Sensorregelung: Verfahren, Messung und Hörbarkeit
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 4672
- Registriert: 23.03.2009, 15:58
- Wohnort: 33649
- Kontaktdaten:
Mal wieder etwas Theorie
Um mir zu veranschaulichen, wie ich mir selbst die Regelung zusammenzimmern würde (wenn ich nicht das Elektrobasteln aufgegeben hätte, weil nach der Platine löten kommt immer das Problem, woher denn nun ein nettes Gehäuse ...), habe ich mal ne Prinzipskizze versucht:
Wenn der Schalter S wie gezeichnet offen ist bleibt erst einmal alles beim alten. Das Musiksignal geht schlichtweg in den Endverstärker und von dort auf das Chassis (der Einfachheit mal ein Breitbänder angenommen).
Im Chassis sei nun ein Sensor, wie schon einmal diskutiert ein Geschwindigkeitssensor (bei einem Hochtöner treten Beschleunigungen bis xtausend g auf und da wird es mit einem Beschleunigungssensor eher mau). Mit angeschlossenem Messverstärker liefert der Sensor die Geschwindigkeit vist. Das Musiksignal wird parallel vor dem Verstärker abgegriffen und integriert (hallo Gert ). Das ergibt nun ein Signal vsoll.
Für die Regelung ist die Differenz vsoll - vist zu bilden. Damit wird ein PI-Regler gespeist, der damit eine Korrekturbeschleunigung errechnet, welche bei geschlossenem Schalter S zugeschaltet wird.
Im Prinzip entspricht das Ganze einem Geschwindigkeitsregelkeis mit Beschleunigungsvorsteuerung. Ein Aufbau wie gezeigt würde es erlauben, das Chassis mit oder ohne Regelung hinsichtlich seines Verhaltens zu untersuchen. Natürlich würden die E-Techniker Integrator, PI-Regler und Messverstärker auf eine Platine bringen, aber hier soll es eben auch nur veranschaulicht werden.
Ich bitte um Diskussion der Schaltungsspezialisten.
Grüsse, Uli
PS: nicht gezeichnet sind zusätzliche Baugruppen wie vorgesteuerte Korrektur mit Reibung und Federsteifigkeiten, auch keine zusätzlichen Filter z.B Rauschunterdrückung etc.
Um mir zu veranschaulichen, wie ich mir selbst die Regelung zusammenzimmern würde (wenn ich nicht das Elektrobasteln aufgegeben hätte, weil nach der Platine löten kommt immer das Problem, woher denn nun ein nettes Gehäuse ...), habe ich mal ne Prinzipskizze versucht:
Wenn der Schalter S wie gezeichnet offen ist bleibt erst einmal alles beim alten. Das Musiksignal geht schlichtweg in den Endverstärker und von dort auf das Chassis (der Einfachheit mal ein Breitbänder angenommen).
Im Chassis sei nun ein Sensor, wie schon einmal diskutiert ein Geschwindigkeitssensor (bei einem Hochtöner treten Beschleunigungen bis xtausend g auf und da wird es mit einem Beschleunigungssensor eher mau). Mit angeschlossenem Messverstärker liefert der Sensor die Geschwindigkeit vist. Das Musiksignal wird parallel vor dem Verstärker abgegriffen und integriert (hallo Gert ). Das ergibt nun ein Signal vsoll.
Für die Regelung ist die Differenz vsoll - vist zu bilden. Damit wird ein PI-Regler gespeist, der damit eine Korrekturbeschleunigung errechnet, welche bei geschlossenem Schalter S zugeschaltet wird.
Im Prinzip entspricht das Ganze einem Geschwindigkeitsregelkeis mit Beschleunigungsvorsteuerung. Ein Aufbau wie gezeigt würde es erlauben, das Chassis mit oder ohne Regelung hinsichtlich seines Verhaltens zu untersuchen. Natürlich würden die E-Techniker Integrator, PI-Regler und Messverstärker auf eine Platine bringen, aber hier soll es eben auch nur veranschaulicht werden.
Ich bitte um Diskussion der Schaltungsspezialisten.
Grüsse, Uli
PS: nicht gezeichnet sind zusätzliche Baugruppen wie vorgesteuerte Korrektur mit Reibung und Federsteifigkeiten, auch keine zusätzlichen Filter z.B Rauschunterdrückung etc.
