Bericht: Messtechnische Darstellung der Auswirkung der BR-Portfläche auf Wirkungsgrad und Max. SPL

danke

Bei mir wird das gedruckt und kommt in den Grundlagenhefter.

----e-----

Auch total interessant wäre der Vergleich bei gleicher Portfläche aber unterschiedlicher Form und Lage. So ist z.B. der Bodenport bei gleicher Abstimmfrequenz kürzer als ein Rohr mitten auf der Front.
Mir sind dazu leider keinen allgemeinen Grundlagen bekannt. Es gibt aber diverse Simulationsprogramme, die eine Änderung des Korrekturfaktors erlauben,
aber leider keine nachvollziehbaren Grundlagen, außer einer Zeichnung mit den Formen und k. Diese Verkürzungen werden aber von vielen Hobbykonstrukteuren als zu extrem angesehen.
Einzig der Programmierer von bbox hat sich die Mühe gemacht jeden Aspekt in die Berechnungen einfließen zu lassen. Insbesondere bei großen Volumen und niedrigen Abstimmfrequenzen scheinen die Verkürzungen unrealistisch zu sein.
Natürlich wird der Konstrukteur seinen Bodenport am Testgehäuse feinabstimmen, aber schön wäre eine zutreffende Simulation schon.

sehr interessant!


es scheint, als hättest du die messungen erst kürzlich gemacht? => was mich noch brennend interessieren würde und du vielleicht noch anfügen könntest: wie verhält sich ein port identischer größe (gehäusevolumen, portquerschnitt/-länge) bei einem:
a) bodenport
b) rohrport (ggf. zwei rohre verwenden, um auf dieselbe querschnittfläche zu kommen)

Ist das cool!

Hey hey!
Freut mich wenn es gefällt und hilft.

Zu etwaigen weiterführenden Rohr vs. rechteckig Tests: sorry, aber in das Projekt ist eine nicht zu unterschätzende Menge an Zeit und Aufwand geflossen, und ich bin froh es zu meiner Zufriedenheit (d.h. die Unterschiede die ich darstellen wollte auch zu können) abgeschlossen zu haben.

Dass es allgemeingültige Korrekturfaktoren für verschiedene Portformen und -positionen geben kann, die ich jetzt einfach mal so via ein paar weiteren Varianten eines Gehäuses ermitteln kann, glaub ich sowieso nicht. Ich denke die gesamte Gehäuse- und Portgeometrie muss berücksichtigt werden.
Warum ich das denke? Ich hatte bis jetzt etliche BRs mit recht ähnlichen Wand-/Bodenports vor dem Mikro, und von Faktor 1,2 bis 1,8 Abweichung zu den in WinISD simulierten Werten für die notwendige Portlänge war alles dabei. Offensichtlich gibt's also einflussstarke Variablen abseits von Portform und -lage.

Was Kompression angeht, kann man zmd. grobe Schlüsse anhand der Messungen ziehen - der runde, freistehende Port dürfte in der Hinsicht nicht grundsätzlich schlechter sein, da die Verluste proportional nicht höher sind als zwischen den beiden Wandports.

PS: an dieser Stelle nochmal danke an Martin (der richtige Martin wird sich angesprochen fühlen ^^) für die theoretische Guidance in ein paar Punkten.

Sehr interessante Darstellung eines Effekts, den ich so noch gar nicht richtig auf dem Schirm hatte.

stoneeh (Beitrag #5) schrieb:

Dass es allgemeingültige Korrekturfaktoren für verschiedene Portformen und -positionen geben kann, die ich jetzt einfach mal so via ein paar weiteren Varianten eines Gehäuses ermitteln kann, glaub ich sowieso nicht. Ich denke die gesamte Gehäuse- und Portgeometrie muss berücksichtigt werden. Warum ich das denke? Ich hatte bis jetzt etliche BRs mit recht ähnlichen Wand-/Bodenports vor dem Mikro, und von Faktor 1,2 bis 1,8 Abweichung zu den in WinISD simulierten Werten für die notwendige Portlänge war alles dabei. Offensichtlich gibt's also einflussstarke Variablen abseits von Portform und -lage.

Also ich habe mir mal vor geraumer Zeit ein Excel-File angelegt, in dem ich mit der Formel von Troels Gravesen: Link Vent Tuning die Portlänge von WinISD anhand der Position korrigiere. Hier der Korrekturfaktor je nach Position: Link.
Das ist dann mein Startwert für die Portlänge. Die Abstimmfrequenz wird dann anhand Impedanzmessung überprüft und ggf. die Portlänge angepasst. Ich bilde mir ein, dass das meistens recht gut passt. In jedem Fall ein besserer Startwert als der von WinISD (bei einem nicht freistehenden Port).
Das mal anhand einer Messreihe zu validieren wäre interessant. Das müsste auch nicht einer allein machen, theoretisch macht die Messung ja jeder bei der Entwicklung einer BR-Box. Das Ergebnis müsste nur gebündelt werden.

Auch von mir noch mal vielen Dank für die Grundlagenarbeit und das Teilen deines Wissens.

Sehr schöne Untersuchung, ein Dankeschön auch von mir.

Ich hätte da aber mal eine Frage, die mich schon länger beschäftigt. Falls sie keiner beantworten kann, teste ich das vielleicht mal selber aus, ich bin ja mal wieder am wasteln.

Es gibt die Tuningfrequenz und die Port-Längsresonanz (Lambda/4). Die Tuningfrequenz ergibt sich aus der wirksamen Länge eines Ports, die aber nicht unbedingt seiner tatsächlichen Länge entsprechen muss, sondern es kommt beispielsweise zu einer virtuellen Portverlängerung aufgrund angrenzender Gehäusewände.

Das müsste doch aber auf die Port-Längsresonanz genau so zutreffen oder? Ich höre beispielsweise oft: "Nimm Eckports, die können für gleiches Tuning kürzer ausfallen". Oft wird dann gesagt, die Port-Längsresonanz würde dann weiter vom Übertragungsbereich beispielsweise eines Subwoofers entfernt bleiben, aber das kann meines Erachtens nicht sein. Versteht ihr, was ich meine? Die Port-Längsresonanz müsste doch gleichfalls mit der "virtuellen" Portverlängerung sinken, oder?

Viele Grüße,
Ezeqiel

Hola Kollegen.
Erstmal bzw. nochmal: super wenn's gefällt / hilft


MK_Sounds: wie gesagt, mit genau der Portvariante rechts unten auf dem von dir verlinkten Bild hatte ich zwischen verschiedenen Gehäusen grobe Abweichungen. Mit dem angegebenen Korrekturfaktor von 2,227 wär ich die meiste Zeit nicht hingekommen.
Mich selbst reizt es jetzt nicht so der Thematik komplett auf den Grund zu gehen. Ich simulier grob, und dann bau ich einfach x Spanplatten-Prototypen, an denen ich ewig herumtüftle, bis ich die Variante hab die am besten performt. So hab ich auch bisher einen grossen Teil meines relevanten Wissens gelernt, und im Umkehrschluss glaub ich wenn ich nicht soviel gebaut und gehört und gemessen hätte hätte ich heute bei weitem nicht die Erkenntnisse, die ich habe. Alles was in diesem Thread behandelt wird zB hab ich irgendwo anhand einer Herumtüftelei herausgefunden, und nun halt nur noch an einem neutralen Testobjekt belegen müssen. Also Theorie / Simu ist für mich ganz klar sekundär.
Was mir aber bekannt ist gibt's aber deutlich umfangreichere Simulationsprogramme, wo man exakt den Gehäuseaufbau und Umfeld eingibt, und die dann angeblich genauere Resultate präsentieren. Von "Transmissionline" und "ABEC" hab ich zB gehört. Ich rate dazu die Suchfunktion bzw. Google zu bemühen.
Ich kann bei Bedarf auch ein paar konkrete Gehäusevarianten mit exaktem Aufbau (Plan / Stückliste) und Messungen bereitstellen, falls jemand seine Simu mit dem Praxis-Ergebnis gegenprüfen will. Das aber eher per PN bitte.


