 |
Diese Anleitung befand sich bisher im Hifi-Forum
Da ih vorhabe, sie zu pflegen und durch die eine und andere weitere angefragte Anleitung zu ergänzen, poste ich sie hier.
Sie entstand aus diesem Thread, den ich aus Gefühlsduseligkeit auch als PDF archiviert habe, wer Interesse hat, kann sich das als PDF hier ziehen: Klick mich!
--------------------------------------------
Hallo Leute,
heute will ich mal eine Anleitung zur Simulation einer Transmissionline herstellen. Es soll, wie der Name suggeriert, darum gehen, einen zuverlässigen Weg zur Simulation eines Viertelwellenresonators, einer Transmissionline zu erstellen, der für Otto-Normal-Verbraucher nachvollziehbar bleibt und der zu verständlichen Ergebnissen führt.
Was ist also die Transmissionline? Ich finde, hierzu sollte man ein paar kurze Aufsätze lesen, wie hier:
http://acoustic-desi...000095f01397617.html
http://www.exdreamaudio.de/?Lautsprecher:Geh%E4usearten
oder für tiefschürfendes sei an dieser Stelle auch mal
http://www.quarter-wave.com/ erwähnt, Martin King leistet mit seiner Dokumentation großartige Arbeit, aber er ist halt ein englischsprachiger.
Auf mich selbst will ich auch noch verlinken:
http://www.hifi-foru..._id=104&thread=10099 (ganz am ende findet sich der Grund, warum ich diesen thread großspurig zuverlässig nenne) und http://www.sinus-pollux.de (die Webseite wird natürlich noch auf den Stand des Threads gebracht )
Fangen wir an.
Ich gliedere das ganze in ein paar Schritte.
1. Sammeln und Eintragen von Daten
2. Starten/Anpassen der Simulation an die eigenen Wünsche und Ziele
3. Umsetzung der Simulation in die Wirklichkeit
1. Sammeln und Eintragen von Daten
Am Anfang war der Bass. Genauer gesagt war da das Chassis. Dieses Chassis möchten wir in einer Transmissionline einsetzen, sonst wären wir nicht hier. Optimal wäre es, wenn wir von diesem chassis
Eine Impedanzmessung sowie
zuverlässig gemessene Thiele-Small-Parameter haben.
Haben wir beides nicht, so kann man auch die Angaben des Herstellers nutzen, muss dabei allerdings bedenken, das diese mitunter abweichen und so ungenauigkeiten in der Simulation ergeben. Die Impedanzmessung benötigen wir ebenfalls, um die Genauigkeit der Simulation zu steigern, wer Chassis mit einer Herstellerseitig angegebenen Induktivität oberhalb ~1.5mH einsetzt, sollte hierauf definitv ein augenmerk haben. (Nur zur Info, diese genuigkeit/ungenauigkeit gilt für alle Chassis, die in BR/TML/Rearloaded-Horn eingesetzt werden sollen)
Das sind also unsere Vorbereitungen.
Als nächstes brauchen wir erst mal ein Simulationsprogramm, das unsere Daten frisst. Ich verwende Akabak, das funktioniert unter Windows XP und evtl. auch unter Vista, auf jeden fall aber ist es für den Privatbenutzer kostenfrei. Wir gehen auf http://www.randteam.de/_Software/AkAbak/...kAbak.html und laden am Ende der Seite die Dateien "AkAbak_v210_NoInstaller.zip
" herunter, entpacken sie in ein eigenes Verzeichnis, und starten aus dem Unterordner "ZPROGRAM" die Datei Akabak.exe
![[Bild: 001.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/001.jpg)
Das ist sie also, die Oberfläche eines frisch geöffneten Akabak. Mit Wein und Glas, sieht doch einladend aus, nicht? Ich werde an dieser Stelle nur die Teile beschreiben, die wir wirklich zur Simulation brauchen, und daher nicht alles erwähnen. Wer sich dafür interessiert, der kann sich ja gerne das manual und die tutorials antun, sehr schöner harter Tobak. Über "File" öffnen wir "New Script" und es öffnet sich im fenster ein weiteres Fenster, das Scriptfenster. Hier können wir Scriptcode einfügen und so unseren Lautsprecher beschreiben. Klingt kompliziert, isses auch!
