Schreibtischbox hoher Wirkungsgrad (Minihorn) vs. BR-Box

Wie hier nachzuverfolgen habe ich schon länger den Verdacht, dass sich Treiber mit "Phaseplug",
also Undichtigkeit gerade dort wo das Mikrophon bei der Nahfeldmessung hin sollte,
nicht wirklich für Nahfeldmessungen eignen.

Insbesondere wird das asymptotische Anpassen des BR-Outputs schwierig, weil der SPL des Treibers sich im untersten Frequenzbereich unstetig verhält, selbst bei ausreichendem Störabstand.

Gestern habe ich einen Bericht gefunden, indem auch Phaseplug-Treiber gemessen wurden und sich recht genau die Probleme von Steffen finden:
http://www.jwwulf.de/de/lautsprecher/messmethode_de.htm

Steffens neueste Messung mit geschlossenem BR zeigt runter bis ca. 40 Hz das erwartete Verhalten, darunter beginnt ein ~15 dB tiefer Einbruch mit Minimum bei 23 Hz.
Die Phasendrehung erreicht bei 30 Hz bis zu +280°, es ist demnach ein System >2 .Ordnung = keine geschlossene Box.

Treiber bei geöffnetem BR sieht s. ähnlich aus, der dip bei Fbox bei ca. 60 Hz ist erkennbar, dort auch der zu erwartende Schlenker in der Phasenkurve.

Die durch den Phaseplug-Luftspalt verursachte übermäßige Phasendrehung wird die Summenbildung von Treiber + BR verfälschen, selbst und gerade dann wenn sie "richtig", d.h. als vektorielle Addition erfolgt.

Schade, dass sich Steffens Formelsammlung bisher kein Mathematiker genau angesehen hat. Obwohl überall die Phase auftaucht, zeigen die Ergebnisse eindeutig, dass ganz simpel linear /arithmetisch addiert wird (1 + 1 = 2), auch im alten Projekt von vor >3 Jahren.


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In obigem Bericht findet sich auch die weniger bekannte, alternative Mess-Methode für tiefe Frequenzen, speziell BR/PR.
Dabei wird der Schalldruck innerhalb (!) des Gehäuses gemessen (MIB = Mikrophone in box),
welcher nach 2 x differenzieren (= Kurve mit der Frequenz um 12 dB/Okt aufwärts "kippen") dem außen erzeugten Schalldruckverlauf entspricht.

Die Methode wurde zuerst von R.Small veröffentlicht, geht auf A.N.Thiele zurück, der auch schon auf die geniale Vereinfachung kam, das Mikrophon durch einem hinten geschlossenen Hochtöner (Fo >1 kHz) zu ersetzen, wodurch das Signal direkt genutzt werden kann (ohne Kippen der Kurve um 12 dB/Okt.).

Zu MIB auch hier:
https://audioxpress....w-frequency-response


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@Steffen
Du solltest deinen Ablauf ändern:
-- zuerst die vektorielle Summe aus Nahfeldmessung von Treiber + BR bilden,
-- dann auf die Summe die Bafflestep-Korrektur anwenden
-- und dieses Ergebnis mit der gefensterten 1m-Messung zusammenfügen


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p.s.: die Signalbearbeitung nennt sich "differenzieren" statt integrieren (Fehler korrigiert)

Hallo Mwf,

hab wieder vielen Dank für Deine Antworten.

Mwf (Beitrag #102) schrieb:

... Schade, dass sich Steffens Formelsammlung bisher kein Mathematiker genau angesehen hat. Obwohl überall die Phase auftaucht, zeigen die Ergebnisse eindeutig, dass ganz simpel linear /arithmetisch addiert wird (1 + 1 = 2), auch im alten Projekt von vor >3 Jahren. ...

Ja so ein Mathematiker wäre hier sehr hilfreich. Bislang habe ich diese Formel benutzt:

Summe aus Pegel_A und Pegel_B [dB] = 20 x log10 (10 ^ (Pegel_A[dB]/20) + 10 ^ (Pegel_B[dB]/20)

Dadurch werden aber tatsächlich nur die Amplitudenbeträge addiert. Die Phase geht nicht mit ein. Diese Formel entspricht "Weg2" meines obigen Formelzettels und auch auf nachfolgendem Screen meiner OpenOfficeCalc-Datentabelle.

Im "Weg1" wären eigentlich die Phasen mit im Summenwert enthalten. Aber ich bin da nicht so sicher. Stelle ich beide Rechen"Wege" in einem Diagramm gegenüber, erkenne ich kaum Unterschiede.



Die Berichte zu den PhasePlug-Problemen bei der Nahfeldmessung lese ich mir gleich mal durch.

Beste Grüße
Steffen

Nachtrag: Es gibt doch Unterschiede zwischen beiden Rechenwegen, ich habe die Werte der Summenamplitude für beide Wege noch mal in ein "vernünftiges" Octave-Diagramm plotten lassen. Allerdings schaut die hellgrüne Linie der Summenamplitude nach "Weg1" auch nicht so sehr "sinnig" aus.

Ste_Pa (Beitrag #103) schrieb:

Es gibt doch Unterschiede zwischen beiden Rechenwegen, ich habe die Werte der Summenamplitude für beide Wege noch mal in ein "vernünftiges" Octave-Diagramm plotten lassen. Allerdings schaut die hellgrüne Linie der Summenamplitude nach "Weg1" auch nicht so sehr "sinnig" aus.

Spannendes Diagram !

Sieht so aus, als ob von einem zum nächsten Frequenzpunkt abwechselnd (nicht wirklich, der Abstand ist nicht konstant)
-- mal einfach addiert wird (nur Realteile wie "Weg 2),
-- und mal mit Phase oder sogar in Gegenphase (= Subtraktion).

Völlig rätselhaft, wie geht sowas ? Kann sich das jemand mal genau angucken.

Gehe ich richtig in der Annahme, dass ich die in Beitrag #96 gezeigten Amplituden- und Phasenkurven für Treiber- und BR-Nahfeld nicht mehr nutzen kann um obiges Diagram nachzuvollziehen?

Wenn ja,
würdest du bitte die zugrunde liegenden Messungen zeigen.

Und
-- kannst du auch für die Summenkurve einen Phasengang zeigen ?

Hallo Mwf,

die versuchte Signal-Addition beruht auf den Daten aus #96 (ARTA->FR->Export).

In meiner Formelübersicht (#101) hatten sich noch Fehler eingeschlichen (nur in der Übersicht; nicht im SCalc-Sheet). Korrigiert sollte das so aussehen:



Allerdings ist mir im SCalc-Sheet auch noch ein Fehler aufgefallen. Ich fürchte die Sinus- und Cosinusberechnungen wurden direkt mit den Grad-Maßen (DEG) der Phase (Bogenmaß) und nicht mit dem erforderlichen RAD-Werten (Kreismaß) gespeist.

Nun habe ich die gesamten Berechnungen, die ich zuvor im SCalc-Sheet hatte, mal in das Octave-Skipt gegeben. Damit zeigt sich nun ein völlig anders Bild. Die betragsmäßige Addition der beiden Kurven (Weg 2) sieht, wie auch schon zuvor über die SCalc-Berechnung, plausibel aus, nur dass die Phaseninformation fehlt. Die Summenkurve nach Weg 2, die sich aus der Phase speist, sieht wieder sehr merkwürdig aus.



Mein Octave Skript verarbeitet die aus ARTA (FR) im csv-Format exportierten Messwerte. Ich habe hier lediglich aus den zwei *.csv-Dateien von ARTA mittels SCalc eine *.csv-Datei mit 5 Spalten gemacht.
Spalten: Frequenz_Hz | Quasifreifeld_Mag_dB | Quasifreifeld_Phase_deg / Port_Mag_dB | Port_Phase_deg

Das Skript sieht wie folgt aus:

file = fopen('C:\Users\Steffen\Desktop\Lautsprecher\_Messungen_neu_neuesMikro_13052022\_Quasifreifeld_u_Bass_5_OhneWeiche\EinzelAmplitudenFuerOctave_.txt','r');
heading = textscan(file,'%s %s %s %s %s',1);
fgetl(file); % advance the file pointer one line
data = textscan(file,'%f %f %f %f %f');
fclose(file);

Frequenz=cell2mat(data(1));
Quasifreifeld_Mag_dB=cell2mat(data(2));
Quasifreifeld_Phase_deg=cell2mat(data(3));
Port_Mag_dB=cell2mat(data(4));
Port_Phase_deg=cell2mat(data(5));

Quasifreifeld_Mag_p_p0= 10.^(Quasifreifeld_Mag_dB/20);
Quasifreifeld_Realteil=cos(deg2rad(Quasifreifeld_Phase_deg));
Quasifreifeld_Imaginaerteil=sin(deg2rad(Quasifreifeld_Phase_deg));

Port_Mag_p_p0= 10.^(Port_Mag_dB/20);
Port_Realteil=cos(deg2rad(Port_Phase_deg));
Port_Imaginaerteil=sin(deg2rad(Port_Phase_deg));

Summe_Realteile=Quasifreifeld_Realteil+Port_Realteil;
Summe_Imaginaerteile=Quasifreifeld_Imaginaerteil+Port_Imaginaerteil;

Euler_Betrag=((Summe_Realteile.^2)+(Summe_Imaginaerteile.^2)).^(1/2);
Euler_Phase=atan(Summe_Imaginaerteile/Summe_Realteile);

SummenAmplitude_Weg1=20*log10(Euler_Betrag);
SummenAmplitude_Weg2=20*log10(10.^(Quasifreifeld_Mag_dB/20) + 10.^(Port_Mag_dB/20));

plot(Frequenz,SummenAmplitude_Weg1,'g');
hold on;
plot(Frequenz,SummenAmplitude_Weg2,'k');
hold on;

h=legend('Amplitude Weg1','Amplitude Weg2');
set(h,'Interpreter','none');
legend('Location','bestoutside')
%legend('Location','northeastoutside')
set(h,'Interpreter','none');
set(gca,'XScale','log');
axis([10 25000 -100 5]);

grid on;
grid minor;
xlabel('Frequenz [Hz]');
ylabel('Amplitude [dB]');
hold off;

Ich habe mich entschlossen ARTA zu kaufen, sonst "verzettele" ich mich hier zu weit. Wobei mich schon sehr interessiert hätte, wo mein Fehler hier (bei den Formeln oder im Skript) liegt.

Wenn der "Ablaufplan" (zur Erzeugung des Quasifreifeld-Amplituden- und Phasenganges mit ARTA) so verändert werden sollte, dass erst die beiden Nahfeldmessungen vektoriell addiert werden müssen und nach der Bafflestep-Korrektur erst das Fügen der Fernfeldmessung erfolgt, ist das in der ARTA Demoversion IMHO nicht mehr zu bewerkstelligen, da man keine Daten importieren kann. Zumindest habe ich keine derartige Möglichkeit gefunden. Ich müsste ja die in Octave addierten Nahfeldvektoren wieder aus Octave exportieren, "irgendwie" in ARTA importieren, um dort dann die Summenkurve mit der Fernfeldmessung zu fügen.

Bis hier hin erst einmal.

