Akustische Entkopplung mit elastischer Seilaufhängung

[Julian01]

Hallo zusammen,

ich stehe vor einer Herausferdung für die ich praktische und theoretische physikalische Hilfe benötige.

Ich habe eine Messbox (Größe vorraussichtlich 70 x 90 x 115) in der Mikrofone gemessen werden. Die Messbox wird auch von außen mit etwas Stahl verstärkt.
Aber um die Box soll es garnicht genau gehen - die ist auch noch nicht gebaut - dementsprechend ist das Gewicht nur schätzbar. Ganz leicht wird sie auf jeden Fall nicht.

Um diese Box zu entkoppeln möchte ich diese auf dem Transportwagen an vier (?) Stellen mit einem elastischen Seil (Gummiband?) aufhängen. Siehe unten stehende Skizze. Da wird auch meine Idee des Transportwagens mit dessen Wänden deutlich.

Meine Frage ist nun, ob es spezielle Seile gibt die erstmal dem Gewicht ausgelegt sind, sich der Entkopplung eignen und auch noch eine Federkonstante gegeben haben?
Dann stehe ich auch noch vor dem physikalischen Rätsel wie ich die Resonanzfrequenz aus den Federn berechne: Sind die vier Federn parallel oder in Reihe zu rechnen?

Vielen Dank erstmal an Jeden der sich mit meiner Thematik befasst.

 

[fpmusic22]

Fällt mir Schiffsbaubedarf zu ein.

 

[Perfect Drug]

Hallo,

also ganz grundsätzlich hast du da ein Masse-Feder-System. Dessen Resonanzfrequenz hängt von der Steifigkeit der Feder (in deinem Fall sind das die Seile) und der Masse ab (das Gewicht der Box). Je höher die Steifigkeit der Feder, desto höher die Resonanzfrequenz. Je höher die Masse desto niedriger die Resonanzfrequenz. Du solltest die MAsse der Box also möglichst genau abschätzen da sie Einfluss auf die Entkopplungsfrequenz hat.

Um entkoppelt zu sein musst du (deutlich) über der Resonanzfrequenz liegen, darunter erreichst du keine Verbesserung, im Bereich der Resonanz sogar eine Verschlechterung.
Also stellt sich die Frage: Ab welcher Frequenz willst du entkoppelt sein?

Vom Aufbau mit Seilen würde ich eher abraten, da zu aufwändig/instabil. Deutlich einfacher wäre es, die Kiste einfach auf Gummi/Elastomere/Federn zu stellen. Oder spricht da etwas dagegen?

 

[Julian01]

Danke für die Antwort.

Ich möchte in der Messbox akustische Messungen machen und diese sollte durch die elastische Aufhängung vom Körperschall entkoppelt werden. Die Messbox wird nämlich in einem sehr großen Gebäude mit viel umliegendem Straßen- und Bahnverkehr betrieben.
Konkret erhoffe ich mir gute Messungen ab 150 Hz, aber realistisch schätze ich auch hinsichtlich der Dämpfung in der Box erst ab 200 Hz.

An die Methode der Aufhängung habe ich gedacht, weil ich so wohl deutlich bessere Ergebnisse als durch das Stellen auf Gummi o.Ä. erhalte.
Bezüglich der Stabilität ist das zwar etwas Mehraufwand, aber das soll vorerst nicht das Problem sein.

Bei den Arten der Seile habe ich an Bungeeseile gedacht, wie z.B. dieses hier: https://www.expandable.de/gummiseile/

 

[Perfect Drug]

An die Methode der Aufhängung habe ich gedacht, weil ich so wohl deutlich bessere Ergebnisse als durch das Stellen auf Gummi o.Ä. erhalte.
Bezüglich der Stabilität ist das zwar etwas Mehraufwand, aber das soll vorerst nicht das Problem sein.

Bei den Arten der Seile habe ich an Bungeeseile gedacht, wie z.B. dieses hier: https://www.expandable.de/gummiseile/

Das macht keinen Unterschied. Physikalisch hast du eine Masse auf einer Feder. Und um das ganze stabil hinzubekommen ist ein Gummi-Unterlage im Normalfall die einfacher umsetzbare Variante.

Weiß nicht wie viel Aufwand du da rein stecken willst/kannst aber nachdem du scheinbar keine Materialien mit klar definierter Federkonstante zur Verfügung hast, würde ich die Entkopplungsfrequenz nach Fertigstellung messtechnisch überprüfen. Und falls sich dabei heraus stellt, dass du an der Entkopplung etwas ändern musst, wäre das mit Gummielementen wieder einfacher zu bewerkstelligen.

Und weil du sagst du willst da drin akustische Messungen machen - dir ist klar dass du bei der Größe ausgeprägte Raummoden in der Box hast und kein gleichmäßiges Schallfeld? Darf ich fragen was du da drin messen möchtest?

 

[Julian01]

Okay, ich verstehe den Punkt.
Ich dachte, dass ich mit einer elastisch hängenden Lösung deutlich bessere Entkopplungen als mit dem Stehen auf einer Gummimatte erhalten kann. Aber das macht es statisch natürlich deutlich leichter.

