Frank (aktive DIY-LS)

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Bei Vorstellungen steht die persönliche, subjektive Erfahrungswelt des Verfassers im Vordergrund. Insbesondere soll die Vorstellung als "Visitenkarte" des Mitglieds gewürdigt bzw. respektiert werden. Dialoge sollten hier vorrangig mit dem Verfasser und nicht mit Dritten geführt werden. Siehe auch die Forumsregeln.
Frash
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Frank (aktive DIY-LS)

Beitrag von Frash »

Hallo in die Runde und vielen Dank für die Aufnahme.
Das Thema Hi-Fi / Hi-End beschäftigt mich schon seit meiner Jugend, als ich mangels größeren Budgets anfing, Lautsprecher selbst zu bauen. Zuerst mithilfe vorentwickelter Bausätze (Kef Caprice, Teufel LT55, TDL Monitor Compact), später mit kompletten Eigenentwicklungen.
Als Schaltstelle dient heute der Accuphase C-222, der im Monat meines 18. Geburtstags am Markt erschien und mir seitdem nicht mehr aus dem Kopf ging. Damals unerschwinglich, begann ich ein Jahr später, mir mein erstes HiFi-Gerät von der Ausbildungsvergütung (damals 360 DM/Monat) zusammenzusparen und investierte es 1984 in den Receiver Akai AA-A35. Ein für damalige Verhältnisse super-futuristisches Gerät mit großem LCD Display. So ändert sich er Geschmack im Laufe der Zeit.
Mein Studium der Elektrotechnik, Fachrichtung Nachrichtentechnik, hat dann auch zur Entwicklung eigener Elektronik (Endstufe, Vorverstärker, Phono-Pre) beigetragen und glücklicherweise konnte ich Anfang der 90er Jahre meine Diplomarbeit aus demselben Themenbereich wählen (Rechnergestützter Entwurf eines Bandbass-Subwoofers mit angepasster Auskopplung für Satelliten).
Mein beruflicher Werdegang führte mich dann, trotz einiger Versuche, als Lautsprecher-Entwickler unterzukommen, doch in eine andere Richtung. Die damals rasant wachsende Mobilfunk-Industrie generierte so viele interessante Perspektiven, dass ich schließlich 25 Jahre als Trainer, Netzwerk-Planer und -Optimierer dort tätig war.
Nebenbei wuchs mein Interesse an den mechanischen Komponenten der analogen Wiedergabe und so schaffte ich mir vor ca. 12 Jahren nach und nach die zu deren Herstellung notwendigen Werkzeuge und Maschinen an. Seitdem entwerfe und baue ich meine Tonarme, Übertrager sowie anderes Zubehör selbst und montiere es vornehmlich an alte Reibradler (Thorens TD124, Garrard 301) oder auch Vintage High-Tech Japaner (Mikro Seiki SX555-FVW).
Als leidenschaftlicher DIY-ler wurden auch meine „aktuellen“ Lautsprecher (Planung begann 1997 :) ) eine Eigenentwicklung. Im Pflichtenheft standen „unverfärbter Klang“, „realistisch anmutende Abbildung“ und „nicht allzu große Einschränkungen in der Dynamik“. Daraus wurden Säulen mit fast 350 Litern Brutto-Volumen, Voll-aktiv und bestückt mit je Kanal 2 x Visaton TIW 360 Tieftöner sowie 1 x Visaton TIW 360X Tieftöner, 2 x Eton 5-880 HEX für die Mitten und als Tweeter dem legendären ESS AMT-1). Angetrieben lange Zeit durch 6 Stereo-Endstufen Sony TAN-55ES, aktiv gefiltert durch digitale Weichen, heute durch Hypex Class D-Module mit integrierten DSPs.
Da diese Lautsprecher über die Jahre immer wieder Veränderungen erfahren habe, befinden sie sich bis zum heutigen Tag im „Rohbau“. So wird der Klangeindruck auch nicht von der berauschenden Optik (wie z.B. bei Sonus Faber) mancher aktuellen Konstruktionen beeinflusst :) .
Gern würde ich in Zukunft meine Entwicklungen hier vorzustellen. Wen ich neugierig gemacht habe, der kann aber jetzt schon einen Blick auf einige meiner Erzeugnisse riskieren.
https://www.instagram.com/frashaudio/
Übrigens arbeitet frashaudio bislang nicht kommerziell. Es geht mir also nicht darum, etwas zu verkaufen, sondern um den Erfahrungsaustausch mit Gleichgesinnten.
Das größte Potential für Klangverbesserungen sehe ich in der Optimierung bzw. Kompensation der Raumakustik. Zu diesem Thema gibt es in hier im Forum einige sehr interessante Beiträge, die ich aufmerksam studiere.
Vorerst wünsche ich allen Aktiven Hörern weiterhin viel Vergnügen mit unserem liebsten Hobby.
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Jupiter
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Beitrag von Jupiter »

