Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Unterschiedliche Chassis gegenphasig im gleichen Volumen
Moin allerseits,
für ein Konzept, das mir schon länger im Kopf rumschwirrt, würde mich das Verhalten folgender Box interessieren:
Zwei baugleiche Tieftonchassis TT1 und TT2 spielen auf ein Volumen Vr. TT1 spielt nach vorne, TT2 ist auf der Rückseite montiert und die Membranmasse wurde verdoppelt. Außerdem ist TT2 mit einer Spule beschaltet, die im Nutzbereich wirkt.
Zusätzlich besitzt das Volumen einen BR-Port.
Da die Chassis sich gegenphasig bewegen, d.h. wenn sich die vordere Membran nach außen bewegt, bewegt sich die hintere Membran nach innen, gehe ich davon aus, dass die Chassis eine Wechselwirkung aufeinander haben, die sich in einer Veränderung des real wirkenden Volumen Vr zu einem virtuell wirkenden Volumen Vv auswirkt.
Ein Sonderfall wäre ein Dipol mit zwei gleichen Chassis, die auf ein Volumen Vr spielen, wobei Vv gegen unendlich geht.
Da in meiner Konstruktion jedoch die Membranauslenkungen unterschiedlich sind, dürfte sich das Vv irgendwo zwischen Vr und unendlich bewegen, vermutlich sogar frequenzabhängig.
Der BR-Port ist erstmal vernachlässigbar.
Nun würde mich interessieren: Wie kann man die virtuelle Volumenvergrößerung abschätzen? Wovon hängt diese ab? Wie wirkt sich die Dämmung des Gehäuses aus?
Kann man so ein Verhalten eventuell auch mit einem Programm simulieren? Besonders interessiert mich dabei auch das Rundstrahlverhalten, deswegen mach ich den ganzen Quatsch. ;)
AkAbak sollte das simulieren können, aber damit kenne ich mich nicht so wirklich aus...
Hat jemand Erfahrungen mit sowas?
Ciao,
Spatz
Hallo Spatz, keine Erfahrunng, aber laut Boxsim wird da Tiefbass vernichtet
Gruß Peter
Hallo Spatz, keine Erfahrunng, aber laut Boxsim wird da Tiefbass vernichtet
Richtig!
Aufbauen und Messen.
Wird wohl auch irgendwann passieren, aber wäre natürlich schön, wenn es vorher auch schon mal theoretisch einschätzbar sein würde...
Ciao,
Spatz
Hier mal vier Screenshots, damit man sieht, worauf ich aus bin. Das Volumen ist hierbei bei jedem Chassis noch 1000 Liter, da BoxSim nur mit nicht verbundenen Gehäusen arbeiten kann. Ein Blick auf die Simu zeigt aber, dass beide Chassis im Nutzbereich annähernd gleichlaut und annähernd phasenverkehrt spielen. Das hieße also, dass man dem Idealfall des Dipols mit quasi unendlichem virtuellen Volumen schon recht nahe kommt.
Das gleiche Verhalten stellt sich auch bei kleineren Volumina ein, dafür aber auf Kosten des Tiefganges.
Hi, aber wenn 2 Chassis Phasenverkehrt spielen, hebt sich das doch auf :) ?? oder ?
Ist doch auch so, als wenn ich einen Bass verpolt zum zweiten anschliesse, dann kommt da auch nix Tiefs mehr raus, oder habe ich in deinem Beispiel was falsch verstanden?
Wie FRank schon sagt, aufbauen und messen
Ja, die Frage ist nur, wo?
Ich hab das ganze gerade nochmal mit AJHorn als normale Bassreflexbox simuliert: SPLmax und Tiefgang sind auch annähernd gleich wie bei meiner Konstruktion. Allerdings ohne die Richtwirkung.
DASS das Prinzip (also die spezielle Anordnung und Ansteuerung der Chassis nach meiner oben beschriebenen Art) funktioniert, habe ich schon erprobt und messtechnisch und per Gehör nachgewiesen. Die 10-20 dB Rückwärtsdämpfung sind realistisch und einfach reproduzierbar ohne Aktivtechnik herstellbar.
Gib mir zwei beliebige Tieftöner (sie müssen nichtmal unbedingt baugleich sein), und ich bau dir nen Unipol.
Die Screenshots sind eher zum Teasern und um Einzuschätzen, wie ich auf meine Gedanken bzgl. Volumenvergrößerung komme.
Ciao,
Spatz
Chaomaniac
29.07.2014, 16:56
Ich kann Dir zwar keine Antwort auf Deine eigentliche Fragen geben, aber erklär bitte mal, weshalb Du einen Compound-Dipol mit unterschiedlichen Treibern aufbauen willst?
M. E. spricht alles gegen eine solche Anordnung.
Äußerst empfindliche Konstruktion auf Parameterschwankungen der einzelnen Beteiligten, kaum berechenbar (und wenn dann wahrscheinlich nur stark arbeitspunktabhängig), parasitäre Kammfiltereffekte durch die serielle Anordnung, und und und.
Was spricht dagegen, die beiden Treiber in separate Gehäuseabteile zu packen? Die meisten Kritikpunkte wären damit hinfällig…
Hi Chaomaniac,
ich habe, wie oben in den Simulationen dargelegt, eine Möglichkeit gefunden, wie man zwei CB- oder BR-Boxen mit Hilfe eines ganz einfachen Kniffs in einen Unipol, also ein cardioid strahlendes System verwandeln kann.
Dies geschieht ohne komplizierte Bedämpfungskanäle (wie bei Geithain) und ohne aktive (digitale) Allpass- und Delay-Filter. Die Ergebnisse sind soweit simulierbar, reproduzierbar und funktionieren für fast alle Chassis, auch lassen sich verschiedene Chassis kombinieren.
Wichtig ist nur, dass eine bestimmte Regel beachtet wird. Die Erfüllung dieser Regel lässt sich durch verschiedene Methoden erreichen, z. B. auch durch andere Gehäusevolumina für die jeweiligen Chassis und eine etwas andere Beschaltung. Diese andere (Volumen-)Methode habe ich bereits simuliert, gebaut und gemessen, und die Simulation in BoxSim deckt sich mit der Realität. Das Konzept und meine Theorie funktionieren also.
