Compound und Impulskompensiert

Also, jetzt will ich mal ein bisschen Entwirrung in die ganze Sache hier bringen: Wir sprechen hier von drei völlig unterschiedlichen technischen Phänomenen: Der Impulskompensation, der Compound-Bauweise und der Resonanzveränderung durch Ankopplung der Luftmasse. Diese drei Sachen haben primär nichts miteinander zu tun und sind im Grunde völlig unabhängig voneinander machbar.

1. Die Impulskompensation:

Eine schwingende Membran wirkt auf das Gehäuse eine Kraftübertragung aus. Das Gehäuse virbriert und schwingt mit. Darstellen lässt sich diese Wirkung mit der Formel des Impulserhaltungssatzes:

m(Membran) * v(Membran) = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

Da m(Membran) meist klein gegen m(Gehäuse) ist, ist die Kraftübertragung nicht so groß. Durch eine Masseerhöhung des Gehäuses lassen sich die unerwünschten Schwingungen noch verringern. Gerade bei schweren Membran ist das empfehlenswert.

Ein anderer Ansatz zur Reduzierung der Schwingungen ist eben die Impulskompensation. Wenn man ein zweites Chassis auf die selbe Seite wie das erste Montiert, addieren sich deren Impulse. Es wird auch noch angenommen, dass m(Membran1) = m(Membran2) und v(Membran1) = v(Membran2). Es gilt also:

m(Membran1) *  v(Membran1) + m(Membran2) * v(Membran2) = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  *  v(Membran)  + m(Membran)  * v(Membran)  = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  * (v(Membran)  + v(Membran))               = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran)  * 2v(Membran)                              = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)

Wenn man nun ein Chassis auf die Rückseite montiert, schwingen die Membran in unterschiedliche Richtungen. v(Membran2) wird also negativ. Dann gilt:

m(Membran) *  (v(Membran) - v(Membran))                = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Membran) *   0                                       = m(Gehäuse) * v(Gehäuse)
m(Gehäuse) *   v(Gehäuse)                              = 0

Auf das Gehäuse wirkt also kein Impuls mehr, es schwingt nicht mit. In der Realität klappt das zwar nich ganz so gut wie auf dem Papier, aber eine Verringerung der Vibrationen auf etwa 1/10 ist trotzdem drin.

So lässt sich eine trockenere Wiedergabe erzeugen, da die Membran nur noch dem elektrischen Signal folgen und nicht noch die Gehäuseschwingunge aufmoduliert bekommen.

2. Die Compoundbauweise:

Hierbei handelt es sich um eine Methode, um die Gehäusegröße zu verringern. Durch Zusammenbau zweier gleicher Chassis entsteht virtuell ein neues Chassis mit doppelt starkem Antrieb (da sich ein doppelt so langer stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld befindet) und doppelter Membranmasse bei gleicher Membranfläche. Da fs (Resonanzfrequenz) und Cms (Einspannung) jedoch gleich bleiben, muss sich Vas halbieren, damit die TSP konsistent bleiben (das ist einfach Physik). Somit kann ein halb so großes Gehäuse gebaut werden. Da allerdings technisch eine Verschmelzung der beiden Chassis nicht möglich ist, wird man immer ein Koppelvolumen haben. Dieses sollte so gering wie möglich gehalten werden, da das Koppelvolumen nur von einem Chassis "gesehen" wird und deswegen nicht mit dem halbierten Vas gerechnet werden darf, sondern man die TSP eines Chassis nehmen muss. Das Koppelvolumen zählt also in der Volumenberechnung für ein virtuelles Compoundchassis nur zur Hälfte. Kontruktiv heisst das, dass man, wenn man bei einem Compoundchassis ein optimales Volumen von x Litern herausbekommt, bei einem Koppelvolumen y nur y/2 Liter vom Wert x für das Hauptvolumen abziehen darf. Deswegen sollte das Koppelvolumen möglichst klein sein, um eine hohe Volumenersparnis zu erreichen.

Ein weiterer (kleiner) Vorteil entsteht bei einer Chassisanordung, bei der sich beide Chassis entweder angucken oder abwenden. Dadurch, dass dann eine Membran aus dem Korb herauskommt, während die andere gerade eintaucht, werden Klirrkomponenten reduziert, die durch Asymmetrien im Antrieb und in der Aufhängung entstehen. Die beiden Chassis verhalten sich wie ein neues, das "symmetrischer" ist.

