Der Ideale Subwoofer, oder auch: Das Geheimnis von URPS?

Ja.

hreith schrieb:

Ja, schon klar. Aber das ändert doch wenig an dem, was die Luft in der Büchse beiträgt.

Bei allem Respekt vor Deinen Verstärkerlösungen, aber da liegst Du IMHO nicht richtig. Aber egal, das hier ist nicht die Plattform, um zu "missionieren"

Hi Fosti,

dann erklähre es mir doch bitte mal.

hreith schrieb:

Wenn ein bestimmter Treiber bei 40Hz +-5mm auslenken soll und dann Probleme mit seinem BL-Produkt hat, dann hat er die eben im kleinen, im großen und in gar keinem Gehäuse. ... Oder habe ich das falsch verstanden?

Ja, hast Du: Nämlich wenn ein Treiber keine Probleme mit seinem BL-Produkt hat (und ich wiederhole noch einmal: BL: aus dem Luftspaltfeld und nicht aus x-lagiger Schwingspule), dann wir er im Betrieb in einem kleinen Gehäuse (unterhalb seiner dadurch rel. hohen Einbaureso) eben nicht von seinen mechanischen Nichtlinearitäten "regiert", sondern von dem linearen Antrieb.

He, mal ne Frage:

Die Schwingspuleninduktivität ist auch stromabhängig. Das kommt ja daher, dass auch die Schwingspule in Magnetfeld erzeugt und quasi das Permanentmagnetfeld "verdrängen" kann.

Also wenn man einen URPS hat und daher so 10...20dB mehr Strom im Tiefbass reinhaut, müsste doch dieser Le(i)-Faktor sehr einflussreich sein?

Es ist ja auch so, dass beim URPS im Tiefton keine ein oder zwei Impedanzbuckel sind und die Impedanzwerte nur gering über Rdc liegen.

Hi Fosti,

ich bin jetzt schon 2 mal um den Tisch gelaufen, aber ich stehe immer noch auf der Leitung.
Um einen bestimmten Pegel zu erzeugen, muss die Membran einen bestimmten Hub machen. Und wenn diese in einem bestimmten Gehäusevolumen sitzt, dann wird die Federsteife des Gehäusevolumens durch ihre Nichtlinearität diese auf die Membran übertragen und so dem Testton einen Oberwellenanteil aufdrücken.
Was hat das mit der Art zu tun, wie das BL-Produkt entsteht?

Wenn das BL-Produkt bei einer Auslenkung von z.B 5mm um z.B 30% kleiner wird, dann wird es doch auch um 30% kleiner, wenn eine mehr oder weniger große Federsteife auf die Membran wirkt. Mit zusätzlicher Federsteife hat man halt etwas mehr Kraft benötigt, um die 5mm zu schaffen, aber die Position der Schwingspule ist doch exakt die gleiche.

Hallo,

ein interessantes Thema, zu dem ich eine grundsätzliche Frage habe:
Warum fällt der Schalldruck unterhalb von fs/fc überhaupt ab?

Ist diese ganze TSP-Rechnerei nicht allein der passiv-Technik geschuldet?

Was spricht z.B. bei aktiver Ansteuerung + Entzerrung gegen einen maximal starken Antrieb?

Die Impedanzspitze bei der Reso zeigt, das der Treiber hier Energie speichert, bzw. auch nach der Anregung noch weiter schwingt. Wie ist die Qualität dieser Wiedergabe zu bewerten?

Torsten

Hi Torsten,

oberhalb von Fs steigt die Auslenkung mit sinkender Frequenz und so bleibt der Pegel halbwegs konstant.
Unterhalb von Fs bleibt die Auslenkung unabhängig von der Frequenz und damit wird der Pegel mit sinkender Frequenz eben immer kleiner.
Unterhalb von Fs arbeitet die Antriebskraft vor allem gegen die Federkraft.
Oberhalb von Fs arbeitet die Antriebskraft vor allem gegen die dynamische Masse.

Aus den TSP kann man in erster Näherung die Übertragungseigenschaften (Hochpassverhalten) berechnen. Und dabei ist es egal, ob und wie das ansteuernde Signal gefiltert wird. Es ist also egal, ob es sich um eine aktive oder eine passive Box handelt.

Gegen einen maximal starken Antrieb spricht der Preis denn starke Antriebe sind nunmal sehr teuer.

Die Impedanzspitze ist eine Folge aus der geringen mechanischen Dämpfung. Wäre die mechanische Dämpfung sehr hoch, wäre die Impedanzspitze klein. Für die Qualität der Wiedergabe spielt die Höhe der Dämpfung wohl keine Rolle, eher die Linearität.

Hallo Hubert,

sehr schön erklärt, danke.
Ist es denn nicht sinnvoller einen Treiber elektrisch tiefer zu prügeln (aktiv entzerren), als der Weg der normalerweise gegangen wird -> schwere Membran?

Torsten

Hi Das_Lehm_ist_hart,

"Es ist ja auch so, dass beim URPS im Tiefton keine ein oder zwei Impedanzbuckel sind und die Impedanzwerte nur gering über Rdc liegen."
==>
ist das so?
Ich habe das bisher noch nicht bemerkt.
Wie hoch die Impedanzspitze ragt, ist doch von der mechanischen Dämpfung abhängig. Und solange man das kleine Volumen relativ verlußtfrei hinbekommt sehe ich keinen Grund, warum die Spitze verschwinden sollte.

Zur Stromabhängigkeit von Le kann eventuell tiki was sagen.

Hi Torsten,

die schwere Membran kostet Wirkungsgrad und um den auszugleichen, muss man im gesammten Arbeitsbereich dann entsprechend viel Energie in den Treiber schieben.
Ist die Membran leichter, dann ist der Wirkungsgrad höher (sofern der Rest gleich bleibt). Die Reso wird zwar steigen und man wird unterhalb der Reso mehr Energie benötigen, um die Reso und darüber aber entsprechend weniger.
Beispiel:
Wir haben ein Böxlein mit einer Reso bei 40Hz und betreiben den TT bis 300Hz. Nun machen wir die Membran leichter so dass die Reso auf 60Hz ansteigt.
Wir werden jetzt unter 60Hz warscheinlich mehr Energie in den Treiber stecken müssen, von ca 60Hz bis 300Hz aber weniger um den gleichen Pegelverlauf zu erhalten.
In der Summe wird die Schwingspule damit warscheinlich kühler bleiben.
Der Schuß geht aber nach hinten los, wenn wir den Treiber nur bis 60Hz einsetzen wollen.
Es kommt also auf die Anwendung an, ob die hohe Masse oder die geringe Masse + elektronischer Kompensation die günstigere Methode ist.

