SW BR-Gehäuseentwicklung, Simulieren und Messen

[dts66]

Hallo Leute,

erstmal danke nochmal für den Aufnahme in das Forum!


Ich lese und beschäftige mich schon recht lang mit Lautsprechern. Nun wollte ich endlich mal ein eigenes Projekt auf die Beine bestellen da ich mit meinen Leinwandbau nun fast am Ende bin.
Meine idee war es einen Subwoofer zu entwickeln der unter die Leinwand passt da mein M11000 schon recht groß ist. Außerdem hatte ich einfach Lust drauf.

Die Höhe und die Breite vom Sub waren von den Ausmaßen der Leinwand schon vorgegeben. In der Breite konnte ich variieren. Da ich vom m11000 schon recht verwöhnt war, hatte ich mir die unmögliche Aufgebe gestellt einen Sub zu bauen der min. genauso gut ist.
Nach einigen Recherchen im Internet stieß ich auf das Ripol Prinzip. Schien ja das beste Prinzip zu sein was Tiefgang und Präzision angeht. Allerdings ist das mit dem Wirkungsgrad ein großes Problem das man nur mit mehr Membranfläche entgegenwirkte. Was wiederum schlecht fürs Budget ist

Daher entschied ich mich erst mal für ein klassisches BR Prinzip.
Ich wollte auf jeden Fall Zwei 15 Zöller in das Projekt einfließen lassen. Da stießen mir die IMG SPH 380TC ins Auge weil schon mal jemand diese Treiber für ein Ripol Projekt verwendete und ich mir das noch offen halten wollte falls das mit dem BR Gehäuse nicht klappt.

Also erst mal die Daten von den Chassis in BoxSim eingehackt und berechnen lassen. Bei raus kam ein 260L Gehäuse mit einer BR Abstimmung von 23Hz. Ganz gut dachte ich mir und bestellte die Chassis und Das Holz. War vielleicht etwas vorschnell...

Leider habe ich zu spät den BOXSIM Gehäuse Rechner bemerkt…

Hat damit schon jemand Erfahrungen? Denn der Rechnete mir 107L mit BR Abstimmfrequenz bei 28Hz aus.

Gehäuse aus 24mm Multiplex und BR Kanal aus 19mm Multiplex plus div. Verstrebungen waren recht zügig zusammengebaut und ordentlich verklebt.


Dann kamen die ersten Tests…

Als Elektronik nutze ich eine 1000W an 8ohm Bridge Amp mit einem XTA AudioCore DSS220 Digital EQ. Gemessen wird mit Smaart7 und Neutrik Messmikro.+ Vorverstärker.
Die BR Abstimmung passte soweit. Nur viel mir bei der BR Messung schon auf das ein Hügel bei ca 80Hz ist. Die Chassis sahen auch ziemlich wellig im Bereich von 50-100Hz aus. Hab mir nix weiter bei gedacht und stellte den EQ ein. 90Hz Tiefpass mit 48db Butterworth und +6dB Bassboost bei 35hz.


Soundcheck:

Ja sowas ist immer recht schwierig zu beschreiben finde ich. Da ich aber schon einiges gewohnt war vom M11000 klang es für mich einfach nur hohl. Tiefbässe unterhalb von 35Hz waren ok aber alles darüber wie Präzision und Fülligkeit/Bassfundament war nix. Einfach nur schwammig... und das 80Hz „Dröhnen“ .
Ich hab viele Messungen gemacht, viel am EQ Filter gestellt aber gepasst hat es nie. Das Gehäuse Volumen hab ich mit Glasswolle aufgefüllt und wieder das gleiche Prozedere.


Nun nach ewiger Leserei komm ich zu meinem eigentlichen Fragen:

Wie kann ich die unerwünschten Überlagerungen (80hz) entgegenwirken? Spielt die Gehäuse Breite eine so große Rolle das vielleicht ungünstige Beugungsfrequenzen endstehen? Ich hatte auch die Überlegung „Ablenkbretter“ ins Gehäuse zu bauen damit keine Stehenden Wellen endstehen können. Aber beugen sich Tieffrequente Wellen nicht einfach um diese Bretter? Der BR Kanel ist mit 10x30Cm an der Öffnung dimensoniert. Kommt daher die 80Hz überhöhung? Und Wie kann ich den QTC am BR Gehäuse bestimmen.


