02.08.2016, 20:07
Hallo miteinander,
da ich mich in den letzten Wochen etwas intensiver mit meinem Großlautsprecher (Bezug: http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showp...stcount=58 ) beschäftigt habe, und mir in der Ausgestaltung einige Sachen missfielen, habe ich mich zu einem Experiment bezüglich der Bassreflexkonstruktion entschlossen.
Beim Nachdenken über dieses Experiment kam ich auf die Idee, einen kleinen "Monitor" zu entwickeln.
Wichtiger Hinweis: der große Lautsprecher wird weiterhin noch entwickelt, aber dieser kleine hat zeitlich Vorrang.
Anforderungen:
- klassisch 5" TMT, 1" HT in Bassreflex, so kompakt wie möglich
- max 200€/Stk, 100€ für die Chassis pro Seite
- MDF, weiß lackiert (eigentlich ist mir die Farbe total egal, ich will aber mal was probieren)
- passiv
- ca. 100 dB Maximalpegel
- gleichmäßiges Abstrahlverhalten
- niedrige Verzerrungen
- mit zwei linken Händen voller Daumen baubar
Name:
2K Sat, kurz für 2 Konzepte Satellit
Konzept 1: das ist der eigentliche, oben erwähnte, Versuch, nämlich ein Bassreflex-System zu bauen, was ausreichend Fläche für geringe Kompression bietet, symmetrisch ist und desssen Kontur gleichzeitig praktisch schnüffelfrei ist.
Konzept 2: das ist entstanden, weil ich mir überlegt habe, wie ich ein Lautsprechersystem für einen wohnraumtauglichen Hörraum (bzw. hörraumtauglichen Wohnraum) heutzutage entwerfen würde.
Zu Konzept 1:
geringe Kompression in einem BR-Kanal erreicht man durch
a) geringe Strömungsgeschwindigkeit
b) Wirbelfreiheit
Die Strömungsgeschwindigkeit stellt man über die Fläche ein. Als Faustregel gilt: 10 m/s sollte nicht überschritten werden (Notiz für mich: überprüfen). Bei einem gegebenen Chassis mit berechnet sich das folgendermaßen:
Vmax=2*pi*ft*Sd*Xmax/Sp
Der Zähler ist das verdrängte Volumen, im Nenner steht die Portfläche, und der Term 2*pi*ft ist die Ableitung nach der Zeit bei der Tuningfrequenz. Das stellt man dann nach der Portfläche um, setzt Vmax=10 m/s (Vorsicht vor den Metern und (Quadrat)zentimetern!).
Wirbelfreiheit erreicht man durch glatte Flächen und Übergänge. Scharfe Kanten und zu kleine Radien muss man vermeiden. Ersteres ergibt immer Anblasgeräusche, zweiteres immer noch eine Ablösung der Luftströmung durch zu große Druckgradienten (ist aber besser als gar kein Radius).
Wirbel können auch durch zu hohe Strömungsgeschwindigkeit entstehen, aber dazu
ist die Schnelle in BR-Rohren, außer bei pathologischen Konstruktionen, nicht
hoch genug.
Schnüffeln kommt ebenfalls von Wirbeln, hat man also gleich mit erschlagen.
Symmetrie ist das Gegenteil von Asymmetrie
Die entsteht, weil üblicherweise das BR-Rohr ins Innere ragt, dort aber einen gänzlich anderen Abschluss hat als außen (nämlich keine Wand innen <-> Wand außen). Effekt ist, dass sich ein Staudruck aufbaut (meistens innen) und die TT-Membran versetzt. Durch Symmetrie wird das vermieden, erreicht wird sie durch gleichförmigen Abschluss innen wie außen.
Zu Konzept 2:
Große Lautsprecher sind nicht wohnraumtauglich. Punkt. Sie machen
üblicherweise viel Spaß, solange man sie nicht bewegen bzw. sich drumherum
winden muss. Für einen reinen Hörraum sind sie geeignet, oder eben für einen
sehr großen Wohnraum, aber den muss man erstmal haben (habe ich nicht) und
auch dann muss der Lebenspartner dem Trümmer zustimmen (habe ich auch nicht, deswegen ist es mir eigentlich egal).
