Abstimmung Passivmembran: Impedanzverlauf verstehen...

[NuSin]

Hallo zusammen,

beim Bau meiner kleinen Desktoplautsprecher kommt eine selbst gedruckte Passivmembran zum Einsatz (nachdem sich eine käufliche Variante als nicht tauglich herausgestellt hatte).

Jetzt habe ich mal Impedanzmessungen ohne und mit verschiedenen Zusatzmassen gemacht und mir den Verlauf angesehen:





Interessant dabei ist, dass sich mit zunehmender Masse nicht nur die Abstimmfrequenz nach unten verschiebt. Der erste Impedanzhöcker wird dabei immer niedriger und der zweite wird etwas größer.

Nur was bedeutet das eigentlich? Ohne Zusatzmasse (Membrangewicht 5,6g) habe ich zwei gleich hohe Höcker (Peak bei knapp 7 Ohm) und einen etwa symmetrischen Verlauf, bei einer Abstimmfrequenz von 98Hz. Mit etwa 10g Zusatzmasse sieht das dann (grüne Kurve) krass anders aus (5,2 zu 7,4 Ohm).

Was wäre denn jetzt (unabhängig von der gewünschten unteren Grenzfrequenz) eine sinnvolle Abstimmung?

Viele Grüße
Sebastian

[Sepp]

Das Verhalten PM Abstimmung ist identisch zu BR,
wenn die Abstimmungs- Frequenz tiefer ist verändern sich die Buckel wie von dir gemessen.

Interessant ist eher was akustisch / SPL dabei heraus kommt.
Mit tieferer BR Abstimmung wandert der SPL eher in Richtung Closed.
Im zum Chassis passenden BR Gehäuse wird sich ungefähr so was darstellen :
- Beide Buckel gleich hoch -> max. linearer Verlauf
- zu tiefe BR Abstimmung -> unter Buckel kleiner -> früh abfallender Pegel zu tiefen Frequenzen
- höhere BR Abstimmung -> oberer Buckel höher -> Bass Buckel im Pegel

[NuSin]

Danke für die Infos, Sepp!

Im Amplitudengang sieht das (allerdings indoor gemessen) dann so aus:






Da die Lautsprecher wandnah stehen, werde ich wohl eher mit "zu tiefer" Abstimmung arbeiten.

Viele Grüße
Sebastian

[newmir]

Im Amplitudengang sieht das (allerdings indoor gemessen) dann so aus:

Deine beiden Messungen zu vergleichen ist etwas schwierig, weil bei der ersten Messung ja die Angabe der verwendeten Massen fehlt. Bei der zweiten Messung sind mir die Messbedingung nicht ganz klar. Wenn Du nicht im Nahfeld gemessen hast, dann kann der Messfehler die ganze Aussage verdrehen. Im Nahfeld hast Du halt keine Angabe wie sich dann passive und aktive Membran addieren. Aber als zusätzliche Aussage ist das sehr hilfreich.

Du solltest auch die maximale Auslenkung des aktiven Treibers bedenken. Auslenkung ist minimal auf der Abstimmungsfrequenz. Drunter wird die Auslenkung schnell größer/zu groß). Deswegen ist tiefere Abstimmung gerade bei kleinen Boxen oft zu bevorzugen, wenn man die tieferen Frequenzen nicht wegfiltert (DSP).

Erstmal sieht das so aus, als ob die 4 Scheiben am günstigsten sind.

[ArLo62]

Hi!
Ich hatte das gleiche Verhalten bei meinem Passivmembranprojekt auch. Verstanden was da abläuft habe ich allerdings auch nicht bzw. wie sich die TSP mit schwererer Membran ändern. Daswegen mein Klappstuhl.

[ente]

Hallo Sebastian,

Passivmembranen sind leider nicht ganz so trivial, wie sie auf den ersten Blick erscheinen. Vor allem sind sie nicht verlustfrei.

Ich hatte das Thema ob einer Anfrage vor ein paar Jahren mal in Bearbeitung, aber wegen der schlechten Reproduzierbarkeit bei der Bestimmung von Qmp wieder ad acta gelegt. Durch Zufall ist das Thema im Dezember durch Diskussion mit zwei Entwicklern wieder hochgekommen. Da beide unabhängig voneinander zugaben, auch keine zufriedenstellende Lösung zu haben, traue ich mich mal das Papier online zu stellen.
Vielleicht gibt es ja Input von den hier anwesenden Profis.


