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+---- Thema: Körperschallwandler in Lautsprechern? (/showthread.php?tid=16024)
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Körperschallwandler in Lautsprechern? - Troy - 27.09.2018
Hallo zusammen,
Die Hauptaufgabe von Gehäusen ist es ja ungewollte Schwingungen von der Außenwelt fern zu halten. Da ist es ja dann besonders störend, wenn das fest verschraubte Chassis Körperschall direkt an das Gehäuse abgibt. Nachdem aber jede Aktion eine Reaktion hervorruft passiert das unweigerlich bei jeder Bewegung der Membran. Um die Auswirkungen des Körperschalls zu reduzieren wird ja dann oft auch eine Materialschlacht veranstaltet mit Verstrebungen, entkoppelten Aufhängungen und Sandwichkonstruktionen.
Ich bin zwar sicher nicht der Erste der auf die Idee kommt, aber gibt es eigentlich schon Erfahrungen mit Körperschallwandlern in Gehäusen um die erzeugten Schwingungen aktiv zu bekämpfen? Das Signal mit dem der Körperschallwandler angesteuert werden kann ist ja schon da.
http://www.visaton.de/de/produkte/industrie/koerperschallwandler
Mir schwebt da eine Konstruktion vor bei der der Körperschallwandler im inneren des Gehäuses über dem Mittelpunkt des Tiefton-Chassis montiert ist. Der Körperschallwandler ist dabei möglichst starr mit dem Chassis verbunden und die Äufhängung berührt das Gehäuse an keiner anderen Stelle, um ungewünschte Übertragung der Vibrationen zu verhindern. Die ganze Konstruktion ist dann, wenn möglich, entkoppelt an der Gehäusefront befestigt. Damit sich die Magnetfelder nicht in die Quere kommen kann evtl. noch eine Kupferplatte zwischen Körperschallwandler und Chassis montiert werden. Der Körperschallwandler wird dann mit an den Verstärker angeschlossen aber mit einem eigenen Tiefpass in der Frequenzweiche angesteuert um auf die TSP eingehen zu können und unterm Strich die gleiche Übertragungscharakteristik zu bekommen. Evtl. ist dann noch ein Allpass für einen der Beiden nötig, um die Gruppenlaufzeit anzupassen. Selbst wenn die Beiden am Schluss nicht in Phase sind, kann so immernoch deutlich die Vibration reduziert werden. Den Aufbau kann man auch noch dieser künstlerisch wertvollen Skizze entnehmen.
[ATTACH=CONFIG]45580[/ATTACH]
Hat darüber schon wer was gelesen oder damit herumexperimentiert? Auf welche Probleme könnte man dabei noch stoßen bzw. lassen sich diese lösen und wie?
Lg,
Roland
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Jesse - 27.09.2018
Troy schrieb:Ich bin zwar sicher nicht der erste der auf die Idee kommt, aber gibt es eigentlich schon Erfahrungen mit Körperschallwandlern in Gehäusen um die erzeugten Schwingungen aktiv zu bekämpfen? Das Signal mit dem der Körperschallwandler angesteuert werden kann ist ja schon da.
Hallo Roland,
einen vergleichbaren aber optimierten Ansatz hat Focal schon mal mit einer speziellen Variante des Tieftöners 10K617 realisiert.
Bei diesem wurde mit einer zweiten Schwingspule + Zusatzmasse die entgegengesetzt zur Schwingspule mit der Membran schwang eine Impulskompensation vorgenommen.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Kalle - 28.09.2018
Moin,
in den Luxusklassenmobilen incl. Auspuff ist so etwas schon lange in Serie.
Mir ist so eine Technik als Resourcenschlucker total zuwider, vor allem in Selbstbauboxen.
Es gibt eine Unzahl von Methoden das Poblem durch intelligente Passivmethoden zu lösen.
Auch dieses Forum ist voll davon.
