Frage zu 3-Wege Frequenzweiche mit Dayton Chassis

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.Audio_Viel.
Neuling
#1 erstellt: 21. Apr 2019, 17:13
Hallo Zusammen,
ich plane momentan meinen ersten "richtigen" Lautsprecher und simuliere deshalb in XSim die Frequenzweiche. Der Frequenzgang sieht soweit gut aus, die Impedanzkurve macht mir allerdings Sorgen. Ich verwende bisher Dayton Audio Chassis, da die FRD und ZMA files leicht zu bekommen sind und noch keine Zeit und Lust hatte diese selbst zu erstellen. Der Tieftöner ist ein RS180P-4, der Mitteltöner ein RS52FN-8 und der Hochtöner ein AMT2-4.
Wie ich bisher gelesen habe, sollte die Kombination von 4 und 8 Ohm Treibern ja generell kein Problem sein, da die Frequenzweiche für eine Trennung sorgt und nur im "aktiven" Frequenzbereich des Chassis der Widerstand steigt. Nun ist bei meiner Simulation aber der Mindestwiderstand auch im Bereich des Mitteltöners bei c.a. 2 Ohm und ich habe Angst meinen Verstärker zu überlasten (Dazu sollte ich sagen dass ich eigentlich nicht Laut höre, also wahrscheinlich nie mehr als 20 Watt an die Wandler kommen). Dass eine Impedanzkurve nie linear verläuft ist mir bewusst, allerdings habe ich bisher noch keinen 4-Öhmer unter 3 Ohm sinken sehen.
Habe ich einen Fehler in der Frequenzweiche?Screenshot (1)
herr_der_ringe
Inventar
#2 erstellt: 21. Apr 2019, 18:41
frequenzgänge der chassis an der weiche?
frequenzgänge unter winkel?
.Audio_Viel.
Neuling
#3 erstellt: 21. Apr 2019, 18:52
Vielen Dank für die schnelle Antwort

Frequenzgang unter Winkeln ist für mich erstmal irrelevant, da ich den Raum akustisch bearbeiten werde und die Lautsprecher auf Achse einwinkeln will.
Viel wichtiger ist für mich aber im Moment das ganze 2 Ohm Thema.
Screenshot (3)
quecksel
Inventar
#4 erstellt: 21. Apr 2019, 19:30
Dass Dayton die Messdaten bereitstellt ist zwar schön, die Effekte deines Gehäuses sind darin aber noch nicht berücksichtigt. Desweiteren ist das:


Frequenzgang unter Winkeln ist für mich erstmal irrelevant, da ich den Raum akustisch bearbeiten werde und die Lautsprecher auf Achse einwinkeln will.


absolut nicht korrekt.

Aber es geht dir ja um die Impedanzfrage, grob gesagt lässt sich das folgendermaßen beantworten: Wenn man zur passiven Filterung eines Chassis mehr Strom absaugt als man Spannung teilt, dann landet man bei niedrigen Impedanzen.
.Audio_Viel.
Neuling
#5 erstellt: 21. Apr 2019, 19:54

die Effekte deines Gehäuses sind darin aber noch nicht berücksichtigt

Kann ich die in der Simulation irgendwie einbauen oder hilft da nur ausprobieren?

Weniger Strom absaugen heißt konkret wahrscheinlich weniger Bauteile bzw niedrigere Parameter?
Wenn den Weichenteil für den Woofer anpasse, also kleinere Kondensatoren nehme, leidet der Wirkungsgrad des Systems darunter
Mit 3 Chassis mit jeweils knapp 90 dB/W/m komme ich dann auf c.a 85 dB/W/m. Das geht doch sicher besser oder?
quecksel
Inventar
#6 erstellt: 21. Apr 2019, 21:24
Realistisch gesehen hilft da nur Gehäuse bauen und vermessen. Theoretisch kann man da schon was simulieren, aber in der Praxis sind da so viele unwägbare Effekte drin dass die Ergebnisse wertlos sind.

Weniger Strom absaugen heißt für dich konkret wohl niedrigere Parameter. Ich meine, 560 µF nutzen andere als Vorkondensator für GHP, um einen Tieftöner bei 650 Hz zu trennen ist das definitiv nicht sinnvoll

Letztendlich kommst du hier so nicht weiter. (Ok, du lernst schon was über passive Schaltungen.) Ich würde mir überlegen was das Ziel ist. Wenn es darum geht eine große Box zu haben würde ich mir einen fertigen Bausatz raussuchen und nachbauen.
Wenn's darum geht das entwickeln zu lernen würde ich mir einen Breitbänder kaufen und dazu die nötige Messtechnik. (Mikro+Impedanzmessung) Und dann schauen da das Optimum rauszuholen. Später kann man das ganze immer noch durch einen Tieftöner ergänzen und zum Zweiweger machen.