Hallo hreith,

ein URPS ist eine geschlossene Box, die prinzipiell unterhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben wird. Das ist ja dann klar, dass die Impedanzkurve im Tiefbass/Tiefton total flach ist und wertmäßig knapp über Rdc liegt. Eine Reflexbox hat ja zwei Buckel in der Imedanzkurve im Tiefton, eine geschlossene Box einen.
Da man Spannungsverstärker verwendet, heißt das, dass durch ein UPRS allein schon mehr Strom durchfließen würde, wenn man den Tiefbass nicht zusätzlich anheben würde. Aber die zusätzliche Tiefbassanhebung mit bis zu 20dB kommt ja dann noch dazu... Da fließt dann schon viel Strom durch einen URPS.

Hi Das_Lehm_ist_hart,

ok, kapiert. Es gibt zwar die Impedanzspitze, aber sie liegt halt nicht im Arbeitsbereich.

Unterhalb der Reso fällt der Pegel mit 12dB/Okt. ab.
Möchte man also eine Okt. untehalb der Reso den gleichen Pegel wie oberhalb erzeugen, dann muss man eben 12dB mehr reinstecken.
Möchte man 2 Okt. untehalb der Reso den gleichen Pegel wie oberhalb erzeugen, dann muss man eben 24dB mehr reinstecken.

Bei einem URPS dass von 20..80Hz eigesetzt werden soll, muss man also 24dB mehr reinstecken sofern die Reso genau an der Bandgrenze sitzt. Ist sie noch höher, dann eben noch mehr.
Also ich für meinen Teil empfinde das nicht als sonderlich sinnig, aber das muss ich ja auch nicht.

hmm...warum soll denn so ein urps besonders gut sein?
Ich mutmasse mal, dass es daran liegt, dass fs bei einem urps i.e.S. ausserhalb des Einsatzbereiches liegt. Im allgemeinen HiFi-Verständnis ist so eine Resonanz im Allgemeinen erst mal was Übles, weil mit FGang-Überhöhungen und langem Nachschwingen gesegnet. Ob das so der Realität entspricht, kann man anzweifeln. Bei vernünftiger Auslegung eines TT im Gehäuse gibts schon mal keine FGang-Überhöhung, und auch das Ausschwingverhalten kann recht gut sein. So eine Grundresonanz ist ja halt keine Membranresonanz - auch wenn beide den gleichen Nachnamen haben.

Beim Klirr bin ich auch noch nicht sicher, ob urps besonders gut ist. Die meisten handelsüblichen Treiber haben einen unter fs stark ansteigenden Klirr, der bei noch mehr Leistung in der Regel noch mehr zunimmt. So gesehen würde man einen urps bei seinem Klirrmaximum betreiben. Vielleicht machen die dadurch entstehenden Obertöne den Bass pseudo-präziser?

Was helfen kleine Gehäuse, wenn man zur Erzielung bestimmter Pegel und unter Berücksichtigung der el. Belastbarkeit gleich eine ganze Armanda auffahren muss?
Soweit werde ich auch zukünftig gerne moderat kleine Gehäuse bauen und moderat el. entzerren, was aber auch wieder nur eine Art arps (around resonance....) darstellt.
Zu den Vorteilen des reinen urps müsste ich auch erst noch überzeugt werden.

Hi AC-SB,

also erstmal geht es ja nur darum zu verstehen, was bei einem so kleinen Gehäuse denn genau passiert. Ist das erledigt, kann man schauen, ob es in der Anwendung dann ein Vor- oder Nachteil ist.

Aus praktischen und ökonomischen Gründen habe ich mit einem Betrieb auf und um die Grundreso keine Probleme sofern sie halbwegs konstant (und damit berechenbar) bleibt. Wenn die Grundreso so bei 40..60Hz liegt, dann kann man noch knapp eine Okt. entzerren und ist eigentlich glücklich. Mehr scheint mit aber nicht wirklich sinnvoll. Ich schaue gerne nach, wie weit ich das Gehäuse verkleinern kann ohne für den linearen Hub die maximale Leistung zu überschreiten zu müssen. Bis dahin halte ich den Treiber für ausgenutzt, darüber muss man am Ergebnis Federn lassen und das muss ja nicht sein.

Hi Hubert,

da bin ich komplett bei Dir.
Noch beschäftigt mich die weiter oben aufgeworfene Frage nach der Linearität der "Luftfeder" Überdruck vs. Unterdruck
Aber da muss ich erstmal drüber schlafen
Ein erster Test mit einer alten Einwegsritze erweckt bei mir den Eindruck, dass zumindest im Bereich "handelsüblicher" Kompression/Dekompression diese Feder recht linear und symmetrisch scheint. Würde somit nicht zwangsläufig gegen kleine Gehäuse sprechen - aber das spricht noch lange nicht für urps - insbesondere in Anbetracht der offensichtlichen Nachteile. Aber vielleicht übersehen wir ja noch was

"Aber vielleicht übersehen wir ja noch was "
==>
ja, tuen wir und es wurde wohl schon am Anfang angedeutet.
So ein Konstrukt macht alleine nicht wirklich glücklich - lebt von der Gesellschaft.
Wenn man möglichst viel Membranfläche haben möchte, ein Array bauen will .... dann geht das mit normal großen Boxen nicht weil die gar nicht alle in den Hörraum passen würden. Also muss man zusehe, dass die Gehäuse pro Treiber möglichst klein werden. Und dann muss man sich halt überlegen, welche Konsequenzen das hat. Ob das dann wirklich nur unterhalb der Reso gefahren wird oder auch darauf halte ich für zweitrangig solange man es anständig entzerren kann.

