Liebe Mitleserinnen, Mitleser, Foristinnen und Foristen,
wer sich von Euch in letzter Zeit mit dem Gedanken getragen hat, Mitglied unseres wunderbaren IGDH-Forums zu werden und die vorher an dieser Stelle beschriebene Prozedur dafür auf sich genommen hat, musste oftmals enttäuscht feststellen, dass von unserer Seite keine angemessene Reaktion erfolgte.
Dafür entschuldige ich mich im Namen des Vereins!
Es gibt massive technische Probleme mit der veralteten und mittlerweile sehr wackeligen Foren-Software und die Freischaltung neuer User ist deshalb momentan nicht mit angemessenem administrativem Aufwand möglich.
Wir arbeiten mit Hochdruck daran, das Forum neu aufzusetzen und es sieht alles sehr vielversprechend aus.
Sobald es dies bezüglich Neuigkeiten, respektive einen Zeitplan gibt, lasse ich es Euch hier wissen.
Das wird auch für alle hier schon registrierten User wichtig sein, weil wir dann mit Euch den Umzug auf das neue Forum abstimmen werden.
Wir freuen uns sehr, wenn sich die geneigten Mitleserinnen und Mitleser, die sich bisher vergeblich um eine Freischaltung bemüht haben, nach der Neuaufsetzung abermals ein Herz fassen wollen und wir sie dann im neuen Forum willkommen heißen können.
Herzliche Grüße von Eurem ersten Vorsitzenden der IGDH
nahe an einer Punktschallquelle sind Druck und Schnelle nicht mehr in Phase. Dort gilt das 1/r²-Gesetz dann nicht mehr. Der Übergang ist ungefähr durch r == λ gekennzeichnet.
Die Größe der Schallquelle hat auch einen Einfluss, keine Frage. Aber wie ist denn der Phasenunterschied bei Membrandurchmesser 17 cm und Wellenlänge 3,4 m?
Ich weiß nicht, wieso ich Druck und Schnelle gleichzeitig messen sollte. Wenn ich im Freifeld mit diesem Lautsprecher (mit zubetonierter Korbrückseite, als Monopol) 100Hz wiedergebe und mich von 1 m Entfernung auf 50cm nähere, steigt der Pegel um knapp 6dB. Obwohl die Wellenlänge mit 3,4 m viel größer als jene Entfernungen ist! Der Pegel ist praktischerweise die Intensität, und diese ist als Leistung je durchstrahlter Fläche definiert. Also steigt die Intensität knapp um das Vierfache, wie Deine obige quadratische Formel wohl ausdrücken sollte. Das ist für mich das pegelmäßige Fernfeld. Erst wenn die Kehrwerte der Entfernungen in die Größenordnung des Durchmessers des Lautsprechers kommen, im Nahfeld, wird die Beziehung zwischen Pegel und Entfernung immer flacher bis hin zur Konstanz. Die Wellenlänge aber ist für die Beziehung zwischen Pegel und Entfernung egal. Die Wellenlänge bestimmt im Freifeld nur den Wirkungsgrad und die Abstrahlcharakteristik.
Ich würde mich freuen, wenn ein Moderator die theoretischen Betrachtungen zu Nahfeldern in ein neues Thema auslagern könnte. Laut Druesels Messungen wäre das pegelmäßige Nahfeld erst bei einem Abstand kleiner als der Schwingkolbendurchmesser, den man durch Pi geteilt hat. Bei hohen Frequenzen, wo der Lautsprecher schon bündelt, ist das pegelmäßige Nahfeld, besser Konstantpegelfeld genannt, aber bis zu größeren Entfernungen vorhanden als bei tiefen Frequenzen. Denn wenn ein ebener Strahler stark bündelt, erzeugt er eine beinahe ebene Welle, und diese ist ein Konstantpegelfeld bis zu unendlichen Entfernungen. Also gilt für den Sonderfall eines Konstantpegelfelds, in dem die Größe des ebenen Strahlers viel größer als lamda ist, daß der Abstand viel größer als lamda sein darf.
deine Simu ist sehr gut nachvollziehbar und auch das Ergebnis leuchtet ein. Ich vermute aber, dass es in der Praxis doch erhebliche Unterschiede geben wird, weil ein Fakt höchstwahrscheinlich nicht mit in die Simu einfließt, genau jener, welcher die ganze Angelegenheit in der Praxis voll im Griff hat.