Nach weiterem Grübeln, habe ich eine weitere Methode gefunden, die Regel zu erfüllen. Diese setzt nicht an den Volumina, sondern an den Membranmassen an. Hierbei sind die Gehäusevolumina im Grunde egal, solange sie für beide Chassis gleich sind, und die Chassis in diesen Volumina funktionieren. Auch diese Version lässt sich (siehe oben) in BoxSim simulieren, und sollte dementsprechend auch in der Realität funktionieren.
Die Akustischen Eckdaten sind hierbei mit einer Bassreflexbox mit der gleichen Bestückung (also zweimal das Chassis in BR) vergleichbar, was SPLmax, Wirkungsgrad und Tiefgang angeht. Allerdings eben mit dem schönen Nebeneffekt der starken Rückwärtsdämpfung, die sich im PA-Einsatz und auch in Wohnräumen positiv bemerkbar macht.
Genau dahin gehen nämlich auch meine Gedanken: Kompakte, einfach einzusetzende PA-Subwoofer für den Außeneinsatz.
Normale Parameterschwankungen sind bei Simulationen kein Problem, meine Methode hat keinen kleinen "Sweet Spot", sondern arbeitet über einen großen Bereich.
Meine Idee ist nun, da die Chassis annähernd gegenphasig schwingen, beiden das gleiche Volumen zu verpassen. Somit hätte jedes Chassis ein deutlich größeres virtuelles Volumen zur Verfügung, und das reale Volumen könnte deutlich kleiner ausfallen. Dass das funktionieren könnte, vermute ich wegen folgenden Punkten:
Dipole können auf diese Weise gebaut werden und funktionieren.
Der Frequenzbereich, in dem sich in der Simulation eine Volumenveränderung bemerkbar macht, ist genau der Frequenzbereich, in dem die Chassis gegenphasig arbeiten.
Da sich mit gleicher Volumenänderung auch die Phase ähnlich verschiebt, arbeiten die Chassis unabhängig vom Gehäusevolumen im fraglichen Bereich annähernd gegenphasig und mit gleichem Pegel
Daraus schließe ich dass, die Chassis im Nutzbereich ein deutlich größeres Gehäuse "sehen", da dies bei Dipolen ebenso ist, wobei hier die Größe des virtuellen Gehäuses ins unendliche geht. Ich vermute, dass meine Konstruktion das Ideal des unendlich großen Gehäuses nicht erreichen wird. Dennoch gehe ich davon aus, dass das effektive Volumen deutlich größer sein wird als das umbaute Volumen.
Für die Praxis heißt das, dass ein Subwoofer nach meiner Theorie nicht nur genauso gut ist wie Bassreflex, sondern auch noch cardioid abstrahlt, und das auch noch bei deutlich kleinerem Gehäusevolumen.
Zum Vergleich: normale 15-Zoll-BR-Subwoofer im PA-Bereich haben meistens eine Gehäusegröße von etwa 160 Litern Brutto. In SketchUp kann ich meine oben simulierte Version in ein Gehäuse mit 45x45x60 cm quetschen, also ca. 120 Liter, allerdings für zwei Chassis. 120 Liter für den gleichen Output wie bei 320 Litern in konventioneller Bauweise, und die Rückwärtsdämpfung gibt's noch gratis obendruff. Bei der Konstruktion in SketchUp traten plötzlich vollkommen andere Probleme in den Vordergrund, wie die Chassistiefe oder die Tatsache, dass ausreichend tiefe Bassreflexabstimmungen in so kleinen Volumina zu sehr langen Kanälen führen. Das entworfene Gehäuse besteht quasi nur aus Chassis und Bassreflexkanälen. Durch die Verwendung von Passivmembranen (im PA-Bereich aber nicht üblich) könnte man die Gehäusegröße nochmal weiter reduzieren, vielleicht wären sogar unter 100 Liter für Doppel-15-Zoll-Bassreflex drin.
Zu den Bedenken/Kritikpunkten:
Wie sich Parameterschwankungen auswirken kann ich grob abschätzen: Nicht nennenswert. Die Veränderung einzelner Parameter (BxL, Cms, etc.) einzelner Chassis ergibt Diagramme, die nicht sehr weit vom Original entfernt liegen, maximale Abweichung vielleicht 1 dB. Wie sich Parameterschwankungen durch direkte Wechselwirkung der Chassis auswirken kann ich natürlich nicht sagen, aber auch hier gehe ich eher von geringen Effekten aus. Die Chassis hängen ja auch an potenten Verstärkern und sollten deswegen von dem anderen Chassis nicht übermäßig beeinflusst werden. Außerdem bekommen beide Chassis in etwa die gleiche Leistung ab, Powercompression betrifft also auch beide Chassis im gleichen Maße.
"Kaum berechenbar" stimmt nicht, sag mir ein Chassis, und ich rechne dir die notwendigen Daten im Kopf aus. Und ich bin ein eher durchschnittlicher Kopfrechner. Die Simulierbarkeit ist schon eher ein Problem, aber auch das kann (je nach Variante) BoxSim ohne Probleme. Andere Tools wie AkAbak können das auf jeden Fall simulieren, bei Boxsim gehe ich davon aus, dass es auch hier mit Kniffen geht. Man kann ja z.B. auch Dipole mit BoxSim simulieren, wenn man will.
Für die Simulation reichen ja auch Schätzwerte, wie sich die Anordnung auf das virtuelle Volumen auswirken. Dann man auch wieder problemlos mit Boxsim simulieren.
Kammfiltereffekte können natürlich auftreten, aber diese liegen aufgrund der Wellenlängen außerhalb des geplanten Einsatzbereiches und können auch einfach mit Dämpfung bekämpft werden.