Unterhalb der Reso reicht ein einfacher 12dB-Tiefpass um einem URPS einen theoretisch ideal glatten Frequenz- und Phasengang aufzudrücken. In der Praxis muss man aber gerade an den Rändern sowieso einen Filter (SubSonic und zum Mittel-Hochtonbereich) einsetzen und bei der Gelegenheit könnte man auch auf die Reso Rücksicht nehmen.

hreith schrieb:

Hi Fosti, ich bin jetzt schon 2 mal um den Tisch gelaufen, aber ich stehe immer noch auf der Leitung. Um einen bestimmten Pegel zu erzeugen, muss die Membran einen bestimmten Hub machen.

Ja selbstverständlich, deshalb ist es ja auch sinnvoll mechanische und elektrische Belastbarkeit am unteren Übertragungsende zusammenfallen zu lassen.

hreith schrieb:

Und wenn diese in einem bestimmten Gehäusevolumen sitzt, dann wird die Federsteife des Gehäusevolumens durch ihre Nichtlinearität diese auf die Membran übertragen und so dem Testton einen Oberwellenanteil aufdrücken.

Gerade das glaube ich nicht, dass bei 1% Volumenkompression, nichtlineare Effekte der Luftfeder merklich in Erscheinung treten.

hreith schrieb:

Was hat das mit der Art zu tun, wie das BL-Produkt entsteht?

Ich weiß nicht, ob die Frage so gemeint war, aber das BL-Produkt setzt sich nun mal aus 2 Faktoren zusammen: Das Luftspaltfeld B und die Leiterlänge L. Ein großes BL, was aus einem kräftig dimensionierten Magnetsystem herrührt ist i. A. dem aus einem schwachen Magnetsystem und viel L (x-lagige Schwingspule) vorzuziehen. Hier moduliert der Schwingspulenstrom nämlich u. A. das Luftspaltfeld. (Denis aka Das_Lehm_ist_hart deutete dies an

hreith schrieb:

Wenn das BL-Produkt bei einer Auslenkung von z.B 5mm um z.B 30% kleiner wird, dann wird es doch auch um 30% kleiner, wenn eine mehr oder weniger große Federsteife auf die Membran wirkt. Mit zusätzlicher Federsteife hat man halt etwas mehr Kraft benötigt, um die 5mm zu schaffen, aber die Position der Schwingspule ist doch exakt die gleiche.

Deshalb muss das Antriebssystem auch ordentlich (kräftig und linear) dimensioniert sein, wie es tiki in seimem Post darstellt.
Hier noch ein Vorteil eines vermeintlich zu kleinen Gehäusevolumens:
die hohe mechanische Abstimmfrequenz hat aber auch so ihre Vorteile: der Hub ist in der 60 Hz Region schon wesentlich kleiner als bei 40 Hz. Bei der Einbauresonanz hat der Verstärker aber weniger Kontrolle, also wird das System mechanisch "regiert". Das geht sich bei kleineren Hüben aber i.d.R. besser aus. Unterhalb der Reso hast du nun mit der Entzerrung das System weitgehend elektrisch unter Kontrolle und das ist gut so
(Stichwort: stabiler Arbeitspunkt)
(Aus: http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=17277

Im Übrigen will ich keinen URPS, der nur unterhalb der Einbaureso betrieben wird, sondern einfach einen TT, der bis zu einem echtem MT (also > 400 Hz) spielt, in ein "ökonomisches" Gehäuse einbauen. Der sich ergebende Tieftonabfall wird elektrisch so entzerrt, dass bei seiner unteren Grenzfrequenz die mechanische mit der elektrischen Belastbarkeit zusammenfällt. Mit BOXSIM lässt sich das gut nachvollziehen.

Grüße,
Christoph

Hi,

Fosti schrieb:

Bei der Einbauresonanz hat der Verstärker aber weniger Kontrolle, also wird das System mechanisch "regiert". Das geht sich bei kleineren Hüben aber i.d.R. besser aus.

ist nicht eben diese sogenannte "Kontrolle" durch Qtc bestimmt (Nachgiebigkeiten des Schwingsystems gegenüber der Krafteinleitung mal ignoriert)? Was muss ich kontrollieren, wenn das Chassis ohnehin meinen (Spannungs-)Vorgaben im Resonanzfall folgt? Hat ein instantaner Klemmenkurzschluss im Resonanzfall andere Folgen als ober-/unterhalb der Resonanz?

Warum sollte das bei geringen Hüben besser sein? Die Neigung eines "schiefen" Chassis, sich z.B. auf einer Bl-Flanke festzufahren, ist geringer, aber sonst?

Hi Christoph,

ich fange mal hinten an:
"... in ein "ökonomisches" Gehäuse einbauen. ..."
==>
genau so sehe ich das auch und genau so halte ich das auch für sinnvoll.

"...die hohe mechanische Abstimmfrequenz hat aber.."
==>
theoretisch eventuell, aber um einen identischen Frequenzgang in kleinem oder großem Gehäuse zu erreichen muss die Membran die exakt gleiche Auslenkung machen und befindet sich damit zu jedem Zeitpunkt an der exakt gleichen Stelle im Magnetsystem. Einzig die zugeführte Energie ist anders verteilt - und zwar so, dass die Membranbewegung eben identisch ist.
Wenn man mal unterstellt, dass die mechanische Federsteife der Aufhängung stark unlinear ist, dann kann eine zusetzliche eher lineare Fuftfeder behilflich sein.
Wenn man es aber übertreibt und die Luftfeder unlinearer als die mechanische Aufhängung des Treibers wird, dann ist es eben nicht mehr von Vorteil.

".. Ich weiß nicht, ob die Frage so gemeint war, .."
==>
die Argumente sind schon klar, aber ich sehe nicht deren Zusammenhang mit dem kleinen oder großen Volumen. Ein linearer Antrieb mit möglichst geringer Modulation durch I ist immer von Vorteil, aber er hat eben nichts mit der Unlinearität der kompremierten Luft zu tun.

"..Gerade das glaube ich nicht,.."
==>
das muss man nicht glauben, das kann man ausrechnen
Und genau darum habe ich das ja auch getan - damit man ebnen abschätzen kann, ob es zu einem Problem wird oder ob man noch auf der Gut-Seite ist.