3. Die Resonanzveränderung durch Ankopplung der Luftmasse

Wer die kompletten TSP eines Chassis schonmal ausführlich studiert hat, wird bemerkt haben, dass es zwei Massen in den TSP gibt. Einmal die Membranmasse Mmd, die wirklich nur die Masse der Membran meint, und außerdem Mms, die die mitschwingende Luft um das Chassis miteinbezieht. Durch bestimmte Verfahren lässt sich die mitschwingende Luftmasse erhöhen, was bei ver-n-fachung von Mms einer Reduktion der Resonanzfrequenz um sqrt(n) und einer Erhöhung der Gesamtgüte um sqrt(n) resultiert. In den Ripolen geschieht das durch die engen Kanäle um das Chassis, durch die wesentlich mehr Luft mitschwingt als bei freier Montage. Bei Compoundanordnungen kann bei nicht zu großen Koppelvolumen auch die Luftmasse des Volumens dazugerechnet werden. Das halte ich aber für unsinnig, da das Koppelvolumen möglichst gering sein soll und so die zusätzliche Luftmasse keinen allzu großen Einfluss auf die TSP haben sollte.




So, ich hoffe, dass das hier mal eine ordentliche Grundlage für Diskussionen schafft!

EDIT FloGatt: Auf Wunsch des Autors noch kleine Änderungen vorgenommen

@Caisa: Na gut, dann starte ich mal schnell mein Windows und simuliere dir das

Bis gleich,
Florian

@ Spatz, ist durch Impulskompensatio wirklich ein so krasser Unterschied hörbar?

Leider Kommt Impulskompensation nicht in Frage, da ich dann 2x 130L CB bauen müsste...

@ Florian DANKE!!!

Caisa schrieb:

Hi Mike, weiß zwar nicht, was mir dein letzter Beitrag sagen soll aber egal... Kannst du das Bild was ich mit Imageshack hochgeladen habe nicht sehen? Meint ihr, dass ein Mivoc AM 120 Aktivmodul ausreichen Leistung hat? Bei Trennung um 80Hz ergibt sich mit der festen Bassanhebung um +6db bei 32Hz ein recht ebener F-Gang laut Win ISD nur weiß ich eben nicht, wie weit ich mit der Power des AM 120 komme und ob dieBelastbarkeit des Chassis ausreicht da der Wirkungsgrad ja recht niedrig ist und zudem noch entzerrt wird. Kann das ggf. jemand simulieren??? Wie ist das eigentlich mit den Highlevelanschlüssen des AM120 werden die Satelliten da vom Bass "befreit" oder wird das Signal voll durchgeschliffen? Grüße Caisa

Hi Caisa,

vorhin konnte ich das Bild nicht sehen, habe aber schon das Prinzip verstanden.
Deshalb auch mein damaliges Projekt. Es war zwar damals als Bandpass konzipiert, man könnte es aber auch als Downfire bauen. Stehend auf Spikes sieht's dann aus wie ein Eimer

Zu den anderen Sachen kann ich nix sagen, muss mich erst in WinISD alpha einarbeiten.

Gruss
Mike

Hi,

@ Spatz, ist durch Impulskompensatio wirklich ein so krasser Unterschied hörbar?

Bei Compound: Ja!

@ Florian DANKE!!!

Bitte , hier:



Im ersten Bild ist das Gehäuse zu sehen, in den anderen beiden die Entzerrung.

Die maximale elektrische Belastbarkeit kann ich nicht simulieren, da hierzu der Wert P[max] in den TSP fehlt:

Caisa schrieb:

Resonanzfrequenz fs = 24 Hz Impedanz R = 8 Ohm Kennschalldruck SPL = 89,3 dB (2,83V; 1m) Gleichstromwiderstand Re = 5,5 Ohm Kraftfaktor BL = 11,6 N/A Schwingspuleninduktivität L = 2,8 mH Effektive Membranfläche Sd = 520 cm2 Bewegte Masse incl. Luftlast 80,2 g Äquivalentvolumen Vas = 210 l Freiluftgesamtgüte Qts = 0,43 (Qms=3,72, Qes=0,49) Lineare Auslenkung xlin = +/- 9 mm

Prinzipiell sollte der das aber aushalten, in 99,5% der Fällen ist er vorher an der Grenze der mechanischen Belastbarkeit (Xmax). Aber die ist jenseits von Gut und Böse...

Grüße,
Florian

So, der Beitrag weiter oben ist fertig!

@ Caisa:

Wie hörbar der Unterschied ist weiss ich nicht, ich kann mir aber schon sehr gut vorstellen, dass das viel bringt. Es ist ja quasi so, als hättest du die Masse des Gehäuses verzehnfacht. Und wenn dein Sub normal 40 kg wiegt, verhält er sich so wie 400 kg. Gerade bei Compoundanordnungen, wo man auch noch die doppelte Membranmasse hat, macht IK Sinn.