Eine klare Federkonstante kann ich doch anhand der bei den Seilen angegebenen Auslenkungen und Kräfte bestimmen?

In der Box gibt es genau zwei Anwendungsfälle:
1. ein Daumengroßes Mikrofon wird in eine noch zu entwickelnde Vorrichtung (sodass es immer an der selben Stelle ist) eingespannt und auf die Güte der Charge überprüft. Also es werden ein Haufen vermeintlich gleicher Mikrofone nacheinander auf Ihre Qualität und Abweichung getestet und gegebenenfalls aussortiert.
2. eine mit mehreren dieser Mikrofone versehene Apparatur soll auf die Funktion aller Mikrofone getestet werden.

Die genaue Umsetzung des Messverfahrens habe ich mir noch nicht überlegt.

Es kommt in der Kammer also nicht auf die Linearität des Spektrums an, sondern eher auf die geringst möglichste Reflexion und Dämpfung an.
Frequenzen unter etwa 200 Hz sind mir tatsächlich auch nicht so wichtig, da diese in der Anwendung der Apparatur eh gefiltert werden.


Das Ganze ist mein erstes Projekt in der Richtung.

 

[Perfect Drug]

Okay, ich verstehe den Punkt.
Ich dachte, dass ich mit einer elastisch hängenden Lösung deutlich bessere Entkopplungen als mit dem Stehen auf einer Gummimatte erhalten kann. Aber das macht es statisch natürlich deutlich leichter.

Wie gesagt du musst eben nur drauf achten eine möglichst niedrige Resonanzfrequenz zu erreichen. Bei Elastomeren kannst du dich spielen indem du die Größe veränderst. Also anstatt die ganze Box zu unterlegen z.B. Streifen verwenden, oder punktweise zu unterlegen. Je kleiner die belastete Fläche desto niedriger die i.A. die Resonanzfrequenz.
Je nach Budget könntest du z.B. Produkte der Firma Getzner verwenden (www.getzner.com und nein, ich bin kein Mitarbeiter ). Die bieten Elastomere zur Entkopplung und auch ein Online-Tool um das ideale Produkt herauszufinden. Ich weiß allerdings nicht wie es da mit Mindestmengen/Preisen bei kleinen Mengen aussieht da die normalerweise eher im Eisenbahnbau etc. verwendet werden.

Eine klare Federkonstante kann ich doch anhand der bei den Seilen angegebenen Auslenkungen und Kräfte bestimmen?

Stimmt.

In der Box gibt es genau zwei Anwendungsfälle:
1. ein Daumengroßes Mikrofon wird in eine noch zu entwickelnde Vorrichtung (sodass es immer an der selben Stelle ist) eingespannt und auf die Güte der Charge überprüft. Also es werden ein Haufen vermeintlich gleicher Mikrofone nacheinander auf Ihre Qualität und Abweichung getestet und gegebenenfalls aussortiert.
2. eine mit mehreren dieser Mikrofone versehene Apparatur soll auf die Funktion aller Mikrofone getestet werden.

Ah ok, für Relativ-Vergleiche kann ich mir vorstellen, dass das funktioniert.

Die genaue Umsetzung des Messverfahrens habe ich mir noch nicht überlegt.

Es kommt in der Kammer also nicht auf die Linearität des Spektrums an, sondern eher auf die geringst möglichste Reflexion und Dämpfung an.
Frequenzen unter etwa 200 Hz sind mir tatsächlich auch nicht so wichtig, da diese in der Anwendung der Apparatur eh gefiltert werden.

Ich würde dann überlegen ob du wirklich einen Quader verwenden willst oder nicht eher eine Box mit nicht
parallelen Wänden. Dadurch prägen sich die Raummoden nicht so stark aus. Wenn du ab 200Hz keine Reflexionen haben willst brauchst du theoretisch übrigens ca. 43cm dicke Absorber an allen Begrenzungen (=Lambda/4). Das könnte in deiner Box etwas eng werden.

Das Ganze ist mein erstes Projekt in der Richtung.

Viel Spaß/Glück!

 

[Julian01]

Mega Dank für die gute Hilfe.

Habe mit Getzner telefoniert und was die Entkopplung angeht haben Sie mir eine perfekte Lösung (Sylomer) angeboten. Ich melde mich dort die Tage wenn ich die genauen Daten der Messbox geplant habe.

Dann geht es jetzt wohl um die Box...
Diese möchte ich nach meiner ersten Idee mit ca 40mm Stärke Holz und etwas schwerem außen bauen. Vielleicht auch 2x20mm oder 2x18mm Stärke mit noch einer Dämmfließmatte oder so als Zwischenschicht zwischen den Holzplatten. Denke dass mir ein Schichtaufbau für die akustische Dämpfung nach außen hin gut kommt. Außen dran habe ich mir noch etwas schweres vorgestellt: schwer soll ja tieffrequent schön dämpfen. Und besonders bei meiner Messboxgröße kann ich tiefen Schall garnicht gebrauchen.

