Decay
Anhang 64490

Und alle Messungen als GIF
Anhang 64488



Ist das soweit richtig? Warum ist D3 (lila) immer so hoch und meistens über allen anderen Werten?

Ich versuche es mal zu deuten. Der Klirr steigt beim HT unterhalb von 1kHz mehr an als darüber. Beim TMT kommt es bai ca. 2,8kHz zu einem schmalbandigen Anstieg (Membranresonanz). Davon abgesehen steigen die werte halbwegs gleichmäßig. Also Trennung oberhalb 1kHz, vielleicht eher in richtung 1,2 kHz(?)

Zitat:

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Zitat von Rainer_Zufall

Ist das soweit richtig? Warum ist D3 (lila) immer so hoch und meistens über allen anderen Werten?

Ich versuche es mal zu deuten. Der Klirr steigt beim HT unterhalb von 1kHz mehr an als darüber. Beim TMT kommt es bai ca. 2,8kHz zu einem schmalbandigen Anstieg (Membranresonanz). Davon abgesehen steigen die werte halbwegs gleichmäßig. Also Trennung oberhalb 1kHz, vielleicht eher in richtung 1,2 kHz(?)

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Sind die Messungen kalibriert? Weißt Du welche Leistung auf die Treiber gegeben wurde? Es sieht so aus, als wenn der Abstand bei einem Meter lag?
Bist Du Dir sicher, dass das Mikro nicht übersteuert wurde? Schätzungsweise sollten die beiden 12" bei um oder knapp über 130 dB bei Nennlast landen. Dazu +6dB von der GP, also irgendwas ~136 dB. Kann das Mikro das? Ansonsten Abstand vergrößern.

Warum hast Du Dich für eine GP Messung entschieden?
Die Frequenzgänge selbst sehen vom Verlauf ganz gut aus.
Aber die K3-Werte sehen eigenartig aus: sie verändern sich über den Pegel nicht. Hat da irgendetwas mitgeschwungen, das Mikro geklappert oder eben übersteuert o.ä.?

Der HT hat den höchsten Pegel um 1.8 kHz. Bei sonst ähnlichem Klirrniveau unkorrigiert, wird mit Filtern bei 1.8 kHz der Klirr am geringsten sein. Bei Trennung um 1.2 kHz mit LR24 würde der Pegel bei 1.8 kHz schon um 2 dB verringert. Bei 1.2 kHz entsprechend um 6 dB. Aber es kommt ja noch die Begradigung des Frequenzganges dazu. Wenn Du dabei untenrum nicht anhebst, kann das also aufgehen. Evtl. sogar noch etwas tiefer. Da muss man dann mal sehen.
Wenn die Klirrmessungen verlässlich sind, kann man das dann in etwa abschätzen indem man den Klirr für den resultierenden Pegel mit Filterung aus der Kurvenschar raussucht. Ich bin mir nicht ganz sicher ob in etwa klar ist was ich meine. Es geht darum abzuschätzen welcher Klirr eben mit Filtern nachher erzeugt wird.
Da sollte man natürlich wissen bei welcher Leistung gemessen wurde.

Viele Grüße
André

Hi André.
Die Messungen sind leider nicht kalibriert. Ursprünglich wollte ich mein zweites Mikro Pegelkalibrieren und daneben legen (DBX RTA-M) und damit die Lautstärke messen. Hab dann aber das zweite lange XLR Kabel vergessen.
Überhaupt war das eine ziemlich spontane Aktion. Letzten Sonntag hat die Sonne geschienen und ich hatte nachmittags überraschenderweise etwas Zeit. Da hab ich schnell alles zusammengepackt und ein paar Messungen gemacht. Bis die Sonne untergegangen und die Finger eingefroren waren.

Deswegen auch die Bodenmessung. Die Box hat noch keinen Flansch und ich hatte auch nichts zum aufbocken zur Hand. Außer nen Gabelstapler vielleicht, aber der steht dann ja auch wieder im Weg.
Der Messabstand ist 1 Meter, weil es leider doch ein wenig Windig war an dem Tag. Hatte zwar den Windschutz auf dem Mikro, aber das hilft ja nur begrenzt.
Das Messmikro ist ein Isemcon EMX-7150. Hält angeblich 140dB aus. Den Pegel der Endstufe hatte ich im Blick. So richtig präzise ist das natürlich nicht.