Verdrahten würde ich dabei die Compoundchassis parallel und diese dann in Reihe mit den anderen beiden, dann kommst du wieder auf 8 Ohm. Für die optimale Leistung sind allerdings 4 Ohm nötig, evtl wäre also ein zweites Submodul nützlich...

Deine 2x130 l stimmen nicht, es sind mit 4 Chassis nur 1x130 l...

PS: Ich würde zwei getrennte Sub bauen, die sich bei Bedarf zusammenfügen lassen (aber bitte stabil). So kannst du gucken, was für dich klanglich besser ist, die bessere Raumanregung durch zwei getrennte Subs oder die verringerten Vibrationen durch IK.

@ Spatz die 2x 130Liter bezogen sich darauf 2 Chassis Impulskompensiert zu verbauen und nicht 4!
Bei 4 Chassis Compound und Impulskompensiert in einem Subwoofer vereint hast du recht, da reichen 1x 130Liter!

Werde es erst einmal so bauen, dass 2 Chassis Compound Membran an Membran (wegen des niedrigerem Klirr) verbaut werden. Das ganze dann als Downfire Anordnung, da der Sub so nicht wirklich "wandern" kann und eine Erhöhung der Gehäusemasse durch Gehwegplatten o.Ä. leicht möglich ist und so die Impulskompensation "gespart" werden kann. 130L sind bei mr auch einfach optisch nicht mehr sinnvoll unterzubringen. Ich hoffe einfach mal, dass der Nachteil bei Compound ohne Impulskompensation nicht all zuuuu groß ist.


Gruß Caisa

Hi Spatz,

was dagegen, wenn ich deinen Post von oben pinne?

Grüße,
Florian

Kein bisschen! Eventuell mit einem kurzen Satz am Anfang und am Ende... damit der Zusammenhang klar wird...

Hallo Spatz,

Wirklich schön dein Beitrag! Eine hervorragende kurze Zusammenfassung von allem Wichtigen.
Obwohl ich dachte, dass die anwesenden Personen diese Fragen bereits geklärt haben!
Trotzdem hervorragende Arbeit!!! Vielen Dank für dafür!!!
Den Beitrag zu pinnen ist eine GUTE Idee!


Ich schrieb noch das hier:

Bl bleibt zu allen anderen konstant. Ist daher auch zu vernachlässigen bzw, wie alle anderen = 1 zu setzen.

Das war nur für meine Betrachtungsweise korrekt. Daher sollte es in der von mir genannten Formel nicht verändert werden!!!
Leicht misszuverstehen.


MikeJ schrieb:

"doppelt ventilerter Bandpass in Doppelcompoundschaltung mit Doppelimpulskompensation. " ...und das frunzt?

Na und ob das funktioniert!
Jedenfalls in der Theorie. Es ist natürlich ein derbe Verschwendung von Membranfläche. Daher nur für "billig"-Chassis geeignet.
Der Vorteil der Klirrveringerung geht allerdings verloren bzw. wird sogar evntl. ein Nachteil. Die Membranen werden asymmetrisch belastet.
Der von Spatz als kleiner Vorteil Genannte, ist in meinen Augen sogar ein großer Vorteil.
Das sagen mir jedenfalls meine Ohren.
Zudem werden in der Compoundbauweise sämtliche Vorteile gewonnen, die ein kleines Gehäuse mit sich bringt.
Das sind größtenteils Weniger Gehäuseverluste.
Im ganzen, ist die Compoundbauweise, wenn das Geld keine Rolle spielt immer die bessere Lösung.

Grüße

Robert

Um hier mal neuen Gesprächsstoff zu bieten:


Compound mit zwei mal SPH-250KE in 70L:
Mikrofon kalibriert, Nahfeldmessung:



Leicht entzerrt: 4,5dB @ 30Hz. Klirr bei ca 90dB.

Viele Grüße,
Florian

...recht gute Verzerrungswerte!

Könntest du mal ein Chassis auf den gleichen F-Gang entzerren und mit 87 dB messen? Dann könnte man den Klirr bei gleicher Leistung perfekt vergleichen...

Spatz schrieb:

Könntest du mal ein Chassis auf den gleichen F-Gang entzerren und mit 87 dB messen? Dann könnte man den Klirr bei gleicher Leistung perfekt vergleichen...

