Problem mit Frequenzweiche

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Xerionius
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 16. Jun 2012, 00:08
Hallo,

ich wollte mich mal etwas in die Eigentwicklung von Lautsprechern einarbeiten, bin jedoch irgendwie zu doof um eine Frequenzweiche mit Boxsim zu simulieren. Die Frequenzweiche sieht wie folgt aus:
Frequenzeichentest
Der Hochpass funktioniert auch, nur beim Tiefpass ist etwas komisches:
Frequenzgang

Diese Weiche habe ich nur zu Lernzwecken berechnet, ich plane also vorerst nicht sie zu bauen und sie in irgendeiner Box zu verwenden. Ich habe Spulen und Kondensatoren anhand einer Formel, die ich hier im Forum gefunden habe berechnet. Die Trennfrequenz soll bei 3000 Hertz liegen. Was mache ich falsch?


[Beitrag von Xerionius am 16. Jun 2012, 00:17 bearbeitet]
Wave_Guider
Inventar
#2 erstellt: 16. Jun 2012, 02:38
Moinsens,

jedenfalls ist die Spule für den TMT viel zu klein von Wert her.

Versuche mal Werte über 1mH bis 2mH.

Und den Wert vom 9,37uF Kondensator danach auch jeweils experimentell anpassen.

Dann wirst Du sehen, jene Formeln taugen für akustische Zwecke nix.

Weil:

- sie nicht berücksichtigen können, dass die Chassis-Impedanz sich über den Frequenzverlauf ändert.
- ihnen das akustische Übertragungsverhalten des Chassis unbekannt ist.

Grüße von
Thomas
Der_RiPol-Axel
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 16. Jun 2012, 16:40
Hallo Xerionius,
Die Frequenzweiche verhält sich völlig normal. Das Problem liegt darin, dass es sich bei Deiner Weiche um eine rechnerisch ermittelte Weiche handelt, die im Prinzip nur ordentlich funktioniert, wenn anstatt der Lautsprecher reine Widerstände angeschlossen sind.
Deine 'echten' Lautsprecher - hier speziell der Tieftöner, hat aber eine nach unten hin stark ansteigende Impedanz, mit der Deine Weiche nicht klar kommt. Diesen Impedanzanstieg kannst Du dadurch reduzieren, indem Du dem Tieftöner einen Widerstand (etwa 5-8Ohm) und einen Kondensator 10-30µF (?) parallel schaltest.
Du könntest Diese Bauteile 'markieren' und vom Optimierer' anpassen lassen.

Gruß,
Axel
richi44
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 16. Jun 2012, 18:06

hier speziell der Tieftöner, hat aber eine nach unten hin stark ansteigende Impedanz

Die Impedanz steigt mit der Frequenz an. Damit hast Du bei 3kHz eine solche von rund 8 Ohm zu sehen in den Unterlagen des Chassis). Du müsstest also zunächst diesen Wert als Grundlage verwenden. Und um die Sache weiter zu linearisieren solltest Du einen Kondensator von etwa 8 Mikrofarad und einen Widerstand von etwa 6.8 Ohm in Serie schalten und diese Kombination parallel zum Tieftöner anordnen. Damit sollte die Impedanz im Bereich der Übernahmefrequenz einigermassen gleichmässig verlaufen, also eher "ohmsche" Verhältnisse annehmen.

Die gewählten Bauteile von 0.3mH und 9.37 Mikrofarad passen also nicht zur vorliegenden Impedanz. Rechne das Ganze mal mit 0.6mH und 4.7 Mikrofarad durch. Wenn der Verlauf brauchbar aussieht lass es gut sein. Wenn nicht setze die 8 Mikrofarad und 6.8 Ohm noch hinzu.

Und jetzt noch etwas ganz anderes.
Das Chassis WS20E ist alles andere als ein einfaches Ding. Mit seinem relativ welligen Frequenzgang oberhalb 1kHz ist er eher für Dreiweg-Konstruktionen einsetzbar. Das zum Einen.
Andererseits liegt der Qts dieses Chassis mit 1.14 allenfalls noch für alte Musiktruhen im Bereich des Einsetzbaren. Weder geschlossene Box noch Bassreflex oder eine sonstige Gehäuseform lassen sich mit diesem Chassis sinnvoll realisieren. Wenn Du also etwas "besseres" als eine offene Schallwand möchtest, dann nicht mit diesem Ding! Und wenn Du es schon hast, dann spielt es keine grosse Rolle, was Du als Weiche verwendest (kannst im Bass ,auch ganz auf eine Weiche verzichten), es wird nichts hochwertiges.
Der_RiPol-Axel
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 16. Jun 2012, 19:12
Hallo Xereonius,
Die Impedanz des TT steigt natürlich bei steigender Frequenz (aufgrund der
Schwingspulen-Induktivität). Diese kann man, genau wie richi das sagte, durch
eine R&C Reihenschaltung, die man dem Chassis dann parallel schaltet,
linearisieren. Dadurch 'sieht' die von Dir berechnete Frequenzweiche eine (fast)
Ohm'sche Last und kann dann sauber arbeiten. Ich habe da in der Eile nicht
ganz korrekt formuliert.
Über die Aussage über den WS20E kann man geteilter Meinung sein. Aber für
Trockenübungen und zu Lernzwecken völlig ausreichend