Die Form der Box... schwierig. Das ganze soll auf einer Europalette montiert werden. Sonst bin ich da frei in der Gestaltung. Habe mir die Größe von 50*90*70 rausgesucht, da das gut in meine hängende Konstruktion gepasst hätte und die Bolt-Area perfekt erfüllt wird. Da ich aber wirklich an die Europalette gebunden bin (80*120), habe ich da auch nicht extrem viel Spielraum der mir auch erheblichen Vorteil in meiner Anwendung bringt.

Nochmals Dank.

 

[Julian01]

Ich denke ich werde die Box auf ein Innenmaß von 70*105*85 ansetzten. So kann ich meine 21*21cm Apparatur noch gut in die Mitte setzten und an den Seiten 20cm Wedge Absorber verwenden. An den anderen Seiten werde ich längere Absorber verwenden.
Eigentlich möchte ich die Box gerne Rechteckig bauen, da mir so die Berechnungen leichter fallen und ich alle mir bekannten Verfahren und Analogien darauf anwenden kann...
Die Wedges an sich lenken ja reflektierenden Schall auch noch zusätzlich um, sodass die Akustik damit doch noch etwas diffusierter wird...

 

[Perfect Drug]

Ich denke ich werde die Box auf ein Innenmaß von 70*105*85 ansetzten. So kann ich meine 21*21cm Apparatur noch gut in die Mitte setzten und an den Seiten 20cm Wedge Absorber verwenden. An den anderen Seiten werde ich längere Absorber verwenden.
Eigentlich möchte ich die Box gerne Rechteckig bauen, da mir so die Berechnungen leichter fallen und ich alle mir bekannten Verfahren und Analogien darauf anwenden kann...
Die Wedges an sich lenken ja reflektierenden Schall auch noch zusätzlich um, sodass die Akustik damit doch noch etwas diffusierter wird...

Nur zur Info:
Keilabsorber werden in schalltoten Räumen verwendet da es aufgrund ihrer Form im tieffrequenten Bereich zu einer besseren Impedanzanpassung und damit zu weniger Reflexionen kommt. Ihre Form hat nichts mit Diffusität zu tun!

Außerdem haben sie eine durchgehende Basis, die Keile reichen also nicht bis ganz zurück an die Wand sondern bis zu einer durchgehenden Schicht Absorptionsmaterial.
Das würde ich bei dir auch empfehlen.

Bzgl. der Dämmung nach Außen:
Wenn möglich würde ich auch einen 2-Schichtigen Wandaufbau verwenden (dazwischen z.B. Mineralwolle). Grundsätzlich ist aber ohnehin nur eines wichtig: du musst bei deinen Messungen (im gesamten Frequenzbereich) einen ausreichenden SNR erreichen. Wenn deine Quelle genug Pegel erzeugt kann die Dämmung also auch schlechter ausfallen.

Was verwendest du eigentlich als Schallquelle?

 

[Julian01]

Nur zur Info:
Keilabsorber werden in schalltoten Räumen verwendet da es aufgrund ihrer Form im tieffrequenten Bereich zu einer besseren Impedanzanpassung und damit zu weniger Reflexionen kommt. Ihre Form hat nichts mit Diffusität zu tun!

Außerdem haben sie eine durchgehende Basis, die Keile reichen also nicht bis ganz zurück an die Wand sondern bis zu einer durchgehenden Schicht Absorptionsmaterial.
Das würde ich bei dir auch empfehlen.

Bzgl. der Dämmung nach Außen:
Wenn möglich würde ich auch einen 2-Schichtigen Wandaufbau verwenden (dazwischen z.B. Mineralwolle). Grundsätzlich ist aber ohnehin nur eines wichtig: du musst bei deinen Messungen (im gesamten Frequenzbereich) einen ausreichenden SNR erreichen. Wenn deine Quelle genug Pegel erzeugt kann die Dämmung also auch schlechter ausfallen.

Was verwendest du eigentlich als Schallquelle?

Guten Morgen, danke für weiteren Gedanken.

Bezüglich der Absorber bin ich gerade ein wenig am hin und her überlegen. Mein Innenraum wird ja 70*105*85cm. Ich möchte mindestens ein 30*30*30 Raum in der Mitte freilassen. Jetzt stellt sich mir die Frage welche Absorber ich dort am besten verwende:
Es sei doch am besten, stets die größten Absorber in der jeweiligen Ebene zu verwenden, sprich:
70cm Ebene: 25cm Absorber
105cm Ebene: max. 37,5cm Absorber
85cm Ebene: 27,5cm Absorber

30cm Absorber würden mir schon gefallen, da ich so ja bis knapp 220 Hz runter komme.

Ist die Grundfläche der Absorber relevant? Ich würde rein intuitiv sagen eher kleine Grundfläche (so 5*5) und dafür viele 90 Grad versetzt. Vielleicht täusche ich mich da auch.

Generell finde ich keine Keilabsorber von Basotect im Netz. Gibt es da empfehlungen, reicht da das Zeug vom großen T oder ist es sinnvoll einen Zuschnitt anfertigen zu lassen? Kleide ich die Ecken eigentlich auch mit Keilen aus oder sollte ich hier lieber auf Eckabsorber setzen, da ich dort ja die dicken Moden habe.

