Bedämpfung von Klirrspitzen durch passive Beschaltung

[JFA]

Ich weiß nicht, wo BMS die Ringe platziert. Aber mal angenommen, die hätten einen t-förmigen Polkern (nicht T), dann wären sehr gute Positionen für 2 der Ringe genau unterhalb und oberhalb des Luftspaltes. Dann hat man schonmal Lei fast komplett erledigt, und Lex ist auch schon deutlich reduziert. Man könnte jetzt noch optimieren durch
- für mehr Bandbreite eine Alu/Kupferkappe über den Polkern, oder
- Einen weiteren Ring tiefer am Polkern, um Lex bei größeren Auslenkungen zu optimieren. Dann hat man, wenn die Spule tief einsinkt, immer noch 2 Ringe "innerhalb".

[fosti]

Ich weiß nicht, wo BMS die Ringe platziert. Aber mal angenommen, die hätten einen t-förmigen Polkern (nicht T), dann wären sehr gute Positionen für 2 der Ringe genau unterhalb und oberhalb des Luftspaltes. Dann hat man schonmal Lei fast komplett erledigt, und Lex ist auch schon deutlich reduziert. Man könnte jetzt noch optimieren durch
- für mehr Bandbreite eine Alu/Kupferkappe über den Polkern, oder
- Einen weiteren Ring tiefer am Polkern, um Lex bei größeren Auslenkungen zu optimieren. Dann hat man, wenn die Spule tief einsinkt, immer noch 2 Ringe "innerhalb".

Volle Zustimmung! Ob's 3 sein müssen sei mal dahingestellt. Jeder (!) ist richtig platziert besser als keiner!!!

Wenn ich bei 18s suche setze ich gleich den Filter mindestens auf SDR (Single. Demodulation Ring).....

[capslock]

Mir ging es auch nicht um 3 Ringe, sondern warum nicht mindestens der platzkritische aus Kupfer ist.

[JFA]

Achso, die Materialfrage. Bei Ringen ist es eigentlich egal, die aind üblicherweise dick genug, da geht auch Messing. Da nimmt man halt das, was hinreichend Leitfähigkeit ist und am günstigsten ist, also nicht Kupfer. Bei dünnen Kappen wird es schon kritischer, da ist Kupfer meistens besser.

[ax3]

Mir ging es auch nicht um 3 Ringe, sondern warum nicht mindestens der platzkritische aus Kupfer ist.

Was kennzeichnet denn einen "platzkritischen"?

Ganz praktische Frage anhand zweier ähnlicher Chassis:

Dieser koaxiale Lautsprecher hat, soweit ich sehen kann, keinen Demodulationsring
https://www.bcspeakers.com/en/products/c...0/8/8fcx51

Der Schwingspulenträger ist aus Glasfiber, die Wicklung aus Aluminium

Dieser hier hat zwei Demodulationsringe
https://www.oberton.com/en/products/ferr...?showall=1

Der Schwingspulenträger ist aus Kapton, die Wicklung aus Aluminium

Inwiefern hat jetzt der Oberton einen theoretischen Vorteil durch seine zwei Demodulationsringe?

[fosti]

Die Summe aller Eigenschaften macht es doch. Deshalb ist nicht der Oberton per se besser und der B&C schlechter. Bei "gleich gut" ist idR mit richtig platzierter Demodulation besser. Aber das Bedarf doch keiner Erklärung oder?

[JFA]

Man will möglichst viel des von der Schwingspule generierten magnetischen Flusses durch den Ring bekommen. Damit ist der wichtigste der direkt unterhalb des Luftspaltes. Dann kommt der oberhalb und dann der evtl ganz unten.

Aber: wenn man Geld sparen will, dann macht man weder einem t- oder T-förmigen Polkern, sondern einen I-förmigen, also gerade durch. Evtl noch abgedreht, nennt sich bei Wavecor "Balanced Drive". Das macht die Produktion ganz einfach, dann geht untere Polplatte und Polkern in einem Vorgang.

In dem Fall kann man durch einen Ring ganz unten, außerhalb der mechanischen Reichweite der Schwingspule (oder unter Einbußen dieser), eine erhebliche Verbesserung erzielen

[ax3]

Die Summe aller Eigenschaften macht es doch. Bei "gleich gut" ist idR mit richtig platzierter Demodulation besser. Aber das Bedarf doch keiner Erklärung oder?

Eben das versuche ich herauszufinden, Fosti.
Anders gefragt: Sind nicht auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen Demodulationsringe das Ergebnis eher verschlechtern?

[fosti]

Eben das versuche ich herauszufinden, Fosti.
Anders gefragt: Sind nicht auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen Demodulationsringe das Ergebnis eher verschlechtern?

Klar: Demodulation kostet Wirkungsgrad!