Beste Grüße
Steffen

PS: Falls Jemand tüfteln mag, ich habe die Quelldateien mal in meine Dropbox gestellt ...
SCalc-Sheet mit Messwerten und den Berechnungen (Weg 1 und Weg 2)
Octave-Skript mit den Berechnungen (Weg 1 und Weg 2)
Messwertdatei für Octave-Skript

Wie Steffen schon geschrieben hat verfügt er jetzt über die Vollversion von ARTA. So konnte er mir die Tage auch seine rohen Messungen übermitteln, dass ich mal drüberblicke und ihm Anhaltspunkte zur Auswertung gebe.

Die Präsentation seiner Daten erfolgt natürlich zum entsprechenden Zeitpunkt via ihm. Aber ich bin an der Stelle mal so frei zwei Punkte (weiter) zu beantworten:


#1 - setzen des Cursors manuell vs. via "Pos1" in ARTA - Nachtrag zu Post #93:

Auch anhand Steffen's Messungen lässt sich demonstrieren, dass das manuelle setzen vor den Beginn der Impulsantwort vorzuziehen ist. Anbei eine seiner Membran-Nahfeldmessungen - türkis Cursor manuell gesetzt, schwarz via Pos1; links Amplituden-, rechts Phasenfrequenzgang:



Insb. im Phasenfrequenzgang zeigen sich bei automatisch gesetztem Cursor Artefakte - Verlauf ist nicht plausibel. Bei manuell gesetztem Cursor ist der Verlauf wie erwartet stetig.


#2 - finale Werte (kombinierte) Nahfeldmessung:

Der Punkt knüpft direkt an den vorigen an. Abgesehen von den bereits dokumentierten Problemen mit der Auswertung (insb. das falsche automatische setzen des Cursors) wurden, wie ebenfalls bereits mehrfach explizit angesprochen, bis zuletzt die Messungen mit einem schlechten SNR durchgeführt.

Insb. problematisch ist das meist an der untere Flanke der Kurven. Hier ist der Erfahrung nach sowohl Noise aus Umgebungsgeräuschen als auch der Noisefloor der Signalkette am höchsten, als auch der Pegel der Lautsprecher am niedrigsten - das Signal to Noise ist hier denkbar ungünstig, und man muss teils wirklich laut messen, um plausible Daten zurück zu erhalten.

Ref.: ARTA Handbuch V2.4D Seite 57ff.

Bis zuletzt gab's bei Steffen in dem Punkt noch größere Probleme - Amplituden- als auch Phasenfrequenzgang waren in diesem Frequenzbereich unplausibel, da eben von Noise beeinflusst. Eine valide Auswertung, insb. Pegelanpassung via Volumenstrommethode an der unteren Flanke, war schlicht nicht möglich.

Unter Anweisung wurde das SNR deutlich verbessert. Die Messdaten sind nun plausibel. Die Auswertung klappt beim Threadersteller auch schon schön langsam. Aber derweil, rein um diesen einen offenen Punkt final zu beantworten, führe ich diese durch - ich bin ja doch ein paar Jahre, und eine hohe dreistellige bis niedrige vierstellige Anzahl an akustischen Messungen in ARTA, und die daraus resultierende Erfahrung / Routine / Finesse, weiter.

Anbei der aktuelle Stand der Messungen Steffen's Lautsprechers. Türkis Membran-, schwarz Port-Nahfeldmessung; links Amplituden-, rechts Phasenfrequenzgang:



Wir sehen deutlich unter fb exakt den erwarteten 180° Phasenversatz - Membran und Port spielen hier exakt "versetzt" - lehrbuchmäßiges Verhalten.

Auch die Amplitudenkurven sind untenrum nun glatt - Einpegelung nach Volumenstrommethode (Ref.: ARTA Handbuch V2.4D Seite 122) nun wunderschön möglich.

Anmerken kann / sollte man auch das in den Einzelmessungen schön zu sehende Tuning - Amplitudenpeak der Port-Nahfeldmessung bei ~65 Hz, Amplituden-"Dip" in der Membran-Nahfeldmessung bei ~60 Hz. Ref.: MBU's Dokumentation.

Ste_Pa (Beitrag #101) schrieb:

Zum Post#99: Die vergleichende Chassis-Nahfeldmessung einmal mit "normalem" (offenen) BR-Kanal und einmal mit einem Socken im BR-Kanal habe ich mal durchgeführt ...

Das möcht ich auch noch kurz kommentieren - ebenfalls wunderbar lehrbuchmäßiges Verhalten - der im Absatz zuvor beschriebene "Dip" in der Nahfeldmessung, entsprechend dem Membranhub-Minimum @ fb, ist bei verstopftem Port weg, und es zeigt sich die von einer CB erwartete ununterbrochen stetig verlaufende untere Flanke.

Einzig, nochmal - auch hier sollte man den Cursor manuell VOR, nicht via Pos1 IN die Impulsantwort setzen - was, wie eingangs demonstriert, den "Schlenker" unter 30 Hz noch eliminiert hätte.


Ich gebe den Ball nun wieder zurück an den Threadersteller.

Hallo Zusammen,

etwas Zeit ist vergangen und ich habe mich recht intensiv mit meinem neuen Messequipment, dem ARTA-Programm und natürlichen meinen Lautsprecherboxen beschäftigt.

Zunächst habe ich meine Lautsprecherbox mit dem Visaton B80-Chassis erneut vermessen. Diesmal habe ich, wie von Mwf und stoneeh vorgeschlagen, den Ablauf verändert ...

-- zuerst die vektorielle Summe aus Nahfeldmessung von Treiber + BR bilden, -- dann auf die Summe die Bafflestep-Korrektur anwenden -- und dieses Ergebnis mit der gefensterten 1m-Messung zusammenfügen

Ich habe das mal etwas ausformuliert und bebildert (Messobjekt meine Lautsprecherbox mit dem Visaton B80-Chassis (noch sehr gut gefüllt mit Sonofill), Messungen bei deaktivierter Entzerrung und deaktivierter Impedanzkorrektur). Ich hoffe es sind jetzt keine Fehler mehr in meinem Messablauf. Den nachfolgenden "Algorithmus zur Erstellung eines Quasifreifeld-Amplitudenganges unter ARTA" möchte ich samt Bebilderung und auch noch einigen weiteren Ausführungen (Probleme auf die ich gestoßen bin und Hinweise) ggf. in einem extra Thread noch einmal aufgreifen, quasi als "Step-by-Step-Kochanleitung", evt. sucht ja der Ein oder Andere Einsteiger in die ARTA-Messtechnik nach so etwas.

Algorithmus zur Erstellung eines Quasifreifeld-Amplitudenganges unter ARTA

(A) Skalierungsfaktor ermitteln für Verschiebung des Amplitudenganges Nahfeld-Bassreflex-
Port in Bezug auf den Amplitudengang Nahfeld-Chassis (Volumenstrommethode)

1.) Nahfeldmessung vom Chassis öffnen (File -> Open)

1a: Cursor setzen, KEIN Gate


1b: Amplituden- und Phasengang darstellen in Unterfenster (FR)


1c: Kurve merken: FR-Fenster: Overlay -> Set as Overlay

2.) Nahfeldmessung vom Bassreflex-Port öffnen (File -> Open)
2a: Cursor setzen, KEIN Gate


2b: Amplituden- und Phasengang darstellen in Unterfenster (FR)


2c: Kurve des Amplitudengangs der Nahfeldmessung am Bassreflex-Ports (violett) visuell soweit nach unten verschieben, dass deutlich unter fs (Abstimmfrequenz der BR-Box) der Anplitudengang in den Amplitudengang der Nahfeldmessung des Chassis (türkis) übergeht.
Zum Testen: Edit -> Scale Level
Verschiebung in dB merken (hier im Bsp.: -22 dB)

2d: FR-Fenster: Overlay löschen: Overlay -> Delete all overlays


(B) Amplitudengang der Nahfeldmessung am Bassreflex-Port mit dem Amplitudengang der Nahfeldmessung des Chassis vektoriell addieren sowie Baffle-Step-Korrektur
3.) Nahfeldmessung vom Bassreflex-Port öffnen (File -> Open)

3a: Amplitude mit der unter 2.) ermittelten Differenz (im Bsp.: -22dB) verschieben. Dazu muss der
entsprechende Skalierungsfaktor errechnet werden:
Faktor (Feldgröße) = 10 ^ (Amplitudenwert dB] / 20). Hier ergibt sich im Bsp.: 0.0794
ARTA-Hauptfenster: Edit -> Scale amplitude


3b: Zu addierenden Amplitudengang laden und zum aktuell geladenen addierenden
ARTA-Hauptfenster: Edit -> load and sum

3c: Cursor setzen, KEIN Gate


3d: Amplituden- und Phasengang darstellen in Unterfenster (FR)


3e: Baffle Step Korrektur durchführen
FR-Fenster: Edit -> LF box diffraction -> (Rectangular, Width: 18 cm, Height: 21 cm)


(C) Summenamplitudengang der beiden Nahfeldmessungen (Port und Chassis) mit dem Amplitudengang der Fernfeldmessung fügen
4.) Nahfeldmessung vom Chassis öffnen File -> Open
4a: Cursor setzen und Gate setzen


4b: Amplituden- und Phasengang darstellen in Unterfenster (FR


4c: Fügefrequenz wählen (Cursor auf Fügefrequenz setzen, linke Maustaste). Der Fügebereich ist so zu wählen, dass die Nahfeldmessung schön in die Fernfeldmessung übergeht, bei der gewählten Fügefrequenz (200Hz bis 800Hz).


4d: Pegel der Nahfeldmessung anheben (Kurve nach oben verschieben bis sich beide Kurven im
Bereich der Fügefrequenz ca. überlappen).
FR-Fenster: Edit -> Scale level


4e: Fügen:
FR-Fenster: Edit -> Merge overlay below cursor (Cursor muss auf Fügebereich stehen, vgl. 4c)


4f: Letztes Overlay Löschen
FR-Fenster: Overlay -> Delete last overlay


Als Ergebnis steht nun der Amplituden- und Phasengang der Quasifreifeldmessung.

Hier nun die ermittelten Quasifreifeld-Amplitudengänge ...

Quasifreifeld-Amplitudengang mit Korrekturglied (Baffle-Step & Impedanz)
sowie Quasifreifeld-Amplitudengang ohne Korrekturglied


Quasifreifeld-Amplitudengänge mit unterschiedlichem Füllungsgrad an Sonofill (ohne Korrekturglied)


Die Füllgrade sollen durch folgende Fotos des Lautsprecher-"Innenlebens" verdeutlicht werden:


Was mich nun beschäftigt ist folgende Frage:
Auch mit weniger Sonofill und auch bei gänzlichem Verzicht auf ein Füll-/Dämmmaterial ändert sich die untere Grenzfrequenz der Lautsprecherbox nicht wirklich. Ich hatte erwartet, dass sich fu weiter nach links im Diagramm bewegt, wenn der BR-Port besser "atmen" kann. Warum bei der Messung ganz ohne Sonofill die Kurve ca. 70 Hz so einen "Schlenker" macht, erklärt sich mir auch nicht.