Nächstes Thema hast du schon angesprochen: Der Lautsprecher. Ich würde hier auf einen passiven Breitbänder setzen wollen nach erster Überlegung. Langhub? Marke vielleicht Peeless oder Dayton.. Vielleicht tut es auch einer vom großen T? Wichtig ist wohl möglichst klein und viel Leistung.. Ich möchte auf jeden fall den Lautsprecher passiv außerhalb der Box versorgen.

Dankbar für jede Antwort.

 

[Perfect Drug]

70cm Ebene: 25cm Absorber

20cm

30cm Absorber würden mir schon gefallen, da ich so ja bis knapp 220 Hz runter komme.

Ja, denke das sollte reichen.

Ist die Grundfläche der Absorber relevant? Ich würde rein intuitiv sagen eher kleine Grundfläche (so 5*5) und dafür viele 90 Grad versetzt. Vielleicht täusche ich mich da auch.

Akustisch ist sie nicht rwirklich elevant aber je länger deine Keile und dabei kleiner deine Grundfläche wird desto spitzer werden sie. D.h. sie werden schnell kaputtgehen. Bedenke bei deiner Planung dass du da drin ja recht viel herumbauen musst.

Generell finde ich keine Keilabsorber von Basotect im Netz. Gibt es da empfehlungen, reicht da das Zeug vom großen T oder ist es sinnvoll einen Zuschnitt anfertigen zu lassen? Kleide ich die Ecken eigentlich auch mit Keilen aus oder sollte ich hier lieber auf Eckabsorber setzen, da ich dort ja die dicken Moden habe.

Zeichne dir das ganze mal auf
Du wirst vmtl. nicht um eine ordentlichen CAD-Zeichnung herum kommen. Da wirst du dann auch sehen dass für die Keile nicht viel Platz zur Verfügung steht da (im Bereich der Ecken/Kanten kannst du ja keine Keile verwenden da sie sich hier überlappen).

Du musst außerdem mehrere Dinge bedenken (nur als Beispiel):
- Wie öffnest/schließt du die Box?
- Wo kommt der/die Lautsprecher hin und wie wird er montiert?
- Wo kommen deine Mikros hin und wie montierst du sie (möglichst praktikabel)?
- Wo hast du Kabeldurchführungen?

Nächstes Thema hast du schon angesprochen: Der Lautsprecher. Ich würde hier auf einen passiven Breitbänder setzen wollen nach erster Überlegung. Langhub? Marke vielleicht Peeless oder Dayton.. Vielleicht tut es auch einer vom großen T? Wichtig ist wohl möglichst klein und viel Leistung.. Ich möchte auf jeden fall den Lautsprecher passiv außerhalb der Box versorgen.

Schwierig. Willst du einen Lautprecher in einer Box einbauen? Oder z.B. nur ein Chassis in einer Wand? Mehrere?

Das ist ein typisches "der Teufel liegt im Detail"-Projekt

 

[Julian01]

20cm



Ja, denke das sollte reichen.



Akustisch ist sie nicht rwirklich elevant aber je länger deine Keile und dabei kleiner deine Grundfläche wird desto spitzer werden sie. D.h. sie werden schnell kaputtgehen. Bedenke bei deiner Planung dass du da drin ja recht viel herumbauen musst.



Zeichne dir das ganze mal auf
Du wirst vmtl. nicht um eine ordentlichen CAD-Zeichnung herum kommen. Da wirst du dann auch sehen dass für die Keile nicht viel Platz zur Verfügung steht da (im Bereich der Ecken/Kanten kannst du ja keine Keile verwenden da sie sich hier überlappen).

Du musst außerdem mehrere Dinge bedenken (nur als Beispiel):
- Wie öffnest/schließt du die Box?
- Wo kommt der/die Lautsprecher hin und wie wird er montiert?
- Wo kommen deine Mikros hin und wie montierst du sie (möglichst praktikabel)?
- Wo hast du Kabeldurchführungen?




Schwierig. Willst du einen Lautprecher in einer Box einbauen? Oder z.B. nur ein Chassis in einer Wand? Mehrere?

Das ist ein typisches "der Teufel liegt im Detail"-Projekt

Bezüglich Absorbern habe ich mich jetzt echt totgesucht die letzten Tage. Ich finde einfach keine Auswahl an Keilabsorbern.. Gibt es da einen Geheimtipp oder eine Firma die mir da welche anfertigt? Anscheinend sind Keilabsorber nicht so der tägliche Bedarf was Akustik angeht. Hm.
Bezüglich der Größe: Ich orientiere mich am Beranek Graph. (siehe Bild). Dort nehme ich meine maximale GEsamthöhe des Absorbers (Total_depth D, dunkelblau) und sehe dann in Abhängigkeit die Größe für die Basis, also der Rechteckige Teil unter dem Keil des Absorbers (Base_depth d, grau). [Der Luftraum L3 ignoriere ich und setze die Basis einfach um diesen Bereich länger. (d=L2+L3)].

