Xmax - Was ist besser?

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Ezeqiel
Inventar
#1 erstellt: 20. Okt 2016, 17:28
Ich hoffe, die Frage ist nicht zu doof.

Zwei Lautsprecher seien gegeben, beide haben eine Schwingspulenlänge von 25 mm.

Die Luftspalttiefe des einen beträgt 10 mm, nach der Formel Xmax=(HC-HG)/2 würde sich ein Xmax von +/- 7,5 mm ergeben.

Der andere hat eine Luftspalttiefe von 15 mm, nach der o.g. Formel würde sein Xmax lediglich +/- 5 mm betragen.

Mal andere Parameter außen vorgelassen: Für den Hersteller wäre es ja ein leichtes, durch Materialeinsparung an der vorderen Polplatte den eigentlich ja recht werbeträchtigen, rechnerisch ermittelten Xmax-Wert hochzutreiben. Dass er das nicht tut, muss also irgendwelche technischen Vorteile haben.

Welche könnten das sein?

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 20. Okt 2016, 18:54 bearbeitet]
Böötman
Inventar
#2 erstellt: 20. Okt 2016, 17:45
Kurzform:

- je höher der Xmax, desto größer sollte der Luftspalt sein damit die Schwingspule mehr Platz für Taumelbewegungen hat, desto geringer der Wirkungsgrad
- je höher die Membranauslage, desto unpräziser die Spielweise da die Membran trägheitsbedingt nachschwingt
- ein hoher Xmax Wert macht m.E. nur bei Subs Sinn
Ezeqiel
Inventar
#3 erstellt: 20. Okt 2016, 19:04
Den letzten Punkt kann ich einigermaßen nachvollziehen, wenngleich ich das so pauschal auch nicht unbedingt sagen würde. Bei den anderen Punkten habe ich so meine Probleme: Warum z.B. sollte man den Luftspalt verwenden, um die Schwingsphle auf die rechte Bahn zu bringen? Dafür sind imho doch eher ander Komponenten zuständig.

Viele Grüße,
Ezeqiel
Wave_Guider
Inventar
#4 erstellt: 20. Okt 2016, 20:12

Mal andere Parameter außen vorgelassen: Für den Hersteller wäre es ja ein leichtes, durch Materialeinsparung an der vorderen Polplatte den eigentlich ja recht werbeträchtigen, rechnerisch ermittelten Xmax-Wert hochzutreiben.



Dass er das nicht tut, muss also irgendwelche technischen Vorteile haben.


Beim Lautsprecher wird für gewöhnlich ein Vorteil, mit einem Nachteil an anderer Stelle erkauft.

Sicke und Zentrierspinne müssen zum Hub passen.
Bei einem Chassis das zu Werbezwecken mehr huben kann, könnten diese Bestandteile vielleicht zu höheren mechanischen Verlusten führen
(was für sich betrachtet, weniger werbeträchtig wäre).

Grüße von
Thomas
Big_Määääc
Inventar
#5 erstellt: 20. Okt 2016, 20:36
je dicker die Polplatte,
desto besser kann man das System prügeln

wäre auch ein Kaufkriterium
Fosti
Inventar
#6 erstellt: 20. Okt 2016, 20:39
Mechanische Verluste (Rms) würde ich beim Motordesign mal hinten an stellen

Das Ganze ist eine Optimierungsaufgabe zwischen Luftspaltiefe (~Polplattendicke), Magnet, Luftspaltflussdichte, Kurzschlussring(e) o.Ä.., Spulenlänge, Drahtlänge/-durchmesser --> Impedanz, Überhang- oder Unterhangdesign.

Rms ensteht aus vielen Parametern und ist als bloßer Wert komplett entbehrlich, man muss wissen, wie er sich zusammenstelt!
Fosti
Inventar
#7 erstellt: 20. Okt 2016, 20:40

Big_Määääc (Beitrag #5) schrieb:
je dicker die Polplatte,
desto besser kann man das System prügeln

wäre auch ein Kaufkriterium ;)


nö, siehe mein Post vorher
Böötman
Inventar
#8 erstellt: 21. Okt 2016, 07:02
@ TE:
Nochmal zum Thema der Luftspaltbreite:
Bei Chassis mit relativ kleinen Xmax (z.B. 3 mm) ist die Gefahr von ausladenden Taumelbewegungen der Schwingspule geringer, ergo kann der Luftspalt - in dem sich ja die Spule bewegt - schmaler ausgeführt werden. Hierdurch steigt magnetische Feldstärke (?) im Spalt und damit der Wirkungsgrad. Würde man die gleichen Luftspaltdimensionen bei einem Chassis mit großen Xmax (z.B. 25 mm) verwenden, so kann bei ausnutzung des Xmax nicht sicher ausgeschlossen werden, das die Spule aufgrund der eintretenden Taumelbewegungen im Luftspalt schleift und sich damit selbst schädigt. Daher wird der Luftspalt bei Ls mit "großem" Hubvermögen (das sind fast ausschließlich nur Subs) vergrößert, damit sinkt die Feldstärke sowie der Wirkungsgrad.
Reference_100_Mk_II
Inventar
#9 erstellt: 21. Okt 2016, 07:16

Böötman (Beitrag #8) schrieb:
Daher wird der Luftspalt bei Ls mit "großem" Hubvermögen (das sind fast ausschließlich nur Subs) vergrößert, damit sinkt die Feldstärke sowie der Wirkungsgrad.