Ezegiel: ich glaub die Port-Längsresonanz geht wirklich nur nach der Portlänge, und verlängert nicht der Wand entlang bzw. "ums Eck". Das ist aber einfach nur das Gefühl, das ich dazu habe - erklären / belegen kann ich das nicht.
Aus der Praxis kann ich nebenbei noch beisteuern, dass, auch wenn ich das im Artikel vorsichtshalber suggeriert habe, mir die unerwünschte Portresonanz noch an keinem Sub je hörbar aufgefallen ist. Ich habe / hatte zwei Subs mit sehr niedriger Resonanz (170, 180 Hz), und selbst bei 150 Hz mit But18 oder LR24 getrennt kam mir der Sub nicht dröhnig vor. Vll. gibt's auch einfach zu wenig im Musiksignal, das diese Resonanz anregt; manchmal hat man ne Snare-Drum bei um die 200 Hz, aber seh ich doch eher selten.
In den allermeisten Fällen trennt man zudem glaub ich eh eher im Bereich 80-120 Hz, was meistens ca. eine Oktave vor der Portresonanz ist.
Noch eine Option: Sub VOR der Trennung messen, Portreso schmalbandig rausziehen, danach erst die Trennung zum Top realisieren.

Hallo,

auch von mir vielen Dank für das Teilen deiner Ergebnisse.
Was in dem Zusammenhang noch interessant wäre:
Wie verhalten sich trompetenförmige Rohre im Vergleich (z.B. Sd 1/4 -> Sd 1/2)?
Wie unterscheiden sich Rohre mit Trompetenform innen und außen und Trompetenform nur außen?

N'Abend.

Die Fragestellung wird in diesem Paper wunderschön abgeklärt: https://jahonen.kapsi.fi/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

Wenn du dir den Rest nicht antun willst, springe zu Punkt 13, General Conclusions. Da werden die Ergebnisse halbwegs kurz und prägnant zusammengefasst.

Hallo,

danke, das werde ich mir auf jeden Fall mal anschauen

Hi, schöne Arbeit und gute Doku dazu!
2 kleine Sachen hätte ich noch:
1. Was wäre denn bei einer Simulation die anzustrebende Strömungsgeschwindigkeit für den Port? Also: Welche Schlüsse ziehe ich aus deinen Messungen?
2. Bei dem Wand-/ Eckport gab es mal ein Thema. Den kann man recht genau simulieren. Irgendwie musste da der Port gespiegelt werden. Schau mal hier: http://www.hifi-forum.de/viewthread-159-4461.html

Tiptop, danke für eine weitere, sehr hilfreiche Doku!
Jetzt wo die Baumärkte wieder offen haben muss ich echt wieder mal ein wenig mehr bauen und weniger hören....

Hola, und sorry für die Verzögerung!

MarsianC#:

wing787, zu deiner ersten Frage bzgl. Strömungsgeschwindigkeit, bzw. welche Schlüsse (ich nehm an die Praxisrelevanz ist gemeint) gezogen werden sollen: das ist ganz einfach zu beantworten. Ich hab über alle Gehäusevarianten Musik gehört, und nur beim 1/2 sd Port blieb das Klangbild von leise bis Maximalpegel erhalten. Nur die 1/2 sd Variante hat mir uneingeschränkt von ganz leise bis ganz laut Spass gemacht.
Der 1/4 sd Port war nicht schlimm.. man hat aber bei höheren Pegeln trotzdem gemerkt dass das nicht ganz so souverän wie der grosse Port rüberkommt.
Den 1/8 sd Port würd ich als gänzlich unbrauchbar bezeichnen. Ab bischen Pegel fehlt der Tiefbass subjektiv fast komplett. Zudem produzierte der Port schon ab 5 Watt an der Tuningfrequenz Portgeräusche, die mit steigendem Input natürlich nur noch lauter wurden.
Das deckt sich auch mit den Erfahrungen von meinen sonstigen bisherigen DIY Projekten. Ich würde also sagen: zmd. beim Subwoofer, wo man sich über die weiteren Portresonanzen keine Sorgen machen braucht, immer den grösstmöglichen Portquerschnitt verbauen, den man irgendwie ins Gehäuse bringt.
Wenn du die Strömungsgeschwindigkeit simulieren willst - ich habe hier alle Daten / Masse dokumentiert, die du dazu brauchst.

Ezeqiel (Beitrag #8) schrieb:

Es gibt die Tuningfrequenz und die Port-Längsresonanz (Lambda/4). Die Tuningfrequenz ergibt sich aus der wirksamen Länge eines Ports, die aber nicht unbedingt seiner tatsächlichen Länge entsprechen muss, sondern es kommt beispielsweise zu einer virtuellen Portverlängerung aufgrund angrenzender Gehäusewände. Das müsste doch aber auf die Port-Längsresonanz genau so zutreffen oder? Ich höre beispielsweise oft: "Nimm Eckports, die können für gleiches Tuning kürzer ausfallen". Oft wird dann gesagt, die Port-Längsresonanz würde dann weiter vom Übertragungsbereich beispielsweise eines Subwoofers entfernt bleiben, aber das kann meines Erachtens nicht sein. Versteht ihr, was ich meine? Die Port-Längsresonanz müsste doch gleichfalls mit der "virtuellen" Portverlängerung sinken, oder? Viele Grüße, Ezeqiel

Die Tuningfrequenz entsteht aus der Summe der Volumen (ein Port oder zwei Ports) - Der Helmholz Resonator ist ein qusi Luftsack, der eine bestimmte Masse hat und deshalb eine bestimmte Resonanzfrequenz aufweist.

Man kann also bei einem 1/8 SD = Portfläche davon ausgehen, das das Rohr sehr lang ist und bei SD 1/2 ist das gleiche Volumen = gleiche Tuningfrequenz - in sehr viel kürzerem Port zu realisieren.

Ähm... nö!
Dann würden ja alle große Ports bauen! Bei gleicher Tuningfrequenz ist ein kleiner Port kürzer als ein großer Port.

wing787 (Beitrag #17) schrieb:

Ähm... nö! Dann würden ja alle große Ports bauen! Bei gleicher Tuningfrequenz ist ein kleiner Port kürzer als ein großer Port.

Das ist doch exakt das, was ukw geschrieben hat?

ukw (Beitrag #16) schrieb:

Man kann also bei einem 1/8 SD = Portfläche davon ausgehen, das das Rohr sehr lang ist und bei SD 1/2 ist das gleiche Volumen = gleiche Tuningfrequenz - in sehr viel kürzerem Port zu realisieren.

Die Portfläche ist die wirksame Fläche, mit der der Helmholzresonator akustisch an das Volumen der Box und der Umwelt ankoppelt.

Das Portvolumen ist die Kubik Summe des wirksamen Portfläche mal der wirksamen Port Länge (tiefe)

Das Portvolumen ergibt die Tuningfrequenz und die Tuningfrequenz kann im Zweifelsfall messtechnisch exakt bestimmt werden.

