Abstimmung mit mehreren Passiv-Membranen

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qnorx
Stammgast
#1 erstellt: 01. Apr 2004, 08:29
So, ich hab' mich entschlossen mal einen Lautsprecher mit Passiv-Membranen zu bauen.
Da ich mein Bassrefex-Volumen relativ tief abstimmen will, habe ich einen 17er Eton HEX Tieftöner im Sinn. Diese kommen schweine tief runter, allerdings zum Preis grosser Auslenkungen. Um die Auslenkungen in einem ersten Schritt zu verkleinern, denke ich an zwei TT Chassis. Weil bei dieser tiefen Abstimmung (so knapp unter 24Hz) die Reflextunnel schon sehr lang werden, plane ich diese durch Passivmembranen zu ersetzten (womit ich auch gleich noch ein paar andere Vorteile mit "einkaufe").

Ich bin derzeit noch am überlegen, ob ich die TTs in getrennten Kammern arbeiten lassen will (was sicherlich einfacher zu handlen wäre) oder in einem grossen gemeinsamen Volumen. In zweiteren Fall würde ich dann wohl zwei Passiv-Membranen auch noch in diesem Volumen haben.

Nun also meine Frage: Wer hat Wissen und/oder Erfarhung mit Passiv-Membranen im Allgemeinen und mit zwei Stück im selben Volumen im Speziellen? Muss man da bei zwei Stück etwas speziell beachten? Die elementaren Berechnungsgrundlagen auf der Basis einer Passiv-Membran kenne ich, wobei das relativ dünn ist und dich daher auch hier für Infos dankbar bin.

Ich weiss, ist wohl eine nicht ganz alltägliche Frage, aber wer weiss, vielleicht hat's den einen oder anderen der helfen kann. Bin für jede Hilfe dankbar!


[Beitrag von qnorx am 01. Apr 2004, 08:30 bearbeitet]
MBU
Inventar
#2 erstellt: 01. Apr 2004, 14:03
Hallo qnorx,

sei mir bitte nicht böse, aber Dein Konstrukt ist eine ziemliche Schnapsidee. Selbst wenn es funktionieren sollte würde ich einen 17-er nie bis 24 Hz hinunter quälen.

Nehme einen 20-er (z.B. ETON 8-800/37HEX) in ca. 45 - 50 Litern Baßreflex und baue eine "konventionelle" 3-Wege-Box. Das Konstrukt geht auch bis 33 Hz herunter, was für Musik völlig ausreichend ist. In solch einem großen Gehäuse ist ein BRK mit 7 cm Innendurchmesser gerade mal 19 cm lang. Das passt auch rein und Du kannst Dir die sündhaft teueren Passivmembranen sparen. Wenn Du ein solches Rohr nicht im LS-Zubehör-Handel bekommst nimm einfach HT-Rohr aus dem Baumarkt!
qnorx
Stammgast
#3 erstellt: 01. Apr 2004, 14:51
Hi Uibel

bin nicht böse, habe um Feedback gefragt und nehme das so an wie es kommt.


sei mir bitte nicht böse, aber Dein Konstrukt ist eine ziemliche Schnapsidee. Selbst wenn es funktionieren sollte würde ich einen 17-er nie bis 24 Hz hinunter quälen.


Warum würdest Du das nicht tun? Oben drüber soll ein tief angekoppeltes Keramik-Tiefmittelton-Chassis von Thiel spielen, da hat der TT doch "Luft" genug. Und die Etons leisten da bis ganz unten ganz "saubere" Arbeit (weiss ich aus Erfahrung). Was soll da nicht funktionieren oder problematisch dran sein Deiner Meinung nach?


Nehme einen 20-er (z.B. ETON 8-800/37HEX) in ca. 45 - 50 Litern Baßreflex und baue eine "konventionelle" 3-Wege-Box. Das Konstrukt geht auch bis 33 Hz herunter, was für Musik völlig ausreichend ist. In solch einem großen Gehäuse ist ein BRK mit 7 cm Innendurchmesser gerade mal 19 cm lang.


Habe schon eine ganze Reihe solcher Dinger entwickelt/gebaut. Und den Eton 8-472/32 HEX kenne ich z.B. aus der Emtion die ich hier hab. Gutes Teil, aber für das was ich jetzt vorhab schon alleine von der Breite her einfach ein paar cm zu breit. Ich will diesmal ne 17er Schallwand, d.h. 2 17er TT-Chassis, den Thiel 17 Keramik-MT und ein AMT (vermutlich den RT4) oben. Und, wenn das mit den Passivmembranen klappt, zwei solche Dinger noch rein. Das gibt ne schmale aber ordentliche Schallwand und die Chassis sind allesamt auch nicht von Pape.


