+- diy-hifi-forum.eu (https://diy-hifi-forum.eu)
+-- Forum: Archiv (https://diy-hifi-forum.eu/forumdisplay.php?fid=198)
+--- Forum: Elektronik (https://diy-hifi-forum.eu/forumdisplay.php?fid=8)
+---- Forum: Eigenentwicklungen (https://diy-hifi-forum.eu/forumdisplay.php?fid=88)
+---- Thema: Membrangegenkopplung von Lautsprechern (/showthread.php?tid=4998)
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - capslock - 22.10.2013
JFA schrieb:Steht nicht viel dazu. Aber es wird halt deutlich, was man damit ausregeln kann und was nicht (dazu muss man die Nichtlinearitäten allerdings verstehen). Allerdings hat er was vergessen bzw. wird da nicht betrachtet: power compression. Die kann man natürlich mit einer Stromquelle wunderbar ausregeln, während eine Spannungsquelle dabei vollständig versagt. Kann allerdings auch zum Tod des Chassis führen: ein durch Hitze ansteigender Re ist ein gutes Mittel gegen Überlast. Habe ich z. B. bei einem Subwooferchassis so gemacht: die Kühlung ist so "schlecht" dass es bei hoher Belastung einfach durch ansteigendes Re immer leiser wird. Dabei ist die Kühlung dann wieder zu gut, die Wärme nachher wieder ordentlich abzutransportieren.
Bei einem Subwoofer kann man sowas machen, bei breitbandig arbeitenden Chassis käme ich da nichtmal im Traum drauf*.
Gruß
Jochen
*bzw. würde schweißnass aus eben jenem aufwachen
Ja, ein stromgeführter Verstärker regelt Power Compression raus, daneben auch die Induktivität und Schwankungen derselben, außerdem geht Bxl (x) nur linear ein und nicht quadratisch wie bei Spannungsführung, d.h. in Summe. Auch ohne Membrangegenkopplung ergibt das deutlich verminderte Verzerrungen und läßt sich durchaus auch bei Mittel- und Hochtönern einsetzen, wenn man den Frequenzgang passen entzerrt.
Großer Nachteil: Q_es geht gegen Unendlich, somit gibt es eine heftige Resonanzüberhöhung, es sei denn, man hat jede Menge mechanischer Dämpfung (Alu-Spulenträger und jede Menge Watte nah an der Membran) oder man hat gerade eine Membrangegenkopplung. Glücklicherweise schreit Membrangegenkopplung geradezu nach Stromführung, da sonst die verfügbare Schleifenverstärkung wegen der Induktivität der Schwingspule arg begrenzt ist. Genau aus dem Grund würde ich sowas auch nie digital ausführen, denn mit Latenz von AD/DA und µC bleibt dann kaum noch nutzbare Schleifenverstärkung.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - JFA - 22.10.2013
capslock schrieb:Großer Nachteil: Q_es geht gegen Unendlich, somit gibt es eine heftige Resonanzüberhöhung, es sei denn, man hat jede Menge mechanischer Dämpfung (Alu-Spulenträger und jede Menge Watte nah an der Membran) oder man hat gerade eine Membrangegenkopplung.
Ein simpler PEQ _vor_ der Regelschleife könnte schon einiges an Verbesserungen bringen. Klar, der passt nur bei einer einzigen Auslenkung exakt, aber wie exakt muss der denn sein? Wo wir dann schon wieder bei dem Thema "reeller Nutzen einer Membranregelung wären".
Mit einem uC würde ich das auch nicht machen wozu der Aufwand? Besser wird es dadurch nicht.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Mad Bat - 28.10.2015
Hi, hatte den thread zufällig gefunden. Ist das projekt weitergegangen?
Für mich ist es doppelt interessant, arbeite bei micronas (die stellen die hall sensoren her)
Mfg
Laurin
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Dissi - 28.10.2015
Ich habe nicht den ganzen Thread gelesen und weiss nicht, ob das schon erwähnt worden ist, aber es gibt noch eine weitere Methode, die eleganterweise sogar völlig ohne einen Sensor auskommt.
Die Methode wurde in den 1980er Jahren von der Firma Studer/Revox entwickelt, patentiert und in in einem aktiven Studiomonitor auch umgesetzt. Das Prinzip besteht darin, dass ein Verstärker mit negativer Ausgangsimpedanz eingesetzt wird, der Re und Le des Treibers kompensiert. Der Verstärker steuert folglich im Idealfall direkt die induzierte Spannung
u=Bl*v
und damit die Schwingspulengeschwindigkeit v (wenn Bl als konstant angenommen wird).