Ich hab in den letzten Tagen zum Beispiel das hier zusammengeschustert:

P1080224

Macht auch Spaß und man hat *wesentlich* schneller was anhörbares dastehen.
not0815
Inventar
#7 erstellt: 21. Apr 2019, 23:14
Hi,

ungeachtet der Frage der Zweckmäßigkeit der obigen Weichenschaltung kann die Simlation nicht stimmen. Lt. der Impedanz soll die Reso des TMT bei 30Hz liegen. Der RS180 habe jedoch nach Werksangaben bereits eine Freiluftreso von knapp 40 Hz. In einem CB sind kaum Werte unter 50Hz Reso möglich. Auch der Pegel von knapp 90 dB/2.83V ist unter Berücksichtigung des Baffle Step nicht möglich, realistisch ist ein Pegel von ca. 85 dB.

Die Güten der Filter sind deutlich zu hoch. Dies führt zu einer sehr niedrigen Impedanz - z.T. deutlich unter Re. Auch die Kaskadierung des HP und TP zum BP im MT-Zweig senkt oft die Impedanz. Eine Verschachtelung von HP und TP ist da meist günstiger. Mit einer anderen Weichengestaltung steigtauch das Impedanzminimum auf über 3,2 Ohm.

Beispiel:
http://winboxsimu.de/temp/B01--104-31684.jpg
http://winboxsimu.de/temp/B02--104-31684.jpg
http://winboxsimu.de/temp/B03--104-31684.jpg

Für eine Lautsprecherentwicklung sind Simulationen nur ein grober Anhalt. Ein gutes Ergebnis ist jedoch ohne umfangreiche Messungen nicht zu erzielen.

Gruß
Sven


[Beitrag von not0815 am 21. Apr 2019, 23:14 bearbeitet]
.Audio_Viel.
Neuling
#8 erstellt: 22. Apr 2019, 16:34
Ich merke schon ich sollte noch ein paar Sachen klarstellen:
Warum baue ich den Lautsprecher:
1. Spaß: Wie die meisten in diesem Hobby habe natürlich auch ich beim bauen sehr viel Spaß.
2. Platz: Der Lautsprecher soll ein vertikaler Center werden der relativ genau auf die Außenmaße meines Schrankes passen sollte.
Deshalb passt da leider kein "Standard" horizontaler Center hin. Die Stereoabbildung usw. ist also irrelevant. Was mir am wichtigsten ist, ist die Stimmenwiedergabe, deshalb auch der Soft Dome Mitteltöner und AMT (denen wird ja unangestrengte Mittenabbildung nachgesagt oder ist das auch nur Werbe-blabla?).


ungeachtet der Frage der Zweckmäßigkeit der obigen Weichenschaltung kann die Simlation nicht stimmen. Lt. der Impedanz soll die Reso des TMT bei 30Hz liegen. Der RS180 habe jedoch nach Werksangaben bereits eine Freiluftreso von knapp 40 Hz. In einem CB sind kaum Werte unter 50Hz Reso möglich. Auch der Pegel von knapp 90 dB/2.83V ist unter Berücksichtigung des Baffle Step nicht möglich, realistisch ist ein Pegel von ca. 85 dB

Die Freiluftreso des Woofers liegt bei c.a 37Hz, die Impedanzreso des Systems so c.a bei 36Hz also so ungefähr sollte das passen. Bafflestep fällt auch weniger ins Gewicht, da der Lautsprecher an die Wand kommt und nur c.a 12 cm tief werden soll.


Die Güten der Filter sind deutlich zu hoch

Ich habe nur zum Spaß mal den 8-Öhmer des gleichen Woofers genommen und bin mit einer einfachen 12db Weiche hingekommen. Mindestwiderstand ist auf knapp 4,7 Ohm hoch und der Wirkungsgrad auch um 1 dB nach oben, d.h es wird der 8 Öhmer. Nur die Phase sieht am TT ein bisschen komisch aus
Screenshot (6)


Wenn's darum geht das entwickeln zu lernen würde ich mir einen Breitbänder

Ich verstehe den Ansatz aber als Student habe ich nur begrenzt Zeit zwischen den Semestern. Wenn ich also einen Lautsprecher baue, sollte er auch ernsthaft eingesetzt werden, auch wenn ich dann für die Frequenzweiche ein bisschen mehr ausgeben muss.