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 4672
- Registriert: 23.03.2009, 15:58
- Wohnort: 33649
- Kontaktdaten:
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 3692
- Registriert: 17.12.2008, 12:41
- Wohnort: Stuttgart
Hallo Uli,
@Stefan: Ich seh' gerade, dass Du das auch angemerkt hast, gut mitgedacht. Ein D-Anteil führt aber eher zu Instabilitäten und Rauschen.
Dank Deiner Hilfe läuft jetzt die Soundkarte, da kann ich vielleicht morgen mal das Messmikro davor halten. Der BM-Mitteltöner erscheint mir, wie schon mal angedeutet, recht gut geeignet für den Messvergleich. Er hat einen Membrandurchmesser von grob 10cm (Korb 13 oder so) und arbeitet auch ohne GK unter ziemlich idealen Bedingungen, eigenes 6l-Gehäuse mit 40mm-Wänden ohne parallele Begrenzungen und ordentlich Dämmmaterial drin.
Ich plane, die Weiche abzustöpseln und mit dem Eingangssignal wie oben beschrieben einmal mit und einmal ohne Regelkreis auf das Chassis zu gehen. Messmikro direkt vor den MT in vielleicht 5cm Abstand oder so. Dann mit acourateLSR einen LogSweep machen. Was ist sinnvoll nach Deiner Meinung? Normalerweise macht man ja 10Hz bis 22kHz in 60s. Hier könnte ich etwas schneller durchlaufen, habe ich mir gedacht, das belastet das Chassis nicht unnötig durch ewiges Dauersinusgenudel, wenn ich höhere Pegel fahre. Ich möchte es ungern schlachten. Die lange Zeit ist doch hauptsächlich deshalb von Dir gewählt, um den Raum in einen einigermaßen eingeschwungenen Zustand zu kriegen, oder? Das würde hier im Nahfeld ja keine Rolle spielen. Also vielleicht 50Hz-10kHz in 5s, was hältst Du davon?
Dann mit der Inversen falten und Pulse sowie die ganzen harmonischen Verzerrungen rechnen. Makro mit frequenzabhängiger Fensterung, in der aber auch die Mikrofonkorrektur läuft, kann ich mir sparen, oder? Dafür dann direkt mit der invertierten Mikrokurve falten. Sonst noch irgendwas beachten?
Viele Grüße
Gert
ja, das trifft es schon recht gut. Der Regler ist aber ein einfacher P-Regler, denn was soll der I-Anteil? Normlerweise doch die Regelabweichung zu Null machen, wenn man nur lange genug wartet. Hier kann man aber nicht warten...das Chassis muss ja in Echtzeit dem Signal folgen. Der vom vorherigen Signal hinterher hinkende Integrationsanteil würde nur stören bzw. das Signal verfälschen.uli.brueggemann hat geschrieben:...habe ich mal ne Prinzipskizze versucht...
@Stefan: Ich seh' gerade, dass Du das auch angemerkt hast, gut mitgedacht. Ein D-Anteil führt aber eher zu Instabilitäten und Rauschen.
Geht auch so bei einem bandbegrenzten Chassis, dann ist das Musiksignal eben der Ausgang der Frequenzweiche. Genau so, wie Du es gezeichnet hast, habe ich die erste Messung am TT-Chassis der BM3 gemacht. Da hatte ich halt keinen Schalter, sondern habe die Messstrippe umgestöpselt.uli.brueggemann hat geschrieben:Wenn der Schalter S wie gezeichnet offen ist bleibt erst einmal alles beim alten. Das Musiksignal geht schlichtweg in den Endverstärker und von dort auf das Chassis (der Einfachheit mal ein Breitbänder angenommen).
Ebenso möchte ich es bei der Messung an dem BM20-Mitteltöner machen, aber nicht mit neuer Platine, sondern einmal das Eingangskabel der Endstufe abziehen und direkt dort rein und einmal mit dem Signal zum Integrierer rein mit Regelkreis.uli.brueggemann hat geschrieben:Ein Aufbau wie gezeigt würde es erlauben, das Chassis mit oder ohne Regelung hinsichtlich seines Verhaltens zu untersuchen. Natürlich würden die E-Techniker Integrator, PI-Regler und Messverstärker auf eine Platine bringen, aber hier soll es eben auch nur veranschaulicht werden.