Hallo Frash,
herzlich Willkommen in unserem Forum.
Ich möchte gerne auf einen Aspekt deiner Vorstellung eingehen, den, dass du deine Lautsprecher gerne vorstellen möchtest.
Wir haben in diesem Jahr ein Forumstreffen in Weisenheim am Berg Zeitraum 2-4 Juni 2023
Hier würde sich eine Möglichkeit zur Vorstellung deiner Lautsprecher ergeben.

Wäre dies in deinem Sinn?
Allerdings wie bekommst du 350 l Volumen transportiert?
Oder meintest du Vorstellung als Bild mit Diskussion.

Verrätst du uns noch deinen Vornamen

Gruß Harald
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Frank,

willkommen hier im Forum und in der DIY "Fraktion"!

Deine Instagramseite weist Dich ja als eingefleischten Vinyl-Analogfan aus! :cheers:

Aber leider gibt's keine Bilder Deiner 2x 350kg Monsterboxen nebst des Hörraumes zu sehen und darauf wäre (nicht nur) ich besonders neugierig! Es wäre sehr interessant die "permanenten Rohbauten" zu sehen, immerhin bieten solche Konstrukte ja Flexibilität zum Experimentieren :wink:

Also dann auf interessante Interaktion :cheers:
Grüße,
Winfried5498
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Frash
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Beitrag von Frash »

Hallo Winfried, Hallo Harald,
erstmal vielen Dank für den herzlichen Empfang. Dass Ihr so an meinen Lautsprechern im Rohzustand interessiert seid, bringt mich ein wenig in Verlegenheit. Denn eigentlich sind die Boxen nicht wirklich attraktiv genug, um sie öffentlich zu zeigen. Aber wie Ihr wollt, auf eigenes Risiko :mrgreen: , hihi. Die Teile haben natürlich nicht 350 Kg, sondern "nur" 350 Liter Außenvolumen mit den Maßen BxHxT von 34 x170 x 60 cm. Sorry, dass ich mich da verschrieben habe. Ein Transport der Teile würde sich für mich wirklich schwierig gestalten, wäre aber nicht völlig unmöglich.
Mit der Vorstellung meinte ich eigentlich, dass ich zukünftige Neuentwicklungen per Bild vorstellen würde. Wobei natürlich die Vorstellung bei einem Treffen, also physisch, ungleich interessanter wäre.
Hier also einige Bilder meiner Lautsprecher während der Bau-Phase und heute in meinem Hörraum.

Einen schönen Abend und herzliche Grüße
Frank


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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Frank,

Gratulation! Das sieht "amtlich" aus und ist trotz des Rohzustandes für mich doch "durchaus ansehnlich". Nun ja, ins Wohnzimmer dürfte ich die Boxen auch nicht stellen... :wink: :mrgreen: Ich habe aber großen Respekt vor Deinen handwerklichen Fähigkeiten (die mir leider völlig fehlen).

Grüße,
Winfried5499
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Lauscher
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Beitrag von Lauscher »

Hallo Frank

Auch von mir ein herzliches Willkommen hier im Forum.

Schön das in letzter Zeit immer mehr Diy Bauer sich hier im Forum anmelden.

Eine Frage hätte ich wenn ich mir Deine Lautsprecher anschaue: wonach hast Du das benötige Volumen Deiner Mitteltöner ermittelt? Mit welcher Abstimmung?

Ich bin da für mich noch zu keiner logischen Lösung gekommen um für den eingesetzten Übertragungsbereich keine Federwirkung durch das Innenvolumen an Luft zu erzeugen - analog dem Qtc von 0,5 im geschlossen Gehäuse für den gesamten möglichen Frequenzbereich.