Den nun folgenden Abschnitt kann man kopieren uns so wie er ist, in Akabak per Copy&Paste einfügen.
Es handelt sich um eine Transmissionline mit einem Peerless SLS10, positioniert auf 1/3 der Lauflänge der Line.
Zitat:|********************************************************
|*
|* 1 * Chassis in Transmissionline und LS auf 1/3
|* / Alexander Wied 01.6.2008
|*
|*
|********************************************************
Def_Driver 'Drv 1'
|*
|* Eingabebereich für den Benutzer:
|* Bitte achte in den Zeilen unterhalb Def_const darauf,
|* das hinter jedem Wert ein Semikolon steht.
|*
|*
|*
|*
Peerless SLS10
dD=20.59cm |effektiver membrandurchmesser
fs=29.7Hz Vas=69L Qms=5.46
Qes=0.57 Re=5.5ohm Le=1.4mH mms=61.8g
Def_Const |Beschreibung Gehäuse (nicht ändern)
{ sD = 0.0333; | Membranfläche eines chassis in m² / Linequerschnitt
fx = 33.6; | Abstimmfrequenz des Gehäuses/ Resonanzfrequenz des Chassis
Dia = 22.6e-2; | Chassiseinbaudurchmesser
beg = 1 ; | Verhältnis lineanfang zur Membranfläche (nicht null eintragen!)
end = 1 ; | Verhältnis lineende zur Membranfläche (nicht null eintragen!)
x = 1; | Faktor für die Lineverlängerung oder Kürzung (nicht null eintragen!)
ba = 1; |_B_edämpfung am _A_nfang der Line, Standard=1, normale füllung mit "sonofil"=20
bm = 1; |Bedämpfung in der Mitte der Line, Standard=1
be = 1; |Bedämpfung am Ende der Line, Standard=1
z = 25e-2; |Gehäusebreite am Anfang
y_r = sD/z; |Gehäusetiefe am Anfang - *X-> um Linefläche am Lineanfang vorzugeben,
x_fr = 343/4/fx*x; |Transmissionlinelänge (lambda/4*X)
|* Eingabebereich Benutzer Ende
|* ab hier nichts ändern!!!
|
ver = beg-end ; | faktor für spätere berechnungen des linequerschnittes
}
System 'S1'
Resistor 'Rg' Node=1=2 R=0.5ohm |Generator resistance
Driver 'D1' Def='Drv 1' Node=2=0=110=120
|Gehäuse------------------------------------
Duct 'Du_r1' Node=180 Len={x_fr/10} HD={z*1} WD={y_r*beg} visc={ba}
Duct 'Du_r2' Node=180=190 Len={x_fr/10} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.1)} visc={ba}
Duct 'Du_r3' Node=190=210 Len={x_fr*0.174} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.2)} visc={ba}
Duct 'Du_D1' Node=120=210 Len=2.5cm dD={Dia} | Chassis auf 1/3 der Line
Duct 'Du_r5' Node=210=220 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.3)} visc={bm}
Duct 'Du_r6' Node=220=230 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.4)} visc={bm}
Duct 'Du_r7' Node=230=240 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.5)} visc={bm}
Duct 'Du_r8' Node=240=245 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.65)} visc={bm}
Duct 'Du_r9' Node=245=260 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.75)} visc={be}
Duct 'Du_r10' Node=260=280 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*0.85)} visc={be}
Duct 'Du_r11' Node=280=290 Len={x_fr*0.09} HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*1)} visc={be}
|TML-Öffnung ---------------
Duct 'Du_iv' Node=290 Len=0.1cm HD={z} WD={y_r*beg-((y_r*ver)*1)} |QD/fo=1.5
|Schallabstrahlung----------------------------
Radiator 'Rad1' Def='Du_iv' Node=290=0
x=-32cm y=-32cm z=0 HAngle=0 VAngle=90 |Mounting position
Radiator 'Rad3' Def='D1' Node=110=0
x=0 y={-x_fr/3} z=0 HAngle=0 VAngle=0 |Mounting position
![[Bild: 002.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/002.jpg)
So in etwa sollte nun das Akabak-Fenster aussehen.