Das musste ja jetzt kommen Aber: Daran hatte ich auch direkt gedacht. Das sollte ich wirklich noch tun. Heute aber nicht mehr, morgen komme ich da wahrscheinlich auch nicht zu, vielleicht wirds am Sonntag was.

Viele Grüße,
Florian

jep, der Spatz hat recht

Welches Koppelvolumen hast du bei dem Aufbau?

Gruss
Mike

...übrigens...fein, dass du dir die Arbeit machst!

Hi Mike,

kann ich nicht genau sagen. Ist ca das Volumen, das zwischen beiden Chassis bei "Bauch an Bauch"-Anordnung ist.

Viele Grüße,
Florian

FloGatt schrieb:

Hi Mike, kann ich nicht genau sagen. Ist ca das Volumen, das zwischen beiden Chassis bei "Bauch an Bauch"-Anordnung ist. Viele Grüße, Florian

hm...dann wäre natürlich auch ne Messung eines einzelenen Treibers interessant. In dieser Anordnung sollen sich ja die nichtlinearen Verzerrungen so gut wie aufheben

Gruss
Mike

Mike_J schrieb:

FloGatt schrieb: Hi Mike, kann ich nicht genau sagen. Ist ca das Volumen, das zwischen beiden Chassis bei "Bauch an Bauch"-Anordnung ist. Viele Grüße, Florian hm...dann wäre natürlich auch ne Messung eines einzelenen Treibers interessant. In dieser Anordnung sollen sich ja die nichtlinearen Verzerrungen so gut wie aufheben

Die Messungen kommen demnächst... aber wieso der Smilie? Ich finde es durchaus bemerkenswert, wenn ein Subwoofer bei Pegeln zwischen 80 und 90dB (habs in 2dB Schritten nachgemessen) immer und überall (=zwischen 20 und 100Hz) unter 1% klirrt.

Viele Grüße,
Florian

FloGatt schrieb:

Mike_J schrieb: FloGatt schrieb: Hi Mike, kann ich nicht genau sagen. Ist ca das Volumen, das zwischen beiden Chassis bei "Bauch an Bauch"-Anordnung ist. Viele Grüße, Florian hm...dann wäre natürlich auch ne Messung eines einzelenen Treibers interessant. In dieser Anordnung sollen sich ja die nichtlinearen Verzerrungen so gut wie aufheben Die Messungen kommen demnächst... aber wieso der Smilie? Ich finde es durchaus bemerkenswert, wenn ein Subwoofer bei Pegeln zwischen 80 und 90dB (habs in 2dB Schritten nachgemessen) immer und überall (=zwischen 20 und 100Hz) unter 1% klirrt. Viele Grüße, Florian

hihi, ist doch kein Smilie.
Sollte bedeuten, dass ich dir nicht auch noch die Messung des einzelnen Treibers aufhalsen wollte

Aber um diesen Effekt des Compoundsystems zu verdeutlichen wäre genau diese Messung interessant.

Und ja, dieser niedrige Klirr ist schon bemerkenswert!!!

Gruss
Mike

Wie ist es eigentlich bei verwendung von 4 Ohm (Re 3,5 Ohm) Chassis?

Ist es ein Nachteil diese in Reihe zu beschalten? Wenn ja, wie deutlich ist das hörbar?

Gruß Caisa

Mike_J schrieb:

FloGatt schrieb: Mike_J schrieb: hm...dann wäre natürlich auch ne Messung eines einzelenen Treibers interessant. In dieser Anordnung sollen sich ja die nichtlinearen Verzerrungen so gut wie aufheben Die Messungen kommen demnächst... aber wieso der Smilie? Ich finde es durchaus bemerkenswert, wenn ein Subwoofer bei Pegeln zwischen 80 und 90dB (habs in 2dB Schritten nachgemessen) immer und überall (=zwischen 20 und 100Hz) unter 1% klirrt. Viele Grüße, Florian hihi, ist doch kein Smilie. Sollte bedeuten, dass ich dir nicht auch noch die Messung des einzelnen Treibers aufhalsen wollte Aber um diesen Effekt des Compoundsystems zu verdeutlichen wäre genau diese Messung interessant. Und ja, dieser niedrige Klirr ist schon bemerkenswert!!!

Alles klar
Messungen kommen

Wie ist es eigentlich bei verwendung von 4 Ohm (Re 3,5 Ohm) Chassis? Ist es ein Nachteil diese in Reihe zu beschalten? Wenn ja, wie deutlich ist das hörbar?

Die In-Reihe-Schaltung geht auch. Ob die vermeintlichen Nachteile hörbar sind, weiß ich nicht.