Ein Beispiel ins jeweilige Extrem gesetzt:

A) Rohrquerschnitt 100 cm² Rohrlänge = 50 cm = 5 Liter Volumen + X *das X sind die akustisch wirksamen Anteile vor dem Zylinder (Anfang) und hinter dem Zylinder (Ende)

B) Rohrquerschnitt 5000 cm² und Rohrlänge 1 cm = 5 Liter Volumen +X *das X sind die akustisch wirksamen Anteile vor dem Zylinder (Anfang) und hinter dem Zylinder (Ende)


Beide Rohre haben die gleiche Tuningfrequenz bis auf den Korrekturfaktor X *
Rohrlänge und Portfläche sind unterschiedlich.

* Erfahrungsgemäß kann bei großflächigen Ports das Loch in der Bassbox kleiner ausfallen wenn auf das Rohr verzichtet wird, denn das Volumen des Luftsacks vor/hinter dem Loch wird auch wirksam sein. Das wirksame Volumen ist kalottenförmig - man kann das messen.

A) Rohrquerschnitt 100 cm² Rohrlänge = 50 cm = 5 Liter Volumen + X *das X sind die akustisch wirksamen Anteile vor dem Zylinder (Anfang) und hinter dem Zylinder (Ende) B) Rohrquerschnitt 5000 cm² und Rohrlänge 1 cm = 5 Liter Volumen +X *das X sind die akustisch wirksamen Anteile vor dem Zylinder (Anfang) und hinter dem Zylinder (Ende) Beide Rohre haben die gleiche Tuningfrequenz Rohrlänge und Portfläche sind unterschiedlich.

???
Also da muss ich jetzt aber auch dran zweifeln...

Meines Wissens nach
muss ein größerer Port
der die gleiche Tuningfrequenz
wie ein kleinerer Port aufweist
auch länger sein
als der kleine Port.

Denn sonst verschiebt sich die Tuningfrequenz nach oben
da die Öffnugnsfläche
im Verhältnis zur Portlänge
nicht mit vergrößert wurde.

Das ist ja eben das Problem über das man so häufig stolpert.
Eine Box "bräuchte" eigentlich einen Port mit sehr viel Fläche - der würde aber für die angepeilte Freq. unpraktikabel lang werden.
Also nimmt man einen Port mit weniger Fläche (und akzeptiert damit das Risiko von Portgeräuschen) welcher dann aber auch von der Länge her ins Gehäuse passt.

Und dann auch noch das Problem mit Portresos...
Mehr Fläche = länger = Reso eher in der Nähe von fb --> doof ABER keine Störgeräusche
Weniger Fläche = kürzer = Reso fern ab von fb --> gut ABER Gefahr von Störgeräuschen

Soweit jedenfalls mein Wissensstand


Der AWM 124 ist z.B. ein Kandidat für exakt dieses Problem.
Niedriges Qts, niedrige Fs, recht kleines Vas, EBP natürlich sehr hoch - eigentlich ein 1A BR-Chassis...
Den müsste man, damit er schön tief runter geht, in einem relativ kompakten Volumen (unter 40L) sehr tief abstimmen (um 30Hz).
Damit es nicht zu Geräuschen kommt, auch nicht unter Volllast, sollte der Port schon in Richtung 1/3 Sd gehen.
Jedoch würde so ein großer Port in diesem Volumen sehr, SEHR lang werden...

Du ukw schreibst jetzt, dass es "nur" auf das Portvolumen ankommt, wenn ich dich richtig verstehe.
Dann kann ich also auch ein Port mit gigantischer Fläche bauen, der dann halt so lang ist wie die Wandstärke des Gehäuses?
Das spricht irgendwie in jeglicher Beziehung gegen meine Erfahrungen ^^

Oder verstehe ich/verstehen wir dich falsch?

Da schaut man sich für mehr Klarheit einfach mal die Formel zum Helmholtz-resonator an. Dann sieht man, dass ein größerer Port entsprechend länger wird um auf die gleiche Abstimmfrequenz zu kommen.

Hola Senores & Senoritas.

Nachdem nach dem beenden der Arbeit für diesen Thread etwas Pause angesagt gewesen war, hat mich im Zuge der Diskussion / der Replies hier das simulieren doch noch irgendwie gereizt.
Konkret habe ich Simulationsergebnisse von drei Programmen an Messungen von fünf Bassreflex-Gehäusen geprüft.

Da danach gefragt wurde, und die Ergebnisse generell denke ich für viele DIYler hilfreich sein werden, erlaube ich mir wiederum die Ergebnisse als kurzen Bericht mit euch zu teilen.


Die Simulationsprogramme:

WinISD v0.7.0.950
BBox v2021
BoxSim v2.1

Messequipment und -bedingungen wie in Post #1; Nahfeldmessung des Ports direkt am oder ein paar cm im Port, Gesamtfrequenzgang via 1m GPM.



Gehäuse #1 bis #3 - das Testobjekt dieser Messreihe / dieses Threads in seinen drei Portgrössen. Gehäusevolumen 35l netto, Tuning knappe 40 Hz.

Bilder siehe Post #1. Messungen hier nochmal verlinkt; erste Grafik Port-Nahfeldmessung, zweite Grafik Gesamtfrequenzgang; goldgelb 1/8 sd, rot 1/4 sd, grün 1/2 sd Port:




Gehäusevariante #1, 1/2 sd Port (Rechteck-Bodenport). Screenshots des simulierten Frequenzgangs & der simulierten Portlänge für das gemessene Tuning; Grafik #1 BBox, Grafik #2 Boxsim, Grafik #3 WinISD:



Tatsächliche Portlänge: 61 cm
Berechnete Portlänge BBox: 51,1 cm
Berechnete Portlänge BoxSim: 61 cm
Berechnete Portlänge WinISD: 70,4 cm


Gehäusevariante #2, 1/4 sd Port (Rechteck-Bodenport). Screenshots des simulierten Frequenzgangs & der simulierten Portlänge für das gemessene Tuning; Grafik #1 BBox, Grafik #2 Boxsim, Grafik #3 WinISD:



Tatsächliche Portlänge: 30 cm
Berechnete Portlänge BBox: 17,3 cm
Berechnete Portlänge BoxSim: 30 cm
Berechnete Portlänge WinISD: 33,1 cm


Gehäusevariante #3, 1/8 sd Port (Rohr). Screenshots des simulierten Frequenzgangs & der simulierten Portlänge für das gemessene Tuning; Grafik #1 BBox, Grafik #2 Boxsim, Grafik #3 WinISD:



Tatsächliche Portlänge: 13,3 cm
Berechnete Portlänge BBox: 17,4 cm
Berechnete Portlänge BoxSim: 13,3 cm
Berechnete Portlänge WinISD: 15,4 cm



Gehäuse #4 - ein Testgehäuse für einen 18"-PA-Subwoofer. Rechteck-Bodenport; Gehäusevolumen 155l netto, Tuning 32 Hz.

Bild und Messung (grün Gesamtfrequenzgang, rot Port):



Screenshots des simulierten Frequenzgangs & der simulierten Portlänge für das gemessene Tuning; Grafik #1 BBox, Grafik #2 Boxsim, Grafik #3 WinISD:



Tatsächliche Portlänge: 62 cm
Berechnete Portlänge BBox: 72,3 cm
Berechnete Portlänge BoxSim: 65 cm
Berechnete Portlänge WinISD: 112,9 cm



Gehäuse #5 - unsere langjährigen 18"-PA-Subwoofer. 2x Rechteck-Bodenport; Gehäusevolumen 180l netto, Tuning 34 Hz.

