Expositio JMO / erste Messungen

Hallo Christoph,
wie exportierst du denn die Grafiken in Speakersworkshop?

Hallo Jörg,

bevor ich auf Speaker Workshop eingehe möchte ich gerne noch einmal die OAAC und OADC Methoden untersuchen.

Blättert man in der Lautsprecher-Messtechnik Bibel von Joseph D’Appolito, so wird man auf Kapitel 4.4.1 und
7.6 (Messungen für Konstruktionen von Lautsprechern) aufmerksam.

Daten für die Konstruktion eines Lautsprechers

Zitat:

„ Für die Konstruktion eines Lautsprechersystems sind folgende Daten erforderlich:
-Die Impedanz der Lautsprecherchassis in Betrag und Phase
-Die Frequenzwiedergabe und das Phasenverhalten der Chassis auf Achse
-Die relativen Positionen der Zentren der akustischen Phase der Chassis…“

Die OADC-Methode ist die richtige, um eine Simulation korrekt durchführen zu können.
Das hat Mathias bereits erwähnt.
Da Boxsim die Frequenzgang-Kurven der Einzellchassis im unendlichen addiert, sollten diese natürlich auf Achse gemessen werden.

Warum Joseph D’Appolito die OAAC-Methode bevorzugt steht weiter unten.


Fernfeld und Punktschallquelle

Ergänzend weitere Zitate aus dem Lautsprecher-Messtechnik Buch.
Hier werden die Begriffe Fernfeld und Punktschallquelle erläutert:

„ Im akustischen Fernfeld eines Lautsprechers fällt der Schalldruck mit steigender Entfernung so ab,
als wäre der Lautsprecher eine punktförmige Schallquelle.
Das heißt, für jede Verdoppelung der Entfernung sinkt der Schalldruckpegel um 6 dB,
und die Schallwellen von jedem Punkt der Lautsprechermembran erreichen gleichzeitig die Hör- oder Messposition.
Normalerweise hören wir Lautsprecher im akustischen Fernfeld ab. „

„…Für alle anderen Lautsprecher gilt als Daumenregel eine Entfernung, die dem dreifachen bis fünffachen Durchmesser der Membran entspricht,
als ausreichend für den Übergang von Nahfeld zu Fernfeld. Bei den meisten Tieftonchassis
(und bei allen Mittelton und Hochtonchassis) sind wir mit einem Meter Abstand bereits im akustischen Fernfeld. “


-----------------------------------------------------------------------
b = 5 * D

b: Abstand der Hör- bzw Messposition beim Übergang von Nahfeld zum Fernfeld des Lautsprechers
D: Durchmesser des Chassis
--------------------------------------------------------------------------


„ …In der folgenden Abbildung ist zu sehen, wie sich die Form der Wiedergabekurve speziell im Frequenzbereich zwischen
1 kHz und 3 kHz bei den Messungen zwischen 15 cm und 60 cm leicht verändert.
Die Kurven für die Abstände von 60 cm und 120 cm sind dagegen in Ihrer Form identisch, was ein weiteres Indiz für das akustische Fernfeld ist. „



Bestimmung des Zentrums der akustischen Phase


Zitat:

„…Zur Vervollständigung der Konstruktion ist jetzt noch die Bestimmung des Zentrums
der akustischen Phase des Tiefmitteltonchassis relativ zu dem Zentrum für das Hochtonchassis erforderlich.
Beide Chassis sind bündig in die Schallwand eingelassen, und die Schallwand wurde exakt vertikal ausgerichtet.
Nach der Messung des Hochtonchassis können wir das Mikrofon exakt in einem Meter Abstand auf der Achse des Tiefmitteltonchassis platzieren.
In der Praxis ist es allerdings oft recht schwierig, diese Positionierung mit ausreichender Genauigkeit durchzuführen.
Es ist viel einfacher, das Mikrofon an seiner Position vor dem Hochtonchassis zu belassen und die resultierende Streckendifferenz mit etwas Trigonometrie zu korrigieren.
Der exakte Abstand zwischen den Chassis und dem Mikrofon ist unkritisch, es ist nur wichtig, dass die Mikrofonposition nicht verändert wird.

Die Geometrie der Anordnung von Chassis und Mikrofon ist in der folgenden Abbildung zu sehen.
Das Tiefmitteltonchassis wird leicht neben seiner Hauptabstrahlachse gemessen,
aber solange der Winkel klein bleibt, ist der resultierende Messfehler in der Wiedergabekurve nur gering. „



D’Appolito bevorzugt also aus praktischen Gründen die OAAC-Methode.
Er schreibt in einem Beispiel: Ist der Winkel nicht größer als 8 Grad so ist der Messfehler gering.

Die Gleichung für die Berechnung dieses Winkels lässt sich aus der Abbildung ablesen:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Phi = arctan ( (d2 –d1) / a)

d2 = Wurzel ( Quadrat (d3) – Quadrat(a))

Delta = d2 – d1

Phi: Winkel (Abweichung des Tiefmitteltöners von der Hauptabstrahlachse)
d1: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Hochtöners (in der Horizontalen)
d2: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (in der Horizontalen)
d3: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (direkter Weg)
a: Abstand der Chassis
Delta: Versatz des Tieftöners
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Wird eine Lautsprechermessung im Fernfeld durchgeführt und handelt es sich bei diesem Lautsprecher um eine Punktschallquelle,
dann ist diese zur Boxsim Simulation kompatibel.
Ist der Winkel Phi kleiner als 8 Grad,
dann kann man bei der Messung eines Zweiwege Lautsprechers hinreichend von einer Punktschallquelle gesprochen werden.


