Ground Plane und was man lieber nicht entzerren sollte...

[FoLLgoTT]

Im Zuge der Entwicklung eines 4-Wegers konnte ich endlich mal wieder im Garten messen. Ziel war es, verschiedene 8"-Tieftöner bzw. Subwoofer zu untersuchen. Einsatzbereich soll 30 - 250 Hz oder 80 - 250 Hz (+Subwoofer) sein. Das steht noch nicht fest. Auf jeden Fall rödelt der 8" bis in den Grundton hinein.

Mein Garten ist relativ groß und somit kann ich je nach Standort bis ca. 70 ms reflexionsfrei messen. Also genug, um eine ausreichend hohe Frequenzauflösung zu erhalten (ca. 5 Hz). Zwischen 100 und 200 Hz sind somit 20 Stützpunkte vorhanden.

[SIZE="5"]Teil 1[/SIZE]
Nun habe ich bei Ground Plane bisher immer nur den Bassbereich untersucht, alles über 100 Hz war mir egal. Diesmal war es anders und die hohe Frequenzauflösung förderte Interessantes zu Tage.

Messaufbau:
- Gehäuse: 25 l Bassreflex Spanplatte, Abstimmung: 35 Hz, Hälfte bedämpft, eine Versteifung
- Mikrofon 1 m entfernt auf dem Rasen
- Abstand zum Haus >10 m (Fenster auf 70 ms gesetzt)

Gemessene Treiber:
- Dayton DCS205-4
- Dayton DS215-8
- Monacor SP-8/150Pro
- B&C 8MBX51-8


Zu sehen ist, dass diese Treiber bis auf den B&C eine Resonanz im Grundton aufweisen, die in keinem Datenblatt und auch nicht in Zeitschriften sichtbar sind. Und die jeweils bei unterschiedlichen Frequenz sind.



Das Abklingspektrum zeigt die Resonanz sehr deutlich. Man achte auf die Skalierung (kein REW-Standard!). Rise Time war auf 5 ms gesetzt.

Dayton DCS205-4:


Dayton DS215-8:


Monacor SP-8/150Pro:


B&C 8MBX51-8:



Ich konnte das erst nicht glauben (den B&C hatte ich anfangs nicht) und habe alle möglichen Faktoren ausgeschlossen:

- Gehäuse komplett bedämpft
- Bassreflexkanal geschlossen
- Andere Messposition im Garten
- Gehäuse auf den Rücken gedreht
- Treiber andersherum eingebaut (mit Magnet nach außen)
- die Polkernbohrung ist es auch nicht

Was interessant ist:
- eine Nahfeldmessung zeigt die Resonanz nicht
- der Impedanzgang zeigt die Resonanz nicht
- Schon bei nur 0,5 m Messabstand wird sie geringer gewichtet

Aus der Tatsache, dass der B&C keine Resonanz zeigt, schließe ich, dass es nur noch am Treiber liegen kann. Vielleicht ist es die Sicke oder so. Wer weiß. Jedenfalls fällt sowas nur auf, wenn die Frequenzauflösung hoch genug und die Umgebung reflexionsfrei genug ist.


[SIZE="5"]Teil 2[/SIZE]

Nun könnte man ja meinen, dass man so eine Resonanz einfach entzerren kann. Das klappt natürlich auch, weil sie minimalphasig ist. Dummerweise ist sie temperaturabhängig. Das ist nichts Neues, aber es ist das erste Mal, dass ich das auch beobachten konnte, denn an einem der Messtage waren >30°C und an dem anderen nur noch 20°C.

Diese Verschiebung im Frequenzbereich sieht dann so aus:



Und hier die Entzerrung per REW bei 20°C. Das Abklingen geht schön zurück, alles wunderbar.



Tja, schade. Bei 30°C wird es durch die Frequenzverschiebung nur noch schlimmer!




Das ist für viele sicher nichts Neues, aber ich wollte die Messungen einfach mal mit euch teilen. Ich hätte jedenfalls nicht gedacht, dass schon so früh Resonanzen auftreten können. In den Datenblättern sieht man die bei 8" meist erst oberhalb von ca. 500 Hz.

Jedenfalls bestätigt mich das wieder darin, dass mechanisch resonanztechnisch erst mal alles so sauber wie möglich sein sollte, bis man zur elektronischen Korrektur greift.

[fosti]

Wow...Nils, Du beeindruckst mich immer wieder auf's neue :danke:

[Azrael]

Ich sehe mir das gerade auf einem kleinen Smartphone an, darum habe ich es vielleicht übersehen. Woher kommen denn diese Resonanzen wohl?

