Drive Current Distortion Measurement

[ansch]

[QUOTE=Bernd;344637]Es ist ein omnidirektionales dynamisches Mikrofon.
/QUOTE]

Hallo Bernd,

Das ist ein guter Ansatz, da die dyn. Mics i.d.R. recht hohe Schalldrücke abkönnen und Du ja Relativmessungen zum Vergleich durchführst. Da interessiert der absolute Frequenzgang nicht außerdem sollte der ja bei einem reinen Druckempfänger (schließe ich jetzt mal aus omnidirektional) ohnehin ausgeglichen sein. D.h. das Messverfahren finde ich gut.

Wenn ich die gezeigten Messungen richtig verstehe, müsste man jetzt feststellen, dass der Einfluss des Vorwiderstandes auf die Verzerrungen praktisch vernachlässigbar ist - oder habe ich etwas übersehen?

Nahfeldmessungen solten ähnliche Ergebnisse liefern.

Viele Grüße
André

[Bernd]

30Hz - 100Hz



MoinAndré,
aus einer Messung, die einen definierten Frequenzbereich erfasst, am technischen und physiologischen unteren Ende dessen was gemeinhin "Hörbereich" genannt wird, ist keine Aussage für 10 Oktaven "Hörerlebnis" bzw. "Elektroakustik" zu treffen.

knapp zwei Oktaven lang dachte ich: upps. Dann schaute ich in mein Drive Current Distortion Measurement, uund:

Doch Weiteres schreibe ich im nächsten Jahr.

Nahfeld: Zur Nachbarschaft: "Sie haben eben ihren Kotflügel abgeflext, das hier sind klirrfreie Sinustöne". Im Ernst: Gibt es ein "nah genug" in einem Zimmer? (Erfahrungswerte?)

Deine Simulationen der Druckkammer erklären mir sehr schön ein Detail meiner Messerlebnisse, ab 200Hz gab es nur noch "Girlanden". Meine "Druckkammer" resoniert bei ~50Hz.

Viele Grüße,
Bernd


@>alle<

"Für's Gekicher und Gelächter meine beste Messung mit Mikrofon:" ( #76 )



von 800Hz bis 2kHz reduziert die Spezialschaltung D3, mit Elektret-Mikrofon bei gleichem SPL gemessen.

[ansch]

Ja, danke, der Hinweis war jetzt auch für mich deutlich genug.

Zum Plot: OK, da passiert dann schon was!
Lässt sich ungefähr angeben, welchem Pegel (@1m) der Pegel entspräche?

[Bernd]

[...] deutlich [...]

sorry



Ja, im Plot passiert was. Ich habe jetzt einige Tage D2 bebrütet. Im Durchleuchter sehe ich schon was.
Einen Klecks.
Immerhin

Im Drive Current Distortion Masurement ist D2 am vorlautesten ?

"[...] der Einfluss des Vorwiderstandes auf die Verzerrungen praktisch vernachlässigbar ist [...]" (>ansch<)
Das ist wahr für D3 und auch für D5.

Ich habe nix Kalibriertes für SPL.
Daten: Hub: ca. 5mm (p-p), Sd: 200 cm², Vb: 100l
Ich habe seit 15 jahren nix mehr simuliert.

Schönes Weihnachten und guten Jahresbeginn Euch allen.

Viele Grüße,
Bernd


PS
>stoneeh< hat Klirr mit vs. ohne einer die Quellimpedanz modifizierenden Schaltung gemessen:
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...-project-to-be
Und D4 mit Mikrofon brauchbar gemessen (#40)
Money Quote: "kratzig"
Und er hat einen Beschallungs-Bass mit einem geschlossenen Gehäuse gebaut! Daß ich das noch erleben darf, danke!

PPS
Ich habe sozusagen rückwärts den Anregungspegel gemessen. Der Zufall will es, daß die Anregungsspannung 2,8V @50Hz war. Gemessen am Verstärker bei der Messung ohne Serienwiderstand, damit auch an den Anschlüssen des Chassis. Der Abgleich für die Messung mit Serienwiderstand wurde nach SPL-Angleich durchgeführt.

Das ist immerhin eine Hausnummer, wie 5mm (p-p) auch, für weitere Überlegungen.

