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TQWT-Rechner zu meinem Projekt (Alpair 10 Gen1)

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Autor
Beitrag
chairforce
Neuling
#1 erstellt: 11. Dez 2010, 18:03
Hallo Hifi-Geminde

tqwt-calculatorIch möchte einen TQWT-Boxenkalkulator zu meinem nächsten Lautsprecherprojekt mit Markaudios Alpair 10 vorstellen:

Da die Berechnung der gefalteten TQWT vollständig parametrisiertist, können Gehäuse für jeden beliebigen Treiber berechnet werden.

Durch die Eingabe von wenigen Konstanten wird das Gehäuse inklusive Stückliste und der Schnittplan berechnet.

Abgeändert sollten dabei ausschließlich diejenigen Parameter werden, die unter der Rubrik "Konstanten" aufgeführt sind; die Formeln der "Abgeleiteten Parameter" dürfen nicht verändert werden da sie durch entsprechende Formeln berechnet werden.
Im Ausgangszustand der Excel-Datei sind die Werte hinterlegt, die ich für meine Box verwenden werde.
Viele Zellen enthalten Kommentare, welche die Vorgehensweise erläutern.

Die Excel-Datei enthält zwei Tabellenblätter, die sich geringfügig voneinander unterscheiden:

Tabelle 1.)
richtet sich an Anwender, die wie ich keinen Zugriff auf die TQWT-Simulation von Martin J. King haben. In Anlehnung an die Größenverhältnisse von Cyburgs Needle wird in Abhängigkeit von der Abstimmfrequenz die Linienlänge berechnet. Da diese Vorgehensweise mit geringfügigen Fehlern - weder Treiberdaten, noch Öffnungswinkel und akustischer Widerstand des Ports werden berücksichtigt - behaftet ist, sollte die Box nicht zu tief abgestimmt werden. (-> bitte Abstand zu Fs des Treibers einplanen!)
Die errechnete Linienlänge entspricht annähernd dem TQWT Rechner von mh-audio. (http://www.mh-audio.nl/tqwt.asp)

Für die Halsfläche So kann entsprechend der "Faustformel" die Fläche Sd des Chassis eingesetzt oder mit Hilfe von MJKs "www.quarter-wave.com/TLs/Alignment_Tables_Calculator_3_3_09.xls" ein treiberabhängiger Wert berechnet werden. Ich habe mich bei meinem Projekt für einen Wert entschieden, der genau zwischen Sd und dem errechneten Wert liegt, um eine "tuby-förmige" Box zu vermeiden.

Tabelle 2.)
ist für Anwender gedacht, welche die Möglichkeit besitzen, ihre Box mit den Mathcad Sheets von Martin J. King vollständig zu simulieren. Im Unterschied zur Tabelle 1 wird die Linienlänge nicht aus der Abstimmfrequenz berechnet, sondern kann direkt nach der Simulation eingegeben werden. Die Abstimmfrequenz wird nicht zur weiteren Berechnung herangezogen.


Im Vergleich zu Cyburgs Needle bestehen folgende Unterschiede:

1. Der Rohrquerschnitt steigt linear an. Das obere Ende des Teilers befindet sich deshalb nicht in der Mitte der Box, sondern ist geringfügig in Richtung der Schallwand verschoben. Die Berechnung erfolgt mit Hilfe des Strahlensatzes.

2. Die Schallwand ist abnehmbar. Die Bauteile #5 und #7 dienen als zusätzliche Fixierung. Im Gegensatz zum äußeren Deckel (#8) kann auf die Portbauteile #5 und #6 nicht verzichtet werden, da deren Abmaße bei der Linienführung berücksichtigt werden.

3. Die Excel-Datei beinhaltet eine Berechnung der Helmholtz-Frequenz des Ports.
Der rechtecksförmige Port wird zunächst mit Hilfe der Huebscher-Formel in einen gleichwertigen kreisförmigen Port umgerechnet, um anschließend mit der klassischen Helmholtz-Formel arbeiten zu können.
Da die HH-Frequenz extrem sensibel auf geringe Änderungen der Portabmaße reagiert, sollte die Querschnittsfläche des Ports nach dem Gehör abgestimmt und entsprechend verkleinert werden. Die Berechnung liefert nur einen ersten Anhaltspunkt!
Die Darstellung der Formeln der Helmholtzfrequenz ist in Excel extrem unübersichtlich. Ich habe deshalb ein Maple-Worksheet und eine PDF-Datei beigefügt, aus denen die Berechnung besser zu erkennen ist.