Jrooß Kalle
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Gaga - 28.09.2018
Moin,
Zitat:Mir ist so eine Technik als Resourcenschlucker total zuwider, vor allem in Selbstbauboxen.
Weshalb? Ich find's gerade als DIY total spannend, das zu versuchen.
Allerdings frage ich mich, was problematischer ist, die Übertragung von Körperschall vom Chassis auf das Gehäuse, oder die Gehäuseschingungen, die duch den Schalldruck im Gehäuse auf die Wände übertragen werden (und damit die Wände in Schwingung versetzen.
Weitermachen!
Gruß,
Christoph
Körperschallwandler in Lautsprechern? - EMP - 28.09.2018
@Christoph: Das hat afaik JFA (Jochen) irgendwo analysiert.
Aus dem Kopf: Die Schallanregung fällt ab der Resonanzfrequenz mit XX dB pro Oktave während die mechanische Anregung konstant bleibt über das Frequenzband. Als Empfehlung wurde die mechanische Entkopplung des Chassis genannt (wobei ihm das zu viel Aufwand in Anbetracht des Nutzen ist und er deswegen nicht macht).
VG Michi
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Kalle - 28.09.2018
Gaga schrieb:Weshalb? Ich find's gerade als DIY total spannend, das zu versuchen.
Moin,
nur zu
. https://de.wikipedia.org/wiki/Antischall#Anwendungsfall_Beschallungstechnik
Jrooß Kalle
Körperschallwandler in Lautsprechern? - phase_accurate - 28.09.2018
Von der technischen Aufgabenstellung her ist das definitiv interessant und mit entsprechend grossem Entwicklungsaufwand sicher machbar. Vom ökonomischen und ökologischen Standpunkt her weniger.
Der Frequenzbereich, wo das Ganze am meisten nützt, ist der Bassbereich und dort kann man mit einem zweiten Woofer zur Impulskompensation (und gleichzeitig Schallerzeugung !!! )das Ganze viel billiger und genauer hinkriegen.
Gruss
Charles
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Kaspie - 28.09.2018
Hallo Roland,
Zitat:Die Hauptaufgabe von Gehäusen ist es ja ungewollte Schwingungen von der Außenwelt fern zu haltennicht wirklich
Zum ersten, das Chassis zu befestigen, zum zweiten den akustischen Kurzschluss zu verhindern.
Aber jetzt mal Spaß beiseite.
Probier es doch einfach mal aus. Mehr als ein Fehlschlag kann es nicht werden, oder?
Wenn es klappt, hast Du unsere Bewunderung, wenn nicht, haben wir auch Spaß
Evtl. werden daraus neue Ideen geboren, die weiterhelfen?
Körperschallwandler in Lautsprechern? - albondiga - 28.09.2018
Visaton hat in der großen Atlas mit einem Innentreiber gearbeitet. Zwar nicht zur Impulskorrektur, sondern um Resonanzen zu killen.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - JFA - 28.09.2018
phase_accurate schrieb:Von der technischen Aufgabenstellung her ist das definitiv interessant und mit entsprechend grossem Entwicklungsaufwand sicher machbar. Vom ökonomischen und ökologischen Standpunkt her weniger.
Der Frequenzbereich, wo das Ganze am meisten nützt, ist der Bassbereich und dort kann man mit einem zweiten Woofer zur Impulskompensation (und gleichzeitig Schallerzeugung !!! )das Ganze viel billiger und genauer hinkriegen.
Nein, im Bass ist das vollkommen über. Impulskompensation ist (nicht ganz) völliger Humbug, die Effekte sind minimal, der Aufwand (zweites Chassis! Teuer!) maximal*. Ansonsten macht man einfach das Gehäuse schwer und steif** genug, dann braucht man das nicht mehr.
Gerade im Mitteltonbereich ist es interessant, weil dort die Vibrationen (die fast ausschließlich auf Resonanzeffekten beruhen) der Wände leichter hörbar sind.
