URPS klirrt heftig.........

[maha 0]

..... so steht es zumindest im "Visaton"-Forum, das ich eben entdeckt habe.

 

Mich regen solche eher unerwarteten Phänomene meist zum Denken an. Da macht es dann "klick" bei mir und ich SUCHE nach einer Erklärung.

 

Die habe ich dort, relativ unreflektiert, auch gepostet..............

 

 

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--------- Posting Visaton Forum---------------

 

 

Hallo!

Ist nur ein Test, ob ich hier auch ohne Anmeldung schreiben darf............

 

Wer aber wegen so einem "Blödsinn" einen neuen Beitrag schreibt, der darf auch technischen Unsinn absondern.

 

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Also: Blödsinn Nr.1

 

Der URPS klirrt heftig. Wurde zumindest geschrieben..................

Warum? Keine Ahnung! Aber eine ´blöde´ Erklärung! Saublöd.

 

Annahme:

8 Liter Innenvolumen

VD von 0,5 Liter

 

Daraus ergibt sich eine "Anstieg des Innendrucks", bei voll "eingefahrener" Membran von 8/7,75=1,03226

 

Beim "Ausfahren" erhält man 8/8,25=0,96969.

 

Normieren wir jetzt......

eingefahren..... 1,03226

ausgefahren......8,25/8=1,03125

 

Mist! Die Druckverhältnisse sind nicht linear!

 

Was nun!

 

Den URPS vergessen?

 

Nein!

 

Es folgt Blödsinn Nr.2.........

 

Beim AMP die Halbspannungen unsymmetrisch machen. So mit dem Faktor 1,03226/1,03125.

 

Gruß aus Wien, Martin

 

PS: Ich hab´ keine Ahnung! Weder von Akustik noch von Elektronik. Und Obige "Erklärung" bzw. die "Lösung" entstanden in 3 Minuten.

Nicht böse sein, falls es absoluter Quatsch ist.

 

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--------- Ende Posting Visaton Forum----------

 

 

So, jetzt die Frage.

Sind diese Gedanken "vollblöd", oder.......

 

 

Danke für Eure Meinungen

 

Martin

 

 

 

 

[maha 0]

Korrektur des "Blödsinns" Nr.2

 

Wenn schon, denn schon..........

 

Halbspannungen auf ein Verhältnis 3226/3125 einstellen. Das wären mehr als 3% Differenz - eigentlich recht viel.

 

Gute Nacht, Martin

 

 

 

[Philipp 0]

Hallo Martin,

ich habe aus deinen Zahlen etwas anderes berechnet: 1,03226/1,03125 = Unterschied von 0,1%. Diesen Wert halte ich für vernachlässigbar.

Als ersten Grund, warum ein gefilterter Sub klirrt, würde ich eine Unterdimensionierung des Membranhubes vemuten. Eine Fausregel kenne ich nicht, aber wer einen solchen Sub z. B. mit nur einem großen Chassis fährt, hört mehr Oberwellen als Grundwelle:-).

Grüsse, Philipp

 

[Philipp 0]

ich habe geantwortet, obwohl ich die Grundlage deiner Berechnung noch gar nicht verstanden habe. Inwiefern entsteht wann eine Differenz der Volumina?

Grüsse, Philipp

 

[maha 0]

Hallo!

 

1.) Ich weiß ja selber nicht ob ich es verstanden habe

 

2.) Die Membrane sollte positiv wie negativ gleichen Hub vollführen. Klar.

Beim "Einfahren" ist die rel Volumenänderung aber größer als beim Ausfahren.

Somit könnten nichtlineare Federkräfte auftreten. Ich habe gestern aber nicht weitergedacht.

 

Und bei 25 Hz kann man wohl schon von "Druckänderungen" im Gehäuse ausgehen. Die dann eventuell Einfluß auf die Membranbewegung haben.

 

3.) Dein rechnerischer Einwand ist mir gestern nach dem Posten auch aufgefallen. Ist im "RE:" bereits korrigiert.

 

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Durch Änderung einer Halbspannung beim Amp ist das Problem aber eher nicht zu lösen. (Falls dieser Ansatz überhaupt richtig ist. ) Aber "entzerren" sollte schon gehen. Ein aktives Filter ist sowieso nötig, man könnte eine "Probeentzerrung" integrieren.

