Das richtige Gehäuse für einen 4" Subwoofer

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loku42
Neuling

#1 erstellt: 27. Okt 2020, 20:48

Hallo,

tl;dr Welche Gehäuse-Bauform ist für mein Mini-Subwoofer-Projekt geeignet?

Es ist Corona und ich sitze zuhause rum und habe eigentlich schon lange den Wunsch das Thema Gehäusedesign für Lautsprecher, insbesondere Subwoofer ein bisschen zu verstehen. Also wann wenn nicht jetzt?

Erstmal danke für euer geteiltes Wissen in diesem Forum! Ich konnte mir hier bereits Vieles anlesen.

Mein Testobjekt ist qua Vorhandensein dieser

4" Speaker von Dayton.
4" ist eher klein für einen Subwoofer, aber mir geht's primär um's Lernen und gegen die geringe Größe als extra Herausforderung habe ich nichts.

Ich habe verschiedene Simulationsprogramme ausprobiert: Bassbox Pro, WinISD, Hornresp und BassCad.
Bassbox Pro scheint mir nur für Sealed und Bass Reflex geeignet zu sein. WinISD wirkt auf mich zu oberflächlich. BassCad kenne ich am wenigsten, konnte aber einen Bandpass simulieren. Hornresp gefällt mir sehr, nachdem ich mich ein bisschen reingefunden habe.
Mit diesen Tools habe ich eine Weile rumgespielt und verschiedene Boxen-Typen simuliert: Bass Reflex, Tapped Horn, Mass loaded transmission line und Bandpass 6. Ordnung. Nach meinen Versuchen kommt Tapped Horn aufgrund des kleinen Speakers am wenigsten in Frage.
Am meisten neige ich zu MLTL:

https://www.diysubwoofers.org/projects/home/boomunit/

Ich habe meine Simulationen so gedreht, dass ich auf ~50 Hz Abrollfrequenz komme.

Jetzt meine Fragen:
- Welche Abrollfrequenz und Lautstärke sind für diesen Speaker realistisch und sinnvoll (auch im Hinblick auf die Xmax von 4mm) und warum?
- Welches Gehäuse-Design ist am sinnvollsten und warum?

Danke im Voraus und schöne Grüße aus Berlin!

[Beitrag von loku42 am 27. Okt 2020, 21:10 bearbeitet]

Reference_100_Mk_II
Inventar

#2 erstellt: 28. Okt 2020, 09:09

Der kleine Dayton scheint echt Potenzial zu haben.
Habe mit dem auch schon länger was vor

Viel Xmax, tiefe Fs, 4Ω, günstig, tolle TSP für BR, ...

http://abuduuns-lab.de/mobsub.html#TCP115-4_PR

http://abuduuns-lab.de/mobsub/TCP115-4_PR.png

Volumen: 2,8L abgestimmt auf 59Hz
Mit 2x DS115-PR (Zusatzmasse 12g)
Ergibt bei 50Hz 75,4dB Wirkungsgrad
Und bei 70Hz 81,5dB Wirkungsgrad
Bei einer Grenzfrequenz von ~55Hz

Das kann sich schon sehen lassen.

So klein und BR wird eher schwierig.
Die Ports müssten bei "ausreichendem" Querschnitt sehr SEHR lang werden ,was ich pers. nicht für praktikabel halte.
Der User stoneeh hat dazu aber mal ein paar Messungen angestellt, die anscheinend das Gegenteil zeigen...

TML, Horn usw. kannste dir gleich wieder aus dem Kopf schlagen.
Damit das irgendwie tief kommt *muss* es groß (lang) werden.
Wellenlänge und so.

bizarre
Inventar

#3 erstellt: 28. Okt 2020, 09:54

Hmm, die "MLTL" finde ich nicht soo gelungen.. Strömungstechnisch ist der Übergang vom konischen zum zylindrischen Teil viel zu abrupt. Selbst wenn die Line so ideal wie in "Schematics" wäre. Real ist ja noch schlimmer dort in der Ecke.. Die Folge : generell weniger Pegel und wegen Strömungsabriss frühes "Röcheln"... Konstant verjüngt wäre viel besser.