Dank Deiner Hilfe läuft jetzt die Soundkarte, da kann ich vielleicht morgen mal das Messmikro davor halten. Der BM-Mitteltöner erscheint mir, wie schon mal angedeutet, recht gut geeignet für den Messvergleich. Er hat einen Membrandurchmesser von grob 10cm (Korb 13 oder so) und arbeitet auch ohne GK unter ziemlich idealen Bedingungen, eigenes 6l-Gehäuse mit 40mm-Wänden ohne parallele Begrenzungen und ordentlich Dämmmaterial drin.
Ich plane, die Weiche abzustöpseln und mit dem Eingangssignal wie oben beschrieben einmal mit und einmal ohne Regelkreis auf das Chassis zu gehen. Messmikro direkt vor den MT in vielleicht 5cm Abstand oder so. Dann mit acourateLSR einen LogSweep machen. Was ist sinnvoll nach Deiner Meinung? Normalerweise macht man ja 10Hz bis 22kHz in 60s. Hier könnte ich etwas schneller durchlaufen, habe ich mir gedacht, das belastet das Chassis nicht unnötig durch ewiges Dauersinusgenudel, wenn ich höhere Pegel fahre. Ich möchte es ungern schlachten. Die lange Zeit ist doch hauptsächlich deshalb von Dir gewählt, um den Raum in einen einigermaßen eingeschwungenen Zustand zu kriegen, oder? Das würde hier im Nahfeld ja keine Rolle spielen. Also vielleicht 50Hz-10kHz in 5s, was hältst Du davon?
Dann mit der Inversen falten und Pulse sowie die ganzen harmonischen Verzerrungen rechnen. Makro mit frequenzabhängiger Fensterung, in der aber auch die Mikrofonkorrektur läuft, kann ich mir sparen, oder? Dafür dann direkt mit der invertierten Mikrokurve falten. Sonst noch irgendwas beachten?
Viele Grüße
Gert
Hallo Gert,
auf keinen Fall irgendwas riskieren und das Chassis (oder sonst was) grillen.
Bin schon sehr gespannt was bei den Messungen rauskommt. Vor allem Klirr interessiert mich besonderns.
Bzgl. Sweep, da würde ich nicht mehr als 2 Oktaven unter die normalen XO gehen, das sollte reichen.
Nach oben würde ich allerdings bis die 22kHz fahren um Resos auf alle Fälle dabei zu haben.
mfg
auf keinen Fall irgendwas riskieren und das Chassis (oder sonst was) grillen.
Bin schon sehr gespannt was bei den Messungen rauskommt. Vor allem Klirr interessiert mich besonderns.
Bzgl. Sweep, da würde ich nicht mehr als 2 Oktaven unter die normalen XO gehen, das sollte reichen.
Nach oben würde ich allerdings bis die 22kHz fahren um Resos auf alle Fälle dabei zu haben.
mfg
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 4672
- Registriert: 23.03.2009, 15:58
- Wohnort: 33649
- Kontaktdaten:
@Gert:
Hi, ich hab Dir mal eine PM geschickt mit einem Vorschlag wie mit Acourate gemessen werden kann. Das erlaubt eine bequeme Bestimmmung der Harmonischen.
Den PI-Regler hab ich so reingebracht wie ich es eben kenne. Klar, es würde sich zeigen ob wirklich ein I-Anteil nötig ist.
Was sicher auch interessant sein dürfte ist eine Aufzeichung der Geschwindigkeitsdifferenz vdiff. Wenn die Regelstrecke dem Musiksignal 100% folgen würde wäre vdiff ja = 0. Also zeigt vdiff unmittelbar die Fehler auf.
Geschwindigkeitsregelkreise werden gemeinhin auch mit Sprüngen getestet und damit auch justiert. Es sollte kein Problem sein ein zugehöriges wav-Signal zu erzeugen.
Grüsse, Uli
Hi, ich hab Dir mal eine PM geschickt mit einem Vorschlag wie mit Acourate gemessen werden kann. Das erlaubt eine bequeme Bestimmmung der Harmonischen.