Achja, das schreibt Herr Dickason:

Vance Dickason schrieb:

Qts ist identisch mit dem Wert bei einem Chassis. fc ist identisch mit dem Wert bei einem Chassis. Vas (und das damit verbundene Gehäusevolumen Vb) ist gegenüber einem Chassis halbiert. Die Impedanz wird die Hälfte des Wertes eines Chassis betragen (Parallelschaltung vorausgesetzt). Die Empfindlichkeit der Konstruktion ist die gleiche wie die eines Chassis (Empfindlichkeit steigt um 3dB durch die 4-Ohm Lastimpedanz der Parallelschaltung, wird aber durch die verdoppelte Masse wieder um 3dB reduziert. Die Chassisresonanz fs ist die gleiche wie bei einem Chassis. Die Membranauslenkung wird gegenüber dem einzelnen Chassis halbiert.

Copyright by Vance Dickason
Quelle: Dieses Buch: http://www.amazon.de...id=1195851639&sr=8-1

Grüße,
Florian

Um auf Nr. Sicher zu gehen könnte man natürlich auch ne Stereoendstufe verwenden...

Bin schon gespannt auf die Vergleichsmessungen mit dem einzel Chassis! Mal sehen wie viel Compound ausmacht, ist ja immerhin auch doppelt so teuer wie "normal"

OT: Wie sind eure Erfahrungen mit Bassentzerrung bei ventilierten Gehäusen? Ich hab es bis dato nur bei CB gemacht mit tw. sehr positiven Ergebnissen!


Grüße
Caisa

Caisa schrieb:

Wie ist es eigentlich bei verwendung von 4 Ohm (Re 3,5 Ohm) Chassis? Ist es ein Nachteil diese in Reihe zu beschalten? Wenn ja, wie deutlich ist das hörbar? Gruß Caisa

rein theoretisch sollte, ausser die schlechtere Kontrolle des Treibers (Dämpfungsfaktor zum Verstärker), sich an den grundlegenden Eigenschaften nichts ändern.

Caisa schrieb:

OT: Wie sind eure Erfahrungen mit Bassentzerrung bei ventilierten Gehäusen? Ich hab es bis dato nur bei CB gemacht mit tw. sehr positiven Ergebnissen!

Dito! Ich hatte noch nie einen Bassreflex-Subwoofer

EDIT: ...gebaut. Zum hören hier gehabt natürlich schon...

Grüße,
Florian

...dann wäre es ja geradezu interessant, den SPH-250KE auchnochmal in BR zu messen *g*

Soweit kommts noch

was wurde eigentlich aus deinem Projekt? Ist es gestorben? Der Thread hat mir auf jeden Fall weiter geholfen. Ich will nämlich 2 WSP26S 8 Ohm in ein Compound Gehäuse verbauen! Ich habe leider den Unterschied zwischen Membran zu Membran oder Magnet zu Magnet nicht ganz verstanden, oder bzw, welcher von beiden Montagearten "besser" ist?

Moin moin,


ja würde mich auch mal interessieren. Ob das beendet wurde, und ob der Softeisbieger auch gebaut hat.

[Leichenschändermodus AN]
Muss bei der Compoundanordnung, bei einem BR Konstrukt, der Bassreflexkanal neu berchnet werden? Wenn ja, wie?
[/Leichenschändermodus AUS]

Interessantes Projekt: impulskompensiert...

https://youtu.be/0-mwPcgE_vo

schön anzusehen,
Leider wars das.

dir fehlt massig Grundlagen wissen,
dein Projekt scheint sich an die Kef Blade anzulehnen, die ist auch wirklich ein gutes Ding.
Problem bei dir ist du hast auf der Front keinen Coax oder einen BB sondern einen Hochtöner der niemals so tief spielen kann als dass er nur noch Seitenbassunterstützung bräuchte. Bei der Blade ist das anders da sitzt auf der Front ein Coax der nur noch Unterstützung im Bass brauch. Da sind ganz andere Wellenlängen unterwegs wie Sie bei dir notwendig wären.
Ein Großteil des Mitteltons kommt also von den Seiten und erreicht den Hörer hauptsächlich über Reflektionen.
Hinzu kommt:
Wenn HT und MT weiter als die Wellenlänge der Trennfrequenz voneinander entfernt sind gibt es keine vernünftige Addition der Schallwellen, sondern auch Auslöschungen auf bestimmten Winkeln, Stichwort Lambda 1.

Mehr Wissen aneignen und das ganze nochmal richtig machen, die Handwerkliche Ausführung scheint ja sehr gut zu sein, in Punkto Schallphysik leider gar nicht