Wird auch bei kleinen Subs gemacht, der Wirkungsgrad ist dann schon fast unterirdisch: Monacor Raptor-6

Resonanzfrequenz (fs)53 Hz
Nennbelastbarkeit100 W
Kennschalldruck88 dB/W/m
Nachgiebigkeit (Cms)0,38 mm/N
Bewegte Masse (Mms)23 g
Mechanische Güte (Qms)2,2
Elektrische Güte (Qes)0,43
Gesamtgüte (Qts)0,36
Äquivalentvolumen (Vas)6,9 l
Gleichstromwiderst. (Re)3,4 Ω
Kraftfaktor (BxL)7,6 Tm
Schwingspulenind. (Le)0,6 mH
Schwingspulendurchm.25 mm
Lineare Auslenkung (XMAX)± 9 mm
Eff. Membranfläche (Sd)113 cm2

Der SPL nach TSP liegt eher bei 86,5dB
Ein Subwoofer mit diesem Chassis der auch etwas tiefer kommt liegt bei ~83dB.

Mit einem anderen Chassis des gleichen Herstellers, dem Monacor SP-6/100PRO, erreicht man schon gute 87dB bei einem Subwoofer der tatsächlich auf ~42Hz runter geht.

Klar, beim MaxSPL hat der Raptor die Nase vorn, aber das ist/war ja auch zu erwarten

Aber man sieht halt den Unterschied des Wirkungsgrades bei einem Chassis mit großem Xmax und sehr breiten/weiten Luftspalt zu dem mit relativ kleinen Xmax aber schmalen Luftspalt.



Edit: Meine Rechtschreibung muss erst aufwachen


[Beitrag von Reference_100_Mk_II am 21. Okt 2016, 07:18 bearbeitet]
Fosti
Inventar
#10 erstellt: 21. Okt 2016, 07:16

Böötman (Beitrag #8) schrieb:
@ TE:
Nochmal zum Thema der Luftspaltbreite:
Bei Chassis mit relativ kleinen Xmax (z.B. 3 mm) ist die Gefahr von ausladenden Taumelbewegungen der Schwingspule geringer, ergo kann der Luftspalt - in dem sich ja die Spule bewegt - schmaler ausgeführt werden. Hierdurch steigt magnetische Feldstärke (?) im Spalt und damit der Wirkungsgrad. ....

Das Ganze ist aber AUSSCHLIESSLICH abhänging von der Verlässlichkeit der mechanischen Führung! Magnetische "Quer"kräfte treten in einem Luftspalt (egal wie lang er ist) mit Lorentzkräften nicht auf.


[Beitrag von Fosti am 21. Okt 2016, 07:18 bearbeitet]
Böötman
Inventar
#11 erstellt: 21. Okt 2016, 07:34
Das versteht sich von selbst. Je größer der genutzte Hub (auch über den Xmax-lin hinaus), desto größer ist die "relative" Taumelbewegung, desto größer die erforderlichen Sicherheitsreserven bezüglich der Luftspaltbreite. Das ist alles relativ zu sehen. Ist die Aufhängung und damit die Zentrierung extrem gut dann kann der Luftspalt wieder etwas schmaler gestaltet werden. Ich glaube wir sind uns einig das das Chassis aus dem Link mehr als 2-3 mm Luftspaltbreite benötigt um diesen Hub trotz guter Aufhängung zu überstehen.

Xmax des Chassis sind 25 mm

Edit: Ob nun ein großer oder ein kleiner Xmax von Vorteil ist entscheidet in erster Linie der Einsatzbereich. Ein Ht muss kaum huben, ergo reicht hier ein minimalistischer Xmax von weniger als 1mm.


[Beitrag von Böötman am 21. Okt 2016, 07:41 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#12 erstellt: 21. Okt 2016, 07:56

Böötman (Beitrag #11) schrieb:
[...] Luftspaltbreite [...]

Hier geht es gar nicht um die Luftspaltbreite, sondern um die Luftspalttiefe. Und ja: der Luftspalt hat gar nicht die Aufgabe, die Schwingspule am Taumeln zu hindern und könnte sie wie Fostie schon anführt auch gar nicht erfüllen.

Was den Wirkungsgrad angeht: Das obige Beispielchassis mit der dickeren Polplatte ist diesbezüglich nicht auffällig. Es ist ein Chassis aus der PA-Ecke speziell für die Tieftonwiedergabe. Ich glaube also nicht, dass die Luftspalttiefe nun direkt etwas mit dem Wirkungsgrad zu tun hat, sonst wäre ja beispielsweise der sämtlicher Unterhangkonstruktionen geradezu unterirdisch.

Viele Grüße,
Ezeqiel
Böötman
Inventar
#13 erstellt: 21. Okt 2016, 09:07
Ups, da hab ich mich wohl etwas verrant.

Bei deinen Chassis ist das besser geeignet, bei dem die Erfahrungswerte bzw. die Simulationen die besseren Ergebnisse versprechen. Das Chassis mit mehr Xmax (Datenblattangabe!) kann halt weiter auslegen und hat damit ein größeres Verschiebevolumen wenn beide Chassis die identische Größe aufweisen.


[Beitrag von Böötman am 21. Okt 2016, 09:07 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#14 erstellt: 21. Okt 2016, 09:39
Na dann wäre dieses Missverständnis ja geklärt.

Die Schwingspulen beider Chassis sind ja gleich lang, 25 mm. Die Frage bei dem Treiber mit der dickeren Polplatte wäre halt , was passiert, wenn die +/- 5 mm überschritten werden. Fängt der Antrieb dann tatsächlich an zu schwächeln, da ja nun Zustände auftreten, bei denen sich die Zahl der Windungen innerhalb des Luftspaltes verringert?

Ich meine, irgendeinen Grund wird der höhere und wie ich meine, unübliche Materialeinsatz im Bereich der Polplatte ja haben, und da es sich um einen ausgewiesenen Tieftontreiber handelt, wird man da nicht unbedingt den Hub einschränken wollen.

Bei dem Treiber mit der dicken Polplatte handelt es sich übrigens um den RCF LF12X401.