Den PI-Regler hab ich so reingebracht wie ich es eben kenne. Klar, es würde sich zeigen ob wirklich ein I-Anteil nötig ist.
Was sicher auch interessant sein dürfte ist eine Aufzeichung der Geschwindigkeitsdifferenz vdiff. Wenn die Regelstrecke dem Musiksignal 100% folgen würde wäre vdiff ja = 0. Also zeigt vdiff unmittelbar die Fehler auf.
Geschwindigkeitsregelkreise werden gemeinhin auch mit Sprüngen getestet und damit auch justiert. Es sollte kein Problem sein ein zugehöriges wav-Signal zu erzeugen.
Grüsse, Uli
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 3692
- Registriert: 17.12.2008, 12:41
- Wohnort: Stuttgart
Hallo Uli,
danke für die Tipps per Mail. Heute hatte ich mir frei genommen, und folgender MT sollte vermessen werden:
Dazu wie besprochen die Weiche gebrückt
und das Messmikro davor positioniert:
Notebook, Soundkarte und Mikrovorverstärker zusammen gestöpselt,
was dann in der Gesamtansicht so aussieht:
Nun mal schnell ein Messsignal generiert und drauf geschickt. Aber - erstens hatte ich vergessen, das Häkchen mit "Dirac" im LogSweep-Generator der Acourate-Software raus zu machen, und zweitens war der Pegel offensichtlich noch nicht weit genug abgesenkt am VV, so das gleich bei Messbeginn das Chasiss die Dirac-Anfrage der Soundkarte mit einem grandiosen Schlag beantwortete, wirklich beachtlich.
Nun, glücklicherweise kam beim Ohr-an-die-Membran-legen noch das feine Rauschen, das eine elektrisch durchgeschossene Schwingspule ausschließen ließ. Aber irgendwie funktionierte das Chassis nicht mehr richtig, ein leichtes Klopfen auf die Membran wurde nicht von der typischen GK-Reaktion beantwortet. An der Elektronik Sensorspule ausgesteckt und gemessen: Oh weia, kein Durchgang. Chassis raus, und am gelben und grünen Käbelchen gemessen:
Auch unterbrochen. Staubschutzkappe runter, mit der Hoffnung, ein abgefallenes Käbelchen an der Sensorspule vorzufinden - leider nein. Also Sensor rausoperiert:
Eine der beiden Sensorspulen-Hälften ist unterbrochen. Nix zu machen. Naja, dachte ich, hol' ich halt eine aus einem alten Aluchassis raus. Aber bei genauer Betrachtung zeigt sich, dass die nicht ganz passt, die Spulenhöhe und damit der maximale Hub ist deutlich kleiner:
So, dann habe ich mal einen Notruf an Herrn Zimmermann von BM abgesetzt...
Also, die Messung an der BM20 steht unter keinem guten Stern, das gute Stück wehrt sich ja nun schon das zweite Mal.
Viele Grüße
Gert
danke für die Tipps per Mail. Heute hatte ich mir frei genommen, und folgender MT sollte vermessen werden:
Dazu wie besprochen die Weiche gebrückt
und das Messmikro davor positioniert:
Notebook, Soundkarte und Mikrovorverstärker zusammen gestöpselt,
was dann in der Gesamtansicht so aussieht:
Nun mal schnell ein Messsignal generiert und drauf geschickt. Aber - erstens hatte ich vergessen, das Häkchen mit "Dirac" im LogSweep-Generator der Acourate-Software raus zu machen, und zweitens war der Pegel offensichtlich noch nicht weit genug abgesenkt am VV, so das gleich bei Messbeginn das Chasiss die Dirac-Anfrage der Soundkarte mit einem grandiosen Schlag beantwortete, wirklich beachtlich.