 

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Die Visaton Messwerte sind in meinen Augen wirklich seltsam.

 

4 Stk. 250er müssen bei gleichem Klirr lauter als ein 200er sein. Trotz vollkommen anderer Gehäusebauform.

 

Deshalb habe ich kurz nachgedacht.

 

-Verstärker klippt? nein, das sind Profis

-Gehäuse scheppert? detto

-Sicke verformt sich? Nein, Fläche gegenüber Membran zu klein um solchen Einfluß zu haben.

-komische Effekte des Antriebs bei großer Leistungsaufnahme? Mhmm.... da kenn´ich mich nicht aus, aber da müssten die Chassis ja auch Dynamikprobleme haben.

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Na ja, irgendein Physiker wird die These schon widerlegen.

 

Gruß, Martin

 

[Philipp 0]

Hallo Martin,

jetzt erzähl doch endlich mal, wieso deiner Meinung nach bei den Bewegungen der Membran im Gehäuse unterschiedliche Volumina existieren.

 

Meine Vermutung hat sich nach dem Durchlesen der genannten Diskussion als falsch herausgestellt, mit vier 25cm-Bässen ist der Sub ausreichend dimensioniert. Die Verzerrungswerte des entzerrten Subwoofers sind ja wirklich nicht berauschend. Ich bezweifle, dass die hohe Membranauslenkung alleine dafür verantwortlich ist. Hier sollte die Aufmerksamkeit auf andere Quellen von Nichtlinearitäten gelenkt werden, wie möglicherweise Luftkompression und/oder Partialschwingungen. Wer weiß was?

 

Grüsse, Philipp

 

[maha 0]

Hallo!

 

jetzt erzähl doch endlich mal, wieso deiner Meinung nach bei den Bewegungen der Membran im Gehäuse unterschiedliche Volumina existieren.

 

Na wieso? Weil die Membrane beim Ein- und Ausfahren das Gehäusevolumen ändert.

 

Boyle-Mariottsches Gesetz, so nennt sich der Zusammenhang zwischen Druck und Volumen.

 

P*V=P0*V0

 

(falls ich mich richtig erinnere, ist schon 30 Jahre her)

 

Annahme:

1.) Gehäusevolumen 10 Liter (=V0)..... Membrane in Ruhe

2.) Chassis hat 500 cm2 Fläche und 4 cm Hub

 

 

Fall 1: Voll drinnen: 10000cm3-1000cm3=9000cm3=9 Liter

Fall 2: Voll draußen: 10000cm3+1000cm3=11000cm3=11 Liter

 

P1= (P0*10)/9 = 1,11111 *P0

P2= (P0*10)/11 = 0,90909 *P0

 

Im Fall 1 muß die Membrane die Luft im Gehäuse komprimieren, und zwar um 11,11%

Im Fall 2 verringert sich der "Innendruck", und zwar um 1/0,90909=1,10.... also nur 10%

 

Nach meiner These müsste sich die Membrane also (bei gleicher Antribskraft) nach aussen weiter bewegen als nach innen.

Der angelegte Sinus wird verzerrt -> Fourier -> Oberwellen (Klirr) entstehen -> Diese hat Visaton dann gemessen.

 

Klar, Randbedingungen wie das Verhältnis "Auswirkungen von geändertem Innendruck" zu "Antriebskraft" sollte man noch einbeziehen.

Aber bei einem B*L von 20N/A ´stimmen´die Größenordnungen.

 

Den geänderten Innendruck kannst Du dir selber ausrechnen... muß mich wieder um die Nasdaq kümmern.

 

Gruß, Martin

 

PS: Wahrscheinlich ist alles eh´nur ein Gedankenfehler.

 

 

 

 

 

[boxworld 0]

Hy Martin

Ich bin zwar zu faul und zu unwissend um jetzt die Formeln alle nachzurechnen, aber ich habe da so eine Idee.

Also es ist ja so, das der Unterdruck im Gehaeuse hoechstens -1 bar sein kann. Der Ueberdruck kann aber viel mehr werden, bei vollem Membranhub vieleicht z.B. 5 bar (nur so ne Zahl).

Dieser Unterschied wuerde zu einer starken Unlinearitaet zwischen den Bewegungen des Chassis fuehren. Beim Pump in das Gehaeuse steigt der Druck immer weiter an, bei der Bewegung weg vom Gehaeuse ist bei -1 bar ja kein Gegendruck mehr da. Vieleicht hilft das weiter.

