Drei Wege Lautsprecher

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el_agil
Stammgast

#1 erstellt: 28. Feb 2015, 03:14

Hallo!

Ich stelle hier ein kleines Selbstbauprojekt mit eher betagten Schallwandlern vor. Verwendet werden dabei:

HT: Peerless LK-10 DT
MT: Peerless KA-20 DMR
TT: Seas CA 25 FEY

Die Tieftöner lagen noch herum und die Kombination aus Hoch- und Mitteltöner habe ich im Forum entdeckt und als interessant befunden. Die Auswahl ist also weniger gezielt ausgesucht als zusammengewürfelt. Trotzdem passen die drei recht gut zusammen.

Die Kiste:

Abgestimmt ist sie auf ca. 40Hz in 50L. Leider habe ich den BR-Kanal zu kurz gebaut, sodass die Box eher auf 60 Hz abgestimmt ist. Den Kanal werde ich also noch verlängern, bis es passt.

Der aktuelle Frequenzgang. Der Hochtöner zeigt ein eher mäßiges Bild, der Rest gefällt mir schon ganz gut. Vielleicht gibt es noch ein paar Tricks, um das Loch bei 7-8kHz zu füllen? Vielleicht macht es sich beim Hören auch nicht so stark bemerkbar, wie ich befürchte.
Ich spiele auch mit dem Gedanken, hier etwas höherwertiges einzubauen (sowas wie G20SC, das sollte bei der hohen Trennung ja kein Problem sein).

Die elektrische Übertragungsfunktion der Weiche:

Simulation des Hochtöners mit und ohne Weiche:

Simulation des Mitteltöners mit und ohne Weiche:

Simulation des Tieftöners mit und ohne Weiche:

Phasengänge von Hoch- und Mitteltöner. Übernahme ist bei ca. 3kHz.

Phasengänge von Mittel- und Tieftöner. Übernahme hier bei 550Hz.

Die derzeitige Weiche:

Die Funktionalität ist leicht zu erkennen. Der Mitteltöner ist mit dem verschachtelten Bandpass, dem Spannungsteiler und der Impedanzlinearisierung am aufwändigsten verschaltet. Hoch- und Tieftönern haben nur elektrische Filter dritter und vierter Ordnung. Ich habe ein bisschen an den Werten geschraubt, bis mir die Frequenzgänge zugesagt haben. Ich habe zu diesem Zweck Zielkurven mit 24db/Oktave Abfall verwendet. Die Trennfrequenzen wurden zu 550Hz und 3kHz gewählt. Anschließend wurde optimiert, bis die Kurven gut getroffen wurden. Es ergeben sich recht hübsche Phasenlagen bei den Übernahmefrequenzen und eine in meinen Augen sehr gute Addition im Übernahmebereich.

Ich würde mich über Verbesserungsvorschläge freuen, schließlich ist die Weiche noch im Entwicklungsstadium und noch nicht gebaut! Ich habe auch noch nicht besonders viel Erfahrung im Bau von Frequenzweichen, dies ist mein zweites eigenes Projekt.
Hier gibt es auch die

Boxsim-Datei zum Herumspielen.

Eine Anmerkung zum Bassbereich: Ich habe den BR-Kanal nicht mitgemessen. Der frühe Abfall des Tieftons ist also (neben der zu hohen Abstimmung) auch darauf zurückzuführen.

Grüße,
Adrian

[Beitrag von el_agil am 28. Feb 2015, 10:02 bearbeitet]

el_agil
Stammgast

#2 erstellt: 28. Feb 2015, 11:48

Jetzt neu, Weiche mit käuflichen Bauteilen

Der Hochtöner ist immer noch so, wie er eben ist. Ich habe den anderen auch mal durchgemessen, weil ich dachte, der erste könnte kaputt sein. Das ist aber nicht der Fall. Beide messen sich fast identisch. Ich baue vielleicht mal die Weiche auf und höre, ob mir etwas fehlt.

Ich würde mich sehr über ein paar Kommentare freuen!