Die Box ist eigentlich abgestimmt auf eine fu von 80 Hz
Maße (außen) (B x H x T): 16,8 x 20,5 x 22,5 cm
(Innenvolumen ca.: 5,2 Liter, abzüglich Korrekturplatine ca. 5 Liter)

Länge BR-Rohr: 3,5cm (+1,2 cm MDF) = 4,7 cm
Durchmesser BR-Rohr: 2,8cm

BoxSim meint dazu (ohne Korrekturglied und mit Korrekturglied):


Die K+T 1/2012, in welcher der Lautsprecher "Björn" mit dem B80-Chassis vorgestellt wurde, erreicht auch eine bessere Baßwiedergabe in den dort gezeigten Amplitudenverläufen.

Beste Grüße
Steffen

PS: Meine älteren kleinen Lautsprecher mit dem FP 3FE25 ( Klick) habe ich auch noch mal neu mit dem neuen Equipment und neuer Erfahrung vermessen ...

Ste_Pa (Beitrag #108) schrieb:

... Warum bei der Messung ganz ohne Sonofill die Kurve ca. 70 Hz so einen "Schlenker" macht, erklärt sich mir auch nicht. ...

Ganz einfach:
Das ist lediglich der Treiber-Output, da hast du den Port-Beitrag vergessen zu addieren.

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Ansonsten ganz kurz:

-- Es fehlen aktuelle Impedanzkurven, gerade auch mit weniger Sonofill; dadurch Beurteilung der Gesamtsituation erschwert

-- Du machst dir unnötig viel Arbeit wenn du für Bassuntersuchungen immer wieder die 1m-Freifeldmessung anfügst

-- Deine Abstimmung liegt wahrscheinlich zu tief (60 statt 80 Hz), also Rohr schon zu lang bzw. Durchmesser unnötig klein

-- Die Port-Korrektur um 22 dB halte ich für etwas zu stark(*), dadurch etwas stärkerer Bassabfall.

-- Um dich über den Einbruch knapp über 3 kHz (wahrscheinlich Folge der Designstäbe auf der Front) nicht immer ärgern zu müssen, mach die 1 m Messung mal unter 20 oder 30° ...


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(*) = trotz Anschmiegen der Kurven, was sich aber durch die Undichtigkeit über den Phaseplug-Spalt erklären liesse = Basics der Nahfeldmessung gelten nicht mehr uneingeschränkt ...

Mwf (Beitrag #109) schrieb:

-- Die Port-Korrektur um 22 dB halte ich für etwas zu stark(*), dadurch etwas stärkerer Bassabfall.

Ste_Pa (Beitrag #96) schrieb:

Ich habe bei allen 3 Messungen (Fernfeld, Nahfeld, Nahfeld am Port) den Pegel des Messverstärkers am Poti der EMU0202 verändert, um nicht zu Übersteuern aber auch um nicht dB's zu "verschenken". Ich hoffe dass ist in Ordnung. Die Pegel werden ja unter ARTA sowieso noch angepasst.

Bitte beachten. Was "zu stark" oder "gerade richtig" wäre ist abseits der Einpegelung <fb nicht beurteilbar, da seitens des Threaderstellers nicht nur für die Pegelunterschiede der zwei Schallquellen, sondern auch für unterschiedliche Gainstruktur der Signalkette der beiden Messungen kompensiert wird.



@ Steffen:

Absolut vorbildlich Hut ab, dass du drangeblieben bist. Die Lernkurve war steil - wie du gesehen hast, schon alleine die Bedienung der Software birgt am Anfang so viele Tücken. Man beobachtet regelmäßig User hier, die schon bei 1/10 des Aufwandes, den du bis dato reingesteckt hast, aufgeben.
Was du hinter dir hast ist keine Kleinigkeit, und wie schnell du jetzt an einem Punkt angelangt dass du nicht nur selbst aussagekräftig messen, sondern sogar schon kleine Anleitungen für die Community schreiben kannst, diese Errungenschaft darf man nicht unterbetonen.


Cool auch, dass du das angeeignete Wissen gleich genutzt hast auch deine alten Lautsprecher zu vermessen. Wenn man's mal drauf hat, geht's relativ schnell, gell?


Mich wundert bei den Vergleichsmessungen mit unterschiedlichen Befüllungsgraden, dass sich weder im Tiefton (virtuelle Volumenvergrößerung, zu starke Bedämpfung des Ports bei "alter" Variante, ...) noch im Mittelton (Gehäuseresonanzen) sichtbar was tut. Ich schätze die Auswirkungen sind wohl da, aber so gering, dass sie in den Grafiken nicht sichtbar werden.

Kannst du die Messungen nochmal exportieren, in höherer Auflösung, direkt aus ARTA? Und Kurven via Pegelskalierung übereinander gelegt, so dass man die Nuancen an Unterschieden sieht?
(Ich denke Mwf hat in dem Punkt btw. recht - bei der roten Kurve (kein Sonofil) scheint die Port-Response nicht addiert worden zu sein.)


Ad Übereinstimmung mit K&T Messung: im Mittelhochton sehe ich eine prinzipiell gute Vergleichbarkeit, d.h. wenig Variablen die diese beeinflussen könnten.

Der Bassbereich ist viel kritischer. Erstmal ist ja schon die Abstimmung, zmd. laut Impedanzmessung, der Björn, anders. Bei dir sind's ~65 Hz, bei der Björn ~80 Hz. Auch können Messmethodik/-umgebung, Serienstreuung der Chassis oder eingewobbelt / nicht eingewobbelt vor Messung (TSP-Unterschiede) signifikante Unterschiede verursachen. Hier ist schlicht keine Vergleichbarkeit gegeben, da zu viele unbekannte Variablen das Ergebnis beeinflussen können.


In welcher Aufstellung / Hörposition betreibst du die Lautsprecher eigtl.? Ich würde etwaige Anpassungen in erster Linie davon abhängig machen ob mir das Resultat subjektiv gefällt. Wenn du eh bereits zufrieden sein solltest, dann kein Bedarf an Änderungen.
Evtl. auch mal eine Raummessung durchführen. Diese könnte über so manches Aufschluss geben. Das ECM-40 kam zwar leider ohne Diffusfeld (90°) Kalibrierungsdatei, aber bei dem Mic ist die 90° Response obenrum eigtl. flat. Siehe Artikel auf HiFi-Selbstbau - letzte Grafik vor dem Fazit. D.h. man kann sich eine 90° Kalibrierungsdatei basteln indem man die Tieftonkorrektur der 0° Datei übernimmt, und im Hochton die Korrektur einfach weglässt.


Zu guter letzt: wir wollten ja wissen, wie dein DIY Mikro vs. dem kalibrierten ECM-40 performt. Dass mit der neuen Hardware nun Nebenimpulse in der Impulsantwort nicht mehr auftauchen hatten wir ja bereits festgestellt.
Wie sieht's aber mit dem Frequenzgang aus? Den können wir, da die alten Messungen nur als grafischer Export vorhanden sind, ja nicht mehr einfach als Overlay in ARTA laden und vergleichen.

Ich hab mich drangemacht in der Grafiksoftware via manuellem überlagern eines alten und neuen Exports einen Vergleich anzustellen. Den Bassbereich lassen wir - der war in früheren Messungen ja nicht richtig eingepegelt und teils zu leise / schlechtes SNR. Aber zmd. die Fernfeldmessung kann man sinnvoll vergleichen. Anbei gelbe Linie altes Mikrofon, grün neues:



Im Großteil des Frequenzbereichs grob Übereinstimmung. Die Welligkeit ist eine Sache der Frequenzauflösung und kann man ignorieren. Ab 10 kHz dann der Riesen Unterschied - das alte Mic hat im Superhochton offensichtlich viel zu leise aufgenommen.

Hallo Mwf, hallo stoneeh,

habt wieder vielen Dank für Eure Einschätzungen.

Und ja, bei meiner Übersicht der Quasifreifeldmessungen mit viel, wenig und keinem Sonofill, hatte ich bei der Kurve "kein Sonofill" tatsächlich vergessen, den Port-Beitrag zu addieren (wahrscheinlich "load", satt "load and sum").
Hier noch mal die korrigierte Grafik. Ich habe hier auch die Pegel angepasst, so dass feinere Unterschiede der Amplitudengänge auch im Bereich der Mitten sichtbar werden. Es sind aber nur kleinere Unterschiede.


Wegen dem schmalbandigen Einbruch knapp über 3 kHz habe ich mich mal an einer Messung unter Winkel (0°, 10°, 20° und 30°) versucht. Dargestellt ist nur die Fernfeldmessung. Man sieht, dass ab ca. 3 kHz der Einfluss des Winkels auf die Amplitude beginnt und mit zunehmender Frequenz steigt. Es könnte daher so sein, dass diese Senke, die ich auf Achse (0°) messe, unter realen Hörbedingungen (Stereodreieck und in Bezug auf den Winkel nicht ideal ausgerichtete Lautsprecher) keine große Rolle mehr spielt. Wobei ich natürlich schon lieber eine Kurve ohne eine derartige Senke hätte.


Die K&T hat bei der "Björn" im Amplitudengang auch eine kleine Senke bei ca. 3 kHz. Diese ist allerdings nicht so groß ausgeprägt wie bei meiner Box. Daher vermute ich, dass meine optischen "Verzierungen" an der Front sich hier negativ auswirken.
Die K&T-Redaktion schrieb in der Zeitschrift:
"... Die Senke bei 3 kHz entsteht aus einer Beugung an der Gehäusekante und darf getrost vernachlässigt werden. Sie wird von den Winkelfrequenzgängen aufgefüllt und bleibt in Sachen Gesamtenergie - ebenfalls ein wichtiges Werkzeug in Boxsim - absolut unauffällig. Eine Linearisierung rund um jene Senke würde schließlich dafür sorgen, dass genau dieser Frequenzbereich unter Winkeln vorlaut wird und der Box einen spitzen Klangcharakter verleiht. ..." [K+T 1/2012, "Björn", S.29]
"... Der Anstieg ab 3 kHz wird unter Winkeln von der natürlichen Bündelung der Membran kompensiert. Das Rundstrahlverhalten ist nicht zuletzt dank Abwesenheit eines Schwirrkonus sehr gut, auch 45 Grad sind noch absolut genießbar. ..." [K+T 1/2012, "Björn", S.30]

Ich habe mich nun auch mit der Länge des Bassreflexrohres beschäftigt. Nachfolgend eine Nahfeldmessung am Port bei unterschiedlichen Längen des Bassreflexrohres (2cm, 3cm, 4cm, 5cm, 6cm, 7cm, 8cm). Die Längenangabe bezieht sich auf das Rohr an sich, 1.2 cm MDF-Stärke muss man noch abziehen. Als Testrohr kam eine Papprolle zum Einsatz, ich hoffe zum Testen kann man das so machen.


Leider habe ich während der Messung die Lautstärke anpassen müssen, um nicht zu übersteuern. Man erkennt aber, dass sich die Frequenz, zu der Resonanz auftritt, in Abhängigkeit der Länge des Bassreflexrohres ändert. Die Frage die sich mir nun stellt, welche Länge des Bassreflexrohres wäre ideal?
Ich hoffe auch, dass 28mm Durchmesser nicht zu dünn sind (ich hatte mal gelesen, dass es hier Grenzen gibt, wegen Strömungsgeräuschen). Ich hatte allerdings besagte BR-Rohre noch hier liegen, aus alten defekten Kompaktlautsprechern und hatte diese abgesägt und hier neu verwendet.

