Bassreflex LS Dimensionierung?

[schauki]

Es muss genau so viel Luft drin sein, dass bei maximaler elektrischer Belastung gerade noch maximale Auslenkung möglich ist.

mfg

[HiFi-Selbstbau]

BR Rohr

Hallo Ken,

Man muss bei einer BR Box dem Rohr einen Mindestdurchmesser geben, damit es nicht zu Strömungsgeräuschen der schwingenden Luft kommt. Wenn man jetzt sagen würde, mach ich halt das Rohr groß genug, hat die Physik ein Problem für uns parat. Wenn sich die Abstimmung des Resonators NICHT ändern soll, wird das Rohr länger, je größer der Durchmesser ist. Also macht man das Rohr so klein wie möglich ohne die besagten Probleme mir den Geräuschen zu bekommen.
Eine Software mit der man das wunderbar nachvollziehen kann, ist die Freeware WinISD vom Linearteam in Dänemark. Unseres Wissens nach die einzige Software, die auch die Strümungsgeschwindigkeit der Luft im Rohr berechnent und mit roten Zahlen quitiert wenn Gefahr besteht. Da macht man das Rohr dann eben immer kleiner und sieht was die Software zur Luftgeschwindigkeit sagt

WinISD

[ken]

Hallo Alle!

Danke für die lustigen Diskussionen, sehr aufschlussreich aber leider immer noch alles weitgehend Themaverfehlung.

Nochmal:

Man muss bei einer BR Box dem Rohr einen Mindestdurchmesser geben, damit es nicht zu Strömungsgeräuschen der schwingenden Luft kommt. Wenn man jetzt sagen würde, mach ich halt das Rohr groß genug, hat die Physik ein Problem für uns parat. Wenn sich die Abstimmung des Resonators NICHT ändern soll, wird das Rohr länger, je größer der Durchmesser ist. Also macht man das Rohr so klein wie möglich ohne die besagten Probleme mir den Geräuschen zu bekommen.

Ich hab nicht das Problem von langem Rohr wegen zu grossem Rohrdurchmesser. Die Dinger werden mit obiger Methode immer kilometerlang!

Dafür such ich eine Erklärung.

Vielleicht weiss es jemand...

Das ist alles, danke!


lg ken

[Che55e]

ich hab die herleitung, schick mir deine email-adresse per pn, es sind 3 pdfs.
die formel ist

l = c^2 S/((4 pi)^2 V f^2) - 0.825*SQRT(S)

c ist die schallgeschwindigkeit. wir können die herleitung gern diskutieren hier, muss aber bis abend warten.

formeln ohne einheiten sind ein verbrechen.

[HiFi-Selbstbau]

@Ken:

Bei Formeln werden meist nur Werte eingetragen, es müssen aber auch die Dimensionen stimmen! Evtl. ist die Formel aus US, dann ist alles in Inch. Oder Du must alles in SI-Einheiten ([m], [m²], [m³]) eintragen und nicht - wie Du vielleicht meinst - in mm, cm oder cm². Mit den richtigen Einheiten (die die Formel erwartet) und den richtigen Werten kommt auch das Richtige raus - wenn die Formel stimmt.

Nimm doch einfach WinISD, halte Dich an die geforderten Dimensionen und gibt die entsprechenden Werte ein. Die Formel dort ist jedenfalls richtig, garantiert!

Gruß Pico

[Dezibel]

Hallo Ken,
kannst Du mal die TSP Deines Wunschlautsprechers hier einstellen, mich würde interessieren auf welche Werte ich mit meinen Berechnungen komme.

Grüße, dB

[armin75]

Geschlossene Gehäuse:
Benötigte T&S-Parameter:
fs = Freiluftresonanz
Vas = Äquivalenzvolumen
Qts = Gesamtgüte
Qtc = Gesamtgüte der zu erstellenden Lautsprecherbox

Berechnung des Boxenvolumens Vb:

Vb = Vas / ((Qtc²/Qts²) - 1)
dabei ist die Resonanzfrequenz fc der geschlossenen Box:
fc = Qtc * fs / Qts

