EXTREME Abweichung | TSP Messung mit verschiedenen Messpegeln

Die Ermittlung der TSP Parameter eines Lautsprecherchassis erfolgt nach klaren Regeln im Kleinsignalbereich.
Dabei sollte man beachten, dass das Messsignal nicht zu kräftig ist, damit das Chassis im linearen Bereich läuft.
Aber was heisst Kleinsignalbereich und wie gross ist der Einfluss, wenn ich doch mal etwas "lauter" stelle?

Normalerweise habe ich recht moderate Pegel beim TSP Messen ohne genau auf Ausgangsspannung oder Messstrom zu achten.
Der berühmte Ausspruch "Passt schon" oder "Pi x Auge" ist ja ganz besonders im Bereich Lautsprecher absolut legitim und an der Tagesordnung.

Nun habe ich aber vor kurzem einen Bass vor der Nase gehabt, der deutlich empfindlicher auf den Messpegel reagiert hat, als gewohnt.
Ein perfekter Kandidat um dem Ganzen mal auf den Grund zu gehen.

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- Die Basics der "Lautsprecherei" bekommt ihr in dem Handbuch der Lautsprechertechnik erklärt. Es enthält auch Tabellen zum schnellen Nachschlagen von Bauteilwerten.
- Ein weiteres Buch kommt von Klang&Ton (Brieden Verlag) und behandelt auch die Grundlagen. Hier geht es schon etwas tiefer in die Materie.
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--- GRUNDSÄTZLICHE ANGABEN
Es handelt sich um die Zurschaustellung meiner Entwicklungsarbeiten und technischen Informationen ohne Gewährleistung oder Garantie. Es handelt sich nur um ein Beispiel, wie man es aufbauen könnte.
Jeglicher Aufbau und Nachbau erfolgt auf eigene Gefahr. Das gilt sowohl hinsichtlich der Einhaltung technischer Werte, der Betriebssicherheit als auch auf das Gelingen und den Klang bei Nachbau. Jeglicher Schadenersatz ist ausgeschlossen.

Der Kanal ist extra so angelegt, dass interessierte Zuschauer die Grundlagen lernen können, um SELBER tätig zu werden.
Ich betreibe den Kanal NEBENBEI als Hobby. Bitte habe aus diesem Grund Verständnis, wenn ich keine zusätzlichen Beratungen oder Entwicklungen vornehmen kann. Aus zeitlichen Gründen muss ich solche Anfragen ablehnen.
Für alle anderen Fälle nachfolgend meine Mailadresse

[Klostergeist]

Hi Frank, ich sitze gerade in Norwegen 🇳🇴 auf dem Campingplatz und es regnet 🌧
Geschirr ist gespült und nun braucht das Gehirn ein Spülung. Was gibt es da besseres als akustische Bildung aus der Werkstatt der Lautsprecher Technik ?! 🔊

[geraldhaller]

Ausnahmen bestätigen die Regel .
Egal wo und was, in der Technik im allgemeinen werden immer Kompromisse eingegangen geht gar nicht anders .

Ich finde es am ende immer spannend zu hören wie ein Lautsprecher mit verschiedenster Musik umgeht und wie unterschiedlich Lautsprecher im direkten Vergleich klingen.
Davon abgesehen kann man sich an einen Klang sehr gewöhnen und empfindet diesen dann sogar als sehr wohlklingend was im direkten Vergleich ggf nicht so war oder ist .

Beste Beispiel für mich ist zur zeit der klangliche Unterschied zwischen meiner 1 Wege Box und der 4 Wege Box .
Die Visaton Atlas Compact ist schon eine Wuchtbrumme und klingt verdammt sauber, schmettert Schlagzeugsolos mit einer Gelassenheit raus das es die wahre Freude ist.
Kann alles andere an Musik sauber umsetzen klanglich vermisse ich absolut nichts .
Die kleine zierliche 1 Wege Box als TQWT Eigenbau mit einem zierlichen 3" Tangband kann keine Schlagzeugsolos so umsetzen das es einem ein grinsen ins Gesicht drückt und laut eh nicht
Mit Elektronischer Musik hat sie auch so ihre leichten Probleme besonders wenn es um tiefe synthetische Bässe geht alles unter 60hz ist nicht ihr Ding und unterhalb von ca. 40hz ist keiner zuhause .
dafür ist sie halt einzeichnend mit toller räumlicher Abbildung man kann stundenlang Musik hören auch mit gehobener Lautstärke ohne das es langweilig oder gar nervig wird .
Auch leise Musik hören kann sie erheblich besser als die große Box .
bei gehobener Lautstärke werden die Nachbarn nicht mit beschallt oder von Bässen belästigt .
Sie passt super in kleine Räume weil schön schlank gebaut mit 10cm breite .

