Membrangegenkopplung von Lautsprechern

[andy58]

Frohes Neues erstmal (war einige Zeit vom Netz abgeschnitten:-( wg. Providerwechsel)

Ähm.... Einwurf:

-Leistung ist heute sehr billig (siehe Digiamps aller Coleur).
-Chassis sind, dank neuer Mess- und verbesserter Konstruktion (Simulationsproggis+ Klippel) deutlich linearer.

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Es ist ungefähr 2 mal billiger und 10 mal einfacher und 100 Mal effektiver, 4 aktiv betriebene Woofer, die kaum 1 mm Hub machen müssen aufzubauen als einen geregelten Woofer. Die grosse (und durch billige leistung) betriebene Fläche hubt wenig, kommt gar nicht mal in die Nähe des Bereiches in dem Parametershift und Nichtlinearität losgehen.

Deswegen ist Regelung unterm Strich gestorben.

Einwände?

Eine Regelung kostet doch fast nichts (wenn sie erstmal entwickelt ist).
Die vierfache Fläche ist sicherlich überlegen, aber erheblich teurer und größer und mit Regelung eben nochmal besser.

Auch in der Beschallungstechnik wird ja mittlerweile Regelung eingesetzt.

Hier als B6:
http://www.fohhn.com/index.php?id=58...hnproducts_pi1[fohhnproducts]=413&cHash=2381ef6bec34afbc6fa1b8e60333c66c

Oder als Hornreflex:
http://www.martin-audio.com/installa...XSubwoofer.asp

Von "gestorben" kann also keine Rede sein.

Gruß Andreas

[crisp]

Ich hab nun übrigens alles da was ich zum betreiben des Sensors brauche, werd die Tage mal aubauen

Hallo wann geht es hier weiter? Wie sind die ersten Ergebnisse?

[crisp]

http://www.georg-stracke.eu/?p=968

http://www.abacus-electronics.de/37-0-APC-Boxen.html

[3eepoint]

Ich hab Raus wie ich den Sensor linear bekomme und wie ich mit einem uC damit auf beschleunigung regeln kann. Ich muss mich mal mit "meinem" Informatiker unterhalten wie ich das nun realisiere.

Sobald ich weis wie ich das machen kann gehts dadran wie es implementiert wird. PIC`s sind bis weilen mein Favorit, aber das wird sich zeigen.

Öhm...mit den Links kann ich recht wenig anfangen muss ich gestehen.......

Mit Ergebnissen ist das n bischen schwierig, da ich auf die Oszis inner Schule angewiesen bin.

Sorry das es etwas schleppend vorran geht, dass Abitur ist gnadenlos

[wgh52]

Hallo Christian,

das Ganze per µC zu realisieren erscheint mit so bestechend wie ambitioniert!

Welche obere Grenzfrequenz soll denn Deine µC unterstützte Regelung haben? Immerhin muss das Sensorsignal A>D gewandelt werden, dann kommt die µC Rechnerei und D>A Wandlung des Korrektursignales. Die Rechenzeit ist eine sogenannte Totzeit (oder Latenz), welche die obere Grenzfrequenz des Reglers und seine Schwingneigung (mit)definiert (Nyquist Kriterium).

Dein Abitur ist aber erstmal um einige Größenordnungen wichtiger, denn das gibt's nur einmal im Leben, LS Regelungen dagegen ....

Viel Erfolg!

[Franky]

Jungs - das ist spannend. Wenns im Lautsprecherbau was zu verbessern gibt dann genau da! Was sagt ihr denn zu der Auswertung der Gegeninduktion-Methode von Abacus. Das wussten die bei Philips doch damals auch schon - oder?

[wgh52]

Franky,

soweit ich verstehe, tastet der Abacus Verstärker nicht die Membranbewegung ab, sondern hält die Stromeinprägung in den Lautsprecher konstant, ist also "Lastunabhängig". Das ist eine rein elektronische Gegenkopplungsgeschichte und keine Membranregelung. Damit sei aber ausdrücklich nichts gegen den positiven Effekt oder die erzielbare Qualität gesagt! Die Abacusse sind mEn richtig gut!

[Zermatt]

Der Verstärker muß jedoch bestimmte Bedingungen erfüllen.
1. Die Ausgangsspannung soll ausschließlich von der Gegenkopplung abhängig sein.
2. Der Stromfluß muß in Richtung und Größe von der Ausgangsspannung unabhängig sein

http://www.patent-de.com/19880519/DE3637666A1.html
http://worldwide.espacenet.com/publi...504294A1&KC=A1

[3eepoint]

@wgh52

Die Rechnung für die Beschleunigung ist nicht sonderlich kompliziert und dürfte damit innerhalb weniger Takte durchgezogen sein, mit bis zu 32Mhz kann man schon fix rechnen, bis der Wandler da den nächsten Datensatz nachschiebt ist der schon lange fertig. Wenn ich es richtig anstelle sollte die Grenze der Regelung weit jenseits von dem liegen was der Speaker liefern kann. Wenn ich von 192kHz Abtastrate ausgehe hab ich etwa 166 Zyklen um die Rechnung durch zu führen. Wie viele ich davon letzten ende brauche wird bestimmen bis zu welcher Frequenz ich auflösen kann ohne das ich durch die Latenz in einen Bereich komme wo das ganze anfängt zu schwingen.

