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
Boxsim-Simulationen mit >>Fremdchassis<< und eigenen Messungen
Im Parallel-Thread sind einige Fragen aufgetaucht bezüglich Boxsim-Simulation mit Fremdchassis und eigenen Messungen dieser Chassis.
Ich finde, dass es sich lohnt dieses Thema in einem eigenen Thread zu besprechen.
Mich würde Eure Meinung dazu interessieren. Geht Ihr bei der Frequenzweichenentwicklung auch so vor, oder habt Ihr andere Methoden?
Voraussetzungen: Die für ein Projekt auserkorenen Chassis sind bereits in einem Gehäuse eingebaut. Ihr seid stolzer Besitzer eines Messsystems (z.B. ARTA) oder kennt Jemanden mit einem Messsystem.
Bevor man aber in Boxsim mit dem Simulieren loslegen kann, muss einiges (unter bestimmten Bedingungen) gemessen werden.
1. Akustische Messungen
Positionierung des Messmikrofons: Im folgenden Bild sind die geometrischen Zusammenhänge zwischen Chassisposition und Messmikrofon bzw. Zuhörerposition dargestellt. Um die Sache übersichtlich zu halten, hier nur die Betrachtung eines 2-Wege-Lautsprechers.
Ideal wäre natürlich, wenn Zuhörerposition und Mikrofonposition identisch wären. Diese Forderung ist leider sehr häufig nicht erfüllt, wenn man Messungen unter Freifeldbedingungen durchführen möchte.
Um störende Reflexionen zu eliminieren, muss man also mit dem Mikrofon näher an den Lautsprecher heranrücken,
Durch diese Maßnahme verändern sich aber die geometrischen Zusammenhänge. Die Chassis werden unter anderen Winkeln betrachtet als bei der Abhörposition. Das hat zur Folge, dass sich der Betrag des Amplitudenfrequenzganges aber auch der relative Abstand der Chassis zueinander verändert. Dieses Thema wird ausführlich im ARTA Handbuch (Kapitel 6.3, ARTA-HB-D2.2.pdf) beschrieben.
Relativer Schallentstehungsort (SEO): Der relative Abstand der Chassis zueinander am Mess- bzw. Abhörpunkt ist extrem wichtig für die korrekte Darstellung des Amplitudenfrequenzganges bei der Trennfrequenz zwischen Hoch- und Tieftöner. Dieser sollte Idealerweise im Mess- bzw. Abhörpunkt identisch sein.
Relativer Abstand der Chassis zueinander am Mess- oder Zuhörerort:
r = gT – gH
(man spricht auch vom relativen Schallentstehungsort)
Im Zeitbereich gilt (mit t = a/c):
c: Schallgeschwindigkeit a: Abstand t: Zeit
Relative Laufzeit der Chassis:
tr = tT - tH = (tTL + m) – (tHL + m)
m: Lautzeit, die sowohl der Schall des Tief- als auch des Hochtöners zurücklegen muss
Ist eine Mikrofonposition gefunden, dann können die Impulsantworten der beiden Chassis gemessen werden.
Der gelbe Marker wird für die Erzeugung des Schalldruck Amplituden- und Phasenfrequenzganges bei beiden Messungen auf Sample 560 positioniert. Dadurch wird die Laufzeit m aus den beiden Impulsantworten entfernt.
!!! Sehr Wichtig !!! Die Position des gelben Markers muss bei beiden Impulsantworten (Hoch- und Tieftöner) gleich sein.
Berechnung von m: ARTA fügt bei der Impulsantwortmessung künstlich 300 Samples hinzu. Die hier vorliegende Messung wurde mit einer Abtastrate von 96 kHz durchgeführt. Es gilt also:
m = (1/96 kHz) * (560 – 300) = 2,71 ms
Konvertieren in den Frequenzbereich: Der rote Marker wird üblicherweise vor der ersten Reflexion positioniert.
Mit den so vorgenommenen Markierungen wird eine Konvertierung in den Frequenzbereich durchgeführt.