Euch allen noch nachträglich Frohe Ostern und frohes Basteln!
Peas
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 22. Apr 2019, 19:31
Wenn es ein Center werden soll, dann bau den doch gleich dreimal und nutze den auch links und rechts.
.Audio_Viel.
Neuling
#10 erstellt: 23. Apr 2019, 16:10
Als Fronts habe ich die B&W 685 von meinem Vater "vererbt" bekommen. Beim nächsten Umzug werde ich dann aber mit den gleichen Chassis ein Paar Fronts und zudem eine kleinere Version mit 5-Zöller ohne den Mitteltöner als Surrounds bauen. Dazu noch ein Paar Mini-Dsps und es sollte passen
Ist so ein verschobenes Phasenverhalten bei einem Center eigentlich ein Problem?
Grüße Leon
not0815
Inventar
#11 erstellt: 24. Apr 2019, 10:04

.Audio_Viel. (Beitrag #8) schrieb:

Die Freiluftreso des Woofers liegt bei c.a 37Hz, die Impedanzreso des Systems so c.a bei 36Hz also so ungefähr sollte das passen. Bafflestep fällt auch weniger ins Gewicht, da der Lautsprecher an die Wand kommt und nur c.a 12 cm tief werden soll.


Bei einer Freiluft-Reso von 37Hz ist in einem "normalen" Gehäuse passiv keine Einbau-Reso von 37 Hz erzielbar, zumal der RS180-8 bereits eine deutlich höhere fs hat. Durch den Einbau des TT in ein Gehäuse verschiebt sich nicht nur die Grundreso nach oben auch der gesamte Impedanzgang ändert sich. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf das Weichenverhalten.


.Audio_Viel. (Beitrag #8) schrieb:
Ich habe nur zum Spaß mal den 8-Öhmer des gleichen Woofers genommen und bin mit einer einfachen 12db Weiche hingekommen. Mindestwiderstand ist auf knapp 4,7 Ohm hoch und der Wirkungsgrad auch um 1 dB nach oben, d.h es wird der 8 Öhmer. Nur die Phase sieht am TT ein bisschen komisch aus


Der akustische Phasengang Deiner Weiche von TT + Filter und MT + Filter liegt im "normalen" Bereichen, wenn auch er wenig optimal verläuft. Den TT hast Du "nur" mit einem TP 2.Ordnung beschaltet. Da der TT im Bereich der Übernahme noch sehr linear ist und fast kein eigenes TP-Verhalten in diesem Bereich zeigt, ergibt sich akustisch auch nur ein TP 2.Ordnung mit dem entsprechenden Pegel- und Phasengang. (Hinzukommt, dass die nicht linearisierte Impedanz des TT weiter an der Phase "dreht") Dem entgegen zeigt der MT aufgrund seines eigenen Hochpassverhaltens im Bereich der Übernahme und des vorgeschalteten HP 2. Ord. auf der akustischen Seite einen HP 4. Ord. Die notwendige "Spiegelbildlichkeit" der Pegel- und Phasengänge zwischen der Flanke des TT und der des MT ist daher nicht gegeben. Obwohl der Summenpegel auf Achse linear erscheint, kann diese Weiche zu keinen guten Gesamtergebnis führen. Es leidet nicht nur das Impulsverhalten sondern auch die Abstrahlung außerhalb der Achse wird mehr aber weniger unbefriedigend sein.

Des weiteren berücksichtigt Deine Simu nicht die unvermeidlichen Verlustwiderstände der Spulen. Ca. 0.5 Ohm für eine 1,6 mH Luftspule im TT-Zweig sind üblich, es sein denn man zahlt ein kleines Vermögen. Kernspulen sind etwas niederohmiger, dafür besteht die Gefahr einer frühzeitigen Sättigung. Aber Werte für den Verlustwiderstand einer Spule sind bis ca. 10% der Nennimpedanz i.d.R. vernachlässigbar.

Gruß
Sven
.Audio_Viel.
Neuling
#12 erstellt: 24. Apr 2019, 14:18

Des weiteren berücksichtigt Deine Simu nicht die unvermeidlichen Verlustwiderstände der Spulen

Die Komponenten der Frequenzweiche habe ich mir alle schon zusammengesucht und die Widerstände der Spulen in die Simulation eingetragen. Die ESR-Werte (die ich auch als Widerstand interpretiere) von Kondensatoren habe ich allerdings nirgends finden können, gibt es da Standardwerte?
Ich merke schon ich muss noch viel lernen, da es aber mein erster Lautsprecher werden soll ist das ja Ok so
Wenn ihr also konkrete Tipps habt gerne her damit!

Dayton baut die RS Serie mit Papier und Alumembran, also bitte nicht verwechseln! Ich habe aus Platzgründen (schmalere Baffle) den Rs150-8 mit Alumembran mal mit XSim und WinISD simuliert und komme zu ähnlichen Ergebnissen wie mit dem Rs180P-8.

Noch eine Frage zum Mittelton: Sollte ich den MT möglichst Breitbandig laufen lassen? Ich will Zischlaute um jeden Preis vermeiden und habe mit einer Übergangsfrequenz von 6 khz da ein ungutes Gefühl (in vielen Artikeln werden 5-7 Khz für das Zischen verantwortlich gemacht...). Bis 8Khz gibt der Hersteller die empfohlene Übergangsfrequenz an, da bündelt er dann aber schon ganz schön stark.

Grüße Leon
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