Also kommt nur ein kleiner Lautsprecher in Frage. Allerdings will der übliche Musikhörer (also keine Audiophilen) es auch mal krachen lassen, und das geht mit kompakten Lautsprechern nur bedingt. Bleibt ein Sub-Sat-System. Die kleinen Satelliten kann man präsentieren, den/die Subwoofer verstecken.
Wie müsste das aussehen? Der Satellit braucht sich nicht um den Tiefbass zu kümmern, dafür sind andere da. Also kann er auf Maximalpegel im Nutzbereich ausgelegt werden. Statt einem Subwoofer nimmt man mehrere, entweder als SBA, DBA oder Multisub. Das ergibt dann eine geringe, gar keine, oder gleichmäßige Modenanregung, man hat mit diesen dann also eher wenig Probleme. Die Summe wird dann mit einem digitalen EQ zu Ende korrigiert.
Was heißt das für den Satelliten? Die Abstimmfrequenz kann hochgehen, auf eine saubere Abstimmung braucht man nicht zu achten, wird ja sowieso glatt gezogen. Den TMT wählt man eher nach Wirkungsgrad als nach Tiefgang.
Chassis:
Aus den oben beschriebenen Anforderungen ergibt sich für die Chassis:
- der Hochtöner braucht einen Waveguide
- der TMT einen Kurzschlussring (oder eine ähnlich wirksame Maßnahme) und ordentlich Hub
Auf Grund der Kosten ist ein selbstentwickelter WG + ein tauglicher Hochtöner nicht machbar, ich habe ins Regal gegriffen und den Seas DXT gewählt. Der ist günstig und anerkannt gut.
Der TMT war ein wenig kniffliger. Scheinbar ist es nicht trendy, 5"-TMTs zu bauen, die eine nicht ganz so tiefe Resonanzfrequenz, dabei aber Schmackes haben. Da hätte ich mehr Glück bei 6" bis 10" gehabt. Es gibt zwar ein paar, die den Anforderungen entsprechen (Beyma 5P200Fe/Nd, 18sound und B&C haben auch so etwas im Programm, wobei ich mit bei letzteren nicht sicher bin, ob die verkurzschlusst sind), aber die sind ziemlich teuer. Letztlich waren nur Beyma 5MP60/N und Faital 5FE120 in der engeren Wahl, wobei der Beyma dann auch wieder aus Budgetgründen ausfiel. Der Faital hat auch genug Hub für die anvisierten 100 dB, wenn man die Xmax auf deren Webseite annimmt, und nicht die klassische Rechnung. Dummerweise hat er ein paar Tage Lieferzeit, ich hoffe, er kommt noch diese Woche, weil ich am WE nichts weiter zu tun habe. Dann könnte ich zumindest das Gehäuse aufbauen.
Insgesamt habe ich die 100€ für die Chassis knapp gerissen, ich bin bei 103€€ inkl. Versand stehen geblieben.
BR:
Eine Skizze der Innenkontur ist im Anhang. Außenhöhe ist 26cm, innen 22,8 cm (Boden und Deckel aus 16 mm MDF). Ab der Front wird diese Kontur durch zwei Aluminiumbleche (1mm, silber voreloxiert, eins links, eins rechts) erstellt. Die Länge und Fläche vom Kanal ist per ABEC berechnet, allerdings hat der BR-Kanal etwas zu viel Fläche, was einem Fehler meinerseits geschuldet ist (erst Blech bestellt, dann registriert, dass ich ja mal die Höhe geändert habe). Ich braucht nach obiger Formel 21 cm², habe jetzt 32 cm². Das Blech kommt von einem unserer Lieferanten, 20€ wird es kosten.