Ich höre mit beiden extrem gerne Musik und wenn ich mal richtig Bässe satt hören will dann muss die Große ran oder wenn es mal richtig laut sein soll und darf .

Zu dem freue ich mich schon auf ein nächstes Projekt auch wenn ich noch nicht sicher bin was ich bauen werden nochmal eine Einwege Box diesmal mit einem größeren Chassis oder doch mal eine zwei Wege Box mit Breitbänder für Mitte und Hochton oder was ganz anderes eine geschlossene 3-Wege Regal Box mit 20/25cm Bass ?
Ich werde den Sommer über eine Idee ausbrüten um diese dann im Herbst zu verwerfen .
Werde mich dann final festlegen damit es im Winter was zu basteln gibt .
Laut Freundin total sinnfrei denn ich habe ja etliche Lautsprecher am Start, ihr Kompromiss ist es das zu ertragen ...

[RuFo-]

Servus Frank - mal wieder ein sehr interessantes Video. Ich hatte ein sehr ähnliches Verhalten mit einem ScanSpeak P17W. Hier war die Lösung eine deurlich längere Einbrennzeit.
Ich habe mit 5 Stunden angefangen und seltsame TSPs erhalten - weit weg vom Datenblatt. Hab dann viel gelesen und schlussendlich lag es tatsächlich an der Einbrennzeit. Nach 50 Stunden haben sich die Werten im Vergleich zu 45 Stunden nicht mehr verändert. Klar kann man das nicht auf alle Chassis anwenden, da es ja sehr von den Materialien der Sicke und der Zentrierspinne abhängt, aber vielleich ist es einen Versuch wert. SONY gibt zum Beispiel bei seinen Lautsprechern eine Einspielzeit von 50 Stunden an mit einer speziellen CD (von SONY).
Grüße aus Oberfranken und mach weiter so 👍 (Nachtrag: Meine Messspannung lag bei 1, 0 Volt)

[michaelbuhl]

Tach Frank
Phu, hat's ja doch geklappt mit den TSP's.
Bin mal gespannt, bis welchen Frequenzbereich du die SB's nutzen wirst. Ich habe im Mittelton da so meine Probleme. Die Dinger klingen tatsächlich etwas nach "Blech". Also 2-wege könnte ohne zusätzliche Korrektur etwas aufwendig werden.
Schön drann bleiben. Freue mich auf jedes Video von dir!
Tschö, bis nächste Woche 👍

[ChipGuy]

Wenn so ein Wert so von anderen Größen abhängig ist, dann sollte der Hersteller doch die Bedingungen mit erwähnen. Also in diesem Fall z.B. einen fast konstanten Messstrom. Sehr gut erklärt!

[ari.acoustics]

Super Untersuchung - war mir so noch gar nicht aufgefallen. Ich habe heute Mittag einige unterschiedliche Chassis durchgemessen. Den Effekt gab es bei allen Chassis - Beim SB17 (ich habe den mit 4 Ohm) war er aber besonders ausgeprägt. Mein Erklärungsversuch nach einigem Grübeln und Testen:

Bei zu großem Messpegel kommt die Auslenkung in den nichtlinearen Bereich der Membraneinspannung. Das ist beim SB17 leider schon ab 2mm Auslenkung der Fall. Die Membraneinspannung wird mit zunehmender Membranauslenkung härter. Daher nimmt die gemessene Resonanzfrequenz mit zunehmendem Messpegel zu. Zudem wird die Messkurve unsymmetrisch mit einem steilen Abfall oberhalb der Resonanzfrequenz. Das kommt daher, weil unterhalb der Resonanzfrequenz die Membranauslenkung nahzu konstant ist (und damit im nichtlinearen Bereich) und oberhalb der Resonanzfrequenz die Membranauslenkung sofort abnimmt - und damit schnell wieder in den linearen Bereich zurückkehrt. Oberhalb der Resonanzfrequenz weicht die Messkurve mit zu hohem Pegel kaum von der Messkurve mit "geeignetem" Pegel ab, unterhalb schon - und daher ist die Kurve unsymmetrisch..