Hier die Infos vom guten Linkwitz zu dem Thema:

Wow, 1,75% bei 10mm Hub sind beachtlich......................wenig

tiki schrieb:

Warum sollte das bei geringen Hüben besser sein? Die Neigung eines "schiefen" Chassis, sich z.B. auf einer Bl-Flanke festzufahren, ist geringer, aber sonst?

Hi Timo,
immerhin

Viele Grüße,
Christoph

Hallo,
das ist ja nicht die erste URPS-Diskussion, die es in Foren gab...
Die von Hubert eingestellte Linkwitz-Berechnung gibt doch schon einen Hinweis auf eine der Ursachen der recht hohen URPS-Verzerrungen:
Wenn man mit der Formel mal den Klirr für 10 Liter Volumen (was ja bei der Treibergröße eher URPS-typisch ist) ausrechnet, dann landet man schon bei 7 % Klirr, bei noch kleineren Gehäusen kommt man schnell über 10 %, und das nur durch die Unlinearitäten der Luftfeder. Das deckt sich auch mit Passagen aus der Literatur, die Aussagen, daß, wenn ich mich richtig erinnere, Sd nicht mehr als 5% des Boxenvolumen betragen sollte.
Als weiterer Verdächtiger für erhöhten Klirr ist die Modulation des Magnetfeldes genannt worden, da mit üblichen Ferritmagneten Eisen nicht in die magnetische Sättigung gebracht werden kann. Somit könne es durch die hohen Leistungen, die unterhalb fc für gewünschten Hub nötig sind, zu Magnetfeldmodulationen kommen.
Man darf auch nicht übersehen, daß bei Abstimmungen >= Qtc 0,7 Treiber eher elektrisch als mechanisch limitiert sind.

Auch sollte man nicht übersehen, daß bei den im PA-Bereich üblichen großen URPS-Arrays durch die große Fläche die Bündelungsfrequenz und somit der Bereich des konstanten Strahlungswiderstandes so tief liegt, daß man pro Treiber mit wesentlich weniger Verstärkerleistung auskommt, als bei einem Single-URPS.
Ich meine mich zu erinnern, daß Frogger, alias Wellenfront selig damals bestätigte, daß so ein Array mit wesentlich weniger Entzerrung auskäme als bei Wohnzimmer-URPS'en üblich.

Viele Grüße
Peter Krips

Hi Christoph,

1,75% sind schon ok, aber dazu benötigt man eben 40Liter.


Hi Peter,

der Effekt der besseren Strahlungsimpedanz ist ja nicht URPS-Spezifisch denn er würde ebenso auftreten, wenn die Treiber in einem größeren Volumen sitzen würden.

Ich denke, wir haben jetzt wohl das Wichtigste abgehandelt - fehlt noch ein Daumenwert für die Modulation des Magnetfeldes durch I. Dazu kann ich leider nichts beitragen

Hi,

irgendwie scheint mir durch die Theorie mal wieder die Praxis unterzugehen.

Wenn man das ganze mal mit realen Treibern durchspielt, sieht es doch so aus:

Fall 1: 2 Treiber, gleicher Antrieb. Einer hat mehr Membranmasse.
Eingebaut in das gleiche Gehäuse, ist da die gleiche Luftfeder, aber die Reso ist beim Treiber mit der schwereren Membran tiefer.
Den Schalldruck den der schwere Treiber mehr macht (macht er das überhaupt?), erkauft man sich durch ??
Ist es in dem Fall wirklich so das beide gleich klingen wenn man den leichteren elektrisch entzerrt, oder wird der entzerrte "prezieser" spielen?

Fall 2: 2 Treiber, gleiche Mechanik. Der eine hat einen stärkeren Antrieb, kommt daher im gleichen Gehäuse nicht so tief!? Kommt er das wirklich nicht, oder nur bezogen auf den Pegel den er auch 3 Oktaven darüber bietet? Würde der "stärkere" Treiber mit z.B. Qtc von 0,4 schlechter oder besser im gleichen Gehäuse spielen wenn man ihn auf den gleichen Frequenzgang entzerrt?

Verursacht eine 15" Membran im 30 Liter Gehäuse wirklich mehr Verzerrungen als ein 6.5" im gleichen Gehäuse bei z.B. 40 Hz?

Torsten

Hallo,

P.Krips schrieb:

Als weiterer Verdächtiger für erhöhten Klirr ist die Modulation des Magnetfeldes genannt worden, da mit üblichen Ferritmagneten Eisen nicht in die magnetische Sättigung gebracht werden kann. Somit könne es durch die hohen Leistungen, die unterhalb fc für gewünschten Hub nötig sind, zu Magnetfeldmodulationen kommen.

BMS H 4554
Magnet material Ceramic
Flux density 2,0 T

Hier steht auf Folie 41/42 etwas zu den Druckverhältnissen in kleinen Volumina (für die Leute, die Zugriff auf die letzten Workshop-Folien haben):
"D6 Distortion - Nonlinear and thermal modeling, KLIPPEL 2009 .pdf".
Für die Daheimgebliebenen gibt es ein wenig Fachchinesisch.

Hi Thorsten,

Deinen Fall 1 hast Du ja mit Fall 2 schon beantwortet Der Treiber mit der schwereren Membran (oder Spule... mms halt) ist in der unteren Oktave nicht lauter - zumindest nicht absolut. Höchstens relativ zu seinem Pegel bei z.B. 1 KHz.

Hi Torsten,

ich probiere es mal.

1. unterschiedliche Masse:
Der mit der höheren Masse wird
- eine niedrigere Reso
- eine höhere Güre
- und einen geringeren Wirkungsgrad oberhalb der Reso haben.
Entzerrt auf den gleichen Frequenzgang wird also bei schwerer und leichter Membran ein anderes Spektrum eingespeist werden und das wird andere Nebeneffekte (Modulation des BL-Produktes durch I, thermische Kompression ...) haben. Außerdem kommt der "Klang" ja nicht nur durch den Frequenzgang sondern auch durch die Nichtlinearitäten der Treiber. Von daher werden beide Versionen wohl unterschiedlich klingen obwohl sie einen identischen Frequenz- und Phasengang haben werden. Was dann besser oder schlechter ist, ist eine subjektive Entscheidung.