[Bernd]

Wenn man erstmal ein Mikrofon hat, welches bei hohem SPL nicht selbst klirrt, dann kann man auch sinnvoll nah ran gehen:



Legende:
gelb: ohne Serienwiderstand bei 2,8V (@50Hz gemessen)
grün: mit 20R in Serie. Pegel nach SPL angeglichen. Kein EQ - nur Volume.



Legende:
orange: D5 ohne Serienwiderstand
rosa: D5 mit 20R



Legende:
magenta: D4 ohne Serienwiderstand
cyan: D4 mit 20R



Legende:
hellgrau: D3 ohne Serienwiderstand
rot: D3 mit 20R



Legende:
gelb: D2 ohne Serienwiderstand
hellblau: D2 mit 20R



Legende:
dunkelrot: D2 - im Strom - ohne Serienwiderstand
rot: D2 - im Strom - mit 20R

[ansch]

Hallo Bernd,

danke für die Messungen.
Wie interpretierst Du diese?

Wenn ich das richtig sehe, ergibt sich bei der Mikrofonmessung nur bei K3 ein relevanter Unterschied - mit deutlicher Verringerung unter Verwendung des Vorwiderstandes.
Bei der Messung im Strom ist durchgängig eine Verringerung zu sehen.

Was mich verwundert ist, dass die Verringerung des K2, die in der Strommessung erkennbar ist, sich nicht in der Mikrofonmessung widerspiegelt.

Unterm Strich sieht es jedenfalls so aus, dass die Klirrverringerung mit dem Vorwiderstand aber funktioniert.

Viele Grüße
André

[Bernd]

Hallo André,

vielen Dank für Deine Besprechung meiner Messerie.

D3 mit Mikrofon ist deutlich. D5 ist undeutlich, vermutlich wegen des begrenzenden Geräuschabstands.

In Mikrofonmessung und Strommessung der D2 zeigt sich bei 1 kHz der "Klecks" von dem ich sprach.

In der akustischen Messung des relativen Pegels der D2 ist kein Unterschied zwischen 0R und 20R.

In der elektrischen Messung des relativen Pegels der D2 ist ein deutlicher Unterschied zwischen 0R und 20R.

Das ist der Nachweis der mechanischen Nichtlinearität der bewegten Masse.

Fazit:
Zur vollständigen Evaluation eines Lautsprechers, den Klirr betreffend, genügt ein 20R Widerstand mit 0R Schalter, ein dynamisches Mikrofon, und (ARTA) STEPS - im geheizten Wohnzimmer.

Viele Grüße und einen guten Verlauf des neuen Jahres,
Bernd

[josh_cpct]

Super interessant !
Muss ich auch mal testen. Wieviel Ohm hatte der Treiber selbst? (Gemessen)
Ich würde mal annehmen dass ein 16 Ohm Treiber etwas mehr Vorwiderstand als ein 4 Ohm Treiber vertragen darf.

Wo du schreibst 20 Ohm reicht, auch mal 10 und 40 getestet?

gruß
Josh

[Bernd]

Hallo Josh,
willkommen, was macht Deine RME ? ARTA STEPS läuft auch ? (wenn ich das richtig aufgeschnappt habe). Mikrofon?

Meine Impedanzmessungen sind in #1

Zu den 20R: Ich hatte, als ich die Lautsprecher vor Jahren gebaut habe, 4 Stück 10R 3W(?) im Fundus. Dabei ist es dann geblieben. Also educated guess Zufallstreffer. Jetzt habe ich Messungen und bin zu faul was zu ändern. 0,0R habe ich gemessen.

Für Deine Messungen ist das erstmal egal. ;-)

Viele Grüße,
Bernd

[Bernd]

Super interessant !
Muss ich auch mal testen. Wieviel Ohm hatte der Treiber selbst? (Gemessen)
Ich würde mal annehmen dass ein 16 Ohm Treiber etwas mehr Vorwiderstand als ein 4 Ohm Treiber vertragen darf.

Wo du schreibst 20 Ohm reicht, auch mal 10 und 40 getestet?

gruß
Josh

So, nochmal etwas freundlicher...

Der Hersteller gibt an:
DC resistance, Re: 5.6ohm
Ich besitze keine Messbrücke, und mein Multimeter ...naja: stimmt

Ja, die Wirkung des Vorwiderstandes hängt natürlich von der Impedanz des Chassis ab.

