Impulsantwort eines Air Motion Transformer (AMT)

[uli.brueggemann]

Gilt die von Gert gezeigte Pulsantwort für den Hochtöner alleine oder für den Lautsprecher (es war ja nach der ETC des LS gefragt)? So es denn die Pulsantwort des LS wäre, funkt da zum einem die Weiche des Hochtöners mit rein (die könnte ja invertieren), zum anderen überlagert sich dazu noch die Antwort des Mitteltöners. Insofern wäre denkbar, dass der negative Peak vom HT kommt, der dicke positive Peak vom MT. Das müsste denn aber Gert beantworten, ansonsten ist das alles Vermutung.

Zur Klärung der Frage nach dem Einschwingen des HTs alleine wäre die sauberste Lösung eine Messung einer Pulsantwort eben des HTs allein mit einem Dirac-Puls ohne irgendeine Weiche.

Ich hab leider keinen AMT oder Eton ER4 rumliegen.

Grüsse
Uli

[Zwodoppelvier]

Hallo Ulli,

genau die Gedanken, welche Du Dir offensichtlich gemacht hast, gingen mir auch durch den Kopf. Das PDF-Datenblatt auf der ETON-Seite zeigt i.d.T. keine Sprung- oder Impulsantwort.

Erstere hat aber immerhin Herr Wohlgemuth gemessen -> Hier (bitte etwas herabscrollen).

Dieses wirft mit dem deutlichen Nachschwingen andererseits wiederum einige Fragen auf...

@ Uli: Danke für Deinen Hinweis auf den möglichen Einfluß der Frequenzweiche. Allerdings kenne ich die aufeinanderfolgende Reaktion von HT, MT usw. eher aus der Sprungantwort, wo ja die üblicherweise nicht "zeitrichtigen" Mehrwegesysteme derart auffallen. Letztlich wird Gert allein die Sache aufklären können/müssen.

Viele Grüße
Eberhard

[uli.brueggemann]

Das PDF-Datenblatt auf der ETON-Seite zeigt i.d.T. keine Sprung- oder Impulsantwort.

Erstere hat aber immerhin Herr Wohlgemuth gemessen -> Hier (bitte etwas herabscrollen).

Die Sprungantwort ist die über der Zeit integrierte Pulsantwort. Oder andersherum ist die Pulsantwort die differenzierte Sprungantwort, zeigt also zu jedem Zeitpunkt die Steigung der Sprungantwortskurve. Aus der im genannten Link dargestellten Sprungantwort lässt sich somit eindeutig ableiten, dass die Pulsantwort des ER4 mit einem positiven Peak beginnt.

Grüsse
Uli

[phase_accurate]

Rein gefühlsmässig würde ich mal sagen, dass das Nachschwingen des AMT sehr gut zu dessen Amplitudenfrequenzgang passt.

Ein weiteres Gefühl sagt mir, dass es zumindest schwierig ist, die elektrische Dämpfung eines AMT wirklich hoch zu treiben, schon alleine wegen dem grossen Luftspalt.

Gruss

Charles

[RPWG]

Hallo zusammen,

Interessantes Thema .

Solche Impuls-/Sprungantworten mit negativen Vorschwingern kenne ich bisher nur von nicht-phasenminimalen Systemen.

Ansonsten pflichte ich Uli bei, sowohl Step als auch Impulsantwort (sofern vertrauenswürdig ) zeigen einen direkten positiven Peak ohne Vorschwinger. Für ein Bandbegrenzungsartefakt ist es wiederum zu ausgeprägt. Ich finde die Impulsantwort im ersten Post aber auch zu sehr gestaucht, um wirklich etwas erkennen zu können.

Grüße,
Roman

[cay-uwe]

Solche Impuls-/Sprungantworten mit negativen Vorschwingern kenne ich bisher nur von nicht-phasenminimalen Systemen.

oder bei Allpässen ...

[Fortepianus]

Liebe AMT-Freunde,

erstmal danke für's Auslagern dieses Themas.

Zunächst kann ich ausschließen, dass der negative Vorschwinger von der Weiche kommt, denke ich. Die Sprungantwort meiner S-Weiche im Hochtonzweig sieht so aus (1 Kästchen in x-Richtung entspricht 0,5ms):



Auch wenn man die restlichen Zweige der S-Weiche dazunimmt, kommt kein negativer Einschwinger zustande.

Gilt die von Gert gezeigte Pulsantwort für den Hochtöner alleine oder für den Lautsprecher (es war ja nach der ETC des LS gefragt)? So es denn die Pulsantwort des LS wäre, funkt da zum einem die Weiche des Hochtöners mit rein (die könnte ja invertieren), zum anderen überlagert sich dazu noch die Antwort des Mitteltöners. Insofern wäre denkbar, dass der negative Peak vom HT kommt, der dicke positive Peak vom MT. Das müsste denn aber Gert beantworten, ansonsten ist das alles Vermutung.

Tatsächlich habe ich immer mit Weiche gemessen. Der Abstand von negativem Einschwinger zum positiven Hauptpeak ist aber viel kürzer (ich erinnere ca. 50µs oder so) als der Abstand zum Mitteltöner, der kommt viel später. Haben wir ja auch mal auf dem Forumstreffen 2012 kurz diskutiert, nachdem Dir der negative Einschwinger einmal bei der Messung einer AGM aufgefallen war und Du zunächst dachtest, der HT wäre invertiert.

Michael und ich sind damals der Sache nachgegangen und haben immer diesen (extrem kurzen) negativen Einschwinger beim ER4 gefunden. Insofern kann ich die oben zitierte Messung

Erstere hat aber immerhin Herr Wohlgemuth gemessen -> Hier (bitte etwas herabscrollen).

bei mir nicht bestätigen. Der Vorschwinger hängt in seiner Amplitude davon ab, wie man den ER4 hinten bedämpft.

Polt man den ER4 spaßeshalber dann andersrum, so dass dieser kurze Einschwinger nach oben geht, kriegt man den üblichen fetten FG-Einbruch bei der Übernahmefrequenz - was dann wirklich für falsche Polung spricht.

Zur Klärung der Frage nach dem Einschwingen des HTs alleine wäre die sauberste Lösung eine Messung einer Pulsantwort eben des HTs allein mit einem Dirac-Puls ohne irgendeine Weiche.

Hast natürlich recht, habe ich aber gerade nicht. Wie gesagt habe ich den ER4 immer mit Weiche davor gemessen - so einen HT klemmt man ja nicht ohne Not direkt dran, ein kleiner Fehler bei der Parameterwahl (z. B. Logsweepstart bei 1Hz anstelle 1kHz oder so) und das Teilchen springt über den Jordan. Vielleicht finde ich mal Zeit, das zu messen - Zeit ist aber bei meinen momentanen vielen Baustellen ein recht rares Gut .

Hat jemand von den Physikern hier (Ulli?) eine Idee, wie dieser negative Vorschwinger zustande kommen könnte?

Viele Grüße
Gert

[cay-uwe]

Hi Gert,

ich habe mir die Messungen verschiedener AMTs, die ich bis jetzt benutzt habe, mal angeschaut, wie z.B. der ETON ER4, die Mundorf 1908, 2310, 2440, etc.

Auch der Mundorf 1908 zeigt wie der ER4 diesen Vorschwinger. Ich werde mal der Sache nachgehen, da ich demnächst wieder ein ER4 und 1908 habe.

Die "großen" AMTs, also 2310, 2440, etc. zeigen das Verhalten nicht.

Meine Vermutung, es liegt an den Messverfahren. So z.B. beginnt das Kirchner ATB System bei ca. 20 Hz mit der Annahme an, dass die Phase 180 Grad ist. Erst beim nächsten Sample wird die tatsächlich akustische Phase ermittelt.

[uli.brueggemann]

Meine Vermutung, es liegt an den Messverfahren. So z.B. beginnt das Kirchner ...

Es reicht, wenn man einfach ein Testsignal generiert mit allen Samples=0 plus einem Dirac-Puls irgendwo am Anfang oder mittendrin. Das dann abspielen und aufnehmen.

Grüsse
Uli

[wgh52]

Hmmmmm Gert,

bei AGM wird der ER-4 doch mit einer auf diesen AMT abgestimmten Konstantstomendstufe mit Stromsensorwiderstand angetrieben. Richtig?

Das ist mMn der einer der wenigen verbleibenden Unterschiede zu "normalem" Betrieb. Vielleicht gibt's hier 'nen "Vorschwinger" je nachdem wie die Gegenkopplungsschaltung ausgelegt, dimensioniert oder abgeglichen ist...?

Vielleicht wäre das ja eine elektrische/oszillographische (Sprungantwort-) Messung am Endstufenausgang, am AMT, über dem Stromsensorwiderstand, am Gegenkopplungspunkt und/oder .... wert ?

Nur so ein Verdacht. Irgendwoher muss das ER-4 Verhalten ja kommen, wenn's vom Töner selbst nicht kommen kann...

Gruß,
Winfried

2906

[RPWG]

Vielleicht gibt's hier 'nen "Vorschwinger" je nachdem wie die Gegenkopplungsschaltung ausgelegt, dimensioniert oder abgeglichen ist...?

Müsste sich ja durch eine "einfache" Vergleichsmessung mit einer UGK- bzw. IGK-Endstufe ausschließen lassen können. "Einfach" deshalb, weil vermutlich keiner mal eben einen ER4 ... UND ... zwei passend geartete Endstufen rumliegen hat.

Ich kenne mich mit dem Wirkmechanismus des AMT nicht im Detail aus, aber könnte mir theoretisch schon vorstellen, dass ein sprunghafter Anstieg der Stellgröße Spannung eine andere Wirkung hat, als ein sprunghafter Anstieg der Stellgröße Strom, schon allein durch den PTC-Charakter der aufgedampften Leiterbahn.

Das negative Vorschwingen heißt ja letztendlich nichts anderes, als dass es 'instabile' Nullstellen im System gibt. Die Bedämpfung der rückwärtigen Kammer sollte aber doch nur die Pole verschieben, sehe ich das richtig?

Gruß
Roman

[Koala887]

Hallo Ulli,

Daß der so erzeugte negative Vorschiwnger vor dem von dem aus den Kammern gepreßten Luft, also vor dem positiven, Peak auftritt, kann ich damit aber kaum erklären - oder?

warum nicht? Du hast dir doch damit:

damit die Flächen sich aufeinander zubewegen können, muß die Wölbung der Membran im Knick auf der einen Seite flacher und auf der gegenüberliegenden Seite gekrümmter werden

schon die Antwort gegeben.



In Fig.3 werden die Taschen zusammen gedrückt und die vordere Wölbung wird flacher, was für mich einen negativen Impuls gibt, welcher um ein paar Millimeter voreilt. Allerdings stimmen dann Gerts 50µs nicht mehr, bei 5µs würde es passen.

Warum klingt aber der AMT trotz Vorschwinger so unglaublich gut, bzw. sind die Klirrwerte im Strombetrieb so niedrig?

Schöne Grüße
Daniel

[Fortepianus]

Hallo Ulli,

Zwei Dinge wünsche ich mir:

• Eine Messung zu sehen, die den negativen Vorschwinger zeigt
• eine Highspeed-Film, der eine AMT-Membran bei der Arbeit zeigt

Letzteres dürfte wohl schwerer zu erfüllen sein.

in der Tat wäre Dein zweiter Wunsch eher ein Messaufbau für eine experimentalphysikalische Promotion und mit erheblichem finanziellem Aufwand für die Messmittel verbunden. Der erste ist aber deutlich einfacher zu machen. Man müsste das einmal ohne Weiche davor genau vermessen. Bis der Messaufbau steht und alles läuft, geht aber dennoch ein Tag dahin, das kenne ich schon. Es freut mich, dass Cay-Uwe den Vorschwinger auch schon gesehen hat:

Auch der Mundorf 1908 zeigt wie der ER4 diesen Vorschwinger.