In dem Frequency Response Bereich kann über File -> Export ASCII jeweils für den Hoch- und den Tieftöner eine FRD-Datei exportiert werden, die den Schalldruck Amplituden- und Phasenfrequenzgang enthält.
2. Elektrische Messungen
Zusätzlich zu den Schalldruck Amplituden- und Phasenfrequenzgängen müssen noch die Impedanz Amplituden- und Phasenfrequenzgängen gemessen werden. Dies kann z.B. mit LIMP (ARTA Softwarepaket) gemessen werden. Informationen hierzu findet man im bereits erwähnten ARTA-Handbuch im Kapitel 10.
Die Impedanz der Chassis wird natürlich im eingebauten Zustand gemessen.
Man erhält auch hier zwei Dateien: Eine für den Hochtöner und eine für den Tieftöner. In der Regel haben diese Dateien die Endung ZMA.
3. Importieren der Daten ins Boxsim
Als Basis kann in Boxsim ein bereits vorhandenes Projekt geladen werden. Hier im Beispiel ein 2-Wege-Projekt.
1. Zunächst werden die Chassis Daten eingetragen. Bei Die Messung des Frequenzganges erfolgte: wird 5. zu simulierende Box ausgewählt. Über Import… werden die oben erzeugten Dateien FRD bzw. ZMA geladen. Bei Lage des Schallentstehungsorts (SEO) wird bei beiden Chassis eine 0 (Null) eingetragen.
2. Unter Schallwand und Position sollte der Durchmesser des Schallaustritts eingetragen werden. Bei der Membranform sollte entsprechend Konus oder Kalotte ausgewählt werden.
3. Unter Chassis & Einbau -> gemeinsames Gehäuse können die Gehäusedaten eingetragen werden.
Danach kann munter lossimuliert werden.
Boxsim ist in der Lage den Schalldruck (und den Impedanz) Amplitudenfrequenzgang der Gesamtbox an dem Messpunkt nahezu perfekt zu simulieren.
Mich würde Eure Meinung dazu interessieren.
Geht Ihr bei der Frequenzweichenentwicklung auch so vor, oder habt Ihr andere Methoden?
habe das damals mal versucht und irgendwo einen bug eingebaut den ich
im Nachhinein nicht nachvollziehen konnte.
Außerdem habe ich für mich festgestellt das ich in der Zeit wo ich die für Boxsim passenden Messungen, Umrechnungen, etc. gemacht habe
messtechnisch bereits eine grob passende Weiche entwickelt habe.
Diese "grobe" messtechnisch entwickelte Weiche ist sicher nicht besser als die "Boxsim" Weiche, aber auch nicht schlechter.
Vorteil ist, ich sehe sofort wie ein Chassi in der Realität auf ein Bauteil reagiert.
Die Box ein mal auf dem Drehteller gedreht und unter Winkel gemessen und ich weiß auch dort was wirklich los ist.
Kontrollmessung nicht mehr notwendig? – Amplitudenfrequenzgänge unter Winkel
Hi Karsten,
Vorteil ist, ich sehe sofort wie ein Chassis in der Realität auf ein Bauteil reagiert.
Ja, genau.
Die übliche Arbeitsweise wäre bei dieser Methode:
Zunächst wird eine Änderung in der Frequenzweichensimulation vorgenommen. z.B.: Wertänderung einer Spule, hinzufügen eines Saugkreises, Änderung eines Spannungsteilers, …
Die Vorgenommenen Änderungen in der simulierten Weiche wirken sich im simulierten Amplitudenfrequenzgang mehr oder weniger aus.
Wird nun die oben beschrieben Änderung in der realen Weiche vorgenommen und wie im Post 1 beschrieben nachgemessen (Position des Mikrofons beachten), dann stellt man fest, dass die simulierte Kurve fast perfekt mit der gemessenen übereinstimmt.
Irgendwann kommt man zu der Erkenntnis, dass ein Nachmessen gar nicht mehr notwendig ist.
Die Box einmal auf dem Drehteller gedreht und unter Winkel gemessen und ich weiß auch dort was wirklich los ist.