Viele Grüße,
Ezeqiel
captain_carot
Inventar
#15 erstellt: 21. Okt 2016, 09:40

Reference_100_Mk_II (Beitrag #9) schrieb:

Böötman (Beitrag #8) schrieb:
Daher wird der Luftspalt bei Ls mit "großem" Hubvermögen (das sind fast ausschließlich nur Subs) vergrößert, damit sinkt die Feldstärke sowie der Wirkungsgrad.

Wird auch bei kleinen Subs gemacht, der Wirkungsgrad ist dann schon fast unterirdisch:
Der SPL nach TSP liegt eher bei 86,5dB
Ein Subwoofer mit diesem Chassis der auch etwas tiefer kommt liegt bei ~83dB.

Mit einem anderen Chassis des gleichen Herstellers, dem Monacor SP-6/100PRO, erreicht man schon gute 87dB bei einem Subwoofer der tatsächlich auf ~42Hz runter geht.


Ohne groß simuliert zu haben nehm ich mal schwer an dass der SP-6/100PRO bei gleichen Gehäuseabmessungen und gleichem FG ziemlich entzerrt werden muss und dann ähnlich viel Saft will.
Reference_100_Mk_II
Inventar
#16 erstellt: 21. Okt 2016, 09:50

captain_carot (Beitrag #15) schrieb:
Ohne groß simuliert zu haben nehm ich mal schwer an dass der SP-6/100PRO bei gleichen Gehäuseabmessungen und gleichem FG ziemlich entzerrt werden muss und dann ähnlich viel Saft will.

Ich hab nie von der Gehäusegröße geredet ^^
Es geht ja hier irgendwie um das Chassis.
Und da hab ich einfach mal einen Langhuber mit einem Kurzhuber verglichen. Klar, der SP-6/100PRO hatte 18L netto, dem Raptor hab ich nur 9L oder so gegeben.
kinodehemm
Hat sich gelöscht
#17 erstellt: 21. Okt 2016, 10:26
Moin

den Zusammenhang zwischen notwendiger Luftspaltbreite und max hub sieht man sehr eindrucksvoll, wenn man mal echte Hochwirkungsgradchassis wie zB alte Lowther oä 'nackig' betrachtet (also das Chassis ist dabei nackig, nicht der.. )

Die sind so eng toleriert, das einem automatisch klar wird, das da wirklich schon ein Staubkorn die Nummer komplett versaut..
Bei nem rechten Schlammschieber kann man den Luftspalt mit nem Kärcher reinigen..
Ezeqiel
Inventar
#18 erstellt: 21. Okt 2016, 10:41
Nochmal zur Erinnerung: es geht mir gar nicht um die Luftspaltbreite.

Viele Grüße,
Ezeqiel

*edit*:
Ach ja, eine Für-und-Wider-Schlammschieber-Diskussion soll das auch nicht werden. Man darf getrost davon ausgehen, dass es sich bei den beiden Beispielgreibern nicht um s.g. "Schlammschieber" handelt.


[Beitrag von Ezeqiel am 21. Okt 2016, 10:56 bearbeitet]
Böötman
Inventar
#19 erstellt: 21. Okt 2016, 11:25

Ezeqiel (Beitrag #14) schrieb:
... was passiert, wenn die +/- 5 mm überschritten werden. Fängt der Antrieb dann tatsächlich an zu schwächeln, da ja nun Zustände auftreten, bei denen sich die Zahl der Windungen innerhalb des Luftspaltes verringert?


So ist es, je weniger Windungen im Magnetfeldmaxima sind, desto schwächer der Antrieb. Außerhalb vom Maxima lässt die Feldstärke zwar deutlich nach, geht aber nicht sofort auf 0 zurück.

Die dickere Polplatte kann beispielweise Material- bzw. Konstruktionsbedingt, zur verringerung der magnetischen Flussdichte innerhalb der Polplatte, sein.

Magnetfeld Lautsprecher

Feldlinienverlauf


[Beitrag von Böötman am 21. Okt 2016, 11:27 bearbeitet]
SRAM
Inventar
#20 erstellt: 21. Okt 2016, 11:44

So ist es, je weniger Windungen im Magnetfeldmaxima sind, desto schwächer der Antrieb.


Bei Chassis mit hohem Q_e ja, bei Hochleistungschassis mit geringem Q_e nein.

Hinweis (ich erklärs heute Abend): Impedanzkurve anschauen !

Gruß SRAM
Ezeqiel
Inventar
#21 erstellt: 21. Okt 2016, 12:25
Um solche Low-Qes--Chassis geht es hier tatsächlich. Ich bin gespannt. ☺️

Viele Grüße,
Ezeqiel
Fosti
Inventar
#22 erstellt: 21. Okt 2016, 13:09

Ezeqiel (Beitrag #21) schrieb:
Um solche Low-Qes--Chassis geht es hier tatsächlich. Ich bin gespannt. ☺️

Viele Grüße,
Ezeqiel


Ja, schau mal hier die Palette z.B. in 10": http://phlaudio.com/...all/page1/index.html
D.Achenbach
Inventar
#23 erstellt: 21. Okt 2016, 18:30
Ich werfe dann mal das Thema Kühlung ein. Kühlung für die geprügelte Spule gibt es nur dort wirklich, wo die Wärme abgeführt werden kann und das ist die Polplatte. Wenn man mal durchgebrannte Spulen sieht, dann sind die ober- und unterhalb der Polplatte verbrannt.
Ein Chassis mit 7,5mm Überhang in einem TMT macht wenig Sinn, wenn der nur mit ganz wenigen Millimentern Hub betrieben wird. Alles was über die Polplatte ragt verbrät nur Energie und trägt nicht zur Schallerzeugung bei.