Im diyAudio hat Michael Zrull einen echten current-drive Verstärker gebaut, also mit unendlicher Ausgangsimpedanz, und in Messungen gezeigt, daß eine Reduktion der ungeradzahligen nichtlinearen Verzerrungen um ~30dB zumindest in begrenztem Frequenzbereich möglich ist. In meiner Praxis setzt die verfügbare Verstärkerspannung praktische Grenzen für den maximalen Vorwiderstand. Mit 20ohm ist es mir noch problemlos möglich das ganze Haus mithören zu lassen, also gehobene Zimmerlautstärke bzw. das halbe x-max. ...Mit etwa um 10dB reduzierten ungeradzahligen Ds.

die Zeichenkodierung ist kein Spaß.

Viele Grüße,
Bernd

[josh_cpct]

Hallo Bernd

Entschuldige die späte Antwort.
Magst du mal messen ob du mit einem Spannungsteiler den gleichen Effekt hast, der Klirr-Reduzierung?
Also gleicher Serienwiderstand wie bisher, gleicher Pegel wie bisher, aber mit Parallel-Widerstand so dimensioniert dass die Last wieder nahe dem ursprünglichen Nennwiderstand des Treibers kommt.

Wenn dem so wäre, könnte man das auch sehr gut mit passiven Weichen nutzen. Andernfalls werden durch den hohen Widerstand alle Serienspulen extrem groß und teuer.
Gut auch für Horntreiber (prädestiniert für diese Vorwiderstände!) -> welche aber oft einen Schutzkonden brauchen -> letzterer braucht lineare Last -> Spannungsteiler besser / linearer.

Das wäre spannend... magst du?

[Bernd]

[...] Andernfalls werden durch den hohen Widerstand alle Serienspulen extrem groß und teuer. [...]

Danke, dieses Argument kannte ich noch nicht.

Ja, L1 braucht unglaublich viele Windungen - aus unglaublich dünnem Draht.

Ein Spannungsteiler reduziert prinzipbedingt den Klirr nicht in gleicher Weise wie ein Serienwiderstand direkt am Schallwandler.

Viele Grüße,
Bernd

[josh_cpct]

Ah ja richtig. Der Widerstand steigt also verschwindet auch die Notwendigkeit einer dicken Niederohmigen Spule. Also verteilt man quasi das Kupfer auf längere Strecke

Beim Horntreiber könnte man sich über den kleineren Kondensator freuen. Die Parallelspule war ja eh immer unsensibel bzgl Innenwiderstand. Dennoch ist auch hier wie beim Schutzkondensator eine linearere Last besser, und die ist beim Spannungsteiler linearer als beim einfachen Serien Widerstand.

Ich habe beobachtet dass sich Treiber direkt an einer Endstufe linearer messen als nach passiven Bauteilen (LC) weil die Impedanz Schwankungen des LS sich dann im L/C auf die Amplitude übertragen. Zwar nur wenig, weniger als beispielsweise Kantendiffraktion. Aber ich würde das gerne vermeiden.

insofern hoffe ich Dich überzeugen zu können die Messreihen noch einmal um diese dritte Kurve zu erweitern

[josh_cpct]

Apropos. Das zeigt übrigens ein Dilemma der Konstantstrom Endstufe.
Häufig argumentiert man dafür mit weniger Klirr, und besseren Frequenzgang.
Er wird aber nicht immer besser.
Das klingt zwar off topic, weil es hier um den Verzerrungs Teil geht, schlägt aber eine Brücke wegen der Impedanz und Amplituden Linearität. Und das sind ja auch (lineare) Verzerrungen.

Gut ist zum Beispiel die Bass Anhebung bei Treibern mit niedriger Güte Qtc <0.7.
Gut ist auch die Anhebung im Hochton bei breitbändigen Treibern mit induktivem Anstieg der Impedanz im Hochton durch Le.
Gut ist manchmal, nicht immer, wenn Resonanzen den Frequenzgang verbiegen, wo zb Pegel sinkt und Impedanz steigt (zum Beispiel eine Hohlraum Resonanz) dann wird das in Impedanz UND Amplitude linearisiert.

