Formeln zur Berechnung von GHP-Gehäusen

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impact

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Hallo Leute !

Könnt ihr mir die richtigen Formeln für die Berechnung von GHP-Gehäusen (geschlossen mit Hochpass-Kondensator) liefern ? In einer garnicht so alten HobbyHifi hab ich welche gefunden, die können meiner Meinung nach aber nicht stimmen.

Beispiel:
f3=(0,7 * fs) / Qts

Glaub ich irgendwie nicht - sonst wäre f3 ja unabhängig vom Gehäusevolumen...

Für das benötigte Gehäusevolumen hab ich noch folgende Formel im Kopf:
V=VAS/(Quadratwurzel(Qtg/Qts)^2-1)

(Qtg = angepeilte Einbaugüte)
Stimmt wenigstens die Formel ?

Gruß
Impact
 
Für den Einsatz in GHP hatte Bernd Timmermanns doch eine bestimmte Gehäusegüte (Hier Qtg, eigentlich heißt das wohl Qtc) - knapp 1, wenn ich mich recht erinnere - vorgegeben. Damit ist dann ja eine Gehäusegröße gegeben. Und auf die bezog sich dann die f3-Berechung.

Viele Grüße,
Azrael
 
Da sag mal einer die Suchfunktion wäre Mist. Antwort nach 6,5 jahren. In hollywood würde man gleich einen Film darüber drehen.
 
Yep, es war der gleiche Fragesteller. Er schien nur leicht überfordert worden zu sein . . . :D

Viele Grüße,
Azrael
 
Berechnung von GHP:

ls_cles6g.gif


aus: www.hobbyhifi.de


Ermittlung geschlossener Gehäuse ohne und mit Hochpaßkondensator aus Thiele-Small-Parametern (TSPs).

Durch die Hochpaßfilterung kann man bei Einsatz von Chassis mit günstigen Parametern für diesen Zweck zulasten der Güte den linearen Tieftonbereich nach unten erweitern und die Gehäusegröße erheblich senken. Der Pegelabfall unterhalb der Grenzfrequenz ändert sich von 6dB/Oktave zu 12dB/Oktave. Der Tiefstbaß wird vom Chassis ferngehalten, so das dessen Belastbarkeit ansteigt und der Lautsprecher pegelfester wird, da die Auslenkung unterhalb der Abstimmfequenz abnimmt.

Benötigt werden:

Fs: Freiluft-Resonanzfrequenz
Qts: Gesamtgüte
Vas: Äquivalentvolumen
Re: Gleichstromwiderstand der Spule

Das Gehäusevolumen berechnet sich zu:

Vb: Gehäusevolumen

Vb= Vas/((Qtb/Qts)²-1)

Qtb: ohne hochpaßfilterung sollte die angestrebte Gesamtgüte der Box zwischen 0,6 und 0,7 liegen.

Für eine Hochpaßgefilterte Variante sollte die Güte zwischen 0,93 und 1 liegen.

Der Hochpaßkondensator, ein Tonfrequenzelko, errechnet sich zu:

Cs= 0,00265 * Qts/Re/Fs

Die untere Grenzfrequenz des Lautsprechers errechet man mit dieser Formel:

f3: untere Grenzfrequenz. Die Frequenz, bei der der Pegel um 3dB gefallen ist.

f3= 0,7*Fs/Qts
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hochpassgehuseg8g.jpg



Abstimmung mit Serienkondensator auch GHP-Methode genannt (geschlossen mit Hochpass): http://www.lautsprechershop.de/index_hifi_de.htm?http://www.lautsprechershop.de/hifi/aka_tief_c.htm
 
und wieder einmal wurde zugeschlagen!
gut, dass du für deine sinnlosen Links und Bilder jetzt schon jahrhunderte alte Topics ausgräbst :stupid:
 
Der Winkel zwischen Scheinwiderstand und Wirkwiderstand ist der Phasenwinkel und ergiebt so den Blindwiderstand.
Der Verschiebung ist es egal woher sie kommt.


zurück zum Thema, ich geh jetzt bechern.
 
modder schrieb:
und wieder einmal wurde zugeschlagen!
gut, dass du für deine sinnlosen Links und Bilder jetzt schon jahrhunderte alte Topics ausgräbst :stupid:
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Knapp 10 Jahre :ugly: Wobei ich es in diesem Fall durchaus eine sinnvolle Ergänzung finde.
 
Der link ins Visatonforum ist top.
 
GHP wär ja nett, wenn es in der Praxis so funktionieren würde, wie in der (unzulänglichen) Simulation. Tatsächlich wird die Dämpfung des Chassis aber im Bereich der Fc dermaßen schlecht, dass solche Konstrulkte sehr gerne böse dröhnen.
 
Also ich habe den Sub oben gehört und da dröhnt nichts
 
Man nimmt ja nur Einfluss auf die elektrische Dämpfung, nicht auf die mechanische.
 