Gruß
Dieter
PA@Home
Stammgast
#24 erstellt: 21. Okt 2016, 19:00
Mal zum Antriebsverlust ein Beispiel mit Bild:
Man betrachte "Page 13"

Das Chassis hat eine 1 Zoll Hohe Schwingspule bei 1,6 Zoll Polplattenhöhe (Unterhang, ist aber in diesem Fall egal) -> ergibt +- 7,6mm Xmax.
Auf dem Graph links oben sieht man den BL in Abhängigkeit von der Auslenkung. Bei +- 12mm ist der gerade einmal von 28 auf 26 gefallen.

Ich meine SRAM hat das vor Jahren schonmal erklärt. Sind weniger Windungen im Magnetfeld, sinkt die Impedanz (?) und es fließt mehr Strom, wodurch sich der BL wieder erhöht.


[Beitrag von PA@Home am 21. Okt 2016, 19:01 bearbeitet]
SRAM
Inventar
#25 erstellt: 21. Okt 2016, 20:09
Stimmt !

Nehmen wir den L18P300:

15 mm top plate
6 Ohm RDC
23 mm Spulenhöhe

Da wo es interessant ist, nämlich bei tiefen Frequenzen, steigt die Impedanz des Chassis auf bis zu 100 Ohm an, nehmen wir mal 30 Ohm als Mittelwert.

Da 8 mm der Spule außerhalb des Magnetspaltes sind, tragen diese nur zu RDC bei, nur der Teil der Spule, der im Spalt ist, erfährt Gegen-EMK, was in diesem Bereich die Ursache des Impedanzanstieges ist.

6 Ohm auf 23 mm sind ca. 0,25 Ohm/mm.

Die acht mm außerhalb haben also 2 Ohm die 15 mm innerhalb 4 Ohm RDC. Die restlichen 24 Ohm komplexer Widerstand werden von den 15 mm im Spalt generiert, diese haben also insgesamt einen Widerstand von 28 Ohm.

An 30 Volt würde also ein Ampere fließen.

Nun nehmen wir an, die Spule wäre halb ausgetaucht.

Gegen-EMK und damit komplexer Anteil der Impedanz gehen auf 12 Ohm runter, der Gesamt-Widerstand (Impedanz) beträgt jetzt nur noch 18 Ohm.

Entsprechend steigt der Strom durch die Spule an, und zwar auf 30/18 = 1,7 Ampere. Wegen F = B*L*I ergibt sich dann für die Kraft, die noch im Verhältnis zur eingetauchten Spule wirkt: F = F_0 * 1,7 *50% (50% Eintauchtiefe) = ca. 83% F_0.

D.h. die antreibende Kraft ist bei halb ausgetauchter Spule nicht auf 50%, sondern nur auf 83% gefallen !

(Das war jetzt sehr vereinfacht. Disclaimer:
- man muß mit der Impedanzkurve des eingebauten Chassis rechnen
- man muß jeden Punkt der Impedanzkurve einzeln rechnen
- Streufelder sind nicht berücksichtigt (machen es aber tendenziell besser !)
- man muß das Integral über eine Schwingung rechnen. Das macht es aber nochmals deutlich besser für das Chassis, weil wir ja den Punkt größten Kraftverlustes = Hubspitze gerechnet haben: die meiste Zeit über eine volle Periode taucht aber die Spule deutlich weiter, um die Mittellage ja sogar ganz ein....... !

Für Hochleistungschassis (=hohe Impedanzspitze !) ist also die Annahme, daß man die Hälfte der Luftspalthöhe dazurechnen darf, ganz vernünftig.

Natürlich nicht für schwachbrüstige Chassis mit Winzmagnet, bei denen RDC fast gleich Impedanz ist.......


Gruß SRAM


P.S.: sehr schönes Chassis von der Everest...... JBL ist halt immer noch Spitze.......


[Beitrag von SRAM am 21. Okt 2016, 20:15 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#26 erstellt: 21. Okt 2016, 20:30

SRAM (Beitrag #25) schrieb:
P.S.: sehr schönes Chassis von der Everest...... JBL ist halt immer noch Spitze.......

Ja, ich bin auch beeindruckt. Es scheint echt so zu sein, dass das letzte Quentchen Innovation dem DIY-Markt noch nicht so leicht zugänglich ist....

Ich hab' halt nach einem 12-Zöller für einen kompakten Subwoofer rein für die Musikwiedergabe gesucht (soll also knapp unterhalb von fb - so 40 Hz - aktiv hochpassgefiltert werden), der auch schon mal für eine Wohnzimmerparty der etwas ausgelasseneren Sorte taugt.

Dabei bin ich unter anderem auch über den RCF LF12X401 gestolpert. Der wird als hochbelastbarer Tieftonspezialist beworben, obwohl zwar das übliche rechnerische Xmax mit +/- 5 mm eher gering, die Schingspule aber überdurchschnittlich lang ist, die vordere Polplatte wiederum aber offensichtlich auch außergewöhnlich dick.

Ok, Material verursacht Kosten, also muss der Verzicht auf die übliche Xmax-Berechenbarkeit irgendwelche Vorteile bieten, so habe ich mir gedacht. Darum habe ich nachgefragt.

Das Geschriebene muss ich erst mal sacken lassen.....Dankeschön.

Viele Grüße,
Ezeqiel

*edit*:
.....ein bisschen sacken lassen, und schon ist mir 'ne Frage eingefallen:


SRAM (Beitrag #25) schrieb:
Für Hochleistungschassis (=hohe Impedanzspitze !) ist also die Annahme, daß man die Hälfte der Luftspalthöhe dazurechnen darf, ganz vernünftig.

Hier hätte RCF die sich dann ergebenden +/- 7,5 mm auch ereichen können, indem sie Metall eingespart und die vordere Polplatte nur 10 mm dick gemacht hätten. Dann dient das viele Metall womöglich der Wärmeabfuhr. Für 7,5 mm würde er immerhin 700 Watt benötigen in einer 40 Liter Kiste mit fb bei 43 Hz, wenn ich richtig simuliert habe.