Links unten sieht man im übrigen die Zeile, in der sich zur Zeit der Cursor befindet, ich werde daher im folgenden für die Anpassung dieses Scriptes auf die eigenen Bedürfnisse die Zeilennummern verwenden und dazu bebildern.
Als erstes brauchen wir die Thiele-Small-Parameter des Chassis, diese werden eingegeben in Zeile 21-23. Sofern Le nicht bekannt ist, muss man auf eine Impedanzmessung ausweichen, dazu aber später mehr.
![[Bild: 003.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/003.jpg)
dD gibt den Membrandurchmesser an. Diesen kann man entweder mit einem Lineal am Chassis selber abmessen, indem man den Abstand von Mitte/sicke bis Mitte/sicke ausmisst, oder aber man rechnet die vom hersteller angegebene Kreisfläche Sd (Membranfläche) um in den kreisdurchmesser, Formeln und rechner gibt es laut Google zuhauf. (http://de.wikipedia.org/wiki/Kreis_(Geom...urchmesser )
![[Bild: 004.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/004.jpg)
In Zeile 28 wird die Membranfläche in qm² eingetragen, also bitte auf die Umrechnung achten.
In der Folgezeile wird fx, die Abstimmfrequenz eingetragen. Ich persönlich trage hier jeweils immer die Resonanzfrequenz des Chassis ein, um so einen Bezug zum Chassis zu wahren. Über diesen oder den parameter x in Zeile 33 wird letzten Endes die Länge der Line errechnet. Dabei ist der Begriff Abstimmfrequenz nicht zu 100% korrekt, sondern eher als Berechnungsgrundlage zu verstehen.
Dia gibt den Chassiseinbaudurchmesser an.
Beg; end; und x sind letzten Endes die Parameter, über die man die Geometrie der TML hin und her schiebt. Beg und End gehen dabei von der unter sD angegebenen Membranfläche aus und stellen jeweils Multiplikatoren für den Anfang und den Ausgang der Transmissionline dar. Hierbei geben die Werte der beiden Parameter an, mit wie viel sD multipliziert werden soll. Möchte ich also ein TML mit durchgängig halbiertem Querschnitt simulieren, so wird sowohl Beg als auch End auf 0.5 gesetzt. Möchte ich eine verjüngende TML simulieren, so gebe ich als Multiplikator 1 für Beg an und 0.2 für End. Die Möglichkeiten kann man bis zur Absurdität ausprobieren.
x wiederum ist ein Steuerparameter, über den die Länge der Line gesteuert wird. Die Verwendete Formel zur Festlegung der Länge der TML lautet "L=343/4/fx*x" - bis auf den Parameter x zur Steuerung haben wir hier also die klassische Berechnungsformel, die, der reihe nach aufgelöst, zunächst die Länge einer viertelwelle auf der Resonanzfrequenz des Chassis ermittelt und anschließend diese noch mit einem Multiplikator vereint. Hierüber kann man doppelt lange Lines wie sehr kurze Lines ins Spiel bringen.