Vielleicht hast Du ja einen Hinweis für mich :D

Ich wünsche Dir viel Spaß und interessante Gespräche hier im Forum
Jens
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hallo Jens, Frank,
TM Rudolph hat vor über 40 Jahren ein nach hinten offenes Rohr mit 1/4 der Wellenlänge der MT-Resonanzfrequenz gewählt (Prinzip Transmissionline).
Bei einem hinten geschlossenen Rohr kommt es bei 1/4 Wellenlänge = Rohrlänge zur Auslöschung mit der reflektierten Welle, also muss der rückwärtige Schall des MT hinreichend bedämpft werden. Sonst kommt es zu einem Frequenzgangabfall beginnend bei der zur Wellenlänge gehörenden Frequenz plus etwa 1/4 Oktave.
Unabhängig vom Qtc, der sich abhängig vom eingeschlossenen Volumen, nicht von der Gehäusetiefe berechnet.
Grüße
Hans-Martin
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Ja Hans-Martin,

so haben wir in den späten 70er Jahren auch schon DIY MTs eingebaut und den rückwärtigen Schall im Rohr ziemlich stark mit Polyesterwatte gedämpft.

Grüße,
Winfried5500
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Frash
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Beitrag von Frash »

Lauscher hat geschrieben: 19.04.2023, 21:35 Eine Frage hätte ich wenn ich mir Deine Lautsprecher anschaue: wonach hast Du das benötige Volumen Deiner Mitteltöner ermittelt? Mit welcher Abstimmung?
Ich bin da für mich noch zu keiner logischen Lösung gekommen um für den eingesetzten Übertragungsbereich keine Federwirkung durch das Innenvolumen an Luft zu erzeugen - analog dem Qtc von 0,5 im geschlossen Gehäuse für den gesamten möglichen Frequenzbereich.
Hallo Jens,
vielen Dank für den herzlichen Empfang!
Zu Deiner Frage: Ich habe eine Butterworth-Abstimmung gewählt, welche meiner Meinung nach den besten Kompromiss zwischen Impulsverhalten und mechanischer Belastbarkeit bietet. Die dafür benötigten ca. 2,8 Liter begrenzen die Membranauslenkungen zu niedrigen Frequenzen so stark, dass auch weniger steilflankige Hochpässe zur Trennung nach untenr in Frage kommen. Die eigentlich "perfektere" Q=0.5 Abstimmung hätte 10 Liter benötigt und die Treiber damit praktisch nicht vor großer Auslenkung geschützt.

Herzlichen Gruß
Frank
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Frash
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Beitrag von Frash »

Hans-Martin hat geschrieben: 19.04.2023, 22:32 TM Rudolph hat vor über 40 Jahren ein nach hinten offenes Rohr mit 1/4 der Wellenlänge der MT-Resonanzfrequenz gewählt (Prinzip Transmissionline).
Bei einem hinten geschlossenen Rohr kommt es bei 1/4 Wellenlänge = Rohrlänge zur Auslöschung mit der reflektierten Welle, also muss der rückwärtige Schall des MT hinreichend bedämpft werden. Sonst kommt es zu einem Frequenzgangabfall beginnend bei der zur Wellenlänge gehörenden Frequenz plus etwa 1/4 Oktave.
Hallo Hans-Martin,
vielen Dank für den Hinweis. Die teils negativen Eigenschaften zylindrischer Gehäuseformen sind mir bekannt. Um diese abzumildern, habe ich tatsächlich eine relativ dichte Füllung aus Schafwolle eingebracht. Darüber hinaus ist die Rückwand der Röhre nicht flach, sondern durch einen mit der Spitze zum Treiber zeigendem gedrehten Aluminiumkegel abgeschlossen. So konnte auch die Bildung stehender Wellen mit entsprechenden Überhöhungen im Amplitudengang auf ein akzeptables Maß verringert werden.
Eine offene Bauweise habe ich bewusst nicht gewählt, weil eine Abstimmung mit niedriger unterer Grenzfrequenz bei gleichzeitiger Verwendung von Filtern geringer Flankensteilheit eher zu Belastungsproblemen führen würde.

Viele Grüße
Frank
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Lauscher
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Beitrag von Lauscher »

Hallo Frank

Danke für für Deine Antwort.