€: Damit meine ich gehäuseinterne Kammfiltereffekte, im Raum treten im Nutzbereich keine Kammfilter durch die Anordnung auf, auch nicht bei einer 2x2-Array-Anordnung mit vier solcher Kisten. Alles schon simuliert.
Mein Konzept ist zum Glück nicht auf das gemeinsame Volumen angewiesen, es funktioniert auch ohne genau so, wie es soll. Wenn mein Konzept allerdings so aufgeht, wie ich mir das vorstelle, dann könnte man die Gehäusegröße drastisch reduzieren, ohne dadurch Nachteile zu erhalten.
Man könnte dann fast behaupten, dass der bisher immer vorhandene Zusammenhang zwischen Volumen, Wirkungsgrad und Tiefgang aufgehoben wäre. :devil:
Das Ergebnis wären deutlich kleinere, leichtere und gezielte PA-Subwoofer. Die Umwelt (Transport), die Roadies (Gewicht) und die Anwohner (Lärmbelästigung) würden sich freuen.
In meinen Augen sind das genug Gründe, den Versuch zu wagen oder sich zumindest eingehender damit zu beschäftigen.
Wenn jemand sich bereit erklären würde, das in AkAbak zu hacken würde ich mich sehr freuen, und mich auch mit möglichst viel Hirnschmalz beteiligen. :ok: Ich weiss wie AkAbak aufgebaut ist, und könnte mir überlegen, welche Elemente an welchen Nodes wie verbunden werden müssen, und wie man das ganze Sheet so entwirft, dass man alle notwendigen Daten bequem eingeben kann. Ich habe nur noch nie mit AkAbak gearbeitet und kenne die ganzen kleinen Fallstricke nicht... :o Aber ich könnte eben eine genaue und beschriftete Skizze erstellen, wie die Elemente in Akabak angeordnet werden müssen und welche Parameter eingegeben werden müssen.
Ciao,
Spatz
Chaomaniac
30.07.2014, 22:39
Ich habe noch ein paar kleine Rückfragen und ganz nebenbei noch den Verdacht, dass hier ein Denkfehler vorliegt, der viele Folgegedanken hinfällig werden lässt.
Hi Chaomaniac,
ich habe, wie oben in den Simulationen dargelegt, eine Möglichkeit gefunden, wie man zwei CB- oder BR-Boxen mit Hilfe eines ganz einfachen Kniffs in einen Unipol, also ein cardioid strahlendes System verwandeln kann.
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Wichtig ist nur, dass eine bestimmte Regel beachtet wird.
Da war doch mal was mit einer Spule und einem Widerstand, oder? Gibt's da noch mehr Regeln, die es zu beachten gibt? Ich hatte nämlich mittelfristig vor, auch mal Experiemente diesbezüglich zu machen.
…
Nach weiterem Grübeln, habe ich eine weitere Methode gefunden, die Regel zu erfüllen. Diese setzt nicht an den Volumina, sondern an den Membranmassen an. Hierbei sind die Gehäusevolumina im Grunde egal, solange sie für beide Chassis gleich sind, und die Chassis in diesen Volumina funktionieren. Auch diese Version lässt sich (siehe oben) in BoxSim simulieren, und sollte dementsprechend auch in der Realität funktionieren.
Das kapier ich nicht so ganz. Die Membranmassen sind doch nur ein einzelner Parameter. Ist da die Aufhängungsnachgiebigkeit/Resonanzfrequnz egal?
…
Normale Parameterschwankungen sind bei Simulationen kein Problem, meine Methode hat keinen kleinen "Sweet Spot", sondern arbeitet über einen großen Bereich.
Das ist so lange richtig, wie die beteiligten Chassis in jeweils eigenen Volumina spielen.
Meine Idee ist nun, da die Chassis annähernd gegenphasig schwingen, beiden das gleiche Volumen zu verpassen. Somit hätte jedes Chassis ein deutlich größeres virtuelles Volumen zur Verfügung, und das reale Volumen könnte deutlich kleiner ausfallen. Dass das funktionieren könnte, vermute ich wegen folgenden Punkten:
Dipole können auf diese Weise gebaut werden und funktionieren.
Das kann ich nachvollziehen. Aber warum solte man einen Compound-Dipol bauen? Was bringen da die verdoppelte Membranmasse bei halbiertem Vas und im Vergleich zum Einzeltreiber verdoppeltem Leistungsbedarf aber unverändertem Maximalpegel? Das erzeugt doch nur Mehrkosten (zweites Chassis, größerer Amp) und probleme bei höheren Frequenzen??
Der Frequenzbereich, in dem sich in der Simulation eine Volumenveränderung bemerkbar macht, ist genau der Frequenzbereich, in dem die Chassis gegenphasig arbeiten.
Da sich mit gleicher Volumenänderung auch die Phase ähnlich verschiebt, arbeiten die Chassis unabhängig vom Gehäusevolumen im fraglichen Bereich annähernd gegenphasig und mit gleichem Pegel
Das ist das Wesen einer Compoundanordnung. Der nutzbare Frequenzbereich ist aber blöderweise nach oben hin begrenzt, wenn man auf einen glatten Frequenzgang Wert legt. Bei einer ausreichend tiefen Trennung ist's aber wurscht.
Daraus schließe ich dass, die Chassis im Nutzbereich ein deutlich größeres Gehäuse "sehen", da dies bei Dipolen ebenso ist, wobei hier die Größe des virtuellen Gehäuses ins unendliche geht. Ich vermute, dass meine Konstruktion das Ideal des unendlich großen Gehäuses nicht erreichen wird. Dennoch gehe ich davon aus, dass das effektive Volumen deutlich größer sein wird als das umbaute Volumen.
Genau hier liegt der von mir vermutete Denkfehler.
Mal zur Abklärung anhand eines gedanklichen Standlautsprechers mit einer beispielhaften Höhe von 1 m bei dem am oberen Ende ein 20er Basschassis arbeitet. Diesem Chassis willst Du auf der gegenüberliegenden Seite (der Rückseite)ein anderes Chassis, das gegenphasig angeschlossen ist, als Partner verpassen. Am unteren Ende der Box ist ein Bassreflexkanal montiert. Deine Eingangsfrage (sofern ich sie richtig verstanden habe), war, wie sich das wirksame Volumen dieser Box ergibt, um eine bestimmte Abstimmung berechnen zu können.
