Probleme bei Berechnung der TSP

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Pa-priester
Stammgast
#1 erstellt: 18. Okt 2007, 18:06
Hallo!

ich habe hier mehrere Breitbänder des selben Fabrikates. Zu diesen würde ich gerne ein passendes Horngehäuse konstruieren, da dafür jedoch die TSP von nöten sind und ich sie von diesen eher älteren Treibern nirgends finden konnte, habe ich mich an die Arbeit gemacht, diese Werte zu messen.

Die Daten: (,die ich bisher errechnen/messen/erkennen konnte)

Hersteller: Dynacord
Impedanz (Ohm): 8
DC-Widerstand R (Ohm): 7,8
Membrandurchmesser (cm): 8

Und jetz die, bei denen ich einige Probleme beim Messen hatte:

Freiluftresonanz: ?
Überhöhung (Ohm): ?
f1 (Hz): ?
f2 (Hz): ?
VAS (l): ?

Es heißt:
" (...) 3. 10-Ohm-Widerstand statt Chassis anschließen
Der Lautsprecher wird erst durch einen 10 Ohm-Widerstand ersetzt,
um die Verhältnisse U/Z festzulegen und die Impedanz dann direkt abzulesen.
Dieser 10R-Widerstand ist nur ein Richtwert.
Der Vorwiderstand sollte größer als der Chassis-Ersatzwiderstand sein.


4. Pegel einstellen
Nun wird die Ausgangsspannung des Verstärkers oder Ton-Generators auf einen
festen Wert eingestellt, so dass z.B. am 10-Ohm-Widerstand z.B. 100mV anliegen.
Eine empfehlenswerte Frequenz sind 50Hz, auf die der Tongenerator dabei eingestellt wird.
Diese Spannung sollte mit einem genauen AC-Digital-Multimeter gemessen werden, optimal wäre
ein True-RMS-Meßgerät. Trotzdem werden alle Messungen mit einem Sinus-Ton durchgeführt.
Nun entsprechen 100 mV = 10 Ohm.

5. Lautsprecher anschließen
Jetzt wird der Widerstand entfernt und dafür der Lautsprecher angeschlossen. Er muss völlig frei
und weit entfernt von Wänden b.z.w. anderen geraden Flächen sein.
Dann wird die Impedanzkurve aufgenommen.
Die Werte können in ein logarithmisches Z / f - Diagramm eingezeichnet werden.

6. Geforderte Einzelwerte in das Programm eingeben
Abhängig von der Größe des Lautsprechers beginnt man bei 15...40Hz und erhöht die Frequenz
langsam und beobachtet das Multimeter. Man sucht das erste Impedanzmaximum.
die Spannung erhöht sich immer weiter bis zu einem bestimmten Punkt, dann fällt sie wieder.
Man sucht genau die Frequenz, wo die gemessene Spannung am höchsten ist.
(eine Nachkommastelle bei der Frequenz wäre gut...)
(Beispiel 30,0 Hz, 260 mV = 26,0 Ohm)
Nun schreibt man den Wert der Frequenz und der Impedanz bei Freiluft-Resonanz
und Überhöhung hinein.

Nun will das Programm zwei Frequenzen f1 und f2 (bei 8,98 Ohm) wissen:
f1 ist unterhalb der Freiluftresonanz, f2 darüber.
Nun dreht man die Frequenz runter, bis man bei 8,98 Ohm, also 89,8 mV ist. (z.B. 20,0 Hz)
Dann wieder nach oben, bis man wiederum die 89,8 mV erreicht. (z.B. 45 Hz.)

Jetzt hat man neben der Freiluftresonanzfrequenz fs bereits die elektrische Güte Qes, die mech. Güte Qms
und damit auch den wichtigen Parameter der Gesamtgüte Qts.


7. Thiele-Small-Parameter berechnen lassen

Um an den wichtigen Parameter des Äquivalentvolumens Vas zu kommen, gibt es zwei Methoden.