2. unterschiedlicher Antrieb:
Mit stärkerem Antrieb wird die Güte geringer, der Wirkungsgrad höher sein.
Werden beide auf den gleichen Frequenzgang entzerrt, wird der mit dem stärkeren Antrieb weniger Energie benötigen und vom Antrieb her (Modulation des ....) wohl etwas linearer sein (geringerer Klirr, weniger Kompression).

Eventuell nochmal der Daumenwert:
- unterhalb der Reso arbeitet die Antriebskraft vor allem auf die Federsteife
- oberhalb der Reso arbeitet die Antriebskraft vor allem auf die dynamische Masse
- der Übergang von einem auf den anderen Bereich wird über die Güte beschrieben.
==>
- unterhalb der Reso ist die Masse also ziemlich egal, hier kommt es vor allem auf die Federsteife der Aufhängung, der Luft und die Stärke vom Antrieb an
- oberhalb der Reso ist die Federsteife ziemlich egal, hier kommt es vor allem auf die zu bewegene Masse und die Stärke vom Antrieb an.
- ein starker Antrieb hilft also überall

Huihuiui, hier gehts ja ganz schön ab...


Versuch einer Erklärung: Sind wir uns im Grunde einig, dass die Wirkung der Luftfeder bei kleinen Volumina die Wirkung der Spinne überwiegt?

Wenn ja, könnte es dann sein, dass die unlineare Luftfeder die noch viel unlinearere Spinne überwiegt, und somit "nur" 7-10% Klirr rauskommen, anstatt deutlich mehr (Klippel: 30%), wie es bei überwiegendem Spinneneinfluss zu erwarten wäre?

Ciao,

Spatz

Hi Spatz,

"..Sind wir uns im Grunde einig.."
==> nein.
solange Vbox kleiner als Vas ist, ist die Luftfeder steifer als die der Spinne. Ich habe den Eindruck, dass dies bei den meisten Boxen so dimensioniert ist. Von daher ist die Grenze "bei kleinen Volumina" doch recht früh überschritten.

Wie linear oder unlinear die Spinne ist, darüber haben wir hier keine Aussagen manchen können denn das ist ja vorrangig vom Treiber abhängig. Wir haben nur die Unlinearität der Luftfeder errechnet, der Wert der Spinne fehlt uns aber.

Ob deine 30% nur durch die Spinne oder auch durch das nachlassende BL-Produkt oder sonstige Einflüsse verursacht werden ... keine Ahnung.
Der Klirr der Luftfeder steigt halbwegs linear mit der Auslenkung, der Klirr durch die Spinne dürfte nicht linear zum Pegel sein. Wie genau er sich über dem Pegel ändert ... kommt wohl sehr stark auf die Spinne an und kann darum kaum prinzipiell beantwortet werden.

moin,

ich habe kürzlich mal einige Spider isoliert auf Linearität getestet - allerdings nur recht grob, da mir für absolut präzise Messungen die Tools fehlen. Vorausgesetzt, der Spider ist sauber konstruiert und gefertigt, war die Auslenkung über Weg im linearen Bereich des Antriebs sehr linear - konnte nahezu keine Abweichung feststellen. Erst gegen Ende des maximalen mechanischen Hubs wurde die Sache sehr schnell sehr progressiv - soweit also alles im grünen Bereich.

De Spider ist ja aber nun nicht alles: Auch die Sicke trägt einen (bisweilen recht hohen) Anteil zur Aufhängung bei, allerings gegenüber dem Spider mit dem zusätzlichen Effekt, dass diese die Schwingungen in der Membran stark beeinflusst.
Extrembeispiel: Weicher Spider + superharte Sicke = Biegewellenwandler

Ist ja auch nicht so, dass Verzerrungen nur von Unlinearitäten der Aufhängung und des Antriebs herkommen - das würde dann zutreffen, wenn wir den perfekten Kolben hätten - was leider auch nicht der Fall ist.

Hi Michael,

- wird ein gewisses progressives Verhalten der Aufhängung nicht benötigt, um den Treiber robust gegen Übersteuerung zu machen?
- wie unperfekt sind die Kolben im Bereich von sagen wir mal unter 80Hz?

moin Hubert

eine bestimmte Progressivität ist natürlich sinnvoll, sonst würde ja je nach Konstruktion irgend ein Teil mechanisch sehr schnell anschlagen (nach Deinen Berechnungen großes Gehäuse und vernachlässigbare Progressivität der Luftfeder vorausgesetzt)
Interessiert hatte mich zum einen die Symetrie der Sicke und zum anderen die Feder-Kennlienie. Und sie war eben in weiten Bereichen schön linear und wurde erst gegen Ende der mechanischen Auslenkung progressiv.

Zum Kolben: Hast Recht, in der Regel wird der Kolben bei derart tiefen Frequenzen nahe am theroretischen Ideal liegen (hatte in meinem letzten Post das Ziel "Subwoofer" etwas aus den Augen verloren )
Aber von der Regel gibt's auch Ausnehmen: Bei ungünstigen Relationen zwischen Nachgiebigkeit der Sicke und der Zentrierung verbunden mit einer nicht perfekt biegesteifen Verbindng zwischen den beiden (Membran) gibt's auch bei 1 Hz schon gehörige Verformungen. Der Übergang zwischen Spulenträger und Membran (Halsereich) ist auch ein kritischer Punkt, da die eingeleitete Kraft in der Richtung mehr oder weniger umgelenkt werden muss, was mal mehr und mal weniger gut gelingt. OK, der Punkt dürfte aber tatsächlich erst bei höheren Frequenzen relevant werden.

Um das bei gängigen Treibern genauer zu untersuchen, müsste man einige davon zerlegen und die Einzelkomponenten untersuchen - und das tut weh

Soweit ich das sehe, sind auch Klippel-Analysen nicht ohne Weiteres in der Lage, die Einzelkomponenten der Aufhängung zu analsyieren sondern immer nur die Summe.

Beste Grüße

Michael

Hi Michael,

- hast du auch mal Linearitätsuntersuchungen an den Sicken gemacht?
Wenn der mechanischen Aufhängung immer wieder stärkere Nichtlinearitäten unterstellt werden, dann müssen die ja irgendwo her kommen. Und wenn es die Spinne nicht ist, dann fällt einem als nächstes eben die Sicke ein.