Wenn jetzt ein Signal anliegt, so das sich die vordere Membran (aus Gehäusesicht) nach außen bewegt, ist bei der hinteren Membran eine Bewegung nach innen zu beobachten. Somit wird salopp gesagt, nur Luft zwischen den beiden Chassis hin und her geschoben, ohne dass der BR-Kanal etwas davon mitbekommt. Das Volumen der Box dürfte dabei ziemlich irrelevant bleiben, so lange die inneren Abmessungen der Box deutlich kleiner sind, als eine Viertelwelle der betrachteten Frequenz. Bei gleichen Chassis betrachte ich jegliches zur Verfügung gestellte gemeinsame Gehäusevolumen deshalb als Raumverschwendung.
Da ich keinen wirklichen Anwendungsfall weiß, bei dem die Abstimmfrequenz einer BR-Box gleich oder höher liegt als die Vorgabe Innenmaß der Box/Viertelwelle (naja, vom Spezialfall TQWT abgesehen), denke ich nicht, dass solche Überlegungen von praktischem Erfolg gekrönt sein werden.
…
Wie sich Parameterschwankungen durch direkte Wechselwirkung der Chassis auswirken kann ich natürlich nicht sagen, aber auch hier gehe ich eher von geringen Effekten aus. Die Chassis hängen ja auch an potenten Verstärkern und sollten deswegen von dem anderen Chassis nicht übermäßig beeinflusst werden. Außerdem bekommen beide Chassis in etwa die gleiche Leistung ab, Powercompression betrifft also auch beide Chassis im gleichen Maße.
Puh, das ist schon recht optimistisch.
Die Chassis beeinflussen sich gegenseitig schon sehr massiv!
Du gehst davon aus, dass in Deiner Konstellation beide Chassis immer noch isoliert betrachtet werden können. Das sehe ich aber anders.
Es handelt sich dabei um eine akustische Reihenschaltung, so dass aus den beiden Chassis ein einzelnes entsteht. Die sich ergebenden Parameter müssen erst mal neu ermittelt werden und sind zudem wahrscheinlich noch von relevanten Abweichungen betroffen, sobald sie unterschiedlich beschaltet werden.
Da die beiden Chassis niemals exakt gleich sein werden (was ja auch nicht beabsichtigt ist), gibt es pro Frequenz immer ein stärkeres Chassis, das das schwächere dominiert/kontrolliert. Wahrscheinlich ist dabei sogar, dass sich die Rollen über die Frequenz auch mal vertauschen. Daraus wird eine gemeinsame Resonanzfrequenz mit gemeinsamer Güte (eigentlich ein ganzer gemeinsamer Parametersatz) entstehen.
Dies ist bei tiefen Frequenzen (Definition siehe oben) der Fall. Bei höheren Frequenzen treten dann Kammfiltereffekte bzw. interferenzbedingte Welligkeiten im Amplitudenfrequenzgang auf. Hier gibt's dann endlich auch Bewegung innerhalb des Gehäuses, aber das dürfte wahrscheinlich schon oberhalb des Bereiches liegen, in dem da eigentlich erwünscht wäre. Aus dem BR-Kanal kommt dann höherfrequenter Müll, aber kein Bass.
Ist das so gewollt?
O.K. bei deutlich unterschiedlichen Chassis geht auch bei tieferen Frequenzen was in's Gehäuse. Somit wären wir wieder bei der Eingangsfrage, auf die ich keine Antwort weiß. Die Konstellation ist wahrscheinlich (wie weiter oben schon erwähnt) auch sehr anfällig auf geringe Parameterschwankungen…
…
Für die Simulation reichen ja auch Schätzwerte, wie sich die Anordnung auf das virtuelle Volumen auswirken. Dann man auch wieder problemlos mit Boxsim simulieren.
In Boxsim kann man keine akustische Serienschaltung (schon gar nicht mit Seitenanzapfung) simulieren. Also sind alle Versuche/Gedanken diesbezüglich m. E. hinfällig.
…
Mein Konzept ist zum Glück nicht auf das gemeinsame Volumen angewiesen, es funktioniert auch ohne genau so, wie es soll. Wenn mein Konzept allerdings so aufgeht, wie ich mir das vorstelle, dann könnte man die Gehäusegröße drastisch reduzieren, ohne dadurch Nachteile zu erhalten.Ich sehe da zwar dunkelschwarz, aber ich wünsche Dir trotzdem viel Erfolg. Solltest Du Erfolg haben, bin ich schon mal auf die Ergebnisse gespannt!
Moin Chaomaniac,
es geht hierbei nicht um eine Compound-Anordnung im Sinne von Isobarik, um das Volumen zu verringern. Bei Compound spielen zwei über ein Volumen gekoppelte Chassis auf ein gemeinsames Volumen. Bei meiner Anordnung spielen beide Chassis auf das gleiche Volumen, das Koppelvolumen entfällt.
Ziel bei Isobarik ist es ja auch, das Gesamtvolumen zu verringern, indem sich virtuell VAS halbiert. Ziel meiner Konstruktion ist die Bündelung im Bassbereich. Es ähnelt eher einem Dipol mit Koppelvolumen.
Die Idee ist es eben, die erforderliche Phasendrehung und Pegelreduzierung des hinteren Chassis ohne digitale Tricks und einen zweiten Amp zu erreichen. Hierbei muss die Einbauresonanz des hinteren Chassis um genau Faktor Wurzel2 verringert werden, und es muss 6 dB leiser spielen. Das ist schon alles, an das man sich halten muss. Du kannst es ja mal in Boxsim mit zwei beliebigen Chassis nachsimulieren.
Im höheren Frequenzbereich dreht dann noch eine Spule mit an der Phase, um die Bündelung aufrecht zu erhalten und das hintere Chassis zu höheren Frequenzen zu bedämpfen.