Mit Sketchup hatte ich schon den Entwurf der ersten Idee mit den Seilen umgesetzt. Das werde ich nun auch mit der neuen Idee machen. Im Laufe der nächsten Tage sollten ja auch die einzelnen Materialien und Abmessungen klar werden.
Nochmal für die Ecken: Kann ich da der Einfachkeit halber auf Rechteckige Akustikschaum blöcke setzen? Oder macht es sinn die Keile dort einseitig einfach durchzuziehen? Oder spezielle "Bassfallen"?

Dann zu deinen Denkanstößen und Fragen, für die ich auch schon Ideen im Kopf habe:

- Box öffnen / schließen:
Eine der großen Außenseiten möchte ich mit mehreren Schnellspannverschlüssen komplett abnehmen können. An der Unterkante liegt diese Plattenkonstruktion auf der Bodenplatte auf, sodass die Spanner nur die Platte horizontal gegen die MEssbox drücken müssen. Für die Kanten habe ich hier an Dichtungen gedacht, vielleicht aus dem Fensterbau? Offen für Vorschläge.

- Ort Lautsprecher / Montage
Gute Frage. Erste Idee ist Ihn in eine den durch die Absorber begrenzten Innenraumecken zu setzen (hier vielleicht etwas von der Absorberspitze beschneiden?) und genau zentral auszurichten. Für den Anwendungsfall mit den einzelnem Mikrofon sehe ich hier hinsichtlich der Ausrichtung kein Problem, allerdings bei der Apparatur. Die Mikrofone auf der Apparatur zeigen gerade nach oben. Allerdings ist mein Ansatz wie folgt: Die Messung mehrerer Dutzend der Einzelmikrofone ergibt, dass diese sich alle nur ganz minimal unterscheiden und somit von komplett heilen Mikrofonen in der Apparatur ausgegangen werden kann. So erhalte ich beim Messen mit einer Apparatur ja für jedes der Mikrofone bestimmte Messwerte, welche ich dann als normal ansehen kann. Somit macht es ja nichts aus, ob der Lautsprecher von oben seitlich gerichtet kommt. Hoffe man versteht

- Mirkopositionierung
Ich habe ja zwei Anwendungsfälle (einzelne Mikrotests und ganze Apparatur testen). Ich möchte in der Mitte der Box am Boden den Stab eines kleinen Mikrofonstativs (Tischstativ) zwischen den Keilen hervorkommen lassen. Auf die Gewindeaufnahme kann ich dann zwei zu entwickelnde Aufsätze schrauben: Einmal einen kleinen für das Einzelmikrofon zum einspannen und einmal eine Platte die für den perfekten Sitz der Apparatur sorgt. Das Mikrofonstativ würde ich noch entkoppeln von der Bodenplatte.

- Kabeldurchführungen
Was muss ich durchführen: 2pol Lautsprecher, einen speziellen Ethernet anschluss der Apparatur, Mikrofonsignal für Einzeltestanwendungsfall und vielleicht noch ein oder zwei XLR, man weiß ja nie.
Dafür hätte ich mir an einer geeigneten Stelle der Box Bohrungen gemacht und Einschraubbuchsen dort angebracht.


Bzeüglich des Lautsprechers fehlen mir einfach Erfahrungen. Einfach wäre es natürlich einen Lautsprecher ohne Chassis mit dem selben Verfahren des Mikrofonstativs von der Decke abzuhängen. Vorteile einer Chassis werden mit nicht ganz deutlich in meinem Anwendungsfall. Beim T gibts z.B. den Visaton FRS 8 M. Der ist eigentlich ganz nett und der Frequenzverlauf passt eigentlich doch auch gut zu meinem Projekt, oder? Datenblatt https://www.visaton.de/sites/default/files/dd_product/FRS 8 M.pdf

Wow, was für ein Projekt. Du sagst es. Mega dank ey.
Wenn es hilft, kann man sich auch mal persönlich unterhalten. Ich kann noch viel lernen und bin auf genau diese Erfahrungen angewiesen.

 

[Julian01]

Die Boxkonstruktion soll nun wie folgt werden:
(außen nach innen)
Eine möglichst glatte Oberfläche: Kunststoffplatte, so 2 bis 3 mm.
18mm OSB
3mm Styropormatte
18mm OSB

Dann darauf direkt die Schaumabsorber im Inneren.

Durch die gewählten Materialien kann ich auch problemlos bohren und schrauben, anders als wenn ich noch auf Alu oder Stahl gehen würde. Denke dass mir der Kunststoff außen viel bringen wird was die Reflexion von Umgebungsschall angeht.

 

[Zelo01]

Hi

Interessantes Projekt.
Ohne jetzt demotivierend wirken zu wollen, sehe ich aber diverse Hürden welche deine Messresultate stark beeinflussen können.

Einerseits die Dimensionen der Box, sind mMn viel zu klein. Die Frequenz 220Hz hat eine Wellenlänge von 1.56m. Diese Wellenlänge passt weder hoch noch quer ganz in die Box. So richtig entfalten kann sich 220Hz in der Box nicht, jedenfalls nicht so wie in einem "normalen" Raum. Hier kommt das Druckkammerprizip zum tragen.