@ Reference : Eine stark verjüngte Line kann viel kürzer ausfallen als "normal", geht allerdings auf Kosten von Pegel..

PS: was war genau das Problem mit dem Tapped Horn ? Also, wenn es um max.SPL geht, wäre das meine 1.Wahl.. Braucht halt etwas

mehr Volumen...

Bei mir auf dem Schreibtisch laufen 2 Aurasound NSW4 ( 50 cm² ,. +- 5mm xlin ) in 5lBR, gerade mal mit Limp gemessen : 55Hz Impedanzminimum ).
Klaro, man könnte auch 10 Hz tiefer, aber ich hör ab und an gern mal etwas lauter...

[Beitrag von bizarre am 28. Okt 2020, 10:05 bearbeitet]

loku42
Neuling

#4 erstellt: 28. Okt 2020, 22:36

Wäre es besser wenn sich der letzte Teil des MLTL auch konisch verjüngt?
Mal zwei Beispiel-Simulationen zum Vergleich.
Filling ist (noch?) nicht drin, weil ich nicht weiss wofür der Fr-Wert steht.
Mit einer angenommenen Innenbreite 12cm ergeben sich folgende Bilder.
MLTL sieht für mich gut aus, aber womöglich sehe ich nur die Probleme nicht. (Xmax, Strömung, Röcheln, ...)

MLTL

[Beitrag von loku42 am 28. Okt 2020, 22:54 bearbeitet]

bizarre
Inventar

#5 erstellt: 29. Okt 2020, 11:57

Jo, das ist ja schon mal ein brauchbarer Ausgangswert.. Ich würde die Linelänge so lassen, aber die Line weniger verjüngen.. Bringt deutlich mehr Pegel...
Zum Optimieren ist der Loudspeaker Wizard einfach genial... Bedämpft wird nur das 1. Drittel.. Anzeige in Gramm Sonofill, top.
Durch die Bedämpfung sinkt die Reso so ca.10%...
Probier doch mal 150/70/30/20 cm²...Hat dann ca. 5,5l netto und 55Hz....

Zum Tapped Horn hab ich leider keine eigene Erfahrung...

lonelybabe69
Inventar

#6 erstellt: 29. Okt 2020, 19:51

Hallo!
Eine TML ist mit diesem Treiber leider nicht vernünftig zu realisieren.
Und zwar aus einem einfachem Grund. Der Treiber passt nicht in die Linie.
Simuliert man mit einem zu kleinen Volumen, sodass der FG einigermaßen ansehnlich ist = Treiber passt nicht rein. Gehäusebreite 12cm unmöglich.

Vergrössere ich die Querschnitte um die 12cm Innenbreite möglich zu machen, sieht die FG grauenhaft aus. Ein Resobuckel vorne von +6dB und das Group Delay jenseits von 30-40msec. Alles weit entfernt vom Ideal einer 50Hz Abstimmmung. Mit der Bedämpfung lässt sich der Resobuckel um die 2dB absenken. Ist aber immer noch murks.

Habe mehrere Arten von TML simuliert. Klassisch als Backloadedhorn. Als offset-driver auf 1/3 der Linie. Flachverüngt, starkverjungt.
Alles Käse!

Tapped Horn würde ich gleich lassen. Ist im Prinzip ähnlich der TML, nur 2-3 dB lauter. Wenn die TML sich schon so scheisse simuliert, ist meist TH noch schlimmer. Deine eigene Simus haben das schon zum Teil bestättigt.

Sorry!

Gruß Viktor

[Beitrag von lonelybabe69 am 29. Okt 2020, 20:32 bearbeitet]

loku42
Neuling

#7 erstellt: 30. Okt 2020, 11:09

Danke für die bisherigen Antworten.
Jetzt weiss ich schonmal welche Gehäuseform womöglich nicht sinnvoll ist.

Keine TML, kein Horn, kein Bass Reflex...also welche Form wäre denn nun gut? Bandpass?

Oder ist vielleicht der erste Vorschlag mit passiv Radiator von Reference100 gut? (Hatte das Thema passiv Radiator bisher nicht auf dem Schirm.)