Schlecht ist, wo Pegel steigt UND Impedanz steigt. Oder beides sinkt. Also synchron. Nicht gegensätzlich. Dann VERSCHLIMMERT die Stromregelung das. Oder macht das Problem erst. Gute Beispiele sind hier Strahlungswiderstand, wie Bassreflex (dip), Transmissionlines, Hörner, usw.
Oder Amplitude linear, Impedanz aber nicht, Klassiker Bassreflex (peaks).

Daher meine Hoffnung durch Spannungsteiler Zwei Fliegen mit einer Klappe ohne den Nachteil.
Es bleibt natürlich die Verluste der Effizienz (dB pro Watt) der Endstufenleistung, was nicht klanglich zu unterschätzen ist. Je uneffizienter das System desto kritischer. Leider auch desto höher der Gewinn des Klirrs, paradox.

Geregelte Lautsprecher bleiben imho nach wie vor der nobelste Weg.
Auch wenn DSP das beste Werkzeug für lineare Verzerrungen sind.
Regelung klingt so viel besser (in der Praxis) als es bisher von Theorie und Messtechnik attestiert wurde. Das ist noch einiges zu entdecken. Erfährt man (imho) in ganzer Tiefe auch erst wenn man länger mit Regelung als Haustier lebt.

Purifi egalisiert vielleicht einen großen Teil der Regelung Gewinne durch besseren Antrieb. Aber nicht gänzlich. Regelung bleibt klanglich im Vorteil. Auch wenn bei Backes Müller zb die Verzerrungen durch Sicke bleiben - klingt trotzdem besser. B&M Upgrade auf Purifi Treiber wäre sehr spannend. Inklusive Purifi Endstufen. Und deren Gegenkopplung auf die Regelung optimiert. Feuchte Träume

[JFA]

Du kannst auch einen Serienwiderstand nehmen und davor den Parallelwiderstand setzen. Dann hast du die Klirrreduktion und normalgroße Spulen. Nur muss der Widerstand dann halt tüchtig leiden...

[josh_cpct]

Die Endstufe leidet dann aber auch mit

Aber das klingt nach Hardcore Impedanz Glättung ala Bügeleisen - inklusive der Hitze. Spannend

[JFA]

Wieso sollte die Endstufe mehr leiden? Du hast ein Chassis mit 4 Ohm, packst davor einen Serienwiderstand mit 4 Ohm (6 dB Verzerrungsreduktion), und dann parallel dazu 8 Ohm, bist du insgesamt wieder bei 4 Ohm. Natürlich bist du dann auch bezogen auf die gleiche Ausgangsspannung 6 dB leiser, also muss der Verstärker 6 dB (4x) mehr Leistung liefern, aber das hättest du bei einem normalen 6 dB Pad auch. Aber dann ohne die große Verzerrungsreduktion. Die wäre zwar immer noch da, nur geringer, weil die Störspannungsquelle dann den Parallel- und Serienwiderstand als parallel zueinander geschaltet sieht.

Der Nachteil am "umgekehrten" Spannungsteiler ist dann halt, dass der Parallelwiderstand die gleiche Spannung und den gleichen Strom wie die Widerstand-Chassis-Kombination sieht und daher leiden muss. Bei einem Mitteltöner sollte man eigentlich trotzdem noch mit einem 10W Typen auskommen.

[JFA]

Purifi egalisiert vielleicht einen großen Teil der Regelung Gewinne durch besseren Antrieb. Aber nicht gänzlich. Regelung bleibt klanglich im Vorteil. Auch wenn bei Backes Müller zb die Verzerrungen durch Sicke bleiben - klingt trotzdem besser. B&M Upgrade auf Purifi Treiber wäre sehr spannend. Inklusive Purifi Endstufen. Und deren Gegenkopplung auf die Regelung optimiert. Feuchte Träume

Die eine Sache, die Purifi mit all dem Aufwand nicht bekämpft, sondern nur noch schlimmer macht, ist die thermische Kompression. Lustigerweise ist das, außer den irregulären Verzerrungen (Defekte, Strömungsgeräusche), die einzige Verzerrungsart des Chassis an sich, die ernsthaft hörbar werden kann. Alle anderen sind nur dann hörbar, wenn man mit Einzel- oder Zweitönen arbeitet. Also nur akademisch. Für die normale Welt sind die völlig egal.

Regelung kann diese Verzerrungsart theoretisch auf Null reduzieren (praktisch kommt es auf die Schleifenverstärkung an).