Die Parameter BA; BM; BE stehen für die Bedämpfung, die im ersten/mittleren/letzten Drittel der Line eingesetzt wird. Eine genauere Angabe des Standortes ist nicht sinnvoll simulierbar. Werte von 20 stehen für eine recht lockere Füllung mit Sonofil, hier geht es eher darum, zu erkennen, ob Bedämpfungsmaterial Sinn ergibt oder nicht. (Das gehört schon fast in die "klang"-Abteilung)
Die Zeilen 39-41 enthalten ihrerseits wiederum Angaben über die Breite der angegebenen TML, zumindest den parameter "z" sollte man ein wenig anpassen, ein 8cm-Chassis in einer 25cm breiten Line führt sonst zu schlimmen ergebnissen - aber wer würde so etwas auch schon bauen Die anderen beiden parameter kann man anfassen, wenn man weis, was man tut, ich sehe hier allerdings keine Notwendigkeit.
Nun das eine oder andere Wort zur Simulation: Die Simulation geht davon aus, das das Chassis auf ~ 1/3 der Lauflänge sitzt. Es hat sich herausgestellt, das bei der Großzahl der Chassis sich eine Positionierung auf 1/3 einfach nur positiv auswirkt. Des weiteren geht die Simulation davon aus, das Kanalausgang und Chassis recht nahe beieinander sitzen. Bei typischen bassabstimmung bis 50Hz können das hinterher physikalisch ruhig bis 50cm sein, das Ergebnis wird nicht großartig anders sein, viel mehr sollte es aber nicht werden, mehrere Meter sind "no go's" und Abstimmungen oberhalb 50Hz mit TML zu realisieren kann wackelig werden, wenn das Kanalende nicht wirklich in der Nähe des Chassis sitzt.
Nun haben wir also das Chassis eingepflegt oder versuchen es erst mal mit den vorhandenen Daten eines Peerless SLS 10.
Um dem ganzen einen Praxis-Bezug zu geben, rechnen wir um:
Die Länge der Line= 343/4/fx*x = 343/4/33.6 * 1 = 2.55m
Die Chassis Position = 2.55 / 3 = 0.85m (entfernung zum geschlossenen anfang der Line)
Die Kanalfläche der Line zu Beginn (geschlossenes Ende/anfang)= Sd*beg = 333cm² * 1 = 333cm²
Die Kanalfläche der Line am Ausgang= Sd*end = 333cm² * 1 = 333cm²
Netto-Volumen = 0.0333*0.0333*2.55 = 0.282m³ = 282Liter
Dazu kann man doch schon mal "Sie" sagen, woll?
Nun kommen wir zu Schritt 2:
2. Starten/Anpassen der Simulation an die eigenen Wünsche und Ziele
Per Druck auf F5 ruft man den folgenden Dialog auf, den man entsprechend einstellt und per OK bestätigt:
![[Bild: 005.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/005.jpg)
Das Ergebnis kann man dann im Fenster bewundern:
![[Bild: 006.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/006.jpg)
Per Doppelklick auf die Graphik öffnet sich das einstellungsfenster für diese Grafik, mittels dem wir mal näher heranzoomen:
![[Bild: 007.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/007.jpg)
Bei bedarf kann man natürlich auch die Phase aktivieren, wird aber unübersichtlicher.
![[Bild: 008.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/008.jpg)
So haben wir schon mal einen Eindruck davon, wie eine Transmissionline mit oben angegebenen Maßen sich später messen würde.
An dieser Stelle gäbe es schon einie Stellen zur Optimierung, aber wir schreiten erst mal fort und erstellen uns ein Impedanzdiagramm. Das Impedanzdiagramm ist jenes, anhand dessen man später wirklich ablesen kann, ob die Simulation mit der Messung übereinstimmt. Akustische Messungen sind hier nach meinem Kenntnisstand nicht zu 100% Aussagekräftig.
Zuerst holen wir das Script wieder in den Vordergrund. Mit Druck auf F9 aktiviert man den Impedanz-Dialog:
![[Bild: 009.jpg]](http://sinus-pollux.de/tl-simulationen/faq/009.jpg)
---zip----
|
![[Bild: tb1_1000.jpg]](http://www.klangundton.de/wp-content/uploads/2009/03/tb1_1000.jpg)
(schwarz)., Bis ca. 50 Hz bei vollen Pegel , danach darf es auch abfallen.