Hi Hubert,

hab' ich, alerdings bisher nur an einer recht speziellen Sicke, und über die sag' ich noch nix

Die Idee ist aber interessant. Wenn ich in den nächsten Tagen mal etwas zeit finde, werde ich mal eine Standard-Halbwellen-Sicke auf die Auslenkungslinearität testen.

Ich bin aber auch noch nicht sicher, ob ich in den richtigen Kategorien denke. Ich habe z.B. die Grafiken der Klippel-Analyse vor Augen und weil ich in der Betrachtung von Antriebs- und Aufhängungslinearität nichts anderes kenne, ist das die Welt, die ich kenne und demzufolge in der ich denke.

Was mich allerdings schon immer gewundert hat: Ich habe noch keinen Treiber gesehen, dessen BL-Kurve auch nur einen nennenswert stabilen Bereich um die Nullage gehabt hätte.
Wenn ich mir nun einen Antrieb (Überhang oder Unterhang ist dem dem Zusammenhang erstmal egal) mit nennenswerten "linearem" Hub vorstelle (sagen wir mal +/- 10 mm = Differenz Luftspalttiefe zu Wickelhöne/2) dann sollte nach meinem Verständnis im Bereich +/- 2 mm im BL nicht allzuviel passieren - tut es aber laut Klippel bei annähernd jedem Chassis. Beeinflussung des Magnetfeldes durch die Spule Oder "Verschmutzung" der BL-Werte durch Einflüsse der Aufhängung oder......
Klippel misst ja das ganze Chassis ansich. Ist die Trennung zwischen BL und Einspannung wirklich sooo eindeutig, wie es die Messergebnisse nahelegen? Oder habe ich ein idealisiertes Bild im Kopf und damit eine vefremdete Vorstellung von der Realität?
Ich muss da noch viel verstehen lernen um zu erkennen, ob die Erde eine Scheibe oder doch eine Kugel ist Und was sich hier um wen dreht

Hi Michael,

will man einen sehr linearen Antrieb, dann könnte man statt dem magnetischen auch mal des elektrische Feld benutzen - das funktioniert sehr gut:)
Allerdings sind mir aus leicht nachvollziehbaren Gründen damit keine kompakten URPS bekannt

Hallo AC-SB,

guck' Dir mal die Aurasound-Chassis an. Die sind im Hinblick auf BxL-Linearität so mit das Beste was man kaufen kann.

Wenn Du mal selber messen möchtest, ohne gleich tausende von Euros für Hardware auszugeben:
http://www.fesb.hr/~...EC62458-GerRev01.pdf


Grüße
Matthias

@Hubert:

Elektromegnete werden zumindest bei der Focal Grande Utopia eingesetzt - als Haupt-Vorteil wird hierbei allerdings genannt, dass die Antriebsstärke variiert werden kann, um wiederum den TT-Pegel anzupassen.
("Kürzlich" habe ich auch in der HH über einen für den DIY erhältlichen Treiber zu einem knackigen Preis gelesen - finde ich aber auf die Schnelle nicht mehr.)

Das Argument überzeugt mich nicht wirklich, denn diese alleinige Variation von B und damit BL verändert in erster Linie Qes und somit Qts. Es ändert sich somit die Gehäuseabstimmung, was gerade bei BR-Systemen auch schnell in's Auge gehen kann.
OK, besser eine schlechte Variabilität als gar keine, aber da würden mir zuerst Socken in den BR-Rohren und dann z.B. DSP-Module von einem kleinen deutschen Hersteller einfallen - den Namen hab' ich gerade vergessen
Dass man mit E-Magneten wunderbar starke Felder erzeugen kann begreife ich, aber bei den aufgerufenen Kosten kann man auch ein paar KG Neodym reinpacken

@20Hertz:

die Aurasound-Motoren halte ich auch für eine feine Kontruktion. Ist aber patentiert und leider hatte Aurasound kein Interesse daran, mir nur die Motoren zu liefern (zu kleine Stückzahl). Wenn, dann nur komplett OEM auf Basis bestehender Chassis - war für mich leider uninteressant.
Auch eine Idee von mir, die Aura-Geschichte etwas anders und u.U. sogar noch besser hinzubekommen, scheiterte an den angefragten Stückzahlen der Magneten. Bei den erfürderlichen Mengen hätten alle Banken zusammen kapituliert, und wer will schon zigtausende Magnete in einer sehr speziellen Form und Magnetisierung?
Anyway, es geht auch anders

Die von Dir ausgezeigte Lösung von Arta ist mir vor einigen Tagen auch schon ins Auge gefallen. sieht wirlich spannend aus.
Muss mich bei Gelegenheit mal mit dem technischen Aufbau auseinandersetzen - bin halt eigentlich eher Zahlenschieber im kaufmännischen Bereich - also etwas fachfremd
Und der Sensor kostet auch schon freundliche 1300-1600 $

Hi Michael,

ich meinte keinen elektro-magnetischen sondern einen elektro-statischen Antrieb

hreith schrieb:

Hi Michael, - hast du auch mal Linearitätsuntersuchungen an den Sicken gemacht? Wenn der mechanischen Aufhängung immer wieder stärkere Nichtlinearitäten unterstellt werden, dann müssen die ja irgendwo her kommen. Und wenn es die Spinne nicht ist, dann fällt einem als nächstes eben die Sicke ein.

Hallo Hubert,

versprochen ist versprochen:

im Bild der Nachgiebigkeits-Verlauf einer "handelsüblichen" Gummisicke eines 16er-Chassis (Membrandurchmesser 123 mm)
Die Sicke wurde in beide Richtungen in 50-Gramm-Schritten bis 300 Gramm belastet und zum Schluss noch maximal ausgelenkt.
Die negativen Werte bedeuten Belastung/Auslenkung nach hinten, die positiven nach vorne. Y-Achse ist der Betrag der Auslenkung in mm.

Im Kurvenverlauf sind sich beide Richtungen gar nicht so unähnlich, aber gleichmäßig ist anders.
Dazu kommt, soweit bei der groben Auflösung erkennbar, ein zunächst degressiver und dann später progressiver Verlauf.