Stellt man die obere Gleichung nach d1 um (Phi = 8 Grad), dann erhält man:

--------------------------------------------------------------------------------
d1 = d2 – (0,126 * a) = Wurzel ( Quadrat (d3) – Quadrat(a)) - (0,126 * a)

d1: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Hochtöners (in der Horizontalen)
d2: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (in der Horizontalen)
d3: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (direkter Weg)
a: Abstand der Chassis
----------------------------------------------------------------------------------

d1 und d3 sind mit Arta nach der OAAC-Methode leicht zu messen.

Nach der vielen Theorie sollten wir bald wieder zum eigentlichen Expositio_JMO Projekt zurück kehren,
und diese Theorie auf das Projekt anwenden.

Grüße

Christoph

Korrektur:

Hallo mir ist leider ein Fehler unterlaufen.



Die Gleichung für Phi muss lauten:

Phi = 90 Grad - arctan ( d2 / a)

Phi darf nicht größer als 8 Grad werden.


Daraus ergibt sich:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Phi = 90 Grad - arctan ( d2 / a)

d2 = Wurzel ( Quadrat (d3) – Quadrat(a))

Delta = d2 – d1

Phi: Winkel (Abweichung des Tiefmitteltöners von der Hauptabstrahlachse)
d1: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Hochtöners (in der Horizontalen)
d2: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (in der Horizontalen)
d3: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (direkter Weg)
a: Abstand der Chassis
Delta: Versatz des Tieftöners
------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Nach Umrechnungen erhält man folgenden Zusammenhang:

--------------------------------------------------------------------------------
d2 = a * tan (82 Grad)

d3 = Wurzel (Quadrat(a) + Quadrat(d2)) = Wurzel(Quadrat(a) + 50,6 * Quadrat(a))

d3 = 7,2 * a

d1: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Hochtöners (in der Horizontalen)
d2: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (in der Horizontalen)
d3: Abstand zwischen Mikrofon und akustischen Zentrum des Tiefmitteltöners (direkter Weg)
a: Abstand der Chassis
----------------------------------------------------------------------------------

Wenn also eine Lautsprecherkonstruktion als angenäherte Punktschallquelle betrachtet werden kann, dann muss folgender Zusammenhang gelten:

d3 >= 7,2 * a

Beispiel:
a = 10 cm, dann muss d3 mindestens 72 cm groß sein.

Wie angekündigt hier die Anwendung der grauen Theorie auf das Expositio_JMO Projekt.


Abstand zwischen Hochtöner und Tieftöner:
a = 15 cm

Tiefmitteltöner Durchmesser:
D = ca. 14.5 cm

Es wurde die OAAC-Messmethode angewendet.
Das Mikrofon wurde auf ca. Hochtöner-Höhe ausgerichtet.

Aus den folgenden Impulsantworten kann man die Größen d1_m und d3_m ablesen:
d1_m = 103.92 cm
d3_m = 108.93 cm


Impulsantwort Hochtöner:



Impulsantwort Tiefmitteltöner:



Fernfeld:

Berechnung des Überganges vom Nahfeld zum Fernfeld:

B = 5 * 14,5 cm = 72,5 cm

Das Mikrofon stand also bei der Messung im Fernfeld.


Punktschallquelle:

d3 = 7,2 * a = 7,2 * 15 cm = 108 cm

Bei der Messung muss also d3 mindestens 108 cm betragen.
Diese Bedingung wurde mit d3_m = 108,9 cm erfüllt.

Export aus SpeakerWorkshop

Hallo Jörg,

ich hoffe ich habe Dich richtig verstanden.

Ich erstelle Screenshots von den Grafiken in SpeakerWorkshop.
Dann lese ich die Screenshots in z.B. Windows Paint ein und erstelle hier Bild Dateien.

Grüße

Christoph

Hallo Christoph,
ich dachte, du kannst aus Boxsim die Daten in Speakerworkshop übernehmen. Ist ja ein riesen Bericht, was du da geschrieben hast. Werde mir das mal in Ruhe reinziehen, bin da noch zu langsam, das alles gleich zu kapieren

Hallo Jörg,

Ich dachte es mir, dass es ein Missverständnis ist.
Du meintest ins SpeakerWorkshop importieren.

Ja das geht. Du kannst die FRD und ZMA Daten,
die die Boxsim 1.03 Beta 8 Software
zur Verfügung stellt ins SpeakerWorkshop einlesen und
als Kurven darstellen.
In den aus Boxsim exportierten Daten
muss man aber das Komma-Trennzeichen durch ein Punkt-Trennzeichen ersetzen.
SpeakerWorkshop mag keine Kommas.

Jo, der Bericht ist einwenig lang geworden.
Einen Fehler habe ich bereits auch gefunden.
Aber auch gleich korrigiert.

Bin mal gespannt, ob jemand mein Pamphlet versteht?

Grüße

Christoph

Ist das Prozedere, wie man exportier und importiert irgend wo beschrieben, oder kannst du es kurz beschreiben?

Hallo Jörg,

Es gibt leider keine Beschreibung.
Ich werde mal paar Screenshots machen und diese morgen reinstellen.

Grüße

Christoph

Hallo Jörg,

wie versprochen hier die Kurzanleitung, um aus der Boxsim 1.03 Beta8 Daten zu exportieren und diese in SpeakerWorkshop 1.06 zu importieren.

Wichig:
Boxsim 1.03 Beta8 ist im Moment NUR bis zum 01.02.2008 lauffähig.
Ich habe UweG per Email gebeten diese Version zu verlängern, bis jetzt ist aber nichts passiert.

Export aus Boxsim 1.03 Beta8:

Menü:
Datei -> Ergebnis Export … auswählen.

Hier kann man den kompletten Frequenzgang der simulierten Box oder die Frequenzgänge der Einzelchassis exportieren.