Das von der Membran abgegebene Signal ist im betrachteten f-Bereich ganz erheblich frequenzabhängig zeitverzögert (phasenverschoben) zum Amp-Eingangssignal, bei der Resonanzfrequenz schon 90 Grad und steigt dann weiter auf 180 Grad zu höheren f. Man kann sich leicht vorstellen, was das für die Spannung am Additionspunkt bedeutet.
Eigentlich gehörte in die Simu z.B. zwischen Lsp und Mikro noch ein frequenzabhängiges Verzögerungsglied. Wie man das formelmäßig einbindet weiß ich überhaupt nicht – ist also nur altkluges Gequatsche.
Es würde die Simu nicht einfacher und die Ergebnisse schon gar nicht schöner machen, würde aber praxisnäher sein.
Eigentlich gehörte in die Simu z.B. zwischen Lsp und Mikro noch ein frequenzabhängiges Verzögerungsglied. Wie man das formelmäßig einbindet weiß ich überhaupt nicht – ist also nur altkluges Gequatsche.
da hast du wohl recht ... so um die 50us (Schalllaufzeit Lautsprecher -> Micro) oder doch mehr ?
nur warum ein frequenzabhängiges Verzögerungsglied ?
Ich weiß nicht, wieso ich Druck und Schnelle gleichzeitig messen sollte.[...] Der Pegel ist praktischerweise die Intensität, und diese ist als Leistung je durchstrahlter Fläche definiert.
du scheinst frei zu haben, sonst könntest du nicht so am Ball bleiben – schön für dich.
Leider ist die von dir in Erwägung gezogene Verzögerung das geringste Übel – um Größenordnungen geringer als jene Verzögerung, welcher wir uns ohne völligen Umbau des Chassis (Masselos o.ä.) nicht entziehen können. Mach dir bitte mal die kleine Mühe und schau dir Abb. 6.4 in Beitrag 140 und den etwas Lustig anmutenden Link aus Beitrag 152 (http://www.ahoefler.de/schwingungen/...hwingungen.php) an.
Die Steilheit der Kurve dürfte durch Bedämpfung der Box zu beeinflussen sein, nicht aber der prinzipielle Verlauf. Und das Unangenehme an der Sache ist die Tatsache, dass hier nicht nur eine Phasenschieberei zw. Strom und Spng. stattfindet, sondern eine durch eine handfeste Zeitverschiebung verursachte Verschiebung, welche nicht mehr zu korrigieren ist – das geht dann schon in die Richtung der Gegenkopplungsbezweifler (zu denen ich keinesfalls gezählt werden möchte, das funktioniert sogar noch im GHz-Bereich hervorragend).
Leider habe ich im Netz nur sehr wenig hierüber gefunden und Berechnungsgrundlagen schon gar nicht.
Messungen hierzu hatte ich mal im Beitrag 131 eingestellt, waren damals nicht so interessant und für die meisten Zusammenhanglos und offenbar unzureichend erläutert. Bei genauerem Hinsehen erkennt man, dass bei 400Hz eine Verschiebung > 180 Grad auftritt, was eigentlich nicht möglich ist. Die einzige Erklärung, welche ich hierfür habe, ist die weitere Addition von Schlllaufzeit und beginnendem Einfluss des Masse-Feder-Systems des Mikrofons – sind aber nur Vermutungen.
da hast du wohl recht ... so um die 50us (Schalllaufzeit Lautsprecher -> Micro) oder doch mehr ?
nur warum ein frequenzabhängiges Verzögerungsglied ?