Ihr seht, dass der Kanal ziemlich symmetrisch ist. Der Radius ist groß genug, dass sich da keine Wirbel bilden. Ich habe das vorher mit ELMER simuliert, werde es allerdings vorher versuchen zu verifizieren, bevor ich die Simu herausrücke, weil ich dem Braten nicht ganz traue.
Weil der Kanal ziemlich lang wird entstehen natürlich Portresonanzen. Deswegen ist er auf die Seite verschwunden.
Für andere Lautsprecher, also z. B. korrekt abgestimmte, kann man den Kanal einfach schmaler machen (also den inneren Radius größer machen), beispielsweise liefern 57 statt 51 mm ca. 50 Hz.
Gehäuse:
Der Rest vom Gehäuse besteht aus 16mm MDF. Front, Boden, Deckel sind notwendig, Rückwand entfällt, Seiten sind vielleicht möglicherweise eventuell über. Gekauft sind sie, werden gefräst (für seitliche Verrundungen), und wahrscheinlich werde ich sie brauchen, weil das 1 mm Blech an den Seiten zu dünn ist. Die Front ist austauschbar, damit ich leicht ein anderes Chassis probieren kann. Das Holz hat ca. 5€ gekostet. Der Lack war ziemlich teuer, ich muss mal sehen wie ich den nachher verrechne, weil ich ja nicht alles brauche.
Zeitvorgabe:
ich würde ganz gerne in diesem Monat damit fertig werden, und die Böxchen dann als Anschauungsobjekt mit zum Contest nehmen.
Equalizing:
Ich habe einen Dynacord DSP600, das ist eine 2-auf-6-Digitalweiche. Davon werden dann zwei Kanäle für die Satelliten benutzt, und es bleiben noch 4 Kanäle für die Subs über.
Fragen?
da ich mich in den letzten Wochen etwas intensiver mit meinem Großlautsprecher (Bezug: http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showp...stcount=58 ) beschäftigt habe, und mir in der Ausgestaltung einige Sachen missfielen, habe ich mich zu einem Experiment bezüglich der Bassreflexkonstruktion entschlossen.
Beim Nachdenken über dieses Experiment kam ich auf die Idee, einen kleinen "Monitor" zu entwickeln.
Wichtiger Hinweis: der große Lautsprecher wird weiterhin noch entwickelt, aber dieser kleine hat zeitlich Vorrang.
Anforderungen:
- klassisch 5" TMT, 1" HT in Bassreflex, so kompakt wie möglich
- max 200€/Stk, 100€ für die Chassis pro Seite
- MDF, weiß lackiert (eigentlich ist mir die Farbe total egal, ich will aber mal was probieren)
- passiv
- ca. 100 dB Maximalpegel
- gleichmäßiges Abstrahlverhalten
- niedrige Verzerrungen
- mit zwei linken Händen voller Daumen baubar
Name:
2K Sat, kurz für 2 Konzepte Satellit
Konzept 1: das ist der eigentliche, oben erwähnte, Versuch, nämlich ein Bassreflex-System zu bauen, was ausreichend Fläche für geringe Kompression bietet, symmetrisch ist und desssen Kontur gleichzeitig praktisch schnüffelfrei ist.
Konzept 2: das ist entstanden, weil ich mir überlegt habe, wie ich ein Lautsprechersystem für einen wohnraumtauglichen Hörraum (bzw. hörraumtauglichen Wohnraum) heutzutage entwerfen würde.
Zu Konzept 1:
geringe Kompression in einem BR-Kanal erreicht man durch
a) geringe Strömungsgeschwindigkeit
b) Wirbelfreiheit
Die Strömungsgeschwindigkeit stellt man über die Fläche ein. Als Faustregel gilt: 10 m/s sollte nicht überschritten werden (Notiz für mich: überprüfen). Bei einem gegebenen Chassis mit berechnet sich das folgendermaßen:
Vmax=2*pi*ft*Sd*Xmax/Sp
Der Zähler ist das verdrängte Volumen, im Nenner steht die Portfläche, und der Term 2*pi*ft ist die Ableitung nach der Zeit bei der Tuningfrequenz. Das stellt man dann nach der Portfläche um, setzt Vmax=10 m/s (Vorsicht vor den Metern und (Quadrat)zentimetern!).
