MFB: Bachelorarbeit TU Delft

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MFB: Bachelorarbeit TU Delft - fosti - 04.05.2021

oh spät drauf gekommen....habe ja noch ein paar andere Dinge hauptberuflich zu tun..... aber das hier ist interessant....kann doch nicht sein, dass es ob dieser grundlegenden Begriffe solche Unklarheiten herrschen......was macht z.B. ein PID-Regler? Wofür steht PID? Was macht der P der I oder der D Anteil.......und dann zusammen betrachtet was ist noch stabil und bis zu welcher oberen Grenzfrequenz?

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - kwesi - 04.05.2021

Micha_HK schrieb:Warum nicht optisch messen mit z.B. einem Linien-CCD?

FYI:
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwis2-a-47DwAhW9AmMBHToXDH0QFjAAegQIChAD&url=https%3A%2F%2Fopus4.kobv.de%2Fopus4-fau%2Ffiles%2F104%2Fdrarbeit.pdf&usg=AOvVaw2ZYZ1PUbtULcB_4JzJCrj9

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - BiGKahuunaBob - 04.05.2021

mechanic schrieb:Man kann mit DSP viel "entzerren" - bei 10 Liter Volumen heißt das heute aber in der Regel "verzerren"...

Mal anders herum: Wenn 10l gesetzt sind, wüsste ich nicht ob MFB der sinnvollste Weg wäre. Mal über den Hifi/DIY Teller geschaut: Guck dir mal so eine Sonos One an... DSP, dynamische Limiter, XBL^2 Motor, etc... ziemlich viel HighTech. Was da aus 1l kommt ist wirklich verblüffend. Das mal angewendet auf 10l steckt wohl jegliche Regelung in die Tasche... nur ist kein Markt dafür das – für beides.

mechanic schrieb:Dann schau dir mal die Klirrschriebe von solch kleinen Kisten bei Timmi an (KT macht da eh bei 50Hz Schluß). Warum sind denn 40Hz von einem 15-Zöller so locker gegenüber einem bemühten 6-Zoll-Zwerg - ist Klirr im Bass vll. doch ein Thema ?
Und mehr als ein Basschassis kriegt man in 10 Liter nicht rein !

Natürlich muss man die Hörbarkeit von Klirr diskutieren, die Hörschwellen sind ja eigentlich bekannt. Und was bleibt davon übrig wenn der Raum alles maskiert?
Der Punkt ist einfach das größere Treiber mehr Pegel können, also Quantität, was im Bass eigentlich immer Qualität ist! Wenn man MFB Konzepte mit maxSPL also bei vorgegebenem THD misst, sieht man, das die auch nix mehr können, weil die mechanischen und elektrischen Grenzen dest Treibers dort genauso gelten.

mechanic schrieb:Die Jamo hat aber nur 10-12 Liter netto, Elektronik ist definitiv kleiner geworden !

Ich bezog mich auf die Jamo 100 MFB, die hier mit 31l angegeben ist.

mechanic schrieb:Und - glaubt doch bloß nicht, dass heute alles soooo viel besser geworden ist. Setzt euch vor so richtig gute 40 oder mehr Jahre alte "Vintage"- Kisten und staunt, was die Kerle damals alles auch ohne Simulations-Tools, Klippel und DSP so alles konnten :prost: !

P.S. Frag mal Olli, warum er so viel Mühe in "uralte" Chassis verschwendet.

Sehe ich anders, siehe oben. Natürlich gab es für den damaligen Stand der Technik verhältnismäßig gute Konstruktionen. Aber jeder in der Industrie wird Dir bestätigen, das gerade in den letzten 10 Jahren ziemlich viel passiert ist. Der Rest ist Nostalgie.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - capslock - 04.05.2021

wgh52 schrieb:@capslock

Ich BIN sicher, dass das Eingangssignal integriert wird (habe/kenne die Schaltungen ). Die Sensorspule erzeugt eine Spannung die proportional zur Membranschnelle (Geschwindigkeit) ist und nicht zur Beschleunigung! Um dieses Sensorsignal nicht differenzieren zu müssen (was Nachteile und Schwierigkeiten hat), integriert man das Eingangssignal, das ist einfacher.