Wie der Parallelwiderstand zum hinteren Chassis genau wirkt weiß ich auch nicht, er linearisiert aber auf jeden Fall die Impedanz und verbessert das Bündelungsverhalten.
Obige Wurzel2-Regel kann man z.B. dadurch erreichen, dass man das vordere Chassis in ein kleineres Volumen einbaut, so dass die Einbauresonanzen im richtigen Verhältnis liegen. Dann kann man entweder vorne zwei Chassis spielen lassen, um den notwendigen Pegelunterschied zu erreichen, oder man dämpft das hintere Chassis mit einem Vorwiderstand. Das ist allerdings unelegant, weil Serienwiderstände vor TT pfui sind, und man nicht tiefer kommt als zur Einbaureso des hinteren Chassis, es fehlt also je nach Chassis auch an Tiefgang.
Deswegen ist es deutlich eleganter, die Masse des hinteren Chassis zu verdoppeln. fs ändert sich genau im gewünschten Maße, und auch Qes und Qms werden günstig verändert. Außerdem spielt das Chassis so ohne weitere Tricks 6 dB leiser. Vas ändert sich durch die geänderte Membranmasse nicht.
Allgemein glaube ich eben nicht, dass sich zwei Chassis im gleichen Volumen so massiv gegenseitig beeinflussen. Im Nutzbereich sind die Wellenlängen zu groß, und darüber kann man dämpfen bzw. die Membran koppeln auch nicht mehr richtig.
Einziger Faktor, der das ganze im Moment noch aus der Bahn reißen könnte sind eben die unterschiedlichen TSP.
Für das Volumen gilt, zumindest bei gleichen Chassis:
Phasendrehung 0°: Beide Chassis sehen Vb/2
Phasendrehung 180°: beide Chassis sehen Vb/x, wobei x gegen 0 geht.
Ich vermute, bei einem Phasenwinkel von 90° Grad sehen beide Chassis Vb/1, da sich die eine Membran dann genau in der Nulllage befindet, wenn das andere Chassis maximal ausgelenkt ist.
Da der Phasenwinkel bei meiner Konstruktion deutlich größer als 90° Grad, dürfte sich das virtuelle Volumen auch näher an Vb/0 als an Vb/1 befinden.
Nachdem sich das Phasenverhältnis der beiden Chassis über die Frequenz ändert, ändert sich auch das virtuelle Volumen über die Frequenz. Dieses System ist zu kompliziert, um es in BoxSim zu simulieren. Deswegen muss man hier mit Näherungswerten arbeiten und wissen, wie man die Simulation interpretieren soll.
Ob und wie ein BR-Rohr in der Praxis anregt wird muss man testen. Ich glaube aber, dass da schon eine gewisse Anregung stattfindet. Das BR-Rohr ist aber eben auch nur ein Gimmick und nicht zwingend erforderlich. Es bringt nur ein bisschen mehr Tiefbass.
Wie stark sich die Chassis gegenseitig beeinflussen kann ich nicht sagen, aber ein Dipol mit zwei Chassis im gleichen Gehäuse funktioniert ja auch, trotz leichter fertigungsbedingter Parameterschwankungen. Da bricht ja auch nicht plötzlich das heillose Chaos aus, nur weil die Chassis sich gegenseitig sehen können...
Und mit Zwischenwand habe ich verschieden Typen von Parameterschwankungen (Weiche 10%, Gehäuse 5%, TSP 20%) simuliert und das System ist gegen alle Arten relativ unanfällig.
Ciao,
Spatz
Nun würde mich interessieren: Wie kann man die virtuelle Volumenvergrößerung abschätzen? Wovon hängt diese ab?
Von der Auslenkung bzw. der daraus resultierenden Volumenänderung dV.
Dein Spezialfall, beide Chassis gleich, eins schiebt raus, eins drückt rein, dV=dV1+dV2=0 (Vorzeichen beachten!), dV/V=0. Letztere Gleichung gilt ebenso für ein Chassis in unendlichem Volumen (also free-air).
Jetzt zwei unterschiedliche Chassis, Annahme: bei einem verdoppelte Masse => halbierte Auslenkung bei gleicher Antriebskraft (Güteänderung mal vernachlässigt). dV=dV1+dV2 <> 0, dV/V <> 0. Letztere Gleichung gilt für ein einzelnes Chassis in einem endlichen Volumen.
Setzt man die Volumenänderung eines einzelnen Chassis ins Verhältnis zu der mit zwei Chassis, dann ergibt sich die virtuelle Volumenvergrößerung: Vv=Vr*dV1/(dV1+dV2)
Funktioniert auch, wenn beide Chassis "in Phase" arbeiten: dann sind dV1 und dV2 gleich groß (und mit gleichem Vorzeichen!), dann ist Vv=Vr/2.
Spannend wird das, wenn die Chassis nicht mehr in 0° oder 180° schwingen, das geht dann nicht mehr so einfach auf Papier.
Kann man so ein Verhalten eventuell auch mit einem Programm simulieren? Besonders interessiert mich dabei auch das Rundstrahlverhalten, deswegen mach ich den ganzen Quatsch. ;)Akabak, evtl. LEAP
Chaomaniac
31.07.2014, 15:33
Moin Chaomaniac,
es geht hierbei nicht um eine Compound-Anordnung im Sinne von Isobarik, um das Volumen zu verringern. Bei Compound spielen zwei über ein Volumen gekoppelte Chassis auf ein gemeinsames Volumen. Bei meiner Anordnung spielen beide Chassis auf das gleiche Volumen, das Koppelvolumen entfällt.
Ich sehe es so, dass es bei Deinem Konstrukt auf genau das hinauslaufen wird. Das „gemeinsame Volumen” ist ein Koppelvolumen.
… Es ähnelt eher einem Dipol mit Koppelvolumen.
Also einem Compound-Dipol.