Wichtig beim Export:

Um die Daten später in die Software SpeakerWorkshop zu importieren müssen die Dateien entsprechende Endungen haben:

FRD: Datei enthält den Amplituden Frequenzgang
ZMA: Datei enthält den Impedanz Frequenzgang

Nach dem Export aus des Frequenzganges muss noch die Datei im Editor modifiziert werden.
Das Trenn-Komma muss noch durch einen Punkt ersetzt werden.
SpeakerWorkshop mag keine Kommas.



Import in SpeakerWorkshop:

Diese Dateien können nun in SpeakerWorkshop eingelesen werden.

Menü:
Resource -> Import auswählen.



Hier kann der Datentyp Frequency (*.FRD) ausgewählt, und die entsprechende FRD-Datei geladen werden.

Anschließend kann man alle geladenen Frequenzgänge in einem so genannten Chart, den man zunächst erstellen muss darstellen.








@Jörg:
Ich werde Dir das Boxsim-Projekt mit den Exportierten FRD-Dateien und natürlich das SpeakerWorkshop-Projekt per Email zuschicken.

Es wäre gut, wenn Du an UweG (Kontaktdaten auf www.boxsim.de) auch eine Email schicken würdest mit der Bitte die Boxsim-Beta zu verlängern.

Falls Du mit SpeakerWorkshop intensiver arbeiten möchtest,
könnte ich es Dir bei einem unserer nächsten Treffen genauer zeigen.


Grüße

Christoph

Hallo Allerseits,

Uwe hat die neue Boxsim Version 1.04 auf der www.boxsim.de Homepage
zum download bereitgestellt.

Hier ist nun standardmäßig ein Export der simulierten Daten möglich.

Grüße

Christoph

Schaut euch mal diesen Frequenzgang an:



Dies ist die Weiche dazu:



Wie bekomme ich die Erhöhungen bei 1400 Hz und 4000 Hz weg.
Ich habe in der Simu verschiedene Sperrkreise probiert, ohne Erfolg. Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Saug und Sperrkreis.
Ich kann ja die Bauteile paralell schalten und das dann in Serie zum Chassis.
Ich kann ja aber auch die Bauteile in Reihe schalten und dies paralell zu, Chassis (Ist glaub eher was für die Impedanz)
Gibts da was im Inet zum lesen.

Ich habe in der Simu verschiedene Sperrkreise probiert, ohne Erfolg. Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Saug und Sperrkreis.

naja, der Sperrkreis liegt im Signalweg, der Sauger nicht.

Wie bekomme ich die Erhöhungen bei 1400 Hz und 4000 Hz weg.

Spiel mal mit der Spule vorm W6 -> ein Tick größer (2,5mH?) könnte da schon was bringen (beim 1400Hz Peak). Ich hab das mal an einem ähnlichen Fgang simuliert, da brachte auch die Vergrößerung des ParallelKondis etwas.

Beim Hochpass prinzipiell ebenso: ABER Du hast vor dem HT einen 8Ohm Widerstand. Dieser addiert sich zur Impedanz des HT. Der Hochpass sieht also eine seeehr hohe Impedanz. Technisch ist das vielleicht sogar ok, aber seeeehr unüblich.

Wenn Du keinen Spannungsteiler verwenden willst, dann pack den Vorwiderstand vor den HP.

mfg

Da habe ich einen kleinen Fehler gemacht. Parallel zum HT ist auch noch ein Widerstand

...dann habsch nix gesagt.

Für den HP: probier mal den ersten C etwas kleiner, damit der dem 4k Buckel abfängt, den zweiten dann evtl etwas größer, damit die Flanke nicht zu steil wird. Mit der Spule darfst Du natürlich auch spielen.

mfg

Hier meine Monsterweiche.
Was Herr B.T. kann, können wir schon lange.





Grüße

Christoph

@Jörg
Diese Weiche ist nur mit Vorbehalt zu genießen, da ich unseren Messungen des Hochtöners nicht traue.
Alle drei Saugkreise kümmern sich um die entsprechenden Spitzen des Tiefmitteltöners (1.4kHz, 2.8kHz, 4kHz).
Grüße
Christoph

Hallo,

du meinst aber nicht im Ernst schmalbandige Saugkreise mittels in Boxsim importierter Fremdchassis abstimmen zu können



Sollten die Chassis in der betreffenden Box vermessen worden sein hab ich nix gesagt

lg

Wolfgang

Hi Wolfgang,

Ja, wir haben die Chassis in der Box mit ARTA vermessen.
Ich hätte das dazusagen sollen.

Interessant wäre es nun zu erfahren,
wie gut diese Simulation mit der Realität übereinstimmt.

Grüße

Christoph

Hi,

Interessant wäre es nun zu erfahren, wie gut diese Simulation mit der Realität übereinstimmt.

sagen wir es mal so: In der Realität wird diese Bauteileorgie unnötig sein.

Harry

Hallo,

dann ist ja gut...

Für solche Spielereien hab ich seit diesem WE eine Aktivweiche auf PC-Basis.
Schon interessant was man hört, was man nicht hört, und was man sich einbildet zu hören (wenn man mal aus versehen eine falsche Filterdatei lädt)

lg

Wolfgang

Mich würde zunächst interessieren,
ob Boxsim in der Lage ist so eine abartige Weiche korrekt zu simulieren.
Ob es Sinn macht für dieses sehr günstige Projekt so viele Bauteile in die Frequenzweiche zu stopfen ist erst einmal sekundär.

Grüße

Christoph

Hallo,

wieso sollte Boxsim das nicht können?
Die Simulation ist die selbe, ob eine Weiche jetzt 1 oder 100 Bauteile enthält.

Limitierend ist wie immer die Qualität der Basisdaten.

Bei einem 6dB Filter fallen kleinere Ungenauigkeiten nicht auf.
Aber wenn du eine schmalbandige Überhöhung mittels Saugkreis plattklopfst, und die Mittenfrequenz etwas daneben liegt (z.B.: Impedanzgang ungenau), kriegst du als Ergebnis immernoch deine Überhöhung, und direkt daneben auch noch ein Loch im Frequenzgang.