Bei zu kleinem Messpegel findet fast keine Bewegung statt. Da die Gummielemente (Randeinspannung etc.) kaum bewegt werden, nimmt die mechanische Dämpfung im System ab. Die mit immer kleinerem Pegel immer geringer werdende Dämpfung führt dazu, dass die Resonanzfrequenz wieder steigt.

Bei einem "geeignetem" Messpegel ist die Messkurve symmetrisch und die Resonanzfrequenz ist tief. Die Membraneinspannung ist im linearen Bereich und die mechanische Dämpfung der "Gummielemente" ist aktiviert. Das sollte ja auch dem "normalen" Betriebszustand entsprechen.

Durch das "Einbrennen" verschieben sich alle Messwerte - insbesondere wird die Einspannung weicher und die Membranauslenkung bei gleichem Messpegel größer. Der "geeignete" Messpegel ist also bei niedrigerer Resonanzfrequenz nach dem Einbrennen sogar kleiner als vor dem Einbrennen - und der Effekt des Messpegels ist noch deutlicher als vorher. (Hab ich ausprobiert).

[nurbenny]

Moin Frank! Es wäre jetzt noch interesant wie sich das Chassis in einem geschlossenen Volumen mit verschiedenen Pegel verhält. Wenn es da auch so Abweichungen gibt, müsste man alles nochmal überdenken. Gruß

[Kaspie-A]

Sehr gut gemachtes Video. TSP sind Kleinleistungssignale, die als Schätzeisen recht gut funktionieren.
Weiterführend wäre interessant, wie sich das auf das Volumen (CB oder BR) auswirkt? Das wurde hier in den Kommentaren ja schon gefragt.
Wenn Chassis gemacht werden sollen, macht man das eh hintereinander weg, und das mit dem gleichen Signal. Also eher kein Problem.
Gedankenspiel: Ich baue mir jetzt ein Regalschuhkarton ; 17/25 oder 13/19 mit niedrigen Wirkungsgrad unter 1% und ich gehe mit einer Leistung von 5-10W rein und gehobene Zimmerlautstärke zu erreichen?
Spätestens ab hier wird der Raketenstart abgebrochen (theoretisch).

Das Gedankenspiel kann jetzt weiter gesponnen werden. LG Kay😁

[Kaspie-A]

Die Messungen sind spannend. Ich habe diese Mal in Winisp Beta eingegeben und bin dabei Simulationen zu fahren. Sehr interessant schon alleine bei cb und QTB 0.7. bis zu einem bestimmten Messpegel ändert sich am Volumen nichts. Und dann geht es ab wie ein Zäpfchen. Jetzt werde ich noch mit cb etwas Raumspielen und dann kommt BR dran. Ob das repräsentativ ist, müsste man aber noch testen. LG Kay

[upsidedownLS]

Hallo Frank

Kannst du am Ende deines Herbstprojektes das Thema vielleicht nochmal aufgreifen? Was heißt denn das am Ende für die fertige Box bei verschiedenen Pegeln?

Schmiert sich das alles weg, oder macht die dann bei anderen Lautstärken als bei ihrem "Auslegungspegel" aufzeigbare Sauereien, die man auf deine Messungen am Chassis zurückführen kann?

[olafvonwantoch]

Moin, nicht als Kritik sondern als Hinweis: Klinger hat schon darauf hin gewiesen, das die Messespannung um 1 Volt bei 8Ohm Chassis liegen sollte. Bei 4Ohm Chassis etwa 0, 5 Volt. Und immer mit diesem Wert messen, damit alle Ergebnisse vergleichbar sind. Auch Herr d'Appolitto beschreibt in seinem Buch zum messen der TSP in diese Richtung.
Ich messe noch klassisch, mit Frequenzgenerator, Multimeter, 1kOhm und 10kOhm Widerstand. Die Ergebnisse an den gebauten Boxen bestätigen klanglich und messtechnisch diese altbackene Methode als zuverlässig und nachvollziehbar.
Aber mal am Rande bemerkt: ein Chassis das 20-30 Minuten am Musiksignal hängt, hat einen ganz anderen TSP-Satz als im kalten Zustand. Sollte einen zu denken geben, ob die perfekt abgestimmte Box dann wirklich noch so perfekt ist. Ich habe es mal nachgemessen und war überrascht, musste grinsen. Das neue Gehäuse war dann 20% größer und klanglich besser.

