Freitag, 12. August 2011

Hochwirkungsgradlautsprecher: Offenes Gehäuse mit Seas FA22RCZ - Simulation

Das Gehäuse per Simulation zu erfassen ist gar nicht so trivial. Jörn Carstens, bei dem ich mich an dieser Stelle ganz herzlich bedanke, hat das Gehäuse in AJHorn abgebildet und verschiedene Effekte für mich simuliert.
  
Kalibrierung des Modells
Das Gehäuse ist im Prinzip eine dreieckige "Röhre" konstanten Querschnitts. Mit steifen Wänden als Vorannahme für die Simulation funktioniert es wie eine Transmissionline. Die Kalibrierung der Simulation mit dem gemessenen SPL des Lautsprechers (Ausgangsmaße: 105 cm Höhe, 695 qcm Querschnittsfläche) gelang durch Einbeziehung der 12 cm langen Beine.
  
   
Oben: Die schwarze Kurve zeigt den SPL ohne Beine, die rote Kurve den SPL unter Einbeziehung der Beine quasi als verlängertes Gehäuse - dieser Verlauf entspricht ziemlich genau der tatsächlichen Messung des Frequenzverlaufs. Ergänzend dazu im Vergleich die Simulation des geschlossenen Gehäuses als grüne Kurve - sie zeigt einen ausgewogeneren Verlauf bei deutlich niedrigerem Pegel. In der Praxis wirken sich die "Unruhen" des offenen Gehäuses jedoch weit weniger kritisch aus, da die in der Simulation "steif" angenommenen Wände in der Praxis "weich(er)" sind und die TML-Resonanzen weitgehend ausbügeln. Unten sind die entsprechenden Impedanzverläufe dargestellt. Damit ist die Kalibrierung abgeschlossen - das Modell bildet die "Realität" sehr gut ab.
 
Verlängerung (Erhöhung) des Gehäuses
Um jetzt noch ein paar Hz mehr Tiefgang herauszukitzeln wollte ich wissen, wie sich eine Erhöhung des Gehäuses (konstanter Querschnitt, also Volumenvergrößerung) auswirkt. Dabei war interessant, wieviel "Hz pro cm Höhe" machbar wären...
    
    
Die rote Kurve zeigt den SPL bei 117 cm (=Ausgangsbasis), die grüne den SPL bei 127 cm und die pinke bei 137 cm Gehäusehöhe inkl. Beinen. Pro 10 cm Erhöhung wandert der Peak bei 80 Hz jeweils um ca. 5 Hz nach unten - auf Kosten eines jeweils um ca. 1 dB geringeren Wirkungsgrades. Nicht die Welt, aber immerhin!
   
Reduzierung der Querschnittsfläche
Wer A sagt, muss auch B sagen: Das Gehäusevolumen ist wegen der negativen Auswirkungen auf das Impulsverhalten schließlich nicht beliebig vergrößerbar, Seas empfiehlt z.B. 70 l für ein geschlossenes Gehäuse; diese Größenordnung soll auch hier als Orientierung dienen. Also sollte im nächsten Schritt simuliert werden, wie sehr sich eine Querschnittsreduzierung der Gehäusegrundfläche auswirkt.
     
   
Die rote Kurve zeigt den SPL bei 692 qcm Querschnittsfläche (=Ausgangsbasis), die grüne den SPL bei 590 qcm und die pinke bei 490 qcm. Pro 100 qcm Reduzierung der Fläche wandert der Peak bei 80 Hz also jeweils um ca. 5 Hz nach oben - unter Zunahme des Wirkungsgrades jeweils um ca. 1 dB. Hier stellt sich also der umgekehrte Effekt ein wie bei der Gehäuseerhöhung.
     
Zusammenfassung und Ausblick
Der "Testlautsprecher" in seiner jetzigen Form spielt bereits auf sehr hohem Niveau und lässt kaum Wünsche offen. Allerdings steht nun ein neuer Gehäuseentwurf an, in dem die in diesem sowie in den beiden Posts zum Bau und zum Klang des Testgehäuses genannten Punkte umgesetzt bzw. bewährte Änderungen beibehalten werden. Zur Optimierung der Gehäusegeometrie ist für mich der optimale Baffle Step "gesetzt" (vgl. letztes Post). Daraus ergibt sich die neue Querschnittsfläche unter Beibehaltung der gleichseitigen Grundform. Danach wird die Höhe "ausgereizt". Auch beim Gehäusematerial, der Verarbeitung, der Bedämpfung etc. habe ich noch einige Ideen, die ich demnächst ausprobieren werde. Sobald die neuen Lautsprecher fertig sind, werde ich darüber berichten.
  