Gruss Marc

 

[maha 0]

...... denke ich die ganze Zeit?

 

Aber dieser Extremfall ist mir auch als erstes eingefallen. Und dann hab ich es mit realistischen Volumina nachvollzogen.

 

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Auf der Fourier-Seite, die ich Dir zum Ansehen vorgeschlagen habe, kann man z.B. den "Cosinuskoeffizienten" der 2. Oberwelle auf ca 8% stellen, den der 3. Welle auf ca 3%...... und dann erhält man in etwa jene Verzerrungen, die ich von der von mir vermuteten "Kompression" erwarte.

 

Na ja,

grau ist alle Theorie........

Nur ohne sie..........

klingt´s auch beschi......

 

Gruß, Martin

 

 

 

 

 

[Philipp 0]

Hallo Martin,

genau so eine Antwort wollte ich haben, jetzt kann man das auch mal diskutieren.

Ich glaube aber, wenn mich meine trüben Augen nicht täuschen, du hast einen kleinen Fehler gemacht, nämlich Prozentzahlen ungleicher Basis miteinander verglichen:

P1= (P0*10)/9!!! = 1,11111 *P0

P2= (P0*10)/11!!! = 0,90909 *P0

richtig:

P1= (P0*11)/10 = 1,1 *P0

P2= (P0*9)/10 = 0,9 *P0

 

Damit wäre zwar deine Schlussfolgerung ungleicher Volumina falsch, das ganze aber nicht unbedingt ein Holzweg. Linear wäre das System ja dann auch nur, wenn Kompression und Dekompression lineare UND gleiche Funktionen wären.

Das werde ich mal im Physikbuch nachschlagen.

 

Grüsse an Kostolany, wenn du hinkommst, Philipp

 

[maha 0]

Hallo!

 

Mag sein.......

 

Trotzdem, die Grenzfälle??? 10 ATÜ, 0,5 Atü

 

Physikbuch, das ist eine gute Idee.

Mist, wo hat sich das versteckt - Nur das der zweiten Klasse ist aufzufinden

 

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Ich denke auch nochmals nach... ... morgen

 

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Und Kostolany, das war einmal...Stichwort: Qualität kaufen und schlafen legen.....

 

Derzeit muß man seine Positionen stündlich überdenken. Sonst wird man finanziell komprimiert!

 

Gruß, Martin

 

[Mwf 0]

Hallo Martin,

 

3% sind viel oder wenig ...

Bei gegengekoppelten Amps

mit einem PSRR (Power supply rejection ratio) von typisch z.B. 60 dB = 1/1000

bleiben davon nur noch -tipp tipp- 30 ppm (parts-per-million) = -90 dB übrig.

Also sehr wenig.

 

Aber nur, solange der Amp nicht ins Clippen gefahren wird!!

Also, wenn´s heftig wird

-- und davon können wir bei +/-0.5 l Verschiebevolumen ausgehen --

kommt der Tip doch zum Tragen, bis max. 3%.

 

Entscheidend ist, ob der Übergang des Amps vom Linearen in den Overloadbereich so schön sanft erfolgt wie die überproportionale "Versteifung" des zusammengedrückten Luftvolumens.

Eher nicht, höchstens bei schwach- oder nicht-gegengekoppelten Amps (viele Röhrenschaltungen).

 

Da sollte man schon gezielter rangehen,

d.h. nicht-lineare Verzerrer (unsymmetrisch d.h. K2, K4, K6...)

z.B. analog mit ausgetüftelter Diodenschaltung in der GK

oder heutzutage mit entsprechendem DSP,

für Perfektionisten natürlich mit Kopplung ans Barometer

-- Schönwetter-Korrektur, aber auf handfester Basis!! ....

 

Der absolute Spezialist auf diesem Gebiet (äh, nicht dem Wetter) ist übrigens Wolfgang Klippel aus Dresden, der, wie ich hier im Forum irgendwo aufgeschnappt habe, früher auch schon mal mitdiskutierte.

 

Im informierten Profi-Bereich wird seid den 70ern pauschal berücksichtigt, das Verschiebevolumen nicht größer als 5% des Gehäusevolumens zu machen,

sodaß Verzerrungen durch diesen Effekt im tolerablen Rahmen bleiben

also hörbar, aber nicht störend/entstellend.