Ich will das Projekt noch nicht ganz aufgeben, daher seit Ihr sozusagen meine letzte Rettung bevor die Kreissäge kommt


Viele Grüße,
Andor


P.s. div Messungen und Daten kann ich gern reinstellen wenn das Hilft.

[SNT]

Tiefbässe unterhalb von 35Hz waren ok aber alles darüber wie Präzision und Fülligkeit/Bassfundament war nix. Einfach nur schwammig... und das 80Hz „Dröhnen“ .
Ich hab viele Messungen gemacht, viel am EQ Filter gestellt aber gepasst hat es nie.
Nun nach ewiger Leserei komm ich zu meinem eigentlichen Fragen:

Wie kann ich die unerwünschten Überlagerungen (80hz) entgegenwirken?

Falls das Dröhnen die Raummoden sind, kannst Du mal mit einem steilem parametrischem Equaliser (also nicht mit einem einfachen EQ) die 80Hz rausfiltern, bevor Du Dich mit einem anderen Gerät in Unkosten stürzt. Vielleicht regst Du ja auch irgendeinen Schrank zur Resonanz an. Sweep auch mal mit hoher Lautstärke durch und hör ob's irdendwo wackelt.

Vielleicht ist es ja auch keine Raummode, sondern vielleicht ist das Gehäuse zu lang und die Stehwelle kommt durch?

Ich würde auch mal die Bassreflexöffnungen zustopfen und elektronisch korrigieren. Maximalpegel ist dann natürlich reduziert.

260Liter? Das sieht nach einem wahrscheinlich eher länglichen schmalen Teil aus? Ich hab da auch schon mal einen Verriss erlebt (Miovoc AM80 plus Visaton WS300 oder so ähnlich in einem 2 Meter langen geschlossenem Gehäuse). Klang damals in jedem (!) Raum (noch ohne Messequipment) so beschissen, dass ich das Teil glatt in die Tonne getreten habe. Die Box lag natürlich immer in einer Raumecke...Heute würde ich das natürlich nicht mehr tun.

[dts66]

Hi Sven,

danke erstmal für Deine Antwort.

Eine Raummode kann ich ausschließen die ich den Sub auch in einen anderen Raum gezogen hab. Ich hatte das Messmikro auch direkt an der Membran bzw am BR Port gelegt um zu messen. Sonst hab ich keine Probleme mit dem Raum das es irgendwie dröhnt oder wackelt. Achso, der Speaker steht knapp nen Meter von der Wand weg.

Bassreflex Kanal hab ich auch schon geschlossen. Aber das führte wie du schon sagtest zu nen starken Pegelverlust. Tiefgang war auch demendsprechend keiner mehr vorhanden.

Genau, der Sub ist ca 130x45x45 (innenmaße) groß.

Ich habe die Vermutung dass das Gehäuse zu groß ist. Aber ich kann es nicht wirklich nachvollziehen da ich die Formel um BR Gehäuse zu berechnen noch nicht ganz verstehe. Bzw. bin ich gerade noch dabei mich schlau zu machen wie man mit den TSP´s umgeht.
Also Frequenzgang ist wohl nicht alles wenn man nach BOXSIM geht^^

Ich hab das Chassi jetzt mal durchgerechnet und es scheint für BR Gehäuse zu passen. Dazu habe ich die benutzt
EPB = fs / Qes
Und liege bei: ca 69

Nun hänge ich gerade daran:

Volumen Berechnung :
Vb = Vas : ((Qtc²/Qts²) - 1)


da komme ich auf 2,188?? (Qtc=0,57)

Resonanz Frequenz durch gewünschtes Qtc:
fc = Qtc * fs : Qts


41Hz, ok klingt erstmal nach einer realistischen Zahl. (Qtc=0,57)


Qtc sollte denke ich bei 0,5-0,7 liegen? Mal sehen was bei rauskommt..

Mein Problem ist denke ich auch dass ich eingentlich nicht wirklich eine Vorstellung davon hab welcher wert "gut klingt"


Greetz

[Gaga]

Hallo Andor,

Du kannst das BR-Gehäuse mit den TSP Deines Treibers online zum Beispiel hier berechnen und bekommst gleich einen simulierten Frequenzgang.

Das hat für meine Zwecke gut funktioniert und später auch gut mit dem gemessenen Frequenzgang bzw. der gemessenen Impedanz übereingestimmt.

Gruß,
Christoph

[dts66]

Hallo Christoph,

in der Tat hab ich die Seite nahezu Zeitgleich mit deinem Post gefunden. Ich hab nun einige Std. mit den Zahlen jongliert und stelle immer wieder fest das Resonanzfrequens und Grenzfrequenz den gleichen Arbeitsberech haben?!
Auch wenn ich das Volumen verdopple, bekomme ich nicht wirklich mehr Tiefgang. Und eine untere Grenzfrequenz von knapp 40Hz ist nicht Brauchbar für nen Subwoofer. Oder was meinst Du?Meine Vorstellungen lagen bei ca 25Hz Grenzfrequenz. Das wird bei 260L (jetzt testweise mit 125L) ja irgendwie möglich sein..

Dann ist mir aufgefallen dass ichdie Gehäuse Güte QL bestimmen muss. Im internet findet man recht viel von einer Tabelle. In der findet man unter der Freiluftgüte Qts (Freiluftgüte des Chassis) die Abstimmfaktoren a, h und b.Wenn ich mich daran halte komme ich auf:Vb = Vas / a = 78L. Die Simulation kommt auf 82L

Ist es eher sinnvol eine hohe Resonanzfrequenz zu nutzen (wie in dem Bassreflex Rechenbsp. von micka.de) und den Tiefgang < 35Hz mittels EQ rauszuholen?Wie machen "die großen" Hersteller das? Wenn ich meinen M11000 durchmesse, stelle ich fest das BR Frequenz und Chassi Frequenz perfekt übereinstimmen und das natlos bis 22Hz ohne EQ.

Im Anhang hab ich mal nen Screenshot von der Sumilation.


Greetz

[Gaga]

Hallo Andor,

nur ganz kurz, da ich heute ganz wenig Zeit habe: Ich kann den Anhang leider nicht sehen. Kann es sein, daß Du das Album dazu noch als 'nicht öffentlich' markiert hast in Deinem Nutzerbereich?

Ansonsten schaue ich mir das gerne an - es gibt hier allerdings jede Menge Nutzer, die in Bezug auf Subwoofer-Abstimmung viel mehr Erfahrung als ich haben. Vielleicht klinkt sich da noch jemand ein....

Bis später, Grüße,
Christoph

[SNT]

Du wirst wohl nicht drumrum kommen die TS-Parameter zu messen und damit in die Simulation zu gehen oder Du schaust zunächst einfach mal bei welcher Frequenz der Lautsprecher ein Hubminimum hat >

Schaust Du schräg gegen die Membran und wobbelst den Lautsprecher mit einem Frequenzgenerator durch. Wo das Minimum ist, da ist auch ungefähr die Abstimmfrequenz. Möglicherweise liegt die ja direkt in der Nähe von 80Hz. Vielleicht kannst Du ja bereits beim Wobbeln den Dröhner erneut ausmachen...

Das Ergebniss kannst Du ja dann mal mit Deinen Vorüberlegungen abgleichen und prüfen ob Du da überhaupt mit dem Lautsprecher in die passende Gegend kommst.

Aber am besten sind zunächst mal die TS-Parameter einholen oder am besten selber messen und hier mal reinposten. Dann kann man Dir auf die schnelle mal ne Simulation machen...

[dts66]

Hi,

@ Christoph, ja das ist kein Problem..

Ups, hab ich dann wohl übersehen mit dem Anhang. Ich hoffe das klappt jetzt mit dem Album.


Die TS Parameter hab ich:

Monacor SPH 380 TC

Impedanz (Z)2x4 Ω
Resonanzfrequenz (fs)21,5 Hz
Mittl. Schalldr. (1 W/1 m)89 dB
Nachgiebigkeit (Cms)0,28 mm/N
Bewegte Masse (Mms)199,5 g
Mech. Widerstand (Rms)9,6 kg/s
Mechanische Güte (Qms)2,81
Elektrische Güte (Qes)0,31
Gesamtgüte (Qts)0,28
Äquivalentvolumen (Vas)275 l
Gleichstromwiderst. (Re)2x3,6 Ω/1x7,2 Ω
Schwingspulenindukt. (Le)2x1,1 mH/1x4,4 mH
Lineare Auslenkung (XMAX)±11,1 mm
Eff. Membranfläche (Sd)845 cm2
Verschiebevolumen (Vd)938 cm3


Ich hab auch deinen Ratschlag verfolgt und einen Frequenzgenerator an die Endstufe angeschlossen. Der BR Kanal arbeitet eigentlich auch fast so wie Simuliert. Bei ca 30Hz spürt man mit den Fingern auf der Membran dass die Schwingungen des Chassis teutlich geringer werden.

Zu allerletzt hab ich nochmal den SUB ins Wohnzimmer gezogen (das immer ein Kraftakt, puh..) Und durchgemessen. Ìch habe jeweils Vier Messungen gemacht. Zwei mit Mineralwolle zur Dämmung des Gehäusevolumes und Zwei ohne Miwo. Davon Jeweils am BR Kanal und direkt am Chassis gemessen.
Die Bilder hab ich auf meinem Profil/Alben/Sub gespeichert. (kann man die in einem bearbeiteten Post noch zusätzlich anhängen?)



Grüße

[Gaga]

Hallo Andor,

stell' die Bilder Deiner Messungen doch ruhig in den Thread, einfach an einen neuen Beitrag angehängt.

Bei deiner Messung 'Chassis ohn Wolle' ist bei ca 140 Hz eine Resonanz zu sehen, die bei Dämpfung des Gehäuses verschwindet (Messung 'Chassi'?). Das passt ungefähr zur Längsresonanz des 1.3 m Gehäuses.

Daher würde ich das '80 Hz-Dröhnen' eher Deinem Hörraum zuordnen. Vielleicht postest Du auch die Maße deines Hörraums? Hier kannst Du die Resonanzen deines Hörraums ausrechnen.

Noch einmal zu deine Fragen vom Anfang. Ich versuch's mal so gut ich kann.

Wie kann ich die unerwünschten Überlagerungen (80hz) entgegenwirken?

Dazu musst Du klar haben, wo die Ursache für die Resonanzen liegt. Ich würde jetzt eher auf den Raum tippen. Wichtig wäre dann auch die Aufstellung der Subs, die beeinflusst, wie stark welche Resonanzen angeregt werden. Auch dazu gibt's (freie) Programme. Kenne mich da aber wenig aus.

Spielt die Gehäuse Breite eine so große Rolle das vielleicht ungünstige Beugungsfrequenzen endstehen?

Die Gehäusebreite spielt eine Rolle für den Baffle-Step. Der wird sich aber bei einer Gehäusebreite von <50cm nicht bei 80 Hz abspielen.

Ich hatte auch die Überlegung „Ablenkbretter“ ins Gehäuse zu bauen damit keine Stehenden Wellen endstehen können. Aber beugen sich Tieffrequente Wellen nicht einfach um diese Bretter?

Nein, das funktioniert nicht. Du musst schon, wie Du's gemacht hast, Dämpfungsmaterial in die Box einbringen.

Der BR Kanel ist mit 10x30Cm an der Öffnung dimensoniert. Kommt daher die 80Hz überhöhung?

Den Zusammenhang von Wellenlänge und Resonanz kannst Du z.B. bei Sengpielaudio ausrechnen. 30 cm Wellenlänge entsprechen ca 1143 Hz, die Halbwellenlängenresonanz läge dann bei ca 600 Hz.

Und Wie kann ich den QTC am BR Gehäuse bestimmen.

Verstehe die Frage nicht wirklich...

Zu den Simulationen: Das schaut doch ganz gut aus. Du kannst ja auch einmal die erste, 260 Liter-Variante des Subs simulieren.



Du bekommst damit laut Simu tatsächlich eine recht tiefe Abstimmfrequenz hin (ca 16 Hz), allerdings auf Kosten des Ausschwingverhaltens und des Group Delays.



Da musst Du die Sub Spezialisten fragen, ab wann sich das schlecht anhört.... Mir würde das aber nicht gefallen. Vielleicht hat das auch was mit deinem Höreindruck 'Dröhnen' zu tun?

Hast Du nicht ohnehin einen EQ zur Verfügung? Ich würde es dann mit dem empfohlenen geschlossenen oder optimalen BR-Gehäuse versuchen, den Sub entsprechend entzerren und mehr Aufmerksamkeit auf Raummoden (ggf Dämpfung im Raum) und Plazierung des Subs legen.

Bei der Verwendung des EQ für die Anhebung tiefer Frequenzen setzt natürlich die Leistng des Verstärkers und die max Auslenkung der Chassis Grenzen. Vielleicht kann das auch jemand kurz simulieren. Allerdings bei 2 15-Zoll Chassis..... Mir würde das reichen, aber da sich die Ansprüche verschieden ;-)

Ach ja, vielleicht achtest Du auch auf den Druckkammereffekt, bzw wann der in deinem Hörraum einsetzt. Bin da auch nicht firm, aber meine gelesen zu haben, daß Du unterhalb der niedrigsten Raummode eine Verstärkung von 12 dB pro Oktave (?) bekommst (oder so - vielleicht kann jemand was kompetentes dazu sagen)?

Hoffe das hilft Dir erstmal weiter, Gruß,
Christoph

[dts66]

Hi Christoph,

erstmal nen riesen Dank für deine Mühe und dass Du so viel Zeit investierst!

Ich habe mal die Resonanzen des Raumes über die Seite die Du empfolen hast Berechnet. Das kommt auch in etwa mit dem zusammen was ich messe und ausfiltern muss. Probleme hatte ich im nackten Raum bei 42Hz und 75Hz.
Was ich gestern noch festgestellt habe als in den DIY SUB gegen den Teufel M11000 antreten ließ ist, dass der DIY SUB wesentlich mehr den Raum anregt (auch messbar) obwohl die Positionen der Subs gleich waren.

Meine Vermutung liegt daher nahe dass das Ausschwingverhalten und das Group Delay, wie deine Simulation zeigt schlecht ist für ein gutes Impulsverhalten des Sub´s und dass das auch negative Auswirkungen auf den Raum haben könnte.
Daher hab ich beschlossen das große Gehäuse das sich die beiden 15" im Moment teilen, auf zwei kleine BR Gehäuse aufzuteilen. Ich würde mich da ca an die Berechnung halte die besagt das 88L wohl ausreichen sollten um ein gutes Impuls verhalten zu bekommen (Vermutung richtig?)

Und Wie kann ich den QTC am BR Gehäuse bestimmen.

Ich meinte damit den Güte QL: unter "meine Box" Wert der mit 4.5 bestimmt wird in der Simu. Wie kommt man auf die 4.5?

Bei der Gruppenlaufzeit zwischen BR und Chassi bin ich mir noch nicht sicher wie die "ideale" Kurve aussehen sollte. Macht es mehr sinn das die Kurve durchgehend wie eine Linie ist oder eher doch so wie an hand der schwarzen Kurve leicht wellig im Bereich der Reso. ist. (Bild)

Wenn ich das richtig verstanden hab ist also eine Tiefere Abstimmung schlecht für ein gutes Impulsverhlten bzw schlechteres Grou Delay. Das heiß > kleineres Gehäuse, höhe Abstimmung und besseres Impulsverhalten (Knackigere Bässe?)
Und den Tiefgang hol ich mir dann aus dem EQ.
Das würde aber auch bedeuten, dass ich ne menge Verlustleistung Produziere wenn ich den Sub Via EQ bis 25Hz erweitere bei einer Grenzfrequen von 33Hz.

Anbei nochmal die Messungen von gestern Abend.