Ich schrieb: "Die Spule misst v = x*, Integral ist x, also Auslenkung." v ist die Geschwindigkeit, also genau was Du sagst, kein Widerspruch bis dahin.
Da v gleichzeitig x* (also dx / dt) ist, regele ich nach Intregration die Auslenkung. Will ich das wirklich?

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - wgh52 - 05.05.2021

@ capslock

Freut mich, dass wir zumindest weitgehend einig sind!

capslock schrieb:Ich schrieb: "Die Spule misst v = x*, Integral ist x, also Auslenkung." v ist die Geschwindigkeit, also genau was Du sagst, kein Widerspruch bis dahin.
Da v gleichzeitig x* (also dx / dt) ist, regele ich nach Intregration die Auslenkung. Will ich das wirklich?

Das kann ich nicht sagen Wink

Ich stecke leider nicht (mehr) in den Tiefen der Mathematik dieser Regelungstechnik, aber ich weis, dass die Schaltungen (so) funktionieren! :prost:

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - JFA - 05.05.2021

BiGKahuunaBob schrieb:Mal anders herum: Wenn 10l gesetzt sind, wüsste ich nicht ob MFB der sinnvollste Weg wäre. Mal über den Hifi/DIY Teller geschaut: Guck dir mal so eine Sonos One an... DSP, dynamische Limiter, XBL^2 Motor, etc... ziemlich viel HighTech. Was da aus 1l kommt ist wirklich verblüffend. Das mal angewendet auf 10l steckt wohl jegliche Regelung in die Tasche... nur ist kein Markt dafür das – für beides.

Hmm, finde ich ganz schön viel Aufwand. XBL^2 macht es ja nicht billiger, im Gegenteil. Dann lieber ein Billigchassis (mit Winzmagent und kurzer VC, siehe oben), den Strom über einen Shunt abgreifen und im DSP (der ist ja sowieso da) regeln. Muss ja noch nichtmal die adaptive Variante von Klippel sein.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - mechanic - 05.05.2021

BiGKahuunaBob schrieb:Ich bezog mich auf die Jamo 100 MFB, die hier mit 31l angegeben ist.

Die Angabe ist Brutto LxBxH und etwa die Hälfte des Nettovolumens hat das Elektronik-Abteil. Ich habe die JAMO 90 (nur geringfügig abweichender Vorgänger) hier stehen.

Das die "Industrie" der Meinung ist, es habe sich viel getan, ist verständlich Big Grin

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - Micha_HK - 05.05.2021

Danke für den Link. Hätte nicht gedacht, dass das CCD Thema bereits einer Dissertation würdig ist.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - BiGKahuunaBob - 05.05.2021

mechanic schrieb:Die Angabe ist Brutto LxBxH und etwa die Hälfte des Nettovolumens hat das Elektronik-Abteil. Ich habe die JAMO 90 (nur geringfügig abweichender Vorgänger) hier stehen.

Das spielt meiner Argumentation noch mehr in die Karten, weil die nur als Beispiel genannte KH310 ein vergleichbares geometrisches Außenmaß hat (28,3l vs. 31l) und die Performance im Bass dank moderner Treiber und Entzerrung auch ohne MFB besser ist (Bezug Pegel und untere Grenzfrequenz).

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - ArLo62 - 05.05.2021

Das artet wieder in einen Glaubenskrieg aus.
Die Frage ist was passiert wenn man aktuelle Chassis mit mfb ausrüstet. Hört man dann einen Unterschied? Oder ist die Technik nicht so weit, siehe Grenzfrequenz und pid?
Gruß
Arnim

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - Dausend Acoustics - 05.05.2021

Guten Morgen zusammen,

alle bisher genannten Regelungstechniken, ausgenommen Klippel (die verfolgen einen ganz anderen Ansatz), auch unter Einsatz eines Sensors/shunts oder wie auch immer, haben einen schwerwiegenden Nachteil, leider auch nur geringen (akustischen, marketing mal außen vor) Nutzen und es hat auch einen guten Grund, warum die nur für tiefe Frequenzen eingesetzt werden. Ich versuch das jetzt mal einfach und anschaulich zu erklären.