Stay tuned!
  
Crosslinks:
Hochwirkungsgradlautsprecher: Offenes Gehäuse mit Seas FA22RCZ - der Klang
Hochwirkungsgradlautsprecher: Offenes Gehäuse mit Seas FA22RCZ - Messungen
 
P.S.:
Eine Anmerkung habe ich noch in eigener Sache zum im letzten Post angekündigten C37 Lack von Dieter Ennemoser. Ich werde diesen Lack zunächst nicht auf den Seas Chassis ausprobieren, was allein praktische Gründe hat: Durch die relativ lange notwendige Aushärtezeit und das erforderliche Aufbringen mehrerer Schichten wäre der Testlautsprecher für mich eine Weile nicht nutzbar. Außerdem besteht die potenzielle Gefahr, dass beim manuellen Aufbringens des Lacks nicht beide Chassis exakt die gleiche Schichtdicke erhalten.
 
Ich habe mit Herrn Ennemoser telefoniert und ihn als einen sehr freundlichen und auskunftsfreudigen Menschen kennen gelernt, der mir aufgrund seiner profunden Erfahrungen als Geigenbauer wertvolle Tipps für den Gehäusebau gegeben hat (Holzsorten, Stärken, Textur, Verabeitung...). Dafür möchte ich mich ausdrücklich bei ihm bedanken.
 
Ich bin bei meinen Recherchen zu C37 im Netz über viele unsachliche, bornierte und despektierliche Äußerungen gegenüber Herrn Ennemoser gestolpert und verurteile dies. Ich finde, Herr Ennemoser legt - anders, als so mancher Scharlatan, der in Sachen "High End"  mit Schälchen oder mit Mondlicht beschienenen Kabeln zu Preisen bar jeder Realität unterwegs ist - sehr plausibel das seinem Lack zu Grunde liegende Prinzip dar.

Man kann einem solchen Produkt selbstverständlich kritisch gegenüberstehen, jedoch gebietet es die Toleranz, es bei sachlicher Kritik zu belassen. Für mich sind Querdenker wie Herr Ennemoser mit ihren Ideen das Salz in der Suppe (nicht nur) unseres Hobbys. Für alle, die interessiert und tolerant genug sind, hier der Link zu einem Interview von Friedrich Hunold mit Dieter Ennemoser.

Kommentare:

  1. Hallo,
    ich bin durch Zufall auf diesen Blog gestossen und mein Interesse ist geweckt !
    Leider kann ich fachlich/messtechnisch nicht mithalten und wäre nur ein "tumber Nachbauer".
    Deshalb die Frage, ob es mittlerweile neue Erkenntnisse gibt ?
    Gruß aus Achim/HB, Udo

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  2. Moin Udo,

    alle weiteren Veränderungen gegenüber den hier dokumentierten verändern das Ergebnis nur in Nuancen.
    Also einfach nachbauen und Spaß haben! Mit der Bedämpfung kann man zwar etwas spielen, ich würde sie inzwischen aber sogar ganz weglassen.

    Gruß,
    Carsten

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  3. Hallo Carsten,

    in den letzten Wochen habe ich Deinen Ratschlag beherzigt und die Breezer mit dem SEAS gebaut. Gefällt mir auch ohne Sperrkreis richtig gut. Danke dafür!
    Kannst Du mir sagen, was theoretisch passieren würde, wenn ich einen 6" Breitbänder in das Original-Breezer-Gehäuse einbaue. Habe im Hifi-Forum mal angefragt und tolle Tipps zur praktischen Umsetzung erhalten. Leider wurde meine Frage nicht beantwortet. Konkret spiele ich mit dem Gedanken, einen Tang Band W6-1916 mit einzubauen und einfach per Kippschalter wahlweise den SEAS oder Tang Band zu aktivieren. Ist vielleicht nicht High-End, aber ein nettes Spiel mit wenig Einsatz. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass der W6-1916 in der Badewannen-Breezer eigentlich Musikstücke gut wiedergeben sollte, die ebenfalls eine Badewannen-Abstimmung haben und somit mit dem SEAS zu viel Bass produzieren. Habe ich da einen Denkfeher?

    Danke und Gruß

    Harry

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  4. Hallo Harry,

    ich würde das Seas zunächst ausbauen und Dein anderes Chassis per Adapterplatte in das Breezer-Gehäuse setzen. Wenn es klappt, kannst Du Deinen Plan ja immer noch in die Tat umsetzen...

    Gruß
    Carsten

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