K&T hat bei dem "Björn"-Lautsprecher vorgesehen: Reflexrohr Streamline30 (Innendurchmesser: 28mm), gekürzt auf 4cm (MDF-Wandstärke: 12mm).

In einem weiteren Schritt habe ich mir noch ein Adapterkabel gebastelt mit einem Shuntwiderstand gemäß LIMP-Handbuch, um auch die Lautsprecherimpedanz messen zu können. Ich hatte in #49 schon mal die Impedanzkurve aufgenommen. Dieses mal habe ich aber den NF-Verstärker eingesetzt. In #49 hatte ich die Messung direkt an der EMU0202 gemacht (Kopfhörerausgang), was wegen der geringeren Strom- und Spannungslieferfähigkeit des Kopfhörerausganges vermutlich nicht so ideal ist.


Hier hätte ich deutlichere Unterschiede (Einfluss der Länge des Bassreflexkanales auf die Impedanzkurve) erwartet ... Generell scheint mir die Höhe des ersten "Höckers" der Impedanzkurve sehr sehr niedrig ausgeprägt.

@stoneeh:

Vielen Dank für das Lob. Und ja es gab einige Klippen und Tücken zu überwinden, an manchen Abendes "glühte mein Kopf" ganz schön. Aktuell macht mir das Messen an dem Lautsprecher aber sogar richtig Spaß, weil ich nun im Gegensatz zu den Messungen aus 2019 an meinen "alten" Lautsprechern viel mehr verstehe, was ich tue.

Wenn man's mal drauf hat, geht's relativ schnell, gell?

Ganz genau. Wenn man einmal den "Dreh raus hat" und die Hardware soweit verlässlich arbeitet, dann geht so eine Messung doch recht schnell von der Hand.

Wo ich die Boxen final aufstelle weiß ich aktuell leider noch gar nicht. Ich muss mir da erst mal ein gutes Plätzchen aussuchen, an dem auch der Röhrenverstärker stehen kann.
Zum Thema Raummessung muss ich mich wohl auch erst mal noch einlesen.

Hab auch vielen Dank für die vergleichende Übersicht der Messungen mit dem neuen Messequipment (ECM-40 mit Shark DSP110 als Mikrofonvorverstärker) vs. DIY-Equimpment (EMY-63M Elektretkapsel mit 2-Transistor-Mikrofonvorverstärker). Inwieweit mein Eigenbau funktionierte oder auch nicht, hat mich ja doch auch brennend interessiert.
Ich meine irgendwo auch mal gelesen zu haben (ich glaube gazza hatte da auch mal etwas geschrieben), dass die preiswerten Elektretmikrofonkapseln für die mittleren Frequenzen halbwegs "taugen", für Höhen und Tiefen i.d.R. nicht so.
Meinst Du man hätte die Höhen durch die Kalibrierdatei (basierend auf einer Refernezmessung mit einem kalibrierten Mikro) so anpassen können, dass
diese auch halbwegs gepasst hätten?
Ich bin auf jeden Fall aktuell sehr froh über die neue Hardware. Vielen Dank daher nochmals für die edle Spende. Neben der Kalibrierdatei ist der deutlich verbesserte Signal-Störabstand äußerst positiv, sodass ich diese Störungen vor der eigentlichen Impulsantwort nun nicht mehr habe. Ich hatte gelesen, dass der DSP110 48V-Phantomspannung bereitstellt, außerdem wird das Mikrofonsignal des ECM-40 symmetrisch weitergeleitet und verstärkt. Beides Aspekte die mein Selbstbau so nicht hatte (9 Volt Batterie als Phantomspeisung und unsymmetrische Signalverarbeitung).

Bis hier hin erst einmal ...

Beste Grüße
Steffen

Hmm, alles deutet darauf hin, daß die Box nicht ausreichend dicht ist... Der untere "BR-Buckel" bei der Impedanz müßte viel höher sein,

LG, Manfred

Wieder mal eine Menge toller Content

Zuerst zur Impedanzmessung: der B80 hat eine deutlich höhere fs als das fb dieser Box. Da ist dieses Verhalten, ein niedriger unterer der beiden "Kamelhöcker", normal. Der Impedanzverlauf der Björn in der K&T sieht sehr ähnlich aus.
Das gemessene entspricht hier auch dem ( mit einer empirisch bewährten Software) simulierten Tuning. Auch aus diesem Blickwinkel ist also eine Undichtigkeit auszuschließen - das Tuning würde der Erfahrung nach durch eine solche deutlich höher rutschen.

Schöne Veranschaulichung der Auswirkung der unterschiedlichen Befüllungsgrade. Interessant insb. dass die Port-Response durch die Bedämpfung offensichtlich nicht unerheblich beeinträchtigt wird. Es gibt da, fällt mir grad ein, ein paar Messserien, die den Einfluss unterschiedlicher Materialen dokumentieren - afair beeinträchtigen manche den BR stärker, manche gar nicht.
In diesem Fall kann man aber strikt den Messwerten nach gleich unbedämpft lassen - Gehäuseresonanzen zeigen sich schlicht nicht. Im Zweifel würde ich aber halt einfach weniger bedämpfen - zB nur eine Lage Material am Gehäuseboden - das sollte den BR "in Ruhe lassen", und etwaige Resonanzen trotzdem ruhigstellen.

Ad Abstimmung: aktive Entzerrung wird mangels Verstärkerleistung wohl ein Problem. Sonst hätte ich dazu, in Kombination mit einer möglichst tiefen Abstimmung (8 cm Rohr, ~50 Hz) geraten. Aber so würd ich es einfach lassen wie es ist - die aktuell ~65 Hz scheinen mir ein guter Kompromiss zwischen Tiefgang (wenn man das noch so nennen kann) und Pegel.

Zu den letzten Absätzen: einfach schön dass dir das Material so dienlich ist Ja, mittels Kalibrierungsdatei (vs. Referenzmikro) hätte man auch dein DIY-Mikro wohl zmd. für Frequenzgangmessungen brauchbar hinbekommen. Exakt eine solche wollte ich ja ursprünglich für dich anfertigen. "Sauberer" ist es aber jetzt so (richtig genannt - Phantomspeisung, symmetrischer Output, etc.) auf jeden Fall, ja.

Vielen Dank für die Antworten.

Und dann bin ich auch beruhigt, dass Nichts undicht ist. Eigentlich hatte ich mir schon Mühe gegeben. Das MDF ist relativ sauber und mit viel Leim verklebt. Innen ist zusätzlich noch Filz an den Wänden. Die Rückwand wird mit M4-Schrauben an die inneren beiden Alu-Trägerstreben angeschraubt, die über Innengewinde verfügen. Das Filz an der Rückseite der Rückwand soll mögliche Unebenheiten ausgleichen. Einzigst das Chassis ist direkt auf das MDF geschraubt. Ich hatte aber mal gelesen, dass man das so machen darf und hier auf spezielle Dichtstreifen verzichten kann. Ich meine mich zu erininnern, dass sogar Visaton selbst diese Aussage getroffen hat.

Ich habe heute noch einmal die Impedanz mit und ohne Korrekturschaltung gemessen (ARTA LIMP). Und die (aufwändige) Korrekturschaltung ((220µF + 10mH + 10 Ohm) // (15µF + 15 Ohm) // zum Verstärker) leistet tatsächlich gute Arbeit, die "Buckel" in der Kurve sind fast nicht mehr vorhanden, der Impedanzanstieg hin zu höheren Frequenzen ist auch begrenzt. Ob das nun für den Röhrenverstärker mit Ausgangsübertrager tatsächlich sehr von Relevanz ist, muss ich auch noch mal austesten.


Der Sonofill-Füllgrad sieht aktuell so aus ...


Morgen messe ich noch mal den Quasifreifeld-Amplituden und -Phasengang mit dem aktuellen Füllgrad an Sonofill sowie dem unverändeten BR-Rohr.

Bis dahin ...

Beste Grüße
Steffen

Einen Nachtrag habe ich auch noch ...

Ich habe nun mal die Ergebnisse der Impedanzmessung mit denen der Amplitudenmessung in einem Bild "verheiratet".



Was mich nun etwas wundert ... Das Impedanzmaximum sollte doch eigentlich zur Resonanzfrequenz des Chassis (fs) erreicht werden. Im Datenblatt des B80 ist fs mit 110 Hz angegeben. Ich habe hier ca. 160 Hz ermittelt. Sind die Toleranzen hier so hoch ?

Der kleinere "Buckel" der Impedanzkurve repräsentiert die Abstimmfrequenz der Bass-Reflexbox (fb). Dies liegt bei ca. 67 Hz. Hier ist allerdings die Amplitude schon um ca. 8dB im Vergleich zum Mittelwert des Amplitudenganges abgefallen. Bei der Angabe des Übertragungsbereiches von Lautsprechern kenne ich die Angabe -3dB. Ein Amplitudenabfall von ca. -3dB tritt hier aber bei einer Frequenz von ca. 110 Hz auf.

An welchen Werten im Hinblick auf eine Vergleichbarkeit mit anderen Laustprechern (Übertragungsbereich) orientiere ich mich hier am besten? Und sind meine getätigten Annahmen / Aussagen so korrekt ?

Beste Grüße
Steffen

fs ist die Freiluftreso. fc wäre die Einbauresonanz in CB. Die Impedanzmaxima des BR haben mit beidem nicht direkt was zu tun; das Tuning fb ist das Minimum zwischen den beiden Maxima.

Wenn du die Impedanzmessung zufällig grad ganz leise durchgeführt hast kann's durchaus sein dass minimale Undichtigkeiten der nicht verleimten Rückwand negativen Einfluss haben.
Wenn's der Widerstand zulässt würd ich mal lauter messen, mit Anregungssignal Stepped Sine. Durchaus mit einem Pegel wo das Chassis schon sichtbar hubt... aber auch nicht so laut dass der Port schon wild bläst. Fstop kannst 200 Hz wählen, darüber interessiert nicht; das verkürzt die Messdauer. Und dann schaun, ob sich die Maxima deutlich verschieben - minimale Undichtigkeiten verlieren bei zunehmenden Pegel, d.h. größerem Verdrängungsvolumen des Chassis vs. gleichbleibender Größe der "Lücke", Einfluss.

Ebenso bau gern mal das Chassis aus und messe fs. Vll. auch beide Chassis, um etwaige Unterschiede (Fertigungstoleranzen) darzustellen. Fs wird in jedem Fall wahrscheinlich deutlich über der Herstellerangabe liegen. Hersteller messen gern im frisch eingewobbelten Zustand, wodurch fs temporär stark sinkt... wenn du das Chassis "kalt" misst (deutlich praxisnäher - niemand wobbelt vor dem Musik hören 24h bei Xmax oder zmd. Xlin ein) kommt naturgemäß was ganz anderes raus.

Hallo stoneeh,

vielen Dank für die Antworten.

Die Impedanzmessung habe ich in der Tat eher leise durchgeführt. Als R_Ref hatte ich 22 Ohm gewählt. Aber es arbeitet mein NF-Verstärker, der Kopfhörerausgang der EMU0202 war mir zu schwach. Wenn ich lauter messen will, muss ich wahrscheinlich noch Spannungsteiler vor die ADC-Eingänge setzen, sonst übersteuern mir die Eingangsverstärker auch bei zugedrehten Reglern.