[phase_accurate]

War nicht gerade in einem Purifi Papier die Rede davon, dass falsch platzierte Kurzschlussringe den Klirr erhöhen könnten ?

Gruss

Charles

[capslock]

Klar: Demodulation kostet Wirkungsgrad!

So pauschal gilt es wohl nur, wenn die Demodulation im Spalt ist und der dadurch breiter sein muss als ohne. Ringe ober- und unterhalb des Spalts schließen den gerade auf der Höhe befindlichen Teil der Spule kurz und sollten so zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades zumindest für die höheren Frequenzen führen, in denen der "Trafo" wirkt.

Ein dicker Ring am Fuß des Polkerns sollte auch den Wirkungsgrad erhöhen, weil er Hysterese im Eisenkreis und ein Einbrechen des Felds im Spalt unterdrückt.

War nicht gerade in einem Purifi Papier die Rede davon, dass falsch platzierte Kurzschlussringe den Klirr erhöhen könnten ?

Gruss

Charles

Bei Purifi habe ich es nicht gesehen, aber das ist eine alte Weisheit. Nur ein Ring oberhalb des Spalts wäre Gift, weil dann Induktivitätsassymetrie verstärkt würde.


Edit: hier noch ein alter Zusammenschrieb von Feyz
http://diy-audio.narod.ru/litr/FaradayRi...edance.pdf

Und hier noch mehr Edit:
http://seas.no/index.php?option=com_cont...Itemid=461
http://seas.no/index.php?option=com_cont...Itemid=359

Gleicher Magnet, gleiche Spalthöhe, gleiche Feldstärke im Spalt. Die haben beide einen leichten t-Pol, nur hat der L18 keine Kupferringe, der W18 schon.

Der W hat 16 mm Spulenhöhe statt 18 mm im L --> erhöht Empfindlichkeit um 12,5%
Der W hat 15,5 statt 13,6 g bewegte Masse --> senkt Empfindlichkeit um 14%
Der W hat 6,1 statt 5,8 Ohm Gleichstromwiderstand --> senkt Spannungsempfindlichkeit um 5,2%

=> eigentlich sollte der W um 6,2% (-0,6 dB) geringere Empfindlichkeit haben, aber beide sind mit 88 dB bei 2,83 V angeben. Gut, das mag Rundungsfehler sein. Aber: Der W hat ein Qes von 0,3 gegenüber 0,36, was schon für einen leicht stärkeren / effizienteren Antrieb spricht.

[JFA]

Der W hat 16 mm Spulenhöhe statt 18 mm im L --> erhöht Empfindlichkeit um 12,5%
Der W hat 15,5 statt 13,6 g bewegte Masse --> senkt Empfindlichkeit um 14%
Der W hat 6,1 statt 5,8 Ohm Gleichstromwiderstand --> senkt Spannungsempfindlichkeit um 5,2%

Der W hat auch einen deutlich dünneren Draht, sonst würde der höhere Re nicht hinkommen. Dadurch natürlich auch mehr Windungen => mehr BL.

Bei gleicher Geometrie reduzieren die Ringe den Wirkungsgrad nur durch ihren Innenwiderstand. Da wird Energie in Wärme umgewandelt, und die muss ja irgendwo abgeknapst werden. Deswegen möglichst großer Querschnitt, der dann auch Leitfähigkeit des Materials schlägt.

[capslock]

Der W hat auch einen deutlich dünneren Draht, sonst würde der höhere Re nicht hinkommen. Dadurch natürlich auch mehr Windungen => mehr BL.

Bei gleicher Geometrie reduzieren die Ringe den Wirkungsgrad nur durch ihren Innenwiderstand. Da wird Energie in Wärme umgewandelt, und die muss ja irgendwo abgeknapst werden. Deswegen möglichst großer Querschnitt, der dann auch Leitfähigkeit des Materials schlägt.

Bezüglich des ersten Punkts: ja, richtig.

Zweiter Punkt: ja, die Ringe verbraten Wärme. Aber der Wirkungsgrad steigt trotzdem in den hohen Mitten an. Wenn Du dem oberen und dem unteren Drittel der Schwingspule ein RC-Glied parallel schaltest, wird der Widerstand auch warm. Trotzdem ist die Hauptwirkung, dass die nicht im Spalt befindlichen Teile der Schwingspule für höhere Frequenzen kurzgeschlossen werden. Die Ringe sind halt schicker, weil nicht ortsfest an der Spule verbaut, sondern ortfest über und unter dem Spalt.

[JFA]

Der Spannungswirkungsgrad steigt natürlich etwas an, weil die Induktivität verringert wird. Aber der Referenzwirkungsgrad sinkt.