SRAM (Beitrag #25) schrieb:
Natürlich nicht für schwachbrüstige Chassis mit Winzmagnet, bei denen RDC fast gleich Impedanz ist.......

Schon die Optik des Antriebes des RCF-Treibers sah nicht so schwachbrüstig aus.....


[Beitrag von Ezeqiel am 22. Okt 2016, 04:53 bearbeitet]
punsch
Stammgast
#27 erstellt: 22. Okt 2016, 06:34
Morgen,

ich hab das Thema gerade mal nachgelesen.

Vance Dickason schreibt folgendes in seinem Buch "Lautsprecherbeu Bewährte Rezepte für den perfekten Bau"

"Bei einem großen Verhältnis von Luftspalthöhe zu Xmax erfolgt die Abnahme des BL-Wertes langsamer als bei
geringem Verhältnis von Höhe/Xmax. An den äußersten Grenzen der Auslenkbarkeit, wo die Spule eine größere Strecke von dem Luftspalt entfernt ist, ändert sich BL nicht mehr nennenswert, die Kurve nähert sich asymptotisch dem Wert Null."

--Zitat Ende..

Die ganze Geschichte mit der Polplatte ist weitaus komplexer anzusehen als man vermuten wird.
Sie Beeinflusst ja das gesamte Magnetfeld, Symmetrie des Magnetfeldes, unerwünschte Streufelder, Gegeninduktion,,,


Mfg

Markus
Big_Määääc
Inventar
#28 erstellt: 22. Okt 2016, 06:59
und deswegen gibt es ja auch die abstrusesten Spulenwickel Magnetspaltformen,
um einen gute gleichmäßigen und symetriachen BL Verlauf hinzubekommen.

doch iwann ist auch da mal Ende Gelände,
dann kann man nurnoch aktiv pushen.

( powersoft & ipal )
SRAM
Inventar
#29 erstellt: 22. Okt 2016, 17:56

Dann dient das viele Metall womöglich der Wärmeabfuhr.


Na klar.

Immerhin 50% mehr bei 15 statt 10 mm.

Nicht zu verachten hinsichtlich Betriebssicherheit.



Gruß SRAM
Ezeqiel
Inventar
#30 erstellt: 23. Okt 2016, 14:05
Wie oben erwähnt will ich einen kleinen potenten Subwoofer rein für Musikanwendungen bis hin zu - ahem - ausgelassenerer Wohnzimmerpartylautstärke bauen .

Dabei habe ich verschiedene 12-Zöller mit WinISD durchsimuliert. Die aussichtsreichtsten Kandidaten sind bis jetzt der 18S 12LW1400 und der oben erwähnte RCF LF12X401.

18S gibt die Schwingspulenlänge und die Polplattenstärke nicht an. Ich habe also anhand des Datenblattes des 18S 12LW1400 und der dort abgedruckten Grafik mal abgeschätzt, wie dick die vordere Polplatte ist. Ich habe einfach ein bekanntes Maß mit dem Zollstock am Bildschirm nachgemessen, gemessen, wie dick die Polplatte auf der Abbildung ist und dann per Dreisatz auf's Originalmaß geschlossen.

Demnach ist die vordere Polplatte wohl etwa 12 mm dick. Falls da nicht irgendwas im Innern abgedreht oder anderweitig verändert worden ist, kann man also auch von einer Luftspalttiefe von 12 mm ausgehen.

18S gibt an, Xmax folgendermaßen zu berechnen:

Xmax=(Hvc-Hg)/2+Hg/4

Diese Formel war im Datenplatt des 12LW1400 übrigens fehlerhaft abgedruckt, es fehlte das Plus-Zeichen. Die Originalformel habe ich dann im Datenblatt eines anderen 18S-Treibers gefunden.

Für den 12LW1400 werden +/- 8,25 mm angegeben. Die Formal oben ein bisschen umgestellt...:

Hvc=(Xmax-Hg/4)*2+Hg

.....ergibt sich aus diesen Daten eine Schwingspulenlänge von 22,5 mm und somit ein Schwingspulenüberhang von 5,25 mm an beiden Enden.

Die gewünschte Zielübertragungsfunktion für den geplanten Subwoofer (f3 bei so 45 Hz) stellte sich beim RCF in einem kleineren BR-Gehäuse ein, als beim 18S. Dafür ist der Leistungsbedarf für das Erreichen einer bestimmten Auslenkung ein gutes Stück höher. In Zahlen:

RCF LF12X401:
35 Liter BR, Tuning bei 47 Hz. Um +/- 8 mm zu erreichen sind - gewisse Unlinearitäten außen vor gelassen - etwa 770 Watt nötig. Ein 160 cm²-Kanal wäre nach SRAMs Spiegelmethode etwa 47 cm lang.

18S 12LW1400:
45 Liter BR, Tuning bei 48 Hz. Um +/- 8 mm zu erreichen sind - auch hier gewisse Unlinearitäten außen vor gelassen - etwa 580 Watt nötig. Ein 160 cm²-Kanal wäre nach SRAMs Spiegelmethode etwa 30 cm lang.

Treiber wie der BMS 12S300 oder 12N630 sehen auf den ersten Blick auch sehr interessant aus, allerdings benötigen die für einen vernünftigen Kanal-Querschnitt extrem lange Kanäle, fast egal, wie man entsprechende Konstrukte nun auslegt.

Außerdem: Wenn stimmt, dass ein tiefer Luftspalt der Kühlung zugute kommt, machen mich ausgesprochene Langhuber mit Polplattenstärken von in diesen beiden Fällen 10 mm ein bisschen skeptisch - möglich, dass ich da aber falsch liege.

Mich würden jedenfalls auch Beispielprojekte aus der PA-Ecke mit den beiden BMS-Treibern interessieren. Wie man vielleicht erkennen kann, ist jedoch nicht eine möglichst tiefe untere Grenzfrequenz das Ziel sondern der Schwerpunkt soll auf hoher Pegelfestigkeit liegen - 40 bis 45 Hz f3 reichen mir in diesem Fall. So wie oben dargestellt abgestimmt erreichen der 18S und der RCF immerhin simulierte 120 dB.