Gruß,
Axel
Xerionius
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 17. Jun 2012, 00:24
Mir war schon klar, dass das mit den Treibern keine HiFi-Ergebnisse bringen würde (Vor allem nicht bei meinem ersten Lautsprecher).

Aber vielen Dank für die vielen hilfreichen Antworten. Ich bin jetzt dazu übergegangen zwei der WS20E 8Ohm parallel zu schalten, da das meiner Meinung nach wesentlich besser zum Hochtöner passt. Ich besitze die Chassis nicht und werde sie mir fürs erste auch nicht kaufen. Allerdings finde ich den Frequenzgang für eine 50€-Box garnicht mal so schlecht:
Frequenzgang2

Wie genau ist der Frequenzgang, der da von Boxsim berechnet wurde? Allerdings ist da das Gehäuse noch nicht mit einberechnet. Wie mache ich das mit Boxsim? Ich habe das bis jetzt nur mit WinISD gemacht. Und wie ihr schon gesagt habt braucht der jede Menge Volumen: Ich komme da auf 250 Liter pro Treiber, um eine halbwegs brauchbare güte zu erreichen. Und noch eine Frage: Wie berechne ich ein Bassreflexrohr?


[Beitrag von Xerionius am 17. Jun 2012, 00:34 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 17. Jun 2012, 10:38
Ich berechne mit BassCADe (auch Freeware). Da gibt man zuerst die Daten der Chassis ein (ohne den Frequenzgang) und wählt dann die Gehäuseform. Hier die Ergebnisse für diesen Tieftöner als geschlossene Box CB WS20E
und als Bassreflex. BR WS20E
Das Reflexrohr wird bei diesem Programm automatisch berechnet. Du siehst aber, dass mit dieser Tröte geschlossene Box nicht ideal und Bassreflex einfach unmöglich ist. Und wenn Du sowas selbst baust bist Du mit Sicherheit vom Ergebnis enttäuscht. Also, wozu sich Arbeit machen und eine haufen Holz kaufen, nur dass Du merkst, dass das nix geworden ist? Dann lieber etwas weniger ins Holz und etwas mehr in die Treiber investieren, dann wird das Ergebnis auf jeden Fall besser!

Hier die Berechnungen für den Monacor SPH-210 ( http://www.monacor.d...eite/?artikelid=2095 bei Strassacker für 61.90) als geschlossene Box
CB SPH
und als Bassreflex. Die erste Grafik ist das, was BassCADe automatisch ausgibt:
BR1 SPH
und die folgende ist durch mich korrigiert worden:
BR2 SPH
Ich habe das Volumen angepasst (Wert gerundet auf 20 Liter), ein dünneres Reflexrohr eingesetzt (7cm) und das Reflexrohr noch etwas gekürzt auf 22cm. Damit bekomme ich die best mögliche Abstimmung, also die linearste Wiedergabe bei tiefster Grenzfrequenz (50Hz) ohne Überhöhung und nicht zu langem Reflexrohr.
Berücksichtige ich die Weichen- und Kabelverluste, so ergibt sich folgendes Bild:
BR SPH korr
Dieser Lautsprecher ist in einer guten Zweiweg-Kombination anwendbar mit einer Übernahmefrequenz bis 3kHz.
Dazu braucht es noch einen Hochtöner, etwa den Monacor DT-107 für 26.85

Eine Alternative wäre der Mivoc AW2000 (35 € bei Strassacker) Da bekommt man mit 18 Liter Bassreflex (Rohr 7cm Durchmesser bei 33cm Länge) eine Grenzfrequenz von 40Hz. http://www.lautsprechershop.de/pdf/mivoc/aw2000.pdf
Dieser Lautsprecher ist aber für Dreiweg-Konstruktionen vorgesehen, weil er nach Herstellerangaben nur bis 500Hz eingesetzt werden sollte. Dann bräuchten wir aber noch einen Mitteltöner und da bietet sich der Mivoc XAC 110 HC für 39 € an.

