Isobaric Fast Regallautsprecher

[newmir]

Das Bild zeigt den finalen Frequenzgang laut Boxsim. Der hier gezeigte weicht von dem tatsaechlichen etwas ab. Ich habe Boxsim fuer den ersten Entwurf der Weiche genommen und dann an der realen Box und Weiche optimiert. Der FE85 zeigt im Bereich 4000Hz in dieser Box leider eine sehr deutliche Senke, die ich versucht habe zu minimieren.

Was mir am Fe85 sehr gefallen hat ist die runde Abstrahlung. Wenn man ihn auf Achse linear abstimmt, klingt das auch gut. Vom FRS8M bin es gewohnt, dass der auf Achse recht deutlich ab 8kHz ansteigen muss, sonst klingt es dumpf.


Die Weiche fuer den FE85 ist aufwendig geworden, weil ich die Senke bei 4000Hz minimieren wollte. Grundsaetzlich habe ich dabei die Erfahrung gemacht, dass Sperrkreise in Boxsim "besser" funktionieren als in der Realitaet. Die theroetischen in Boxsim moeglich sehr scharfen Spitzen habe ich tatsaechlich so nicht gemessen. Die sind immer abgeflachter als von Boxsim angegeben. Ursache??

P.s.: Der abgeschnitte Kondensatorwert im Bild ganz rechts ist 3,2uf.

[newmir]

Zur Bassreflexabstimmung bleibt noch nachzutragen, dass die theoretisch moegliche tiefe Abstimmung nicht wirklich gut funktioniert hat. So war es geplannt:

35Hz aus 10 Liter ....nicht schlecht. Die TSP Daten sind die Daten der Isobaric Anordnung von zwei WPT138!

Die Bilder stammen aus der Freeware Transmission Line von Leonard Audio, die man auch ganz toll fuer BR, CB, TQWT und Horn Simulationen her nehmen kann.

In der Messung zeigt sich, dass das was aus dem Port rauskommt deutlich abgeschwaecht ist. Da sich durch die hohe Daempfung des Kanals auch nur noch eine schwache Resonanz ausbildet, stimmt der Impedanzverlauf auch nicht.


So in etwa ist es tatsaechlich gebaut. Das Rohr ist kuerzer. Die Resonanzfrequenz des BR liegt hoeher. Theoretisch kommt es zu einer deutlichen Ueberhoehung. Die fast dreieckige Spitz stellt den Anteil des BR Ports da. Dieser ist tatsaechlich viel kleiner, weil staerker gedaempft und etwas breiter. Und dadurch stimmt es in der Summe ungefaehr.

Das ganze ist ein Kompromiss. Der Nachteil ist wie gesagt, dass die BR Resonanz die Bewegung des TT nur unzureichend daempft und der sich heftiger bewegt und der maximal Pegel schlechter ist.
Ob eine Passivmembran hier besser gewesen waere, kann ich nicht so ganz glauben. Auch eine Passivmembran hat Verluste. Trotz ausfuehrlicher Googlesuche habe ich dazu nix definitives gefunden. Manche behaupten, das Problem waere mit einer Passivmembran viel besser geloest ....aber Messungen, die das wirklich belegen, habe ich keine gefunden.

[Gazza]

Moin Michael,

ich habe den kleinen Breiti vor ein paar Wochen auch mal gemessen. Der geht mit wenig Aufwand einigermaßen linear.

In der finalen Simu sieht es so aus, als sei die Überhöhung durch Einbau in das Gehäuse nicht richtig entzerrt und bei 4kHz bildet sich zwischen der Überhöhung und den Resonanzen des Töner im HT-Bereich diese Senke so deutlich aus.

Ich habe den kleinen Breiti wie gesagt auch gemessen und mal aus Spaß eine kleine Entzerrung gestrickt. Die 85dB in der Simu schafft der nur durch die Überhöhung. Vernünftig entzerrt spielt der dann linearer aber eher nicht so laut.

Ich weiß nicht, welchen Ansatz Du gewählt hast. Ich vermute aber mal, dass Du mit dem TT-Part begonnen hast und den Breiti dann dazu genommen hast. Ich habe den Verdacht, dass der Breiti nicht so ganz perfekt passt, weil der eigentlich nur deshalb den Pegel der TT mitgeht, weil die Überhöhung noch so ausgeprägt ist. Ok, das passt dann zum TT-Part, aber die Senke entsteht.