Aufgrund dieses Threads ist zur Zeit jedenfalls der RCF Favorit, dicht gefolgt vom 18S. Aber so ganz entschlossen bin ich noch nicht. Ich würde mich sehr über weitere Tips freuen.

Viele Grüße,
Ezeqiel

*edit*:
Vielleicht sollte der Thread ins DIY-Subwoofer-Unterforum verschoben werden? Obwohl: passen tut er hier auch, weil hier ja auch einige Äußerungen der allgemeineren Art, also nicht nur Subwoofer betreffend, getätigt worden sind.


[Beitrag von Ezeqiel am 23. Okt 2016, 15:06 bearbeitet]
Fosti
Inventar
#31 erstellt: 23. Okt 2016, 15:58
Moin Eze,

warum ein hart aufgehängtes PA Chassis im Heimbereich? Mal über den SPH-300CTC nachgedacht? Ein potentes und anpassbares Chassis.

Good luck!


[Beitrag von Fosti am 23. Okt 2016, 16:41 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#32 erstellt: 24. Okt 2016, 07:44
Moin Fosti,

Ich habe den SPH-300CTC mal mit den Herstellerdaten simuliert. Der trifft die Vorgabe f3 bei etwa 45 Hz in einem kompakten Gehäuse schon, wenn man bei WinISD 0.7.0.900 den voreingestellten QB3-Vorschlag unverändert übernimmt. Das ist sehr schön.

Weniger schön ist, dass dieser Treiber das zwar in einem angenehm kleinen Gehäuse von 30 Litern schafft, dafür aber eine recht tiefe Tuningfrequenz von unter 40 Hz braucht. Da komme ich ähnlich wie bei den BMSsen auf einen zu langen Kanal, wenn ich ihn nicht zu schmal im Querschnitt machen wollte. Das übrigens auch ohne die bei den BMSssen erreichbaren tiefen unteren Grenzfrequenzen von so 35 Hz zu erreichen (die ich andererseits auch gar nicht unbedingt benötige).

Zur Übersicht und zum Nachsimulieren hier nochmal die gewählten Abstimmungen, die ich für ein f3 von etwa 45 Hz gefunden habe:
RCF LF12X401: Vb=35 Liter; fb=47 Hz
18S 12LW1400: Vb=45 Liter; fb=48 Hz
Monacor SPH-300CTC: Vb=30 Liter; fb=37 Hz

Im Vergleich zwischen dem Monacor und den beiden PA-Gerätschaften von RCF und 18S fallen noch ein paar andere Dinge auf:
  • Der Monacor erreicht die Vorgabe einer unteren Grenzfrequenz von um 45 Hz wie gesagt im vorgegebenen QB3-Vorschlag. Bei den beiden PA-Treibern musste dafür das Gehäuse vergrößert und die Tuningfrequenz herabgesetzt werden.
  • Beim Monacor liegt fb dann ein gutes Stück unter f3, bei den PA-Treibern drauf oder gar drüber.
  • Beim Monacor beginnt im Frequenzgang der Abfall zu den Tiefen eher sanft, bei den gefundenen Abstimmungen der beiden PA-Treiber ist der Abfall abrupter.
  • Dadurch sieht die Gruppenlaufzeit beim Monacor etwas besser aus (bis 11 ms), ist aber auch bei den PA-Treibern noch im Rahmen, wie ich finde (um 15 ms). Es soll ohnehin im "Ernstfall" noch eine Hochpassfilterung unterhalb fb erfolgen, dann steigt die Gruppenlaufzeit nochmal stark an. Keine Ahnung, was auch der Raum noch diesbezüglich anstellt......
  • Selbst wenn ich Xmax beim Monacor auf +/- 8 mm erhöhe, zeigen sich die beiden PA-Treiber bei weitem pegelfester. WinISD sagt für den Monacor etwa 111 dB erziehlbaren Pegel voraus, vermutlich begrenzt durch die elektrische Belastbarkeit. Für die beiden PA-Treiber sind es gut 120 dB, hier wohl durch Xmax begrenzt. Klar ist, dass der Leistungsbedarf dafür natürlich sehr hoch ist.

Insbesondere bei den ersten drei Punkten weiß ich nicht so genau, inwiefern sie Vorteile oder Nachteile bedeuten. Vielleicht kannst du was dazu sagen? Den robusteren Eindruck machen mir aber die beiden PA-Treiber.

Bleibt noch, dass die PA-Treiber beide etwa 100,- € teurer sind als der Monacor und dass ich mir noch Gedanken für den Mehrbedarf an Leistung machen muss. Allerdings beruht der Mehrbedarf auch nur auf der höheren Belastbarkeit der PA-Treiber. Für gleiche Lautstärke ist der Leistungsbedarf bei allen drei Konstruktionen ähnlich, sagt WinISD.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 24. Okt 2016, 12:02 bearbeitet]
Fosti
Inventar
#33 erstellt: 24. Okt 2016, 18:12
Moin Ezegiel,

bis auf den Max-Pegel spricht IMHO alles für den Monacor. Mit den Parametern aus der HH 04/2015 sieht Deine QB3-Abstimmung nicht gut aus (ich simuliere mit BOXSIM). Ich würde auf 50 L gehen und zwischen 40-45 Hz abstimmen. Damit bekommst Du dort unten auf ~110dB. Das Chassis ist bis 35 Hz voll elektrisch belastbar (was das auch immer heisst ). Wenn ich auf 300 W hochgehe, fängt das Chassis zwischen 50 und 70 Hz leicht an die Auslenkungsgrenze zu kommen. Das ist gut, denn unten hilft weiter das BR-Tuning.