1. Zusatzmasse (Delta-Masse-Verfahren)
2. Bestimmung über Volumen

Ich bevorzuge die erste Variante, sie ist weniger aufwändig. Dazu sollte aber sehr genau gemessen werden.
Hier wird eine genau definierte Masse (z.B. Knetmasse) an der Membran angebracht und einfach die
neue, nun tiefere Resonanzfrequenz gemessen. Die Größe der Masse hängt auch von der Lautsprecher-Größe ab
und sollte zwischen 5 und 50 g liegen.
im Beispiel: eine 10g Masse produziert eine neue Resonanz bei 28,3 Hz.

Nun hätten wir auch das Vas (124,3 Liter) und alle anderen, für eine Konstruktion nötigen Werte.

Bei der 2. Methode wird der Lautsprecher in ein genau bekanntes, geschlossenes Volumen angekoppelt,
und wiederum eine Impedanzkurve aufgenommen. Die neue Einbau-Resonanzfrequenz ist höher, auch die
Einbaugüte ist gestiegen.
Auch hier wieder, wie zuvor, die Werte eingeben und einfach rechnen lassen.


8. Induktivitätsmessung
Für Frequenzweichen ist der induktive Anteil der Spule ebenfalls interessant.
Man wählt eine entsprechend hohe Frequenz (typisch 6 - 15 kHz) z.B. 10 kHz
und misst wieder den genauen Wert der Impedanz. (z.B. 865 mV also 86,5 Ohm)
Die Schwingspulen-Induktivität des Chassis' wird nun berechnet und angezeigt, hier 1376 uH.

Die Genauigkeit aller Berechnungswerte liegt mit unter 5 % im akzeptablen Rahmen.
Die Gesamtgenauigkeit ist noch geringer.
Das liegt nicht nur an ungenauen Messungen sondern an ungenaue Konstanten wie z.B.
Luftdichte und Schallgeschwindigkeit, die einfach, quadratisch oder sogar kubisch eingehen,
so dass Abweichungen vorprogrammiert sind.
Weiter wirken Innenwiderstände des Tongenerators und des Multimeters, weshalb eine zusätzliche
Endstufe Verbesserung bringt.
Die Genauigkeit genügt aber völlig den Möglichkeiten zur Berechnung von einfachen Gehäuse-Konstruktionen.


Man kann diese Werte nun übernehmen. (...)"

Wenn ich jetzt jedoch mein Mulitmeter anschliesse, und die verschiedenen Frequenzen wiedergebe, zeigt das Gerät einen sehr leichten Abfall der Spannung zu den höheren hin Frequenzen an, jedoch keine "Erhöhung", die mir die Freiluftfrequenz kennzeichnet. Ohne diese kann man f1 und f2 auch nicht erkennen.
Ein ähnliches Problem zeigt sich bei den anderen Messungen. Eventuell ist mein Multimeter auch nicht genau genug. Ich were dieselben Tests einmal mit einem anderen Gerät durchführen.

Vielen Dank schonmal für alle Antworten!!!

Viele Grüße


[Beitrag von Pa-priester am 18. Okt 2007, 19:16 bearbeitet]
detegg
Inventar
#2 erstellt: 19. Okt 2007, 12:10
Moin,


Diese Spannung sollte mit einem genauen AC-Digital-Multimeter gemessen werden, optimal wäre
ein True-RMS-Meßgerät.

Hier genau liegt der Hase im Pfeffer Diese Art der Messung steht und fällt mit der Qualität des DVM und der Auflösung/Konstanz des Signalgenerators. Eigentlich nur im Labor zu machen ...

Schneller, einfacher ist die Messung mit Software und Soundkarte Deines PC´s.
Funktionsfähige Demo´s gibt´s z.B. --> ARTA bzw. HobbyBox

Bei Fragen im .../Lautsprecher/Messtechnik Forum nachlesen bzw. hier fragen.