Meine Überlegungen dabei sind: die Berechnung des Qtc basiert bei den von mir gefundenen Berechnungstools m.E. auf der Grundlage das das Chassis ohne Weiche den ihm möglichen Frequenzbereich in einem vorgegebenen Gehäusevolumen abdeckt. Wenn ich nun eine Weiche verwende entlaste ich das Chassis idR mechanisch - es lenkt weniger aus da es zu den tieferen Tönen, je nach Steilheit der Filter, weniger laut bis garnicht spielen muss. Dadurch müsste sich doch eigentlich das benötigte Gehäusevolumen verringern und trotzdem ein dem Qtc (z.B. 0,5) entsprechendes Verhalten entstehen.

Eine Berücksichtigung eines Filters in den Berechnungen zum Qtc habe ich noch nicht bewusst wahrgenommen.

Viele Grüße
Jens
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hallo Jens,
Lauscher hat geschrieben: 20.04.2023, 05:45.... Wenn ich nun eine Weiche verwende entlaste ich das Chassis idR mechanisch - es lenkt weniger aus da es zu den tieferen Tönen, je nach Steilheit der Filter, weniger laut bis garnicht spielen muss. Dadurch müsste sich doch eigentlich das benötigte Gehäusevolumen verringern und trotzdem ein dem Qtc (z.B. 0,5) entsprechendes Verhalten entstehen....
Sorry, aber da ist ein fundamentaler Denkfehler drin: Es gibt die Freiluftgüte Qts und die Einbaugüte Qtc. Erstere ist konstant und physikalische Ausgangsgröße der Chassiskonstruktion. Letztere ist DIREKT direkt vom Einbauvolumen inkl. eingebrachter Dämmung und von Qts sowie dem Äquivalentvolumen des Chassis Vas abhängig, sie ist also Ergebnis des Einbaues in ein Volumen. Physikalisch ist das Einbauvolumen und damit die die Membran "bremsende" Luftfedersteife in erster Näherung gleich Null, nur die chassisinternen Masse-/Federsysteme sind wirksam, wodurch Fs und Qts definiert sind. In diesem Falle ist Qts=Qtc. Erhöht man nun die die Membranbewegung bremsende Kraft durch ein immer kleineres (z.B. geschlossenes) Volumen (das erhöht ja die Steifigkeit des eingeschlossenen Luftvolumens, also durch zusätzliche Feder und grössere Masse), erhöht das die Resonanz Fs und die Resonanzgüte Qtc steigt.

Damit wäre Deine angedachte Methode, zumindest so wie ich sie verstehe, kontraproduktiv. Siehe auch hier.