Grüße Nobby
Genau wie bei 3eepoint stimmt dein LS Spice Modell nicht und bis das nicht stimmt würde ich nicht simulieren. Arbeitet ihr am/mit dem gleichen Modell?
Oder den LS als HP mit Q und f, aufgebaut mit einem OpAmp, als Modell nehmen.
Hannes Erklärungen bezüglich nicht zu korrigierender Phasenschiebereien würde ich auch mal ignorieren. Da sehe ich später noch Diskussionsbedarf.
weil z.Zt. sehr viel theoretisiert wird – was auch mir hilft vieles besser zu verstehen, obwohl ich fast täglich praktisch damit umgehe – habe ich mal ein paar Messungen am Objekt durchgeführt, welche erkennen lassen sollten, was man so erwarten kann – wohl bemerkt mit Mikro vor der Membran, wofür ich mich letztendlich entschlossen habe.
Alle Messungen sind rein akustischer Natur mit einem geeichten Kondensator-Messmikrofon vorgenommen. Verwendet habe ich für alle Messungen die kleinen Boxen rechts oben mit ca. 6l Volumen und einem 6,5“ TMT.
Sie sind nicht korrigiert, also ungeschönt und nicht für Werbezwecke gedacht und sollen lediglich das auf einfache Weise erreichbare veranschaulichen.
1. Frequenzgang:
Frequenzgang 20 -200Hz ohne Regelung
Frequenzgang 20 -200Hz mit Regelung
2. Klirrfaktor:
30Hz; etwa 90dB in 1m; ohne Regelung; THD lt. Programm 17%
30Hz; etwa 90dB in 1m; mit Regelung; THD lt. Programm 2,6%
3. Ein-/Ausschwingen:
100Hz; 10 volle Schwingungen; ohne Regelung (Überlagerung wird durch Kerbfilter vor dem Regelkreis verursacht (durch provisorische Überbrückung sauber) – halt ein Kompromiss)
100Hz; 10 volle Schwingungen; mit Regelung
Das ist dass, was ich mit meinem Aufbau reproduzierbar erreiche.
Da kann man schon einiges erkennen.
Der Gegenkopplungsfaktor beträgt bei 30Hz ca. 14dB, d.h. Faktor 5. Der Klirrfaktor ist um ca. 5 reduziert, 17/5=2,6 (großzügig gerundet), paßt also.
Mit GK hast du im Freqzuenzgang bei 33Hz eine Überhöhung, die Güte ist >1. Gut zu sehen ist das auch beim Ausschwingen, mit GK schwingt der LS stärker aus als ohne GK. Hier würde ich noch optimieren.
Bei meiner Version mit dem Piezo wurde das Ausschwingen deutlich besser (kleineres Q). Ich hatte meinen Bass, als er fertig war, einigen "Freaks" (Backes&Müller BM20 Besitzer) zum Hören gegeben. Q und fs konnten eingestellt werden mit Potis. Als ich den Subwoofer wieder zurückholte und die gehörmäßige optimale Güte/ Resonanzfrequenz ermittelte kam folgendes raus:
Qts=0,5 und Fs=20Hz. Das ist das Ideal. Leider gab es auch Probleme, die aber hier keine Rolle spielen.
Hannes, auch wenn ich manchmal kritisch bin, es ist schon eine tolle Leistung, so etwas in Kleinserie zuverlässig zu bauen!
Erstmal schön das ich mit Spice nicht mehr alleine bin ^^
@Nobby
Kleiner Tip zu Spice, wenn du schon ideale OP`s nimmst, dann nimm den UniversalOPamp2, mit den anderen idealen Modellen hatte ich bis jetzt nur Probleme....