Abgesehen davon, wann ist eine Frequenzweiche abartig?
Für mich wenn die Bauteile mehr als der Chassis-Preis ausmachen.

Abgesehen davon, habt ihr auch Messungen unter Winkel?
Evt wäre eine andere Gestaltung der Schallwand zielführender...


lg

Wolfgang

selector24 schrieb:

Limitierend ist wie immer die Qualität der Basisdaten.

Und genau da bin ich mir nicht sicher.
Der Frequenzgang des Hochtöners war bei der Messung nicht gerade sauber.
Diese Messung müssten wir wiederholen.

selector24 schrieb:

Abgesehen davon, wann ist eine Frequenzweiche abartig? Für mich wenn die Bauteile mehr als der Chassis-Preis ausmachen.

Und das könnte bei dieser Weiche hier der Fall sein.

Grüße

Christoph

Hallo,

der HT ist doch erstmal nebensächlich, es ging doch darum ob die 3 Saugkreise am TMT das tun was die Simu Orakelt...

Mich wundert es auch immer wieder dass ein gewisser Bastelguru solcherlei Schaltung immer wieder so inflationär einsetzt.
Ich würde mich das nur bei Chassis mit sehr guter Serienkonstanz trauen, so empfindlich wie diese Dinger oft sind...

Böse Zungen würde ja behaupten dass es ohnehin keiner hört ob da ein oder zwei Wellen mit 2dB im Frequenzgang sind, und das Schaltungsdesign massgeblich von ganzseitigen Werbeeinschaltungen inspiriert ist.
Ich würde mich zu so einer Behauptung natürlich niemals hinreissen lassen

Dabei fällt mir auf, wo ist eigentlich der Impedanzfrequenzgang auf dem bunten Bildchen abgeblieben

lg

Wolfgang

Wir werden die Saugkreise testen und dann hier berichten. Bis jetzt war die Erfahrung, dass die Simu ganz gut hingehauen hatte. Aber was in der Simu den Frequenzgang geglättet hatte, hörte sich beim Hörtest fürchterlich an. Ich denke zum spielen und die Wirkung der Bauteile zu testen, ist eine Simu super. Zum richtigen entwickeln kann man aber auf das messen und hören nicht verzichten.

selector24 schrieb:

Hallo, der HT ist doch erstmal nebensächlich, es ging doch darum ob die 3 Saugkreise am TMT das tun was die Simu Orakelt...

Klar, betrachtet man aber den kompletten Amplitudenfrequenzgang, dann ist der Amplituden und Phasen Frequenzgang des Hochtöners gerade im Übernahmebereich doch nicht unerheblich, oder?

selector24 schrieb:

Dabei fällt mir auf, wo ist eigentlich der Impedanzfrequenzgang auf dem bunten Bildchen abgeblieben

Den Impedanzfrequenzgang habe ich ausgeblendet.
Aber hier, bitte schön:



Grüße

Christoph

Hallo,

Hier ist übrigens die besagte Impulsantwort des Hochtöners.



Zweikanalmessung mit einem kalibrierten ECM-40.

Grüße

Christoph

Jogi42 schrieb:

Wir werden die Saugkreise testen und dann hier berichten. Bis jetzt war die Erfahrung, dass die Simu ganz gut hingehauen hatte. Aber was in der Simu den Frequenzgang geglättet hatte, hörte sich beim Hörtest fürchterlich an. Ich denke zum spielen und die Wirkung der Bauteile zu testen, ist eine Simu super. Zum richtigen entwickeln kann man aber auf das messen und hören nicht verzichten.

Hallo Jörg,

hast Du die entsprechenden Spulen- und Kondensator-Werte in Deinem Bauteilefundus?
Ich müsste mal mein Lager durchschauen.

Grüße

Christoph

Verstellbare Spulen habe ich, aber nur 2. Bring doch mal ein paar Bauteile mit. Toll wäre, wenn wir immer beide Boxen modifizieren könnten, dann könnte man richtig probehören.(Geht der Donnerstag?)

Jogi42 schrieb:

Wir werden die Saugkreise testen und dann hier berichten. Bis jetzt war die Erfahrung, dass die Simu ganz gut hingehauen hatte. Aber was in der Simu den Frequenzgang geglättet hatte, hörte sich beim Hörtest fürchterlich an.

Natürlich hört es sich fürchterlich an wenn die Saugkreise dermassen danebenhauen!
2 der Saugkreise liegen auf sehr steilen Impedanzflanken, das kann ja gar nicht gutgehen...

Selbstverständlich ist der Phasen- und Frequenzgang des HT im Übernahmebereich wichtig, aber ich dachte wir diskutieren hier primär um die Saugkreise des Tieftöners


Wenn ihr das nachmesst, bitte messt auch die realen Werte der Frequenzweichenbauteile. Auch die Bauteiltoleranzen können hier schon bösartige Abweichungen verursachen.


Schön dass sich hier mal wer damit beschäftigt, Danke dafür

lg

Wolfgang

Hallo Wolfgang,

erst einmal vielen Dank für Deine Anmerkungen und Hilfe.

Ich habe mal die beiden Saugkreise, die sich um die Resonanzen bei
2,8 kHz und 4 kHz kümmern zu einem Saugkreis zusammengefasst.
Dieser ist jetzt einwenig breiter abgestimmt mit einer Mittenfrequenz von 4 kHz.





In den folgenden Bildern habe ich nur den Tieftonzweig betrachtet und da speziell nur die Impedanz-Linearisierung und die beiden Saugkreise.
Ich habe mal die Widerstände in den Saugkreisen weggelassen.
So ist die Mittenfrequenz der Saugkreise besser zu erkennen.