Wirbelfreiheit erreicht man durch glatte Flächen und Übergänge. Scharfe Kanten und zu kleine Radien muss man vermeiden. Ersteres ergibt immer Anblasgeräusche, zweiteres immer noch eine Ablösung der Luftströmung durch zu große Druckgradienten (ist aber besser als gar kein Radius).
Wirbel können auch durch zu hohe Strömungsgeschwindigkeit entstehen, aber dazu
ist die Schnelle in BR-Rohren, außer bei pathologischen Konstruktionen, nicht
hoch genug.
Schnüffeln kommt ebenfalls von Wirbeln, hat man also gleich mit erschlagen.
Symmetrie ist das Gegenteil von Asymmetrie
Die entsteht, weil üblicherweise das BR-Rohr ins Innere ragt, dort aber einen gänzlich anderen Abschluss hat als außen (nämlich keine Wand innen <-> Wand außen). Effekt ist, dass sich ein Staudruck aufbaut (meistens innen) und die TT-Membran versetzt. Durch Symmetrie wird das vermieden, erreicht wird sie durch gleichförmigen Abschluss innen wie außen. Zu Konzept 2:
Große Lautsprecher sind nicht wohnraumtauglich. Punkt. Sie machen
üblicherweise viel Spaß, solange man sie nicht bewegen bzw. sich drumherum
winden muss. Für einen reinen Hörraum sind sie geeignet, oder eben für einen
sehr großen Wohnraum, aber den muss man erstmal haben (habe ich nicht) und
auch dann muss der Lebenspartner dem Trümmer zustimmen (habe ich auch nicht, deswegen ist es mir eigentlich egal).
Also kommt nur ein kleiner Lautsprecher in Frage. Allerdings will der übliche Musikhörer (also keine Audiophilen) es auch mal krachen lassen, und das geht mit kompakten Lautsprechern nur bedingt. Bleibt ein Sub-Sat-System. Die kleinen Satelliten kann man präsentieren, den/die Subwoofer verstecken.
Wie müsste das aussehen? Der Satellit braucht sich nicht um den Tiefbass zu kümmern, dafür sind andere da. Also kann er auf Maximalpegel im Nutzbereich ausgelegt werden. Statt einem Subwoofer nimmt man mehrere, entweder als SBA, DBA oder Multisub. Das ergibt dann eine geringe, gar keine, oder gleichmäßige Modenanregung, man hat mit diesen dann also eher wenig Probleme. Die Summe wird dann mit einem digitalen EQ zu Ende korrigiert.
Was heißt das für den Satelliten? Die Abstimmfrequenz kann hochgehen, auf eine saubere Abstimmung braucht man nicht zu achten, wird ja sowieso glatt gezogen. Den TMT wählt man eher nach Wirkungsgrad als nach Tiefgang.
Chassis:
Aus den oben beschriebenen Anforderungen ergibt sich für die Chassis:
- der Hochtöner braucht einen Waveguide
- der TMT einen Kurzschlussring (oder eine ähnlich wirksame Maßnahme) und ordentlich Hub
Auf Grund der Kosten ist ein selbstentwickelter WG + ein tauglicher Hochtöner nicht machbar, ich habe ins Regal gegriffen und den Seas DXT gewählt. Der ist günstig und anerkannt gut.