@druesel1
Schöne Messungen, vorallem leicht zu machen. Zum thema Phase über 180°@400Hz, Lautsprecher nähern sich diesem Zustand oberhalb der Resonanzfrequenz an, das ist völlig normal, dazu kommt halt noch der Zeitversatz aufgrund der Schalllaufzeit, selbiger ist (wahrscheinlich, mir kam da grade ne idee.....) nicht korrigierbar. Das lässt sich aber leicht berechnen, ich such die gleichungen schon zusammen und teste das dann in Spice, das wird dann ein Zusatzmodul zwischen dem LS Modell und dem Mic, ein Allpass mit entsprechenden Phasengang zu definieren ist keine schwarze Magie.
Im Ernstfall bekommt man das Phasenverhalten des Chassis mit einer IGK "glatt".
Das "schlechte" Ausschwingen kommt übrigens wohl aus dem Überschwinger im Bass durch eine zu hohe Güte, das sollte sich in der Schaltung leicht anpassen lassen.
Eine neue Simu mit den Änderungen kommt dann im neuen Jahr! Wie Loki schon sagt muss erst das Modell stimmen, wobei ich immer noch denke, dass der HP Ansatz zwar einfach, aber nicht umgreifend genug ist.
@Loki
Kannst du bitte mal ne Simu als Gegenversuch mit dem HP starten? Nobby benutzt das normale TSP Modell, ich das Modell nach Leach.
Meine Nachbarn hören auch Metal, ob sie wollen, oder nicht \m/
Verdammt, du warst mir dem Delay schneller als ich ^^ Übrigens kannst du mit Rechtsklick auf die Skalen den Phasengang "wrappen" lassen, dann sieht man im HF bereich die Sprünge besser
Meine Nachbarn hören auch Metal, ob sie wollen, oder nicht \m/
@ Nobby:
Warum ich einen HP 2. Ordnung vorschlage? Schau die doch mal deine Simul. bis 100Hz an. Das ist ein genau ein HP, wie Thiele/Small heraus fanden, das ist nicht von mir.
Ab 100Hz folgt bei dir ein TP 1. Ordnung. Nur so verhält sich kein LS. Ampl. und Phase müßten gerade weitergehen.
Jetzt nehmen wie mal einen anderen LS zum simulieren, den Visaton Al170. Die Simul. wird ein ähnliches Ergebnis bringen. Toll, oder nicht? Eingebaut in eine GK wird dieser LS aber wahrscheinlich schwingen oder eine Schwingneigung haben, so bei 6kHz, weil er eine starke Überhöhung hat. Um das zu simulieren, müßte man einen PEQ (plus den HP) in den Übertragungsweg einbauen, der das Verhalten bei 6kHz einigermaßen nachbildet. Und dann würde die Simul. die Schwingneigung zeigen. Die scheinbare höhere Genauigkeit eines "echten LS-Spice Modells" braucht man nicht und funktioniert in engen Grenzen.
Gestern habe ich mir mal LTSpice installiert, es ist nicht gerade bedienungsfreundlich. Als Beispiel habe ich mal Linkwitz genommen und mir scheint auch er verwendet nur Q und F.
Ich sehe ganz andere Probleme/ Fragen mit der GK.
1. Unabhängig vom LS-Modell, kann man simulieren ob sich das Verschiebungsvolumen beim W170S verdoppelt (xmax=4mm linear, weitere 6mm Grenzauslenkung)? Welche PA-Leistung ist dafür notwendig?
2. Das Mikro ist im GK-Zweig. Es rauscht und verzerrt. Wie wirkt sich das auf das GK-System aus?
3. Wie wirken sich Störungen (Geräusche) von Außen aus?
4. Wie weit darf das Mikro entfernt sein?
5. Mikro als BA?
6. .....
Was eine GK bringt ist Kontrolle. Bei mir sah es so aus (Piezo als Sensor): Wenn ich an das Chasis klopfe, erzeugte dies ohne GK ein dumpfes, nachschwingendes Geräusch, wie bei jedem LS. Mit GK hatte ich das Gefühl die Membran ist arretiert, sie will sich nicht bewegen, das Klopfgeräusch war höher und verschwand schnell.