Das Mikro lag ungepolstert auf dem Steinboden. Können die hohen K3 Werte daran gelegen haben? Oder weil die Kapsel durch den Windschutz einen gewissen Abstand zum Boden hatte? Wobei der Klirr war ja bei der HT und der TMT Messung bei allen lautstärker messbar. Spricht ja eigentlich eher für einen äußeren Einfluss. Vielleicht Schwingungen von angrenzenden Industrieanlagen oder Baustellen, die über den Boden übertragen wurden? Beim nächsten Mal lege ich vielleicht etwas Schaumstoff unters Mikro.


War dann wohl eher eine Messübung und ein erster Eindruck.


Wenn ich dich richtig verstehe ist der Klirr vom HT ist bei 1,8kHz am geringsten, die Lautstärke am höchsten. Also würde sich Hochpass anbieten, der die Flanke bis ca. 1,8 kHz abfallen lässt. So ungefähr? (gaaaaanz grob)
Anhang 64506
Der Frequenzgang darüber muss natürlich noch angehoben und geglättet werden. Dazu habe ich übrigens pro Kanal einen vollparametrischen EQ mit acht Bändern zur Verfügung. HPF und LPF haben 12, 18, 24, oder 48 dB/Okt (LR, Bessel, BW).

Was du mir Klirr aus der Kurvenschaar rausfiltern meinst, habe ich leider nicht ganz verstanden.

Dass k3 etwas über k2 liegt hätte ich bei der Konstruktion dieses Treibers eigentlich erwartet. Sein Antrieb ist auf hohe Symmetrie ausgelegt was zu einer starken Reduktion von k2 beiträgt. Genau müsste man deshalb sagen k2 liegt unter k3.
Aber dass der Wert schon bei kleinen Lautstärken bei 10% liegen soll, deutet für mich auch auf einen Messfehler. Hattest Du Eingangspegel von Mic Vorverstärker und/oder Soundkarte immer voll im Griff ? Es muss eine auf 0 Volt bezogen symmetrische Nichtlinearität sein, die so etwas hervorruft. Z.B. symmetrisches Clipping. Oder die Endstufe wurde schon mit entsprechend viel k3 "versorgt".

Gruss

Charles

Ich vermute auch das es ein Messfehler ist. Nur welcher?

Den Vorverstärker (Audio Interface) hatte ich eigentlich immer im Blick. Hatte den Gain an beiden Kanälen ganz niedrig gedreht und die Clipping LED im Auge behalten. Ebenso die Pegelanzeige von ARTA.
Die Endstufe hatte ich da schon eher im Verdacht. Der Frequenzgang sieht ja ohnehin nicht so schön aus.
Anhang 64516
Habe deswegen eben eine Farina Klirrmessung mit einem Lastwiderstand direkt an der Endstufe gemacht. Aber entweder funktioniert die Methode mit Endstufen nicht, oder der Klirr ist in Ordnung.
Anhang 64517

Zum Vergleich eine Klirrmessung an einer anderen Endstufe
Anhang 64518


Könnte es an den Kabeln liegen? Oder am Ausgangssignal vom Interface?
Sind Störgeräusche von außen unwahrscheinlich, oder ist das auch noch im Rennen?
Oder verhält sich die Endstufe an einem Lautsprecher vielleicht ganz anders und könnte der Klirr doch daher kommen?

Hallo Rainer_Zufall,

scheint, es wäre doch mal gut rauszufinden wo der K3 herkommt. D.h. in der Tat ander Endstufe und andere Chassis kreuzweise vergleichen um den Fehler einzugrenzen.

Auf das Thema Klirr mit Filterung aus den Rohdaten abzuschätzen, wenn genügend Abstufungen gemessen wurden, komme ich nochmal zurück.

Viele Grüße
André