[Beitrag von el_agil am 28. Feb 2015, 11:59 bearbeitet]

thewas
Hat sich gelöscht

#3 erstellt: 28. Feb 2015, 13:14

Sehr feines Projekt, was sich auch schön misst

(ich liebe solche kompakte Dreiwegeriche).

Nur zwei kleine Anmerkungen, ich würde den HT mittels Bypass auf steigenden 0° Superhochton entzerren weil der Energiefrequenzgang fällt zu stark ab und den HT und MT so nah es vertikal geht montiert wegen vertikalem Abstrahlverhalten.
Schöne Grüße,
Theo

el_agil
Stammgast

#4 erstellt: 28. Feb 2015, 13:28

Danke für den Tipp! Die Mittel- und Hochtöner werden auf jeden Fall später nah aneinander gepappt, zum Messen war mir das nicht so wichtig. Hier mal ein Vorschlag mit Entzerrung auf den Energieferquenzgang... Ist das zu bevorzugen?

thewas
Hat sich gelöscht

#5 erstellt: 28. Feb 2015, 13:48

Jein, vom Energiefrequenzgang ist das schön, aber auf Achse mit zu starkem Präsenzdip (was aber angenehm klingen kann) weil da ziehst du eher den Bereich 2-5Khz runter als den Bereich drüber hoch. Das ist leider ein generelles Problem weil der HT ohne Waveguide im Übernahmebereich weniger bündelt als der MT.

el_agil
Stammgast

#6 erstellt: 28. Feb 2015, 13:56

woher möchte Boxsim überhaupt wissen, wie stark die Bündelung ist? Ich habe unter Winkel ja gar nicht gemessen.

Vielleicht ist ein Mittelweg gut oder ich stimme das final beim Hörtest ab. Die Bauteileänderungen betreffen nur zwei Kondensatoren

thewas
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 28. Feb 2015, 13:58

el_agil (Beitrag #6) schrieb:

Ich habe unter Winkel ja gar nicht gemessen.

Gut dass du es erwähnst, dann kann ja der EFG kaum stimmen.

Vielleicht ist ein Mittelweg gut oder ich stimme das final beim Hörtest ab. Die Bauteileänderungen betreffen nur zwei Kondensatoren

Durchaus, zudem bei eigen gemessenen Chassis meistens die Simulation nicht ganz perfekt zu der Realität passt.

[Beitrag von thewas am 28. Feb 2015, 13:59 bearbeitet]

el_agil
Stammgast

#8 erstellt: 28. Feb 2015, 14:01

Durchaus, zudem bei eigen gemessenen Chassis meistens die Simulation nicht ganz perfekt zu der Realität passt.

das stimmt wohl! Raumeinflüsse sind aber wahrscheinlich gering, die konnte ich mit dem Fenster recht zuverlässig ausblenden. Ich muss mal die einzelnen Lautsprecher unter Winkel messen und damit simulieren denke ich.

el_agil
Stammgast

#9 erstellt: 28. Feb 2015, 14:20

So geschehen: Messungen unter 30° Winkel. Der Hochtöner sieht dabei viel besser aus.. Ist meine Schallwand schlecht geformt?

Ich habe die Weiche hier mal so gelassen, wie unter 0°. Die Weiche ist die vorletzte Version, die auf den Achsenfrequenzgang entzerrt.

Ich habe auch etwas "komisch" gemessen: Ich habe das Mikrofon immer neu auf das Zentrum des jeweiligen Lautsprechers ausgerichtet und dabei Winkel und Abstand gleich gelassen.

[Beitrag von el_agil am 28. Feb 2015, 14:21 bearbeitet]

el_agil
Stammgast

#10 erstellt: 28. Feb 2015, 14:25

Wenn man die Weiche "ein bisschen" darauf auslegt, auf 30° besser auszusehen, sieht das so aus:

Unter 0° ergibt sich damit dieser Verlauf:

[Beitrag von el_agil am 28. Feb 2015, 14:31 bearbeitet]

thewas
Hat sich gelöscht

#11 erstellt: 28. Feb 2015, 14:46

Ist meine Schallwand schlecht geformt?