GHP wär ja nett, wenn es in der Praxis so funktionieren würde, wie in der (unzulänglichen) Simulation.
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Aha ... . So unzulänglich das die Simulation von AJ-Horn mit den gemessenen Frequenzgängen übereinstimmt ...



unbenannt-136kmp.jpg
 
[h=1]
ls_cles6g.gif


So funktioniert der Vorschalt/Kompensations-Kondensator


Quelle: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis

Schwingkreis[/h]
Reihenschwingkreis-ani.gif



Idealer Reihenschwingkreis
Beim LC-Reihenschwingkreis sind Spule und Kondensator in Reihe geschaltet. Durch beide fließt derselbe Wechselstrom, der eine mit seiner Frequenz erzwungene Schwingung veranlasst. Bei sinusförmiger Anregung bildet sich an der Spule eine gegenüber dem Strom um 90° voreilende Spannung aus, am Kondensator eine um 90° nacheilende. Die Spannungen sind gegeneinander gerichtet, so dass deren Summe dem Betrage nach stets kleiner ist als die jeweils größere Einzelspannung. Im Sonderfall heben sie sich auf, was einem Kurzschluss entspricht. Dieser Fall heißt Reihenresonanz oder Serienresonanz eines LC-Reihenschwingkreises. Er wird erreicht bei der Resonanzfrequenz des Schwingkreises. Bei der Resonanzfrequenz f0 heben sich der kapazitive und der induktive Blindwiderstand gegenseitig auf, was den Kurzschluss bewirkt; X=0. (Zur Vorzeichenkonvention für XC gilt dasselbe wie oben beim Parallelschwingkreis.) Bei Resonanz gilt also XL=-XC. Liegt die Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz, ist der induktive Blindwiderstand (Spule) betragsmäßig größer als der kapazitive, so dass der Blindanteil am komplexen Gesamtwiderstand positiv ist. Der Kondensator liefert mit steigender Frequenz einen immer kleiner werdenden Anteil am gesamten Blindwiderstand, die Spule einen immer größer werdenden Anteil. Liegt die Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz, ist der kapazitive Blindwiderstand des Kondensators betragsmäßig größer als der induktive Blindwiderstand der Spule, und der Blindanteil des Gesamtwiderstandes hat ein negatives Vorzeichen. Hierbei wird der Spulenwiderstand mit sinkender Frequenz zunehmend kleiner und der größer werdende Betrag des Blindwiderstands des Kondensators wird immer weniger kompensiert.
 
Kann mir mal jemand erklären, was das beim Sub bringt? Kenne solche Schaltungen nur zur Blindleistunskompensation auf Schiffen. Dort nutzen wir dies, um die Generatoren nicht zu überlasten, bzw. um den Energieverbrauch zu reduzieren.

Grüße

Achim
 
Steht doch oben!

Man steckt den Subwoofer in ein eigentlich zu kleines geschlossenes Gehäuse und kompensuert dies durch den Kondensator, in dem man den Frequenzgang sogar nach unten erweitert und die Schallrucküberhöhung durch das etwas höhere Qtc ebenfalls eleminiert.


Lest ihr eigentlich nicht was oben steht?
 
Quelle: http://www.lautsprechershop.de/index_hifi_de.htm?http://www.lautsprechershop.de/hifi/aka_tief_c.htm

Subwooferabstimmung mit Gehäuse und Kondensator


Was macht jedoch ein Kondensator in Reihe zum Lautsprecher?
Im ersten Anlauf wird man sagen, dass dies ein 6 dB Hochpass ist, der also nur hohe Töne passieren lässt. Das ist in erster Näherung richtig.
Um dies näher zu erklären, müssen wir in die komplexe Zahlenebene. Denn Widerstand ist leider keine eindimensionale Größe, die man nur addiert, sondern sie hat verschiedene Komponenten, die man in unterschiedlichen Richtungen in der komplexen Zahlenebene aufträgt

ls_c.gif


widerst_cond.gif



Oben ist der einfache Fall dargestellt, dass der Lautsprecher aus einem Wirkwiderstand bestehen würde, dem ein Kondensator in Reihe geschaltet wird.
Der rote Pfeil nach rechts entspricht also dem Widerstand des Lautsprechers (und da wir hier Spannungen darstellen wird er wie alle anderen Widerstände mit dem Strom I multipliziert). Der blaue Pfeil entspricht dem Kondensator dessen Widerstand abhängig von der Frequenz ist, was man mathematisch mit jω ausdrückt, wobei ω = 2πf ist, also 6,28 mal der Frequenz f.
Man erkennt, dass je kleiner f (oder ω) ist oder je kleiner die Kapazität C ist, desto kleiner ist der Nenner bzw. desto länger ist der blaue Pfeil.
Ist der blaue Pfeil länger, dann ist aber auch das Verhältnis der Längen U[SUB]LS[/SUB] (Spannung am Lautsprecher) geteilt durch U[SUB]ges[/SUB] (Gesamtspannung an den Eingangsklemmen) kleiner.
Also: mit fallender Frequenz oder mit kleinerem Kondensator, kommt immer weniger Spannung am Lautsprecher an.
Wir hatten jedoch eine vereinfachende Annahme gemacht: Der Lautsprecher hat nur einen Wirkwiderstand.