Wobei ich nochmal nachfragen möchte: @Viktor was heisst denn "Murks", "Alles Käse", "ansehnlicher Frequenzgang" genau?
Gemessen an einem audiophilen Ideal bei dem es keinen "Resobuckel" gibt?
Oder meinst du, dass so ein Frequenzgang ganz offensichtlich jeglichen Mehrwert eines Gehäuses zunichte macht?

Vielleicht ist es ja leichter, den Sub für eine bestimmte Situation zu optimieren.
Zum Beispiel: Wenn ich Dub/Funk/Reggae auf dem Balkon mit einer Bose Soundlink Mini (F3 ~60Hz) höre, könnte ich mir eine Nuance mehr Tiefgang vorstellen, um ein paar der tieferen Bässe zu hören, die die Bose einem verschweigt. Der Sub muss die Bose nicht in den Schatten stellen und auch keine Studio-Referenz-Ansprüche erfüllen. Er muss auch nicht laut genug für's Auto sein.
(Ich hab' das Chassis übrigens mal spassenshalber ohne Gehäuse mit einem Tiefpass bei ~150Hz und der Bose zusammen laufen lassen - auch ohne Gehäuse hatte ich einen bescheidenen Bass-Gewinn.)

Oder wäre es angebrachter, eine "boomy" Box zu bauen, also generell etwas höher zu stimmen?

[Beitrag von loku42 am 30. Okt 2020, 11:20 bearbeitet]

Reference_100_Mk_II
Inventar

#8 erstellt: 30. Okt 2020, 11:21

Bei so kleinen gehäusegrößen ist meiner Erfahrung nach alles "was irgendwie mit Luft macht"
- also ein in irgendeiner Form ein ventiliertes Gehäuse -
eher so naja...

PR ist "quasi Bassreflex", nur das hier das Luftvolumen des Kanals durch schwingende Flächen nachgebildet wird.
Dadurch sind Strömungsgeräusche ausgeschlossen.
Du kannst also abstimmen wie du willst - so lange genug Platz für die PR da ist und das Chassis von den TSP her taugt ist damit vieles/alles möglich.

audio.novize
Stammgast

#9 erstellt: 30. Okt 2020, 11:58

Mangels Kenntnis kann ich zwar nicht wirklich mitreden, finde aber das Thema spannend - und werfe insofern einfach mal einige Anregungen in die Runde:

loku42
Neuling

#10 erstellt: 31. Okt 2020, 20:34

Diese drei Youtube-Videos habe ich auch gesehen. Leider schweigen sie sich alle über den Frequenzgang und die Masse zum nach-simulieren aus.
Ich vermute aber wenn man sie nachsimulieren würde, wären die Frequenzlinien auch nicht ohne Buckel.

Eine einhellige Antwort auf die Frage nach dem besten Gehäuse scheint es nicht zu geben. Aber das ist in sich auch eine gute Antwort.
Vielleicht ist die Frage ob ein Frequenzgang gut ist, zumindest zum Teil eine Frage des persönlichen Geschmacks.
Mit Sicherheit aber ist es eine Frage die ich mir durch selber hören besser beantworten kann.

Zwei Simulationen mit einem bzw. 2 PR's sehen wie folgt aus. Was auffällt ist schonmal ein höherer Pegel als bei den anderen Simulationen.
Mit Dämmung könnte man noch ein bisschen glätten.

[Beitrag von loku42 am 31. Okt 2020, 20:43 bearbeitet]

lonelybabe69
Inventar

#11 erstellt: 01. Nov 2020, 13:27

Hallo!
Du hast deine Frage schon quasi in einem Rutsch selbst beantwortet

loku42 (Beitrag #7) schrieb:

Wobei ich nochmal nachfragen möchte: @Viktor was heisst denn "Murks", "Alles Käse", "ansehnlicher Frequenzgang" genau?

loku42 (Beitrag #7) schrieb:

Gemessen an einem audiophilen Ideal bei dem es keinen "Resobuckel" gibt?
Oder meinst du, dass so ein Frequenzgang ganz offensichtlich jeglichen Mehrwert eines Gehäuses zunichte macht?