Sanfter Abfall nach unten ist im Zimmer nicht unvorteilhaft.

Viele Grüße,
Christoph

EDIT: Bei den Simulationen ist ein 24dB-LR-Tiefpass@400Hz gesetzt!

sph-300ctc_1
sph-300ctc_2
sph-300ctc_3


[Beitrag von Fosti am 24. Okt 2016, 23:41 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#34 erstellt: 25. Okt 2016, 06:46
Moin Fosti,

Hm, ich habe den RCF LF12X401 jetzt auch mal mit Boxsim simuliert, auch hier wie in WinISD in Vb=35L und fb=45Hz. Wegen der Vergleichbarkeit habe ich auch einen 24dB-LR-Tiefpass@400Hz gesetzt (ich nehme an, du hast ihn aus 2x12dB zusammengesetzt):

Frequenzgang RCF LF12X401
Maximalpegel RCF LF12X401
Eingabefeld RCF LF12X401

In der Praxis werde ich so einen Tiefpass wohl ab 100 Hz einsetzen. Tops sollen an der Wand hängende 8''/1''-Lautsprecher werden. Das Ganze soll auf hohe Pegelfestigkeit getrimmt sein, weshalb die Tops womöglich sogar als hoch getunte BR-Boxen mit entsprechendem TMT (wahrscheinlich Celestion TF0818) ausgeführt werden könnten. Vermutlich wird ein Controller zumindest für die Sub/Sat-Trennung zum Einsatz kommen.

Wie dem auch sei: bis auf eine geringfügig tiefer liegende untere Grenzfrequenz beim Monacor in einem ja aber auch 15 Liter größeren Gehäuse kann ich nicht so recht sagen, wo außer bei der Pegelfestigkeit, wie du sagst, "alles für den Monacor" spricht.

Beim RCF liegt der erziehlbare Maximalpegel auch hier ein gutes Stück höher, unterhalb von 40 Hz limitiert durch den mögichen Membranhub und oberhalb durch die elektrische Belastbarkeit (AES). Der Anstieg oberhalb so 200 Hz ist wohl dem o.g. Filter geschuldet, wenngleich ich das bei einem aktiven Filter ein bisschen unlogisch finde....aber das nur am Rande....

Ich habe oben ja geschrieben, dass das Ganze pegelfest genug sein soll, um auch Wohnzimmerparties der lauteren Art zu beschallen. Es soll aber auch geeignet sein, damit notfalls auch mal eine kleine Gartenparty zu bestreiten. Es soll vor allem robust sein. Darum habe ich halt bei diesen Kloppern aus der PA-Ecke gewildert.

Was spricht den deiner Meinung nach gegen Treiber wie den RCF oder ähnliche?

Viele Grüße,
Ezeqiel

*edit1*:
Mir ist noch aufgefallen, dass der Wirkungsgrad der Konstruktion um den Monacor höher zu sein scheint. Andererseits handelt es sich hier nominell ja aber auch um einen 4-Ohmer. Hm.....alles nicht so einfach.....

*edit2*:
Ich habe WinISD mal mit deinen Daten vom SPH-300CTC gefüttert und muss schon sagen, dass das dann schon anders aussieht, als mit den Herstellerdaten. Für einen linearen Bassbereich kann fb z.B. wesentlich höher liegen, was die Dimensionierung des BR-Kanals schon deutlich vereinfacht.

Verglichen wird in den folgenden Grafiken der Monacor (Rot) in den von dir vorgeschlagenen 50 Litern und einem fb von 40 Hz (höheres Tuning erzeugt eine Überhöhung) mit dem RCF (Grün) in 35 Litern mit fb von 47 Hz:

SPL bei einem Watt:

2SPL-1W

Maximaler SPL:
3Maxpegel

Der Monacor erziehlt hierbei eine untere Grenzfrequenz von 40 Hz, der RCF von 45 Hz. Da mir 45 Hz theoretisch reichen würden, könnte man das Gehäuse auf 45 Liter@43 Hz verkleinern. Wollte ich für den RCF die 40 Hz, könnte ich es auf 40Liter@43 Hz vergrößern.

Am Ende sehe ich jetzt nur die Unterschiede im MaxSPL und im für gleiche untere Grenzfrequenz benötigten Gehäusevolumen. Und da sieht es in meinen Augen für beide Fälle mit dem RCF besser aus. Habe ich vielleicht was übersehen?


[Beitrag von Ezeqiel am 25. Okt 2016, 07:30 bearbeitet]
Big_Määääc
Inventar
#35 erstellt: 25. Okt 2016, 07:22
für druckvollere lautere Gartenpartys ist es nicht verkehrt drauf zu achten,
das ser TT eine inside/outside, nur zweilagig gewickelte Schwingspule hat,
weil das kühlt sich besser.
Ezeqiel
Inventar
#36 erstellt: 25. Okt 2016, 07:40
Das ist sowohl beim RCF LF12X401 als auch beim 18S 12LW1400 laut Datenblatt der Fall.

Im Datenblatt des Monacor SPH-300CTC wird das nicht explizit erwähnt, da weiß ich es also nicht.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 25. Okt 2016, 07:41 bearbeitet]
SRAM
Inventar
#37 erstellt: 25. Okt 2016, 10:46
Für Hohe Lasten die Temperaturerhöhung der Spule mitsimulieren............... WINISD bietet die Möglichkeit, bei den anderen Vorwiderstand dazu verwenden.

So ca. 100°C im Mittel kann man noch sicher fahren.


Gruß SRAM
Ezeqiel
Inventar
#38 erstellt: 25. Okt 2016, 11:22
Hier handelt es sich wieder um den RCF in 35Litern@47Hz. Grün steht für 0 Grad Erwärmung, blau für 50 Grad und rot für 100 Grad:

1ungefiltert_verschiedene_Temperaturen

Der Wirkungsgrad unter 150 Hz steigt laut Simulation um bis zu etwa 2 dB an, gleichzeitig steigt auch die untere Grenzfrequenz f3 von etwa 45 auf knapp 50 Hz. Die Abstimmung entwickelt sich aber scheinbar nicht zu einer Fehlabstimmung.

