Gewöhnliche Chassis mit Gegenkopplung nachrüsten?

Shefffield
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Gewöhnliche Chassis mit Gegenkopplung nachrüsten?

Beitrag von Shefffield »

Hallihallo!

Ich habe den Eindruck, in diesem Forum ist das Know-How versammelt, mir meine schon ältere Frage zu beantworten: Kann ich meine vorhandenen, gewöhnlichen Chassis mit einer funktionierenden Gegenkopplung nachrüsten?

Mir geht's vor allem um meine(n) Mitteltöner, die Hochtöner dürften prinzipbedingt nicht gegenkoppelbar sein (sind Beyma TPL-150 AMTs). Die Mitteltöner sind Beyma 102Nd/N und 122Nd (http://beyma.de/index.php?id=137).

Da es sich um PA-Chassis handelt, sind Recone-Kits erhältlich, ich könnte die Chassis also nötigenfalls auch "schlachten" und mit neuen Schwingeinheiten versehen.

Dank Euch im Voraus!
Axel
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axxxxx

Beitrag von axxxxx »

Hallo Axel,

auch wenn ich hier im Forum zu den technischen Dummies gehöre, glaube ich, Dein Frage dennoch beantworten zu können:

Der technische Großwesir hier - Meister Gert - hat es wohl mal versucht, eine Gegenkopplung zu entwickeln und ist damit nicht wirklich vorangekommen.

Eine funktionierende Rück-/Gegenkopplung ist wohl vergleichbar mit der Alchemie im Mittelalter. Das Verständnis der technischen Zusammenhänge allein reicht wohl nicht aus, um so etwas auf die Beine zu stellen.

Gruß
Kai
Shefffield
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Beitrag von Shefffield »

Moin, Kai.

Hm....

Jetzt hast Du mich angestachelt. :wink:

Sind Gerts Erfahrungen noch irgendwo nachzulesen?

Bis bald,
Axel
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KSTR
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Beitrag von KSTR »

Hi,

Gehen tut es (basteltechnisch ist es kein Hexenwerk, provisorisch nach Entfernung der Dustcap eine humbucking-Sensorspule - also ein Geschwindigkeitssensor - à la B&M in ein Basschassis einzubauen und ein Ausgangssignal zu erhalten, das auch prinzipiell für einen Regelung taugt).

Woran es dann scheitert, ist z.B. das Problem den Sensor nachweislich und mit vertretbarem Aufwand um etwa den Faktor 10 linearer zu bekommen als das Chassis, sonst macht es eine Regelung ja nicht besser, sondern nur "anders schlecht". Einen Geschwindigkeitssensor mechanisch linear zu bekommen ist keine leichte Sache für DIYer.

Mit einem Positionssensor geht es besser (zumindest für Basschassis), weil den kann man statisch und vor dem Einbau vermessen und er läßt sich leichter über die Geometrie linearisieren, aber viel weniger Aufwand wird es auch nicht (der Sensor wird wesentlich aufwändiger). Ein weiteres Problem ist es genügend Rauschabstand/Störfreiheit zu erzielen, Betriebsicherheit usw. Der zu investierende Aufwand an Zeit (und Geld für die notwendige Ausrüstung an Messmitteln usw) ist mE schon krass und der Erfolg keineswegs sicher, wenn man sich die Sache mal sauber durchdenkt.

Gert wird sich sicher dazu noch äussern (und es sind genug Beiträge von ihm dazu vorhanden, etwas verstreut, aber per Suche seiner Posts findbar).

Am einfachsten für DIY, zumindest für ein Basschassis, wäre die Methode à la Meyer-Sound (beim X10-Monitor) : Messmikro ein paar Zentimeter vor der Dustcap eines ausreichend großen Basschassis (15" oder größer)... http://www.meyersound.com/pdf/products/ ... -10_ds.pdf

Vielleicht dann doch lieber in richtig gute Chassis investieren, denke ich mir ...

Grüße, Klaus
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Axel,

Klaus trifft den Nagel wiedermal auf den Kopf! In der Lautsprecher-Gegenkopplungstechnologie sind haufenweise Detaillösungen, -optimierungen und Patente versteckt, von denen man nie hört oder liest. Nicht trivial das Ganze!

Mögliche Alternative:
Alte BMs kaufen und die Chassis mitsamt Ihrer Gegenkopplung verwenden, eventuell auch die Elektroniken, die kann man sicher erneuern und modifizieren. So mach ich's in meinem BM-11 Projekt.
Sollte so für Dich nicht genug Schalldruckpegel zusammenkommen (was ich nach Deinen bisherigen Plänen für durchaus möglich halte :mrgreen: ), müsstest Du halt mehr(ere) Chassis und Endstufen verwenden... :roll:

Gruss,
Winfried
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Shefffield
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Beitrag von Shefffield »

Hm, schade.

