Grundlegendes zu "Compound" und "Impulskompensiert"

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FloGatt
Inventar

#1 erstellt: 21. Nov 2007, 21:12

Spatz schrieb:

Also, jetzt will ich mal ein bisschen Entwirrung in die ganze Sache hier bringen: Wir sprechen hier von drei völlig unterschiedlichen technischen Phänomenen: Der Impulskompensation, der Compound-Bauweise und der Resonanzveränderung durch Ankopplung der Luftmasse. Diese drei Sachen haben primär nichts miteinander zu tun und sind im Grunde völlig unabhängig voneinander machbar.

1. Die Impulskompensation:

Eine schwingende Membran wirkt auf das Gehäuse eine Kraftübertragung aus. Das Gehäuse virbriert und schwingt mit. Darstellen lässt sich diese Wirkung mit der Formel des Impulserhaltungssatzes:

m(Membran) * v(Membran) = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

Da m(Membran) meist klein gegen m(Gehäuse) ist, ist die Kraftübertragung nicht so groß. Durch eine Masseerhöhung des Gehäuses lassen sich die unerwünschten Schwingungen noch verringern. Gerade bei schweren Membran ist das empfehlenswert.

Ein anderer Ansatz zur Reduzierung der Schwingungen ist eben die Impulskompensation. Wenn man ein zweites Chassis auf die selbe Seite wie das erste Montiert, addieren sich deren Impulse. Es wird auch noch angenommen, dass m(Membran1) = m(Membran2) und v(Membran1) = v(Membran2). Es gilt also:

m(Membran1) *  v(Membran1) + m(Membran2) * v(Membran2) = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  *  v(Membran)  + m(Membran)  * v(Membran)  = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  * (v(Membran)  + v(Membran))               = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  * 2v(Membran)                              = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

Wenn man nun ein Chassis auf die Rückseite montiert, schwingen die Membran in unterschiedliche Richtungen. v(Membran2) wird also negativ. Dann gilt:

m(Membran) *  (v(Membran) - v(Membran))                = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

m(Membran) *   0                                       = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

m(Gehäuse) * v(Gehäuse) = 0

Auf das Gehäuse wirkt also kein Impuls mehr, es schwingt nicht mit. In der Realität klappt das zwar nich ganz so gut wie auf dem Papier, aber eine Verringerung der Vibrationen auf etwa 1/10 ist trotzdem drin.

So lässt sich eine trockenere Wiedergabe erzeugen, da die Membran nur noch dem elektrischen Signal folgen und nicht noch die Gehäuseschwingunge aufmoduliert bekommen.

2. Die Compoundbauweise:

Hierbei handelt es sich um eine Methode, um die Gehäusegröße zu verringern. Durch Zusammenbau zweier gleicher Chassis entsteht virtuell ein neues Chassis mit doppelt starkem Antrieb (da sich ein doppelt so langer stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld befindet) und doppelter Membranmasse bei gleicher Membranfläche. Da fs (Resonanzfrequenz) und Cms (Einspannung) jedoch gleich bleiben, muss sich Vas halbieren, damit die TSP konsistent bleiben (das ist einfach Physik). Somit kann ein halb so großes Gehäuse gebaut werden. Da allerdings technisch eine Verschmelzung der beiden Chassis nicht möglich ist, wird man immer ein Koppelvolumen haben. Dieses sollte so gering wie möglich gehalten werden, da das Koppelvolumen nur von einem Chassis "gesehen" wird und deswegen nicht mit dem halbierten Vas gerechnet werden darf, sondern man die TSP eines Chassis nehmen muss. Das Koppelvolumen zählt also in der Volumenberechnung für ein virtuelles Compoundchassis nur zur Hälfte. Kontruktiv heisst das, dass man, wenn man bei einem Compoundchassis ein optimales Volumen von x Litern herausbekommt, bei einem Koppelvolumen y nur y/2 Liter vom Wert x für das Hauptvolumen abziehen darf. Deswegen sollte das Koppelvolumen möglichst klein sein, um eine hohe Volumenersparnis zu erreichen.

Ein weiterer (kleiner) Vorteil entsteht bei einer Chassisanordung, bei der sich beide Chassis entweder angucken oder abwenden. Dadurch, dass dann eine Membran aus dem Korb herauskommt, während die andere gerade eintaucht, werden Klirrkomponenten reduziert, die durch Asymmetrien im Antrieb und in der Aufhängung entstehen. Die beiden Chassis verhalten sich wie ein neues, das "symmetrischer" ist.

3. Die Resonanzveränderung durch Ankopplung der Luftmasse

Wer die kompletten TSP eines Chassis schonmal ausführlich studiert hat, wird bemerkt haben, dass es zwei Massen in den TSP gibt. Einmal die Membranmasse Mmd, die wirklich nur die Masse der Membran meint, und außerdem Mms, die die mitschwingende Luft um das Chassis miteinbezieht. Durch bestimmte Verfahren lässt sich die mitschwingende Luftmasse erhöhen, was bei ver-n-fachung von Mms einer Reduktion der Resonanzfrequenz um sqrt(n) und einer Erhöhung der Gesamtgüte um sqrt(n) resultiert. In den Ripolen geschieht das durch die engen Kanäle um das Chassis, durch die wesentlich mehr Luft mitschwingt als bei freier Montage. Bei Compoundanordnungen kann bei nicht zu großen Koppelvolumen auch die Luftmasse des Volumens dazugerechnet werden. Das halte ich aber für unsinnig, da das Koppelvolumen möglichst gering sein soll und so die zusätzliche Luftmasse keinen allzu großen Einfluss auf die TSP haben sollte.

Quelle: