Schon immer wollte ich meine BM76 zersägen!

[dietert]

Ralph, wer ein triggerbares Stroboskop oder einen Klippelmessplatz in der Ecke liegen hat, gerne. Die LED ist übrigens heller, weil sie bei jeder Schwingung pulst, während das Stroboskop nur bei jeder 100. oder 500. Schwingung kann.

Ist sowieso ein Nebenschauplatz. Wir hatten es ja schon: Dämpfung löst das Problem der Reglerstabilität nicht gründlich. Dasselbe gilt auch für den Ansatz, bei Schwierigkeiten mit der Regelung seitlich auszuweichen, indem man die Anzahl der Wege erhöht. Wenn die Regelung bei einem Hochtöner, der anscheinend von sich aus bis 20 KHz gleichmäßig arbeitet, bei marginaler Phasenreserve gerade mal bis 4 oder 5 KHz funktioniert, hat der betreffende Ingenieur seine Arbeit nicht gemacht. Ist meine bescheidene Meinung.

[Ralph Berres]

Dieter

Naja bis ca. 9KHz lässt er sich ja regeln. Der 25mm Hochtöner bis ca. 18KHz.

Vielleicht ging es damals nicht besser, oder die Erkenntnisse waren noch nicht da.

Das die Regelung schon was bringt, beweist das Einschwingverhalten, wenn man sich z.B. Tonbursts anschaut.

Außerdem hatte der Herr F. Müller damals unendliche viele Ziehformen gedreht, bis er mal eine Geometrie gefunden hatte, bei der die Alumembran beim Ziehen nicht gerissen ist. Das war nämlich alles andere als trivial.

Ich hatte mal bei uns auf der FH den Versuch gemacht mit einer 3Watt LED einen Stroboskop zu bauen , welche den Strich auf einen Schwungrad sichtbar machen sollte. Die LED war einfach viel zu dunkel. Sie wurde auch nicht heller, wenn man mehr Strom durchgeprügelt hat. Irgendwann tritt offensichtlich eine Sättigung in der Lichtausbeute auf. Ich meine mich erinnern zu können, das das Bild auch ziemlich unscharf war, was für einen zeitlich breiten Lichtimpuls sprechen würde.

So eine Xenon-Blitzröhre ist schon unglaublich hell. Aber wie du schon schreibst, lassen sie sich vielleicht
100 mal/ Sekunde Triggern. Ich weis auch nicht wie scharf der Lichtimpuls zeitlich ist. Ein Laser ist hier auch nicht zielführend, denn man will ja die komplette Membran beleuchten und nicht nur einen Punkt. Und dann reicht auch hier die Helligkeit nicht mehr aus.

Ulli

kennst du jemand der Zugang zu so einen Klippelmessplatz hat, und das mal untersuchen würde?

Mich würde das schon brennend interessieren.


Ralph

[dietert]

Das Problem mit Metallkalotten ist wohl der Klirr, der sich durch die starken Membranresonanzen außerhalb der Nutzbrandbreite erhöht. Im Fall dieser Hochtonkalotten ist es eben bei 7 KHz eine starke Oberschwingung bei 21 KHz, durch die Membranresonanz bei 21 KHz. Dadurch funktioniert das Ganze schon ab 7 KHz nicht mehr normal.
Eigentlich wäre die Regelung ja gerade für solche Probleme zuständig. Bei dem "Kondensatormikrofon" hinter der Kalotte wird ja über die ganze Membranfläche gemessen, und der Frequenzgang des Sensors sieht ähnlich aus wie mit einem Messmikrofon im Nahfeld. Das Problem ist anscheinend der Antrieb, wenn die Membran sich nicht mehr als Ganzes bewegt. Zu allem Unglück könnte die Kalotte durch das Ziehen der Form im Zentrum dünnwandiger sein, und das ist genau der Teil, den der Antrieb bei 21 KHz nicht mehr direkt erreicht.
Gestern habe ich bei ebay ein Paar BM-14 gesehen, die haben anscheinend auch nur die größere Kalotte, wie die BM-6. War man da bezüglich der Regelung schon weiter, oder hat die BM-14 dieselben Probleme bei der Regelung der Kalotte wie die BM-6?

[Ralph Berres]

Hallo Dieter

Ich weis nicht ob man die 21KHz einfach als Klirr bezeichnen soll. Klirr wäre es wenn bei 7KHz Anregung 21KHz entstehen würde. Das ist aber nicht der Fall. Ich denke schon das es eine Partialschwingung ist.