Allerdings gibt es verschiedene Grenzen der Methode. Bei übermässiger Kompensation von Re und Le schwingt das System, und bei Überschreitung der linearen Auslenkung (Abfall von Bl) wird der Treiber gnadenlos an den Anschlag getrieben. Wenn diese Probleme gelöst worden sind, dann erhält man ein System, das bezüglich Dämpfungsfaktor und Membrankontrolle wirklich einmalig ist.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - wgh52 - 28.10.2015
Ja, dieses sensorlose Prinzip mit negativer Endstufenausgangsimpedanz ist bekannt, wurde auch in Elektor beschrieben und von der Firma Audio-Pro in "ACE Bass" Systemen eingesetzt.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Franky - 28.10.2015
Ich hatte mal Outsider Monoblöcke als Endstufen bei denen diese negative Ausgangsimpedanz sogar einstellbar war. Ich hatte die damals an Coral Boxen mit 15er Bässen und man konnte es deutlich hören wie die Wiedergabe des Tieftons sich änderte.
![[Bild: 47957-0-47957_1000x1000.jpg]](http://www.springair.de/media/image/thumbnail/47957-0-47957_1000x1000.jpg)
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Franky - 28.10.2015
Hier der Knopf zum Einstellen
![[Bild: 47957-3-47957c_1000x1000.jpg]](http://www.springair.de/media/image/thumbnail/47957-3-47957c_1000x1000.jpg)
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - 3eepoint - 28.10.2015
Hi, das Projekt ist momentan semi aktiv. Ich habe grade mit dem 3. Semester im Studium begonnen wo es an C-Programmierung, datenaufnahme ect. geht, es also noch andere Ansätze wie Vorentzerrungen der BL-Kennlinie (Was erschreckend einfach zu machen ist, zumindest das aufstelen der Gleichung....) ect. betrachtet werden. Dieses Wissen wird dann mit einfleißen, es wird aber noch dauern. Im Raum steht auch eine Vorstufe auf Raspi 2 Basis, dass steht aber noch am Anfang.
Momentan wäre ein System mit RaspberryPi 2 als Vorstufe mit Rechnung zur Vorentzerrung z.B der antriebskennlinie und anschließender Gegenkopplung zur verbesserungs des Ausschwingverhaltens ect. denkbar, allerdings sind wir in Signalverarbeitung noch nicht so weit als das ich das mal eben hinpflanzen könnte....
Endstufen mit Stromgesteuertem Ausgang sind für eine Gegenkopplung fast Pflicht, da sie sie Phase unter anderem liniarisieren und zudem den Lautsprecher "richtig" ansteuern.
@ Mad Bat
Interessant, kannst du zu den Hal sensoren villeicht etwas sagen ? Linearität, Eigenschaften, irgendwas was man so zu beachten hat ? Die Datenblätter sind zwar meist recht detailliert, aber viel mit sowas gemacht hab ich auch noch nicht.
Mfg 3ee
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Mad Bat - 29.10.2015
Hi,
ich kann mal den ausbildungsleiter fragen, habe dieses jahr erst angefangen... Aber vllt finde ich jemand, der sowas genauer sagen kann.
Find ich gut, dass das projekt weitergeht!
Brauch ja auch noch was zum basteln über die nächsten jahre
Gruß
Laurin
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - JFA - 29.10.2015
Dissi schrieb:Das Prinzip besteht darin, dass ein Verstärker mit negativer Ausgangsimpedanz eingesetzt wird, der Re und Le des Treibers kompensiert.
Das ist keine Regelung, ein Equalizing hat genau den gleichen Effekt. Letzteres kann man natürlich nicht so leicht vermarkten.
Zitat:Allerdings gibt es verschiedene Grenzen der Methode. Bei übermässiger Kompensation von Re und Le schwingt das System
Das kommt davon, wenn man in einem Verstärker eine Mitkopplung einsetzt.
3eepoint schrieb:Endstufen mit Stromgesteuertem Ausgang sind für eine Gegenkopplung fast Pflicht, da sie sie Phase unter anderem liniarisieren und zudem den Lautsprecher "richtig" ansteuern.