Die ganzen Weichen lassen sich berechnen, wobei Messgeräte (Mikrofon!) zur Feinkorrektur sowie entsprechende Spulen, Kondensatoren und Widerstände vorhanden sein müssen. Die ganze Weichen-Berechnerei lass ich im Moment noch weg, denn erst musst Du Dir klar werden, was Du genau möchtest...
Xerionius
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 17. Jun 2012, 15:40
Vielen Dank! Was die vorgeschlagenen Chassis angeht, ist mir das etwas zu teuer. Da ich die Lautsprecher unter Umständen nie verwenden werde (je nach Klang natürlich), sind mir 200€ für das Paar eigentlich zu viel. Was meint ihr, wenn ich sie dann richtig Abgestimmt habe, klingen sie dann besser als meine Mohr SL15 (ja ich weiß, das sind Billigboxen, klingen aber dafür Ordentlich und ich habe nicht viel Geld da ich Schüler bin).
Was die Messung angeht würde ich mir wenn ich das Projekt dann wirklich angehen sollte ein Messystem anschaffen.

Ich habe im Moment keine Zeit und ich werde die nächste Woche nicht zu Hause sein, dann werde ich mich nochmal melden.


[Beitrag von Xerionius am 17. Jun 2012, 16:10 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 18. Jun 2012, 07:38
Ich will Dich nicht erschrecken oder verunsichern. Aber wenn Boxen bauen Sinn machen soll dann sind gewisse Voraussetzungen nötig. Und das fängt schon bei der Messerei an. Sowas ist nicht für 20€ zu haben. Diese Anschaffung lohnt sich aber nur, wenn man nachher auch Boxen baut.
Und wenn man der Mehrheit der Boxenbauer glauben will lassen sich Frequenzweichen nicht berechnen, sondern nur mit Ausprobieren entwicklen. Und wenn dem so wäre, braucht es eine gut gefüllte Schachtel mit Weichenbauteilen und das geht schon ganz hübsch ins Geld.

Wenn Boxenbau Dein Hobby werden soll brauchst Du Geld, Zeit und Platz. Wenn Du einfach einmal etwas aufbauen möchtest, so soll es mindestens gleich gut sein wie eine Box vom Grossverteiler, Kaffeeröster oder Discounter. Und weil alle nur mit Wasser kochen und keiner die Physik "abschalten" kann gibt es Grenzen, welche die Möglichkeiten einschränken, die zu einer brauchbaren Konstruktion führen.
Wenn Du also solche Chassis wie die von Visaton ins Auge fasst bleibt Dir nur der Bau einer offenen Schallwand. Und das kann man auch mit alten Radio-Lautsprechern erreichen. Da kannst Du in der Bucht etwas finden, das seinerzeit schon ordentlich funktioniert hat und das zu einem noch geringeren Preis.
Wenn Du aber davon träumst, mit den Visatönern eine Box zu bauen, die halbwegs anständig funktioniert dann irrst Du Dich. Das bleibt ein Traum, denn die Physik macht da nicht mit und lässt sich nicht überlisten.
HiFi-Selbstbau
Inventar
#10 erstellt: 19. Jun 2012, 13:51
Hi Xerionus,

1. bei Boxsim kann man vieles einstellen - auch vieles falsch. Hier gibt es z.B. eine Anleitung für das Programm: http://www.hifi-selb...t&view=article&id=62

2. Zum Thema Weichensimulation gibt es hier eine Artikelreihe Frequenzweichen, vom Anfänger zum Profi (Überblick)

Das schöne an Boxsim ist, dass man die Bauteile einfach virtuell ausprobieren kann:
- Spule vor dem Bass größer
- Kondensator parallel zum Bass größer/kleiner
- was macht ein Wiederstand in reihe zum obigen Kondensator
- etc.

Mit Boxsim kannst Du auch Gehäuse berechnen, indem Du das gehäuse und ggf. die Abstimmfrequenz des BR-Rohres angibst. Außerdem wird der Effekt der Schallwandkanten im Mittel- und Hochtonbereich berücksichtigt.

Gruß Pico
Xerionius
Ist häufiger hier
#11 erstellt: 24. Jul 2012, 14:04
Jetzt habe ich euch gebeten, den Thread nicht zu vergessen, und dann habe ich selbst nicht mehr daran gedacht!

Vielleicht schaut ja trotzdem nochmal jemand hier vorbei.
Von den Visaton Chassis werde ich nun absehen.
Allerdings werde ich in nächster Zeit nichts aufbauen, sondern nur simulieren können, da es im Moment an den finanziellen Mitteln scheitert.
Suche:
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