Also, dieser Kommentar ist nicht als Kritik zu verstehen, dafür ist ihr Kanal viel zu gut und abonniert! Bitte weitermachen!!!

[Kai-pcheck]

Das ist ein klarer Fall von nicht-linearem Verhalten der Rückstellkraft.
Unklar ist dabei, welche Anteile davon von "Einbrennen" temporär beeinflußbar sind. Dazu müßte man die Messungen nach längerer Durch-Walk und Erwärmzeit wiederholen --- und geraume Zeit (Tage, Wochen) später wieder ohne...
Einbrennen wirkt sicher nicht auf das nicht-lineare Verhalten einer "Rückstell-Feder", wohl aber auf die unelastischen Die werden jedoch nach Warm-Walken auch wieder erstarren. Das hilft also nicht auf Dauer. Die Frage nach der Auswahl der TSP-Parameter nach der persönlichen Abhörlautstärke ist albern. Die Rückstellkraft bleibt im Wesentlichen nichtlinear. Man kann nur den Schluß daraus ziehen "lieber nicht" oder Verwendung in einem Box-System, das sehr kleine Membranbewegungen erzwingt (Bass-Horn).
Wenn die Rückstellkraft über die ganze (positive und negative) Auslenkung nachläßt, müßte eigentlich die Resonanz-Frequenz immer weiter mit dem Meß-Pegel absinken. Das ist hier nicht der Fall. Sie sinkt erst ab und steigt dann wieder an, wobei auch noch die mechanische Güte zunimmt. Das vermittelt ein bischen den Eindruck, als müßte erst eine mechanische "Erstarrung" durch etwas Bewegung gelockert werden.
Noch ein Hinweis: Je nach dem. wie die Nichtlinearität der Federkraft im Detail aussieht, kann es bei Anregung mit mehreren Frequenzen nahe der Resonanz vorkommen, daß die Signal-Amplitude Sprünge zwischen mehreren möglichen Niveaus der erzwungenen Schwingung dieses "anharmonischen Oszillators" vollführt. Es wird sogar "chaotische" Bewegung möglich. Wer möchte sich das antun ?

[martindietrich]

Den Effekt kenne ich
Wenn die Güte bei geringeren Pegeln stark abweicht dann hat das Chassis meistens unlineare Anteile um die Nulllage
Je kleiner die Abweichungen sind desto feiner ist nach meiner Erfahrung die Auflösung des Chassis bei kleinen Signalen
Ein guter Hinweis ist meistens ein hohes Qm

[HelmutWFanck]

Moin Frank, ein sehr interessantes Ergebnis. Wie Du schon erwähnt hast, Abweichungen der Werte wird es naturgemäß fast immer geben. 🤥 Ist leider so. Messprotokolle ( wie zB. bei teuren Tonabnehmern) würden die Preise mehr als deutlich erhöhen.

Dir vielen Dank für diesen Beitrag👍Bin auf das Projekt im Herbst gespannt. Dir ein "First Class Weekend". Beste Grüsse gehen in die Heide🖐

[davidzoller]