Du hast geschrieben:
2 der Saugkreise liegen auf sehr steilen Impedanzflanken, das kann ja gar nicht gutgehen...

Ich weiß nicht, ob ich Dich richtig verstanden habe.
Die Impedanz-Linearisierung ( C=10 uF und R=10 Ohm) bewirkt doch,
dass beide Saugkreise auf einen konstanten Widerstand von ca. 8 Ohm arbeiten können.
(Das gilt übrigens auch für den ersten Weichenvorschlag von Gestern (#117).

Grüße

Christoph

Hallo Wolfgang,

Ich beziehe mich mal auf den folgenden Satz von Dir:
Wenn ihr das nachmesst, bitte messt auch die realen Werte der Frequenzweichenbauteile.
Auch die Bauteiltoleranzen können hier schon bösartige Abweichungen verursachen.

Ich habe diese Abweichung der Bauteile vom Idealwert vorerst in Boxsim nachgestellt.

Da man die Mittenfrequenz eines Saugkreises aus dem Produkt aus Kapazitäts- und Induktivitätswert bildet,
würden eine Verkleinerung der Kapazität und eine Vergrößerung der Induktivität
um denselben Faktor wiederum zu derselben Mittenfrequenz der Saugkreise führen (allerdings mit einer anderen Bandbreite).

Ich habe mal zwei Extremfälle angenommen.
Alle Bauteile sind einmal um ca. 10 Prozent zu groß,
beim anderen Fall um ca. 10 Prozent zu klein.


Bauteilwerte 10 Prozent größer:





Diese Abweichungen hier sollten eher unkritisch sein.



Bauteilwerte 10 Prozent kleiner:






10 dB unterhalb des Nutzpegels bei ca. 3 kHz gibt es eine Abweichung von 2 dB vom Idealverlauf.
In der Realität dürfte der Fehler vielleicht sogar kleiner sein.

Das werden wir messtechnisch überprüfen müssen.

Grüße

Christoph

Hallo Zusammen,

hier die Ergebnisse unseres zweiten Stammtischtreffens:

Frequenzweiche:

Als Basis für die Hör- und Messdurchgänge haben wir die Frequenzweiche
aus dem Post (#90) genommen.
Hierbei haben wir den Spannungsteiler vor dem Hochtöner abgeändert
und einen Widerstand in Serie zu dem 10 uF Kondensator
im Tiefmitteltonzweig gesetzt.

Die neue Weiche sah dann so aus:




Wirkten Stimmen mit der alten Weiche dumpfer und verfärbter,
wurden diese mit der neuen Weiche um einiges klarer.

Hier der gemessene und simulierte Frequenzgang der neuen Weiche:
(Gemessen haben wir mit einer Soundkarte von TASCAM US-144 und einem kalibrierten ECM-40.)
(Wir haben die OAAC-Messanordnung (#91) verwendet.)



Schwarze Kurve: Gemessen
Rote Kurve: Simulation mit neuen Messdaten
(Hochtöner und Tiefmitteltöner wurden neu gemessen (Siehe weiter unten))
Blaue Kurve: Simulation mit alten Messdaten (#128)

Hier noch die Simulation der Amplitudenfrequenzgänge der alten Weiche
(gestrichelt dargestellt) und der neuen Weiche mit den neuen Messungen des Hochtöners (siehe unten) und Tieftöners:



Die Frequenzweiche ist noch nicht ideal und muss korrigiert werden.
Der Einsatz von Saugkreisen sollte noch untersucht werden.


Wiederholung der Hochtönermessungen:

Wir haben die Messung des Hochtöners (ohne Frequenzweiche
– Basis für die Boxsim-Simulation) - wiederholt, da diese nicht ganz optimal war
(Siehe auch (#128)).

Es hat sich herausgestellt (wie erwartet), dass frühe Reflexionen am Fotostativ,
den Frequenzgang des Hochtöners verfälschen.
Wir haben Messungen mit einem Mikrophongalgen und mit dem Fotostativ
- allerdings unterhalb des Mikrofons mit Noppenschaumstoff umwickelt –
miteinander verglichen.
Die früheren Reflexionen konnten mit beiden Messanordnungen minimiert werden.

Das extreme Gezappel vor dem Hauptimpuls konnten wir minimieren,
indem wir die Abtastfrequenz während der Messung von 48k auf 96k verdoppelt haben.





Messungen in unterschiedlichen Mikrophonhöhen:

Der Hochtöner des Expositio_JMO Lautsprechers befindet sich
vom Boden aus gemessen in 88 cm Höhe.
Die Ohrhöhe des Zuhörers am Hörplatz befindet sich aber
in 105 cm Höhe.
Wir haben die Messungen der Amplitudenfrequenzgange für den
Hoch- und Tiefmitteltöner in ca. 1m Abstand in einer Höhe von 88 cm und 97 cm durchgeführt.
Von der 97 cm Messung versprechen wir uns eine realistischere Darstellung
des Amplitudenfrequenzganges am Hörplatz.
Diese Auswertung werde ich später reinstellen.