Ich komme erst Anfang nächster Woche wieder zum Messen, da übers Wochenende Besuch da ist und der Küchentisch daher anders "besetzt".

Beste Grüße
Steffen

So der Besuch ist wieder abgereist und ich habe den Küchentisch wieder mit meinem Messequipment "besetzt" Daher gibt es heute wieder neue Messergebnisse.

Ich habe diesmal etwas lauter gemessen, im Unterschied zur vorherigen Impedanzmessung diesmal aber nicht mit Rosa Rauschen (PN Pink) sondern mit einem gewobbelten Sinus (Stepped Sine) als Signal. Die Lautstärke ist unter Zimmerlautstärke, aber auf jeden Fall sehr deutlich hörbar. Noch lauter Messen konnte ich nicht, weil sonst die EMU-0202 übersteuert. Weitere Spannungsteiler wollte ich nicht unbedingt einbringen, zumal ich nicht weiß, ob bzw. wie sich deren Genauigkeit auf die Software-Impedanzberechnung nachher auswirkt. Ich hoffe daher, dass der Laustärkepegel ausreichend ist. Mein R_Ref beträgt ausgemessen 23,7 Ohm.

Herausgekommen ist nun Folgendes ...



Zumindest decken sich jetzt die von mir geplanten Werte der Box und die fs des Chassis relativ gut mit den gemessenen.

Abstimmfrequenz meiner Box ca. 80 Hz (lt. Messung auch ca. 80 Hz (Minimum zw. den beiden Impedanzmaxima)).
fs des B80 lt. Datenblatt 110 Hz (lt. Messung ca. 120 Hz. Ich habe allerdings lediglich die Lauftspecherrückwand abgeschraubt, daher nicht so ganz Freiluftbedingungen. )

Durch die lautere Messung mit Stepped Sine als Signal ist die Höhe des zweiten Impedanzmaxima jetzt auch deutlich hörer als bei der vorherigen Messung aus #115 (220 Ohm vs. 24 Ohm). Die Höhe des ersten Impedanzmaximums hat sich aber (16 Ohm vs. 11 Ohm) nicht wesentlich verändert. Jedoch ist die Relation zum zweiten Impedanzmaxima sehr viel größer geworden.

Die Messung für Closed Box erfolgte mit (mittels Socke) "zugestopftem" BR-Port.

Das erst einmal als Beobachtung von mir, vielleicht gibt es ja für die Effekte eine gute Erklärung.

Beste Grüße
Steffen

PS: Um die Vergleichsmessung in Bezug auf Chassis-Toleranzen habe ich mich noch "gedrückt", weil die zweite Box keinen internen Umschalter hat. Festverdrahtet kann ich nur mit der Korrekturschaltung (Baffle Step und Impedanzkorrektur) messen.

PSS: Hier auch noch mal eine Stepped-Sine-Messung mit aktiviertem Korrekturglied (Baffle Step und Impedanz)

IMHO werden die Höcker gut "weggebügelt".

Servus Steffen.

Ermittlung des Freiluftverhaltens via abgeschraubter Gehäusewand wird schon halbwegs hinkommen. Die gemessene fs wirkt ja realistisch.

Ich hatte bei der letzten Impedanzmessung doch eine Verfälschung durch gering(st)e Undichtigkeit der nicht geleimten Rückwand vermutet, da das Tuning vs. dem akustisch gemessenen recht hoch sitzt. Aber da sich dieses nun mit höherem Messpegel & energiedichterem Anregungssignal nicht geändert hat, passt das schon 100% so.
Das ist dann halt ein Paradebeispiel, wie verschiedene Methoden zur Ermittlung des Tunings stark unterschiedliche Ergebnisse liefern können. 60 Hz Tuning bei der Membran-Nahfeldmessung vs 65 der Port-Nahfeldmessung vs 80 in der Impedanz sind schon ne Ansage.


Ein Nachtrag noch an dieser Stelle. Ich bette hier nochmal deine Frequenzgang-Simu aus #108 ein:



Die untere Flanke dieser Simu sieht ja deutlich anders aus als der gemessene Frequenzgang. Das hat mMn zu großen Teilen direkt mit dem vorigen Punkt zu tun - dass die Abstimmung der Box akustisch eben nicht 80 Hz ist, sondern um die 60 Hz.

Anbei die Simulation zum Vergleich mit dem mEn relevanten Tuning, dem via Port-Nahfeldmessung ermittelten:



Noch immer nicht perfekt, aber schon ein ganzes Eck näher an der Messung.

Wenn's noch besser werden soll, dann mit gemessenen TSP simulieren.

Ebenso wär's ideal Port und Membran nochmal Nahfeld mit identen Pegeln zu messen, sodass man zur Pegelanpassung nicht nur die Volumenstrommethode, sondern auch Formel ausprobieren kann.

Servus stoneeh,

besten Dank für genaue Ansehen meiner Grafiken.

Dass die unterschiedlichen Messverfahren (doch recht stark) verschiedene Werte für die Resonanzfrequenz ergeben ist schon etws merkwürdig. Ich habe mir gerade noch mal MBU's Artikel angesehen. Er hatte auch Abweichungen, aber bei Weitem nicht so große wie bei meinen Messungen:
Impedanzminimum zwischen den Impedanzspitzen: 50 Hz
Nulldurchgang der elektrischen Phase: 46,14 Hz
Akustische Nahfeldmessung am Br-Kanal: 44, 6Hz
Akustische Nahfeldmessung am Treiber: 48,1 Hz

Und ja, die BoxSim-Simulation zeigte mir ein "besseres" Bassverhalten, als meine Messungen und der Amplitudengang der Simulation passt irgendwie auch besser zur (angedachten) Abstimmfrequenz des Ports.

Ich hatte heute noch mal je eine Quasifreifeldmessung (mit Korrekturschaltung und ohne Korrekturschaltung) durchgeführt, die den aktullen Zustand der Boxen in Bezug auf die Sonofill-Füllung (ich habe aktuell nur unten über der Korrekturplatine eine dünne Sonofillmatte) beschreibt.
Wie ich gesehen habe, kann BoxSim auch exportieren. Daher habe ich mal meine ARTA-Messungen mit den BoxSim-Daten "verheiratet". Die Pegel der ARTA-Messung sind auf die BoxSim-Daten skaliert. Man sieht aber die Abweichungen im Bassbereich, die Du beschrieben hast recht gut.



Vielleicht sollte ich den BR-Port doch etwas kürzen. Wähle ich hier unter BoxSim eine tiefere Abstimmfrequenz (60 Hz) knickt die Basskurve in BoxSim auch deutlich eher, also bei höheren Frequenzen, ab.

Hier noch mal drei unterschiedliche Abstimmfrequenzen des BR-Ports (fb = 60Hz (grau) 80Hz (grün) 100Hz (rot)) im Einfluss auf meine B80-Lautsprecherbox (aus BoxSim exportiert und in einer Grafik dargestellt):



Die graue Kurve (fb = 60Hz) kommt meinen realen Messungen unter ARTA am nächsten. Das deutet drauf hin, dass mein BR-Rohr zu lang sein könnte. ABER die Impedanzmessung "sagt", dass die Abstimmfrequenz fb =80Hz passt. *Grübel*

Bis hier hin erst einmal ...

Beste Grüße
Steffen

PS: Die Volumenstrommethode werde ich auch noch mal ausprobieren. Dabei muss ich schauen, dass ich einen halbwegs optimalen Lautstärkepegel finde, der sowohl für die Port- als auch für die Chassis-Nahfeldmessung ein ausreichendes SNR bietet, ohne in einer Messart zu übersteuern.

Hallo Zusammen,

nach einigen Tagen Unterbrechung habe ich mich heute wieder an eine Messung gemacht ...

Zunächst die Amplitudengänge Nahfeld_Port und Nahfeld_Chassis. Am Pegel wurde zwischen beiden Messungen Nichts verändert.


Nun eine manuelle Pegelanpassung gemäß ARTA-Handbuch:
Pegelanpassung im Bereich gleicher Volumenflüsse: Das Verfahren geht davon aus, dass bei Frequenzen weit unterhalb der Abstimmfrequenz Volu-
menflüsse und damit auch die Pegel annähernd gleich sind. [ARTA - Handbuch S. 122]
Der Pegel der Port-Nahfeldmessung wird um -14 dB (Faktor: 0,199) abgesenkt, damit beide Amplitudenverläufe weit unterhalb der Abstimmfrequenz (ca. 35 Hz) annähernd gleich sind.



Und nun eine Pegelanpassung über Formel:
Korrekturfaktor = (Fläche_Port / Fläche_Chassismembran)^0,5 = (4,91cm^2 / 38,5 cm^2)^0,5 = 0,357 = -8,94 dB
Fläche_Port = PI x (Portdurchmesser/2)^2 = Pi x (2,5cm/2)^2 = 4,91cm^2
Fläche_Chassismembran = 38,5 cm^2 (Datenblatt Visaton B80)



Irgendwie weichen beide Korrekturfaktoren (der unterschiedlichen Ermittlungsmethoden) nicht unerheblich voneinander ab ... Woran könnte das liegen?

Beste Grüße
Steffen

Laut ARTA Handbuch ergeben beide Methoden die gleiche Absenkung.... Hab ich mal mit meinen SAKPC EA ausprobiert.. Nach Volumenstrom -7,5dB, nach Fläche -7.7 dB ( tc9 36.5cm² Port Dmr.28 6.15 cm² ) .....Paßt !

Wenn man beim Volumenstrom deutlich stärker absenken muß, bleibt eigentlich nur eine Ursache übrig: der Membranpegel ist zu niedrig....

...

Ste_Pa (Beitrag #121) schrieb:

... Irgendwie weichen beide Korrekturfaktoren (der unterschiedlichen Ermittlungsmethoden) nicht unerheblich voneinander ab ... Woran könnte das liegen? ...

Die Gründe dafür habe ich versucht in diesem Beitrag aufzuführen:
http://www.hifi-foru...ead=837&postID=71#71

Fazit:
Die Formelmethode beruht auf Vereinfachungen und unvermeidlichen(*) Meß-Fehlern /-Abweichungen,
welche die Methode auf Basis der gleichen Volumenflüsse <<Fb nicht hat.
Also:
-- Vergiss die Formelmethode


-----------------------------
Das Ganze ist doch aber nur ein Zwischenschritt.
Warum hast du noch keine Summenkurve gebildet , deren Verlauf recht schnell zeigt, wie gut die Pegel-Korrektur (**) der Realität entspricht, d.h.:
führen die Methoden zu einem plausiblen Ergebnis.


------------------------------
(*) = bei dir speziell:
-- wg. des Phaseplugs kommst du bei der Messung des Treibers "nicht richtig ran" an die Membran, im Ggs. zur Port-Öffnung

bizarre (Beitrag #122) schrieb:

... der Membranpegel ist zu niedrig....

-- die effektive Membranfläche ist wg. des Phaseplugs nicht eindeutig, ebenso die Portfläche bei Flansch-Öffnung

(**) = plus unser anderes Thema:
korrekter Phasengang der Einzelmessungen (Zeitreferenz, Position des Messfensters)

Hallo Zusammen,

vielen Dank für die Antworten. Es ist etwas Zeit vergangen, in der vorigen Woche hatte ich viel zu tun (und zu warm war es auch ) daher ging es erst heute weiter mit einigen Lautsprecher-Messungen. ...