Nun, glücklicherweise kam beim Ohr-an-die-Membran-legen noch das feine Rauschen, das eine elektrisch durchgeschossene Schwingspule ausschließen ließ. Aber irgendwie funktionierte das Chassis nicht mehr richtig, ein leichtes Klopfen auf die Membran wurde nicht von der typischen GK-Reaktion beantwortet. An der Elektronik Sensorspule ausgesteckt und gemessen: Oh weia, kein Durchgang. Chassis raus, und am gelben und grünen Käbelchen gemessen:
Auch unterbrochen. Staubschutzkappe runter, mit der Hoffnung, ein abgefallenes Käbelchen an der Sensorspule vorzufinden - leider nein. Also Sensor rausoperiert:
Eine der beiden Sensorspulen-Hälften ist unterbrochen. Nix zu machen. Naja, dachte ich, hol' ich halt eine aus einem alten Aluchassis raus. Aber bei genauer Betrachtung zeigt sich, dass die nicht ganz passt, die Spulenhöhe und damit der maximale Hub ist deutlich kleiner:
So, dann habe ich mal einen Notruf an Herrn Zimmermann von BM abgesetzt...
Also, die Messung an der BM20 steht unter keinem guten Stern, das gute Stück wehrt sich ja nun schon das zweite Mal.
Viele Grüße
Gert
-
- Aktiver Hersteller
- Beiträge: 4672
- Registriert: 23.03.2009, 15:58
- Wohnort: 33649
- Kontaktdaten:
Gert,
das tut mir nun aber echt leid. Tja, manche Dinge wehren sich, wenn man sie untersuchen will. Und auch so ein Lautsprecher hat wohl so seine Seele ...
Allerdings kann ich mir nicht so vorstellen, dass der Sensor durch den Dirac kaputtgegangen ist. Höchstens, dass ein Drähtchen bei Überauslenkung abreisst. Was dann aber zu finden sein sollte (innerhalb der Spule fände ich das doch sehr seltsam). Oder was vermutest Du?
Frage: theoretisch hast Du doch einen zweiten LS für ne Untersuchung?
Grüsse, Uli
das tut mir nun aber echt leid. Tja, manche Dinge wehren sich, wenn man sie untersuchen will. Und auch so ein Lautsprecher hat wohl so seine Seele ...
Allerdings kann ich mir nicht so vorstellen, dass der Sensor durch den Dirac kaputtgegangen ist. Höchstens, dass ein Drähtchen bei Überauslenkung abreisst. Was dann aber zu finden sein sollte (innerhalb der Spule fände ich das doch sehr seltsam). Oder was vermutest Du?
Frage: theoretisch hast Du doch einen zweiten LS für ne Untersuchung?
Grüsse, Uli
Oha, Gert,
was hat Dir denn der Uli da für einen Dirac-Stoss geliefert, der gleich den MT z'soamhaut........????
Denke die Messfraktion hier sollte jetzt, wo Du Deiner BM 20 nicht mehr lauschen kannst, als Ersatz sowas
spendieren.
Also ich würde an Deiner Stelle keinen weiteren Dirac an meine Töner lassen.
Gruss Sigi
was hat Dir denn der Uli da für einen Dirac-Stoss geliefert, der gleich den MT z'soamhaut........????
Denke die Messfraktion hier sollte jetzt, wo Du Deiner BM 20 nicht mehr lauschen kannst, als Ersatz sowas
spendieren.
Also ich würde an Deiner Stelle keinen weiteren Dirac an meine Töner lassen.
Bitte an Uli und Rudolf: Nehmt diesen Passus unbedingt in Fettdruck und gross in den Acourate-Waschzettel auf.Fortepianus hat geschrieben:Aber - erstens hatte ich vergessen, das Häkchen mit "Dirac" im LogSweep-Generator der Acourate-Software raus zu machen, und zweitens war der Pegel offensichtlich noch nicht weit genug abgesenkt am VV, so das gleich bei Messbeginn das Chasiss die Dirac-Anfrage der Soundkarte mit einem grandiosen Schlag beantwortete, wirklich beachtlich.
Gruss Sigi
Hi Gert,
) - : Leider ereilt das Pech immer die Tüchtigen. :- (
(erinnert mich an einen ähnlichen Schockunfall: Bass im Koffer die Proberaumtreppe runtergepoltert, eine von den vier Humbucker-Spulen -- sind zwei pro Pickup -- war dann unreparabel unterbrochen. Geholfen hab ich mir mit einer anderen Pickup-Verschaltung...)
Eigentlich sollte ein Dirac ja keinen Schaden anrichten können am einem Chassis... ist da die Spulenplatine unten am Polstück angeschlagen, anders kann ich mir das nicht erklären? Hhm, da könnte man evtl. ein kleine Moosgummi-Matte auf das Polstück kleben, damit der Spulenträger das nächste mal sanfter aufsetzt.