Grüße

Christoph

Hallo zusammen,
erst mal an Christoph ein Lob, der die ganzen Resultate immer so schön aufarbeitet.
So ein par Dinge sind uns nebenbei noch aufgefallen.
Beim ersten gemeinsamen Messen, haben wir den LS, wie meistens beschrieben in Richtung Zimmermitte auf ein Podest gestellt, dass der HT ca. auf halber Zimmerhöhe war. Da man überall lesen kann, dass die ersten Reflexionen von Boden oder Decke kommen zwischen Mikro und Chassis. Wir haben die Box an der Hörstelle gelassen und wie üblich gefenstert, das Ergebnis ist gleich. Also kann man ruhig am Zimmerrand (Abstand so 60cm messen.
Wie wir oben sehen, ist die Simu mit Boxsim wirklich gut, was den Frequenzgang angeht. Wichtig ist nur, was wir Boxsim füttern. Die ersten Messungen hatten ja, durch das Mikrostativ verusacht, zw. 3Khz und 5KHz eine Berg umd Talbahn. Wie auch Holly65 schon beobachtet, dachten wir an Resonancen des TT. Falsch gelegen, es kam vom Stativ. Dies hat aber die Messung so verfälscht, dass danach die Amplitute des HT im Schnitt 2dB niedriger war. Auch mal ein Versuch, diese Wellen mit einem C paralell zum L weg zu bekommen, lies uns im Hörtest dies wieder abändern. Schön zu sehen, dass man auf seine Ohren vertrauen kann.
Auch haben wir gesehen, dass die Messhöhe sehr viel ausmacht und unserer Meinung nach auf HT-Höhe zu messen nicht immer optimal ist.
Was uns auch aufgefallen ist, dass Kurven mit unterschiedlicher Glättung und bei unterschiedlichen Größen des Diagramms total anders aussehen können. Wenn man den Maßstab angleicht, sind die Kurven nahezu identisch.
Es war auf jeden Fall wieder ein sehr lehrreicher Abend

holly65 schrieb:

bedenke das du auch vom Mikrostativ reflektionen bekommen kannst. Benutzt du einen "Galgen" oder ein "3-Bein" Stativ? Das Problem hatte ich mit meinem 3-Bein, Christoph Gebhard hat mir den Tip gegeben die Beine mit Sonofill zu umwickeln - hat gut geholfen.

grüsse

Karsten

EDIT:


Einzige Reso die mit reinspielen kann liegt bei ca.3900Hz.

Man muss die Fehler am besten selber machen
Ich finde dieses Hobby aber immer interessanter.

Hallo,

CHX schrieb:

Hier meine Monsterweiche. Was Herr B.T. kann, können wir schon lange. Grüße Christoph @Jörg Diese Weiche ist nur mit Vorbehalt zu genießen, da ich unseren Messungen des Hochtöners nicht traue. Alle drei Saugkreise kümmern sich um die entsprechenden Spitzen des Tiefmitteltöners (1.4kHz, 2.8kHz, 4kHz). Grüße Christoph

dumme Frage, warum statt der der Saugkreis-Armada nicht gleich 'ne 24 dB-Weiche gestrickt, dann würden IMHO m/m 2 Saugkreise überflüssig werden.....

Gruß
Peter Krips

Edit: Hoppla, da wart ihr schon weiter gediehen.....

Hallo Christoph,
habe mir gestern die Tascam US-144 und einen Mikroständer gekauft und heute einige Messungen gemacht. Unsere Mikrophone haben wir ja verglichen und dass sah ja ganz gut aus. Ich habe die Messungen mit der Arta Messbox gemacht und eine etwas ander Einteilung des Diagramms gewählt. Als Höhe habe ich 93 cm genommen, da das genau der Ohrhöhe entspricht, umgerechnet auf einen Meter.
Bei mir sieht es etwas anders aus:



edit
Christoph, mir ist bei Boxsim etwas aufgefallen. a) wir haben bei dem TT das Kreuz bei rückseitig geschlossen und wenn man den Hacken Phase verwenden deaktiviert, sieht alles auch ganz anders aus.

Holla Jogi,

ich verfolge diesen thread schon einige Zeit mit hoher Aufmerksamkeit. Meine Frage ist, ob du die TSP des TMT messtechnisch nun genau ermitteln konntest. Ich verbaue den TB w6-623 acuh gerade, habe aber noch kein geeignetes Messsystem, um die TSP zu messen. Es wäre für mich sehr interessant zu wissen, wie weit deine Messdaten von den Herstellerangaben abweichen. Die Angaben von Tang Band sollen nach einigen Aussagen in diesem Forum ja nicht so zuverlässig sein.

Viele Grüße Christoph

Hallo Christoph II ,
die TSP habe ich messtechnisch ermittelt. Sie sind hier auch irgend wo gepostet. Ob sie stark abweichen, weiß ich gerade nicht mehr. Habe den TT aber in verschiedenen Volumen gemessen und in den 33l, wo er sich gerade befindet, spielt er wirklich super. Der kommt wirklich tief mit gutem Druck.

Jogi42 schrieb:

Hallo Christoph, habe mir gestern die Tascam US-144 und einen Mikroständer gekauft und heute einige Messungen gemacht. Unsere Mikrophone haben wir ja verglichen und dass sah ja ganz gut aus. Ich habe die Messungen mit der Arta Messbox gemacht und eine etwas ander Einteilung des Diagramms gewählt. Als Höhe habe ich 93 cm genommen, da das genau der Ohrhöhe entspricht, umgerechnet auf einen Meter.

Hallo Jörg,

herzlichen willkommen im TASCAM-Club.
Diese Lösung ist echt praktisch, wie wir bereits festgestellt haben.

Wie genau hast Du die 93 cm ermittelt?

Jogi42 schrieb:

Christoph, mir ist bei Boxsim etwas aufgefallen. a) wir haben bei dem TT das Kreuz bei rückseitig geschlossen und wenn man den Hacken Phase verwenden deaktiviert, sieht alles auch ganz anders aus.

Da bei der Frequenzweichensimulation in Boxsim die Gehäuseparameter deaktiviert werden,
wenn man 5. zu simulierende Box auswählt, spielt es für den Amplitudenfrequenzgang keine Rolle,
ob ein Kreuz bei rückseitig geschlossen aktiviert ist.
Nur der Impedanzfrequenzgang verändert seine Form; und zwar nur für die tiefen Frequenzen.

Viele Grüße

Christoph I

Das habe ich so ermittelt: 88cm hat der HT, 105 cm ist die Ohrhöhe, macht eine Differenz von 17cm. Hörentfernung 3,2. 17cm geteilt durch 3,2 = 5,3cm und das zur HT-Höhe addiert.