Da sprichst Du einen weiteren wichtigen Punkt an. Boxsim simuliert aus der 0 Grad Messung die anderen Winkelfrequenzgänge. Ich wollte prüfen, wie genau Boxsim diese Winkel-Simulation eigentlich erledigt. Ein Beispiel wird noch folgen.
Ich hatte mal im Visaton-Forum nachgefragt DAAS32-Daten und Boxsim und habe diese Antwort bekommen:
das funktioniert leider nicht. DAAS32 speichert die Daten im Audiocad-Format in vier einzelnen Textdateien für Amplitude, Impedanz, akustische sowie elektrische Phase. (zumindest mein DAAS macht das so: *.AMP, *.IMP, *PHA, *.PHE). Boxsim braucht zwei Dateien wo jeweils Amplitude und ak. Phase bzw. Impedanz und el. Phase zusammen drin sind. Du kannst dir höchstens die Arbeit machen mit einem Texteditor die entsprechenden Daten zusammenzufassen. Ich habs aber selber noch nicht ausprobiert.
2. Ich habe irgendwann im Mai die Messungen der Chassis (Chassis waren im Gehäuse eingebaut) ohne Frequenzweiche durchgeführt.
3. Das Mikrofon war in 1 m Entfernung von der Schallwand platziert.
4. Das Mikrofon wurde auf Hochtönerhöhe platziert
5. Ich habe bei dieser Mikrofonposition auch horizontale Winkelmessungen im 15 Grad Raster durchgeführt.
Vorgehensweise:
1. Zunächst habe ich die 0 Grad Messungen und die Impedanzmessungen nach der im Post 1 beschriebenen Methode in das Boxsim-Projekt reingepflegt.
Die eigentliche Frequenzweiche könnt ihr dem im Anhang enthaltenen Projekt entnehmen. Die Werte der Weichenbauteile habe ich nachgemessen. Einige krumme Kondensatorwerte kommen durch Parallelschaltung zustande.
(Den Amplitudenfrequenzgang kann man nicht gerade als konstant betrachten. Das steht hier aber nicht zu Debatte.)
2. Die Frequenzweiche habe ich dann laut Simulation aufgebaut.
3. Die Kontrollmessungen habe ich erst vor 3 Tagen durchgeführt.
Hierzu musste natürlich das Mikrofon neu Positioniert werden. Das Messsystem neu kalibriert werden. Bei den Messungen ohne Weiche habe ich einen anderen Leistungsverstärker verwendet. Der Lautsprecher stand bei der Kontrollmessung an einer anderen Position im Raum, als bei den Messungen der Chassis ohne Weiche.
Das ganze hatte aber auch einen Vorteil. Ich konnte auch die Reproduzierbarkeit der Messungen überprüfen.
Ergebnisse:
Urteilt selbst. Reicht Euch die Genauigkeit aus?
rot: Boxsim Simulation (Basismessungen im Mai) schwarz: Messung der aufgebauten Frequenzweiche (aktuelle Kontrollmessung)
ich hab das gestern mal genauso gemacht und im Grossen und Ganzen hat das auch funktioniert.
Dabei kamen mir aber zwei Sachen, die mir nicht so klar sind.
BoxSim wollte max 600 Daten-Punkte für den Import, ich hatte durch den Export 706 zu bieten.
Kann ich über die Marker und die Auflösung errechnen, wie ich auf genau 600 komme? So hat BoxSim 106 Punkte entfernt. Ich weiss leider nicht welche.
Der Amplitudengang sah dem von ARTA analog aus. Im Impedanzschrieb war ein "Versatz" des TMT zu erkennen.
Ich hab eine CB, 2 Wege. Von der Impedanzspitze der Resonanzfrequenz fiel der Verlauf wie gewohnt exponentiell (?) Richtung Minimum. Dann bei etwa 160 Hz ein senkrechtes Stück, also 160 Hz - 14 Ohm, und dan "zack" runter 162 Hz - 9 Ohm. Von dort verlief der Verlauf wieder gewohnt exponentiell weiter.