Dass er vom Stromtrieb her rührt,

bei AGM wird der ER-4 doch mit einer auf diesen AMT abgestimmten Konstantstomendstufe mit Stromsensorwiderstand angetrieben...Das ist mMn der einer der wenigen verbleibenden Unterschiede zu "normalem" Betrieb. Vielleicht gibt's hier 'nen "Vorschwinger" je nachdem wie die Gegenkopplungsschaltung ausgelegt, dimensioniert oder abgeglichen ist...?

kann ich mir eigentlich kaum vorstellen, das ließe sich aber ebenfalls messen. Und Cay-Uwe hat den Vorschwinger vermutlich mit einer UGK-Endstufe gesehen, nehme ich an.

Müsste sich ja durch eine "einfache" Vergleichsmessung mit einer UGK- bzw. IGK-Endstufe ausschließen lassen können. "Einfach" deshalb, weil vermutlich keiner mal eben einen ER4 ... UND ... zwei passend geartete Endstufen rumliegen hat.

Eigentlich habe ich Messaufbauten für Endstufen, bei denen die Endstufen sich relativ einfach gegeneinander tauschen lassen. Ein ER4 findet sich bei mir sicher irgendwo, und passende Endstufen auch. Das Problem liegt eher im Terminus "rumliegen hat", denn daraus muss man ja erst einmal einen passenden Messaufbau schustern.

Ich kenne mich mit dem Wirkmechanismus des AMT nicht im Detail aus, aber könnte mir theoretisch schon vorstellen, dass ein sprunghafter Anstieg der Stellgröße Spannung eine andere Wirkung hat, als ein sprunghafter Anstieg der Stellgröße Strom, schon allein durch den PTC-Charakter der aufgedampften Leiterbahn.

Gut möglich, aber dass sich die Richtung der Wirkung umdreht, kann man eigentlich verwerfen, oder?

Das negative Vorschwingen heißt ja letztendlich nichts anderes, als dass es 'instabile' Nullstellen im System gibt. Die Bedämpfung der rückwärtigen Kammer sollte aber doch nur die Pole verschieben, sehe ich das richtig?

Da denkst Du glaube ich zu sehr in der Vierpoltheorie eines E-Technikers. Ich denke, es muss eine einfache physikalische Erklärung geben. Und da scheint mir Daniels Ansatz

In Fig.3 werden die Taschen zusammen gedrückt und die vordere Wölbung wird flacher, was für mich einen negativen Impuls gibt, welcher um ein paar Millimeter voreilt.

ziemlich plausibel. Die nach hinten schwingende vordere Fläche bewirkt natürlich einen kleineren Schalldruck als die etwas später nach vorne gepresste Luft aus den Ziehharmonika-Kammern, die einen positiven Druck erzeugen. Das würde den kleineren negativen Vorschwinger im Vergleich zum positiven Hauptpuls erklären.

Für den zeitlichen Verlauf

Allerdings stimmen dann Gerts 50µs nicht mehr, bei 5µs würde es passen.

möchte ich allerdings die Hand nicht ins Feuer legen, ich erinnere mich an "ziemlich kurz". Nur eine Messung würde hier weiterhelfen, klar.

Warum klingt aber der AMT trotz Vorschwinger so unglaublich gut, bzw. sind die Klirrwerte im Strombetrieb so niedrig?

Dafür gibt es einige Gründe, denke ich:

- Eine sehr geringe bewegte Masse sorgt für eine fast verzögerungsfreie Impulswiedergabe - da ist das kurze "Luftholen" im µs-Bereich vergleichweise unbedeutend gegen das Einschwingen des Masse-Feder-Pendels bei einer Kalotte.