Wenn Du einen Stromausgang hast kannst Du Dir die Gegenkopplung sparen.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Mad Bat - 29.10.2015
Hi,
Würde man dann nicht ein problem mit resonanzen (besonders fs) bekommen? Da würde der Verstärker ja durch die impedanzspitze ziemlich stark gegensteuern und den treiber mechanisch killen
Gruß
Laurin
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - JFA - 29.10.2015
Du meinst jetzt den Strombetrieb? Ja, denn durch den (theoretisch) unendlich hohen Innenwiderstand des Verstärkers ist dann bei Fs nur noch Qms bedeutsam, und das ist meistens ziemlich hoch. Man MUSS also vorher ein Equalizing setzen.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - Mad Bat - 29.10.2015
@JFA
genau so meinte ich das... Nur kann ichs nicht so technisch ausdrücken [emoji23]
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - スピーカ - 29.10.2015
Man kann auch beide Spielarten so mischen, so dass im Bereich der Resonanzfrequenz eine Spannungssteuerung wirksam wird und im restlichen Bereich eine Stromsteuerung.
Professionelle Entwickler machen so etwas tatsächlich.
Für reinen Mittel- oder Hochton könnte man auf alleinigen Strombetrieb setzen.
Außerdem ist es ebenso möglich beide Spielarten in einem Verstärker über das gesamte Frequenzspektrum umzusetzen.
Man sieht, es gibt jede Menge Platz für den Spieltrieb.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - druesel1 - 12.12.2015
Hallo 3eepoint, hallo Mitstreiter,
bin recht neu in diesem Forum, habe aber interessiert in diesem Beitrag herum gelesen. Habe mich richtig gefreut, als ich mitbekam, dass ihr euch nicht nur theoretisch mit dieser Angelegenheit befasst, sondern auch wirklich mal ein wenig auf den Punkt kommen wollt, sprich, es auch praktisch ausprobieren möchtet – meine Hochachtung, denn theoretische Abhandlungen hierüber gibt`s ja wie Sand am Meer, zum Probieren reicht`s meistens nicht, oder es wird als inakzeptabel oder zu aufwändig oder aber Sinnlos abgetan.
Eines möchte ich vorweg nehmen: es ist einfach, sehr sinnvoll, spott billig und zeigt verblüffende Wirkung – wenn es richtig eingesetzt wird (!). Klingt ein wenig wie „die Weisheit mit Löffeln gefressen“, ist aber wirklich nicht so gemeint – sind lediglich eigene handfeste praktische Erfahrungen.
Habe mich in den vergangenen Jahren (durfte zeitig mein Arbeitsleben beenden) sehr intensiv mit genau dieser Problematik hobbymäßig beschäftigt und fertige seit geraumer Zeit derartige Boxen (klein, ca. 12 -15l Nettovolumen, für den Heimgebrauch nicht PA, da gibt’s einfachere Methoden) für Verwandte und Bekannte.
Ich muss eingestehen, dass ich alles Mögliche als Sensor in Betracht gezogen und ausprobiert und gemessen habe, aber leider nicht die hier favorisierte Methode mit Hallsensor. Bis auf den rein mechanischen Aufbau, welcher sich gewiss etwas schwierig gestalten kann, könnte die Verwendung aber sicher in einem begrenzten Frequenzbereich (ich denke bei weitem nicht so hoch wie hier angenommen, der Sensor mag noch so gute Frequenzeigenschaften aufweisen, in Verbindung mit der Mechanik des Lsp läuft euch aber die Phase ganz schell aus dem Ruder und eine relative Phasenstarrheit macht eine Echtzeitregelung erst möglich, und keine andere kann die Unwägsamkeiten, welche wir versuchen wollen zu vermindern, in den Griff bekommen). Vielleicht noch so viel: ich habe mich nach unzähligen Versuchen auf ein Elektretmikrofon, welches nicht auf der Membran befestigt ist, eingeschossen – verblüffend einfach…… wie schon erwähnt.
3eepoint, ich möchte dir keinesfalls das Ruder aus der Hand nehmen, im Gegenteil. Ich würde mich wirklich freuen, wenn dir mit deiner Sensorwahl Erfolg beschieden ist und werde immer wieder mal reinschauen was so passiert. Es liegt mir auch fern ein Parallelthema zu eröffnen, bin aber sehr gern bereit, meine eigenen Erfahrungen zu teilen, wenn Interesse bestehen sollte.
[FONT="]Mit freundlichen Grüßen Hannes[/FONT]
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - newmir - 12.12.2015
Also ich werde das bestimmt nicht anpacken in naechster Zeit, aber ich finde es hoch interessant, zumal Du das ja wohl praktisch angepackt hast, aber anscheinend auch die Theorie halbwegs durchleuchtet hast. Also gerne mehr. Wie sieht das praktisch aus. Wo sitzt das Mikro? Schaltplan? Fotos? Wie machst Du die Trennung, in welchem Bereich arbeitet Deine Rueckkupplung? Mehr
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - wgh52 - 12.12.2015
Hallo Hannes und Michael,
auch ich bin am Prinzip der Mikrofongegenkopplung interessiert, denn ich betreibe B&M Omegas (mit sog. "acoustic Feedback"), kann daher vielleicht (theoretisch wie praktisch) etwas beisteuern.