Zunächst muss man verstehen, woher die Verzerrungen denn kommen und dazu muss man auch zwischen harmonische Verzerrungen ("THD") und Intermodulationsverzerrungen ("IMD") unterscheiden.

Die Quellen harmonischer Verzerrungen bei einem woofer sind folgende:
[ATTACH=CONFIG]60575[/ATTACH]

link: http://www.klippel.de/en/know-how/measurements/nonlinear-distortion/harmonic-distortion.html

Betrachtet man alle Verzerrungen, also THD und IMD zusammen, muss man jedoch folgende Effekte betrachten, hier am Beispiel von multitone distortions für einen woofer:

[ATTACH=CONFIG]60576[/ATTACH]

link: http://www.klippel.de/know-how/measurements/nonlinear-distortion/multi-tone-distortion.html

Es fällt auf, dass für tiefe Frequenzen und für THD nur Bl(x) und KMS(x) verantwortlich sind. Ab mittleren Frequenzen dann zunehmend Le(i) und Doppler.

Will man jedoch mögichst verzerrungsfrei hören, muss man alle Verzerrungen betrachten (THD+IMD, zweites Bild). Auch dort sind vornehmlich Bl(x) und KMS(x) in tiefen Frequenzen die Verzerrungserzeuger. Aber, und das ist ein wichtiger Punkt, dort sieht man nun, dass vor allem Le(x) und Le(i) Verzerrungen ab den mittleren Frequenzen produzieren und das steigend mit der Frequenz, also je höher die Frequenz, desto stärker werden die Verzerrungen.

Jetzt wo wir wissen, wer Verzerrungen wo produziert, schauen wir uns mal das "wie" etwas genauer an, möglichst einfach formuliert und in Gruppen zusammen gefasst, warum das wird später klar:

1. Bl(x) und KMS(x): Magnetfeld und Federsteifigkeit sind nicht linear mit Auslenkung, hohe Auslenkung führt dann zu "krummer Auslenkung", welche dann Verzerrungen verursacht
2. L(x), Doppler: Dies sind Zustandsveränderungen in Abhängigkeit mit der Höhe der Auslenkung, mehr Auslenkung bedeutet mehr Verzerrung (egal ob "krumm" oder linear)
3. Le(i): Induktivität ändert sich in Abhängigkeit mit dem Strom der hindurch fließt, mehr Strom heißt mehr Verzerrungen.

Gruppe 1 verursacht also Verzerrungen wegen "krummer" Auslenkung und verursacht "nur" Verzerrungen für tiefe Frequenzen. Erhöht also THD im Bass, da wo es sowieso nicht so schlimm ist, salopp gesagt.
Gruppe 2 verursacht Verzerrungen, sobald ausgelenkt wird. Vor allem IMD und steigend in der Frequenz. Nicht mit THD Messung nachweisbar, aber Hauptursache für Verzerrungen im Mittelton
Gruppe 3 verursacht Verzerrungen wenn Leistung kommt, vor allem im Mittelton und steigend mit Frequenz. Auch hier: Vornehmlich IMD Verzerrungen, also nur schlecht mit THD Messung messbar. Aber sehr wohl hörbar.

Um das nochmal klar hervorzuheben: Gruppe 2 und 3 sind die Hauptursachen für Verzerrungen im Mittelton und nicht mit üblicher THD Messung messbar.

Und jetzt schließen wir den Kreis...was machen die ganzen Regelungen (außer Klippel)? Anhand von gemessen Daten linearisieren sie die Auslenkung. Provokativ gesagt: Sie pumpen mehr Leistung rein und erhöhen die (lineare) Auslenkung.