[kwesi]

Edit: wollte noch erwähnen: bei einem 3-Weger ist eigentlich fast alles egal. Demodulation braucht es da eigentlich nicht. Im Bass das BLx nicht zu klein machen, im Mittelton schauen, dass man den noch in einem Bereich betreibt, in dem die Induktivität nicht dominant wird. Das wird schon blödsinnig laut ohne schrappig zu klingen.

Stimmt schon; hatte mal für einen Freund ein Heimkinosystem entworfen und dann später eingemessen bzw. die Passivweichen entwickelt, Front und Center jeweils mit 2x20er TT, getrennt bei 250Hz zum 17er MT und ab 2,5kHz ne 1" Kalotte, alles "Restposten-Treiber" im Blechkorb von Bluesound24 für 10-20€ pro Stück und mit "kostenoptimierten" recht einfachen Weichen.

Das ganze klingt überraschend gut und kann richtig böse Alarm machen, ohne irgendwie zu verzerren. Nett waren immer Treffen mit ein paar Leuten bei Shisha und viel Apfelmost; wenn alle eine hängen hatten was fetziges rein, Licht komplett aus, Anlage auf Vollgas und ne runde "Sound-baden"

Aus dem ersten Link sind die Daten natürlich wegen der fehlenden Einpegelung schwierig, aber der Tetracoil sieht nicht ungewöhnlich besser aus. Im Gegenteil, der LaVoce ist eher sauberer, nur etwas H3 in den Mitten, allerdings auch bei geringerem Pegel. Andere anderswo gemessene LaVoce waren eher mäßig.

Vom Lavoce findet man Schnittbilder des Magnetaufbaus im Netz:
https://audioxpress.com/news/lavoce-ital...e-americas

Eigentlich garnicht kompliziert aufgebaut; Unterhalb des T-förmigen Polkerns einfach ein langer Alu-Kurzschlussring zur Feldsymmetrierung und Schirmung des Eisenkreises ggü. des Schwingspulen-Streufeldes.

Viele Treiber mit "Neodymium inside slug" Aufbau (typisch bei Sica, auch bei manchen von Faital) sparen sich den Kurzschlussring gleich, da unterhalb des Polkerns der Magnet und somit kein permeables Material sitzt, da ist dass Feld schon konstruktionsbedingt sehr symmetrisch (Aufbau ähnlich hier, unteres Bild: https://assets.rbl.ms/25505938/origin.jpg)

In dem Fall kann man durch einen Ring ganz unten, außerhalb der mechanischen Reichweite der Schwingspule (oder unter Einbußen dieser), eine erhebliche Verbesserung erzielen

Macht ScanSpeak bei der Discovery-Serie (glaube ich?) so; simpler I-Polkern, Wirbelstromring ganz unten am Polschuh. In den mir bekannten Klirrmessungen z.B. bei HobbyHifi sieht man schön dass die Maßnahme gerade im Grundtonbereich, d.h. bei tieferen Frequenzen sehr gut wirkt. Scheint recht passabel die Einkopplung des Schwingspulen-Streufeldes in den Magnetkreis (und ggf. sogar die Flussmodulation im Magnetkreis selbst?) zu verhindern. Im Impedanzverlauf sieht man die Wirkung kaum, und im Mittelton wird der Klirr wieder höher.

Bei den "einfachen" SB Acoustics z.B. NBAC - ebenfalls I-Polkern, aber mit dünner Kupferkappe verkleidet - verhält sich dass anscheinend genau andersherum: Die Induktivität und der Klirr sind im Mitteltonbereich äußerst niedrig, zu tieferen Frequenzen nimmt die Schirmwirkung aber wohl deutlich ab und die Treiber zeigen im Grundtonbereich vlgw. höhere Verzerrungen.

Nicht umsonst haben z.B. die Kompressionstreiber von 18sound mit irren bis zu 2,2 T im Spalt auch zusätzlich noch eine Kupferkappe.

Vielleicht einfach nur zur Induktivitätssenkung um den Kennschalldruck und Wirkungsgrad im Hochtonbereich weiter oben zu halten?

EDIT: Quark, wenn der Magnetkreis voll gesättigt wäre geht die Induktivität der Schwingspule ja auch stark runter...

Stimmt, EQ geht auch, würde ich aber nur machen, wenn Qm schon halbwegs niedrig ist (Aluträger). Sonst hätte ich Angst, dass die Restdämpfung stark von Auslenkung und Temperatur abhängt.

Glaube auch nicht dass bei Stromsteuerung das Verhalten um die Resonanzfrequenz des Treibers nur durch einen vorgesteuertes EQing in den Griff zu bekommen ist. Alleine weil (fast) alle Treiber eine progressive Aufhängung haben, also kein lineares Kms(x) und somit zwangsweise fs = f(x).