Weniger, breite Schallwand und assymetrische Platzierung sind ja vorteilhaft (bündiges Einbauen und Anphasen der Kanten bringen noch bisschen), das liegt eher an den gewählten Chassisgrößen und Trennfrequenzen.

Die letzte Version sieht doch ganz ok aus.

[Beitrag von thewas am 28. Feb 2015, 14:47 bearbeitet]

el_agil
Stammgast

#12 erstellt: 28. Feb 2015, 14:57

das liegt eher an den gewählten Chassisgrößen und Trennfrequenzen.

Ich meinte vor allem den Einbruch um 8kHz, aber wer weiß ob man den hört.. Der verschwindet ja fast ganz unter Winkel.

Viel mehr kann man wohl nicht herausholen, die Chassis gehören wahrscheinlich nicht zum Besten und Neuesten (Baujahr um 1985) sind aber robust

. Man kann eben leider nicht beides richtig entzerren

thewas
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 28. Feb 2015, 15:02

el_agil (Beitrag #12) schrieb:

Ich meinte vor allem den Einbruch um 8kHz, aber wer weiß ob man den hört.. Der verschwindet ja fast ganz unter Winkel.

Genau.

Viel mehr kann man wohl nicht herausholen, die Chassis gehören wahrscheinlich nicht zum Besten und Neuesten (Baujahr um 1985) sind aber robust

. Man kann eben leider nicht beides richtig entzerren

So sieht es aus, sind aber immer noch gute Treiber.

not0815
Inventar

#14 erstellt: 01. Mrz 2015, 15:52

Hallo,

sehr nettes Projekt. Ich erlaube mir jedoch einige Anmerkungen.
Der starke Pegeleinbruch um ca. 6-8kHz könnetn/dürfte auf die Position der HT-Kalotte auf der Schallwand zurückzuführen sein und könnte unter Winkel mehr oder weniger stark "verschwinden".

Für die große Kalotte ist m.E. eine Übernahmefrequenz von gut 550Hz schon recht ambitioniert, der maximale Pegel ist dabei nicht so dolle und der Klirr recht hoch. 700Hz sind auch vom TT locker zu schaffen.

Im TT Zweig würde ich den Impedanzanstieg des TT durch ein passendes Zobelglied (? 8-12R -10-22µF ?) glätten. Dadurch arbeitet jeder Tiefpass nicht nur sauberer, sondern die erforderlichen Induktionswerte der Drosselspulen werden auch kleiner. Des weiteren sollten die Flankenverläufe des TT -Tiefpassen und MT-Hochpass zueinander optimiert werden. Die Flanken passen nicht richtig zusammen und zwar sowohl hinsichtlich des Pegel- und wohlmöglich auch des Phasenverlaufs..

In MT- und HT-Zweigen sollte der Spannungsteiler zwischen Chassis und Weiche liegen (jedenfalls der parallele Widerstand). Bei der gezeigten Schaltung - Spannungsteiler vor dem Hochpass bzw. Bandpass- muss dieser die volle Leistung des Verstärkers verkraften. Ferner hat die Spannungsteilerposition direkt hinter dem Chassis zum einen des Vorteil, dass die Chassisimpedanz durch den Parallelwiderstand geglättet wird und damit die Last für die Weiche günstiger - weil gleichmäßiger - wird. Zum anderen kann der Serienwiderstand so recht einfach mit einem weiteren Kondensator gebrückt werden und eine leichte Anhebung des oberen Übertragungsbereichs bequem erreicht werden.

Im übrigen haben m.E. jedenfalls bei Chassis die nicht aus dem Hause Visaton kommen, wohl weder der Energiefrequenzgang noch die Winkelfrequenzgänge von Boxsim viel mit der Realität zu tut.

Gruß
Sven

el_agil
Stammgast

#15 erstellt: 01. Mrz 2015, 16:04

Danke für die Hinweise, ich versuche mal, die einzubringen.