4. Im Schnittplan sind bei einigen Bauteilen hell- und dunkelblau markierte Aufmaße von 1mm bzw. 2mm angegeben. Nach dem Verleimen ist dieser Überstand bündig abzuschleifen. Die Berücksichtigung der Aufmaße ist optional.


Leider verzögert sich der Zuchnitt meiner Multiplex-Platten noch etwas (Ja iss denn scho wieder Weihnachten...), aber sobald ich den Holzzuschnitt habe, werde ich die Box zusammenbauen und einige Bilder und eine Klangbeschreibung in das Forum einstellen.

Die Excel-Datei kann unter:
http://rapidshare.com/files/436302529/tqwt-calculator.rar
heruntergeladen werden.

Für Kritik oder Verbesserungsvorschläge an meiner Box bin ich dankbar!


[Beitrag von chairforce am 11. Dez 2010, 19:43 bearbeitet]
jhohm
Inventar
#2 erstellt: 12. Dez 2010, 12:02
Hallo,

das sieht ja klasse aus das Sheet!

Einen Wunsch habe ich allerdings doch : könntest Du das Sheet evtl in einem anderen Format abspeichern? - Ich sitze hier an meinen PC und habe nur Softmaker-Office, da wird die Zeichnung ab Zelle B50 nicht dargestellt


Ansonsten : DANKE SCHÖN

Gruß Jörn
chairforce
Neuling
#3 erstellt: 12. Dez 2010, 15:52
Hallo Jörn,

hier sind die beiden fehlenden Grafiken:

Grafik TQWT

Folgende Dinge sind in die Grafik nicht eingezeichnet:

1. Abgerundete Kante des Ports
2. Bauteile der Portkorrektur
3. Die untere Bodenplatte ist eingezeichnet, aber nicht in der Stückliste aufgeführt, da ich dafür Holzreste verwende.

Unfolded TQWT

Dies ist eine Hilfszeichnung zur korrekten Aufstellung des Strahlensatzes. Für alle, die die Berechnung nicht im Detail nachvollziehen wollen, dürfte diese Skizze von geringem Interesse sein.

Gruß Peter
sonicfurby
Stammgast
#4 erstellt: 12. Dez 2010, 16:05
Schick... so sollte das ausschauen. Ein feines Tool, besser als das alte. Ausserdem mit der *richtigeren* Frontoeffnung. Die Rearports sind imO nicht die eigentliche TQWT...
Joern_Carstens
Stammgast
#5 erstellt: 15. Dez 2010, 17:59

chairforce schrieb:

Die Excel-Datei kann unter:
http://rapidshare.com/files/436302529/tqwt-calculator.rar
herunterge....


hi
vielen Dank für den Rechner.

Leider klappt der download nicht....
weder als direktlink

noch Eingabe "zu Fuß".

Geht der download noch mal anders ?

Danke !
chairforce
Neuling
#6 erstellt: 15. Dez 2010, 18:53
Scheinbar erlaubt Rapidshare bei Dateien, die nicht von zahlenden Nutzern eingestellt wurden, nur eine begrenzte Anzahl von Downloads.

Ich habe die Datei (inclusive einer Dateiversion in einem alten Excel-Format) noch einmal bei Hotfile eingestellt:
http://hotfile.com/dl/89646448/68c1055/tqwt-calculator.rar.html

Hoffentlich funktioniert es diesmal besser.

Gruß, Peter
chairforce
Neuling
#7 erstellt: 29. Dez 2010, 21:42
Ich habe die Datei noch einmal bei Hotfile eingestellt:

http://hotfile.com/dl/92850440/d0d8042/tqwt-calculator.rar.html

Da auch bei Hotfile die Dateien nach einiger Zeit verschwinden, bin ich für einen Tip dankbar, wie ich das Excel-Sheet längerfristiger öffentlich zugänglich machen kann.

