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Die TSP:

Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
277 mm
216 mm
0 mm
477.2 cm²
TSP aus Messung mit Zusatzmasse
(Mittelwert und Streuung von
beide Spulen parallel, Anregung -12 dB):
Resonanzfrequenz Fs
DC-Widerstand Rdc
Mechanische Güte Qms
Elektrische Güte Qes
Gesamtgüte Qts
Effektive bewegte Masse Mms
Äquivalentes Luftvolumen Vas
Kraftfaktor BL
Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum)
23.31 Hz (+/-1.1%)
1.34 Ohm (+/-1.6%)
4.373 (+/-1.8%)
0.660 (+/-1.6%)
0.574 (+/-1.6%)
222.71 gr (+/-2.1%)
67.59 dm³ (+/-0.1%)
8.12 N/A (+/-0.5%)
90.82 dB (+/-0.28)
TSP aus Messung mit Zusatzmasse
(Mittelwert und Streuung von
beide Spulen in Reihe, Anregung -12 dB):
Resonanzfrequenz Fs
DC-Widerstand Rdc
Mechanische Güte Qms
Elektrische Güte Qes
Gesamtgüte Qts
Effektive bewegte Masse Mms
Äquivalentes Luftvolumen Vas
Kraftfaktor BL
Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum)
23.50 Hz (+/-0.9%)
5.03 Ohm (+/-0.6%)
4.365 (+/-4.0%)
0.621 (+/-2.6%)
0.544 (+/-2.7%)
252.17 gr (+/-3.3%)
58.78 dm³ (+/-5.1%)
17.37 N/A (+/-1.1%)
84.82 dB (+/-0.24)
TSP aus Messung mit Zusatzmasse
(Mittelwert und Streuung von
einzelner Spule, Anregung -12 dB):
Resonanzfrequenz Fs
DC-Widerstand Rdc
Mechanische Güte Qms
Elektrische Güte Qes
Gesamtgüte Qts
Effektive bewegte Masse Mms
Äquivalentes Luftvolumen Vas
Kraftfaktor BL
Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum)
23.24 Hz (+/-0.3%)
2.26 Ohm (+/-1.6%)
4.552 (+/-5.4%)
1.159 (+/-2.1%)
0.924 (+/-2.8%)
230.13 gr (+/-1.6%)
65.81 dm³ (+/-2.3%)
8.09 N/A (+/-1.2%)
85.94 dB (+/-0.10)

Im Impedanzverlauf ist eine Störstelle um 35 Hz erkennbar, die die Bestimmung der TSPs erschwert hat. Eine "Beruhigung" des Antriebssystems hat hier etwas geholfen, wobei es gar nicht so einfach ist einen 20 kg Klotz zu beruhigen, wenn sich ca. 250 gr davon mit X Hz bewegen.

Die Resonanzfrequenz ist deutlich vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB um -17.3% (Parallelschaltung).

Die ermittelten TSPs weichen z.T. deutlich von den Herstellerangaben ab und können nur teilweise durch eine härte Aufhängung erklärt werden:

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau CSS Abweichung
(original)
HiFi-Selbstbau
(20% weicher)
Abweichung
(20% weicher)
Resonanzfrequenz Fs
Gesamtgüte Qts
Äquiv. Luftvolumen Vas
Wirkungsgrad Eta (1m, Halbraum)
Gleichstromwiderstand Rdc
Effektive bewegte Masse Mms
Kraftfaktor BL
[Hz]
[-]
[dm³]
[dB/2.83V/m]
[Ohm]
[gr]
[N/A]
23.5
0.544
58.78
84.82
5.03
252.2
17.37
21.3
0.37
67.5
84
3.74
275.9
18.4
10.3%
47%
-12.9%
0.82
34.5%
-8.6%
-5.6%
21.02
0.487
73.48



-1.3%
31.5%
8.9%



Neben der höheren Resonanzfrequenz ermittelten wir eine 8.6% niedrigere bewegte Masse und einen 5.6% schwächeren Antrieb. Außerdem waren wir uns bei der Membranfläche uneinig (CSS gibt 491 cm² an (+ 2.9%)), das führt zu einem 5.8% größeren Vas (die Membranfläche geht quadratisch ein).
Besonders unterschiedlich ist aber der Wert Rdc. Wenn wir den Spulenwiderstand mit Gleichstrom messen kommen wir zwar auch auf 3.63 Ohm - aber damit kann man den gemessenen Impedanzverlauf nicht nachbilden. Das geht erst mit einem "scheinbaren" Widerstand von 5.03 Ohms . . .