Das passt auch rein und Du kannst Dir die sündhaft teueren Passivmembranen sparen. Wenn Du ein solches Rohr nicht im LS-Zubehör-Handel bekommst nimm einfach HT-Rohr aus dem Baumarkt!


Will ich doch gar nicht. Will nicht sparen , möchte mal was Ordentliches mit Passivmembranen machen.

Also, lassen wir mal die Abstimmfrequenz aussen vor, gehen wir einfach davon aus ich quäle den TT nicht bis 24 Hz runter, sagen wir mal 35Hz oder was Dir genehm ist; hat sich Deine Kritik dann erledigt (bis auf den Kostenpunkt, aber den kann man immer bringen, warum ein AMT oder Ringstrahler es kann ja auch ne günstige Kalotte sein....) oder hast Du noch andere Punkte die Du bemängeln würdest?

Und punkto Passivmembran-Theorie - hast Du da Infos, Erfahrung damit?
MBU
Inventar
#4 erstellt: 01. Apr 2004, 15:32
Hallo Qnorx,

bzgl. PM habe ich schon ein bißchen Erfahrung. Schau mal auf meine Homepage ...

Eine PM nimmt man eigentlich nur, wenn ein BRK nicht in das Gehäuse passt oder einen unverhältnismäßig kleinen Durchmesser haben müßte damit die Länge nicht ausufert, womit es wieder zu Strömungsgeräuschen kommen würde.

Prinzipiell habe ich etwas gegen zu schmale Schallwände, weil sich dadurch der EInfluss des Baffle-Steps frequenzmäßig weiter nach oben auswirkt. Schaue Dir dazu mal die folgenden Sites an.

http://www.t-linespeakers.org/tech/bafflestep/
http://www.trueaudio.com/st_diff1.htm

Ein gutes Programm dazu bekommst Du "für lau" unter: http://www.tolvan.com/edge/

Wenn Du die Schallwand breiter auslegst kannst Du bei einer 3 Wege den Bafflestep gut durch die Wahl der Trennfrequenzen ausgleichen. Man muß sich im klaren sein, daß die heute üblichen schlanken Boxen nicht eine technische Notwendigkeit sondern ein Tribut an die Hausfrauenkompatibilität sind. Akustisch ist es sinnvoller breite Boxen zu bauen.

Warum keine 17-er für Tiefbass einsetzen? Zur Übertragung tiefer Frequenzen muß Luft bewegt werden - viel Luft! Das "Verdrängungsvolumen" ("Hubraum") eines Treibers kann man nach der hinreichend bekannten Formel aus der Membranfläche und dem Hub berechnen. Der Hub ist natürlich durch die mechanischen Parameter (Polplattenstärke, Schwingspulenlänge, etc.) begrenzt. Nimmt man mehr Fläche wird ein geringerer Hub benötigt. Setzt man jetzt das für zwei Treiber erforderliche Gehäusevolumen an kann man auch gleich einen größeren Treiber verwenden.
Mit einer einfachen Formel kann man auch den maximal erreichbaren Schalldruck eines Treibers bei einer vorgegebenen Frequenz abschätzen. Für den 17-er ETON ergibt das bei 35 Hz z.B. 97,2 dB. Für zwei kannst Du dann 100,2 dB ansetzen. Nimmst Du den 20-er ETON so schafft einer davon schon 104,3 dB. Vergleicht man jetzt die Konzepte und Kosten so gebe ich einem 20-er mit BR-Rohr klar den Vorzug gegenüber zwei 17-er mit PM. Von den Kosten reden wir mal gar nicht.

Du kannst eine PM mit einem normalen BR-Simulationsprogramm berechnen/simulieren. Dazu setzt Du die Fläche des Baßreflexkanals gleich der Membranfläche der PM. Das passt zwar nie in das Gehäuse, tut der Simulationsgenauigkeit aber keine Abbruch. Jetzt berechnest Du aus der Fläche und der Länge des BRKs das Volumen und rechnest das Gewicht dieses Luftvolumens aus dem spez. Gewicht von Luft aus. Das ist das erforderlich Membrangewicht der PM!

Beispiel:
1 Liter Luft = 1,293 Gramm

Z.B.: 265 Gr Passivmembran entspricht 265 / 1,293 = 204,95 Liter Luft

Natürlich unterliegt diese Vorgehensweise einer gewissen Unschärfe. In der Praxis führt sie aber zu einer sehr guten Näherung, die man innerhalb kürzester Zeit mittel LS-Messsystem und Gewichtsveränderung der PM abstimmen kann.


[Beitrag von MBU am 01. Apr 2004, 15:42 bearbeitet]
qnorx
Stammgast
#5 erstellt: 01. Apr 2004, 16:28
Vielen Dank erstmal für Deine fundierte Antwort.

Ja, das Problem der frühen Reflexionen im Hoch-Mittel-Ton Bereich ist mit bekannt. Dazu kommen dann die Verzerrungen durch die Schallwandkanten.