[kboe]

Apropos. Das zeigt übrigens ein Dilemma der Konstantstrom Endstufe. ...

Irgendwo im www hab ich ein paper aufgeschnappt, das besagt, dass Frequenzgangfehler die hörbarsten Verzerrungen sind. Je lauter gehört wird, um so störender. (User stoneeh im hifi-forum hat das wohl verlinkt. Finde den Beitrag nimmer.)
Andererseits werden Bass Chassis bis zu einer Grenze von 10% THD gemessen und wohl auch so betrieben. Das scheint kein Mensch zu hören bzw. sich daran zu stören.
Also lohnt der ganze Aufwand?

[josh_cpct]

Ahhh now we are talking Schöne Diskussion.

Ja also ich war selbst überwältigt wie gut sich Regelung in der Praxis macht (ultimativ bedeutet das Erleben der Musik).
Hatte ich meine alte gebrauchte BM doch nur als Schnäppchen aus subjektiven Gründen angelacht.

Nicht von Anfang an war das gut - da knüpfe ich auch gerne zuerst an. Weil kboe es anspricht. Und da hat er recht.
Nach dem euphorischen Kauf war ich erstmal herb enttäuscht vom Sound. Dann kamen Aufstellung, Akustikelemente und ganz wichtig: DSP Korrektur zur Anwendung.
Und dann...! Oho Hier lag eine große Schwachstelle der BM Classics. Frequenzgang, ach du grüne Neune.
Mit viel DSP, wow, eines der best of 10 Systeme dieser Galaxie, was meine (ich behaupte mal frech) erfahrenen Ohren je gehört haben.
Nun DSP ist heutzutage kein großes Problem mehr.
Warum BM da so schlecht ist? Mir ist aufgefallen dass sich alle Treiber einzeln für sich im Nahfeld (Mikro 3mm vor Membrane) gut messen.
Vielleicht wurde das so isoliert justiert weil es einfach und schnell ist? Ein Erklärungsversuch... mag noch weitere geben.

Lirum Larum. Nach abgeschlossenem Finetuning:
Diese Klarheit, diese besonders Lupenreine Art zu spielen, als ob ein Vorhang verschwindet. Einzigartig.
Ohne das dabei andere Qualitäten vernachlässigt wurden, aber ich erspare uns ausufernd audiophile Verbalergüsse..... die Liste wäre sehr lang.
Diese Klarheit ist etwas besonderes! Ich bringe das am ehesten in Zusammenhang mit Verzerrungsarmut.
Diese Klarheit ist ungefähr auch bei Purifi beeindruckend schnelles Erkennungsmerkmal.
Wobei, Purifi klang für mich langweilig. Hier - Daumen Hoch an JFA Kommentar - wäre die Dynamikkomprossion ein schlüssiger Erklärungsversuch.
Das hat die BM nämlich nicht. Ganz im Gegenteil. Sie ist vielleicht nicht so bissig wie ein Hornsystem, aber für einen Direktstrahler erschreckend nah dran.

Genau hier lag der Knackpunkt. BM: Transparent (nicht analytisch sondern unverschmutzt) wie sonst nichts. Und alle anderen Qualitäten, inklusive Dynamik sehr hoch.
Purifi, mit einfachen Treibern erschreckend nah an der Transparenz der BM (90%) .... - Aber! Diese Belanglosigkeit dass einem die Füße einschlafen.

Es gibt viel Diskussion von Kleinrederei der gemessenen Vorteile einer Regelung, die ich mir auch bis vor dem Kauf gerne durchgelesen habe, um die Abwesenheit der BM schön zu denken.
Erfahrung der Realität ist aber leider doch was anderes.


Um dann hier nochmal vom Off Topic den Bogen zurück zu führen. Diese subjektive Dynamik ist mir sehr wichtig, und wenn es langweilig wird kann ich das garnicht ab.
Deshalb bin ich auch etwas besorgt wenn wir über Vorwiderstände reden.
Weil für mich die Dynamikkompressions auf der Seite der Treiber nur ein möglicher Grund ist.
Die Endstufen müssen bei wirkungsgradschwachen und oft langweiligen Lautsprechern mehr leisten. Effizienz ein möglicher Faktor in subjektiver Dynamik?
Das würde der Vorwiderstand nicht begünstigen.
Aber Versuch macht kluch...