Verwunderlich ist, dass wir je nach Beschaltung (einzeln, in Reihe, parallel) unterschiedliche Werte für die bewegte Masse herausbekommen (von 222.7 gr bei Parallelschaltung bis 252.2 gr bei Reihenschaltung -> das sind immerhin 13% mehr, und das, obwohl die Streuung der bewegten Masse beider Chassis nur jeweils höchstens +/- 3.3% betrug. Auch alle übrigens TSPs streuen nur sehr gering (meist < +/- 3%) -> die Messungen erscheinen damit vertrauenswürdig. Hier werden durch die unterschiedliche Gegen-EMK offenbar Kräfte erzeugt, die als "scheinbare" Massen interpretiert werden.

Und was sagt LASIP zu den TSPs?

Wegen der unterschiedlichen Werte für Mms und Vas sind die "optimalen" Gehäuse für die serielle Schaltungsvariante ca. 20% kleiner, im gleich großen Gehäuse ergibt sich aber - wie vom Fachmann erwartet - weitgehend derselbe Frequenzgang, nur eben auf ca. 6 dB niedrigerem Niveau bei der Serienschaltung, da der Schalldruck pro 2.83 V aufgetragen wurde (das sind bei Rdc=1.34 Ohm der Parallelschaltung 5.97 Watt bzw. bei Rdc=5.03 Ohm der Serienschaltung 1.59 Watt).

Für extrem tiefe Bässe sind die erforderlichen Bassreflexgehäuse ca. 200 l (parallel) bzw. 150 l (seriell, grüne Kurve) groß, es geht dann aber auch bis 15 bzw. 16 Hz runter. Praktikabler sind da schon Gehäusegrößen von 64 Litern (Innenmaß 40 x 40 x 40 cm, rote Kurve), da geht es dann immer noch bis ca. 23 Hz runter und der maximal erzeugbare Schalldruck ist teilweise sogar größer, wie eine Simulation mit WinISD V0.70 zeigt:


Hinweis: die Auslenkung und die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr wurde bei 500 Watt Eingangsleistung simuliert, das sind ca. 111 dB Schalldruckpegel in 1m Abstand

Damit die Strömungsgeräusche aus dem Bassreflexrohr bei diesen hohen Schalldruckpegeln nicht stören wurde ein Rohrdurchmesser von 14 cm gewählt. Dafür werden dann aber Rohrlängen von 845 bzw. 1384 mm Länge benötigt - nicht wirklich praktikabel. In solchen Fällen werden dann gerne Passivstrahler eingesetzt, wobei als Faustformel gilt, dass der Passivradiator doppelt so viel Luft verschieben können muss wie der Basstreiber (s. R. H. Small: Passive-Radiator Loudspeaker Systems Part I: Analysis). CSS hat für diesen Fall eine hochgradig intelligente Lösung - den APR12 (APR steht für Adjustable Passive Radiator also einstellbarer Passivstrahler). Der besondere Gag des CSS APR12 ist, dass er VON AUSSEN einstellbar ist, also ohne dass man den Passivstrahler (ggf. mehrfach) aus- und wieder einbauen muss - SEHR praktisch.

Im Folgenden wird ein Bauvorschlag für den CSS SDX12 mit 2 Passivstrahlern CSS APR12 mit WinISD simuliert und mit der Bassreflexabstimmung im gleichen Volumen sowie einer geschlossenen Variante mit 40 Liter Volumen (Innenabmessungen 34 x 34 x 34 cm) verglichen:

Der Bauvorschlag von CSS (blaue Kurve) verhält sich weitgehend gleich wie die Bassreflex-Variante (rote Kurve) - die allerdings ein 1384mm langes und 140mm durchmessendes Bassreflexrohr (= 21.3 Liter zusätzliches Nettovolumen) bräuchte um funktionieren zu können . . . Die "Faustformel" mit dem doppelten Verschiebevolumen bestätigt sich: trotz 29mm linearem Hub sind 2 Passivstrahler nötig (weil der "aktive" Bass halt auch 28mm linearen Hub hat).

Das 40 Liter große geschlossene Gehäuse kann zwischen 16 und 30 Hz zwar nur 5 dB weniger maximalen Schalldruck produzieren, ist mit einer unteren Grenzfrequenz von 33 Hz für Musikwiedergabe aber auch gut dimensioniert.

Wem vor lauter Gehäusevorschlägen der Kopf noch nicht brummt: hier gibt es noch weitere Gehäuseempfehlungen von CSS für den SDX12.

Der Anschluss von nur einer Spule wurde wegen der dann sehr hohen Gesamtgüte von 0.924 und dem geringen Wirkungsgrad von nur noch 80.5 dB/W/m nicht simuliert.