Ein Resobuckel von 1-2dB ist nicht schlim und kann sogar Spass machen.
Ist in deinem Fall leider nicht der Fall

Steht der Treiber eigentlich fest oder bist du noch in der "Findungsphase"?

Der Tymphany SDS-P830855 läuft nämlich deutlich besser in der TML und wurde sogar schon von einem Forumskollegen in der TML verbaut

Gruß Viktor

loku42
Neuling

#12 erstellt: 01. Nov 2020, 15:57

Geschützter Hinweis (zum Lesen markieren):

Danke für den Tip. Je nachdem wie lang der Winter sich zieht, würde ich zu einem späteren Zeitpunkt nochmal ein anderes Chassis erwägen, aber erstmal will ich mit dem bauen was ich habe.

Habe jetzt nochmal ein bisschen mit den Kurven für die Varianten MLTL, 1xPR und 2xPR "gespielt".
Vielleicht baue ich beide PR-Varianten und evtl. auch noch die MLTL, um mal zu hören und ein Gefühl für die Unterschiede zu bekommen.

1x PR

2x PR

MLTL(ohne Dämmung)

lonelybabe69
Inventar

#13 erstellt: 01. Nov 2020, 17:01

Die MLTL ist keine Transmissionline mehr, sondern eher Bassreflex.
Das meiste Volumen ist durch die extrem starke Verjungung bereits im 1/3.
Die TL Öffnung beträgt 24% von SD des Chassis. Die portgeräusche sind daher sehr wahrscheinlich. Hat der Kollege bizarre aber bereits schon erwähnt

Natürlich. Je stärker man die Linie verjüngt, desto näher ist man an einer bassreflex Konstruktion.
Die Übergänge sind da fließend.

Im Falle der MLTL ist das mMn bereits eine bassreflex box.

[Beitrag von lonelybabe69 am 01. Nov 2020, 17:02 bearbeitet]

lonelybabe69
Inventar

#14 erstellt: 01. Nov 2020, 19:16

loku42 (Beitrag #12) schrieb:

MLTL(ohne Dämmung)

meine Simu unterscheidet sich aber von deiner

loku42
Neuling

#15 erstellt: 02. Nov 2020, 09:23

Der Unterschied kommt wohl von der Einstellung "Lossy Le" (und meiner mangelnden Kenntnis was das eigentlich genau bedeutet).
Ich hab' mir ein paar Beispiele für Port/Vent-Noise angehört und sehe es nun ein - das will ich nicht.
Ich werde mich also mit diesem Chassis auf PR konzentrieren.

Für TL/Horn-Experimente wird zu einem späteren Zeitpunkt ein the box Speaker 12-280/8-W frei, wenn ich meine Bass(Instrument)-Box mit neuen Chassis ausstatte.

loku42
Neuling

#16 erstellt: 20. Nov 2020, 13:34

Der erste Anlauf mit einem PR ist fertig: "Der Böse Sublink Mini"

Aussenmaße sind 150x150x280mm, das Gewicht beträgt ziemlich genau 2,5kg.
Ich bin überrascht, wieviel Bass da raus kommt! Ich würde wirklich nicht behaupten, dass es nach Hifi klingt - aber Spass macht es je nach Musik trotzdem.
Die Rückseite ist nicht verleimt sondern nur verschraubt (mit Dichtungsband), ebenso wie die Konsole für die Schalter und Buchsen. Ich denke mal das trägt zu dem rückseitig hörbaren "Flattern" oder "Zerren" im Klang bei - zumindest wenn ich aufdrehe.
Ausserdem lässt sich beobachten, dass Chassis und PR nicht synchron schwingen, sondern versetzt.
Dem PR beigelegt war eine Schraube als zusätzliches Gewicht zum hinten reinschrauben. Einen klanglichen Unterschied konnte ich mit bloßen Ohren nicht feststellen.
Ausgemessen habe ich die Box noch nicht - mit dem Thema habe ich mich noch garnicht beschäftigt.
Aber hier schonmal ein paar Bilder und eine Skizze von der Elektronik (die ich hier ungeachtet jeglicher Berechnung einfach mit ins Gehäuse gestopft habe).