Jetzt kommt auch schon der zweite Punkt. Der Lautsprecher im Innern der Box. Was du verlinkt hast, ist ja quasi ohne Box, nur die Membran. Mit "Chassis", meinst du das Gehäuse des Lautsprechers aus das zu verzichten willst? hmmm also ohne Gehäuse, erzeugt die Membran auf der Vorderseite ein Überdruck, gleichzeitig auf der Rückseite ein Unterdruck, bzw Umgekehrt, es ist eine schnelle Wechselwirkung beidseitig, aber Vorder- bzw Rückseitig, immer entgegengesetzt. Was sich in einer Druckkammer gegenseitig nahezu komplett auslöschen wird. Um das zu verhindern muss Vorder- und Rückseite der Membran komplett räumlich getrennt werden. (Daher auch das Gehäuse eines Lautsprechers, damit das phasenverpolte Signal im innern des Lautsprecherns nicht nach aussen gelangen kann. Damit die Membran frei schwingen kann, darf dieses Gehäuse auch nicht zu klein sein, sonst wird die Membran ausgebremst. Es sei denn, es ist ein Bassreflexgehäuse, welches kein geschlossenes System ist, und daher in einer Druckkammer vermutlich bereits wieder Probleme verursacht. )

Und Punkt 3, die Absobtion im innern der Box. 20cm Absorber hilft bestimmt eine Menge, bezweifle aber, dass dies Reflexionen komplett verhindern kann (auch über 220Hz.) Und wegen der parallelen Wänden stehende Wellen entstehen können.
Und Je nach Lautstärke sogar die ganze Box ins resonieren gerät. Denke um das zu verhindern, bräuchte die Messkiste massivere Aussenwände.

Gespannt bin ich auf jeden Fall was wird aus dem Projekt, bin allerdings etwas skeptisch, ob du damit dann auch wiklich brauchbare Messungen anstellen kannst, oder nur die akustischen Probleme im innern der Box misst

 

[Julian01]

Hi

Interessantes Projekt.
Ohne jetzt demotivierend wirken zu wollen, sehe ich aber diverse Hürden welche deine Messresultate stark beeinflussen können.

Einerseits die Dimensionen der Box, sind mMn viel zu klein. Die Frequenz 220Hz hat eine Wellenlänge von 1.56m. Diese Wellenlänge passt weder hoch noch quer ganz in die Box. So richtig entfalten kann sich 220Hz in der Box nicht, jedenfalls nicht so wie in einem "normalen" Raum. Hier kommt das Druckkammerprizip zum tragen.

Jetzt kommt auch schon der zweite Punkt. Der Lautsprecher im Innern der Box. Was du verlinkt hast, ist ja quasi ohne Box, nur die Membran. Mit "Chassis", meinst du das Gehäuse des Lautsprechers aus das zu verzichten willst? hmmm also ohne Gehäuse, erzeugt die Membran auf der Vorderseite ein Überdruck, gleichzeitig auf der Rückseite ein Unterdruck, bzw Umgekehrt, es ist eine schnelle Wechselwirkung beidseitig, aber Vorder- bzw Rückseitig, immer entgegengesetzt. Was sich in einer Druckkammer gegenseitig nahezu komplett auslöschen wird. Um das zu verhindern muss Vorder- und Rückseite der Membran komplett räumlich getrennt werden. (Daher auch das Gehäuse eines Lautsprechers, damit das phasenverpolte Signal im innern des Lautsprecherns nicht nach aussen gelangen kann. Damit die Membran frei schwingen kann, darf dieses Gehäuse auch nicht zu klein sein, sonst wird die Membran ausgebremst. Es sei denn, es ist ein Bassreflexgehäuse, welches kein geschlossenes System ist, und daher in einer Druckkammer vermutlich bereits wieder Probleme verursacht. )

Und Punkt 3, die Absobtion im innern der Box. 20cm Absorber hilft bestimmt eine Menge, bezweifle aber, dass dies Reflexionen komplett verhindern kann (auch über 220Hz.) Und wegen der parallelen Wänden stehende Wellen entstehen können.
Und Je nach Lautstärke sogar die ganze Box ins resonieren gerät. Denke um das zu verhindern, bräuchte die Messkiste massivere Aussenwände.

Gespannt bin ich auf jeden Fall was wird aus dem Projekt, bin allerdings etwas skeptisch, ob du damit dann auch wiklich brauchbare Messungen anstellen kannst, oder nur die akustischen Probleme im innern der Box misst

Danke für die Antwort!

Bezüglich der Größe der Box sehe ich auch viele Probleme für eine einwandfreie Akustik, allerdings wie Perfect Drug schon gesagt hat, möchte ich ja nur Vergleichsmessungen machen. Wichtig ist halt wenig Fremdgeräusch in der Box zu haben und möglichst reflexionsfrei. Vielleicht spielt hier auch das Testsignal eine Rolle? Wenn man einen schnellen Sweep verwendet, bekomme ich vielleicht weniger Negativeffekte aufgrund fehlender Einschwingzeit? Nur eine Idee.
Schreib mir doch gerne deine Umsetzungsidee.