- Er hat einen ordentlichen Strahlungswiderstand durch seine relativ große Fläche. Das sorgt für guten Wirkungsgrad bei kleinem Hub.

- Diese Fläche ist nicht rund, sondern durch ihre Rechteckform günstig für's Abstrahlverhalten (horizontal breit, vertikal gebündelt).

- Der Impedanzverlauf ist ohne ausgeprägte Resonanzen.

Ich werde mal der Sache nachgehen, da ich demnächst wieder ein ER4 und 1908 habe.

Das freut mich, auch ich werde bei Gelegenheit nochmal ohne Weiche eine Messung machen. Wenn zwei unabhängige Messungen existieren, ist das immer hilfreich.

Viele Grüße
Gert

[phase_accurate]

Es wurde erwähnt, dass die grossen AMTs den Effekt nicht zeigen würden. Haben diese eventuell eine weniger hohe Grenzfrequenz ? Vielleicht hat der ganze Effekt mit einem Artefakt des digitösen Messzeugs zu tun (Preringing wegen des verwendeten Datenfensters)? Die grösseren können den Effekt wegen ihrer niedrigeren Bandbreite nicht triggern. Ist nur mal so ein Gedanke. Zu testen wäre das ja relativ einfach mit einem Funktionsgenerator, Messmikro und (analogem) Oszilloskop.

Falls der Mechanismus tatsächlich derjenige mit dem Abflachen und Zuspitzen des vorderen Rundungen und dem dadurch generierten voreilenden invertierten Schall zu tun hat, müsste sich das bei sehr hohen Frequenzen durch einen Kammfiltereffekt bemerkbar machen. Wäre aber mit normalen Mitteln schwierig zu messen (man müsste eventuell speziell trainierte Fledermäuse konsultieren). Eigentlich müssten sich da auch die rückseitigen Wölbungen bemerkbar machen.

Was mich aber erstaunt, ist die Tatsache, dass bei den geposteten Messungen aus Magazinen die Step-Response immer sehr gut aussieht. Dies würde schon auf Unterschiede zwischen den Messverfahren hindeuten.

Gruss

Charles

[Fortepianus]

Noch ein kurzer Nachtrag zu meinem Beitrag oben:

Für den zeitlichen Verlauf

Allerdings stimmen dann Gerts 50µs nicht mehr, bei 5µs würde es passen.

möchte ich allerdings die Hand nicht ins Feuer legen, ich erinnere mich an "ziemlich kurz". Nur eine Messung würde hier weiterhelfen, klar.

Mir dämmert gerade, dass man mit den üblichen 44,1k oder 48k Abtastfrequenz nur eine max. Zeitauflösung von >20µs hinkriegt. Aber selbst, wenn man auf hohe Abtastraten in der Messung ginge (96k könnte meine Mess-Soundkarte noch), könnte mein Mikro diese Zeiten nicht auflösen. 20µs braucht der Schall für 6,8mm Weg - irgendwo in dieser Größenordnung spielt sich auch die Abmessung der Ziehharmonikafalten eines AMT ab. Wenn der Vorschwinger sich in diesem zeitlichen Rahmen abspielen würde, wäre das schon ein Indiz dafür, dass an Daniels Arbeitshypothese was dran ist.

Hallo Charles,

Vielleicht hat der ganze Effekt mit einem Artefakt des digitösen Messzeugs zu tun (Preringing wegen des verwendeten Datenfensters)?

da glaube ich eigentlich nicht so richtig dran. Ich sehe den Vorschwinger, ob ich mit dem schnellen Sweep von Carma schaue oder dem viel präziseren einminütigen Logsweep von Ulis Acourate. Uli sieht ihn, Cay-Uwe sieht ihn, ich sehe ihn. Dreimal unabhängig voneinander Dreck gemessen wäre zwar nicht unmöglich, aber recht unwahrscheinlich. Ich glaube schon, dass da was dran ist.

Viele Grüße
Gert