Lustigerweise hatte ich letzte Woche die gleiche Idee, und hatte mir schon einen schmissigen Marketingbegriff dafür ausgedacht. Theoretisch habe ich das als Konzept schon ausgearbeitet, aber es gibt ein paar Fallstricke, die sich (theoretisch) schon andeuten, in der Praxis dann eventuell nicht ganz so leicht lösbar sind.
Die erste simple Annäherung ergibt sich aus Newton 3: F_Chassis = F_KSW (bzw. vektoriell: F_Chassis = -F_KSW)
=> Mms_Chassis*a_Chassis = Mms_KSW*a_KSW
Damit kann man abschätzen, welche Masse der KSW haben muss, um Kompensation zu erreichen, bzw. wenn die bekannt ist welche Beschleunigung und damit Auslenkung erforderlich ist.
* Wenn man natürlich eh schon zwei Chassis einsetzt, dann ist es nicht mehr sehr aufwändig - nur vielleicht nicht ins restliche Konzept integrierbar
** man muss sich natürlich im Klaren sein, dass man dadurch die mechanischen Gehäuseresonanzen in den Mittelton schiebt, was wiederum nachteilig sein kann. Bei Subwoofern ist das egal.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Gaga - 30.09.2018
Moin Kalle,
Zitat:Moin,
nur zu
https://de.wikipedia.org/wiki/Antisc...allungstechnik
Jrooß Kalle
Was soll der link dem geneigten Leser sagen? Einfach nur, dass es schwierig ist, mit dem Problem umzugehen, oder dass es auch in anderen Bereichen auftritt?
Hallo Michi,
ich habe den Thread gefunden: Schalldämmung von Gehäusen
Jochen leitet da so ein:
Zitat:...
Womit wir dann schon beim Kern des Problems sind: warum schwingen die Wände, und wie bekommt man das weg?
...
und
Zitat:Die Antwort auf die zweite Frage ist umfangreicher. Zuerst muss man die Krafteinleitung in das Gehäuse betrachten:
1.) der Gehäuseinnendruck
2.) die Bewegung der Membran(en) selber
Der Punkt 1.) ist im Grunde proportional zur Membranauslenkung, deswegen konstant bis zur Resonanzfrequenz, darüber mit 12 dB/Oktave abfallend; allerdings muss man hier auch noch die Gehäusemoden betrachten, deswegen ist die Dämpfung derselben auch wichtig. An dieser Krafteinleitung lässt sich, außer bei offenen Schallwänden (streng genommen auch bei denen nicht), nichts ändern.
2.) ist das dritte Newton'sche Gesetz. Eine Kraft in die eine Richtung erzeugt eine betragsmäßig gleiche Kraft in die Gegenrichtung. Dieser Krafteinleitung kann man durch eine elastische Verschraubung teilweise beikommen.
Also Gehäuseinnendruck und Membranbewegung. Roland zielt ja auf den mechanischen Eintrag durch das Chassis. Ich dachte zunächst daran, die Abstrahlung von Schall durch resonierende Gehäusewände durch KSWs zu minimieren.
Zitat:Gerade im Mitteltonbereich ist es interessant, weil dort die Vibrationen (die fast ausschließlich auf Resonanzeffekten beruhen) der Wände leichter hörbar sind.
Wenn ich mich recht an die letzten Diskussionen zu Gehäuseresonanzen erinnere, ging es immer wieder um die Frage,, wohin (in welchen Frequenzbereich) Reonanzen durch Stabilisierungsmaßnhahmen verschoben werden. Zum Beispiel vom Bass in den stärker hörbaren Mitteltonbereich....
Was trägt also stärker ein, das Chassis über mechanische Kopplung, oder der Gehäuseinnendruck/Resonanzen im Gehäuse? Ich muss den Thread wohl nochmal durchlesen...