Bezüglich des Lautsprechers bin ich auch sehr offen für Ideen. Das ich also ein Gehäuse brauche ist mir klar, oder vielleicht sogar den Lautsprecher in die Boxwand einsetzen? Hm.
Auch dazu gerne Ideen und Vorschläge.

 

[Zelo01]

Ich denk auch Vergleichsmessungen sind nicht ganz einfach. Mikrofone müssen penibel genau gleich ausgerichtet werden.

Ich hab ein paar wenige Erfahrungen mit Raummessungen. Problem ist halt, dass es gut möglich ist, dass zb 220Hz Auslöschungen aufweisen, jedoch benachbarte Frequenzen sich aufschaukeln. Es ist ganz normal dass sich das abwechselt. zB 220Hz Auslöschung 330Hz Aufschauklung, 440Hz Auslöschung, 660Hz Aufschauklung usw... Verschiebe ich das Messmikrofon nur minimal, verschiebt sich das ganze Gebilde. An einer anderen Stelle im Raum können sich Auslöschungen und Aufschauklungen unter Umständen genau andersrum verhalten.

Nachtrag:
Achja, meine Umsetzungsidee? hmmmm also wenn ich dich richtig versteh, willst du damit die Unterschiede der Mikrofone ermitteln?
Nicht ganz einfach. hmmmm also ich denke, was von aussen an Störgeräuschen in die Box eindringen kann, hat vermutlich weniger Einfluss, als die Raumakustik in so einer kleinen Box. Von da her würde ich die Messung in einem möglichst grossen Raum durchführen. Oder noch besser: Im Freien. (Natürlich nicht neben einer Autobahn. ) Wenn du mit dem Mikrofon relativ nah an die Schallquelle ran gehst, und die Lautstärke des Messsignals relativ laut ist, werden Störgeräusche vermutlich eher eine untergeordnete Rolle spielen, aber die vermutlich erheblichen Raumprobleme sind im Freien ganz und gar nicht vorhanden.

Die Raumantwort ist nicht zu unterschätzen. Sie wird jedoch kaum wahrgenommen, weil unser Gehör das als Teil des Klangs ansieht, denn die Raumantwort wird ja schliesslich auch von diesem zu messenden Signal erzeugt und verschmilzt daher zu einer Einheit. Ein leises unabhängiges Störgeräusch hingegen, fällt unserem Gehör sofort auf, weils halt ein "Fremdkörper" im Klang ist, auch wenn die Anteile eigentlich geringer ausfallen.
Stichwort Hallradius. Ausserhalb dieses Radiuses wird die Raumantwort das Messsignal sogar überwiegen, obwohl unser Gehör den Gesamtklang vermutlich vollumfänglich dem Signal zuordnet, und nicht dem Raum. Sodass man sich eigentlich rein von Gehör gar nicht so richtig bewusst wird, welch massiver Einfluss der Raum hat

 

[Julian01]

Ich denk auch Vergleichsmessungen sind nicht ganz einfach. Mikrofone müssen penibel genau gleich ausgerichtet werden.

Ich hab ein paar wenige Erfahrungen mit Raummessungen. Problem ist halt, dass es gut möglich ist, dass zb 220Hz Auslöschungen aufweisen, jedoch benachbarte Frequenzen sich aufschaukeln. Es ist ganz normal dass sich das abwechselt. zB 220Hz Auslöschung 330Hz Aufschauklung, 440Hz Auslöschung, 660Hz Aufschauklung usw... Verschiebe ich das Messmikrofon nur minimal, verschiebt sich das ganze Gebilde. An einer anderen Stelle im Raum können sich Auslöschungen und Aufschauklungen unter Umständen genau andersrum verhalten.

Nachtrag:
Achja, meine Umsetzungsidee? hmmmm also wenn ich dich richtig versteh, willst du damit die Unterschiede der Mikrofone ermitteln?
Nicht ganz einfach. hmmmm also ich denke, was von aussen an Störgeräuschen in die Box eindringen kann, hat vermutlich weniger Einfluss, als die Raumakustik in so einer kleinen Box. Von da her würde ich die Messung in einem möglichst grossen Raum durchführen. Oder noch besser: Im Freien. (Natürlich nicht neben einer Autobahn. ) Wenn du mit dem Mikrofon relativ nah an die Schallquelle ran gehst, und die Lautstärke des Messsignals relativ laut ist, werden Störgeräusche vermutlich eher eine untergeordnete Rolle spielen, aber die vermutlich erheblichen Raumprobleme sind im Freien ganz und gar nicht vorhanden.