…Hierbei muss die Einbauresonanz des hinteren Chassis um genau Faktor Wurzel2 verringert werden, und es muss 6 dB leiser spielen. Das ist schon alles, an das man sich halten muss.Danke für die Wurzel2-Regel! Die kannte ich noch nicht. Diese Zahl mochte ich eigentlich schon immer, jetzt noch ein klein wenig mehr!
…
Allgemein glaube ich eben nicht, dass sich zwei Chassis im gleichen Volumen so massiv gegenseitig beeinflussen. Im Nutzbereich sind die Wellenlängen zu groß, und darüber kann man dämpfen bzw. die Membran koppeln auch nicht mehr richtig.
Jetzt hast Du Dir irgendwie selbst widersprochen.
Bei höheren Frequenzen funktioniert die Kopplung nicht mehr richtig. Das hab ich oben schon geschrieben. Es ist abhängig vom Abstand zwischen den beiden beteiligten Chassis.
Bei tiefen Frequenzen ist aber die Wellenlänge keineswegs „zu groß“, sondern genau die Ursache für die beinahe starre Kopplung bzw. massive gegenseitige Beeinflussung!
Jetzt mal angenommen, es existiert ein real vorhandener Phasenversatz von 90° bei Einzelmessung der beiden Chassis.
Gleichzeitig betrieben befindet sich das hintere Chassis also, anders ausgedrückt, bei einem Schnellemaximum, wenn das vordere ein Druckmaximum erzeugt. Am Schnellemaximum kann sich die Membran nicht wirklich gegen den Druck des anderen wehren und wird entsprechend gebremst. Eine viertel Wellenlänge später sind die Rollen vertauscht.
So lange die Innenmaße des Gehäuses klein sind gegen eine Viertelwelle der entsprechenden Arbeitsfrequenz, wird die Kopplung m. E. sehr wohl auch eintreten, wenn ein 90° Phasenversatz bei Einzelmessung existiert. Es wird sich ein gemeinsames Compound-Chassis ergeben.
Dann noch:
Das hintere Chassis soll ja eine um den Faktor 1,4 tiefere Abstimmung/Resonanzfrequenz im Vergleich zum vorderen besitzen.
Wenn aber beide Chassis auf das selbe Volumen mit der selben BR-Abstimmung arbeiten, ist dies um die Resonanzfrequenz des Gehäuses nicht mehr gegeben. Die Resonatorabstimmung ist nämlich eine Funktion der Kiste und nicht der Chassis.
…
aber ein Dipol mit zwei Chassis im gleichen Gehäuse funktioniert ja auch, trotz leichter fertigungsbedingter Parameterschwankungen.
…
Ich wiederhole mich: Es funktioniert (macht aber keinen Sinn). Auch bei unterschiedlichen Chassisparametern eines solchen Compound-Dipols ergibt sich durch die Kopplung ein gemeinsamer Parametersatz.
Interessieren würde mich schon, wer von uns mit seiner Einschätzung richtiger liegt. Vielleicht ist es sogar eine Art Mittelding.
Genaueres wird es aber wohl erst geben, wenn das wirklich mal einer aufbaut und entsprechend analysiert.
Dazu würden mich auch Impedanzmessungen der einzelnen Treiber bei parallelem Betrieb interessieren.
Ich habe die Vermutung, dass es abseits der BR-Abstimmfrequenz in begrenztem Maße funktionieren könnte (na subba, jetzt hab ich mir selber widersprochen…), aber von massiven Verlusten begleitet sein wird.
Es bleibt spannend…
Chaomaniac
31.07.2014, 15:52
Hmm, eine Idee, wie es nach meiner Auslegung wirklich bis zur gemeinsamen BR-Abstimmfrequenz funktioniern könnte:
Eine TQWT (so dass die Anforderung an die Wirksamkeit des Gehäusevolumens erfüllt sind) mit einem Trennbrett, so dass der Umweg der beiden Chassis so groß ist, dass es nicht mehr zu einer starren Kopplung kommt.
Das hätte aber auch wieder Nachteile. Die Kammfilter würden schon bei Frequenzen im Nutzbereich auftreten, aber vielleicht nicht soooo stark. An der gemeinsamen Abstimmfrequenz ist es fraglich, ob die beiden Chassis koppeln (also die Effizienz drastisch sinkt) oder wirklich ein gut nutzbarer Bereich dabei raus kommt. Allerdings ist hier die Richtwirkung auf alle Fälle nicht mehr gegeben.
Chaomaniac
31.07.2014, 16:27
Von der Auslenkung bzw. der daraus resultierenden Volumenänderung dV.
Dein Spezialfall, beide Chassis gleich, eins schiebt raus, eins drückt rein, dV=dV1+dV2=0 (Vorzeichen beachten!), dV/V=0. Letztere Gleichung gilt ebenso für ein Chassis in unendlichem Volumen (also free-air).
…
dV=0 würde Freeair entsprechen, dV=2 der Situation mit zwei gleichen, gleichphasig arbeitenden Chassis im selben Gehäuse.
Bei letzterem halbiert sich das pro Chassis zur Verfügung stehende Gehäusevolumen. Also ist der Kehrwert von dV der Berchnungsfaktor, oder?
1/0=unendlich (Freeair)
1/2=0,5
Wenn man dV1 jetzt mit dem vorderen Chassis assoziiert und dV2 mit dem hinteren, ergibt sich durch die Pegelreduktion des hinteren Chassis:
dV=dV1+dV1÷2
entspricht: 1+(-0,5)=0,5 aus der Sicht des vorderen Chassis.
Der Kehrwert davon wäre 2, also wäre das Nutzvolumen verdoppelt.
Aus der Sicht des leiseren hinteren Chassis würde sich das „gesehene Volumen” halbieren.
Jetzt nehmen wir aber noch an, dass sich die beiden Chassis in ihrer Tätigkeit nicht gegeneinander beeinflussen und um 90° phasenversetzt arbeiten.