Gruß,
Christoph
Körperschallwandler in Lautsprechern? - EMP - 30.09.2018
Gaga schrieb:Was trägt also stärker ein, das Chassis über mechanische Kopplung, oder der Gehäuseinnendruck/Resonanzen im Gehäuse? Ich muss den Thread wohl nochmal durchlesen...
Ich muss gleich weiter, aber: Die Anregungen durch den Gehäuseinnendruck nehmen oberhalb der Resonanzfrequenz des Lautsprechers mit XX dB/Oktave ab (steht irgendwo in JFA's Herleitung mit dem mech./elektr. Ersatzschaltbild), die mechanischen Anregungen sind nahezu konstant.
Wird der Treiber also mech. isoliert, dann fällt eine Anregung schon mal weg (je nach Entkopplung) und die andere Anregung ist nur bei Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz bemerkbar).
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Kalle - 30.09.2018
EMP schrieb:Wird der Treiber also mech. isoliert, dann fällt eine Anregung schon mal weg
Moin,
genau, die Antriebsenegie des "Motors" wird nicht bestmöglich in Membranbewegung und damit präziser Schallerzeugung umgesetzt, sondern auch in Korbbewegung innerhalb der elastischen Aufhängung. Was man eigentlich so weit wie möglich im Bass- und unteren Mitteltonbereich vermeiden sollte.
Richtig, die Anregung der Luft entfällt
. Aber erst das Abziehen der Anschlussleitungen verhindert optimal das Mitschwingen des Lautsprechergehäuses und ist bei manchen Musikrichtungen unbedingt angesagt.Allein das Nachziehen der Befestigungsschrauben des Basschassis beschert oft eine merkliche Verbesserung der Musikwiedergabe, das Lösen das Mitschwingen des Gehäuses.
Wie heißt es so treffend, wenn man nicht weiß, wo man hinwill, darf sich nicht wundern, wenn man ganz woanders auskommt.
Jrooß Kalle
Körperschallwandler in Lautsprechern? - mtthsmyr - 30.09.2018
Moin Kalle,
Christoph Gebhard hatte ja den Mitteltöner seines Vierwegers mit Gummipuffern entkoppelt. In der Impedanzmessung stieg der Resonanzpeak an => Qms steigt. Bzw. die mechanischen Verluste werden weniger. Bisher war meine Erfahrung, dass die mechanischen Verluste geringer werden, je stabiler das Chassis befestigt ist. Dieser Erfahrung haben Christophs Ergebnisse zunächst mal widersprochen. So ganz einfach scheint die Angelegenheit nicht zu sein ...
VG, Matthias
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Troy - 30.09.2018
Erstmal danke an Alle für die rege Beteiligung, ich versuch mal auf die Ansätze einzugehen.
Passive Methoden sind schön und gut, aber die sind "nur" in der Lage das Problem zu reduzieren. Eine entkoppelte Aufhängung stellt auch "nur" einen mechanischen Teifpass dar und lässt damit trotzdem Schwingungen teilweise durch. Ein aktives Gegensteuern kann theoretisch das Problem komplett eliminieren.
Durch eine aktive Lösung kann man an anderen Stellen im Gehäuse sparen, insofern würde ich das nicht zwingend als Materialverschwendung bezeichnen, sondern als Umverteilung.
Im Gegensatz zu einer Anwendung im Auto hat man einige Vorteile: Es gibt nur eine einzige Quelle für Schwingungen bei einer bestimmten Frequenz, man weiß genau wo sie sitzt und in welche Richtung die Anregung ist. Außerdem hat man schon das elektrische Signal mit dem man gegensteuern kann. Sollte also ganz einfach sein.
Ein zweiter Woofer zur Kompensation ist sicher grundsätzlich einfacher zu implementieren, weil er die gleichen TSP hat, aber dafür ist die Montage suboptimal, weil sie nebeneinander oder gegenüber oder wie auch immer angeordnet sind, aber nicht auf der gleichen Achse mit nur einem Berührungspunkt zum Gehäuse. Außerdem schwingen die ja in Phase, weil sich sonst ja auch der Schall auslöschen würde und damit kompensiert sich auch wieder der Impuls nicht mehr. Oder hab ich da was nicht verstanden?