Gruß
Detlef
Pa-priester
Stammgast
#3 erstellt: 20. Okt 2007, 11:54
also ein gutes multimeter hab ich schon.. hab mir mal das von meinem vater ausgeliehen, das zeigt schon ziemlich genau an! als signalgenerator hab ich audacity (das benutze ich auch immer zur musikproduktion, weil ich mir sowas tolles wie Pro Tools nicht leisten kann..) und mim multimeter hab ich auch schon die frequenzen gemessen, die funktionieren alle einwandfrei wenn ich 40 hz generieren lasse misst das gerät auch exakt 40 hz... die software teste ich am besten grad mal.. vielen dank

viele grüße
ukw
Inventar
#4 erstellt: 20. Okt 2007, 15:58
detegg
Inventar
#5 erstellt: 20. Okt 2007, 20:01
... hab´ ich!

Wenn es jetzt nur um die Verwendung von "minderwertigen" Voltmetern zur Feststellung von relativen Minima/Maxima bei der analogen "Dummy-Messung" geht - alles klar - aber vergleiche mal die Ergebnisse der Messungen für fs mit:

  • Sinusgenerator und Voltmeter (wie oben)
  • Sinusgenerator und 2CH-Osci (Lissajou)
  • Impedanzmessung mit stepped sinus (z.B. LIMP)
  • Impulantwort (Nahfeld-Kombi Chassis/Port) --> korrigierter Amplituden-/Phasengang

Die Ergebnisse nach Berücksichtigung von systematischen Messfehlern, Fehlerfortplanzung, Mess-(un)genauigkeiten etc. kann man auch im D´Appo nachlesen.

Detlef
Pa-priester
Stammgast
#6 erstellt: 17. Nov 2007, 18:48
Hallo!

habe es nun endlich geschafft.
nach endlosem Warten auf einige wenige Stunden freie Zeit sind Diese nun endlich gekommen und ich konnte meine
TSP-Messungen nun endlich durchführen.

Folgende Ergebnisse liegen vor:

Hersteller: Dynacord
Bezeichnung: unbekannt
Freiluftresonanz: (fs) 300 Hz
Gesamtgüte (Qts): 1,427
Mech. Güte (Qms): 5,406
Elektr. Güte (Qes): 1,939
Vas: 0,3 l
Gleichstromwiderstand (Re): 6,6 Ohm
Impedanz (Z): 8 Ohm
Chassisinduktivität (Le): 0,120 mH
Membranfläche (Sd): 38,5 cm²
Bandbreiteprodukt (EBP): 154,7
Mms: 2,2 g
Elektr. Kapazität (Cmes): 114,7 mf
Mech. Nachgiebigkeit: 0,127 mm/N
Mech. Verluste: 0,72 kg/s

Eine fs von 300 Hz ist zwar, ausgenommen für die verwendung als Mitteltöner,
für nichts zu gebrauchen, dennoch ist dieser Lautsprecher ein Breitbänder,
den ich auch als einen Solchen einsetzen werde.
Zur Bassunterstützungkommt ein Subwoofer dazu.

Vielen Dank für die Hilfe!!!

viele Grüße!


[Beitrag von Pa-priester am 17. Nov 2007, 19:00 bearbeitet]
Pa-priester
Stammgast
#7 erstellt: 18. Nov 2007, 20:54
Wnn diese Egebnisse hier irgendwem sehr abstrakt vorkommen, kann er das ja eventuell bitte melden!

Danke im vorraus!!!!
Habe nämlich keine Lust, am fertigen Gehäuse feststelen zu dürfen, dass die Messwerte falsch waren und deswegen sämtliche Ergebnisse unbefriedigend sind.

Viele Grüße!
ukw
Inventar
#8 erstellt: 18. Nov 2007, 22:21
Ist das ein Horntreiber?
Jogi42
Inventar
#9 erstellt: 18. Nov 2007, 22:30
Ich bin in diesem Feld auch noch Anfänger, aber ein Breitbänder mit 0,3l Vas?
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