Wie bereits weiter oben erwähnt, befindet sich die hintere Membran bei einem Schnellemaximum, wenn die vordere ein Druckmaximum erzeugt. Also Bewegung gegen Stillstand. Eine Viertel Wellenlänge später sind die Rollen vertauscht. Also, mit ein bisschen Vorstellungsvermögen kommt dabei raus, dass das sich bewegende Chassis in dem Moment vom anderen gar nix mitbekommt, es also so ist, als wäre es im Gehäuse alleine.
Daraus folgt, (wenn man annimmt, die beiden Chassis koppeln nicht), dass jedes Chassis für sich das real vorhandene Gehäusevolumen „sieht”.
Oder hab ich jetzt da einen groben Denkfehler fabriziert?
Chaomaniac
31.07.2014, 18:04
…Hier stand Hirnfasching…
Unterschiedlich arbeitende Chassis auf ein Volumen sind ganz böser Zauber, bedenkt das die Chassis sich gegenseitig die Passivmembran geben. Dieses Phänomen konnte ich bei meinen Studiomonitor mit per Spule gefiltertem Seitenbass auf gleichem Volumen wunderbar beobachten, das Resultat war eher unschön.
Chaomaniac
01.08.2014, 09:00
… bedenkt das die Chassis sich gegenseitig die Passivmembran geben.
…
Oooh ja, da hab ich ja in meinen Gedankenspielen richtig was übersehen :doh:
Eine akustische Reihenschaltung, also Kopplung tritt ja auf, wenn die Chassis 180° Phasenversetzt (verpolt) arbeiten.
Bei 90° wird die Passivmembrannutzung quasi schon fast erzwungen.
Man beachte, dass bei BR-Boxen an der Abstimmfrequenz die Membran und der Port auch mit 90° Phasenversatz abstrahlen…
In welchen Bereichen die Chassis eigenständig arbeiten, in welchen sie koppeln und in welchen der Passivmembraneffekt eintritt, wäre dann noch rauszufinden…:eek:
Irgendwie erleichtert dieser Gedankengang die „Volumenfindung” auch nicht wirklich.
Wie gesagt, sooo optimistisch bin ich nicht, dass das ganze so wie geplant funktionieren wird.
Hallo zusammen,
folge eurer Diskussion mit Interesse..
In welchen Bereichen die Chassis eigenständig arbeiten, in welchen sie koppeln und in welchen der Passivmembraneffekt eintritt, wäre dann noch rauszufinden…:eek:Im LB2-Thread (http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=7118) habe ich mal gemessen (siehe hier) (http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showpost.php?p=96611&postcount=20), was die jeweils andere Membran abstrahlt, wenn zwei gleiche Bass-Chassis auf das selbe BR-Volumen arbeiten (beide Chassis arbeiten in Phase, beide auf der Gehäuse Vorderseite, Ansteuerung von jeweils nur einem Chassis).
Daher nicht exakt das Setup, um das es Spatz geht, aber vielleicht trotzdem im Kontext interessant.
Grüsse,
Christoph
Chaomaniac
01.08.2014, 10:41
*Brettvormkopf*
Merci Gaga, das bringt mich auf eine Idee, denn solche Messungen hab ich auch vor einiger Zeit mal fabriziert.
Spatz, hast zufälligerweise irgendwo eine D'Appo oder eine andere Box mit zwei baugleichen Tieftönern rumstehen, die Du für Experimentierzwecke mal vorübergehend demontieren könntest?
Ich würde es dann so machen (hab leider keine solche Box hier, mein Messzeug is auch noch in Umzugsschachteln versteckt):
Die TTs von der Weiche abklemmen und mit ausreichend langen Kabeln versehen, dass man sie aus dem Gehäuse rausführen kann (BR-Rohr?)
Eines der beiden Chassis mit Knetmasse beschweren, dass Deine Anforderung nach doppelter Membranmasse erfüllt ist
Eine entsprechende Beschaltung (Spule + Widerstand) dran, so dass sich Deine Anforderung nach einem breitbändigen 90°-Phasenversatz ergibt.
Dann Nahfeldmessung der beiden einzelnen Chassis in CB (BR-Kanal zustopfen, das nicht zu messende Chassis kurzschließen)
Messung der beiden Chassis im Parallelbetrieb inkl. Beschaltung
Versuchsweise verpolen (bei 90° Phasenversatz dürfte es eigentlich keinen Unterschied geben)
zuletzt noch eine Wiederholung des ganzen mit offenem BR-Rohr.
Das Abstrahlverhalten findet man so zwar nicht raus, aber man sollte erkennen, ob und wie sich die einzelnen Chassis gegeneinander beeinflussen.
Ein schreinerischer Versuchsaufbau ist also im ersten Anlauf vielleicht gar nicht nötig und wäre in vertretbarer Zeit zu bewerkstelligen (bevor der Thread noch ein paar Tage weiterläuft und sich außer wirren Vermutungen nix ergibt).
Einzel-Impedanzmessung bei parallelem Betrieb (bissl tricky beim Messaufbau) wäre sicher auch interessant.
Chaomaniac
03.08.2014, 23:22
@ Spatz:
bist Du raus? Hab ich zu viel Müll gelabert?
@ Chaomaniac:
Bin nicht raus, war nur auf nem Festival, und bin gerade erst wiedergekommen. Les' mir hier gleich alles durch und schau dann, was ich schreiben kann... ;)
Ciao,
Spatz
PS: Nein, nicht Wacken, was vollkommen anderes... :p
dimitri74
04.08.2014, 07:48
@ Chaomaniac:
Nein, nicht Wacken, was vollkommen anderes... :p
Du warst im Hunsrück?
Du warst im Hunsrück?
Auch nicht... es war ein kleines Elektro-Festival bei Ludwigslust.
Der von dir Vorgeschlagene Messaufbau klingt durchaus interessant. Jetzt muss ich nur mal schauen, dass ich an eine D'Appo-Box o.ä. rankomme!
Hat jemand eine Idee, wie man den Impedanzfrequenzgang eines Chassis messen kann, wenn ein zweites Chassis parallel mit dranhängt?