@ Hannes: Wie verhält sich dein System mit Mikro als Sensor?
Im Nahfeld steigt die Intensität noch etwas an, obwohl die durchstrahlte Fläche das nicht mehr tut. Weil der Lautsprecher seine Leistungsabgabe nicht geändert hat, kann das nur dadurch erklärt werden, daß Schalldruck und -schnelle zunehmend phasenverschoben gegeneinander sind.
Sowohl Hub als auch die Leistung kann man in Spice ausspucken lassen, wo lagen denn deine Probleme mit der Bedienung?
Die Spice-Versionen für Win/OS X unterscheiden sich im GUI komplett. Um mit LTspice OS X zu arbeiten sollte man die Win-Version kennen. Die OS X Version ist viel moderner, aber leider nicht OS X-GUI gemäß.
Um weiter zu kommen, habe ich als Basis das LS-Modell von Linkwitz (HP 2. Ordnung) genommen. Ich denke, wenn er es als ausreichend betrachtet, dann ist es gut genug.
Die Bilder zeigen verschiedene GK-Faktoren, keine (nur LS) bis stark, entspricht alles der Theorie.
So richtig klar ist mir noch nicht wie Ltspice und die Ausgabe funktionieren, aber simulieren kann ich schon ein bißchen.
ok, ich wusste nicht, dass du die OS X Version nutzt, da hat in der Tat irgend wer bei LT richtigen Mist verzapft, das Problem hatten/haben wir bei uns im Studiengang auch bei den Mac benutzern.
Die Simulation sieht an sich gut aus, wenn du jetzt noch von Nobby die Delay/Micro kombi mit rein nimmst wäre dein Vergleichsmodell soweit schon fast fertig =)
Was mich noch etwas wundert sind deine Schaltungswerte, warum hast du da einen 10Meg Widerstand? Auch die 1Meg im Regelkreis sehen etwas viel aus.
Was meinst du mit Ausgabe?
Ich war auch fleißig und hab versucht, das Leach Modell zu vervollständigen. Hierbei habe ich mir JFA's Aussage zu Herzen genommen, und mal versucht das von Leach gezeigte BR-Modell vollständig zu übernehmen. Nach einigen Stolperstellen bin ich nun an folgenden Punkt:
Man sieht hier das Chassis in einer BR-Box wie in Leach s.6, die Widerstände links dienen der Überprüfung der berechneten Werte. Sie sind alle an 1V angeklemmt, bedeutet, dass durch 1/I der errechnete Wert aus den Gleichungen im Modell raus kommt, was sie, nach langwieriger Klammersetzung in Spice, auch endlich im gewissen Rahmen tun, vgl. dazu die Spice Netlist in Leach S.6. Das Proggram könnte echt mal nen Gleichungseditor wie in Lyx ect. vertragen.....
An einem Punkt komme ich aber nun noch nicht so richtig weiter, und zwar sollte der rechts verbaute ideale Trafo die Impedanz aus Gehäuse und Strahlungswiderstand so ankoppeln, dass sie wie L und C aus dem vorherigen Modell wirken, wie man am Verlauf sieht, tut es das leider nicht:
Ich nehme an, dass Leach den SPL anders da raus bekommt, ich wolte aber erstmal den aktuellen Stand raushauen, bevor ich da noch weiter ran gehe, villeicht hat JFA ja hier noch 1-2 Worte zu zu sagen? Was auch noch fehlt, ist die Kopplung von Port und Membrane über die bei Leach eingezeichneten Stromquellen kpUw und kwUp, was mich auch wundert ist, dass ich die Länge des Ports noch nirgends angeben musste, wobei diese für die Berechnung des BR-Teils ja mit ausschlaggebend sein müsste.....
Soweit erstmal wieder von mir.
Meine Nachbarn hören auch Metal, ob sie wollen, oder nicht \m/
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Zitat von JFA