Bild und Messung (erste Grafik hellgelb Port, zweite Grafik goldgelb Gesamtfrequenzgang):



Screenshots des simulierten Frequenzgangs & der simulierten Portlänge für das gemessene Tuning; Grafik #1 BBox, Grafik #2 Boxsim, Grafik #3 WinISD; da BBox und Boxsim nicht mehrere Rechteckports simulieren können hab ich bei der Eingabe der Daten etwas tricksen müssen:



Tatsächliche Portlänge: 39,5 cm
Berechnete Portlänge BBox: 18,9 cm
Berechnete Portlänge BoxSim: 37 cm
Berechnete Portlänge WinISD: 58,2 cm




Fazit: BoxSim liefert für alle fünf Gehäuse sehr brauchbare, ja sogar fast perfekte Werte für die notwendige Portlänge für eine gewisse -querschnittsfläche und Tuning. Um mehr als ein paar % Länge bzw. 1, 2 Hz ist es bei keinem der Gehäuse daneben; bzw. sind diese Abweichungen eher noch auf geringfügige Messungenauigkeiten oder Schwierigkeiten der Eingabe von Massen aufgrund komplexer Gehäusegeometrie als ein versagen des Programms zurückzuführen.
BBox und WinISD verfehlen die tatsächliche Portlänge bis zu einem Faktor von 2, und sind in der Hinsicht bestenfalls als grobe Schätzeisen, eher aber gar nicht zu gebrauchen.

Unter allen drei Programmen findet sich keines, das die Portquerschnittsfläche als Faktor für die Berechnung des Wirkungsgrads / Frequenzgangs miteinbezieht. Generell ist der simulierte Frequenzgang bei allen drei Programmen bestenfalls eine grobe Annäherung.

Danke, wieder sehr informativ.
Das bestätigt die Erfahrung, die ich mit dem Boxsim-Rechner gemacht habe. (Hatte zur Simulation von Volumen und Abstimmfrequenz WinISD oder Hornresp genutzt und den Port mit Boxsim dimensioniert. Die gemessene Abstimmfrequenz war ohne zusätzliche Anpassung sehr nah am Simulationsergebnis.)

Man dankt.

Das hätte ich nicht gedacht, dass Boxsim sich als Gehäusesimulator so gut zu eignen scheint. Ich muss beizeiten mal schauen, ob der Gehäusesimulator von VituixCAD zu ähnlichen Ergebnissen kommt.

Viele Grüße,
Ezeqiel

*edit*:
Hm, beim Gehäusesimulator von VituixCAD lassen sich Position und Geometrie des Ports nicht so einstellen, wie das in Boxsim möglich ist, lediglich ein Korrekturfaktor lässt sich angeben. Leider findet sich im Handbuch nichts darüber, für welche Situationen man welchen Korrekturfaktor wählen soll.

Höchst interessanter Fred hier! Danke für die ganze Mühe die Du Dir gemacht hast, und die ausführliche Dokumentation.

Ich wusste dass BR Ports keine zu kleinen Querschnitte haben dürfen (wenn es auf Pegel ankommt), als Faustregel habe ich in Errinnerung mindestens 1/5, besser 1/3 Sd. Inofern war das hier nicht grundlegend neu für mich.

Neu war allerdings, dass all diese Simulationsprogramme die Portkompression scheinbar komplett vernachlässigen.

WinISD kann die Luftgeschwindigkeit im Port in Abhängigkeit von der zugeführten Leistung berechnen und empfiehlt sie sollte bei keiner Frequenz über 100 km/h liegen, ggfs sollte man größeren Portquerschnitt wählen.

Hast Du das für Deine Probanden mal durchsimuliert?

Ich habe ein paar BR-Boxen mit WinISD simuliert und fand die Ergebnisse zwar nicht völlig korrekt, aber auch nicht so krass daneben wie bei Deinen Testmustern. Das kann allerdings daran liegen, dass ich meine Ports in die Ecken gelegt habe und dafür Korrekturfaktoren verwendet habe, die evtl. zufällig zu etwas besser passenden Ergebnissen geführt haben.

Interessant fände ich jetzt noch zu wissen, ob es ein BR Simulationsprogramm gibt, das Strömungsgeschwindigkeit, Portkompression und erzielbare Pegel und Frequenzgänge in Abhängigkeit von der zugeführten Leistung berechnet.

Kennt jemand eins?

Die Frage ist auch, woraus eine Software das berechnen will. Soweit ich weiß arbeiten all diese Programme auf Basis der TSP. Diese sind jedoch bekanntlich KLEINsignalparameter. Wenn wir von höheren Pegeln sprechen - wie bei diesen PA-Chassis - kann aber wohl kaum noch ernsthaft von kleinen Signalen die Rede sein.

Irgendwo habe ich auch mal die Aussage eines renommierten PA-Herstellers gelesen, der zufolge die TSP für ihn irrelevant sind, eben weil es Kleinsignalparameter sind, er aber GROSSsignallautsprecher baut.

Die Frage ist nur: welche Parameter nimmt man dann? Und woher kriege ich die?

Moin wus! Freut mich dass du den Weg vom DIY Hifi Forum rüber gefunden hast, und der Thread interessant für dich gewesen ist.


Zur Portgeschwindigkeit: im in Beitrag #11 verlinkten AES Paper ist die Rede davon, dass Portkompression ab 10 m/s (= 36 km/h) einsetzen würde.
Ich hab jetzt noch kurz WinISD Pro Alpha installiert und die Probanden dieses Berichts durchsimuliert. Bei 150w Input würde der 1/2 sd Port 11,2 m/s, der 1/4 sd Port 22,4, und der 1/8 sd Port 43,9 m/s maximale Portgeschwindigkeit erreichen.
Die Aussage aus dem Paper deckt sich also ziemlich mit meinen Messergebnissen - der 1/2 sd ist der einzige, der keine messbare Portkompression erzeugt.

Ob man das jetzt als Obergrenze beim Design nehmen sollte? Je nach Anspruch, würd ich sagen.
Ich hab jetzt noch ein paar Boxen, die ich in der Vergangenheit (hauptsächlich nach Gehör) konstruiert habe, durchsimuliert, und bin auf maximale Portgeschwindigkeiten von 15-20 m/s gekommen. Das scheint also der Wert, der für mich bzw. mein Gehör akzeptabel ist.
Hier hab ich grad noch ein paar weitere interessante Meinungen gefunden.

Die errechnete Portgeschwindigkeit ist übrigens grundsätzlich ein besserer Richtwert für die Portdimensionierung als nur die Relation der Portfläche zur Membranfläche, da das Simulationsprogramm auch gleich Gehäuse und elektrische Belastbarkeit des Chassis in die Rechnung miteinbezieht.


Zu Simu, Grosssignal- vs Kleinsignal-TSPs, etc.: es wäre sicher möglich, Formeln für die Berechnung des Frequenzgangs und Maximalpegels in Abhängigkeit von der Portfläche zu erstellen. Die Simu-Programme müssen ja eh alle zwei Schallquellen (Membran und Port) berechnen und diese dann sinnvoll addieren. Ginge nur darum die eine Schallquelle abhängig von deren Fläche leiser oder lauter zu machen.