Viele Grüße,
Michael

[ctrl]

Hallo Nils,

kuriose Erkenntnisse! Da kommen mir Zweifel an meinem neuen Projekt auf.

Was seltsam ist, dass genau bei den Treibern mit dem besten Tiefgang die Resonanz am ausgeprägtesten ist.
Wie verhält es sich mit der Reso wenn du die Messposition langsam annäherst (1m, 0.5m, 0.25m,...)?

UPDATE: Sorry, sehe gerade, dass du oben sagst, dass bei geringerem Abstand diese weniger gewichtet wird.

Gruß Armin

[nailhead]

Ein Hoch auf gestanzte Blechkörbe! :prost:

Ein weiteres Hoch auf gefensterte Messungen :prost:

Ironie aus

Der Monacor hat zwar auch einen Aludruckguss (einen schlechten?) bei dem ist sie aber auch eher gering ausgeprägt. Und da sie viel höher als die der beiden andren ist, könnte auch für Korbreso sprechen.

Nee, mal im Ernst...es gibt nur zwei Möglichkeiten: Sicke oder Korb. Das kann man aber checken, wenn man die Chassis noch einmal in der waagerechten misst. Falls das bei den Messungen schon der Fall war, dann natürlich senkrecht messen. Bleibt die Reso so wie sie ist, ist es die Sicke, ändert sie sich stark, dann der Korb.

Beide sind in typischen Nahfeldmessungen mittig der Membran nicht sichtbar. Evtl. mal eine Nahfeldmessung am Sicken/Korbrand probiert?

Grüßle

[fosti]

...Das kann man aber checken, wenn man die Chassis noch einmal in der waagerechten misst. Falls das bei den Messungen schon der Fall war, dann natürlich senkrecht messen. ....

Hat Nils gemacht:

- Gehäuse auf den Rücken gedreht

[Lionheart]

Warum sollte sich bei Änderung der Ausrichtung die Eigenfrequenz bzw Resonanz des Korbes ändern?

Gruß Yves

Gesendet von meinem A0001 mit Tapatalk

[fosti]

Ich schätze, weil der Korb anders und vor allem unsymmetrisch durch sein Eigengewicht vorgespannt ist.

[FoLLgoTT]

Wow...Nils, Du beeindruckst mich immer wieder auf's neue :danke:

:prost:

Woher kommen denn diese Resonanzen wohl?

Bisher weiß ich es nicht. Ich vermute aber wie nailhead am ehesten Korb/Sicke.

kuriose Erkenntnisse! Da kommen mir Zweifel an meinem neuen Projekt auf.

Man muss natürlich dazu sagen, dass Raummoden um Faktoren länger ausschwingen und sowas im Raum untergeht. Vielleicht beruhigt das etwas.

Was seltsam ist, dass genau bei den Treibern mit dem besten Tiefgang die Resonanz am ausgeprägtesten ist.

Eventuell wurde hier am wenigsten optimiert, weil er als "Subwoofer" verkauft wird.

Das kann man aber checken, wenn man die Chassis noch einmal in der waagerechten misst.

Ich habe sowohl waagerecht als auch senkrecht gemessen. Ein Unterschied bei der Resonanz war kaum vorhanden.

Evtl. mal eine Nahfeldmessung am Sicken/Korbrand probiert?

An der Sicke hatte ich draußen gemessen, das brachte aber irgendwie keine Erkenntnisse. Die Resonanz ist selbst da kaum sichtbar. Erst auf Distanz ist sie anscheinend so laut, dass sie mit dem Schall der Membran interferiert. Bei >1 m wurde sie aber nicht stärker. Das heißt, nur das Nahfeld blendet sie aus.

Den Treiber habe ich einmal mit dem Korb nach außen. Das änderte auch nichts. Das Mikrofon müsste ich aber noch mal an den Korb halten. Das hatte ich versäumt.

Ich habe sowieso noch vor, ein kleineres Gehäuse zu bauen (für die 5-Wege-Variante). Dann werde ich das noch mal verifizieren. Sicher ist sicher. Nicht, dass da doch noch irgendwas am Gehäuse ist und durch die verschiedenen schweren Treiber ausgelöst wird. Wobei ein Klopftest im RTA nur viel höhere Frequenzen anzeigt...