Der TMT war ein wenig kniffliger. Scheinbar ist es nicht trendy, 5"-TMTs zu bauen, die eine nicht ganz so tiefe Resonanzfrequenz, dabei aber Schmackes haben. Da hätte ich mehr Glück bei 6" bis 10" gehabt. Es gibt zwar ein paar, die den Anforderungen entsprechen (Beyma 5P200Fe/Nd, 18sound und B&C haben auch so etwas im Programm, wobei ich mit bei letzteren nicht sicher bin, ob die verkurzschlusst sind), aber die sind ziemlich teuer. Letztlich waren nur Beyma 5MP60/N und Faital 5FE120 in der engeren Wahl, wobei der Beyma dann auch wieder aus Budgetgründen ausfiel. Der Faital hat auch genug Hub für die anvisierten 100 dB, wenn man die Xmax auf deren Webseite annimmt, und nicht die klassische Rechnung. Dummerweise hat er ein paar Tage Lieferzeit, ich hoffe, er kommt noch diese Woche, weil ich am WE nichts weiter zu tun habe. Dann könnte ich zumindest das Gehäuse aufbauen.
Insgesamt habe ich die 100€ für die Chassis knapp gerissen, ich bin bei 103€€ inkl. Versand stehen geblieben.
BR:
Eine Skizze der Innenkontur ist im Anhang. Außenhöhe ist 26cm, innen 22,8 cm (Boden und Deckel aus 16 mm MDF). Ab der Front wird diese Kontur durch zwei Aluminiumbleche (1mm, silber voreloxiert, eins links, eins rechts) erstellt. Die Länge und Fläche vom Kanal ist per ABEC berechnet, allerdings hat der BR-Kanal etwas zu viel Fläche, was einem Fehler meinerseits geschuldet ist (erst Blech bestellt, dann registriert, dass ich ja mal die Höhe geändert habe). Ich braucht nach obiger Formel 21 cm², habe jetzt 32 cm². Das Blech kommt von einem unserer Lieferanten, 20€ wird es kosten.
Ihr seht, dass der Kanal ziemlich symmetrisch ist. Der Radius ist groß genug, dass sich da keine Wirbel bilden. Ich habe das vorher mit ELMER simuliert, werde es allerdings vorher versuchen zu verifizieren, bevor ich die Simu herausrücke, weil ich dem Braten nicht ganz traue.
Weil der Kanal ziemlich lang wird entstehen natürlich Portresonanzen. Deswegen ist er auf die Seite verschwunden.
Für andere Lautsprecher, also z. B. korrekt abgestimmte, kann man den Kanal einfach schmaler machen (also den inneren Radius größer machen), beispielsweise liefern 57 statt 51 mm ca. 50 Hz.
Gehäuse:
Der Rest vom Gehäuse besteht aus 16mm MDF. Front, Boden, Deckel sind notwendig, Rückwand entfällt, Seiten sind vielleicht möglicherweise eventuell über. Gekauft sind sie, werden gefräst (für seitliche Verrundungen), und wahrscheinlich werde ich sie brauchen, weil das 1 mm Blech an den Seiten zu dünn ist. Die Front ist austauschbar, damit ich leicht ein anderes Chassis probieren kann. Das Holz hat ca. 5€ gekostet. Der Lack war ziemlich teuer, ich muss mal sehen wie ich den nachher verrechne, weil ich ja nicht alles brauche.
Zeitvorgabe:
ich würde ganz gerne in diesem Monat damit fertig werden, und die Böxchen dann als Anschauungsobjekt mit zum Contest nehmen.
Equalizing:
Ich habe einen Dynacord DSP600, das ist eine 2-auf-6-Digitalweiche. Davon werden dann zwei Kanäle für die Satelliten benutzt, und es bleiben noch 4 Kanäle für die Subs über.
Fragen?
. Soll die Box (a) zwingend mit Sub als System laufen oder (b) nur optional, also auch eigenständig ordentlich funktionieren? Bei (a) reicht dann eine Abstimmung auf 70 oder 80 Hz wie z.b. im Heimkino oft verwendet – dann bräuchte man aber doch nicht so eine aufwendige BR-Konstruktion, da eigentlich nicht viel Hub/Turbolenzen entstehen? Bei (b) kommt es dann doch auf Tiefgang an und dann sollte der Treiber doch min 50 Hz oder tiefere Fs haben, entgegen Deiner deklarierten Anforderungen.