Hallo Jörg,

ich habe mir erlaubt Deine Berechnung einwenig mit einer Zeichnung
und ein paar Bemerkungen auszuschmücken.

Die folgenden Betrachtungen beziehen sich auf einen Lautsprecher im Freifeld.

Das Ziel einer Lautsprecher Amplituden- und Phasenfrequenzgangmessung sollte sein,
die Gegebenheiten am Zuhörerort (Z) so genau wie möglich zu reproduzieren.

Zunächst soll der Einfachheit halber ein Koinzidenzwandler betrachtet werden.
Hoch- und Tieftöner haben also das gleiche akustische Zentrum.
Die Phasenbeziehungen zwischen Hochtöner und Tiefmitteltöner sind also
bei einem Koinzidenzwandler an jedem Punkt im Raum gleich.

Bewegen wir uns im Fernfeld dieses Lautsprechers, dann nimmt die Amplitude
aller Frequenzen proportional mit der Entfernung ab.
Dies gilt solange wir den Abhörwinkel alpha (siehe folgende Zeichnung)
bei der Veränderung der Entfernung g nicht ändern.

Wird also der Winkel alpha konstant gehalten,
d.h. bewegt man sich mit dem Messmikrofon auf der gedachten Linie g im Raum,
dann unterscheiden sich die Amplitudenfrequenzgänge am Zuhörerort (Z)
und am Messort (M) nur im Betrag.




Folgende allgemeine Gleichungen kann man aus der Zeichnung ableiten:

Wenn der Amplitudenfrequenzgang am Zuhörerort (Z)
proportional zu dem am Mikrofonmessort (M) sein soll gilt:

tan (alpha) = h / d = konstant

H = W + h


Wird nur den Hochtöner des Expositio_JMO Lautsprechers betrachtet, dann gilt:

mit W = 88 cm

Zuhörerposition (Z):

H = 105 cm
d = 320 cm
h = H –W = 105 cm – 88 cm = 17 cm

h/d = konstant =17/320 = 0,053


Betrachtung an der Mikrofonposition (M):

d = 100 cm
h = 0,053 * 100 cm = 5,3 cm
H = W+h = 88 cm + 5,3 cm = 93,3 cm

Die Mikrophonhöhe von H = 93 cm hast Du ja bereits berechnet.



Du hast aber nur den Hochtöner betrachtet und nicht das Zusammenspiel von
Hochtöner und Tieftöner.
Wie sich die Anordnung verhält, wenn man den Tiefmitteltöner in die Überlegungen
mit einbezieht, sollte noch untersucht werden.



Viele Grüße

Christoph

Bin mal gespannt, ob jemand mein Pamphlet versteht?

Die Amis ersetzen zuweilen Pamphlet auch durch "fact sheet" - bei meiner Suche auf ein witziges synonym wirklich das bemerkenswerteste... seis drum, ich finds prima, was du da dokumentierst, am ende sollte man den thread umbenennen und in die Faq einpflegen, wirklich lesenswert und weiterführend

Grüße,

Alex

Hallo Zusammen,

Ich hoffe, dass die folgende Zeichnung nicht zu unübersichtlich ist.
Ich hoffe natürlich auch, dass sich keine Fehler eingeschlichen haben.

Das Ergebnis bestätigt die Richtigkeit der Messung des Expositio_JMO Lautsprechers
bei einer Mikrofonhöhe von 93 cm in 1 m Abstand, wenn der Frequenzgang
(oder Auswirkungen der Frequenzweiche) an dem
speziell hier vorliegenden Zuhörerort untersucht werden soll.

Eine Verallgemeinerung der Zusammenhänge wäre noch wünschenswert.

Grüße

Christoph



Hier nun die geometrischen Gegebenheiten bei der Messung
eines Zweiwege-Lautsprechers.

Der Tiefmitteltöner - der jetzt zusätzlich ins Spiel kommt - hat den vertikalen
Abstand a und den horizontalen Versatz d zum Hochtöner.
Wie im Post (#144) beschrieben, verändert sich der Amplitudenfrequenzgang
des Hochtöners nicht (bei einem Wechsel der Position von Z nach M)
wenn man den Winkel alphaH konstant lässt.
Wie aber aus der Zeichnung zu erkennen ist, ändert sich dabei zwangsläufig
der Abhörwinkel alphaT des Tiefmitteltöners. Eine Änderung des Winkels
könnte Auswirkungen auf den Betrag der Amplitudenfrequenzganges
des Tiefmitteltöners haben.
Es sollte also geklärt werden, wie stark sich dieser Winkel alphaT von der
Zuhörerposition (alphaTZ) auf die Mess- bzw. Mikrofonposition (alphaTM) ändert.

alphaDELTA = alphaTM – alphaTZ = 0 Grad (idealer Wert)

Damit die Phasenbeziehungen zwischen Hoch- und Tiefmitteltöner an der Position
Z und M identisch bleiben, muss die Differenz (gDELTA) - gebildet aus
den Abständen vom Hoch- bzw. Tiefmitteltöner zu Position Z und M –
ebenfalls gleich bleiben.
Diese Forderung drückt die folgende Gleichung aus.

gDELTA = gTZ – gHZ = gTM - gHM (ideale Forderung)





Im Folgenden wird überprüft, ob die Mikrofonposition bei 93 cm Höhe während der Messung
des Expositio_JMO Lautsprecher den oben aufgestellten Forderungen bezüglich
Winkel alphaDELTA bzw. Wegdifferenz gDELTA erfüllt sind.