Zunächst habe ich die Messungen aus #121 noch einmal wiederholt, diesmal aber mit deutlich höherer Lautstärke.

Amplitudengänge Nahfeld_Port und Nahfeld_Chassis:


Nun eine manuelle Pegelanpassung (Pegelanpassung im Bereich gleicher Volumenflüsse):
Der Pegel der Port-Nahfeldmessung wird um -17 dB (Faktor: 0,141) abgesenkt, damit beide Amplitudenverläufe weit unterhalb der Abstimmfrequenz (ca. 35 Hz) annähernd gleich sind.


Pegelanpassung über Formel:
Korrekturfaktor = (Fläche_Port / Fläche_Chassismembran)^0,5 = (4,91cm^2 / 38,5 cm^2)^0,5 = 0,357 = -8,94 dB


Auch eine Messung bei größerer Lautstärke zeigt das in #121 schon festgestellte Verhalten, dass sich darin äußert, dass die mittels manueller Methode und mittels Formelmethode ermittelten Korrekturfaktoren zur Pegelanpassung sich deutlich unterscheiden.

Daher werde ich dann diese Empfehlung ...

Mwf (Beitrag #123) schrieb:

-- Vergiss die Formelmethode

beherzigen. , auch wenn die Formelmettode unter bestimmten Umständen zu funktionieren scheint (vgl. Messungen von "bizarre" in #122).

Die Summenkurve (Quasifreifeld-Amplitudengang) habe ich auch noch gebildet (Datenbasis aus #121).


So viel Einfluss scheint mir die Pegelanpassung auf das Endergebnis gar nicht zu haben?

Bis hier hin erst einmal.

Beste Grüße
Steffen

Ste_Pa (Beitrag #124) schrieb:

... , auch wenn die Formelmettode unter bestimmten Umständen zu funktionieren scheint (vgl. Messungen von "bizarre" in #122). ...

Die Anpassung per Hand funktioniert immer !

... So viel Einfluss scheint mir die Pegelanpassung auf das Endergebnis gar nicht zu haben? ...

Wie bitte ?

Leg doch die Kurven mal genau aufeinander (Pegel-Ausgleich im Mittelton), dann:

-- nach Formelmethode f-8dB bei ca. 98 Hz, dazu unstetiger Abfall darunter (Einbruch bei 52 Hz nicht plausibel)

-- Abgleich per Hand f-8dB bei ca. 78 Hz, nutzbarer Pegel bis ca. 65 Hz (~= Abstimmfrequenz), darunter nahezu Lehrbuch-mäßiger Abfall

Hallo Mwf,

Dank Dir für die schnelle Antwort.

Ich habe dann mal die Kurven aufeinander gelegt ... und tatsächlich, so fallen auch mir, nicht unerheblich Unterschiede ins Auge.


Zur Ermittlung der Abstimmfrequenz fb aus dem Amplitudengang noch eine Frage ... Nimmt man hier, wie in folgendem Bild gezeigt, einen bestimmten dB-Abfall in Bezug auf eine gedachte Mittelline (hier ca. 7B) als Maßstab oder geht man von der Steilheit des Anstiegs des Anplitudenganges aus, der hier ca. an Punkt fb sich ändert ?


Beste Grüße
Steffen

Mwf (Beitrag #125) schrieb:

Die Anpassung per Hand funktioniert immer !

Quelle / Daten?

Noch eine Anmerkung / Frage von mir zur Membranfläche ...

Für den Durchmesser hatte ich den Abstand Sickenmitte zu Sickenmitte mit 67 mm gemessen.
-> Pi/4 x d^2 -> 35,3cm^2

Durchmesser PhasePlug = 25mm
-> Pi/4 x d^2 -> 4,9cm^2

==> Membranfläche: 35,3cm^2 - 4,9cm^2 = 30,4cm^2.

Das Merkwürdige ist, im Datenblatt des B80 ist die Membranfläche (Effektive Membranfläche SD) mit 38,5cm^2 angegeben.

Aber ich weiß auch nicht, wie es unter dem PhasePlug aussieht, vielleicht ist dort auch noch Membranfläche.

Beste Grüße
Steffen

Morgen,
da ist natürlich keine Membranfläche.
Aber dir schon klar das du die Fläche die du ausgerechnet hast gerade ist, und die Membran wie ein Konus ist?

Ste_Pa (Beitrag #126) schrieb:

...Zur Ermittlung der Abstimmfrequenz fb aus dem Amplitudengang noch eine Frage ... Nimmt man hier, wie in folgendem Bild gezeigt, einen bestimmten dB-Abfall in Bezug auf eine gedachte Mittelline (hier ca. 7B) als Maßstab oder geht man von der Steilheit des Anstiegs des Anplitudenganges aus, der hier ca. an Punkt fb sich ändert ? ...

Weder, noch, (*) ...

Die IMHO am besten zutreffende Bestimmung von fb:
-- Nahfeld SPL vom Treiber, Minimum, rel. scharf ausgeprägt und deswegen gerne genommen,
bei deiner letzten Messung oben = 64 Hz

weniger exakt (speziell bei dir):
-- Impedanzkurve, Minimum zwischen 2 Maxima;
Kurvenverlauf im Minimum oft recht flach (insbesondere bei linearer Darstellung), daher weniger brauchbar
Impedanzkurven werden meist bei niedrigerem Pegel /Auslenkung des Treibers gemessen als bei einer SPL-Messung, dadurch abweichende Ergebnisse ...


--------------------
(*) = aus vielen Gründen, speziell bei deiner etwas "schrägen" Abstimmung (fb <<fo), also 64 zu 120 (??) Hz.
Bei vielen klassischen BR-Systemen liegt fb nahe und auf der Freiluftreso fo.

---------------------------
was du als 7 dB markiert hast, lese ich als mindestens 8.5 dB. (Skalierung ist 4 dB /DIV.)

----------------------------------
P.S.:
Deine Absenkung per Hand der Nahfeld-Portkurve halte ich für 1 - 2 dB zu stark.
Die Pegel beider Messungen sollten nicht "annähernd gleich" sein, sondern der Port-Output sollte sich von oben kommend asymptotisch an die des Treibers anschmiegen, also eigentlich immer drüber liegen.
Die Kurven treffen sich theoretisch erst bei 0 Hz, es sei denn, Störgeräusche oder Undichtigkeiten beeinflussen die Messung, v.a. die des Treibers ...

stoneeh (Beitrag #127) schrieb:

Mwf (Beitrag #125) schrieb: Die Anpassung per Hand funktioniert immer ! Quelle / Daten?

Keine,
außer der einfachen Überlegung:

Wenn keine anderen Öffnungen als die gemessenen vorhanden, sprich: das Gehäuse luftdicht ist,
sowie keine extrem starke akustisch/mechanische Bedämpfung nahe dem Treiber oder im Rohr gegeben ist

-- muss das gegenphasig (rein - raus) verschobene Luftvolumen von aktivem und passivem Strahler zwangsläufig exakt gleich sein,
und das bedeutet:
-- identischer Schalldruck im Fernfeld << fb, genau genommen erst bei 0 Hz, praktisch unterhalb z.B. 1/3 - 1/4 fb.

Mwf (Beitrag #130) schrieb:

Die IMHO am besten zutreffende Bestimmung von fb: -- Nahfeld SPL vom Treiber, Minimum, rel. scharf ausgeprägt und deswegen gerne genommen, bei deiner letzten Messung oben = 64 Hz

Ich stimme zu, aber hauptsächlich schlicht aus dem Grund weil die akustische Bestimmung dem entspricht, was man hört. Wenn das elektrisch gemessene Tuning woanders liegt, interessant - aber doch eher belanglos bzw. rein akademischer Natur, weil ich mich ja nicht dem Lautsprecher elektrisch "dazuschalte" und so Musik wahrnehme, sondern über Schallwellen.

Mwf (Beitrag #131) schrieb:

Keine, außer der einfachen Überlegung: Wenn keine anderen Öffnungen als die gemessenen vorhanden, sprich: das Gehäuse luftdicht ist, sowie keine extrem starke akustisch/mechanische Bedämpfung nahe dem Treiber oder im Rohr gegeben ist -- muss das gegenphasig (rein - raus) verschobene Luftvolumen von aktivem und passivem Strahler zwangsläufig exakt gleich sein, und das bedeutet: -- identischer Schalldruck im Fernfeld << fb, genau genommen erst bei 0 Hz, praktisch unterhalb z.B. 1/3 - 1/4 fb.

Ein paar sporadische Abgleiche der kombinierten Nahfeldmessung, entweder dediziert mit Pegelanpassung via Volumenstrommethode, oder mit, Formelmethode, die in demjenigen Fall (nicht immer) das gleiche Ergebnis liefert, an der Fernfeldmessung, findet man im Netz und in der Literatur. Trotzdem, trotz dass die Methode auf 1973 datiert, und somit in Kürze ein halbes Jahrhundert alt wird, findet sich kein groß angelegter empirischer Abgleich, der die Tauglichkeit der Methode generell, bzw. der verschiedenen Herangehensweisen zur Pegelanpassung der Schallquellen, überprüft.

Ein weiterer Grund, warum ich von der selbsternannten Fachwelt Abstand halte. Da werden zu viele Formeln gesponnen und gleich als Fakt angenommen, und Grundregeln der wissenschaftlichen Wahrheitsfindung wie "Theorie muss sich an der Praxis beweisen" oft geflissentlich übersehen.

Deiner Überlegung würde ich intuitiv zustimmen. Was die Praxis sagt, dazu mehr später. Hat u.a. auch mit dem zu tun, was wir grade per PN besprechen. Das wäre klug zuerst zu klären.

Hallo Zusammen,

zunächst wieder vielen Dank für die zahlreichen Antworten. Ich bin leider erst heute wieder dazu gekommen mir Alles genauer anzusehen.


@punsch:

Mit der Kreisflächenberechnung vs. Konusflächenberechnung hast Du natürlich Recht.

Ich habe heute aber mal "rückwärts" gerechnet ...
Gehe ich hiervon aus:

Korrekturfaktor = (Fläche_Port / Fläche_Chassismembran)^0,5

und stelle die Formel um, erhalte ich:

Fläche_Chassismembran = Fläche_Port / Korrekturfaktor^2 = 4,91cm^2 / 0,1778^2 = 155,3 cm^2

Als Korrekturfaktor habe ich hier jetzt die 15dB (=0,1778 als Faktor) eingesetzt, welche durch manuelle Angleichung der Nahportmessungen ermittelt wurde (vgl. #130 und weiter unten in diesem Post).
Die Effektive Membranfläche SD wird im Datenblatt des B80 mit 38,5cm^2 angegeben. Ausgemessen und berechnet (über die Kreisflächen) hatte ich 30,4cm^2 ( #128).
Das (also die Membranfläche "rückwärts" ermittelt aus dem Pegelkorrekturfaktor und der Membranfläche ermittelt aus den Kreisflächen oder auch der Membranfläche des B80-Datenblattes) ist eine sehr erhebliche Diskrepanz.