############################################################################################


Die Berechnung der Linienlänge ist in Tabellenblatt 1 (=> Übertragung der Größenverhältnisse der Needle) etwas unschön gelöst, da weder die Treiberdaten noch der Öffnungswinkel der Röhre berüchsichtigt werden.

Alternativ schage ich folgende Vorgehensweise vor:

Auf der Seite von Martin J. King läßt sich eine Excel-Datei herunderladen(www.quarter-wave.com/TLs/Alignment_Tables_Calculator_3_3_09.xls), mit dessen Hilfe sich die Halsfläche und die Linienlänge in Abhängigkeit vom verwendeten Treiber berechnen läßt. Die errechnete Linienlänge bezieht sich jedoch auf TQWTs mit offenem Rohrende und nicht auf eine Box mit einem Port. Der Akustische Widerstand der Portöffnung führt zu einer Verkürzung der Linienlänge auf ca. 80%(lt. Angabe in einem anderem Forum), d.h. die zuvor ermittelte Linienlänge muß mit dem Faktor 0,8 multipliziert werden.

Falls der verwendete Treiber eine hohe Resonanzfrequenz besitzt, würde ich in das Excel-Sheet anstelle Fs die angestrebte Abstimmfrequenz einsetzen.

Für den Treiber CHR-70 ergibt sich auf diese Weise (Abstimmfrequenz 50 Hz, Sl/So=4) eine Linienlänge von 174 cm. Die Differenz zur Needle mit einer Linienlänge von 175 cm ist dabei vernachlässigbar gering.


[Beitrag von chairforce am 30. Dez 2010, 22:21 bearbeitet]
Cloocino
Neuling
#8 erstellt: 08. Jan 2011, 01:26
Hallo!

ich kann die Datei gerne bei mir am Server stellen, wenn du sie mir per Mail als .zip schickst. Sie wäre dann unter folgender URL (im Prinzip) downloadbar:

http://www.hf-plus.com/TQWT/Namedeinerdatei.zip

Ist natürlich kostenlos und unverbindlich! Einzige Bedingung: Die Datei muss frei von Urheberrechten dritter sein und legal von dir zur Verfügeung gestellt werden (no an)

Also: Bei interesse einfach Mail an mich! <erich@hf-plus.com>
spännemacher
Ist häufiger hier
#9 erstellt: 01. Feb 2011, 20:42
gibt es die datei jetzt irgendwo zum runterladen
bis jetzt leider nichts gefunden
herr_der_ringe
Inventar
#10 erstellt: 03. Feb 2011, 23:38
chairforce
Neuling
#11 erstellt: 06. Feb 2011, 14:25
Ich habe eine neue Version des TQWT-Rechners erstellt, die nun dauerhaft unter der URL heruntergeladen werden kann:

www.hf-plus.com/TQWT/TQWT_Calculator.zip

Im Vergleich zur alten Dateiversion bestehen folgende Unterschiede:

- Die Wandstärke der Schallwand kann sich von den übrigen Bauteilen unterscheiden
- Der Schnittplan und die Grafik zur Aufstellung des Strahlensatzes wurden entfernt, da darin nur wenige Informationen enthalten sind.
- Die Aufmaße von einem bzw. zwei Millimetern sind in die Stückliste eingerechnet, da ich dieses Schleifaufmaß als unbedingt erforderlich erachte.
- Es werden einige Werte zusätzlich berechnet (Darstellung in Fettdruck), die für die MJK-Simulation benötigt werden.

Folgende Parameter müssen in das Excel-Sheet eingesetzt werden:

1. Länge der Mittellinie [Wiederholung von obigem Beitrag]

Auf der Seite von Martin J. King läßt sich eine Excel-Datei herunterladen(www.quarter-wave.com/TLs/Alignment_Tables_Calculator_3_3_09.xls), mit dessen Hilfe sich die Linienlänge in Abhängigkeit vom verwendeten Treiber berechnen läßt. Die errechnete Linienlänge bezieht sich jedoch auf TQWTs mit offenem Rohrende und nicht auf eine Box mit einem Port. Der Akustische Widerstand der Portöffnung führt zu einer Verkürzung der Linienlänge auf ca. 80%(lt. Angabe in einem anderem Forum), d.h. die zuvor ermittelte Linienlänge muß mit dem Faktor 0,8 multipliziert werden.