Unter "Chassis&Einbau" war in der Liste mit den Messpunkten allerdings dieser Eintrag nicht nachzusehen. Bei 162 Hz war 13,76 Ohm eingetragen usw.
Liegt es eventuell daran, dass BoxSim zwar dort die Liste mit den 706 Messpunkten anzeigt, aber im Graphen diese Punkte entfernt und nicht darstellen kann?
Zweite Unklarheit: Die Angabe der TSP zu den Chassis. In wiefern wirken sich diese auf die Simulation aus? Zu einigen Feldern kann ich keine Angaben machen (insbesondere zum Hochtöner).
Entferne ich per "Backspace" vorhandene Angaben (ich hatte ein Default-Projekt mit Visaton-Chassis "vorgeladen"), werden die leeren Felder am Ende automatisch mit "0" gefüllt. Null ist aber genauso sinnlos, wie falsche Angaben.
Du kannst dir höchstens die Arbeit machen mit einem Texteditor die entsprechenden Daten zusammenzufassen.
Hallo Peter,
genau das wäre die Lösung.
Hast Du z.B. Excel im Einsatz? Hier könnte man die einzelnen Spalten: Frequenz, Amplitude und Phase relativ schnell per Copy&Paste zu einer neuen Datei zusammenfassen.
Das habe ich bereits erfolgreich durchgeführt.
AudioCAD: Aber wenn Du schon getrennte Daten hast, warum setzt Du nicht AudioCAD ein? Dieses Programm ist auf die Methode, die im Post 1 beschrieben ist zugeschnitten und benötigt getrennte Dateien.
Die Simulationsergebnisse von Boxsim und AudioCAD sind übrigens bei dieser Methode exakt Deckungsgleich.
Ich hoffe ich habe Dich richtig verstanden. Im Post 7 habe ich ein Boxsim-Testprojekt zum Download bereit gestellt. Hier ist eine ähnliche Kerbe zu sehen (ca. 160 Hz). Ich hoffe Du sprichst davon: Hier kommt Deine Frage bezüglich der Notwendigkeit der korrekten TSPs ins Spiel.
Wird unter …erst oberhalb 3*fc der Haken gesetzt, dann simuliert Boxsim den Freifeld Amplituden- und Impedanz-Frequenzgang auf Grund von TSP- und Gehäuseangaben.
Wenn Du den gemessenen Impedanzfrequenzgang sehen willst, dann musst Du im Boxsim-Projekt den Haken bei:
…erst oberhalb 3*fc rausnehmenund bei rückseitig geschlossen setzten
Jetzt sieht man den im Gehäuse gemessenen Impedanz-Frequenzgang des Chassis. Für tiefe Frequenzen entspricht der hier dargestellte Amplitudenfrequenzgang natürlich nicht mehr dem im Freifeld vorhandenen.
Wenn also die Simulation des Freifeldamplitudenfrequenzganges für tiefe Frequenzen nicht interessiert, sind die Angaben der TSPs nicht notwendig. Beim Hochtöner sind die korrekten Angaben der TSPs bei dieser Methode sowieso nicht erforderlich.
Ja danke, AudioCad kenne ich und hab auch schon damit gearbeitet. Ich bin der typische Diy-Nachbauer und benutze mein Daas fast nur zur Kontrolle und Reparaturen wenn mal ein Kollege mit defekten Hochtöner kommt,usw..Ansonsten halte ich das so wie Carsten es beschrieben hat, eine Weiche ist schnell gefrickelt. Wenn man etwas Zeit hat kommt irgendwo ein Lichtlein her,siehe DOW. Ich werde meine Duetta umbauen und da brauche ich nicht simulieren oder messen, hoffe ich.
Ich habe eine feinere Pegel-Darstellung als sonst üblich gewählt. Man kann erkennen, dass die Kurven fast deckungsgleich sind. Da Boxsim beim Einlesen der Daten wohl einer Glättung und eine Reduktion (nur 600 Punkte werden verwendet) vornimmt, gibt es hier diese minimalen Unterschiede. AudioCAD führt keine Reduktion bzw. Glättung durch. rot: Boxsim blau: AudioCAD
Wie Boxsim die Reduktion der Daten auf die 600 Punkte vornimmt, ist mir nicht bekannt. Da müsste sich UweG dazu äußern.