Ich bin mir noch nicht ganz sicher wieviel der Aufwand wirklich bringt. Tatsache ist jedenfalls, dass sehr viel mehr mechanische Schwingungsenergie erzeugt wird als Schallenergie alleine aufgrund der Masse der bewegten Luft und der Masse der bewegten Membran. Ob man diese Energie aber dann auch hört ist die Frage, da durch die stark unterschiedliche Impendaz zwischen Luft und Holz nur wenig abgegeben wird und viel davon in Wärme umgewandelt wird. Da werde ich mich bei Gelegenheit mal genauer einlesen.
Lg,
Roland
Körperschallwandler in Lautsprechern? - EMP - 30.09.2018
@Kalle: Klar, komplett frei schwingend wäre Schwachsinn, aber siehe z.B. hier: https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?14554-Schalld%E4mmung-von-Geh%E4usen&p=199792&viewfull=1#post199792
Die Frage ist, ob es dann auch ausprobiert wurde
Aber ich behaupte mal: Jochen hat ja die Theorie erklärt und es macht in meinen Augen auch Sinn.
E: Zwei Beiträge über mir steht es ja schon
und es hat funktioniert Ignoriert den Post also einfach.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - EMP - 30.09.2018
@Roland: Aber wenn eine Passive Lösung zur nicht mehr wahrnehmbaren Reduzierung führt, dann reicht das doch auch, oder?
Eine aktive Lösung kostet halt (im Vergleich zur Passiven) viel Geld (zusätzlicher Kanal pro Treiber).
Impulskompesierte Treiber könntest du ja mittels Stangen verbinden. Theoretisch reich da auch eine Dichtung zwischen Treiber und Gehäusewand.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - Chlang - 30.09.2018
Schönes Thema,
weitermachen!
Ich habe vor Jahren mal einen Körperschallwandler an die Rückwand eines Subwoofers montiert und damit versucht, Impulskompensation zu betreiben. Obwohl ich das mit einem Schwingungsaufnehmer gemessen und den Körperschallwandler über DSP (mit unterschiedl. Frequenzbändern, Phasenverschiebung etc.) angesteuert habe, bin ich nicht wirklich weiter gekommen (zumindest nicht in der Zeit, in der es Spaß gemacht hat). Die damaligen "Ergebnisse" haben auch eine Dokumentation nicht gerechtfertigt - leider.
Aber wenn's hier neue Impulse gibt, steige ich vielleicht auch nochmal ein, die Sachen liegen noch hier...
Grüße
Chlang
Körperschallwandler in Lautsprechern? - JFA - 01.10.2018
EMP schrieb:Ich muss gleich weiter, aber: Die Anregungen durch den Gehäuseinnendruck nehmen oberhalb der Resonanzfrequenz des Lautsprechers mit XX dB/Oktave ab (steht irgendwo in JFA's Herleitung mit dem mech./elektr. Ersatzschaltbild), die mechanischen Anregungen sind nahezu konstant.
Die akustische Anregung der Wände (also über den Gehäuseinnendruck) fällt mit 12 dB/Oktave, proportional bei der Membranauslenkung. Das gilt nicht mehr bei den Hohlraumresonanzen, weil da der Innendruck an manchen Stellen sehr hoch werden kann. Aber die sollte man ja eh wegdämpfen.
Die mechanische Anregung fällt dagegen nur mit 6 dB/Oktave, proportional zur Membrangeschwindigkeit.
Körperschallwandler in Lautsprechern? - EMP - 01.10.2018
Danke für die Richtigstellung
Aber dir ist das Entkoppeln der Treiber nach wie vor zu viel Aufwand, oder? Welches Konzept (Steifigkeit/Masse/Entkopplung) verwendest du für deine Boxen aktuell?