Welche Güten Qtc sind für die geschlossene Box sinnvoll:
- Qtc = 0,5 ist für den Highend Musikhörer mit fast keiner Tiefbass-Ausbeute
- Qtc = 0,577 (Bessel-Charakteristik) mit idealem Phasenverhalten, jedoch geringer Bassausbeute
- Qtc = 0,7-0,9 für die Allround Hörer, wobei Qtc=0,707 (Butterworth) oft als Optimum angegeben wird.
- Qtc > 0,9 ??? für Anhänger einer maximalen Bassausbeute für geschlossene Gehäuse, was oft etwas wummerig klingt.
Bassreflexgehäuse:
Benötigte T&S-Parameter:
Fs = Resonanzfrequenz des Lautsprechers
Fc = Einbauresonanz
Fb = Tuningfrequenz der Box
Qts = Gesamtgüte des Woofers
Qtc = Einbaugüte
A = Öffnungsfläche des BR-Rohres
Vb = Nettovolumen des Gehäuses
Vas = Äquivalenzvolumen des Woofer
Fc = Fs * [wurzel aus (Vas / Vb)] +1
Qtc = Qts * [wurzel aus (Vas / Vb)] +1
Wenn Qtc < 0,7 ist dann nimm Faktor 0,75 zur Berechnung von Fb.
Wenn Qtc > 0,7 ist dann nimm Faktor 0,60 zur Berechnung von Fb.
Dann ergibt sich:
Fb = 0,6 * Fc oder
Fb = 0,75 * Fc
Die Reflexrohrlänge berechnet sich in Abhängigkeit von dem Durchmesser bzw. der Öffnungsfläche.
l = [(1176490 * A) / (39,4784 * Fb² * Vb)] - (0,5 * [wurzel aus (pi * A)])
A für diverse Rohrdurchmesser:
70mm = 38,5cm²
100mm = 78,5cm²
150mm = 176,8cm²
Für A kann man auch die Fläche von selbstgebauten Reflexöffnungen einsetzen. Berchnung von Bassreflex Gehäusen mit Taschenrechner Abkürzungen & TSP´s :
Fs = Freiluftresonanz der Lautsprechers
Qts = Gesamtgüte des LS
Vas = Äquivalenzvolumen
SD = wirksame Membranfläche des LS
AF = Öffnungs-Fläche des Reflexrohrs (Rund)
X = Querschnitt
Berechnung der mindest Portfläche (Reflexrohr):
AF > 0,1 x SD
Aus AF errechnet man X :
X = (Wurzel aus AF) : 3,14 x 2
Volumenberechnung (Vb) des Bassreflex Gehäuses(Netto) :
Vb = 15 x Vas x Qts²,87
Reflexrohrlänge (l) berechnen :
l = [(168939 x AF x Qts)² : (Fs² x Vb)] - [0,88x (Wurzel aus AF) ]

[KSTR]

Original von armin75
Welche Güten Qtc sind für die geschlossene Box sinnvoll:
- Qtc = 0,5 ist für den Highend Musikhörer mit fast keiner Tiefbass-Ausbeute
- Qtc = 0,577 (Bessel-Charakteristik) mit idealem Phasenverhalten, jedoch geringer Bassausbeute
- Qtc = 0,7-0,9 für die Allround Hörer, wobei Qtc=0,707 (Butterworth) oft als Optimum angegeben wird.
- Qtc > 0,9 ??? für Anhänger einer maximalen Bassausbeute für geschlossene Gehäuse, was oft etwas wummerig klingt.

Hallo Armin
Danke für deine umfassende Aufstellung.

Ich hätte dazu aber ein paar Anmerkungen:
Sowas wie "Phasenoptimal" (bzw. "ideale Sprungantwort") gibt es bei Hochpässen nicht, es gibt ein am wenigsten schlechtes Verhalten, und das bekommt man nur mit lauter reellen Polen, egal welche Ordnung (also Q=0.5, die "kritische" HP-Abstimmung).
Butterworth sieht als FG-der Amplitude halt schön aus (als Freifeld-FG), aber sonst hat es keinen Vorteil. Es gibt auch ein Paper von Marshall Leach welches erkennen läßt, dass bei realen, verlustenden Gehäusen Q=Wurzel(2) keineswegs zur tiefsten Fg bei maximal flachen FG (eben Butterworth-optimiert) führt, sondern etwas weniger:

http://users.ece.gatech.edu/~mleach/ece4445/downloads/QTCvsQMC.pdf

Gerade als DIYer kann man Fg und Q ja so wählen, dass das Room-Gain unterhalb der ersten Mode optimal unterstützend dazukommt (was übrigens auch für die RA gewisse Konsequenzen hat, ebenso für die Auslegung von DBAs). Bei CB, als Rundstrahler, hat man 12dB/oct (theoretisch, in der Praxis eher weniger), dass sollte man ergänzend zu einem flachen Roll-Off mit niedrigem Q ausnutzen, um ohne nennenwerten Bassabfall bei trotzdem bestmöglicher Sprungantwort zu landen. Bei CB ohne elektrisches Filter hebt sich room-gain und der -12dB/oct-roll off gerade auf, wenn man es passend erwischt. Bei CB mit (doch sehr empfehlenswerten) elektrischem HP davor (also 3ter Ordnung, -18dB/oct) und Q=~0.5 kommt man mit room-gain auf -6dB/oct roll-off und extrem sanftem Übergang in diesen, m.E. das Optimum. Geht natürlich nur in kleineren Räumen, wo das room-gain hoch genug einsetzt.