Gruß
Heinrich

AN Passive Radiator Rev 0.6b.pdf

[ton-feile]

Hi,

bei CB zeigt die eine Impedanzspitze (Gegeninduktion) ja immer an, auf welcher Frequenz der Treiber am stärksten hubt.

Auf der Tuningfrequenz von BR-Rohr oder PM muss der Treiber fast nicht huben=Kaum Gegeninduktion= Impedanzminimum zwischen den beiden Impedanzspitzen
Wenn das Gehäuse undicht ist, muss er doch etwas huben= Imp-Minimum liegt höher als Re und die beiden Spitzen sind niedriger als simuliert, weil die Reso des Treibers im Gehäuse eine niedrigere Güte hat.

Wenn die Resonanzfrequenz des Treibers im Gehäuse und die Tuningfrequenz des/der BR-Rohres/PM gleich sind, sind beide Impedanzspitzen gleich hoch.

Bevor das Messen so günstig wurde, geisterte immer das Ideal von den gleich hohen "Kamelhöckern" durch die Gegend.
Leider kann man daraus aber nicht alleine ableiten, ob man eine gute BR-Abstimmung hat, weil das mit den gleichgroßen Höckern nur bei einem Alignment gut ist und von der richtigen Güte abhängt, die die Reso des Treibers dafür im Gehäuse haben sollte.

Wenn ich z.B. sehe, dass der untere Höcker wesentlich höher als der obere ist, könnte ich den Verdacht haben, dass der arme Treiber unterhalb der Tuningfrequenz schlimm huben muss und mechanisch belastet wird, ohne dabei im Gesamtsystem Pegel zu bringen und dann würde ich davon ausgehen, dass die Tuningfrequenz zu hoch liegt...

In der Praxis messe ich aber eh akustisch nach und fein-tune mir das das akustische Übertragungsverhalten her, das ich gerne haben möchte.

Viele Grüße
Rainer

[JFA]

Hallo Heinrich,

Arta nähert doch für die TSP-Messung eine Modellschaltung an, oder? Eigentlich müsste das doch auch für die Passivmembran gehen, je nachdem wie der Optimierer arbeitet. Ich habe in meinem Progrämmchen einen iterativen Löser drin dem rein theoretisch die Schaltung egal ist. Ich weiß nur nicht, ob der bei so vielen Einzelelementen noch konvergiert, eventuell muss manuell Zwischenschritte einlegen, in denen erstmal nur Teile der Schaltung bestimmt werden.

Wenn ihr die Messdaten als Textdatei hier reinstellen könnte ich das mal ausprobieren.

[ente]

Hallo Jochen,

im Prinzip hast du recht, jedoch wird in LIMP kein Bassreflex-Modell unterstützt. Mark Ureda hat sich Anfang der 80er schon mal mit dem Thema beschäftigt. Ob der vielen Variablen aber ohne nachhaltigen Erfolg ......

Meines Erachtens kann die Zahl der zu optimierenden Parameter aber gut begrenzt werden, da sich einige Parameter einfach und reproduzierbar ermitteln lassen. Anbei 2 Files als Futter für dein Programm.

Gruß
Heinrich


SEAS SP18R 0.00g.txt
SEAS SP18R 19.05g.txt

[NuSin]

Deine beiden Messungen zu vergleichen ist etwas schwierig,

Hallo Michael,

Vielen Dank für Deine Hinweise. Meine Beiträge sind tatsächlich etwas dahin geschludert. Sorry dafür.

Die Massen der Scheiben und der Schraube muss ich aktuell schuldig bleiben, da ich meine Feinwaage verliehen habe. Das liefere ich nach.

Die akustische Messung ist in 50cm vor der Schallwand gemacht. Also keine Nahfeldmessung.

Insofern passt Deine Schlussfolgerung hier.

Viele Grüße Sebastian

[NuSin]

Hallo Sebastian,

Passivmembranen sind leider nicht ganz so trivial, wie sie auf den ersten Blick erscheinen. Vor allem sind sie nicht verlustfrei.

AN Passive Radiator Rev 0.6b.pdf

Hallo Heinrich,


Spannendes Papier, vielen Dank! Auch wenn ich nicht alles verstehe. Ich gehe das eher von der empirischen Seite iterativ an. Aber die Hintergründe zu verstehen, schadet da definitiv nicht.