Wie gesagt, genaues muss ich noch abklären.

@all

Die Sache mit der Stromgegenkopplung ist nicht ganz so travial. Man hört immer wieder das es wohl super sein soll, aber hat das mal jemand wirklich genauer untersucht was da im Lautsprecher abgeht ?

EDIT Ein kleiner Schritt nach vorne ist aber schon getan, da ich es wohl mit PIC`s machen werde hab ich mir einen PIC Brenner schonmal zurechtgemacht, wird hier dann mit verlinkt. Platinenlayout ist schon zur ca. der Hälfte fertig ^^

EDIT II:

Ein Problem bei dem ich noch nicht weis wie ich es lösen soll ist das abfallen des Membranhubes zu hohen Frequenzen hin. Villeicht kann ich da analog gegensteuern, werd ich wohl auch müssen, denn da wir es bei Musik mit einem Frequenzgemisch zu tun haben werd ich mit dem uC die Frequenz wohl schlecht auswerten können um da rechnerisch gegen halten zu können.

[wgh52]

Hallo Christian,

es wird wichtig sein zu verstehen:

1. Ist das Sensorsignal überhaupt äquivalent zu bzw. direkt vergleichbar mit dem Sollsignal, also ohne Umrechnung, Differenzierung oder was immer, sofort in ein Regelsignal umrechenbar? Z.B. hat B&M in ihren analogen Regelungen einen Integrator im Sollsignal (eigentlich müsste das z.B. induktiv abgenommene Sensorsignal differenziert werden...) um Vergleichbarkeit von Soll- und Sensorsignal zu bekommen.

2. Wie beziehst Du das Sollsignal in die Berechnungen ein? Willst Du das Sollsignal auch AD wandeln und dann mit dem Sensorsignal vergleichen? Soll und Sensorsignal müssen ja möglichst pegel- u. zeitgenau in Beziehung gesetzt werden...

Nicht falsch verstehen: Ich versuche konstruktive Fragen zu stellen um zu verstehen wie Deine Idee funktioniert oder funktionieren kann.

[3eepoint]

Wiso falsch verstehen ? Nur durch solche Fragen kommt man weiter

Also:

Soweit ich weis ist die Beschleunigung direkt als Indikator für den Sollschalldruck verwendbar, daher werde ich das Ist Signal im Idealfall nicht weiter umrechnen müssen.

Die Eigentliche Reglung soll dann wieder analog geschehen, einfach ein OP als Differenzverstärker am Ampeingang, das ist die simpelste Lösung und handelt nicht noch weitere Totzeiten mit rein.

Das Sollsignal wird nicht in die Berechnung mit ein bezogen. Der uC hat die aufgabe das Sensorsignal, welches die Membranposition wiedergibt, zu linearisieren (es wird ein HAL Sensor verwendet, das Magnetfeld verhält sich jedoch über Distanz expotenziell) und anschließend die Position in eine Beschleunigung um zu rechnen. Der rest geschieht analog und muss dann im Versuchsaufbau erstmal richtig eingestellt werden , wie du schon sagtest pegel und zeitgenau. Villeicht ist eine digitale Lösung auch besser. Nächstes Wochenende hat mein Informatiker Zeit und dann werden wir sehen wo wir damit stehen. In der Zwischenzeit mach ich den PIC Brenner mal fertig und versuche das mit dem membranhub in den Griff zu bekommen

[3eepoint]

Jungs - das ist spannend. Wenns im Lautsprecherbau was zu verbessern gibt dann genau da!

Nichts für ungut, aber dadrüber würde ich nochmal gaaaaaanz genau nachdenken, ich habs gemacht, und da ist noch einiges

[Franky]

Warum, habe ja ein funktionierendes Beispiel mit den Jamo MSP 100 gerade am laufen.

[3eepoint]

An den Chassis selber gibt es noch so dermaßen viel das die Reglung zwar ein Schritt in die richtige Richtung, aber noch lange nicht das Ende der Fahnenstange ist.

[JFA]

Die Sache mit der Stromgegenkopplung ist nicht ganz so travial. Man hört immer wieder das es wohl super sein soll, aber hat das mal jemand wirklich genauer untersucht was da im Lautsprecher abgeht ?

http://www.klippel.de/fileadmin/klip...arities_03.pdf

Abschnitt 4.3

[wgh52]

Hallo Christian,

... Beschleunigung direkt als Indikator für den Sollschalldruck verwendbar, daher werde ich das Ist Signal im Idealfall nicht weiter umrechnen müssen.