Portkompression hat im übrigen nicht viel mit der elektrischen und mechanischen Kompression des Chassis zu tun. D.h. um diese festzustellen müssen wir nicht bzw. nur sekundär wissen wie sich das Chassis im Klein- vs Grosssignal verhält.
Sofern das Chassis innerhalb seiner linearen Auslenkung bleibt, ändert sich sowieso wenig bis nichts im Frequenzgang. Sieht man ja auch bei der Portkompressions-Messung in Beitrag #1, Kleinsignal vs. Grosssignal. Die einzige Änderung ist im Übertragungsbereich des Ports. Dort wo nur der Direktschall des Chassis gemessen wird ändert sich gar nichts.

Zwar etwas spät kommentiert, aber interessante Messreihe/Artikel. Für den Heimbereich bin ich für mich auf Portflächen im Bereich 1/4-1/5 gekommen. Ggf. kann es auch eine Hornkehle sein.
Bei nicht allzu langhubigen Tieftönern reicht das, um die Strömungsgeschwindigkeit im Rahmen zu halten, beim Tieftonpegel dürfte hier die Aufstellung auch oft entscheidender sein als ein größerer Port und im Fall extrem langhubiger Tieftöner bietet sich die Passivmembran dann ohnehin mehr an. Zumindest ist das meine Sichtweise.

Mit zu kleinen Ports hab ich natürlich schon schlechte Erfahrungen gemacht. Teilweise eben auch die, dass das zu kleine Rihr am Ende leiser wirkte.

Hey hey. Freut mich natürlich immer noch wenn wer den Thread findet, und was damit anfangt

Unabhängig davon dass ich der Autor bin würd ich mich sowieso freuen wenn der Thread öfters mal wo geteilt wird. Dass kleine Ports komprimieren ("blasen") wissen ja die meisten von uns aus simpler Praxiserfahrung. Aber dass die Portfläche auch Wirkungsgrad und somit Frequenzgang beeinflusst ist denk ich für die meisten DIYler neue & wertvolle Information. Würde denk ich dem ein oder anderem bei seinen Projekten helfen.


Zur notwendigen Portfläche: Pauschalwerte in Relation zur Membranfläche lassen sich, wie eh im Fazit behandelt, nicht treffen. Es gibt mehrere Faktoren, die hineinspielen.
Explizit erwähnt habe ich die elektrische Belastbarkeit des Chassis. Aber auch die Abstimmung der Box spielt eine grosse Rolle! Holen wir das kurz nach:
Je stärker der Antrieb des Chassis und je grösser das Nettovolumen des Gehäuses, desto stärker wird der Port innerhalb eines schmaleren Bandes angeregt. Das hat auf die maximale Portgeschwindigkeit (bei gleichem Input) grosse Auswirkungen.

Hier dazu eine kleine Simu-Reihe. Objekt ist ein PA-Chassis im BR-Gehäuse; Tuning 35 Hz; Portfläche 1/2 sd. Der Unterschied ist hier rein im Nettovolumen - grün 80l, rot 160l.
V.l.n.r. Frequenzgang, Impedanz, Port-Frequenzgang, Luftgeschwindigkeit im Port bei Input entsprechend RMS-Belastbarkeit des Chassis:



Wie wir am deutlichsten am Port-Frequenzgang, aber auch der engeren Anordnung der "Kamelhöcker" in der Impedanz, und auch dem Buckel und der steileren Flanke untenrum im Gesamtfrequenzgang zu erkennen, spielt der Port beim grösseren Gehäuse schmalbandiger und lauter - entsprechend einer höheren Güte eines elektronischen Filters.
In dem schmalen Band, in dem der Port der grösseren Box lauter spielt, ist entsprechend auch die Strömung in diesem schneller, und muss der Port ggüber der kleineren Box grösser ausfallen, um nicht zu komprimieren. Selbiges natürlich auch umgekehrt - der Box mit der Abstimmung niedrigerer Güte muss man keinen so grossen Port verpassen.

Ich bin jetzt in einer Zwickmühle. Am liebsten tiefe Abstimmung und hoher Maximalpegel, aber recht kompakt mit 60l.

Das Chassis hat 12" und kann ∓ 18 mm Hub.... und soll bei 25 Hz noch pressen können. Mit 1/4 der Membranfläche ists sehr knapp - aber der Port müsste da schon gut einen Meter lang sein
1te Portreso mit einer 30 Hz Abstimmung bereits bei 200 Hz (siehe oben). Tjo, niemand hat gesagt dass es einfach ist.

PS: Credit an 3eepoint in Comsol.

Du hast da glaub ich grad den Supergau aller Kompromisse Kleine Box mit tiefer Abstimmung aber grosser Portfläche, und das in einer Fullrange-Box, wo die Porteigenresonanzen ein Problem werden.

(Entzerrte) CB schon in Erwägung gezogen? Ersparst dir die ganzen Probleme, und bei einem Chassis mit diesem Hub nicht deutlich weniger laut als ein Port, den man eh nicht sinnvoll gross genug ausführen kann.

@stoneeh: witzigerweise gibt Hornrespnda unterschiedlichebWirkungsgrade aus, wenn man Bassreflex als Backloaded Horn simuliert. Aber auch da nicht in dem Maße unterschiedlich. Die Folgen hoher Strömungsgeschwindigkeit und Reibungsverluste bzw Strömungswiderstand müsste man realistischerweise wohl mit einem FEM Modell simulieren, wenn man da auf wirklich praxisnahe Werte kommen will. Den praktischen Bassschlitz finde ich z.B erst ab einer gewissen Höhe wirklich praktikabel.

@MarsianC#: na das wäre IMO einfach ein Fall für Passivradiatoren. Die Ultralanghuber eignen sich zumindest meiner Meinung gar nicht für Bassreflex. Geschlossen und dann auf den Raum entzerrt oder halt mit Passivmembran.

Entzerrt in CB habe ich momentan am Start. Laaaaangweilig!
Vollbereich muss das Chassis ja nicht spielen (steht doch nirgends?), aber bis 200 Hz -6 dB wär praktisch. PR geht sich mit dem Platz nicht aus und passt nicht zum Konzept W371A.

Der hat natürlich die einstellbare Abstrahlcharakteristik. Frage ist da, wie viel Hub die Treiber z.B. machen, wie der Maximalschalldruck definiert wurde usw.

Wenn ich mir das hier angucke und durchlese, dann ist nutzt Genelec jedenfalls den Raum von vornherein mit. Der Ground Port und ggf. noch Wand im Rücken erweitern den Wirkbereich dabei. Außerdem geht der Bassreflex Part demnach deutlich früher aus dem Rennen, die Port Reso fällt also erstmal höher aus und wird zweitens schon deutlich mehr gefiltert.

Ob der Passivradiator nicht zum Konzeot passt? Im Wirkbereich der Reflexabstimmung gibt es ohnehin keine Richtwirkung mehr, nada. Wenn es keine optische 1:1 Kopie werden soll könnte man da also sehr wohl über Passivradiatoren z.B. an den Seiten nachdenken. Ob man das will ist dann wieder eine ganz andere Frage. Immerhin auch ein Kostenfaktor, nicht in allen Situationen so gut integrierbar...

Wie oben zu sehen wird in Comsol mit FEM simuliert. Der (schallharte) Fußboden wird berücksichtigt. Die Abstiummung um die 30 Hz in 60 l entspricht in etwa dem was Genelec verwendet. WinISD sagt mit dem B&C 12BG76 ca. 113 dB / 30 Hz. Anforderung ist 110 dB - ich hätte die gerne bei 25 Hz.
Kostenfaktor ist ein Thema. Selbst zwei günstige PR sind nicht gerade das was das Budget hergibt.
Hub brauchts in BR normal nicht, da die Langhuber im Nutzbereich meist nur im elektrischen Limit laufen.