Um die frühen Reflexionen in den Griff zu bekommen, folgere ich, wäre eine möglichst schmale Schallwand ideal, denn dann könnte der Hoch- und Mitteltöner analog dem Tieftöner in den 4-Pi-Raum abstrahlen. Dem Tieftöner spielt die Breite der Schallwand in dieser Hinsicht ja keine Rolle da die Schallwellen in dessen Abstrahlfreqzenbereich ja eh so lang sind, dass sie sich sozusagen um die Schallwand herumbiegen. Klar ist, dass viele Hochtöner nie und nimmer in den 4-Pi-Raum abstrahlen werden, weil das Chassis selbst schon sehr stark nach vorne bündelt. Da können wir dann aber auch bei der Lautsprecher-Entwicklung selbst nichts dran ändern.

Für eine breite Schallwand spricht die Anordnung von Tiefton-Chassis auf der vorderseitigen Schallwand. Auch ich bin kein Freund von seitlichen Tieftöner.

Als erste Regel habe ich für mich in dieser Hinsicht abgeleitet, so breit wie der Tieftöner verlangt und so schmal wie's der Tieftöner erlaubt. Obwohl ich mich nicht zu den Hausfrauen zählen, mag auch ich optisch schmalere Lautsprecher lieber als monolitische Gebilde (wobei das Bassvolumen auch hier Grenzen setzt).

Meine zweite Regel gilt dann den Schallwand-Kanten: eine vernünfige Abrundung/Phase bis hin zu einer leichten Biegung des Gehäuses (welche leider nicht ganz einfach zu fertigen ist) sollen helfen die Kantenreflexionen in den Griff zu bekommen. Timmermanns hat letztes Jahr mal interessante Versuche gemacht und auch Dickason und D'Appolito steuern interessante Artikel/Versuche bei. Da sind Veränderunge zwischen 0.5 und 4.5 db gemessen worden.

Betreffend die Zusammenhänge von xmax, SD und Vas stimme ich mir Dir voll überein. Allerdings finde ich, haben zwei kleinere Chassis doch auch Vorteile: einerseits die reduzierte Auslenkung, was im Rahmen dieser Chassis dann eine recht tiefe Abstimmung ermöglicht resp. eine präzisere Dynamik erwarten lässt, und andererseits ist mit weniger radialen und vor allem konzentrischen Resonanzmoden auf der Membran zu rechnen als bei einem äquivalenten grösseren Chassis. Nachteilig ist sicher der höhere Preis von zwei Chassis (und der Filter-Bauteile) sowie die tendenziell höhere Resonanzfreqzenz von kleineren Chassis.

Ich denke wir wissen beide, dass es DIE IDEALE LÖSUNG nicht gibt, sondern Lautsprecher-Entwicklung immer eine Reihe von Kompromissen darstellt (obwohl einige Unternehmen der Branche behaupten, keine Kompromisse zu machen ).

Ich glaube, dass die Nachteile zweier 17er Chassis gegenüber einem 20er tendenziell (nicht generell, das hängt wohl immer auch von den verwendeten Chassis ab) durch die Vorteile aufgewogen und sogar etas übertroffen werden. Aber ich kann durchaus verstehen, dass man auch zur gegenteiligen Überzeugung kommen kann. Die Differenzen sind wohl näher bei Nuancen als bei Welten.

Übringens: der Wirkungsgrad interessiert mich meist nicht so sehr, solange er natürlich im Rahmen ist. Aber ob ich 97db oder 100db habe, ist mir als absolute Grösse erstmal egal, vorher ist mir die optimale Abstimmung der Chassis untereinander viel wichtiger. Klar, ein Lautsprecher mit einem hohen Wirkungsgrad bei gleicher Qualität ist sicher vorzuziehen, aber nicht mein primäres Entwicklungsziel (ich bau ja keine PA Anlage )


Vielen Dank für den Link zu dem Edge Programm. Das Teil sieht professionell aus.

Und danke für die Anleitung Luftvolumen = Membrangewicht. War mir neu. Hätte ich doch eigentlich selber drauf kommen können, ist ja schliesslich ein Feder-Masse-System... nachher ist man immer klüger


[edit]
Doch noch ne Frage: Verstehe ich Dich richtig und Du schlägst vor, die Trennfreqeuenz im Breich der mittleren Frequenz des Auftreten des Bafflesteps zu legen? Falls ja, hat das noch einen anderen Grund ausser der Möglichkeit die Bafflestep Kompensation und die Netzwerk bei der Übergangsfrequenz evt. bauteilemässig zu kombinieren um Kosten zu sparen?

die Bafflestep Kompensation


[Beitrag von qnorx am 02. Apr 2004, 09:22 bearbeitet]
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