Grüße, Klaus
) - : Leider ereilt das Pech immer die Tüchtigen. :- (
(erinnert mich an einen ähnlichen Schockunfall: Bass im Koffer die Proberaumtreppe runtergepoltert, eine von den vier Humbucker-Spulen -- sind zwei pro Pickup -- war dann unreparabel unterbrochen. Geholfen hab ich mir mit einer anderen Pickup-Verschaltung...)
Eigentlich sollte ein Dirac ja keinen Schaden anrichten können am einem Chassis... ist da die Spulenplatine unten am Polstück angeschlagen, anders kann ich mir das nicht erklären? Hhm, da könnte man evtl. ein kleine Moosgummi-Matte auf das Polstück kleben, damit der Spulenträger das nächste mal sanfter aufsetzt.
Grüße, Klaus
Hi Gert & Uli (und alle weiteren an den technischen Kleinigkeiten interessierten),
Ich würde die Endstufen in zwei Teile trennen, je eine für jede Betriebsar, weil jene für den Regelbetrieb möglicherweise eine Stufe mit Stromausgang ist ... bzw evtl. sein sollte, für optimale Ergebnisse, der Amp für "Unregelung" aber eher eine normale Stufe mit "Null Ohm"**) Spannungsausgang sein wird. Und an den Eingang der normalen noch ein Korrekturfilter, das gegebenfalls den gleichen (am besten an der Chassis-Spannung) gemessenen Frequenzgang herstellt wie im geregelten Fall. Das alles um eben die Vergleichbarkeit in dem Sinne herzustellen, das nicht nur nichts ausser der Regelung verändert wird, sondern jede Variante für sich voll optimierbar bleibt.
**) Ich aber denke in der Tat sein langem, dass eine Optimierung der Ausgangsimpedanz in Richtung einer mit der Frequenz veränderlichen komplexen Impedanz aus einem Chassis das maximale herausholen kann was überhaupt möglich ist ohne Regelung, im Bereich nichtlineare Dreckeffekte der"Glattheit" der akustischen Frequenzgänge. Wäre mal eine ernste Untersuchung wert.
Grüße, Klaus
Guter Voschlag für einen A/B-Vergleich! En Detail müsste/könnte man am Signalfluss noch folgendes ändern:uli.brueggemann hat geschrieben:Um mir zu veranschaulichen, wie ich mir selbst die Regelung zusammenzimmern würde (wenn ich nicht das Elektrobasteln aufgegeben hätte, weil nach der Platine löten kommt immer das Problem, woher denn nun ein nettes Gehäuse ...), habe ich mal ne Prinzipskizze versucht:
Wenn der Schalter S wie gezeichnet offen ist bleibt erst einmal alles beim alten. Das Musiksignal geht schlichtweg in den Endverstärker und von dort auf das Chassis (der Einfachheit mal ein Breitbänder angenommen).
Ich würde die Endstufen in zwei Teile trennen, je eine für jede Betriebsar, weil jene für den Regelbetrieb möglicherweise eine Stufe mit Stromausgang ist ... bzw evtl. sein sollte, für optimale Ergebnisse, der Amp für "Unregelung" aber eher eine normale Stufe mit "Null Ohm"**) Spannungsausgang sein wird. Und an den Eingang der normalen noch ein Korrekturfilter, das gegebenfalls den gleichen (am besten an der Chassis-Spannung) gemessenen Frequenzgang herstellt wie im geregelten Fall. Das alles um eben die Vergleichbarkeit in dem Sinne herzustellen, das nicht nur nichts ausser der Regelung verändert wird, sondern jede Variante für sich voll optimierbar bleibt.
**) Ich aber denke in der Tat sein langem, dass eine Optimierung der Ausgangsimpedanz in Richtung einer mit der Frequenz veränderlichen komplexen Impedanz aus einem Chassis das maximale herausholen kann was überhaupt möglich ist ohne Regelung, im Bereich nichtlineare Dreckeffekte der"Glattheit" der akustischen Frequenzgänge. Wäre mal eine ernste Untersuchung wert.
Grüße, Klaus