[Jonies Papa]

Mhhh, warum sollte eine Resonanz am Ort der Entstehung unauffälliger sein, als von diesem entfernt? *grübel

[holly65_MKII]

Moin Nils,

ich finde das sehr interessant! :prost:

- der Impedanzgang zeigt die Resonanz nicht

Freeair und Inbox - mit welcher Auflösung?
Sweep oder gesteppter Sinus?

Was mir noch als möglichen Grund einfällt wäre die Membrangeometrie.
Im (echten) Nahfeld dürfte die auch keinen Einfluß haben.....?!

Was die Korb Geometrie / Steifigkeit / Resonanzverhalten betrifft könnte ich bei Interesse
unterstützen - habe ein paar 8 Zöller mit Gusskorb liegen.
U.A. Eton 8-800 37Hex, RCF L8S800 .......

Edith läßt fragen: " Hast du mal bei allen 4 Chassis am Port im Nahfeld gemessen?"

LG

Karsten

[FoLLgoTT]

Freeair und Inbox - mit welcher Auflösung?
Sweep oder gesteppter Sinus?

Sowohl eingebaut als auch nicht eingebaut. Mit Stepped Sine und 1/48 Okt. Ich habe sogar extra die Skalierung in LIMP angepasst und trotzdem war nichts zu sehen.

Was die Korb Geometrie / Steifigkeit / Resonanzverhalten betrifft könnte ich bei Interesse
unterstützen - habe ein paar 8 Zöller mit Gusskorb liegen.
U.A. Eton 8-800 37Hex, RCF L8S800 .......

Danke für das Angebot! Ich behalte es im Hinterkopf. :prost:

Edith läßt fragen: " Hast du mal bei allen 4 Chassis am Port im Nahfeld gemessen?"

Nein, das habe ich nicht systematisch bei allen gemacht. Ich meine bei einem oder zwei. Das könnte ich aber auch noch mal nachholen. Vielleicht zeigt das ja noch Unterschiede.

[Atomar]

Das müsste dann aufgrund von Temperaturveränderung auf quasi jede feine Entzerrung übertragbar sein. Heist es lohnt sich nicht kleine Peaks zu entzerren weil sie sich bei Temperaturänderung verschieben und die Entzerrung sinnlos ist. Ich glaube auch nicht das man so etwas im Raum hört. Kannst du etwas hören wenn du im
Garten per Frequenzgenerator genau den Bereich der Resonanz anregst? Vielleicht käme man der Entstehung so am schnellsten auf den Grund. Quasi Anregen, mit dem Ohr das Chassis "abhören" und so eventuell feststellen wo die Resonanz entsteht.

[Atomar]

Sind die Chassis mit Dichtband montiert gewesen?

[FoLLgoTT]

Das müsste dann aufgrund von Temperaturveränderung auf quasi jede feine Entzerrung übertragbar sein.

Übertragbar wahrscheinlich auf alle mechanischen Resonanzen (Port, Gehäuse, Aufbrechen der Membran usw.). Ins Gehäuse integrierten Lambda/4-Resonatoren sind übrigens nicht betroffen, weil für sie dieselbe Veränderung der Schallgeschwindigkeit gilt wie für die zu absorbierenden Gehäusemoden bzw. Portresonanz. Das habe ich mittels ABEC verifiziert.

Uns fehlt ein temperaturgesteuerter Equalizer. Das wäre die Lösung.

Kannst du etwas hören wenn du im
Garten per Frequenzgenerator genau den Bereich der Resonanz anregst? Vielleicht käme man der Entstehung so am schnellsten auf den Grund.

Das konnte ich bisher nicht, weil die gesamte Elektronik und der PC im Haus stehen. Ich müsste das Notebook und eine Endstufe rausschleppen um direkt vor Ort zu lauschen. Ist aber eine gute Idee.

Sind die Chassis mit Dichtband montiert gewesen?

Ja.

[Franky]

Man könnte ja mal einen Beschleunigungsaufnehmer an den Korb kleben. Könnte mir auch vorstellen bzw. weiß das nicht jeder Korb 100%ig plan ist und es beim Festschrauben zu Spannungen kommt die sich durchaus auswirken können. Ich habe bei Mustern schon Exemplare gehabt die sich beim Anschrauben so verzogen das danach die Schwingspulen schliffen.

[ctrl]

Hallo Nils,

Zitat von ctrl
kuriose Erkenntnisse! Da kommen mir Zweifel an meinem neuen Projekt auf.