Lieber Frank, ich hab ja im Kommentar zum letzten Video dieser Chassis die Wahl der Chassis, aufgrund deiner gemessenen TSP-Werte, kritisiert. Hab dann im Nachhinein dann doch noch das original Datenblatt der Chassis angeschaut und, mit einem Qts von 0, 35 - sehr gut geeignet für Bassreflex - muss ich zugeben, macht so eine Tiefe fs auch für ein 6'' Chassis Sinn.
Hab dann auch die Daten noch im TSP-Checker eingegeben, wo dann Qes und Qms von den dort errechneten Daten doch etwas abwichen. Der Checker berechnet leider nicht das Qts und ich war dazu selber zu faul, aber es wäre näher bei 0, 4 gewesen.
Na ja, ich finde es doch frustrierend, wenn ein Hersteller der oberen Preisklasse vorteilhafte Daten, in diesem Falle für eine QB3-Abstimmung, offensichtlich herbeimanipuliert.
Für mich ist es Teil des Ehrgeizes beim Lautsprecherbau, eine nach subjektiven oder objektiven Kriterien hochwertige Lautsprecherbox zu bauen. Deine Aussage, dass halt Werte gerne mal +/- 20% schwanken können ist sehr frustrierend. Das Lautsprecher nicht gleich Raketentechnik ist, erklärt es mMn nicht. Es werden ja alle Bauteile der Chassis maschinell hergestellt, und der Zusammenbau und das Verkleben erfolgt dann Halb-Maschinell. Wenn man dann trotzdem mit Abweichungen von +/-20% rechnen muss, dann macht es ja schlicht keinen Sinn, zB für ein Chassis mit einem Alu-Guss Korb Geld auszugeben. Bei deinen Messungen der Chassis waren ja die fs alle nicht so weit gestreut, zumindest fern von 20%.

Es stellt sich mir somit die Frage, ob die doch starken Abweichungen von den Werten des Datenblattes von Faktoren im Messaufbau herrühren könnten? Zumindest theoretisch wäre das ja grundsätzlich für den ahnungslosen Laien nicht auszuschliessen.

Den Einfluss der Kälte im Keller könnte man vermutlich mit einem Warmspielen des Chassis vor der Messung weitgehend eliminieren. Eine Messung mit warmgespieltem Chassis würde sich meiner Meinung nach lohnen, da die Wärme des Materials doch die Elastizität des mechanischen Systems massgeblich beeinflussen könnte, oder nicht?
Ich habe schlicht Mühe, diese starken Abweichungen in den TSP zum Datenblatt ohne Hinterfragung hin zu nehmen, wie man sieht.

Mit besten Grüssen aus Fernost

[eliaswiedner]

Hey Frank :) Ich habe heute beim Messen eines Projekts festgestellt, dass ich bei unterschiedlichem Pegel unterschiedliche Impedanzgänge gemessen habe. Natürlich habe ich mich gefragt an was es liegt, aber da der Pegel das einzige war, was ich verändert hatte, blieb nicht viel anderes übrig. Ich habe dann die Impedanzmessung neu kalibriert und hatte danach bei höhrerem Pegel wieder den gleichen Graphen wie am anfang. Wäre das eine Lösung für dein Problem? Ich bin noch recht neu beim Tüfteln, also vielleicht hatte ich auch einfach Glück, oder habe etwas anderes ausser Acht gelassen.
Liebe Grüße und danke für die tollen Videos!

[fynn]

Kannst du das Mal mit anderen Chassis testen?

[snakeoilaudio]

Hallo Frank, das war sehr interessant und dazu habe ich auch gleich mal eine Frage. Das Chassis natürlich nicht alle gleich sind und es immer eine gewisse Serienstreuung gibt ist vollkommen klar, aber wenn ich dein Video richtig verstanden habe ist es ja nicht so das es grundsätzlich andere Werte hat als beschrieben, sondern das die Werte je nach Pegel extrem schwanken. Ist das jetzt in der Kathegorie Messfehler einzuordnen, oder deutet das eher auf einen Fehler im Chassis hin, z.B. eine Spule die nicht gleichmäßig im Magnetfeld hängt oder unsymmetrische Rückstellkräfte von Sicke und Spinne und entsprechend sich der Sound des Chassis tatsächlich je nach Pegel verändert? Ich würde deine Ergebnisse tatsächlich genau so interpretieren und nicht das du falsch gemessen hast. Bin ich da unwissend?

[hwr]

Vielleicht sind diese lautstärkeabhängigen FS und TSP Schwankungen die Ursache für die veränderte Tonalität, wenn man mal lauter hört?

[amirhoseyndastouri]

Hallo
Ich habe mal eine Frage, kann ich auch eine gehäuse aus Metall für mein subwoofer bauen? Und dann vllt mit Alubutyl die Schwingungen ras nehmen?