Zusätzlich zur Wirkung auf das gesamte Schwingsystem kommt bei der Sicke ja der Effekt, dass sie den Membranrand belastet - quasi leicht gegenhält. Da eine Membran aber nun auch nicht unendlich steif ist, könnte das einige Effekte erklären

Hi Michael,

und wie sieht zum Vergleich die Kennlinie einer "handelsüblichen" Spinne aus?

Für einen 16er wären +-4mm aber schon sehr viel, von daher wird der progressive Teil wohl nur zum Abfangen extremer Übersteuerungen oder Schläge beim Transport benötigt.

Hi Hubert,

einen handelsüblichen Spider hab ich jetzt nicht gemessen, nur meinen eigenen, und da rück' ich (noch) keine Messwerte raus Und zum drehen eine entsprechenden Auflage bin ich jetzt auch zu faul, meine Drehbank glüht langsam eh schon

Ein Spider hat mal den Vorteil, dass er die Bewegung auf mehrere Wellen und eine größere Lauflänge verteilen kann.
Dadurch ist auch der Einfluss der Verklebungsstellen deutlich geringer - bei einer Sicke macht es schon einen großen Unterschied, ob sie auf der Membranvorder- oder Rückseite verklebt wird.


Dazu kommt, dass das Material nur eine Anforderung erfüllen muss, während die Sicke ja auch noch z.B. Membranresos dämpfen soll.

Laut Aussage eines Herrn, der sich damit wirklich auskennt, ist es daher wesentlich einfacher, einer Zentrierung manierliches Verhalten anzuerziehen als einer Sicke.
Und wie gesagt, während ein nichtlinearer Spider "nur" die Bewegung der Schwingeinheit ungleichmäßig macht, zerrt eine Sicke - eine nichtlineare erst recht - auch noch ungebührlich am Membranrand. So gesehen schätze ich den Einfluss der Sicke als noch höher ein, zumal sehr häufig Sicken annähernd den gleichen Anteil an der Aufhängungsnachgiebigkeit haben wie die Zentrierung.

Die +/- 4mm bei einem 16er (wird ja unterschiedlich definiert - ich rede von roundabout 130 cm² Fläche incl. 1/2 Sicke - sind eigentlich heute gar nicht mehr so ungewöhnlich. Viele haben schon einen linearen Hub von +/- 6 oder 7 mm. Ein Überschreiten des linearen Hubs gilt eigentlich auch eher als normale Betriebsbedinung, denn an der Grenze bricht der Antrieb ja nicht plötzlich zusammen und die Masseträgkeit sollte auch noch ein Wörtchen mitreden. Ich hab mal eine Seas Alutreiber bei fs freeair gemessen und war doch baff, dass der bis +/- 9mm (Xlin +/-6) mehr Spannung recht linear in mehr Hub umgesetzt hat.
So gesehen sind die äußeren Bereiche schon noch im Betrieb relevant.

Beste Grüße

Michael

Hi Michael,

"So gesehen schätze ich den Einfluss der Sicke als noch höher ein, zumal sehr häufig Sicken annähernd den gleichen Anteil an der Aufhängungsnachgiebigkeit haben wie die Zentrierung."
==>
tja, und zu dieser Einschätzung wäre ein Bildchen halt schön gewesen. Eventuell findet ja jemand was aus anderer Quelle.

Eventuell ergibt sich das mit dem eher hohen Anteil der Sicke schon dadurch, dass sie eben einen dämpfenden Einfluß auf den Membranrand ausüben soll. Und um das zu realisieren, muss sie wohl eine gewisse Dicke und eine gewisse Festigkeit haben.
So gesehen kann man also entweder eine gute Linearität über der Auslenkung oder eine gute Unterdrückung der Membranresos haben, das eine lässt sich wohl nur auf Kosten des anderen erreichen und so muss man im richtigen Leben mit einem faulen Kompromiss leben.

Bei einem 16er würde ich aber bei +-4mm nicht mehr mit einem sonderlich linearen Antrieb rechnen und bei +-6mm schon gar nicht. Eventuell ist da die Nichtlinearität des Antriebes schon größer als die der Mechanik.

"..und die Masseträgkeit sollte auch noch ein Wörtchen mitreden.."
==>
das sehe ich nicht denn die wirkt ja vor allem dann, wenn die Geschwindigkeit hoch ist - und das ist um die 0-Lage der Fall. Nahe der maximalen Auslenkung ist sie minimal und damit spielt sie keine Rolle.

AC-SB schrieb:

Dazu kommt, soweit bei der groben Auflösung erkennbar, ein zunächst degressiver und dann später progressiver Verlauf.

Hallo,

in einem anderen Thread wurde mal ein Paper gepostet, in dem geraten wirde die Aufhängung degressiv zu gestalten, um schwindende Antriebskraft zu kompensieren, um insgesamt wieder Linerarer zu werden:

moin,

@ Hubert:
Klar wäre es schon, so was zu haben. Es macht aber nur Sinn, Sicke und Spider eines bestimmten Treibers zu messen, da beide ja wahrscheinlich nicht stellvertretend für die ganze Zunft aussagekräftig sind und eventuell knstruktionsseitig auch wieder mireinander korrelieren.

Egentlich müsste man sehr viele Treiber so messen - leider geht das nicht ohne deren Zerstörung ab. Im Zeitalter der Cyanacrylate ist es schon manchmal kniffelig, die Teile in einem Zustand zu isolieren, der eine sinnvolle Messung überhaupt zulässt

Wie schon geschrieben, viele moderne 16er haben einen Schwingspulenüberstand in der Größenordnung 5-7 mm. Und der Link von 20Hertz zeigt, dass das auch einige Hersteller ganz gut im Griff haben. Insofern bleibe ich dabei: 6mm sind da oft normale Nutzungsbedinungen. (erst Recht in tief abgestimmten kleinen 2Wegereichen ohne Sub-Umterstützung)

ja - die Masseträgheit: Wenn Du das sagst, glaube ich's, kann's mir aber immer noch nicht bildlich vorstellen. Wird denn dadurch nicht wenigstens ein klitzeklein wenig aus der Beschleunigung um den Nullpunkt nach vorne (oder hinten) mitgetragen?