Damit haben wir die Verzerrungen aus Gruppe 1 erfolgreich verringert! ...aber Moment, das gilt ja nur für tiefe Frequenzen...und nur THD... Sad

Leider aber wird auch die Auslenkung an sich größer und der Strom der fließt stärker..und damit werden die Verzerrungen aus Gruppe 2 und 3, also im Mittelton, ja sogar verstärkt. :eek:

Ich hoffe der Groschen ist gefallen Smile

Grüße
Andreas

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - BiGKahuunaBob - 05.05.2021

ArLo62 schrieb:Das artet wieder in einen Glaubenskrieg aus.
Die Frage ist was passiert wenn man aktuelle Chassis mit mfb ausrüstet. Hört man dann einen Unterschied? Oder ist die Technik nicht so weit, siehe Grenzfrequenz und pid?

Das hat nichts mit Glaube zu tun, sondern welche Strategie und Tools sich für eine bestimmte Applikation am besten eignen.

Im Hochton- und Mitteltonbereich ist an Klirrsenkung nicht mehr viel zu holen, da muss man sich nur die entsprechenden Messungen moderner Treiber anschauen. Also bleibt nur der Bereich wo die Treiber wirklich Auslenkung machen, d.h. eher <200 Hz. Ist das geometrische Nettovolumen festgelegt – bleiben wir mal bei den 10l – dann ist eben die Frage ob ich einen einfachen Basstreiber geschlossen verbaue oder für das gleiche Geld zwei moderne ventiliert und aktiv entzerrt. Wenn man es (wie im HighEnd Bereich) ganz wild treiben will, kann man natürlich alles kombinieren (bis auf MFB+BR?), aber ob das wirklich zu einem besseren Gesamtergebnis führt ist unbelegt.

Die mir bekannten deutschen Hersteller die MFB nutzen, verbauen auch alle moderne Treiber (B&M = Beyma, Schanks Audio = Visaton, PHL und Tympany, Silbersand = SEAS). Keiner davon liefert Messungen die die Klirrreduktion belegen. Ich mutmaße als Grund dafür, das der messtechnische Effekt sehr gering ist im Vergleich zu einer modernen Abstimmung. Das Verhältnis Invest <> Performance mag in den 70/80ern noch gut gewesen zu sein, mittlerweile aber scheinbar nicht mehr. Das ist mE heute reine Liebhaberei für diejenigen die es einfach so bauen und kaufen wollen.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - BiGKahuunaBob - 05.05.2021

Dausend Acoustics schrieb:Ich hoffe der Groschen ist gefallen

:prost:

Das bedeutet ja auch, das gerade für 2-Wege MFB keinen Sinn macht, allenfalls ab 3-Wegen, wo dann der Bass unabhängig vom Mitteltonbereich geregelt werden kann (so macht es aktuell auch Grimm).

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - ArLo62 - 05.05.2021

Komisch aber das es bei zwei Wegen bestens funktioniert hat. Und die Bachelor Arbeit bestätigt das für lin. Verzerrungen ja auch (für Sub).
Gruß
Arnim

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - phase_accurate - 05.05.2021

Zitat:2. L(x), Doppler: Dies sind Zustandsveränderungen in Abhängigkeit mit der Höhe der Auslenkung, mehr Auslenkung bedeutet mehr Verzerrung (egal ob "krumm" oder linear)
3. Le(i): Induktivität ändert sich in Abhängigkeit mit dem Strom der hindurch fließt, mehr Strom heißt mehr Verzerrungen.

Diese Verzerrungen lassen sich mit Stromsteuerung minimieren. Nur haben wir dann das Problem der ungenügenden Dämpfung um die Chassisreso herum ..... :mad:

Aber halt ! Hier hilft dann MFB weiter ! Idea

Zusätzlich hilft die Stromsteuerung die Regelschleife am oberen Ende zu stabilisieren.