lautsp_cond.gif



Tatsächlich ist dies nicht so.
Der Lautsprecher hat:
- einen Wirkwiderstand (der Widerstand der Schwingspule), hier rot eingezeichnet,
- einen induktiven Blindwiderstand der Spule jωL, im Bild nach oben gezeichnet,
- und einen Anteil induzierte Spannung (durch die Bewegung der Spule im Magnet, hier als schwarzer Pfeil gezeichnet)
Die Summe der Einzelspannungen ergeben zusammen U[SUB]LS[/SUB], also die Spannung an den Lautsprecherklemmen.
Dazu wird nun der Kondensator in Reihe geschaltet (blauer Pfeil nach unten).
Im Bild ist zu sehen, dass für den gezeichneten Fall die Spannung am Lautsprecher U[SUB]LS[/SUB] größer ist (d.h. der Pfeil ist länger) als die Spannung U[SUB]ges[/SUB] an der Eingangsklemmen (türkiser Pfeil).
Anders ausgedrückt: Der Kondensator macht im gezeichneten Fall eine Aufwärtstransformation, erhöht also am Lautsprecher die Spannung!
Nun ist die Frage, wann er das macht.
Antwort: Immer dann, wenn durch sein Mitwirken der Pfeil Gesamtspannung sich näher zur Achse nach rechts (Wirk-/Verlustspannung) verschiebt.
Was kann man damit in der Praxis anfangen?
Wenn man ein Messgerät hat, das komplexe Impedanzen messen kann (Ihre Soundkarte?), kann man mit einfacher Rechnung ermitteln, wie ein Kondensator den Pegel verändert.
Dies wurde nachfolgend mit einem Alcone AC12 SW4 gemacht (erste 5 Spalten).
In der 6. Spalte (indukt. Teil C) wurde die induktive Impedanz eines 800 uF-Kondensator hinzugefügt (da die Impedanz kapazitiv ist, ist sie hier negativ).
In der 7. Spalte sehen Sie dann die Summe der indukt. Anteile, wenn diese kleiner ist als der induktive Anteil des Lautsprechers in der 5. Spalte), gibt es Pegel-Anhebung, was in den letzten beiden Spalten zu erkennen ist.

unbenannt2rsqa.png



Wie kommen die wechselnden Pegel zustande?
Bereich 1 (Subsonic, gelb):
Bei tiefen Frequenzen ist der Scheinwiderstand des Kondensators so hoch, dass der Pegel am Lautsprecher abgesenkt ist.
Bereich 2 (unter der Resonanzfrequenz des Tieftöners, hellgrün):
Ab 22 Hz, wo der induktive Teil der Impedanz größer ist als die Summe aus induktivem und kapazitivem Anteil gibt es eine Pegelanhebung, die bis 49 Hz anhält.
Bereich 3 (über der Resonanzfrequenz des Tieftöners, hellblau):
Bei 49 Hz hat der Lautsprecher seine Resonanz; hier ändert sich die Phase wie es für eine Resonanzstelle typisch ist. Die Kondensator vermindert nun wieder den Pegel; zuerst wenig, da die Impedanz des Lautsprechers sehr groß ist, bei weiter steigender Frequenz nimmt zwar auch die imaginäre Impedanz des Kondensators ab, aber sehr viel schneller die des Lautsprechers, weswegen bis 70 Hz der Pegel durch den Kondensator abfällt;
Bereich 4 (höherer Frequenzbereich, rötlich):
Anschließend wird bei steigender Frequenz die Impedanz des Kondensators so klein, dass der Kondensator keine gewichtige Rolle mehr spielt. Dabei kann es nochmals zu geringer Pegelanhebung kommen.
Die so errechneten Werte stimmen sehr genau mit den Messergebnissen überein. Wenn man den Kondensator vergrößert beginnt die Bassanhebung etwas tiefer und fällt etwas weniger stark aus:
- bei 1000 uF: Anhebung ab 20,5 Hz / Erhöhung um 5,5 dB
- bei 1200 uF: Anhebung ab 19 Hz / Erhöhung um 4,7 dB
- bei 1600 uF: Anhebung ab 17,5 Hz / Erhöhung um 4 dB
Der Kondensator sollte jedoch nicht zu klein gewählt werden, da ansonsten die Impulsantwort des Lautsprechers leidet.
Zum Vergrößern anklicken....
 
Anreas,

mancher liest nicht nur Deine Zitate aus diversen Internetquellen, sondern haben damit schon eigene Experimente durchgeführt. Sowas bringt Licht in die (graue) Theorie :)

Merke: die Physik lässt sich nicht betrügen. Man schafft es nur manchmal halbwegs, das Ohr an der Nase rumzuführen.
 
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