Wenn ich mich richtig erinnere, hat Richard Small (TSP) schon in seinen Original-Artikelserien diese Überlegungen angestellt.

 

 

Zweite dominierende Verzerrungsquelle im Betrieb unterhalb Fs ("URPS", "doubly integrating amp"):

Nichtlinearität des Lautsprecher-Motors

Es reicht hier nicht, nur ordentlich Schwingspulen-Überhang bereitzustellen...

Vielleicht liegt hier die Ursache für Unstimmigkeiten bei Visaton ...

--- habe die Seiten noch nicht gelesen,

muß endlich ins Bett,

 

Michael

 

 

 

 

 

[Philipp 0]

Hallo Michael und Martin,

ich habe Quatsch erzählt:

linearen und gleichen Funktionen für Kompression und Dekompression sind natürlich nicht ausreichend für ein lineares System, sie müssen konstant sein, was sicher nicht der Fall ist.

Und damit haben wir eine Quelle für Nichtlinearitäten, die nur auf die von Michael beschriebene Weise reduziert werden kann. Die genannte Faustformel stellt sicher für manche gefilterten Sub mit extrem geringem Volumen eine Hürde da.

 

Danke für diese interessante Diskussion und Grüsse aus München, Philipp

 

[maha 0]

Hallo Michael!

 

Das Eingangsposting war ein absoluter 5 Minuten-Schnellschuß.

 

Den wirren "Lösungsansatz", untersch. V-Spannungen, hab´ ich im 3. od 4. Posting wieder verworfen. Ein absoluter Blödsinn.

 

Leider sind meine Kenntnisse auf den Gebieten Elektronik und LS-Bau nur amateurhaft - weiterführende Schriften kenne ich nicht.

 

Daher waren für mich auch die (anscheinend bekannten) Probleme bezüglich des Verschiebevolumens neu.

 

Und beim Verstärker bügelt die Gegenkopplung alles glatt. Logo!

 

Aber das mit dem "Barometer" ist mir auch eingefallen.

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Nichtlinearitäten des Antriebs:

 

- Sind sie proportional zum Hub?

- Oder proportional zur aufgenommenen Leistung?

 

Maximaler Hub ist doch bei jeder Gehäusebauform gefordert. Und geschlossene, normal abgestimmte Boxen verlangen im Tiefbassbereich auch kräftig nach Power.

 

Kann das wirklich diesen unerwartet hohen Klirr bewirken?

Bei Visaton kämpfte 1 20er gegen 4 25er. Beides auch relativ ähnliche Qualitätschassis.

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Jedenfalls scheinen die Verschiebevolumen-Probleme proportional zum Hub zu sein, egal bei welcher Frequenz. Denk ich mir. Und deshalb deren Entzerrung eher schwierig.

 

Gegenkopplung der Membrane? Wie bei alten B&M Boxen. Die hatten übrigens auch ein sehr kleines Bassabteil.... ein 25er in ca. 10 Litern, bei der BM6

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Gruß, Martin

 

 

[Kay 0]

Es ist leichter Luft zu expandieren, als zu kompremieren. Daraus entstehen Nichtlinearitäten.

Ich habe in einem Buch 'nen Diagramm mit einer Darstellung der Verzerrungen im Zusammenhang mit dem Gehäusevolumens und des Schalldrucks. (Elektor-Verlag : Lautsprecherboxen, Dichtung und Wahrheit)

Bei einer Verringerung des Volumens steigen die Verzerrungen bei konstantem Schalldruck.

Gruß

Kay

 

[maha 0]

Hallo!

 

Mich fasziniert der URPS-Sub irgendwie.

 

Warum:

Er ist klein - die Aufstellung kann deshalb an die räumlichen Gegebenheiten optimal angepasst werden. Eventuell mit mehreren Einheiten.

 

 

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Falls der von Visaton gemessene Klirr wirklich mehrheitlich auf das nichtlineare Verhalten der "Luftfeder" zurückzuführen ist, so sollte sich dieses doch relativ einfach entzerren lassen - mittels eines elektronischen Vorschaltkästchens.

 

Ich habe zwar auch nachgedacht.... aber, wie zu erwarten, erfolglos.