Ist aber nur eine Vermutung auf die Schnelle von unterwegs. Am Ende stehen die im Wohnzimmer und die Besitzer sind zufrieden. (Und ich gucke nur auf Graphiken anstatt die zu hören.)

LG Gazza

[newmir]

Hi,

Also die Senke bei 4khz hatte ich auch, wenn ich nur den FE85 im Gehaeuse gemessen habe. Von Hause aus hat der laut Fountek Diagramm in dem Bereich auch nur -2db. Meine Messung ohne Weiche eingebaut einzeln gemessen findest Du in Threat 131.

Irgendwann habe ich meine Mase mal in EDGE eingegeben und man bekommt wirklich im Bereich 3000-4000Hz den Abfall des Buffelstepbuckels mit rund -6db. In einer weniger breiten Box kommt der Abfall spaeter und milder und passt dann vermutlich besser.

Der Effekt wird durch Flaechen (Regalinhalt) an der Seite der Box gemildert.

Die 4khz Senke haette ich auch mit der Weiche ganz wegbekommen, wenn ich die Sperrkreis unten und oben darauf optimiert haette. Dann waere der Pegel des FE85 nur insgesamt zu niedrig gewessen im Vergleich zum WPT138. Deswegen musste ich so einen Rest von Buckel lassen, damit die gesamte Balance stimmt. Also insgesamt hat mir auch ein bischen Wirkungsgrad gefehlt. Ich wollte aber nix gegen den FE85 sagen. Das ist echt ein tolles Teil zumal fuer den Preis.

Und im Ergebniss machen die schon wirklich Spass. Nur meine Liebste kriegt seit dem zunehmend Spass an lauterer Musik. Und da sind die WPT138 der begrenzende Faktor. Oder die Nachbarn .....mal schauen.

[Gazza]

Moin Michael,

Dann waere der Pegel des FE85 nur insgesamt zu niedrig gewessen im Vergleich zum WPT138. Deswegen musste ich so einen Rest von Buckel lassen, damit die gesamte Balance stimmt.

ja genau das war mein Eindruck. Ich hatte den wie gesagt gemessen und hatte dann eine Entzerrung gedengelt (Alex hatte da später sogar noch eine Verbesserung zu.). Dann läuft der Töner bis auf das Gezappel im HT schön linear aber wie Du auch schon schreibst eben nicht mehr laut genug.

LG Gazza

[Gazza]

Hi Alex,

ich schick Dir gleich die Boxsim-Datei. Die könntest Du sogar schon haben.

LG


P.S.: Du hast Post;-)

[Gaga]

Hallo Michael,

vielen Dank für die ausführlichen Infos und Bilder!

Eine Frage zur Umrechnung der TSP für die Simulation der Compoundanordnung. Wie hast Du das gemacht?

Hier schrieb not0815

Grundsätzliches zu Compound-Boxen

Durch eine elektrische und akustische Koppelung zweier Tieftöner (Koppel-Kammer- oder Compound-Prinzip) läßt sich das erforderliche Boxenvolumen um etwa die Hälfte dessen reduzieren, was bei Verwendung nur eines Chassic erforderlich wäre.
Compound-Systeme unterscheiden sich dennoch in der Konstruktion im Grunde nicht von Einzelchassic-Systemen. Die Berechnung von Gehäusegrößen, Abstimmtunnel etc. ist völlig identisch, lediglich die (veränderten) TSP des Compoundchassis sind zu verwenden. Durch das akustische (luftdichte) verkoppeln und elektrischen Verschalten zweier (in der Regel baugleicher) Chassis entsteht ein neues Chassis mit neuen TSP.
Beträgt das Koppelvolumen praktisch 0 ltr. sind die TSP des neuen Compound-Chassic auch praktisch identisch mit Ausnahme des Vas, Re, Le und dem Wirkungsgrad.