[nailhead]

Hallo,

bevor du versuchst wegen eines schlechten group delays deine Abstimmung des Gehäuses zu verändern, würde ich eine andere Trennung ausprobieren. Ein lowpass mit 48dB/Oktave ist viel zu steil und handelt dir übrigens ein weitaus (um ein vielfaches!!) höheres/schlechteres group delay ein, als das bißchen, was du bei dem tuning am group delay verändern würdest


Probiere einfach mal ein Filter 3. oder 4. Ordnung und evtl. auch eine höhere Trennfrequenz. Ein Subsonicfilter für ganz untenrum schadet auch nicht, das erhöht zwar im selbigen Bereich ebenfalls das group delay, sollte da aber nicht zu eng gesehen werden, da dort die Vorteile überwiegen.

Generell auch mal das tuning der Box überprüft? Einfach ein Nahfeldmessung eines Lautsprechers machen, mit Mikro ganz nahe (unter 1cm) an die Membran des 15". Der Einbruch im F.gang zeigt dir dann das tuning an. -> Klappt natürlich nur mit hoher Messauflösung.


Grüße
Andreas

[Joern]

Daher hab ich beschlossen das große Gehäuse das sich die beiden 15" im Moment teilen, auf zwei kleine BR Gehäuse aufzuteilen. Ich würde mich da ca an die Berechnung halte die besagt das 88L wohl ausreichen sollten um ein gutes Impuls verhalten zu bekommen (Vermutung richtig?)

Hi

hast Du mal geschaut, was es an bestehenden Erfahrungen zu diesem Treiber gibt ? Ich stieß auf mehrere Objekte um 115Liter mit einem Chassis. So ganz verkehrt bist also nicht Deinen Annahmen bisher.

Die Idee, zwei einzelne Subs zu stellen, hat in kritischen Räumen Vorteile - den Raumeinfluß kannst Du damit zumindest mindern. Allerdings braucht es auch etwas Variabilität und Flexibiltät in Bezug auf den Standort.

Die bisherigen Anmerkungen zum Betrieb / Antrieb bleiben davon unbenommen.

Viel Erfolg !

[dts66]

Hallo!

lowpass mit 48dB/Oktave ist viel zu steil und handelt dir übrigens ein weitaus (um ein vielfaches!!) höheres/schlechteres group delay ein

hab ich schon getestet. Dank des DigitalEQ bin ich da ziemlich flexibel was das angeht. Ich habe div. Filter und Flanken benutzt aber der Sound bleibt einfach schwammig.

hast Du mal geschaut, was es an bestehenden Erfahrungen zu diesem Treiber gibt

Ja, hab ein Paar Bauvorschläge gefunden und die selber nach-simuliert. Da kommen wirklich brauchbare Ergebnisse bei raus! Den "restlichen" Tiefgang hol ich mir dann vom EQ. Leistung hab ich ja genug^^

Deswegen hab ich mich dazu entschlossen das 260L Gehäuse zu verkleinern. Ich hoffe dass ich dadurch eine bessere Impulswiedergabe bekomme. Nach langen hin und her Simulieren bin ich nun auf folgende Daten gekommen:

BR Rohr berechnung: d=16cm (201cm²) / L=88.00cm

Als Kanal umgerechnet:bxh= 40x5.25 cm L=88cm
Ich gehe jetzt mal davon aus, dass ich die Fläche vom Rohr auf einRechteck (RB Kanal) umrechnen kann. Hatte im Internet nix weiter dazu gefunden was dagegen spricht. Oder hat da jemand andere Erfahrungen?

Die Länge von 88cm würde ich dann in einem gefalteten Kanal umsetzen "L" förmig.


Gehäuse Abmessungen:
Volumen Netto: 110L
Volumen Chassi: 2L
Volumen BR Kanal: 6L
Volumen Brutto: 118.00L
(alles Innanmaße)
Breite: 740cm
Tiefe: 400cm
Höhe: 400cm
Reso: 23Hz
Grenzfrq. 38Hz

Mit den Abmessungen bin ich mir noch noch ganz sicher. Muss mal sehen wie das dann mit der Leinwand passt da die beiden Subs dann unter die Leinwand müssen.

Grüße