Zu den Verlusten: meine selbst gedruckten PMs kommen ohne zusätzliche Zentrierung aus. Das hilft die Verluste zu reduzieren.

Viele Grüße Sebastian

[NuSin]

Hi,

In der Praxis messe ich aber eh akustisch nach und fein-tune mir das das akustische Übertragungsverhalten her, das ich gerne haben möchte.

Hallo Rainer,

Vielen dank, Dein Beitrag hilft mir ebenfalls ein gutes Stück weiter!
Und bei aller Theorie bezüglich der Auslegung: das Feintuning macht dann ja auch Spaß.

Viele Grüße Sebastian

[Kalle]

Moin,
grau ist alle Theorie😅.
Vielleicht haust du mit einer krassen Fehlabstimmung in deinem Hörraum die Raummoden weg. Die Möglichkeit das schnell zu nutzen ist doch der Charme der Passivmembran.
Jrooß Kalle

[Christoph Gebhard]

Zu den Verlusten: meine selbst gedruckten PMs kommen ohne zusätzliche Zentrierung aus. Das hilft die Verluste zu reduzieren.

Das würde ich nicht pauschal erwarten. Ohne Zentrierspinne taumelt die Membran viel schneller, was auch die Verluste in die Höhe treibt. Es ist nach meiner Erfahrung oft so, dass PMs mit Zentrierspinne verlustärmer arbeiten. Bei der Taumelanfälligkeit beeinflussen wiederum der Einbauort und die Auslegung der PM das Ergebnis.

P.S. Natürlich ist am Ende alleine der akustische und nicht der Impedanz-Verlauf relevant.

Gruß, Christoph

[NuSin]

Nun, ich habe bislang erst zwei PMs selber gedruckt. Einmal in 8“ und hier in 3,5“.

Beide ohne Zentrierung. Beide funktionieren soweit sehr gut. Ob ich ein Taumeln optisch erkennen würde, weiß ich allerdings nicht.

[ArLo62]

Hm, könnte man mal mit einem Laserpointer und einem Stückchen aufgeklebter Folie versuchen.

[Micha_HK]

…oder mit einem neueren Handy. Einige haben "Hochgeschwindigkeits"-Kameras verbaut:
https://www.smartprix.com/bytes/best...motion-videos/

[ton-feile]

man sieht imO in den Impedanzmessungen (obere Spitze), dass die PM mehr beisteuert, als nur auf der Tuningfrequenz brav zu schwingen.
So um 128Hz herum sieht das mit jeder Zusatzmasse komisch aus...

Edit: @ Sebastian: Magst Du vielleicht noch ein paar Nahfeld-Amplitudengangmessungen von Treiber und PM machen?
Einmal leicht und einmal schwer. Vielleicht sieht man dann mehr.

Viele Grüße
Rainer

[JFA]

Hallo Heinrich,

danke für die Files. Mein Optimierer konvergiert, aber nicht gegen das, was ich mir so dachte ^^
Wundert mich eigentlich, denn der Anfangszustand sieht gar nicht so daneben aus.

Kannst du mir vielleicht die TSP von dem verwendeten TT geben? Mal schauen ob es dann besser geht

Gruß
Jochen

Edit: gar nicht so schlecht. Fit mit einem einfachen Modell, nur BR nicht PM, 20 bis 200 Hz

[ente]

Hallo Jochen,

hier die TSP des aktiven Treibers:

Parameter	Value	Dim
Fs	42,62	Hz
Re	5,69	ohm[dc]
Qt	0,3	-
Qes	0,36	-
Qms	1,8	-
Mms	6,89	grams
Rms	1,021802	kg/s
Cms	0,002026	m/N
Vas	18,13	liters
Sd	79,83	cm^2
Bl	5,391841	Tm
ETA	0,37	%
Lp(2,83V/1m)	89,31	dB
Le	0	uH
L2	1128,59	uH
R2	82,36	ohm
Ke	0,070779	sH

Gruß
Heinrich

PS: CALSOD hatte meiner Erinnerung nach derartige Anpassungsroutinen integriert. Mal sehen, ob ich das alte DOS Programm noch irgendwo im elektronischen Keller finde.