Eine andere Überlegung wäre zweimal Langhub in CB auf der Rückseite. Der Fountek FW323-4 wär da was.... verwendet offenbar Barefoot in ihren Monis.
Egal. Wenn ich was in richtigen BR angehe und Ergebnisse habe poste ich wieder hier.

Ich weiß nicht, wie viel der Langhuber von Genelec so wegsteckt. Aber selbst bei dem halben Hub von oben finde ich Bassreflex oft schon grenzwertig. Wobei B$C den auch mit 'nur' +/-9,5mm linearem Hub angibt.

Was Tiefgang und Pegel angeht wüsste ich bei Genelec gerne, unter welchen Bedingungen es 120dB und 23Hz -6dB sind. Will damit gar nicht sagen, dass die Angaben unehrlich sind, aber mit Raumeinflüssen kommt man deutlich leichter da hin.

Frage wäre noch, wie du das softwareseitig löst um in Richtung Genelec zu kommen. Das wird DIY zumindest alles andere als eine 1-click Lösung werden.

Wir sind ein kleines Team im DIY-Forum. Ich bin kein Software-Tüfftler, aber Genelec hat ein wenig geplaudert. Alles ohne FIR, nur Allpässe. VituixCAD macht den Rest.

Lösungsansätze gibt's schon auch.

Die notwendige Länge lässt sich durch gewinkelte Ports erreichen. Man würde sich vll. denken dass die Knicks den Durchsatz beeinträchtigen, aber in der Praxis funktioniert das überraschend gut. Unter den kommerziellen Herstellern macht's zB SVS bei ihren Heimkino-Subs so.

Die Längsresonanzen im Port lassen sich laut Berichten im Netz durch vollstopfen mit lockerem / nicht luftdichtem Dämmmaterial (Dämmwolle) minimieren. Ob das den Durchsatz behindert ist die Frage - müsste man testen.
EQ ist auch eine Möglichkeit. Die Porteigenresonanzen sind schmalbandig und symmetrisch - ein entsprechendes Gegenstück in Ausführung eines Filters sollte sich relativ einfach finden lassen.

Guten Tag..

ich hatte es ja schon mal geschrieben, tue es aber gern wieder:
1. Welche Portgeschwindigkeiten sollte man den maximal planen? Die Portgeschwindigkeit kann ja jedes gute Programm ermitteln. Oder nochmal anders gefragt: Wenn ein großer Port den Frequenzgang anhebt (weniger Verluste)- wie soll man dann planen/dimensionieren?

P.S. Portresonanzen können auch mit Bohrungen in Portmitte verhindert/gedämpft werden. Hifi-Selbstbau hat das untersucht: https://www.hifi-sel...ainmenu-74/331-marko

Viele Grüße

Zu den Strömungsgeschwindigkeiten hatte ich in Post #26 was geschrieben, auch unter Bezug auf das verlinkte AES Paper.

Zur Portdimensionierung in Berücksichtigung aller Einflüsse hatte ich im OP schon eine Empfehlung abgegeben. Kurz: "Port im Zweifel so gross wie möglich um Kompression zu verhindern, im Falle des Falles überschüssigen Wirkungsgrad via EQ zügeln". Im Endeffekt ist das aber sch...egal, weil das nur beschreibt, wie ich damit umgehen würde. Das ist subjektiv, und wer anderer mag's lieber anders machen wollen.
ZB, wenn man seine Lautsprecherbox für den Heimbetrieb in der Stadtwohnung konstruiert, wieso würde man den BR-Port auf 0 Kompression bei Maximalpegel auslegen, wenn man eh nicht laut hört bzw. hören kann?
Oder was ist wenn einem kein EQ zur Verfügung steht, weil man passiv trennt und keine digitale Signalverarbeitung verwendet? Dann steht auch im Vordergrund, den Port so dimensionieren, dass die Box untenrum möglichst flat spielt.
Am besten also einfach die Datenlage beachten und sich seine eigene Vorgehensweise bilden.

Zu den Portresonanzen noch: ja, da gibt's die abenteuerlustigsten Ansätze. Ich meine einen an den Port angekoppelten Helmholtzabsorber hab ich für den Zweck auch schon verwendet gesehn. Also ja, Möglichkeiten gibt's, mehr als.

wing787 (Beitrag #38) schrieb:

Oder nochmal anders gefragt: Wenn ein großer Port den Frequenzgang anhebt (weniger Verluste)- wie soll man dann planen/dimensionieren?

Wenn er das täte, warum zeigt das Simulationsprogramm das dann nicht an

z.B bei WinISD tut sich nix

Jep. Siehe auch Fazit in Post #22. Ich bin mir aber sicher zmd. eins der komplexeren, CAD-ähnlichen Simulationsprogramme berücksichtigt die Querschnittsfläche des Ports als schallabstrahlendes Element auf Pegel / Wirkungsgrad.

Geht eigentlich nur mit BEM/LEM/FEM. Akabak als Nachfolger von ABEC3 soll einfacher zu bedienen sein (mehr in der GUI) und ist als Studentenversion für jederman verfügbar. Oder eben große Geschütze wie Comsol und Co (unbezahlbar).

lonelybabe69 (Beitrag #40) schrieb:

wing787 (Beitrag #38) schrieb: Oder nochmal anders gefragt: Wenn ein großer Port den Frequenzgang anhebt (weniger Verluste)- wie soll man dann planen/dimensionieren? Wenn er das täte, warum zeigt das Simulationsprogramm das dann nicht an z.B bei WinISD tut sich nix :prost

WinISD berechnet nur die Funktion des Resonators. Das warnt(e) dich ja z.B. zumindest in der einfachen Version auch vor hohem Vent Mach, berücksichtigte sowas aber auch nie.

Anders sieht das lustigerweise bei Hornresp aus. Und zwar, wenn man das Reflexgehäuse als Horn berechnet und wenn man es BR berechnet. Gerade noch mal getestet.


Hier als 'konisches Backloaded Horn' mit konstantem Querschnitt


Hier Bassreflex.

In beiden Fällen AWM104 in 33L Bassreflex, ein mal mit 90cm² Querschnitt und ein mal mit 180cm² Querschnitt. Man sieht den Zugewinn recht deutlich, die Portreso aber natürlich auch.


Hier noch mal nebeneinander. Weil man damit auch konische Ports, Trompetenöffnung etc. bis zu einem gewissen Grad simulieren kann , wenn man die Horn Eingabemaske nutzt hat sich HornResp in der Hinsicht zu meinem Lieblingsspielzeug entwickelt. Leider nutzt es am Ende keine3 Kürzungsfaktoren etc, darüber sollte man sich im Klaren sein.

Servus allerseits.

captain_carot, sehr interessant. Danke für den Hinweis. Ich (und bestimmt viele andere auch) würde mich sehr über weiterführende Untersuchungen freuen, die aufzeigen, welche Simulationsprogramme die Portquerschnittsfläche als Faktor in Hinsicht auf Wirkungsgrad und Maximalpegel berücksichtigen. Insb. wären auch Vergleiche mit akustischen Messungen interessant, um zu überprüfen wie präzise die Simulation die Realität widerspiegelt.