Das Vas halbiert sich, da je Chassic nur "eine Seite" der Membrane zur aktustischen Leistung beiträgt bzw. sich die bewegte Membranmasse mindestens verdoppelt. Deshalb verringert sich der Wirkungsgrad auch um die Hälfte, SPL sinkt um 3 dB. Re und Le ändern sich in Abhänigkeit von der elektrischen Verschaltung, bei Paralellschaltung halbiert bei Serienschaltung verdoppelt sich Re und Le.

Soweit die grobe Theorie:

In der Praxis ist das Koppelvolumen weder 0 ltr. noch 100-prozentig dicht. Deshalb verändern sich alle TSP mehr oder weniger stark gegenüber dem Einzelchassic. Die Luft des Koppelvolumen hat eine Masse von ca. 1,18 g/l die sich zur bewegten Masse der beiden Einzelchassic addiert. Durch die gegenüber dem Einzelchassic mehr als doppelt so hohe Masse sinkt die Resonanzfrequenz fo und Qm, Qe und damit Qt ändern sich. Da das Absinken der Resonanzfrequenz quadratwurzel-proportional zur Erhöhung der Masse erfolgt, sinkt das Vas des Compound-Chassis auch bei einem Koppelvolumen von mehr als 0 lt. auch nur um die Hälfte des Vas eines Einzelchassic. Allerdings sinkt aufgrund der erhöhten Masse der Wirkungsgrad um mehr als 3dB gegenüber dem Einzelchassis.

K ~ Korrekturfaktor wg. Kammervolumen in Ltr.
Vas'=Vas/2
K = (2* Masse + Koppelvolumen* 1.18 g) / 2 / Masse
fo' = fo / (K ^ 0.5)
Qm' = Qm / (K ^ 0.5)
Qe' = Qe * (K ^ 0.5)
Qt' = (Qm' * Qe') / (Qm' + Qe')
N%' = 0.000000000964 * fo' ^ 3 * Vas' / Qe'
SPL' = 112 + 10 * (Log(N%') / Log(10))

Jetzt schwimme ich ein wenig. Wie ändern sich die TSP bei Compoundanordnung, vereinfacht, ohne das zusätzliche Koppelvolumen zu beachten?

Abstrahlende Oberfläche bleibt gleich: Sd unverändert
Bewegte Masse verdoppelt sich: Mmd verdoppelt
Widerstand Schwingspulen halbiert (Parallelschaltung): Re halbieren
Le halbieren (Parallelschaltung)

Mechanische Nachgiebigkeit der Aufhängung: Cms halbieren (da der Widerstand zweier Aufhängungen entgegen wirkt)

Soweit nachvollziehbar.

fs unverändert (da Mms x2 und Cms /2)

Vas halbiert, da Sd gleich, aber Cms habiert

Bl bleibt unverändert
Qes bleibt unverändert
Qms bleibt unverändert
Qts bleibt unverändert

Rms verdoppelt (Mms verdoppelt, Qms gleich)

Wirkungsgrad:
-3dB gegenüber 1 Chassis
-6dB gegenüber 2 Chassis in nicht-compound Anordnung

Ist das korrekt so?

Grüsse,
Christoph

[newmir]

Hi,

jetzt willst Du es aber genau wissen. Das war mein erstes Projekt mit Messtechnik. Ich war froh, wenn es so halbwegs hingehauen hat, was ich da gemessen habe und wenn ich es reporduzieren konnte. Ich habe vorher einfach nur mit halbem VAS gerechnet und genau das habe ich so auch nachvollziehen koennen. Die Werte ansonsten waren nicht wirklich exakt identisch, aber wenn dann nur unwesentlich verschoben. Und in der Simulation verschob sich durch andere leicht geaenderte Werte eigentlich in der Aussagekraft nix. Deswegen habe ich mir das nicht genauer angesehen.

Den einzigen Effekt, den ich genau analysiert habe war die Aussage, dass sich durch die aufeinanderstehenden Magneten die Feldstaerke im Spalt erhoeht. Auch das war aber ein marginaler Effekt.

Viel mehr als ein Liter Luft enthaellt mein Koppelvolumen auch nicht. Da haette sich als erstes ja die Resonz verschieben muessen ... hat aber nicht. Ich glaube dass sind alles theoretische Effekte, die aber nur bei extremen Verhaeltnissen wirklich zum tragen kommen. Letztlich kam ich mit VAS/2 ausreichend genau hin.