Die folgenden Größen sind beim Expositio_JMO Lautsprecher bekannt.
Das Mikrophon wurde in 100 cm zum akustischen Mittelpunkt
des Hochtöners in einer Höhe von 93 cm platziert.

a = 15 cm
d = zT – zH = 4,5 cm

(Zur Ermittlung der Wegstrecke zT bzw. zH kann das Mikrofon in einem Abstand von
z.B. 20 cm zur Schallwand (exakte Messung der 20 cm ist wichtig) direkt vor dem
Chassis platziert werden.
In ARTA kann dann der Abstand exakt abgelesen werden.
Idealerweise sollte in ARTA eine Abtastfrequenz von 96 kHz gewählt werden, um
die Messgenauigkeit zu erhöhen.
Für die in ARTA angezeigte Wegstrecke gilt:
WegARTA_T = 20 cm + zT bzw.
WegARTA_H = 20 cm + zH )

@Jörg
Wir haben die Messung von d leider so noch nicht exakt durchgeführt.
Vielleicht kannst Du das mit Deinem neuen Equipment nachmessen.

Ich setzte für d = 4,5 cm an.

HH = 88 cm
HT = 88 cm – 15 cm = 73 cm
HZ = 105 cm
HM = 93 cm

hHZ = HZ – HH = 105 cm – 88 cm = 17 cm
hTZ = HZ – HT = 105 cm – 73 cm = 32 cm
hHM = HM – HH = 93 cm – 88 cm = 5 cm
hTM = HM – HT = 93 cm – 73 cm = 20 cm

dHZ = 320 cm (Dieser Wert ist geschätzt worden)
dTZ = dHZ + d = 324,5 cm
dHM = 100 cm
dTM = dHM + d = 104,5 cm


Berechnung von alphaDELTA:

Berechnung des Winkels alphaTZ (Zuhörerposition):
tan alphaTZ = hTZ / dTZ = 32 cm / 324,5 cm = 0,0986
alphaTZ = 5,6 Grad

Berechnung des Winkels alphaTM (Mikrofonpoasition):
tan alphaTM = hTM / dTM = 20 cm / 104,5 cm = 0,192
alphaTM = 10,9 Grad

alphaDELTA = Betrag (alphaTM – alphaTZ) = 5,3 Grad


Fazit:
Die Abweichung beträgt lediglich 5,3 Grad, so dass sich der Amplitudenfrequenzgang
kaum in seiner Form an der Mikrofonposition verändert wird.



Berechnung von gDELTA:

Anmerkung:
Die Ermittlung der Wegdifferenz am Zuhörerort muss rechnerisch durchgeführt werden.
Am Mikrofonmessort können gTM und gHM direkt in ARTA abgelesen werden.
Hier werden auch diese berechnet, da mir die Messungen in 97 cm Höhe nicht vorliegen.

Berechnung der Wegdifferenz gTZ – gHZ (Zuhörerposition):
gTZ = Wurzel (Quadrat (dTZ) + Quadrat (hTZ))
gTZ = Wurzel (Quadrat(324,5 cm) + Quadrat (32 cm)) = 326,1 cm
gHZ = Wurzel (Quadrat (dHZ) + Quadrat (hHZ))
gHZ = Wurzel (Quadrat(320 cm) + Quadrat (17 cm)) = 320,5 cm
gDELTA _Z = gTZ – gHZ = 326,1 cm – 320,5 cm = 5,6 cm


Berechnung der Wegdifferenz gTM – gHM (Zuhörerposition):
gTM = Wurzel (Quadrat (dTM) + Quadrat (hTM))
gTM = Wurzel (Quadrat(104,5 cm) + Quadrat (20 cm)) = 106,4 cm
gHM = Wurzel (Quadrat (dHM) + Quadrat (hHM))
gHM = Wurzel (Quadrat(100 cm) + Quadrat (5 cm)) = 100,1 cm
gDELTA_M = gTM – gHM = 106,4 cm – 100,1 cm = 6,3 cm

gDELTA = Betrag (gDELTA_Z – gDELTA_M) = 0,7 cm = 0,007 m = 7 mm

Fazit:
Auch diese Abweichung kann als vernachlässigbarer Fehler abgehakt werden.


Ergebnis:
Die Messung des Expositio_JMO Lautsprechers mit einer Mikrophonposition
in 93 cm Höhe und einem gHM von 100,1 cm (kann in ARTA sehr einfach
messtechnisch ermittelt werden) spiegelt den
Amplituden- und Phasenfrequenzgang an dem hier betrachteten Zuhörerort
sehr gut wieder.

Hallo Alex,

es freut mich, wenn meine Ausführungen für Dich lesenswert sind.

Einige Gegebenheiten sehen auf den ersten Blick relativ trivial aus.
Werden diese aber genauer untersucht, dann steckt doch mehr dahinter als man glaubt.

Grüße

Christoph

Hallo Christoph,
wieder sehr schön gemacht. Mit welchem Programm arbeitest du denn die Daten auf?
Bin gerade dabei, den Lack meiner Temperance auf. Wir können aber bestimmt bald wieder messen. Interesant wäre auch zu überprüfen, ob der Einbruch der Frequenzen bei Messungen im vertikalen Winkel, wie sie Boxsim angibt, stimmen.

Hallo Jörg,

Die Zeichnungen habe ich in Visio erstellt.

Du hast recht die Messung in vertikaler und horizontaler Richtung sind längst überfällig.

Grüße
Christoph

Habe heute noch mal gemessen. Der HT-Bereich war mir zu hoch und ich habe den 22 ohm Widerstand wieder eingebaut.

Frequenzweiche:



Danach sieht man die Veränderungen im Frequenzbereich:




Habe mal den Gesamtfrequenzgang zusammen gefügt:



Hier unterscheidet sich Boxsim leicht vom Orginal.
Irgend wie klingt dire Box für mich ganz gut. Bin nicht sicher, ob es noch was bringt, den Frequenzgang weiter zu glätten.