Der Grund für dieses Update ist aber ein anderer. Meine Messreihe ist nun 2 Jahre alt. Seitdem hat sich einiges getan. Wie manche von euch bestimmt bemerkt haben habe ich in der Zwischenzeit u.a. die Grafiken in einer Farbgebung, die besser ins Forendesign passt, erneuert. Ich habe den Inhalt mit leicht anderen Vergleichen aufgewertet. Die Gruppenlaufzeit-Messung konnte ich via geschickter Fensterung und größerer FFT in ARTA in höherer Auflösung exportieren. Und ich habe leicht den Wortlaut des Textes angepasst, um ihn prägnanter, leichter zu lesen, und fachlich korrekter zu machen. Zu betonen ist, dass diese Änderungen kosmetischer Natur, und die Schlüsse exakt dieselben geblieben sind.


Mich haben in der Zwischenzeit ebenfalls noch zwei Fragestellungen geplagt:

1. ist der in diesem Thread dokumentierte Einfluss der Portquerschnittsfläche insb. auf den (Kleinsignal-)Wirkungsgrad an weiteren Gehäusen reproduzierbar?
2. habe ich innerhalb dieser Arbeit bei den Gehäusen mit größerem Port tatsächlich einen höheren Wirkungsgrad festgestellt, oder kam der gemessen höhere SPL vll. durch eine höhere Leistungsaufnahme (via einer abweichenden Impedanzkurve zwischen den Gehäusen) zustande?

Die Beantwortung hole ich hiermit nach.


Der Proband ist ein auf 40 Hz abgestimmter, 85l Nettovolumen großer Bassreflex-Subwoofer mit dem Chassis the box 15LB075-UW4. Er wird einmal mit einem 235cm² großen Rechteckport, einmal mit zwei 7cm Rohrports (insg. ~75cm²) getestet.
Alle Ports sind fix im Gehäuse verbaut; für die jeweiligen Messungen mit nur Rohr- oder Rechteckports werden die anderen Ports verschlossen (zugestopft). Das Nettovolumen bleibt somit für beide Varianten ident.

Proband bei der Frequenzgangmessung als Rohrvariante; GPM, Outdoor:




Messequipment, -methodik & weitere Info:

Software: ARTA & LIMP
Soundkarte: Creative X-Fi USB HD
Pre-Amp: IMG MPA-102
Mikrofon: Isemcon EMX-7150 (Klasse 1 Fg; kalibriert)
DSP: t.racks DS 2/4
Verstärker: t.amp TA2400 MK-X
ARTA Messbox V3.2

Jede Messung wird mind. 1mal wiederholt, und ein Ergebnis nur bei Deckung von zwei oder mehr Läufen als valide = reproduzierbar angenommen. Bei Vergleichen sind somit selbst Nuancen an Unterschieden den Eigenschaften des DUT zuzuordnen, nicht etwaigen Messtoleranzen.

Der Proband wurde mit Entzerrung zur Linearisierung des Bassbereichs, und Tiefpass zur Verminderung der Lärmbelästigung der Anrainer gemessen. Auf beide Gehäusevarianten wurden exakt die gleichen Filter / DSP-Settings angewendet.


Messergebnisse:

Amplitudenfrequenzgang bei je 2 Vrms Verstärkerspannung; türkis 75cm², schwarz 235cm² Port:



Impedanz; türkis 75cm², schwarz 235cm² Port:



Auch bei diesem Probanden ist ein höherer Schalldruckpegel, insb. um das Tuning (fb) des Bassreflex-Resonators, der Variante mit größerem Port festzustellen.

Am Tuning beträgt die Amplitudendifferenz 1,3 dB (98,05 vs. 99,35 dB). Die Differenz des Widerstands beträgt dort 0,4 Ohm (5,5 zu 5,1 Ohm).

Die niedrigere Impedanz, d.h. höhere Leistungsaufnahme, sollte rechnerisch in 0,3 dB Pegelvorteil des 235cm² Ports resultieren. Akustisch messbar ist jedoch ein 1,3 dB höherer SPL.
1 dB dieses Vorteils ist daher nicht einer höheren Leistungsaufnahme, sondern tatsächlich der größeren schallabstrahlenden Fläche zuzuordnen - somit ein echter Wirkungsgradgewinn.


Die zwei zu Beginn dieses Posts genannten, bis dato offenen Fragestellungen sind hiermit beantwortet. Sie liefern nochmals mehr Details zur ursprünglichen Messreihe aus dem Jahre 2020, und validieren diese weiter.



Ich schließe mit dem Hinweis, dass, während es mir Spaß gemacht hat meinen Content auf dieser Plattform mit euch zu teilen, ich weiteren in Zukunft nur noch exklusiv auf meinem wachsenden Youtube-Kanal hochladen werde.
Von Facharbeiten mit wissenschaftlichen Anspruch über simple Soundchecks, Veranstaltungsvideos, bis ggfalls. Produkttests, etc etc., gibt's dort wird es dort alles geben. Ich lade euch ein mir zu folgen :

Youtube - Stoneeh


Zum diskutieren / fachsimplen bin ich natürlich weiterhin gerne hier im HiFi-Forum


Bis denne.

Grüße
Stoneeh

stoneeh (Beitrag #44) schrieb:

... Jede Messung wird mind. 1mal wiederholt, und ein Ergebnis nur bei Deckung von zwei oder mehr Läufen als valide = reproduzierbar angenommen. ...

Super.
Akustische Messungen brauchen diese Sorgfalt.
Leider fallen gerade Einsteiger darauf rein, nach viel Mühe erstmals so "tollen" Messungen sofort 100% zu trauen und evtl. falsche Schlüsse zu ziehen ...

... Impedanz; türkis 75cm², schwarz 235cm² Port: ... Die Differenz des Widerstands beträgt dort 0,4 Ohm (5,5 zu 5,1 Ohm). ...

Zur Messung der I-Kurve wollte ich dir schon vor Monaten raten, blieb leider aus ,
v.a. in Hinblick auf Veröffentlichung deiner Ergebnisse im Profibereich, z.B. auf einer AES-Convention.

Du solltest die Impedanz-Kurve unbedingt genauso logarithmisch darstellen wie SPL-Messungen.
Die leidige Voreinstellung in den meisten tools auf linear erschwert die Sichtbarkeit von Unterschieden bei niedrigen Werten.
Und genau hier kommt es darauf an:

Ich vermute jetzt mal ganz forsch:
Bei Messung deiner Variante mit 2 kleinen Rohren ist die Luft-Dichtigkeit des großen Kanals /des gesamten Gehäuses nicht so perfekt wie umgekehrt,
daher dort größere Verluste /weniger BR-Pegel, die nicht ausschließlich aus der kleineren Portfläche resultieren.

Check das nochmal ganz genau.

... Die niedrigere Impedanz, d.h. höhere Leistungsaufnahme, sollte rechnerisch in 0,3 dB Pegelvorteil des 235cm² Ports resultieren. Akustisch messbar ist jedoch ein 1,3 dB höherer SPL. 1 dB dieses Vorteils ist daher nicht einer höheren Leistungsaufnahme, sondern tatsächlich der größeren schallabstrahlenden Fläche zuzuordnen - somit ein echter Wirkungsgradgewinn....

Es könnte sein dass 0.4 Ohm Unterschied auf fbox = 7.8% wg. Dichtigkeitsverlusten nicht nur 0.32 dB bedeuten, sondern stärker eingehen. Das könnte mit weiteren Messungen geklärt werden.
Immerhin betreffen deine Ergebnisse Basics von Thiele-Small, Beranek, Olson oder gar Hr. Helmholtz ...