Kaufen juckt mich nicht so sehr wie Selbstbauen und dabei Verstehen. Und, ja, ich flirte noch immer heftig mit Chassis, die einen dreistelligen Kennschalldruck aufweisen können. Nebenbei sind die alles andere als schlecht, Klaus. :wink:

Eine Mehrfachanordnung von Chassis, die den gleichen Frequenzbereich beackern, möchte ich vermeiden, um mir keine unnötigen Interferenzen einzuhandeln.

Das Mikro vor dem Bass ist eine überlegung wert, die ich auch schon hatte - aber inzwischen gehen meine Pläne hier immer stärker in Richtung URPS-Array.

Danke und bis bald,
Axel
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KSTR
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Beitrag von KSTR »

Jau, Axel,

Effiziente Chassis sind auch mein Ding... bei dem speziellen Beyma ist mir aber Le etwas hoch. Verzerrungen am oberen Bereichsende sind halt besonders schwer im Versuch, sie per Regelung wegzubekommen, weil man die Leerlaufverstärkung des Reglers zu hohen Frequenzen irgendwann (d.h. rechtzeitig) unter 1 fallen lassen muss, sonst schwingt es...

Grüße und viel Erfolg bei einem allfälligen Versuch,
Klaus
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Gegenkoppler,
aston456 hat geschrieben:Der technische Großwesir hier - Meister Gert - hat es wohl mal versucht, eine Gegenkopplung zu entwickeln und ist damit nicht wirklich vorangekommen.
danke für die Blumen, Kai. Ich möchte ergänzen, dass ich alle möglichen GKs ausprobiert und auch zum Laufen gekriegt habe. Klaus hat aber schon alles Wesentliche gesagt - man kriegt das schon hin, aber es ist nicht trivial. Die Frage ist, wieviel Zeit Du in sowas investieren willst, Axel. Am einfachsten ist die Geschwindigkeits-GK im Bass, das ganze Resonsanz- und Thiele-Small-Gedöns da unten kriegt man sauber in den Griff, bei den niedrigen Frequenzen arbeitet eine GK nahezu perfekt. Für die DIY-Variante ist die Variante Minimikro senkrecht zur Schallausbreitung auf Membran geklebt wahrscheinlich am einfachsten zu realisieren - bis Du den ersten sauber funktionierenden Geschwindigkeitssensor gewickelt hast, der dann von den nötigen unglaublich kräftigen Neodym-Magneten ein paar mal zusammengepresst wurde, weil Du deren Befestigung noch nicht richtig im Griff hattest und jedes zweite Mal dabei das Spulendrähtchen zerstört wurde, das dünner als ein Haar sein muss, bist Du mit der Mikro-Variante schon lange fertig. Schwieriger wird's im MT-Bereich - je höher die Frequenz, desto kritischer. Hier funktioniert die Mikrovariante nicht mehr zufrieden stellend, die Phasenverschiebung zwischen Membranansteuerung und Mikrosignal wird einfach unbrauchbar groß. Da ist ein Geschwindigkeitssensor aufgrund seiner direkten mechanischen Sensor-Membran-Kopplung das Mittel der Wahl - aber wenn Du das im MT-Bereich sauber zum Laufen kriegen willst, machst Du das Thema zu einem Hauptberuf.

Viele Grüße
Gert
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axxxxx

Beitrag von axxxxx »

Lieber Gert,

ich wollte Deine Leistungen auf diesem Gebiet keineswegs schmälern und habe es zusammenfassend lediglich auf das verkürzte Ergebnis gebracht. Wenn Leute wie Friedrich Müller sich ein komplettes Berufsleben fast ausschließlich mit der Entwicklung und Verfeinerung der Gegenkopplung beschäftigen und ich meine mich zu erinnern, daß er bis heute als einziger die Hochtöner zusammenbaut (-bauen kann...), dann ist das beredtes Zeugnis darüber, wie diffizil diese Technologie ist. Neben der rein mathematischen Seite bedarf es für die Umsetzung offensichtlich jahrzehntelange Erfahrung, um ein harmonisches Ergebnis zu erzielen.