Ich habe eine neue Front getestet, die so aussieht:

Viel ändert sich jetzt nicht.. Trotzdem sieht mir die neue Version ein bisschen besser aus. Was mich überrascht ist der Höhenabfall schon ab 12 kHz. In den Hochtönern ist übrigens kein Ferrofluid (habe mal reingeschaut).

Rot: vorher
Schwarz: nachher

Noch mehr Platz zur oberen Kante würde ich dem Hochtöner jetzt nicht gönnen wollen, das sieht komisch aus.

Mir drängt sich ein bisschen der Wunsch auf, einen anderen Hochtöner einzusetzen. Er scheint von den Messwerten etwas hinter den anderen Treibern zurückzubleiben. Ein Vifa XT300 macht sich bestimmt gut.

[Beitrag von el_agil am 01. Mrz 2015, 16:24 bearbeitet]

not0815
Inventar

#16 erstellt: 01. Mrz 2015, 16:36

Eine Positionierung der Chassis exakt auf der vertikalen Mittellinie der Schallwand ist nicht so sehr günstig. Bei mittiger Anordnung wird durch die Kantenreflexen die Unebenheiten im FG stärker, da von links und rechts jeweils die gleichen Frequenzen betroffen sind. Auch der Abstand zur oberen Kante sollte sich von den anderen Unterscheide. Durch eine Verschiebung aus den Schallwandachse erfolgt eine größe Streuung der Kantenreflexion und der Effekt ist dann bei einzelnen Frequenzen nicht so stark. Hier ist etwas experimentieren angesagt. Hilfe kann hierbei

Edge leisten.

[Beitrag von not0815 am 01. Mrz 2015, 16:47 bearbeitet]

el_agil
Stammgast

#17 erstellt: 01. Mrz 2015, 16:43

Das habe ich mir mal angeschaut. Ich glaube ehrlich gesagt nicht, dass der große Einbruch von der Schallwand kommt. Hier mal eine Simulation meiner derzeitigen Bedingungen. Man muss dazu sagen, dass unter dem Brett mit Mittel- und Hochtöner jetzt noch die genauso breite Kiste steht, statt der weißen.

Der Einfluss der Schallwand scheint eher gering zu sein und liegt vor allem nicht dort, wo er bei mir auftritt. Ich vermute, der Hochtöner ist einfach "Schuld"

[Beitrag von el_agil am 01. Mrz 2015, 16:45 bearbeitet]

not0815
Inventar

#18 erstellt: 01. Mrz 2015, 16:47

Im übrigen entspricht 7,5kHz fast genau dem Abstand von HT-Mitte zum Rand der Kalottenfrontplatte. Kanten mal versuchsweise mit breitem Klebeband abschrägen".

theorische Kanteneffekte bei 25mm Membrane mittig auf 10cm Schallwand/Chassisfrontplatte

el_agil
Stammgast

#19 erstellt: 01. Mrz 2015, 17:14

Sehr gute Idee!

Hätte nicht gedacht, dass es so drastisch ist. Ich habe eine Pappe mit Ausschnitten davorgesetzt und mit Klebeband begradigt.

not0815
Inventar

#20 erstellt: 01. Mrz 2015, 17:26

Daher sollten m.E. gerade HT-Kalodden eingefräßt werden und wenn man schon dabei ist auch gleich die anderen Chassis.

Es lohn sich meistens.

el_agil
Stammgast

#21 erstellt: 01. Mrz 2015, 17:42

Auf jeden Fall

Wo könnte der 12KHz Peak herkommen? Der ist vielleicht doch eine Eigenheit des Hochtöners..