Generell eignet sich die Berechnung per Taschenrechner schon eher nur für's grobe Überschlagen, reell machbar und überschaubar wird es mE nur mit Anwendung von Software (z.B. Akabak), die auch etliche Randbedingungen berücksichtigt, abgesehen vom Handling.

Grüße, Klaus

[schauki]

Original von KSTR
....Bei CB mit (doch sehr empfehlenswerten) elektrischem HP davor (also 3ter Ordnung, -18dB/oct)....

Warum denn?

mfg

[KSTR]

Auslenkung. Die erreicht mit einem 12dB/oct roll-off ihr konstantes Maximum bei kleinen Frequenzen, unterhalb von Fg. D.h. der Membranhub wird trotz des roll-offs des Schalldrucks nicht geringer (theoretisch, bei ausreichend starkem Motor und nicht zu extremen Druckkammerverhältnissen). Mit zusätzlichem elektrischem HP fällt der Membranhub unterhalb der Reso dann mit der Flankensteilheit dieses Hochpasses. Oberhalb der Reso fällt der Hub ja sowieso mit 12dB/oct. Mit Filter hat man nur einen kleinen Bereich wo das Maximum aufftritt, bei Fg.

Für BR gilt im Prinzip das gleiche, je nach Güte der Port/Gehäuse-Abstimmung hat man aber noch ein lokales Minimum bei der Port-Reso. Dort ist da Problem noch gravierender, weil es ja keine engegenwirkende Feder mehr gibt.

Sinnvollerweise wählt man das elektrische Filter (erster oder zweiter Ordnung) so, dass sich auch gleich eine ordentliche Filterfunktion ergibt. Sowas braucht man wenn man zu einem Sub hin trennen will, z.B. per LR-24 alias (Butterworth-12)²

Grüße, Klaus

[schauki]

Ich würde hierbei einfach das Volumen so gering halten dass die Gegenkraft der Luft einfach "zu" macht.

Wenn also maximaler Hub erst bei maximaler elektrischen Belastbarkeit auftritt, bzw. auftreten kann, dann hat man gewonnen.
Man braucht somit keinen zusätzlichen elektrischen HP mehr..

Der FG wird beliebig eingestellt.

Natürlich gilt das nur für elektirsch entzerrte CB Boxen.

mfg

[KSTR]

Es gibt genug Gründe (Verzerrungen der wichtigste) warum das alles nicht so gemacht wird. Krasse elektronische Entzerrung um mechanische/konstruktive Versäumnisse zu kaschieren funktioniert nicht.... "beliebiger FG" (per Linkwitz-Transform z.B.) kann man echt knicken.

Grüße, Klaus

[schauki]

Naja die Verzerrungen sind ja wie auch schon bei Davids und Toms Projekt gerade im Tiefton nicht so stark hörbar.
Und Hub gibts ja auch nur ernsthaften am unteren Übertragungsbereich.

Aber ist ja ansich egal, die Verzerrungen treten einfach durch den Hub auf.
Wenn man Chassis wähtl die entsprechend kräftige Antriebe haben aber gleichzeitig gute thermische Ableitung und sich die Kraft nicht ausschließlich über eine starke Induktivität holen, dann treten auch nicht sonderlich mehr unlineare Verzerrungen durch Intermodultion auf, bzw. es gibt auch keine Thermische Kompression.

Das Gehäusevolumen ist für den FG defintiv egal, wenn man elektrisch entzerren kann. Wenn man das ganze über phasenlineare Filter bewerkstelligt gibts auch kein Group Delay.

Man kann eigentlich das Gehäuse relativ schön bestimmen in dem man einfach das Verschiebevolumen hernimmt dann mal 100 (bzw. ein bisschen mehr) nimmt, das ist dann das netto Gehäusevolumen.
Dass das ohne Entzerrung kein Sub ist braucht nicht erwähnt zu werden.


Gerade im Subbereich sehe ich in Räumen den FG natürlich also nicht sonderlich wichtig an. allein durch Moden gibts mal schnell +-10dB.

Aber echte Nachteile - sehe ich bei meiner Theorie eigentlich keine.
Also zumindest keine die bei nicht entzerrten Systemen auch auftreten.
Würde mich freuen wenn du da noch näher darauf eingehst. Vielleicht habe ich ja was übersehen.

mfg

[Che55e]

dann treten auch nicht sonderlich mehr unlineare Verzerrungen durch Intermodultion auf, bzw. es gibt auch keine Thermische Kompression.

das kapier ich nicht. intermodulation ist doch eine frage des übertragungsbereich und der membrangeschwindigkeit, was soll da vom antrieb kommen?

[schauki]

Wenn der Antrieb seine Kraft durch hohe Induktivität bezieht, dann moduliert er das Megnetfeld des Dauermagneten.
-> Somit ist kein gleichmäßigs Feld mehr gegeben und das macht sich in Verzerrungen bemerkbar.

mfg