Man muss natürlich dazu sagen, dass Raummoden um Faktoren länger ausschwingen und sowas im Raum untergeht. Vielleicht beruhigt das etwas.

Leider nicht, denn ich wollte mich mal an einem der günstigen Dayton 15'' oder 18'' Subwoofer mit Blechkorb versuchen. Aber wenn es bei 8'' schon so schwingt macht das wohl keinen Sinn.

Hast du beim B&C 8MBX51-8 auch mal die Skalierung im CSD geändert (von 30 auf 35 oder 40 dB) um sicher zu gehen, dass die Reso um 200 Hz dort wirklich nicht auftaucht?

Gruß Armin

[incoggnito2]

Servus,

Mikrofon 1 m entfernt auf dem Rasen

...mein Prof. meinte dass man ab einem Messabstand von etwa dreifacher Wellenlänge (Erfahrungswert) Fernfeldbedingungen annehmen kann.... würde dass nicht bedeuten, dass man mit den tiefen Frequenzen die hier interpretiert werden vorsichtig sein muss, weil das Schallfeld noch nicht richtig ausgebildet ist?

Viele Grüße
Inco

[holly65_MKII]

Moin Inco,

...mein Prof. meinte dass man ab einem Messabstand von etwa dreifacher Wellenlänge (Erfahrungswert) Fernfeldbedingungen annehmen kann.... würde dass nicht bedeuten, dass man mit den tiefen Frequenzen die hier interpretiert werden vorsichtig sein muss, weil das Schallfeld noch nicht richtig ausgebildet ist?

Ich habe im Gedächnis das man ab 3x Schallwand Diagonale im Fernfeld ist.
Dreifache Wellenlänge hatte ich bisher nicht auf dem Schirm.....:dont_know:

Zusammen mit einem Bastler Kollegen habe ich vor Jahren mal Groundplane in einer großen Turnhalle gemessen.
Ich meine das wir mindestens 2 oder 3 Meter Meßentfernung hatten.

LG

Karsten

[JFA]

Ich versuche mich mal an dem Rätsel:

wir haben eine Resonanz hoher Güte (niedrige Bandbreite) und negativem Temperaturgang (Frequenz steigt bei fallender Temperatur), und eine merkwürdige Form der Resonanz besonders bei der gelben Kurve.

Die hohe Güte bedeutet irgendwas mit hoher Masse und/oder hoher Steifigkeit. Das schließt die Sicke eigentlich aus. Theoretisch könnte es eine Helmholtz-Resonanz sein, aber die hat Nils schon ausgeschlossen (Polkern fällt aus, schrieb er), und sie passt auch nicht zum Temperaturgang (Masse und Steifigkeit des Resonators sind beide linear proportional zur Dichte).

Bleibt also noch der Korb, der die erforderliche Masse (Magnet) und Steifigkeit (Blech/Guss) mitbringt. Das ist auch nichts neues, alles bekannt, zumindest bei Blechkörben.

Doof an der Theorie: der Monacor mit seinem Gusskorb. Der sieht mir auch nicht allzu fipsig aus, als das er nur unwesentlich steifer als die Blechmänner wäre. Dazu kommt noch: wenn der Monacor, warum dann nicht der B&C?

Außerdem: der Temperaturgang passt zwar von der Tendenz (Metall wird weicher je höher die Temperatur), aber nicht von den Werten. So groß ist der Unterschied zwischen 20° und 30° nicht. Mal ehrlich: wir reden hier über >5%, und da steckt noch eine Wurzel drin, das heißt, dass das Metall schon erheblich weicher werden müsste.

Es gibt aber noch eine Möglichkeit: das Chassis ist ja in einem Gehäuse untergebracht, und das hat natürlich auch eine Masse und eine Steifigkeit. Das besteht aus Spanplatte und dann kann auch der Temperaturgang sein, denn das blöde Bindemittel da drin wird wirklich deutlich weicher, wenn es warm wird. Weil das Gehäuse nicht nur eine Steifigkeit mit einbringt (die würde in Reihe zum Korb liegen), sondern auch eine Masse, haben wir dadurch die notwendigen Voraussetzungen für die seltsame Form der Kurve, nämlich mehr als zwei Energiespeicher.

Das erklärt auch die anderen Seltsamkeiten:
- in der Nahfeldmessung würde das verschwinden
- der Monacor hat eine deutlich höhere Frequenz, weil der Korb steifer ist
- der B&C hat scheinbar gar keine Resonanz, weil der Magnet deutlich leichter ist

Klingt einigermaßen schlüssig, oder?