Ciao,
Spatz
PS: Heute geht's weiter aufs Pfadfinderlager, die nächste Antwort kann also wieder ein paar Tage dauern...
Und wenn man die Chassis über einen Stereoamp mit dem gleichen Signal ansteuert, aber nur einen Kanal misst? So hätte man die Impedanz des einen Chassis, und trotzdem die mechanische Koppelung...
Da die Chassis in der Anwendung an einem Kanal hängen und auf ein Volumen arbeiten werden sie sich mechanisch wie auch elektrisch beeinflussen. Ich würde das ganze über Spannung an den Chassisklemmen plus Strom per Spannung an einem Messshunt angehen, gibt dann für zwei Chassis vier Frequenzgänge die man entsprechend verrechnen muss. Wenn du das machst achte auf die Massebezüge, wenn man da nicht aufpasst butzt es die Soundkarte ziemlich fix..
Bevor du dir den Stress aber antust guck dir die jeweiligen Nahfeldmessungen an, wenn da schon nichts brauchbares bei rumkommt (wovon ich leider ausgehe) wären die Impedanzessungen nurnoch von akademischem Interesse.
Chaomaniac
04.08.2014, 15:18
Genau, beide Chassis über jeweils einen Kanal eines Stereo-Verstärkers ansteuern. Aber nicht einfach an einem den Messaufbau und der andere „blank“. Das gibt unterschiedliche Einflüsse, weil die Ansteuerung dann wegen des Messwiderstandes unterschiedlich ist.
Wenn, dann muss auch auf dem Kanal, der gerade nicht gemessen wird, der gleiche Widerstandswert mit in die Leitung geflickt werden, wie im Kanal, der gerade gemessen wird.
Rein vom Gefühl her, würde ich aber sagen, dass zu hohe Widerstandswerte auch wieder zu Verfälschungen führen könnten. Falls das Messsystem damit zurecht kommt, würde ich versuchen, auf alle Fälle unter 2 Ω, eher bei maximal 1 Ω zu bleiben.
Ich hab so was aber nocht nicht gemacht, weiß also nicht wie gut niedrige einstellige Widerstandswerte funktionieren.
Die Genauigkeit bei den höheren Impedanzwerten wird halt nachlassen. Aber auf die absoluten Werte kommt es ja nicht hauptsächlich an, sondern auf den grundsätzlichen Verlauf, um zu sehen, was die beiden Chassis über die Frequenz so treiben.
P.S.
Bei den Nahfeldmessungen bitte zweikanalig messen, sonst wird die Beurteilung der Phasen zueinander zum Ratespiel!
Gerade das eben nicht, wenn die Chassis nachher an einem Ausgang hängen müssen sie auch bei der Messung inkl. Beschaltung an einem hängen!
Chaomaniac
05.08.2014, 01:38
Gerade das eben doch, wie will man denn sonst die Einzelimpedanzen rauskriegen?
Die Kanäle eines Stereo-Amps sollten natürlich insoweit die gleiche Spannung liefern, dass es für die Chassis bzw. Die Gesamtkonstruktion wurscht ist, ob sie beide an einem Kanal paralel geschaltet wurden, oder getrennt an jeweils einem.
Habe ich doch beschrieben, Strom und Spannung für jedes Chassis messen und ab die Lutzi. Die Chassis können sich auch auf elektrischem Wege beeinflussen, je nach Beschaltung mehr oder weniger.
Chaomaniac
05.08.2014, 02:16
Bei Parallelschaltung mit üblichen Dämpfungsfaktoren?
Dann dürfte man ja bei keiner Box die gemessenen Einzelfrequenzgänge ernst nehmen…
Chaomaniac
05.08.2014, 02:30
Spule davor?
Ääähm, na und?
Erklär mir bitte, wie sich die einzelnen Kanäle nennenswert elektrisch beeinflussen sollen (vorausgesetzt, der Verstärker hat keinen Ausgangswiderstand im ganzzahligen Ω-Bereich).
Ah jetzt dämmert es bei mir, wenn keine gemeinsam in Serie liegenden Bauteile vorhanden sind (da hatte ich den Eingangspost bezüglich Filterspule missverstanden) klappt die Zweikanalmessung.
Um die Phase würde ich mich bei der Messung nicht kümmern, man kann das zwar über die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung rechnen, das macht aber nicht wirklich Spaß, und der Betrag der Impedanz ist doch zur Beurteilung völlig ausreichend.
Hallo Spatz,
Kann man so ein Verhalten eventuell auch mit einem Programm simulieren? Besonders interessiert mich dabei auch das Rundstrahlverhalten, deswegen mach ich den ganzen Quatsch. ;)
AkAbak sollte das simulieren können, aber damit kenne ich mich nicht so wirklich aus...Ich habe (bislang mit bescheidenem Erfolg) versucht, Dein Setup mit AkAbak zu simulieren. Bescheidener Erfolg hinsichtlich der rückwärtigen Dämpfung im Bassbereich.
Zwei baugleiche Tieftonchassis TT1 und TT2 spielen auf ein Volumen Vr. TT1 spielt nach vorne, TT2 ist auf der Rückseite montiert und die Membranmasse wurde verdoppelt. Außerdem ist TT2 mit einer Spule beschaltet, die im Nutzbereich wirkt.
Zusätzlich besitzt das Volumen einen BR-Port.
......
Der BR-Port ist erstmal vernachlässigbar.Kannst Du einen Treiber (mit Parametersatz) und das Gehäusevolumen für die Simu vorschlagen? Benötigt die Simu einen BR-Port, oder kann der zunächst außen vor gelassen werden?
Würde ggf. versuchen, Deinen Versuchsaufbau mit AkAbak zu simulieren.
Gruß,
Christoph
Moin allerseits,
ich tingele im Moment von Festival zu Pfadfinderlager zu Festival und zurück und bin nur stundenweise zuhause, um Wäsche zu waschen etc.
Danke für eure Beiträge und eure Mithilfe, nächste Woche ist mein Urlaub vorbei, dann bin ich hier wieder aktiver.
Bis bald, :prost:
Spatz
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