Den Effekt, den man nicht vernachlaessigen kann ist der Effekt durch Verluste in langen Roehren. Je laenger die Roehre um so mehr wird die entstehende Resonanz gedaempft ..wie ein Widerstand in einem Schwingkreis. Und wenn das Gehauese halbiert wird muss das BR-Rohr deutlich laenger werden, um noch die BR-Resonanz an die richtige Stelle zu bekommen. Und der Effekt ist deutlich. Das laesst sich leicht nachvollziehen ..einfach mal in einem Simulationstool Vas halbieren und den BR erneut abstimmen. Der andere deutliche Effekt ist zusaetzliche Daempfung. Das Problem trifft aber auch normale Treiber, die auf niederige BR-Resonanz in kleinen Volumen getrimmt sind. Du hast also kein Problem damit, wenn Du Treiber mit hohem VAS als isobaric betreibst. Aber dann ist das Resultat halt immer noch ein recht grosses Gehaeuse.

[Gaga]

Hi Michael,

na ja, ich denke seit einer Weile auch über ein ganz ähnliches Konzept nach (Compound, um einen Breitbänder mit möglichst kleinem Volumenbedarf im Bass zu unterstützen) und bin daher an Deinem Projekt - und an eigenen Simulationen interessiert. Dafür ist's nützlich, die Änderungen der TSPs bei Compound-Anordnung klar zu haben. Und da zum Thema durchaus wiedersprüchliche Aussagen kursieren, wollte ich's bei der Gelegenheit von der geballten DIY-Kompetenz hier kritisch prüfen lassen....

Dazu kommt glücklicherweise Deine praktische Erfahrung mit Deinem Projekt. Das kleine Dilemma der bei kleinem Volumen dann teilweise aberwitzig langen BR-Kanäle habe ich bei den Simulationen auch gemacht. Der Nutzen der Anordnung relativiert sich dann wieder ganz schnell....

Daher nochmals vielen Dank, daß Du Dir die Mühe gemacht hast, zum schon abgeschlossenen Projekt Bilder und Messungen zu posten.

Grüsse,
Christoph

[newmir]

Ausserdem bekommts Du mit Deinem Breitbaender noch andere Probleme. Die Frage ist ja ob Du zwei Breitis komplett parallel laufen lassen willst oder eine Bass dahinter, der dann frueher raus geht.

Im Thread findest Du eine Messungen, bei der ich einfach mal naiv den hinteren tief getrennt habe. Unschoener Effekt. Und wenn es wirklich zwei Breitbaender sind und Du laesst die im vollen Bereich laufen, dann hast Du vielleicht irgendwann deutliche Laufzeitunterschiede und die beiden Treiber stoeren sich. Jedenfalls vermute ich hier eher Probleme, als in die Richtung Deiner Frage.

Aber die Frage ist natuerlich auch um welche Breits es geht. Bei grossen (> 8Zoll) mit entsprechenden Volumenbedarf kann ich mir das schon Vorstellen, das sich das lohnt und machbar ist, wenn das Volumen so nicht annehmbar ist. Aber da muss man den Einzelfall betrachten. Und fuer geschlossene Bauweise gibt es das Problem mit dem langen Rohr erstmal garnicht. Ich hatte hier mal testweise zwei Kef B139 combound in einem CB. Das war ziemlich gut.

Also das war nicht meine letzte Isobaric Box.

[Gaga]

Hi Michael,

da habe ich mich missverständlich ausgedrückt: Ich überlege, zwei kleine Bässe in Compound-Anordnung zur Unterstützung eines Breitbänders laufen zu lassen, also analog zu Deinem Konzept.

Compound-Bässe (oder alternativ einer im Bandpassgehäuse) bis ca 200 Hz, dann der Breiti.

Grüsse,
Christoph

[newmir]

Da habe ich Dich missverstanden!

Alles klar ... sag Bescheid, wenn Du eine Richtung hast. Ich bin dann ganz Ohr.

[Gaga]

Hi Michael,

auf Dein Angebot komme ich sehr gerne zurück - vielen Dank!

Wird ein wenig dauern, da ich im Moment sehr wenig Zeit für's Hobby habe.

Grüsse,
Christoph