Grüße,
Winfried5501
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hallo Jens, Frank,
ich sehe bei einer Vorgabe von Qtc = 0,5 im Interesse eines guten Impulsverhaltens (bei einer Sprungantwort sieht man das tieffrequente Nachschwingen der Membran bei Resonanzfrequenz fc) Vb = Vas / ((Qtc²/Qts²) - 1)
und bei der Bestimmung von Qts = (Qms * Qes)/(Qms + Qes) geht auch bei passiven Weichen zusätzlich der ohmsche Anteil der Bauteile mit ein. Bei einer Bassreflexabstimmung kann der eklatante Konsequenzen für das Volumen haben.
Bei Aktivbetrieb dürfte sich der Dämpfungsfaktor der Endstufe zusammen mit der EMK des Chassis deutlich hörbar niederschlagen, allerdings habe ich mir noch keine mathematische Herleitung des Qtc unter diesen Bedingungen anlesen können, zumindest nicht bewusst wahrgenommen. Ein einfacher Test ist das Anstoßen der Membran und der Klangunterschied bei ein- und ausgeschalteter Endstufe, sehr deutlich bei einem aktiven Subwoofer.
Bei einem verkleinerten Gehäuse steigt die Einbauresonanzfrequenz fc = Qtc * fs / Qts , aber auch Qtc wird zugleich ungünstiger.
Welche Folge hat das für das Nachschwingen der Membran? Höhere fc hat kürzere Periodendauer, die Dämpfung wird über das logarithmische Dekrement frequenzneutral ausgedrückt.
Aus einer beliebigen Sprungantwort interpretiere ich theoretisch die Wirkungslosigkeit einer vorgeschalteten Aktivweiche (Hochpass, Bandpass) für die fc und Qtc.
Aber vielleicht gibt es noch Erkenntnisse, die über die alter Bücher über den Umgang mit T/S-Parametern hinausgehen?
Die Frage lautet: Wenn ein Chassis mit einem Ton in seinem gewählten Übertragungsbereich (zwangsläufig oberhalb fc) angesteuert wird, und dieser Ton wird unterbrochen, wie schwingt die Membran aus? Trifft man eine Resonanzstelle, erkennt man bei einem Toneburst /Schwingungspaket ein langsameres Anschwingen und ein langsameres Ausschwingen bei dieser Frequenz.
Liegt keine solche Resonanz vor (angestrebter Zustand), und der Antrieb wird unterbrochen, während das Chassis um und bei Auslenkungsmaximum erreicht hat, sollte die Membranmasse (Trägkeit) mit den Federkräften ihrer mechanischen Zentrierspinne und Sicke sowie Luftfedersteife des Gehäusevolumens zurückschwingen. M.E. geht das nicht schneller als fc ausdrückt.
Um auf Qtc=0,5 zu kommen, wird das Gehäuse größer als bei Butterworth (0,707), gleichzeitig sinkt fc. Wo ist der optimale Kompromiss?
Ich habe mal vor langer Zeit in ein Rohr einen angeschrägten Streifen (ein konvexes Viereck) Wellpappe gelegt, gerollt, man hätte auch unterschiedlich lange Trinkhalme nehmen können. Auf beiden Enden Naturwolle. Das klang sehr gut. Die Idee dahinter war der Strömungsverlust in den unterschiedlichen Rohrlängen, Schallaustritt wie bei einer akustischen Linse.
Grüße
Hans-Martin
P.S.
Winfried war schneller...
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Berichtigung:
....Physikalisch ist das Einbauvolumen und damit die die Membran "bremsende" Luftfedersteife in erster Näherung gleich Null, nur die chassisinternen Masse-/Federsysteme sind wirksam, wodurch Fs und Qts definiert sind. In diesem Falle ist Qts=Qtc....
sollte sein:
...Physikalisch betrachtet ist das Einbauvolumen ohne Gehäuse in erster Näherung "unendlich" und damit die, die Membran "bremsende", Luftfedersteife in erster Näherung "gleich Null", also sind nur die chassiseigenen Masse-/Federsysteme sind wirksam, durch die Fs und Qts definiert sind. In diesem Falle ist Qts=Qtc....
:wink:
Grüße,
Winfried5503
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Frash
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Beitrag von Frash »

Hallo Jens, Winfried, Hans-Martin,
Euren Ausführungen stimme ich absolut zu.
Ich glaube, Jens' Frage ist, ob man die Einbaugüte eines Treibers durch Vorschalten eines geeigneten Filters senken kann? Stimmt das so, Jens?
Am Ende geht es ja darum, zwei verschiedene Filter so zu kombinieren, dass sich das gewünschte Verhalten ergibt. Das eine Filter bildet die Gehäuseabstimmung, das zweite Filter wäre elektischer Art. Um daraus eine berechenbare Funktion zu gewinnen, muß man sich wohl auf entsprechende Modelle stützen, die fleißige Mathematiker sich schon vor langer Zeit ausgedacht haben.
Dem Streben nach möglichst guter Impulsverarbeitung kommt wohl das Bessel-Filter am nächsten. Und bei dessen Dimensionierung kommt uns der Umstand zugute, dass sich die Gesamtübertragungsfunktion aus Teilfiltern jeweils 2. Ordnung ergibt. In meinem alten Tietze-Schenk steht dazu folgendes:
Bessel Filter 4. Ordnung
1. Teilfilter: fgi/fg = 0,978, Qi=0,52
2. Teilfilter: fgi/fg = 1,797, Qi=0,81
mit fgi = Grenzfrequenz Teilfilter und fg = Grenzfrequenz Gesamtfilter
Wir haben also zwei Teilfilter 2. Ordnung, eines mit der Güte von 0,52, das andere mit 0,81. Welches der beiden Filter vom Treiber/Gehäuse Schwingsystem gebildet wir, kann man nach meinem Verständnis frei wählen. Legt man also auf ein kleineres Gehäusevolumen Wert, so nimmt man dafür das mit Q=0,81. Das erste Teilfilter baut man dann elektrisch auf.
Viele Grüße
Frank
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