Die Omegas haben eine ganz einfache P-Regelung (Proportionalregelung) implementiert und das Mikrofon ist dafür auf die TT Membran geklebt.
Vergleiche zwischen auf-Membran und vor-Membran Mikroanordnung könnten sehr interessant sein! Denn z.B. je mehr Abstand das vor der Membran montierte Mikrofon hat, desto höher wird die Totzeit des Regelkreises, also je kleiner die Phasenreserve des Regelkreises. Ob man, bzw. ab welchen Parametergrößen man da was "hört"... wäre interessant.
Weiterhin: Inwieweit andere als P-Regler (z.B. solche mit zusätzlichem Integral- oder Differential-Anteil oder beidem) für eine Mikrofongegenkopplung (verbessernd) in Frage kommen wäre ein weiteres (evtl. auch regelungstechnisch/mathematisch zu erörterndes) Feld.
Es könnte also einiges vorangehen und ich würde gerne mitlernen. Hier oder in einem separaten Thread wär egal.
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - 3eepoint - 12.12.2015
Hi Hannes und wgh52,
auch wenn hier ein anderer Ansatz verfolgt wird ist jede Form von Erfahrung in dem Thema wilkommen.
Die Reglung via Mic hat ihren Charm, aber auch ihre Grenzen. Es wurde ja schon angesprochen ob man die Vorder oder Rückseite nutzen sollte, aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse ist die Vorderseite vor zu ziehen! Wegen des kleinen Volumens im Lautsprecher kommen da auch mal 140dB zu stande, und ich wage zu bezweifeln dass das Mic da noch sauber arbeitet, auf der Vorderseite ist das noch eher möglich.
Wenn ihr mit Schaltungen experimentieren wollt, kann ich euch das hier verlinkte Spice Modell ans Herz legen:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showpost.php?p=165603&postcount=73
Hier könnt ihr euch Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Membrane direkt ausgeben lassen. Wenn man dann ncoh die Sensorkennlinie über die Spice funktionen rein bringt, sollten sich verschiedene Ansätze prüfen lassen.
Ich selber bin momentan in der Uni recht viel eingespannt. Wenn ich Semesterferien habe wird es wieder mehr aufgegriffen, dann hab ich auch an der Hochschule mehr möglichkeiten, sofern nicht wieder was dazwischen kommt......
Ansonsten wie newmir schon sagte, alles was ihr habt her damit! Je mehr wir vergleichen und diskutieren können, desto eher finden wir eine ideale lösung =)
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - druesel1 - 13.12.2015
Liebe Mitstreiter,
erst einmal danke für die Antworten und das vorhandene Interesse an weiterführenden Darstellungen.
Sollte es wirklich weitergehen, muss ich persönlich diejenigen enttäuschen, welche auf eine detaillierte theoretische Abhandlung hoffen. Im Nachhinein, nachdem alles stabil zur Zufriedenheit funktioniert, ist es für mich auch recht interessant mal genauer zu schauen, was da fabriziert wurde und weshalb gewisse Grenzen, welche ich gern etwas erweitert hätte, vorhanden sind – wie z.B. der von Winfried angesprochene Abstand des Mikros vor der Membran, welcher mit Sicherheit die Phasenreserve des Regelkreises einengt – aber um welches Maß, wirkt es sich spürbar aus oder nicht wirklich?
Ich würde einfach einmal ein paar einführende Sätze niederschreiben und ihr solltet dann selbst entscheiden, ob ihr an so etwas interessiert seid oder nicht.
Anfangs stand der Wunsch, die unangenehmen Eigenschaften aller Lsp (hier TT gemeint) unterhalb der Resonanzfrequenz in ein Hochpassverhalten überzugehen, auf elektronischem Wege weitestgehend zu beseitigen. Schalldruckabfälle von z.B. 20dB bei 20Hz gegenüber von mir aus 200Hz waren mir entschieden zu viel (Eines vielleicht noch vorweg: ich will hier nicht von Chassis mit >30cm Durchmesser und Boxenvolumen von in die 100te Liter gehend schreiben, da sind diese Begrenzungen auch durch einfachere, mechanische Maßnahmen in den Griff zu bekommen. Ich hatte immer Boxen für den häuslichen Gebrauch im Sinn – die größten bei mir haben knapp 15l Nettovolumen und 2 x 6,5“ TMT + HT, es gibt auch kleinere mit etwa 7l und einem 6,5“ TMT +HT).