Gruß
Kai
phase_accurate
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Beitrag von phase_accurate »

Dieser hier sollte mit Heimwerkermethoden hinzukriegen sein:

http://www.servospeaker.com

Gruss

Charles
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hreith
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Beitrag von hreith »

Ich denke, die wichtigsten Knackpunkte wurden schon angedeutet. Damit eine Regelung sauber arbeiten kann, benötigt sie 2 Dinge:

1) einen Sensor der bezüglich des Dynamikbereiches und besonders der Linearität die des zu regelnden Objektes übersteigt.
2) eine ausreichend hohe Regelreserve.

1) ist sehr schwierig hinzubekommen und im DIY dürfte die Warscheinlichkeit noch weiter sinken.
2) ist wegen der Totzeiten eines Lautsprechers ebenso problematisch. Man sollte auch bedenken, dass bei zu kleiner Regelreserve die Oberwellen höherer Ordnung eher größer werden als im ungeregelten Fall. Gerade beim Bass fallen diese dann aber eher in den ohrempfindlichen Bereich. Erst wenn die Regelreserve ausreichend hoch ist, kann eine Zunahme der Oberwellen höherer Ordnung vermieden werden.

Neben der technischen Neugier möchte man mit der Regelung ja auch irgendwelche Ziele verfolgen.
- Linearisierung des Pegel und Phasenverlaufes: das geht auch mit einer Steuerung
- Klirrreduzierung: oben beschriebene Probleme
- Pegelerhöhung: da wäre eine Erhöhung der Membranfläche sinniger

Wenn man also den Aufwand den eine Regelung benötigt eher in z.B einen 2ten oder größeren Treiber investiert und eine geeignete Steuerung einsetzt, dann erhält man
- einen wesentlich robusteren Aufbau
- auch einen in den Grenzen der mechanischen Möglichkeiten modellierbaren Pegel- und Phasenverlauf
- Klirrreduzierung durch Halbierung des Hubes
- 6dB höhere Pegelreserve
- die warscheinlich kostengünstigere Variante

Es ist also nicht verwunderlich, dass sich die meisten Entwickler für ungeregelte Systeme entscheiden, auch wenn es nicht ganz so gei.. ist.
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Shefffield
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Beitrag von Shefffield »

Hallo, Hubert!

Ich wusste, dass Du auch hier Weiterführendes beizutragen hast. Danke dafür! :cheers:

Nachdem ich am Samstag die kleine AGM 3.3 gehört habe, kommen mir zum Thema dieses Threads folgende Gedanken:

Beim Hochtöner scheint es auch ohne Regelung zu gehen. Der von einem IGK-Verstärker angetriebene ER-4 der AGM hat mir sehr gut gefallen. Da ich schon die dicken Beyma-AMTs zu Hause liegen habe, will ich diesen Weg nachvollziehen.

Der Tieftöner der AGM ist nicht nur sehr klein, er spielt auch noch auf ein winziges Volumen. Trotzdem hat mir kein Tiefgang gefehlt, und auch pegelmäßig schien er gut mitzuhalten. Dass er nicht die Wucht großer Membranfläche an die Raumluft weitergeben kann, ist logisch. Aber allein schon diese Betrachtung zeigt deutlich, wie gut er alles andere gemacht hat.

Eine externe Regelung per Mikrofon halte ich im Bassbereich für beherrschbar - aber der Mitteltonbereich ist mir wichtiger. Bevor ich diese Arbeit in die Tieftöner stecke, denke ich doch lieber über die Mitteltöner nach. Pegelmäßig brennt da nix an, soweit werde ich meinem Ruf gerecht. Ich unterstelle auch, dass der MT bis zur geplanten oberen Grenzfrequenz von rund 1,5 kHz ausreichend kolbenförmig schwingt (ist ein Beyma 102Nd - wie kann ich das sicher überprüfen?).

So sehr ich auch ein geregeltes System mit Raumkorrektur mittels Acourate für das technische Nonplusultra halte, bleibt doch die Frage zu klären, wie weit weg ein ungeregeltes, mit Acourate glattgezogenes Aktivsystem wirklich ist. Was meint Ihr, ist mein Ansatz, mittels geballter Membranfläche Lockerheit zu bekommen, eine gangbare Alternative, die eine Regelung vielleicht verzichtbar macht - wie es Hubert nahelegt?

Bis bald,
Axel
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hreith
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Beitrag von hreith »

"wie weit weg ein ungeregeltes .... wirklich ist"
==>
das kann man so leider nicht beantworten da es keine konkrete Frage ist.
Beantworten kann man hingegen möglichst konkrete technische Parameter die möglichst keine subjektive Komponente enthalten.