@Mwf und @stoneeh:

Deine Absenkung per Hand der Nahfeld-Portkurve halte ich für 1 - 2 dB zu stark. Die Pegel beider Messungen sollten nicht "annähernd gleich" sein, sondern der Port-Output sollte sich von oben kommend asymptotisch an die des Treibers anschmiegen, also eigentlich immer drüber liegen. Die Kurven treffen sich theoretisch erst bei 0 Hz, es sei denn, Störgeräusche oder Undichtigkeiten beeinflussen die Messung, v.a. die des Treibers ...

Ich habe jetzt mal die Port-Nahfeld-SPL-Kurve mit nur 15dB abgesenkt (anstelle der 17dB). Das sieht jetzt wie folgt aus:


Hier eine Gegenüberstellung (Minus 15dB vs. Minus 17dB Absenkung der Nahfeld-Port-SPL gegenüber der Nahfeld-Chassis-SPL) als Quasifreifeld-Amplitudengänge:


Ich habe hier auch noch mal versucht die beiden Verfahren zur Bestimmung der Abstimmfrequenz der BR-Box fb gegenüberzustellen:
a) Bestimmung über Impedanzmessung (fb = Minimum zwischen beiden Impedanz-Maxima) {fb ~ 80 Hz}
b) Bestimmung über SPL-Messung Nahfeld-Chassis (fb = lokales Minimum der SPL-Kurve der Nahfeldmessung des Chassis) {fb ~64 Hz}

... aus vielen Gründen, speziell bei deiner etwas "schrägen" Abstimmung (fb <<fo), also 64 zu 120 (??) Hz. Bei vielen klassischen BR-Systemen liegt fb nahe und auf der Freiluftreso fo.

Die Freiluftresonanz fc (bzw. fo) hatte ich ermittellt mit der Impedanzmessung (vgl. #118) mit ca. 120 Hz. Im Datenblatt des B80 ist fc (bzw. fo) mit 110 Hz angegeben.
Ich hätte dann also fb << fo -> 64 << 120 Hz. Auf welche fb die K+T die Björn-Box im Bauvorschlag genau abgestimmt hat, steht im Artikel leider nicht geschrieben. Es heisst: 1 Reflexrohr Streamline30 gekürzt auf 4cm. Mittels BoxSim (Extras -> Auslegung Reflexkanal) habe ich für dieses BR-Rohr in Verbindung mit den anderen Abmaßen der Box eine fb von ca. 100Hz ermittelt. Wäre daher ein etwas kürzeres BR-Rohr doch vorteilhafter für meine Lautsprecher?

was du als 7 dB markiert hast, lese ich als mindestens 8.5 dB

Damit hast Du Recht, war vermutlich doch zu spät in der Nacht für mich, um genau "auszuzählen".

Beste Grüße
Steffen

Da bei mir Interesse vorhanden war, und Steffen sich ebenfalls einen Abgleich seiner Werte an einer Fernfeldmessung Freifeld gewünscht hat, hat er mir freundlicherweise ein Exemplar seiner Schreibtischboxen zukommen lassen.


Kleiner Auszug einer heutigen Mess-Session der Variante mit Weiche (Bafflestep-Korrektur, Impedanzanpassung);



Amplitudenfrequenzgang 2,83V türkis GPM (auf präparierter Oberfläche) 2m Distanz; schwarz Stativ 2m Höhe, 2m Distanz (skaliert auf 1m), gefenstert, gefügt unter 100 Hz mit kombinierter Nahfeldmessung mit Pegelanpassung Port zu Membran nach Stoneeh "Formel neu"; grau Impedanz:



(Anm.: eine derartige Übereinstimmung grob unterschiedlicher Messmethodiken ist nur zu erzielen, wenn wirklich jeder kleinste Teilaspekt bewusst beachtet wird.)

Wasserfalldiagramm GPM:





Kommentar: ich versuche meinen kurzen Höreindruck (zuhause, Indoor, auf dem Schreibtisch) mit dem gemessenen in Einklang zu bringen.

Zuerst, das ist afair mein erster Breitbänder. In Kombination mit der hier vorhandenen Membranfläche ging ich mit der Annahme in die Sache, dass mir im Bass stark was fehlen wird; und vermutlich auch die Höhen nicht so präsent und präzise klingen werden, wie ich's von Mehrwegern kenne. In der Hinsicht wurde ich klar vom Gegenteil überrascht. Ich nehme an mein Raum half entsprechend mit, aber im Bass ging mir in der Tat sehr wenig ab - Bassdrums klangen erstaunlich satt. Die Höhen haben mich ebenso weder qualitativ noch quantitativ enttäuscht, wobei man insb. im Wasserfalldiagramm sieht dass das Chassis im Superhochton in Resonanzen ausbricht.

Pegelfestigkeit ist auch respektabel - für gehobene Zimmerlautstärke, bei der Unterhaltung bereits anstrengend wird, reicht's allemal.

Klang / Klangfarbe ist angenehm / neutral / unauffällig. Manche Lautsprecher klingen ungut kühl, steril, unangenehm - das ist hier nicht der Fall.

Negatives: die Mitten wirken etwas unterbetont / bedeckt, was eigtl. laut Frequenzgang nicht so sein sollte. Weiters hat das Gehäuse ganz schön viel "Eigenklang". Das könnte nun die im Wasserfall herausstechende Resonanz im unteren Mittelton sein - mir klang's aber fast eher so als wenn die Gehäusewände nicht ausreichend dämmen würden. Beides sollten zB Bitumenmatten an den Innenwänden lösen.. oder vll. reicht's schon, wenn man das Gehäuse wieder wie zuvor großzügiger mit Dämmwolle befüllt.

Nachdem ich das wichtigste zum Thema - praxisrelevante Infos zu Steffen's Lautsprecher - nicht das messtechnische drumherum, das hier die letzten Seiten "verschlungen" hat - mal so kompakt / prägnant wie möglich vorweg in einen separaten Post setzen wollte, geht's nun wieder technischer weiter.


Es folgt ein Vergleich meiner Fernfeldmessungen Freifeld vs. meiner Nahfeldmessungen vs. Ste_Pa's kombinierten Messungen Indoor, mit einer Diagnose / Erklärung jeglicher etwaiger Differenzen.


Kommentar Vorgehensweise: es mag manchem kurios vorkommen, dass in einem Forum, in dem es schlussendlich um ein Hobby geht, die folgenden Begriffe fallen; aber, so kam ich die letzten Jahre drauf, muss man auch bei einem Hobby, wenn man wirklich frei von verbleibenden Zweifeln einer Fragestellung auf den Grund gehen will, folgende Standards anwenden:

Wissenschaftliche Methode - Hypothese -> Experiment -> Interpretation
Wissenschaftliches Arbeiten - vollständige Dokumentation / Offenlegung aller Vorgehensweisen, Daten und Quellen zur Möglichkeit der aussagekräftigen Interpretation, als auch ggfalls. Reproduktion beim Leser


Meine Messhardware, -bedingungen & -methodik:

Software: ARTA & LIMP
Soundkarte: Creative X-Fi USB HD
Pre-Amp: IMG MPA-102
Mikrofon: Isemcon EMX-7150 (Klasse 1 Fg; kalibriert; Max. SPL 135 dB @ 1% THD)
Schallpegelkalibrator: Isemcon SC-1 (Klasse 2, temperatur- und Versorgungsspannung-kompensiert; Genauigkeit +/- 0,5 dB)
Amping: t.amp TA2400 MK-X
ARTA Messbox V3.2
TrueRMS Multimeter mit <1,5% Abweichung im relevanten Bereich

Akustische Messungen finden auf einem Outdoor-Grundstück statt, mit dem nächsten schallharten Hindernis (Auto) in 10m Entfernung; abgesehen davon für hunderte Meter kein relevantes Hindernis. Alle Fernfeldmessungen wurden auf 2 Meter Distanz durchgeführt.
Die GPM (Ground Plane Measurement) wird auf speziell präparierter, glatter, schallharter Oberfläche durchgeführt.

Die Messungen finden ausschließlich an windstillen Nächten, an einem Ort fernab der Zivilisation, statt. Die Umgebungsgeräusche übersteigen somit nicht den Noisefloor der Messkette; das übliche Signal-to-Noise-Ratio (SNR) liegt im Bereich >80 dB.

Jede Messung wird mind. 1mal wiederholt, und ein Ergebnis nur bei Deckung von zwei oder mehr Läufen als valide = reproduzierbar angenommen. Die Pegelkalibrierung wird vor und nach jeder Messsession überprüft.

Für die Wirkungsgradmessung wird die Verstärkerspannung mit Anregung Dauersinus 50 Hz ermittelt.



Den direktesten Vergleich der Messungen des Threaderstellers zu meinen erlaubt die gefensterte Messung auf Stativ. Diese fand bei mir in 2 Meter Höhe für sowohl DUT als auch Mikrofon statt.

Vergleich Impulsantworten Stoneeh links, Ste_Pa rechts; Fenster / Gate zur Ausblendung der Bodenreflektion bereits gesetzt:



Die 7,5 ms Zeitfenster meiner Messung lassen ermöglichen Auflösung bis zu einer minimalen Frequenz von ca. 130 Hz, die 1,8 ms Zeitfenster von Ste_Pa Auflösung bis ca. 500 Hz.

Amplitudenfrequenzgang schwarz Ste_Pa, türkis Stoneeh:



Im beurteilbaren Frequenzbereich (zmd. ab 500 Hz) erzielen wir eine exzellente Übereinstimmung - keine weitere Diagnose erforderlich.


Die Beurteilung des Tieftons im Raum, unter Ausblendung der Raummoden, muss, wie im Threadverlauf dargelegt, via einer (kombinierten) Nahfeldmessung, mit anschließender Korrektur für den Schallwandeinfluss (Bafflestep), erfolgen.

Anbei wiederum die Fernfeldmessungen der letzten Grafik, ergänzt durch die kombinierte Nahfeldmessung (Pegelanpassung der Schallquellen durch Volumenstrommethode, wie ursprünglich in diesem Thread angewandt) in blau:



Hier tut sich das erste Problem auf. Nahfeldmessungen sind nur bis zu einer gewissen oberen Grenzfrequenz, die üblicherweise nicht außerhalb des Bassbereichs liegt, vollständig gültig. Die Fernfeldmessung ist in diesem Fall aber erst ab dem unteren Mittelton gültig. Die beiden Kurven überlappen somit nicht, was die korrekte Fügung zu einer Herausforderung, oder (ohne sonstige Anhaltspunkte) gar unmöglich macht. Ich hatte diese bei der ersten Auswertung Ste_Pa's Daten selbst falsch (zu hoch) gesetzt.
Mit meiner bis zu niedrigeren Frequenzen gültigen Stativmessung als Referenz offenbart sich ~330 Hz als gute Übernahmefrequenz:



Es zeigt sich nun bereits eine tolle Übereinstimmung oberhalb des Bassbereichs (grob >200 Hz). Beschränken wir uns, zur Ermittlung der Ursache der verbleibenden Differenzen, nun rein auf diesen. Zu diesem Zweck wird, da auch meine Stativmessung mit größerem Gate keine ausreichende Auflösung bei ganz tiefen Frequenzen bietet, die Referenz gewechselt - als solche dient nun meine GPM (in türkis), vs. Ste_Pa's kombinierte Messungen (weiterhin schwarz):



Wir sehen, mit Ausnahme leicht unterschiedlicher Welligkeit im Mittelton, die vom Verlust an Frequenzauflösung durch das kurze Messfenster Ste_Pa's Fernfeldmessung Indoor herrührt, weiterhin eine exzellente Übereinstimmung - mit Ausnahme des unteren Bassbereichs, welcher, wie erwähnt, via kombinierter Nahfeldmessung erfasst wurde.