Vermutlich werde ich, falls es der RCF werden sollte, das Volumen auf 40 Liter erhöhen und fb etwas reduzieren.

Viele Grüße,
Ezeqiel
SRAM
Inventar
#39 erstellt: 25. Okt 2016, 11:34
.....nö: sie entwickelt sich zu einer Lehrbuchabstimmung ;-)


.....die Hersteller denken eben mit !


Gruß SRAM
Ezeqiel
Inventar
#40 erstellt: 25. Okt 2016, 11:51
Cool.

Gerade bin ich am überlegen, den Kanal im Querschnitt einstellbar zu machen. In 40 Litern wäre beim kühlen RCF nämlich ein niedrigeres fb sinnvoller, als bei einer 100 Grad heißen Schwingspule.

Sozusagen ein Brettchen zur Querschnittveringerung rein für's Hören in normalen Lautstärken und Brettchen raus, wenn's mal zur Sache gehen soll......

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 26. Okt 2016, 06:29 bearbeitet]
SRAM
Inventar
#41 erstellt: 25. Okt 2016, 12:06
Google mal nach den alten EV Gehäusevorschlägen für die EV 12 und 15 Zoll Hochleistungschassis....
.....die hatten das damals schon ;-)


Gruß SRAM
SRAM
Inventar
#42 erstellt: 25. Okt 2016, 12:16
Ezeqiel
Inventar
#43 erstellt: 25. Okt 2016, 15:42
Yep, sehr schön. Da war aber wohl weniger die Schwingspulentemperatur im Blick, als vielmehr eine erzielbare tiefere untere Grenzfrequenz, falls ein EQ zur Verfügung steht. Aber hier passt es auch super, da haste Recht.

Ich dachte mir, dass ich einfach ein auch wieder herausnehmbares, durchgehendes Brett auf dem Boden des unten liegenden Kanals fixiere, um den Querschnitt zu verringern, um so fb zu senken.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 26. Okt 2016, 06:27 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#44 erstellt: 30. Okt 2016, 21:50
Im Moment ist ja immer noch der RCF LF12X401 Favorit. Ich simuliere aber immer noch ein paar andere Kandidaten durch und auch der 18S 12LW1400 ist noch nicht aus dem Rennen.

Unter anderem habe ich mal die Herstellerdaten des B&C 12TBX100 hergenommen, um in WinISD ein bisschen herum zu simulieren. Aber da kriege ich einen einigermaßen linearen Frequenzgang nur hin, wenn ich fb in Relation zum Gehäusevolumen sehr tief ansetze, so dass die Reflexkanaldimensionen utopische Werte annehmen.

Der 12TBX100 taucht ja auch anderswo auch hier im Forum auf. Dort genannte Abstimmungen würden aber mehr oder weniger gar nicht gehen, wenn ich nach der Simulation gehe.

Benutzen User, die solche Abstimmungen vorschlagen, alle selbst ermittelte TSP? Und wenn die so stark von den Herstellerdaten abweichen sollten, inwieweit kann ich mich denn auf diese verlassen?

Nicht dass ich nicht auch nachmessen würde, aber ich hätte ja gerne schon vor einer eventuellen Bestellung eine Vorstellung davon, was mich erwartet.

Also: inwieweit kann man sich im Profibereich auf die veröffentlichten TSP verlassen?

Viele Grüße,
Ezeqiel
Ezeqiel
Inventar
#45 erstellt: 21. Nov 2016, 12:18
So, gestern habe ich einen ersten praktischen Schritt unternommen und mir eine gebrauchte Crown XLS 1502 gekauft. Die wird gebrückt wohl genug Leistung für das geplante Wohnzimmersubwooferchen habe.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 21. Nov 2016, 12:20 bearbeitet]
Ezeqiel
Inventar
#46 erstellt: 29. Nov 2016, 14:01
Ich würde ja gerne den letzten Post editieren, doch dann steht da:


Sie können diesen Beitrag nicht mehr bearbeiten oder löschen, da entweder schon eine Antwort existiert oder der Beitrag ein bestimmtes Alter überschritten hat!


In Post Nr. 26 stand unter anderem:


Ezeqiel (Beitrag #26) schrieb:

SRAM (Beitrag #25) schrieb:
Für Hochleistungschassis (=hohe Impedanzspitze !) ist also die Annahme, daß man die Hälfte der Luftspalthöhe dazurechnen darf, ganz vernünftig.

Hier hätte RCF die sich dann ergebenden +/- 7,5 mm auch ereichen können, indem sie Metall eingespart und die vordere Polplatte nur 10 mm dick gemacht hätten. Dann dient das viele Metall womöglich der Wärmeabfuhr. Für 7,5 mm würde er immerhin 700 Watt benötigen in einer 40 Liter Kiste mit fb bei 43 Hz, wenn ich richtig simuliert habe.


Da hatte ich wohl ein Brett vor dem Kopf. Würde man zum Schwingspulenüberhang von 5 mm die halbe Polplattenstärke dazu addieren, kämen +/- 12,5 mm und nicht +/- 7,5 mm dabei raus. Das ist irgendwie schon sehr krass, zumal RCF Xmax für den LF12X401 lediglich mit gut 8 mm angibt.

Ob 12,5 mm tatsächlich realistisch sind? Ich vermute, in einem recht kleinen BR-Gehäuse (wie von mir ja geplant) wird es dann zumindest mit der elektrischen Belastbarkeit eng.

Viele Grüße,
Ezeqiel


[Beitrag von Ezeqiel am 29. Nov 2016, 14:03 bearbeitet]
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