Eine Regelung würde ja ganz andere Parameter beeinflussen als eine Anpassung an den Raum. Ich denke, dass man dies kaum miteinander vergleichen oder aufrechnen kann.
Wie soll ich z.B eine Klirrreduzierung um sagen wir mal 3-6dB gegen irgendwelche Raummoden aufrechnen und eine Bewertung abgeben. Also ich könnte das nicht.

Auch Sachen wie das Rundstrahlverhalten wirst du mit einer Regelung praktisch nicht verändern. Eine Optimierung des Rundstrahlverhaltens würde ich aber als wichtiger ansehen als eine Verbesserung des Klirr (sofern dieser ausreichend gering ist).

Wenn man die Parameter möglichst isoliert dann findet man sehr viele und sehr wichtige die mehr oder weniger unabhängig von einer Regelung sind oder sich auch anders erreichen lassen. Es gibt nur extrem wenige Parameter die man nur mit einer Regelung erreichen kann - und nur diese würden den Aufwand rechtfertigen sofern man sie als wichtig ansieht.
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Shefffield
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Beitrag von Shefffield »

Hm... Ich mag Deine sachliche Herangehensweise, Hubert. :wink:

Zuerst: Ich betrachte die Gegenkopplung mittels Sensor am Chassis als eine Echtzeit-Nahfeldkorrektur des Chassis alleine, während ich die Ansteuerung mittels Acourate als eine Art "Offline-Gegenkopplung über Chassis, Schallwand und Raum" ansehe. Ich hoffe, das trifft's halbwegs.

Damit hätte ich einige der Vorteile der Sensor-Gegenkopplung auch mit Acourate erreicht, allen voran natürlich die Festlegung und ggf. Ausweitung von Frequenzganggrenzen, die ein Chassis bespielt, und die Linearisierung innerhalb des Übertragungsbereichs.

Was kann die Sensor-GK denn mehr? Spontan fällt mir dazu nur die Reduktion von Klirr und eventuell auch Dopplerverzerrungen ein - letztere halte ich bei einem Vierwegesystem aber für nicht mehr kritisch.

Und der Klirr, wie relevant ist der? Unterhalb gewisser Grenzen wird er wohl unhörbar. Ich werde meinen Chassis auch diesbezüglich mal auf den Zahn fühlen müssen. Die extrem effizienten PA-Geräte, mit denen ich bevorzugt spiele, haben nach oben sicher keine großen Probleme, spannend könnt's aber im Bereich gemäßigter Lautstärken werden.

Die Silbersand FM701 und auch die kleine AGM 3.3 haben mich mit ihrer ungeheuer selbstverständlichen Spielweise beeindruckt - ich habe das vor allem auf die Sensor-GK zurückgeführt, aber vielleicht ist deren Einfluss gar nicht so gewaltig, wie ich bisher angenommen habe. Vielleicht spielt auch schon die durch Subtraktivweichen "zeitlich unverschmierte" Darbietung eine entscheidende Rolle. Das erreiche ich mit Acourate auch.

Möchtest Du mal aufdröseln, was Du a) sehr wichtig findest und was b) nur mit Sensor-GK erreichbar ist?

Beibt spannend!
Axel
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hreith
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Beitrag von hreith »

Hi Axel,

ein so krummes Teil wie einen Lautsprecher man man nicht so einfach regeln.

Du wirst das System durch analoge Filter bezüglich des Pegel- und Phasenverlaufes vorentzerren müssen damit die Reglung überhaupt halbwegs sinnvoll arbeiten kann. Wenn man das nicht macht, dann wird die Regelreserve noch kleiner sein als sie auch so schon wird.

Du wirst also ein Teil der Arbeit, die Acourate machen kann gerade mit analogen Mitteln nochmal tuen dürfen. Acourate wird "entlastet" obwohl es das weder nötig hat noch dadurch billiger wird. Und du wirst statt dessen einiges an Analogschaltungen in die Schleife einbringen müssen obwohl du über Acourate ja die analogen Anteile möglichst klein halten könntest.

Eine ausreichend hohe Regelreserve macht die Geschichte aber auch empfindlich gegen Störungen. Wenn irgendwo in der Schleife ein Pups gelassen wird, dann könnte das durchaus zu kurzzeitiger Vollaussteuerung führen.

Sofern der Sensor an den bewegten Teilen hängt, selbst bewegt wird muss auch die Signalübertragung vom Sensor zur Elektronik beweglich sein. Dies wird das Schwingsystem des Lautsprechers beeinflussen, es könnte taumeln ... Unter Umständen baust du dann Probleme ein die du ohne Sensor gar nicht hast.
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