Falls der verwendete Treiber eine hohe Resonanzfrequenz besitzt, würde ich in das Excel-Sheet anstelle Fs die angestrebte Abstimmfrequenz einsetzen.

2. Halsfläche So
Die Halsfläche sollte sich zwischen dem Bereich Sd (Faustformel) und dem mit dem Alignment_Tables_Calculator_3_3_09.xls (optimale Fläche nach MJK) berechneten Wert bewegen.

3. SL/So
Hier sind Werte zwischen 3 und 5 üblich.

4. Treiberposition Xi
Besteht nicht die Möglichkeit, die Box mit dem MJK-Script zu simulieren, würde ich den Mittelpunkt des Treibers auf der Höhe der Oberkante des Teilers positionieren (Xi=Xi_max). Ich habe einige unterschiedliche Treiber simuliert und denke, daß man damit zu einem guten Ergebnis kommt.

5. Portauslegung
Die korrekte Auslegung des Ports ist von entscheidender Wichtigkeit für das Gesamtergebnis.
Zwei der der drei Dimensionen des Ports sind durch Vorgaben bereits festgelegt: Die Breite des Ports (ohne Portkorrektur) wird durch den Treiberdurchmesser und dem Abstand des Chassis zu den Seitenwänden bestimmt, die Tiefe des Ports ist durch die gewählte Halsfläche und die Holz-Wandstärke festgelegt.
Zur Abstimmung der Box kann also nur die Porthöhe variiert werden. Die Porthöhe muß so gewählt werden, daß die sich ergebende Helmholtzfrequenz mit der Resonanzfrequenz des Treibers (bzw. der Abstimmfrequenz bei Treibern mit hohem Fs) annähernd übereinstimmt.

Die Portkorrektur ermöglicht es, einen zunächst zu groß dimensionierten Port zusätzlich nach Gehör abzustimmen.

---

Für Besitzer der MJK-Skripte stellt die beschriebene Berechnung nur einen ersten Anhaltspunkt für weitere Optimierungen dar. Sämtliche Parameter für die Simulation können aus meiner Excel-Datei übernommen werden.


Peter P.
chairforce
Neuling
#12 erstellt: 24. Mai 2011, 09:49
Inzwischen habe ich die oben beschriebenen Lautsprecher weitgehend fertiggestellt. Noch ist die Portkorrektur und die Bodenblende nicht verleimt, zudem fehlt die Lackierung.

Da die Lautsprecher eingespielt sind, kann nun der Klang beurteilt werden:

Die Boxen klingen sehr ausgewogen, ohne erkennbare Schwächen. Aus diesem Grund habe ich nach Rücksprache mit Niklas Baur von blue planet acoustic auf Filterschaltungen verzichtet. Bässe werden tief und knackig abgebildet. Die räumliche Auflösung einzelner Instrumente ist sehr gut.

Insgesamt bin ich mit meinem Projekt sehr zufrieden, obwohl es einen Kritikpunkt gibt. Die Lautsprecher bündeln sehr stark. Ich denke, daß die Bündelung der Verwendung von Breitbändern geschuldet ist und nicht vermieden werden kann.

Erst nachdem ich meine Lautsprecher verleimt und eingespielt hatte, bekam ich die Möglichkeit, meine Berechnungen mit den MathCad Scripten von MJK zu überprüfen. Ich denke, daß die Simulation der Box die guten Klangeigenschaften bestätigt.

TQWT Alpair 10.1 Simulation
TQWT Alpair 10.1 Zuschnitt TQWT Alpair 10.1 offene Box TQWT Alpair 10.1 verleimte Box 1 TQWT Alpair 10.1 verleimte Box TQWT Alpair 10.1 verleimte Box
Alpair 10.1 fertige Box


Peter P.


[Beitrag von chairforce am 24. Mai 2011, 19:06 bearbeitet]
Nordmende
Stammgast
#13 erstellt: 20. Jul 2013, 00:32
Ich rechne nach Neuzugang eines Chassis mit einem Qts von 0,56 jetzt auch mal ein bisschen mit dem hier veröffentlichten TQWT Rechner rum.

Dazu habe ich ein paar Fragen:

Was genau ist mit der "Driver Position Ratio Xi" gemeint ? Der Wert stell ja ein Verhältnis da, nur zwischen was ?
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