Hier ein weiter "verbesserter" Messaufbau mit Ergebnis:

not0815
Inventar

#22 erstellt: 01. Mrz 2015, 17:58

Diesen Buckel um ca. 12-15kHz, der wohl auf Membranresos zurückzuführen sein dürfte, zeigen viele der einfachen 25mm-Peerless-Kalotten und nach meiner Erfahrung ist in diesem Berich auch die Seriensteuung dieser Chassis recht ausgesprägt.

el_agil
Stammgast

#23 erstellt: 01. Mrz 2015, 17:59

Diesen Buckel um ca. 12-15kHz, der wohl auf Membranresos zurückzuführen sein dürfte, zeigen viele der einfachen 25mm-Peerless-Kalotten

Ich denke, das soll mich nicht weiter stören

Die Buckel messen sich bei den beiden Kalotten, die ich habe, sehr ähnlich.

Auch der Mitteltöner profitiert durchaus von der Maßnahme

rot: vorher
schwarz: nachher

[Beitrag von el_agil am 01. Mrz 2015, 18:01 bearbeitet]

not0815
Inventar

#24 erstellt: 01. Mrz 2015, 18:04

Und da ist es wieder das Problem: Breite Schallwand vs. WAF

el_agil
Stammgast

#25 erstellt: 01. Mrz 2015, 18:05

das macht nichts

Der 25er braucht sowieso seinen Platz.

el_agil
Stammgast

#26 erstellt: 01. Mrz 2015, 18:53

Habe mal weitersimuliert und die Trennung auf 700 Hz gelegt. Nun brauche ich verschiedene elektrische Filtersteilheiten. Deswegen, so denke ich, passen auch die akutischen Phasen zwischen MT und TT nicht. Ich habe hier etwa 90° Phasendrehung, da hilft ein Verpolen leider wenig.

Kann man da was machen? Einen Allpass einfügen oder so? Ich habe mich im Übrigen sehr genau an eine vorgegebene 24db/oct Kurve gehalten.

not0815
Inventar

#27 erstellt: 01. Mrz 2015, 22:03

Bei der Entwicklung einer Mehrwegebox ist immer auf das akustische Verhalten der Chassis in Verbindung mit den elektrischen Filtern der Frequenzweiche abzustellen. Jedes Lautsprecherchassis weißt einen eigenen akustischen und elektrischen Frequenzgang auf und dass jeweils sowohl nach Betrag und Phase. Dieses "Filterverhalten" der Chassis addiert sich mit dem Filterverhalten zum akustsichen Verhalten der Box. Daraus folgt, dass der elektrische Filter der Weiche (als variable Größe) so angepasst werden muss, das das akustische Gesamtverahlten den gewünschten Filterverlauf (z.B. 24 dB Linkwitz) ergibt. Daher können die Ordnung etc. der elektrische Filter zwischen Hoch- und Tiefpass einer Übernahme durchaus erheblich abweichen. Aus dem ergibt sich auch, dass bei einer Simualtion der Weiche unbedingt auch der Phasenverlauf des Chassis mit aufgenommen werden muss. Siehe hierzu im allgemeinen mein

Artikel über die Entwicklung einer Frequenzweiche.

In dem hier gegebenen Fall könnte zunächst ein Umpolen des MT und ggf. eine Erweiterung des MT Hochpasses auf einen Filter 3. Ordnung zu einer hinreichend geeigneten Phasenlage führen. Auch ein Brücken der 2.Induktion des TT-Tiefpassfilters (4mH) mit ca. 10-12µf in Reihe mit 6-12Ohm könnten helfen. Hier ist mühsame Feinarbeit gefragt...

el_agil
Stammgast

#28 erstellt: 01. Mrz 2015, 22:09

Danke für die Ausführungen! Ich habe mal ein Filter 3. Ordnung im MT platziert, allerdings mit mäßigem Erfolg.

Messe ich "richtig"?
Beim letzten Messgang habe ich das Mikrofon auf ca. 60cm Abstand platziert, sodass es zwischen die Lautsprecher zeigt. Damit muss ich das Mikrofon nicht verschieben, wenn ich einen anderen Lautsprecher messe.
Durch geringe Wegunterschiede kommt es bestimmt auch zu Phasenfehlern.

Hier habe ich mal den Tieftöner in Boxsim 6cm hinter die Schallwand versetzt. Dieses Stück hat gefehlt.