Das ziehen der Membran war wohl in der Tat eine problematische Angelegenheit. Herr Müller hatte unzählige Pressmatritzen gedreht, ehe er eine Form hatte, welche in der Lage war eine Membran ohne zu reißen zu ziehen.

Ich kenne jetzt die BM14 nicht aus dem Stegreif. Meines Wissens wurde die 38mm Kalotte in praktisch allen voll geregelten Lautsprechern eingesetzt. Bei einigen Boxen zusätzlich noch der Superhochtöner.

Somit wird die BM14 wohl das selbe Problem mit der Grenze von ca. 9KHz haben.

Ich habe vor mir demnächst bei Reichelt eine Handvoll hyperhelle LEDs ( 18000 mCandela ) zu bestellen, und will mal versuchen, ob sich damit ein Stroboskop aufbauen lässt.

Ralph

[dietert]

Klirr gibt es ja immer, und wenn die dritte Oberwelle gerade resonant ist, ist der Klirr dementsprechend größer. Als Rechenbeispiel: Wenn die Resonanz 10 dB zusätzlichen Pegel macht, werden aus 0,2 % K3 bei 6 KHz (nicht resonant) eben 0,6 % K3 bei 7 KHz (resonant).
Die dritte Oberwelle bei 21 KHz ist nicht hörbar. Wie sich die resonante Oberwelle im hörbaren Bereich auswirkt, habe ich noch nicht verstanden, aber ich lese immer wieder, dieser Mechanismus ergebe den charakteristischen Klang von Metallmembranen- und kalotten.
Dass wir über Partialschwingungen reden, ist schon plausibel. Habe folgende Beispielrechnungen gefunden, die Resonanzkurven sehen teilweise so ähnlich aus wie bei der B&M Kalotte, z.B. Figure 3.
http://www.loudsoft.com/artikler/Geomet ... 202003.pdf

[Hans-Martin]

Ich habe vor mir demnächst bei Reichelt eine Handvoll hyperhelle LEDs ( 18000 mCandela ) zu bestellen, und will mal versuchen, ob sich damit ein Stroboskop aufbauen lässt.

Hallo Ralph
Üblich ist ja, dass das Ergebnis mit den Augen ausgewertet wird. Da ist bekanntermaßen die Trägheit die Grundlage für die bewährte Bildfrequenz von 24/sec.
Wenn also die 3-fache Frequenz (Klirr) noch erkennbar sein sollte, muss die Stroboskopfrequenz zu 7kHz bei maximal 7005Hz liegen, damit die Bewegungsabweichung bei 15/sec überaupt noch wahrgenommen werden kann.
Beträgt der Klirr 10%, ist die Amplitude grob betrachtet 1/10 der üblichen Nutzauslenkung. Die ist aber beim Hochtöner von vornherein schon gering. Wenn man mit einem Mikroskop die Auslenkung betrachtet, ist aber der Blickfeldausschnitt sehr klein.
Mehrere LEDs parallel bringen nicht zwangsläufig mehr Helligkeit, flächige Arrays machen kuriose Nebeneffekte mit Interferenzen.
Und wenn die zu testende Oberfläche gewölbt ist, kommen noch andere Aspekte hinzu, z. B. Tiefenschärfeprobleme, wie sie jeder Macrofotograf kennt.
Da es für ein brauchbares Ergebnis nicht reicht, nur eines der zitierten Probleme zu lösen, bin ich skeptisch, ob die Methode funktioniert, zumindest nicht so, wie ich sie verstanden habe.

Celestion hat bei der Entwicklung der SL60/600/700 Laser eingesetzt, mit welcher Bildfrequenz man gefilmt und ausgewertet hat, weiß ich leider nicht mehr.

Auf deine Ergebnisse und Beschreibung bin ich sehr gespannt, ich habe mich bisher aus obigen Überlegungen an die praktische Ausführung noch nicht herangewagt.
Grüße Hans-Martin

[Zwodoppelvier]

Guten Morgen,

ich erinnere mich, in einem Infoblatt der Firme MANGER Abbildungen gesehen zu haben, welche die biegeweiche Platte des MSW bei unterschiedlichen Frequenzen zeigten. Aus der Erinnerung heraus wurden diese mittels Laser-Interferometrie gewonnen und zeigten die gesamte Scheibe von immerhin 19 cm Durchmesser. Es scheint naheliegend, daß diese Aufnahmen nicht im Hause entstanden sind.