Zu dem Integrierer bei den B&M: Das Sensorsignal misst die Membranschnelle und deshalb regelt die Regelschleife die Membranschnelle. Dies ergibt aber dann einen Schalldruckfrequenzgang, welcher proportional zur Frequenz ansteigt. Also einen Differenzierer. Deshalb der vorgeschaltete Integrierer.

Gruss

Charles

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - Dausend Acoustics - 05.05.2021

BiGKahuunaBob schrieb::prost:

Das bedeutet ja auch, das gerade für 2-Wege MFB keinen Sinn macht, allenfalls ab 3-Wegen, wo dann der Bass unabhängig vom Mitteltonbereich geregelt werden kann (so macht es aktuell auch Grimm).

Mmh, so würde ich es nicht ausdrücken. Eine MFB wird die Verzerrungen im Mittelton des woofers erhöhen, aber es kann auch nach der Erhöhung noch "gut genug" sein. Ich persönlich würde diesen trade-off, weniger THD im Bass gegen mehr IMD im Mittelton, nicht machen.

ArLo62 schrieb:Komisch aber das es bei zwei Wegen bestens funktioniert hat. Und die Bachelor Arbeit bestätigt das für lin. Verzerrungen ja auch (für Sub).
Gruß
Arnim

Eine MFB verringert THD im Bass, erhöht aber IMD im Mittelton.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - Micha_HK - 05.05.2021

Blöde Frage: Warum wäre ( im Bass ) die beste Regelgröße nicht die MembranPOSITION, also x?

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - Dausend Acoustics - 05.05.2021

phase_accurate schrieb:Diese Verzerrungen lassen sich mit Stromsteuerung minimieren. Nur haben wir dann das Problem der ungenügenden Dämpfung um die Chassisreso herum ..... :mad:

Aber halt ! Hier hilft dann MFB weiter !
Zusätzlich hilft die Stromsteuerung die Regelschleife am oberen Ende zu stabilisieren.

Jepp, da könnte durchaus ein Schuh draus werden Wink

edit: Das gilt natürlich nicht für Doppler-Verzerrungen. Für die wird es aber auch erst in extrem Situationen kritisch, z.B. ein fullrange mit mehreren mm Auslenkung oder ein 4" mit 10mm Auslenkung, den man bis 4kHz laufen lässt Wink

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - BiGKahuunaBob - 05.05.2021

Dausend Acoustics schrieb:Ich persönlich würde diesen trade-off, weniger THD im Bass gegen mehr IMD im Mittelton, nicht machen.

Genau, aber diese Situation trifft ja nur bei 2-Wegen zu... das wollte ich damit sagen.

MFB: Bachelorarbeit TU Delft - JFA - 05.05.2021

Dausend Acoustics schrieb:Und jetzt schließen wir den Kreis...was machen die ganzen Regelungen (außer Klippel)? Anhand von gemessen Daten linearisieren sie die Auslenkung. Provokativ gesagt: Sie pumpen mehr Leistung rein und erhöhen die (lineare) Auslenkung.

Damit haben wir die Verzerrungen aus Gruppe 1 erfolgreich verringert! ...aber Moment, das gilt ja nur für tiefe Frequenzen...und nur THD...
Leider aber wird auch die Auslenkung an sich größer und der Strom der fließt stärker..und damit werden die Verzerrungen aus Gruppe 2 und 3, also im Mittelton, ja sogar verstärkt. :eek:

Hmm, bist du dir da sicher? Sicherlich, dadurch das die Regelung die Auslenkung und den Strom verändert beeinflusst sie ja auch Le(x) und Le(i). Aber wenn die Regelung auch bei höheren Frequenz noch aktiv ist, dann regelt sie ja auch da die Auslenkung/Geschwindigkeit/Beschleunigung nach und verringert damit die Verzerrungen. Klar, das hat technische Grenzen (Loop gain, Sensorempfindlichkeit, Bandbreite, etc), aber rein theortisch...

Gibt es dazu was gemessenes oder mathematisches?