Da stand ich irgendwie auf dem Schlauch. Ich habe zwar immer unter Projekteigenschaftenfein gedrückt, habe mich aber mit der Frequenzanzahl von 250 begnügt.
So jetzt habe ich 600 eingetragen. Und siehe da. Jetzt ist kein Unterschied mehr zwischen der AudioCAD und Boxsim Simulation zu sehen. Beide sind deckungsgleich.
rot: Boxsim blau: AudioCAD
Klasse.
Übrigens: Die Reduktion der Eingangsdaten auf nur 600 Frequenzpunkte ist nicht für den Unterschied (siehe Post 13) zu AudioCAD Darstellung verantwortlich gewesen.
Boxsim simuliert mit Hilfe der eingelesenen 0 Grad Messung der Einzelchassis, den Angaben bezüglich Chassis- und der Schallwandgröße die Frequenzgänge unter Winkeln.
Mit Hilfe von SPLTrace habe ich den simulierten 30 Grad Amplitudenfrequenzgang eingelesen und in blau im folgenden Diagramm dargestellt. In dem Diagramm ist auch die Messung des Lautsprechers unter 30 Grad zu sehen (schwarz).
Die rote Kurve ist ebenfalls eine Boxsim Simulation, allerdings habe ich nicht die 0 Grad Messung (Messung ohne Frequenzweiche) für die beiden Chassis eingelesen, sondern die 30 Grad Messung.
Boxsim simuliert nun (im Hauptfenster) den Frequenzgang des Lautsprechers am Messpunkt unter einem horizontalen Winkel von 30 Grad.
Der Unterschied der schwarzen und roten Kurve von ca. 1 dB ab ca. 6 kHz und höher, ist wohl damit zu erklären, dass ich wie im Post 1 erwähnt, die Messung der aufgebauten Weiche unter etwas anderen Bedingungen erstellt habe.
Zunächst wird eine Änderung in der Frequenzweichensimulation vorgenommen. z.B.: Wertänderung einer Spule, hinzufügen eines Saugkreises, Änderung eines Spannungsteilers, …
Die Vorgenommenen Änderungen in der simulierten Weiche wirken sich im simulierten Amplitudenfrequenzgang mehr oder weniger aus.
Wird nun die oben beschrieben Änderung in der realen Weiche vorgenommen und wie im Post 1 beschrieben nachgemessen (Position des Mikrofons beachten), dann stellt man fest, dass die simulierte Kurve fast perfekt mit der gemessenen übereinstimmt.
Irgendwann kommt man zu der Erkenntnis, dass ein Nachmessen gar nicht mehr notwendig ist.
dem möchte ich mal (so pauschal wie du es hier schilderst) wiedersprechen.
Ich erinnere mich an einen Fred aus dem HF (lange her) wo auch beschrieben wurde
wie man in Boxsim "gemessene" Daten korrekt handhabt.
Ich vermute mal das du das dort beschrieben hast.
Speziell ging es bei einem User um den W6 623 C den ich schon lang und breit gemessen und beschaltet hatte.
Ich schlug ihm für eine ca. 2,5-3Khz Trennung eine 12dB Weiche mit einem kleinen Kondensator parallel zur Spule vor.
Der Kondensator sollte speziell die Membranreso bei ca. 3,9Khz bekämfen.
In seiner Simu hat diese Beschaltung in Boxsim nicht funktioniert, in der Realität klappt das aber hervorragend.
Die Schallwandmaße waren annähernd gleich.
Boxsim-Simulationen mit >>Fremdchassis<< und eigenen Messungen
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Zitat von CHX
Kontrollmessung nicht mehr notwendig? – Amplitudenfrequenzgänge unter Winkel
Boxsim – Anzahl Frequenzen
Boxsim – Projekteigenschaften - Anzahl der Frequenzen