Viele Grüße
Eberhard

[Hans-Martin]

Laser-Interferometrie ist auch das einzige Stichwort, welches ich mit dieser Art Analyse verbinde.
Wenn man die Schallplattensrilleninformation sichtbar machen will, ist man auf ein Elektronenrastermikroskop angewiesen, weil Abtastsignale oberhalb des Rauschens schon im Bereich der Wellenlänge sichtbaren Lichts liegen.
Für Lautsprecherpartialschwingungen gilt vermutlich eine ähnliche Größenordnung.
Grüße Hans-Martin

[dietert]

Wie ich weiter oben schon geschrieben habe, beginnt das Ganze mit einer Abschätzung des Hubs. Wenn die Kalotte für Größenordnung 1 mm Hub gebaut ist, und diesen bei 1 KHz erreicht, dann haben wir bei 20 KHz schätzungsweise 400-fach weniger, vielleicht 2,5 um. Es geht also, wenn überhaupt, nur unterm Mikroskop.
Viel einfacher ist das bei z.B. bei 3 bis 5 KHz, wo üblicherweise die Probleme bei Mitteltönern und Breitbändern anfangen, aber die Methoden, die dabei verwendet werden, helfen hier nicht richtig.

Wollte es aber probiert haben, und habe am Samstag nachmittag beim hiesigen Baumarkt einen Paulmann 12 V LED-Strahler mit 1500 cd gekauft (29,95 €). Dann habe ich das Netzteil mit dem Stromregler aus dem Sockel rausgekratzt und Kabel direkt angeschlossen. Das Lampengehäuse funktioniert als Kühlkörper. Es sind 3 LED, sie brennen mit 9 V und etwa 0,8 A. Sonntag abend habe ich die Schaltung gelötet, welche die beiden Testfrequenzen liefert: 15 bis 25 KHz und eine zweite mit einem Versatz von exakt 2,5 Hz, alles digital. Ausgänge sind eine Dreieckschwingung für Audio und ein Schalter für die LED mit 1/16 Tastverhältnis.

Vorhin habe ich den Hochtöner unters Mikroskop gelegt, mit seiner Achse senkrecht zur Blickrichtung. Man sieht deutlich die winzige rythmische Bewegung der Membran. Es ist eine der beiden BM-6 Kalotten, die wegen Beseitigung des Ferrofluid gerade noch kein Gitter davor hat.

Als nächstes würde ich versuchen, die Position der Knotenlinie zu suchen.
Dann müsste ich irgendeine Methode finden, um die Phase der Bewegung zu messen. Erst dann könnte man erkennen, ob Rand und Zentrum gegenphasig schwingen. Denn wie Hans-Martin richtig angemerkt hat, sieht man unterm Mikroskop ja immer nur einen kleinen Ausschnitt der Membran.

[Ralph Berres]

hallo Dieter

Ist das ganze denn hell genug? und sieht man überhaupt was?

Meine Intension wäre bei der Ansteuerung folgende

Man erzeugt ein Sinus für die Ansteuerung des Hochtöners ( Frequenz 1KHz-25KHz )

Diese Sinus gibt man gleichzeitig auf den positiven Eingang eines Komperators.
Der negative Eingang des Komperators bekommt eine einstellbare Gleichspannung. Mit dem Ausgang des Komperators triggert man die Ansteuerung der LED, welche nur ganz schmale Impulse rausgibt. ( Monoflop im einfachsten Falle ).
Mit der Gleichspannung am negativen Eingang des Komperators kann man dann eine Phasenverschiebung zur Hochtöneransteuerung erzielen. Man erzielt dann keine langsame Bewegung, sondern ein stehendes Momentanbild der Membran, welche man stufenlos zwischen minimaler Auslenkung und maximaler Auslenkung schieben kann.
Knackpunkt ist halt, das man extrem viel Licht braucht, und die Impulsdauer extrem kurz sein muss.
Das Verhältnis Periodendauer der Sinus zur Impulsdauer bestimmt die Schärfe des Bildes und damit das Auflösungsvermögen.

Ich hatte das mal mit einer 3Watt LED aufgebaut, aber festgestellt, das die LED bei den kurzen Impulsen viel zu dunkel war. Das ganze sollte mal ein Stroboskop für die Makierung einer Schwungscheibe, zu sehen, welche sich mit ca. 3000 Umdrehungen / Minute dreht. ( Also 50 Hz ). Es ist dann letztendlich doch eine Xenonröhre geworden.

Aber vielleicht geht es ja mit den superhellen LEDS die ich bei Reichelt gefunden habe.

Bleibt noch zu bemerken, das ich keinen Zugriff auf ein Mikroskop habe.