OK (obwohl Du wahrscheinlich den Ist-Schalldruck meintest ). Aber ist die Eingangsspannung am Endverstärker auch proportional zum zu erzeugenden Schalldruck? Ich hab das jetzt nicht überlegt... , aber falls ja, müsste die Regelschleife gehen.

... Der uC hat die aufgabe das Sensorsignal, welches die Membranposition wiedergibt, zu linearisieren (es wird ein HAL Sensor verwendet, das Magnetfeld verhält sich jedoch über Distanz expotenziell) und anschließend die Position in eine Beschleunigung um zu rechnen.

Hierzu eine Frage: Welches Magnetfeld mißt Du und wie/wo ist der Sensor plaziert? Ich frage weil die Schwingspule ja ein Magnetfeld zusätzlich zum LS-Permanentmagneten erzeugt... Oder läuft der Hallsensor in einem eigenen Magnetfeld? Wie entkoppelst Du dann die Meßeinrichtung magnetisch von den Schwingspulen- und LS-Magnetfeldern?
B&M nimmt ja einen "Moving Coil" Sensor in eigenem Magnetfeld, welches senkrecht zu den Feldlinien von Schwingspulen- und LS-Magnetfeldern steht und dadurch zumindest "hinreichend" entkoppelt ist.

...noch ein Wikipedia Zitat als Hinweis:

... In analogen Hallsensoren wird der Strom geregelt und die Temperaturabhängigkeit des Signals, der Offset, sowie auffällige Nichtlinearitäten werden kompensiert. Die Qualität dieser Kompensation (sowie die Eichbarkeit des Gesamtsystems) entscheidet über die Eignung und Qualität des Hallsensors als Messgerät...

Es besteht also durchaus Risiko einer "Verschlimmbesserung", bzw. es gibt voraussichtlich viel Abgleichaufwand, z.B. durch Sensor-individuelle Kompensationsprogrammierung (Temperaturgang, Nichtlinearitäten, ...) im µC. Die Sensor- bzw. Sensorsignalqualität am Regler ist, wie bei allen Regelungen, entscheidend!

Das bleibt jedenfalls eine sehr interessante Geschichte! Lass uns wissen wie's weitergeht!

[3eepoint]

@ JFA

Danke für den Link ! Les ich mir gleich mal durch !

@ wgh52

Das Magnetfeld wird extern über einen Magneten erzeugt, Hallsensoren sind richtungsabhängig, sie reagieren nur auf Magnetfelder die senkrecht zum chip auftreffen, entkoppeln also ähnlich wie die B&M Spulen.

Die Sache mit dem Temparaturdrift ect. ist natürlich ein Problem. In wie weit die von mir erdachte Methode da gegen an kommt wird sich zeigen.

Und falls sich der HAl Sensor als untauglich erweisen sollte kann ich immernoch auf ein Spulensystem wechseln.

Wie gesagt, nächstes Wochenende treff ich mich mit meinem Programmierer, ich hätts auch schon früher gemacht, aber dem werden heute 2 Weisheitszähne gezogen

[crisp]

Hier mal ein Vorschlag für ein Lautsprechechassi welches sich wohl gut modifizieren lassen dürfte:

http://www.quint-audio.com/qaudio/files/nsf8-495-4a.pdf

Magnet vorne und hintenrum alle schön frei

[JFA]

Danke für den Link ! Les ich mir gleich mal durch !

Steht nicht viel dazu. Aber es wird halt deutlich, was man damit ausregeln kann und was nicht (dazu muss man die Nichtlinearitäten allerdings verstehen). Allerdings hat er was vergessen bzw. wird da nicht betrachtet: power compression. Die kann man natürlich mit einer Stromquelle wunderbar ausregeln, während eine Spannungsquelle dabei vollständig versagt. Kann allerdings auch zum Tod des Chassis führen: ein durch Hitze ansteigender Re ist ein gutes Mittel gegen Überlast. Habe ich z. B. bei einem Subwooferchassis so gemacht: die Kühlung ist so "schlecht" dass es bei hoher Belastung einfach durch ansteigendes Re immer leiser wird. Dabei ist die Kühlung dann wieder zu gut, die Wärme nachher wieder ordentlich abzutransportieren.

Bei einem Subwoofer kann man sowas machen, bei breitbandig arbeitenden Chassis käme ich da nichtmal im Traum drauf*.

Gruß
Jochen

*bzw. würde schweißnass aus eben jenem aufwachen

[3eepoint]

So, hatte heute schon die Gelegenheit mit der Hamsterbacke (aka mein informatikerkumpel der grade seine Weisheitszähne gezogen bekommen hat) ein kurzes Brainstorming zu machen. Er denk das es möglich ist, genaues kann er aber erst sagen wenn alle Gleichungen stehen und er weis wie sich der Code entwickelt.

Je nach dem in welcher Programmiersprache es einfacher bzw. umsetzbarer wird wird es dann entweder ein AVR oder ein PIC werden.

Sieht an sich aber schonmal gut aus für den PIC.

Mfg 3ee