Der nächste, und letzte Schritt der Diagnostik, ist somit die der kombinierten Nahfeldmessung.

Sehen wir uns die Einzelmessungen von Steffen an. Die türkise Kurve stellt die Nahfeldmessung des Chassis, die blaue die des nicht im Pegel angepassten Ports dar; in schwarz die des (via Volumenstrommethode; Anschmiegung der Kurven deutlich unter fb; genauere Dokumentation siehe Threadverlauf) im Pegel angepassten Ports:



Das Bafflestep-korrigierte Resultat dieser Auswertung von Ste_Pa's Daten anbei in schwarz, vs. meiner kombinierten Nahfeldmessung in blau, vs. der GPM in türkis:



Dass grundsätzlich die (für Schallwandeinfluss korrigierte) Nahfeldmessung (im Tiefton) eine exzellente Übereinstimmung mit der Fernfeldmessung aufweisen kann, sei anhand meiner Daten demonstriert. Aufgrund ihrer anhand der Fernfeldmessung belegten Validität verwenden wir somit letztere als Vergleichsobjekt / Referenz, um daran zu eruieren, was mit Ste_Pa's Daten und/oder deren Auswertung bis dato nicht passt.

Anbei die Rohdaten im Vergleich - violett Port Stoneeh, blau Port Ste_Pa, schwarz Membran Stoneeh, türkis Membran Ste_Pa; eingepegelt auf den Port:



Erstens sehen wir, dass das Tuning bei Steffen's Nahfeldmessungen ein paar Hz höher liegt. Vll. eine kleine Undichtigkeit nach einem öffnen der Box, die inzwischen behoben wurde? Kurios, aber erstmal nicht dramatisch. Was aber deutlich mehr ins Gewicht fällt ist dass Steffen's Nahfeldmessung der Membran gegenüber dem Port deutlich unterbetont ist. Meiner Info nach wurden beide mit gleicher Verstärkerspannung und unveränderten Settings im Rest der Messkette gemessen - das muss ich anhand der Ergebnisse in Frage stellen.
Für die Pegelanpassung via Volumenstrommethode ist das sogar nicht relevant - die Kurven werden sowieso rein per Hand verschoben - aber jegliche Pegelanpassungen via Formel werden mit unterschiedlich laut gemessenen Schallquellen obsolet.

Ein Teil der Ursache liegt bestimmt darin dass ich mit dem schlanken Hals meines EMX-7150 bei den beengten Verhältnissen zwischen Phaseplug und Konus näher an die Membran bzw. Membranmitte komme, und somit durch die geringere Distanz einen höheren SPL messe - aber damit sind die ~10 dB Differenz noch nicht begründet.
Anbei der Vollständigkeit halber mein Messaufbau für beide Schallquellen:




Zurück zum Abgleich der Nahfeldmessungen an der Fernfeldmessung: da die maximale Abweichung der kombinierten Nahfeldmessung mit Steffen's Daten von der Fernfeldmessung um fb liegt, ist offensichtlich die Einpegelung der Schallquellen die Ursache.
Dies ist ein mir wohlbekannter Zusammenhang. Da der Fehler üblicherweise im akzeptablen Rahmen liegt, habe ich mich, um mit der technischen Komplexität der 100% richtigen Lösung den Threadersteller, der zwar ambitioniert, aber doch mehr oder weniger Einsteiger ist, nicht zu überfordern, dazu bisher hier nicht weiter ausgelassen.
Da in diesem Fall die Abweichung jedoch signifikant ist, ist der entsprechende Background unerlässlich.

Wie in Post #132 erwähnt, die gängigen / bekannten Verfahren zur Einpegelung wurden nie ernstzunehmend empirisch überprüft. Da a) mich die kombinierte Nahfeldmessung interessiert b) Gelegenheit da war c) ich gerne Dinge tue / schaffe, die noch kein anderer hat , habe ich 2021 die meisten Basslautsprecher, die ich für sonstige Zwecke in den Händen hatte, via der kombinierten Nahfeldmessung vs. Fernfeldmessung vermessen. Die Resultate habe ich über Monate in eine Facharbeit zusammengefasst. Diese stellt nun, ein halbes Jahrhundert nach der Erstvorstellung in der Literatur, den ersten groß angelegten öffentlichen empirischen Abgleich / Beleg für die (kombinierte) Nahfeldmessung als Methode zur Approximation des Fernfeldfrequenzgangs dar.

Im Zuge meiner Untersuchungen stellte sich heraus, dass sowohl Volumenstrommethode als auch die gängige Formel für die Absenkung des Portpegels, (Sv/Sd)^0.5, den Port-Output als statische Größe sehen, und eine idente Pegelanpassung für alle Portquerschnittsflächen ermitteln. Hier hatte ich den Vorteil, via meiner vorangegangenen Arbeit, Messtechnische Darstellung der Auswirkung der BR-Portfläche auf Wirkungsgrad und Max. SPL, zu wissen, dass dem nicht so ist, d.h. unterschiedliche Portgrößen im Fernfeld nicht den gleichen SPL aufweisen.

In Folge habe ich eine neue Formel erstellt, die auf D.B. Keele's basiert, aber einen Zugewinn für größere Portquerschnitte vorsieht. Erstellt wurde diese empirisch, am Abgleich an der Fernfeldmessung an sieben Testgehäusen. Nach der Erstellung konnte sie an weiteren drei Testgehäusen bestätigt werden.
Insg. hat sie bisher an zehn Testgehäusen eine essentiell perfekte Übereinstimmung mit der Fernfeldmessung, so auch eine bessere als die genannten, bisher bekannten Methoden zur Einpegelung, erzielt.

Steffen's Schreibtischbox ist nun #11

Meine Arbeit wurde 04/2022 auf meinem Youtube Kanal publiziert. Bei Interesse findet sich die komplette Dokumentation darin. Link: Kombinierte Nahfeldmessung – Praxistest & Neuevaluierung der etablierten Methoden


Wenden wir nun meine Pegelanpassung Formel neu entsprechend auf Steffen / Ste_Pa's Daten an, sieht diese aus wie folgt - violett Port Stoneeh, blau Port Ste_Pa, schwarz Membran Stoneeh, türkis Membran Ste_Pa:




Ergebnis final - türkis GPM Stoneeh, blau Stativmessung gefügt mit kombinierter Nahfeldmessung Stoneeh, schwarz Stativmessung gefügt mit kombinierter Nahfeldmessung Ste_Pa; Nahfeldmessungen jeweils Bafflestep-korrigiert:



Eine minimale Abweichung um fb verbleibt, da wie gesagt die Rohdaten einen kleinen "Defekt", insb. geringfügig höheres fb, aufwiesen. Auch ist Ste_Pa's Kurve aufgrund kurzen Messfensters im Mittelton weniger gut aufgelöst. Insgesamt ist die Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Methodiken, Messumgebungen, & Hardwares aber geradezu phänomenal.

Hier noch der Vergleich Auswertung alt türkis vs. Auswertung neu schwarz der Schreibtischbox mit Weiche:



Da lagen wir untenrum ein ganzes Eck daneben. Fairerweise, eigtl. nicht "wir" - ich hatte die Methodik vorgegeben, Steffen hat's mir nur nachgemacht.

An dieser Stelle sei der Punkt "Interpretation" der eingangs angesprochenen wissenschaftlichen Methode in Erinnerung gerufen. Die Daten waren präzise genug - an der Interpretation hatte es bis dato gemangelt.

Eine coole Erfahrung. Danke an Steffen für die Gelegenheit, anhand deines Lautsprechers nochmal dazulernen zu dürfen - aber gleichzeitig auch bereits bekanntes nochmal bestätigen zu können.

Alles beste

Zu guter letzt - die letzten beiden Posts handelten von der Version mit Weiche. Die Version ohne Weiche steht noch aus.


Messungen; mit Weiche türkis, ohne Weiche schwarz; links Impedanz, rechts Frequenzgang / Wirkungsgrad 2,83V / 2m GPM (entsprechend 1m 4pi):




Höreindruck: die von mir in Post #134 beschriebene Mittenschwäche war mit der unbeschalteten Version gänzlich behoben; ist vom ersten Moment des umschaltens klar aufgefallen. Vll. sind in der Version ohne Weiche die Mitten gar leicht betont - das mag aber auch an der mit aktueller Bestückung mit Dämmmaterial unzureichenden Bedämpfung der Gehäuseresonanz, als auch ggfalls. Schallaustritt durch die sehr dünnen / leichten Seitenwände, liegen.

Die verbleibende Kritik ist auf jedem Fall auf hohem Niveau - die Version ohne Weiche überrascht mich so wie so vor mir stand bereits sehr positiv. Und das gegen nicht grad "lockere" Konkurrenz - ich höre zuhause über Standlautsprecher mit Magentostaten, und im Frühjahr hab ich zB gerade einen Lautsprecher mit Purifi Chassis an einem NCore Aktivmodul (-> State of the Art Material) gebaut.


Ein kurzes Hörbeispiel (der Version ohne Weiche) hab ich zwischendurch mal aufgenommen. Zwar nur mit Smartphone (Frequenzgang des eingebauten Mikrofons allerdings nachträglich entzerrt); das Musikstück (Vanden Plas - Healing Tree), das gerade lief, ist, insb. im Refrain, auch nicht das audiophilste / sauberste.
Ich denke in jedem Fall die Aufnahme ist hilfreich, um zu erkennen/ realisieren, was ich persönlich anfangs auch nicht so erwartet hätte - dass auch bei einem so kleinen Lautsprecher "alles da ist" - Bass, Höhen, Mitten - und die Box alles in allem ausgewogen / komplett spielt:


Beim umschalten zwischen mit und ohne Weiche ließ ich übrigens Signal laufen, schlicht um zu sehen ob das umschalten geklappt hat. War dann verblüfft, dass der Effekt durch die offene Rückwand schon so deutlich vernehmen war. Hab ich daher auch noch aufgenommen -> klick


Lautsprecher ist inzwischen längst schon wieder bei Steffen. Aber, ich glaub, man sieht's - Spaß hat's gemacht .

Bis denne.

stoneeh (Beitrag #136) schrieb:

ich höre zuhause über Standlautsprecher mit Magentostaten, und im Frühjahr hab ich zB gerade einen Lautsprecher mit Purifi Chassis an einem NCore Aktivmodul (-> State of the Art Material) gebaut.

Gibts da einen Bauplan oder Baubericht?

Die genannten Standlautsprecher sind Fertigprodukte; Infinity Kappa 90. Hab ich hier mal vermessen, wen's interessiert: klick

Der Zweiwege-Lautsprecher im Format einer Regalbox mit Purifi-Tiefmitteltöner, SB Acoustics Hochtöner, und NCore-Aktivmodul entstand als Testobjekt für den ARTA Ringversuch #3, welcher aktuell im Gange ist. Baubericht als solches gibt's keinen; aber im Infoblatt (Link zum PDF) gibt's Infos zu Konstruktion & Abstimmung, und Fotos vom Innenleben.