Ralph

[dietert]

Hallo Ralph,
mein Mikroskop ist ein Stereo/Zoom-Mikroskop, was ich vor Jahren gebraucht gekauft habe, russische Produktion. Es ist leider alt und hässlich, aber mit hochwertiger Optik. Leider muss ich manchmal tagelang daran arbeiten und Elektronikplatinen inspizieren.
Die LED-Lampe ist rein rechnerisch so hell wie 800 LEDs von je 1800 mCd , das geht sehr gut.
Ein stabiles Bild ohne Modulation bringt nichts, außer man baut eine mechanisch stabile Aufnahme für den Lautsprecher, es geht um Mikrometer. Probieren geht über studieren!
Mein Eindruck ist, dass man Amplitude und Phase der Schwingung visuell erkennen kann, Abweichungen vom Sinus aber nicht.
Mich interessierte erstmal ganz gezielt die störende Resonanz der BM-6 Kalotte bei 21..22 KHz, und der experimentelle Nachweis, dass es die erste Partialschwingung ist. Um ein richtiges, universelles Gerät draus zu machen, würde man natürlich eine ganz andere Technologie benutzen (FPGA+DAC)
Gruß aus Gaggenau,
Dieter

[Ralph Berres]

hallo Dieter

das es die erste Partialschwingung ist, bin ich mir ziemlich sicher.

Aber aus der Art der Verformung müsste man im nächsten Schritt Schlüsse ziehen können, was man konstruktiv dagegen unternehmen kann. Ob das jetzt eine Versteifung der Membran an den Stellen , wo es sich verformt ist, oder eine wie auch immer geartete Bedämpfung der Partialschwingung.

Elektrisch kommt man ja hier nicht wirklich weiter.

Ralph

[dietert]

Aussteifungen bringen mehr Stabilität, aber auch mehr Masse. Da hätte man höchstens radiale Riefen einprägen können, ähnlich wie bei einer Automobilkarosse. Oder das Zentrum der Kalotte hätte als gotische Spitze ausgeprägt werden können, statt als romanische Rundung.
Viele Metallkalotten haben vor dem Zentrum der Kalotte in geringem Abstand einen feststehenden runden Deckel. Zwischen diesem und der Kalotte ist ein Luftpolster, was bei niedrigen Frequenzen die Membran kaum beeinflußt, bei hohen Frequenzen aber eine elastische Fixierung ergibt, mit der gewünschten Wirkung: dass das Eigenleben des Kalottenzentrums bei hohen Frequenzen abnimmt.
Bei der B&M Konstruktion fehlt dieser Deckel. Hinter der Kalotte befindet sich aber die feststehende Gegenelektrode des Sensors. Vielleicht könnte man dessen Gitteröffnungen in dem zentralen Bereich abdecken bzw. verschließen, um denselben Effekt wie bei dem Deckel zu bekommen.

[Ralph Berres]

Dieter hat geschrieben:
<Hinter der Kalotte befindet sich aber die feststehende Gegenelektrode des Sensors. Vielleicht könnte man <dessen Gitteröffnungen in dem zentralen Bereich abdecken bzw. verschließen, um denselben Effekt wie bei <dem Deckel zu bekommen.

Das wäre ja ganz leicht zu realisieren.
Das Gitter an der besagten Stelle einfach mit Lötzinn volllaufen lassen.

Aber mir fällt es momentan noch schwer ein Original BM6 Hochtöner dafür zu opfern, ehe ich nicht genau weis was los ist.

Ralph

[freezebox]

Hallo zusammen,

der Teller vor dem Hochtöner nennt sich "Diffusor" und dient wohl dem vermeintlich besseren Abstrahlverhalten bzw. dem Verdecken der instabilen Kalottenmitte. Fostex stabilisiert den Dom mittig mit dem von Dieter angesprochenen Gotischen Spitzbogen namens "rigid dome" und bei Vifa wird die unkontrollierbare Mitte einfach fest Fixiert, was zum Ringstrahlerprinzip führte - meines Erachtens dem besten Gewebehochtöner.

Es gab mal eine Bauanleitung der Tefal von Tonfeile, der auch mit dem Diffusor experimentiert hatte, ab Seite 8 im pdf-Skript:

http://deluxe-music.com/tafal.pdf

Allerdings kam er zu dem Ergebnis, dass der Diffusor mehr schadet als hilft, aber zum Verständnis der Wirkungsweise ist der Bericht sicher hilfreich. Beim BM6 Hochtöner könnte man ja einfach mal einen Filz-Klebepuck oder einen Plastik-chip innen am Gitter aufbringen und sehen was passiert..

Grüße,
Jörn