Dass es mehr oder weniger gut funktioniert, zeigen B&M, Silbersand und zahlreiche andere wie u.A. schon Philips in den 70ern mit ihrem MFB genannten Prinzip (wenn ich mich recht entsinne sind grundlegende Gedanken hierzu schon in den 30er – 40er Jahren formuliert worden). Alle basieren irgendwie auf einem Prinzip: Gegenkopplung.
Wenn einem dieses Prinzip in Fleisch und Blut übergegangen ist, hat man den größten Teil des Weges bereits hinter sich gelassen – das ist mein voller Ernst. Von ganz besonderem Interesse sind hierbei Überlegungen bezüglich des Phasenverhaltens zwischen Ein- und Ausgang. Wer das bei seinen ganzen Betrachtungen immer im Blickwinkel hat, kommt schneller ans Ziel und lässt sich nicht so leicht aus dem Konzept bringen.
Einmal soweit gekommen, habe ich, als eher praktisch veranlagter Mensch – man möge es mir nachsehen – ganz kurz mal gemessen, wie es mit dem Pegelabfall bei meinen Probanden aussieht.
Tongenerator, Messmikro vor die Membran, Oszi – Ergebnis: bei 20Hz etwa 15dB weniger als bei 200Hz.
Um dies auszugleichen, von evtl. Verzerrungen erst einmal abgesehen, bräuchte ich bei 20Hz ganz grob betrachte ungefähr die 30 fache Leistung gegenüber 200Hz um ähnliche Schalldrücke erwarten zu können.
Sieht auf den ersten Blick ganz schön böse aus, auf den zweiten noch hässlicher, wenn ich eine gewisse Leistungsreserve für meine Regelung (Gegenkopplung) einbeziehe. Bei einem GK-Faktor von nur 2, bin ich dann schon beim 60 fachen, was ich als Lsp-Leistung zwar nicht direkt benötige, welche ich aber unbedingt für den Regelzweck in „Reserve“ halten muss. Jeder sollte sich jetzt einmal vor Augen führen, wie der Frequenzgang des ungeregelten Amp aussehen müsste. Eines sei noch erwähnt, was in diesem Stadium noch nicht zu erkennen ist: bei max. (!!) 500Hz versagen Regelungen dieser Art ihren Dienst fast gänzlich und können die offene Verstärkerleistung nicht mehr herrunterregeln (evtl. später mehr, falls gewünscht). Das bedeutet praktisch, dass erst ab etwa diesem Bereich abwärts der Amplitudengang des Amp angehoben werden kann. …..
Soll für eine einleitende Märchenstunde erst einmal genügen. Lesern, welche auf digitale Verarbeitung in der Regelkette setzen, kann ich leider nicht bedienen, obwohl ihr ja hiermit schon kräftig begonnen habt.
Ich will jetzt noch einmal fragen, ob unter den genannten Voraussetzungen und in der obigen Art, also noch nicht so sehr ins theoretische gehend, weiteres allgemeines (!) Interesse besteht? Bin nicht der Schreiberling und habe oft nicht das Gespür, ob zu schnell zu langsam zu….. deshalb frage ich lieber nach.
Kurz noch zu dir Winfried, wir kennen uns ja aus einem andern Forum schon – mir ging`s hier ein wenig zu theoretisch, pingelig und dogmatisch zur Sache - , deine B&M würde ich mir sehr gern einmal anhören, so um vergleichen zu können. B&M sind hier, durch die Abtrennung der geregelten TT um die 180Hz, vielen Unannehmlichkeiten ausgewichen, welche bei Verwendung eines geregelten TMT dazu kommen – aber das nur am Rande. Aus deinen Beiträgen spricht ja nicht unbedingt der Wunsch, das ganze Prinzip noch einmal aufgedröselt zu bekommen, wenn du aber evtl. weitere Beiträge etwas kritisch unter die Lupe nehmen könntest, wäre ich sehr dankbar über einen schnellen Fingerzeig.
In diesem Sinne
[FONT="]Mit freundlichen Grüßen Hannes[/FONT]
Membrangegenkopplung von Lautsprechern - druesel1 - 13.12.2015
Hallo,
hier noch kurz eine Grafik zum Verständnis:
![[Bild: 37209555.jpg]](http://soundpressureconstant.com/mediapool/116/1160949/resources/37209555.jpg)
Ein wenig klein geraten. Viell. ist es zu erkennen. So ähnlich muss die Regelung den f-Gang des Amp verzerren um zum gewünschten Ergebnis zu gelangen.
MfG Hannes