@Roderik:

Danke für den Link
Theoretisch sollte das natürlich funktionieren, aber ich sehe da praktische Probleme:
Eine Zentrierung über die Serie gleichmäßig hinzubekommen ist schon mal nicht sooo einfach, und dann müsste die degressive Kennlinie ja erstens zum BL-Verlauf passen und dann gegen Ende auch wieder progressiv werden - sonst wird 'ne Frisbee aus der Membran . Und von der Sicke haben wir jetzt noch gar nicht gesprochen, die spielt ja auch noch mit rein.
Wie gesagt bin ich auch mit den BL-Kurven noch nicht so ganz glücklich, weil die meines Wissens ja im kompletten Chassis gemessen werden. Ob da das Auseinanderrechnen von elektromagnetischen und mechanischen Effekten 100% funktioniert? (oder ob das wieder so ein Fall wird wie bei den TSP, wo die Wierbelstromvverluste in Alu-Trägern den machenischen Verlusten zugerechnet werden und alle Welt deshalb nur noch nichtleitende Träger will )
Ich meine immer noch, ein halbwegs sauber konstruierter Motor müsste einen größeren linearen Bereich haben als es in den Messungen dargestellt wird. Warum sollte ein Motor mit 18mm Spule in einem 6 mm Spalt schon nach 1,5 mm einbrechen? Ist ja immer noch die gleiche Drahtlänge im Spalt und auch noch reichlich Windung auf beiden Seiten im eventuell austretenden Magnetfeld
Was ich nicht einschätzen kann, sind allerdings Auswirungen auf das Feld durch den Stromfluss in der Spule - überhaupt nicht mein Fachgebiet

Was ich auch interessant finde: Am Ende ist davon die Rede, dass die Unterhangkontruktion einen hohen Wirkungsgrad bietet. Die meisten anderen Veröffentlichungen behaupten genau das Gegenteil. Ich setz' mich mal in die Mitte und behaupte, das Wirkungsgrad nicht gerade das wesentliche Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Bauweisen ist

Beste Grüße

Michael

AC-SB schrieb:

Am Ende ist davon die Rede, dass die Unterhangkontruktion einen hohen Wirkungsgrad bietet. Die meisten anderen Veröffentlichungen behaupten genau das Gegenteil.

Naja, beim Unterhang ist ja das komplette Elektromagentische feld innerhalb des Luftspalts, während beim Überhang ja teile der Schwingspule umsonst Heizen, weil sie sich garnicht im Luftspalt befinden. Bei einem Luftspalt mit gleicher Feldstärke ist der Unterhang also wirksamer. eigenlich logisch.

Original wurde das hier von lens2310 gepostet - kanst ihn ja mal fragen woher er das hat, vieiecht steht ja auf der folgeseite noch mehr dazu.

Hi Roderik,

im Prinzip hast Du da natürlich Recht.
Nur hat ein durchschnittlicher guter Überhang-Luftspalt um die 1,2 Tesla in einem beispielsweise 6 mm tiefen Luftspalt. Bei 18 mm Wickelhöhe ergibt das 6mm Xlin. (Scheint so eine Art Standard-Geometrie bei den besseren 16er TT zu sein)
Um diese 1.2 Tesla in einem logischerweise wesentlich tieferen Unterhang-Luftspalt zu erzeugen (um beim Beispiel zu bleiben 18mm tief bei 6 mm Wickelhöhe = 6mm Xlin), bedarf es schon sehr ordentlicher Mengen Neodym und noch ordentlichere Mengen Stahl, damit Dir Polplatten bzw. Topf nicht in die Sättigung gehen. Und da wird die Geschichte teuer - sehr teuer sogar

Da die Wicklung dann nur 1/3 so hoch ist wie beim Überhang, sinkt entweder die Impedanz im Beispiel auf langsam verstärkerkritischere Werte oder man muss einen dünneren Draht nehmen - thermische Belastbarkeit lässt grüßen.
Die Kunst ist es wie so oft - die verschiedenen Faktoren in Einklang zu bringen und den besten (und bezahlbaren) Kompromiss zu finden

Beste Grüße

Michael

Hallo,

Nach 6 Jahren Forschung und Entwicklung...kompromisslos konstruiert und gefertigt... Extrem lineare Neodym-Unterhang-Antriebe mit CCAW-Draht.

...überhaupt nicht mein Fachgebiet

Jetzt bin ich ein wenig verwirrt.

Der zitierte wissende Herr (sofern wir denselben meinen) betont zu vielen Gelegenheiten, dass Aufhängungen dynamisch zu messen sind. Ebenso erklärte er mir im Rahmen meines Magnetostatenprojektes, dass die Steifigkeitskennlinie nicht mit der Antriebskennlinie kompensierbar wäre, das könne man sich aus dem mathematischen Modell leicht herleiten. Weiterhin äußerte er sich nach meiner Erinnerung abweichend zu der Wirkungsgradfrage, equal length wird propagiert, das ist auch irgendwo mit Bildchen verständlich erläutert.

Ein Spider hat mal den Vorteil, dass er die Bewegung auf mehrere Wellen und eine größere Lauflänge verteilen kann. ... Dazu kommt, dass das Material nur eine Anforderung erfüllen muss,... ...während ein nichtlinearer Spider "nur" die Bewegung der Schwingeinheit ungleichmäßig macht,...

Nee, oder?

Nachtrach:
Eigentlich dachte ich schon an einen Erfahrungsaustausch hintenrum.

tiki schrieb:

Jetzt bin ich ein wenig verwirrt.

Macht ja nix
Da ich nun mal weder Mathematiker noch Physiker bin, muss ich an manche Probleme halt anders rangehen. Nein, nicht mit Kristallkugel oder sonstigen mysthischen Dingen, sondern z.B über try and error.
Und wenn's gar nicht weitergeht, kann man ja auch Leute fragen/beauftragen, die sich damit auskennen. Ich hab' ja auch 'nen "schicken" Alu-Korb, ohne allzuviel über Metallurgie und Gießtechniken zu wissen.

Den Rest des Posts verstehe ich nicht wirklich