Leider reden wir jetzt nur noch über 1 dB oder weniger,
siehe auch oben die Simus von captain_carot, wo ich zunächst überhaupt keine Unterschiede erkannt habe ....

+1dB oder nichts? Unter 25Hz ist die Impedanz deutlich höher. dabei SPL 2dB höher? Irgendwas paßt da nicht zusammen...

Servus mwf, bizarre.

Mwf (Beitrag #45) schrieb:

Super. Akustische Messungen brauchen diese Sorgfalt. Leider fallen gerade Einsteiger darauf rein so "tollen" Messungen sofort 100%ig zu trauen und evtl. falsche Schlüsse zu ziehen ...

Könnte nicht mehr zustimmen, und predige ich auch ständig. Penibles arbeiten in jedem Aspekt ist für aussagekräftige Messungen zwingend erforderlich - insb. wenn es um Grundlagenarbeit geht, wo moderate Ungenauigkeiten den gesamten Erkenntnisgewinn zunichte machen könnten.

Mwf (Beitrag #45) schrieb:

Zur Messung der I-Kurve wollte ich dir schon vor Monaten raten, blieb leider aus , v.a. in Hinblick auf Veröffentlichung deiner Ergebnisse im Profibereich, z.B. auf einer AES-Convention.

Mwf (Beitrag #45) schrieb:

Du solltest die Impedanz-Kurve unbedingt genauso logarithmisch darstellen wie SPL-Messungen. Die leidige Voreinstellung in den meisten tools auf linear erschwert die Sichtbarkeit von Unterschieden bei niedrigen Werten.

Geht in LIMP nicht - siehe BDA. Zur Info, die genannten Werte in Ohm wurden allerdings nicht via "ablesen per Auge von der Kurve" ermittelt, sondern via dem setzen des Cursors an den entsprechenden Stellen, d.h. Anzeige der Werte auf Hundertstel Ohm. Die erforderte Genauigkeit ist also mehr als gegeben - wobei ich mich damit zufrieden gegeben habe auf Zehntelstellen zu runden.

Mwf (Beitrag #45) schrieb:

Ich vermute jetzt mal ganz forsch: Bei Messung deiner Variante mit 2 kleinen Rohren ist die Dichtigkeit des großen Kanals nicht so perfekt wie umgekehrt, daher dort größere Verluste /weniger BR-Pegel, die nicht ausschließlich aus der kleineren Portfläche resultieren. Check das nochmal ganz genau.

Ich hatte überleg präventiv Hintergrundinfos zu diesem Punkt bereitzustellen. Allerdings muss/soll man auch bei der fachlichen Dokumentation immer die Lesbarkeit / Übersichtlichkeit im Kopf behalten. Eine exzessive Angabe von Details, und der Text wird 5mal so lang und schreckt alleine durch den Umfang die meisten potentiellen Leser ab.

Da du nachfragst: die Lösung mit dem verschließen von Ports durch zustopfen habe ich über Jahre an x Gehäusen getestet und erprobt.
Was beachtet werden muss ist dass der Port über seine ganze Länge komplett fest/dicht vollgestopft wird. Dann verschwindet in der Impedanzmessung die untere Spitze komplett, und zeigt sich in der akustischen Messung ein klassischer CB-Frequenzgang. Das "stilllegen" des Ports funktioniert so also einwandfrei.

Wenn man den Port nur locker mit Stoff, Dämpfungsmaterial o.ä. füllt, passiert folgendes: der Resonator behält seine grundsätzliche Funktion. Das Tuning bleibt überraschenderweise unabhängig von "Füllungsgrad" des Resonators stets ident. Einzig der Pegel wird bedämpft; der Port wird leiser.

Wenn bei der Messung der Rohrvariante der Rechteckport nicht ordentlich verschlossen wäre, wäre das Resultat also, dass der Rechteckport noch gering Pegel beitragen würde; die Messung der Rohrvariante wäre dann untenrum entgegen deiner Annahme nicht leiser, sondern lauter.

Aber, nochmal: ich habe hier eine bewährte & bewiesene Methode meinerseits angewendet, um die jeweiligen Ports "stillzulegen"; die Vergleichsmessung zeigt daher tatsächlich ausschliesslich & repräsentativ die Unterschiede zwischen den beiden Portvarianten.

Mwf (Beitrag #45) schrieb:

Leider reden wir jetzt nur noch über 1 dB oder weniger

bizarre (Beitrag #46) schrieb:

+1dB oder nichts?

+1,3 dB @ fB in SPL-Gewinn durch erhöhte Leistungsaufnahme & größere schallabstrahlende Fläche; +1,0 dB rein durch die größere schallabstrahlende Fläche.

Merke: die Größenordnung des Unterschieds deckt sich in etwa mit dem 2020 zwischen der 1/8 zu 1/4 sd Variante ermittelten. Innerhalb der ursprünglichen Messreihe war erst zwischen dem ganz großen (1/2 sd) und dem kleinsten (1/8 sd) Port ein deutlicher Wirkungsgradgewinn, im Bereich von mehreren dB um fb, feststellbar.

Ob praxisrelevant, d.h. man diese Unterschiede beim Lautsprecher-Design beachten muss, darf und muss jeder für sich selbst entscheiden. Der wichtigere Aspekt für mich wäre in jedem Fall, durch eine ausreichend große Portquerschnittsfläche Kompression beim Großsignal zu vermeiden - was ja auch die Hauptaussage dieser Arbeit (aber nicht dieses Updates rein zum Kleinsignalverhalten) ist.

bizarre (Beitrag #46) schrieb:

Unter 25Hz ist die Impedanz deutlich höher. dabei SPL 2dB höher? Irgendwas paßt da nicht zusammen...

Die Physik hält vieles parat, das auf den ersten Blick der menschlichen Intuition widerspricht. Eine noch genauere Untersuchung, inkl. Herleitung am Papier, würde bestimmt Aufschluss geben. Wenn das mal, wo's hingehört, in akademischen Kreisen, genau aufgeschlüsselt wird, sehe ich auch sicherlich interessiert zu - derweil bin ich aber echt zufrieden die Auswirkungen in der Praxis zu wissen bzw. dokumentiert zu haben - damit ist die DIY-Welt schonmal deutlich weiter.

bizarre (Beitrag #46) schrieb:

+1dB oder nichts? Unter 25Hz ist die Impedanz deutlich höher. dabei SPL 2dB höher? Irgendwas paßt da nicht zusammen...

Doch.

Bez. dem Einfluss von mechanischen Verlusten (Reibung, Undichtigkeit) auf den Wirkungsgrad besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen den Bereichen um

-- I-Minimum bei Fb
(dort vergrößern mechanische Verluste die Impedanz)

und

-- I-Maximum oberhalb und unterhalb (verursacht durch die dort maximale Bewegung der Schwingspule = Gegen-EMK)
(dort verringern mechanische Verluste die Peaks)

Das ergibt sich auch aus den Ersatz-Schaltbildern siehe Basics z.B. v. R.H.Small:
http://amorgignitamorem.nl › Luidspreker › vente... (PDF-Download)

Generell verursachen mechanische Verluste eine Glättung der I-Kurve von BR-Systemen = Dämpfung des Helmholtz-Resonators.
Genau das zeigt -- in kleinem Maß -- die türkise Kurve im Vergleich zur schwarzen in stoneehs Messungen.
Wäre deutlicher in logarithmischer Darstellung.