 

 

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Oder mittels einer "mechanischen" Kompensationsfeder, als Spiegelbild der Luftfeder? Mhmm???? Gleiches mit Gleichem bekämpfen! Kostet zwar Wirkungsgrad, das wäre aber bei einer Meßanordnung vorerst egal.

 

Ginge das? Wäre einfachst zu installieren! Vorerst nur für eine Klirr-Vergleichsmessung bei 30 Hz.

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Gruß, Martin

 

PS: Warum steigt beim URPS gerade der K2 so an, der K3 bleibt im Rahmen?

Physiker, wo seid ihr...........

 

[Kay 0]

Eine Entzerrung ist nicht ganz einfach, da die Höhe des Schalldrucks mit eingeht.

Die Leute hier verbauen eine größere Anzahl von Chassis, erhöht den Wirkunggrad (der durch das Prinzip in die Knie geht) und senkt die Verzerrungen. Für mich ist das Prinzip Unsinn.

Kay

 

[maha 0]

... Aber welche Verzerrungen?

 

K2 oder K3?

Gibt dieses Buch darauf eine Antwort?

 

Gruß, Martin

 

 

 

[maha 0]

Eine Entzerrung ist nicht ganz einfach, da die Höhe des Schalldrucks mit eingeht.

 

Schalldruck???

Hub wohl eher, bzw. das Verhältnis Vbox zu VD.

 

Für mich ist das Prinzip Unsinn.

 

Für mich nicht. Weil Mini-Schallquellen besser zu platzieren sind. (Sofern sie "funktionieren" )

 

MfG, Martin

 

 

 

[Philipp 0]

Hallo Kay,

bitte verrate mir, auf welcher Seite in dem genannten Buch etwas dazu steht, danke im voraus.

 

Grüsse, Philipp

 

[Mwf 0]

Hallo Martin,

 

es muß K2, evtl. + K4, K6 ... sein, da einfache +/- Unsymmetrie.

 

Extremes Gegenbeispiel:

Rechteck = totales Clipping, in beiden Polaritäten identisch = nur K3, K5, K7 ...

 

 

Gruß,

Michael

 

[maha 0]

Hallo Michael!

 

...viel K2 ....und sonst noch einiges, ....hab´ich auch vermutet.

 

Passt auch irgendwie zu den Visaton-Messungen ......

 

Würde aber, nach meinem Verständnis, eher für die nichtlineare Feder sprechen, weniger für Probleme des Antriebs. (?) Da hab´ ich eher K3 im Hinterkopf.

 

Oder ist der Grund für K3 das Anschlagen der Membrane? Bzw. clipping? Vor 15 Jahren hätte ich´s noch gewusst.

 

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Off Topic....

 

Ich bin im I-net sehr aktiv, so ca. 2-4000 Beiträge/Jahr. Zu Stumpf-themen wie "Geldanlage".

 

Richtiges Nachdenken, so wie hier, macht wirklich Spaß! Es zeigt, dass man doch noch nicht total verblödet ist. (glaubt man zumindest)

Auch wenn die eigenen Aussagen falsch sind, so steckt doch Hirnarbeit dahinter.

 

Und das Schöne am Internet: Man kann ungeniert ´schwafeln´, die Schranken fallen dann von selbst.

 

Gruß, Martin

 

 

 

[Kay 0]

Sorry, die erste Angabe war falsch.

Es steht im Buch "Lautsprecherboxen Aufbau-Nachbau-Umbau" (Elektor-Verlag) auf Seite 344.

Zitat: Das Diagramm zeigt die notwendigen Gehäusevolumen für weniger als 3% Verzerrung infolge nichtlinearen Verhaltens der Luft im Gehäuse bei verschiedenen Grenzfrequenzen und Schallpegeln."

Ein Beispiel:

F-3dB bei 40 Hz, Schallpegel 96dB in 1m Abstand =>22Liter Netto

nicht berücksichtigt sind die EIhgenschaften des LS, d.h. es wird hier nur Eigenschaft der Luft berücksichtigt.Gruß

Kay

 

[Kay 0]

> Schalldruck???

> Hub wohl eher, bzw. das Verhältnis Vbox zu VD

Zur Erzeugung eines best. Schallpegels ist immer ein bestimmter "Hub" nötig, oder richtiger formuliert, es muß ein bestimmtes Volumen "verschoben" werden.

Kay

 

[Kay 0]

Die Untersuchungen im Buch bezogen sich auf die erzeugten k2

Kay