Wäre vielleich mal ein Anwendungsfall für eine ".dynamik Spider" von Kartesian: https://www.kartesian-acoustic.com/copie...ving-parts
Oder besser einen dynamischen EQ mit Kms(X) vom Treiber als Modell, der pegelabhängig die Mittenfrequenz variiert.

Fast alle Einfälle, die von den Weichteilen dominiert werden, sind keine guten Ideen.

Ja, weil sich dass im Zweifel immer nichtlinear verhält und stark abhängig von Serienstreuungen ist.

[JFA]

Viele Treiber mit "Neodymium inside slug" Aufbau (typisch bei Sica, auch bei manchen von Faital) sparen sich den Kurzschlussring gleich, da unterhalb des Polkerns der Magnet und somit kein permeables Material sitzt, da ist dass Feld schon konstruktionsbedingt sehr symmetrisch (Aufbau ähnlich hier, unteres Bild: https://assets.rbl.ms/25505938/origin.jpg)

Richtig, mich hatte Fosti drauf gebracht. Problem bei "inside slug": wenig Magnetfläche dadurch recht wenig Fluss. Da ist dann der Ansatz, außen Ferrit und innen Neo, eigentlich ganz clever.

Macht ScanSpeak bei der Discovery-Serie (glaube ich?) so; simpler I-Polkern, Wirbelstromring ganz unten am Polschuh.

Würde Sinn machen. Müsste ich sparen: genau so. Und ich finde die Discovery-Serie ziemlich gut, ich hätte fast meinen Chef davon überzeugen können, die 25er von denen zu nehmen, statt eigene zu entwickeln. Wäre am Ende wahrscheinlich billiger oder wenigstens nicht teurer gekommen... (wegen Entwicklungs- und Werkzeugkosten vs Stückzahl).

Vielleicht einfach nur zur Induktivitätssenkung um den Kennschalldruck und Wirkungsgrad im Hochtonbereich weiter oben zu halten?

EDIT: Quark, wenn der Magnetkreis voll gesättigt wäre geht die Induktivität der Schwingspule ja auch stark runter...

Nein, kein Quark. Du bekommst ja den Polkern beim besten Willen nicht gesättigt (bzw. nicht vollständig, unten am Übergang zur hinteren Polplatte kann man zumindest in den Bereich kommen). Du hast also immer noch eine ganze Menge Eisen, was sich wie Eisen verhält. Die Kappe oben drauf gibt dann der restlichen Induktivität den Rest.

[fosti]

......
EDIT: Quark, wenn der Magnetkreis voll gesättigt wäre geht die Induktivität der Schwingspule ja auch stark runter...
......

Die absolute und relative Induktivität schon, was aber hier zählt ist, dass die Flussdichte durch die Hysterese auf einem hohen Niveau und vor allem ohne weitere Nichtlinearitäten gehalten wird! JFA hat es ja eigentlich schon gesagt! Unser Lautsprecher ist ja ein Lorentzkraftaktuator und nicht einer, der auf der Änderung der Induktivität angewiesen ist (die gibt es ja auch).

[kwesi]

Richtig, mich hatte Fosti drauf gebracht. Problem bei "inside slug": wenig Magnetfläche dadurch recht wenig Fluss. Da ist dann der Ansatz, außen Ferrit und innen Neo, eigentlich ganz clever.

Die Purify sind so aufgebaut, Kartesian macht auch sowas.

Und ich finde die Discovery-Serie ziemlich gut, ich hätte fast meinen Chef davon überzeugen können, die 25er von denen zu nehmen, statt eigene zu entwickeln.

Ja, die sind richtig gut. Hab den 26W/8534G00 in CB bei mir im Einsatz - besser geht eigentlich nicht, nur mehr Verschiebevolumen = Hub bei gleichbleibender Qualität durch deutlich höheren Aufwand = Kosten. Dann lieber gleich zwei pro Seite, wenn möglich...

Nein, kein Quark. Du bekommst ja den Polkern beim besten Willen nicht gesättigt (bzw. nicht vollständig, unten am Übergang zur hinteren Polplatte kann man zumindest in den Bereich kommen). Du hast also immer noch eine ganze Menge Eisen, was sich wie Eisen verhält. Die Kappe oben drauf gibt dann der restlichen Induktivität den Rest.

Okay, man hat wohl einfach die Zwangsbedingungen durch die Grundgeometrie, dass man nicht alles gleichförmig in Sättigung bekommt...

Unser Lautsprecher ist ja ein Lorentzkraftaktuator und nicht einer, der auf der Änderung der Induktivität angewiesen ist (die gibt es ja auch).

Kenne ich noch, meine Bachelorarbeit war die Entwicklung eines dicken Reluktanzkraftaktuators ("E-Magnet") zur Schaltung von NKW-Getrieben - der musste allerdings nicht besonders dynamisch sein, da war eher "ordentlich Bumms" gefragt...