Die Raumantwort ist nicht zu unterschätzen. Sie wird jedoch kaum wahrgenommen, weil unser Gehör das als Teil des Klangs ansieht, denn die Raumantwort wird ja schliesslich auch von diesem zu messenden Signal erzeugt und verschmilzt daher zu einer Einheit. Ein leises unabhängiges Störgeräusch hingegen, fällt unserem Gehör sofort auf, weils halt ein "Fremdkörper" im Klang ist, auch wenn die Anteile eigentlich geringer ausfallen.
Stichwort Hallradius. Ausserhalb dieses Radiuses wird die Raumantwort das Messsignal sogar überwiegen, obwohl unser Gehör den Gesamtklang vermutlich vollumfänglich dem Signal zuordnet, und nicht dem Raum. Sodass man sich eigentlich rein von Gehör gar nicht so richtig bewusst wird, welch massiver Einfluss der Raum hat

Freifeld Messungen bzw Messungen im großen Raum sind in meinem Anwendungsfall nicht möglich.
Das das Mikrofon ziemlich genau positioniert werden muss ist mir bewusst. Ich denke ich bekomme hier eine Genauigkeit von +- 2mm hin und sehe deshalb da keine großen Probleme.
Wenn ich die Box vorher am Messpunkt mit einem kalibrierten Mikrofon einmesse, dann sollte ich doch meine Interferenzen und Resonanzen des Systems finden und herausrechnen können, oder?

Ich denke es ist auch eine große Wahl des Lautsprechers. Da bin ich auch noch nicht weiter.

Und noch etwas:
Wenn ich mein Testsignal (angenommen Sweep) einfach garnicht unter die etwa 200 Hz gehen lasse, dann kann ich da doch auch nichts wildes anregen? oder?

 

[Zelo01]

Wenn ich die Box vorher am Messpunkt mit einem kalibrierten Mikrofon einmesse, dann sollte ich doch meine Interferenzen und Resonanzen des Systems finden und herausrechnen können, oder?

Ja. Also ich hab noch nie so eine kleine Box ausgemessen, nur mein Abhörraum. Der ist bereits ziemlich optimiert, jedoch, sieh selbst:

Lautsprecher: Hochwertige Studiomonitore: RolandDS90A + Yamaha SW10 Subwoofer.
Messmikrofon: nahezu linear.

Vielleicht ein kleiner Augenmerk auf die Skala links. Das sind dB. Von Bergspitze zu Bergtal sind das ungefähr 14dB Schwankung. (Und die Kurve ist bereits geglättet. Höher aufgelöst würde das noch viel schlimmer aussehen )

6dB entspricht einer Verdoppelung der Lautstärke. Die Resonanzen sind bei mir im Raum also mehr als 4mal so laut wie die Täler, und das ist einzig und allein dem Raum verschuldet.

Soll heissen, das kannst du wohl raus rechnen, ja, aber anhand der Kurven siehst du, dass das nicht so einfach wird, weil das alles andere als linear ist, was du da rausrechnen musst, und so erheblich, dass der Messfehler vermutlich immer noch gewaltig sein wird, auch nach dem rausrechnen.

Wenn ich mein Testsignal (angenommen Sweep) einfach garnicht unter die etwa 200 Hz gehen lasse, dann kann ich da doch auch nichts wildes anregen? oder?

hmm nichts unterhalb 200Hz, ja. Aber über 200Hz liegt noch genügend "wildes" was man anregen kann

 

[Julian01]

Ja. Also ich hab noch nie so eine kleine Box ausgemessen, nur mein Abhörraum. Der ist bereits ziemlich optimiert, jedoch, sieh selbst:
Anhang anzeigen 839381
Lautsprecher: Hochwertige Studiomonitore: RolandDS90A + Yamaha SW10 Subwoofer.
Messmikrofon: nahezu linear.

Vielleicht ein kleiner Augenmerk auf die Skala links. Das sind dB. Von Bergspitze zu Bergtal sind das ungefähr 14dB Schwankung. (Und die Kurve ist bereits geglättet. Höher aufgelöst würde das noch viel schlimmer aussehen )

6dB entspricht einer Verdoppelung der Lautstärke. Die Resonanzen sind bei mir im Raum also mehr als 4mal so laut wie die Täler, und das ist einzig und allein dem Raum verschuldet.

Soll heissen, das kannst du wohl raus rechnen, ja, aber anhand der Kurven siehst du, dass das nicht so einfach wird, weil das alles andere als linear ist, was du da rausrechnen musst, und so erheblich, dass der Messfehler vermutlich immer noch gewaltig sein wird, auch nach dem rausrechnen.

hmm nichts unterhalb 200Hz, ja. Aber über 200Hz liegt noch genügend "wildes" was man anregen kann

Das schaut ja vielversprechend aus..
Dennoch denke ich, dass ich damit Ergebnisse zur Einordnung der Mikrofone erhalten kann. Vorallem die Schalldämpfung von außen in die Box werde ich wohl gut erreichen, besser als im Raum zu messen. Wie bereits mal erwähnt befindet sich dieser Fall in einem Gebäude mit viel Verkehr auf Straße und Schiene direkt nebenan.

Bezüglich des Lautsprechers mache ich mir noch viele Gedanken. Ich möchte ungern etwas Aktives in die Box bringen und bin mit dem Gehäuse für einen Breitbänder unsicher. Wenn ich mir den Druckausgleich in der Box so ansehe, dann will ich am liebsten einfach den Lautsprecher in eine Aussparung in der Boxwand setzen aber das ist wohl auch nicht das Ware