forum.zelfbouwaudio.nl

In eerste instantie al bedankt voor de hulp die ik hier al heb gekregen. Ik heb me de laatste dagen proberen te verdiepen in de fysica achter enclosure design om ergens mee te beginnen. Filters zijn meer mijn ding (achtergrond in elektronica).

Om ergens simpeler mee te beginnen dan mijn eerste idee wil ik een Tang Band full-range speaker gebruiken, de W3-2141, om ervaring mee op te doen naar enclosure design toe. Hier is geen crossover voor nodig (kan natuurlijk wel, maar ga ik niet doen), en dus is het enkel rond de behuizing te doen.

Ik had graag een kleine vented behuizing gehad van 1.4L, gemodeleerd in Fusion om te zien of alles kan en klopt. In onderstaande foto's is het geel het volume beschikbaar voor de speaker, de groene tussenschotten creeëren een vent kanaal, en de lengte van dit kanaal is de oranje stippelijn, gewoon het gemiddelde pad er doorheen zijnde (is dit correct?):

[img title="3D model"]https://i.ibb.co/gJbDSBP/W3-2141-Vented.png[/img]

Met deze gegevens en het model van loudspeakerdatabase.com ben ik in WinISD beginnen te kijken wat kan, en dan krijg ik de volgende eigenschappen, getuned op 98Hz (dit geeft wat overshoot tot 500Hz, maar dat is niet erg want in Vituix gecheckt en gezien dat de sub-500Hz wel wat extra kan gebruiken van deze speaker, F3=103Hz) :


[img]https://i.ibb.co/0KPPxG5/W3-2141-Win-ISD.png[/img]
[img]https://i.ibb.co/nnpHW1S/W3-2141-Transf-Funct.png[/img]
[img]https://i.ibb.co/6nPKmLP/W3-2141-Air-Vel.png[/img]


Nu is er één iets waar ik helemaal niet aan uit kan. De cone excursion grafiek is echt extreem bij het RMS vermogen.


[img]https://i.ibb.co/NFHYvcw/W3-2141-Cone-Exc.png[/img]


Er zijn een aantal zaken die ik lijk terug te vinden:
- WinISD houdt geen rekening met de stijfheid van de rubber ophanging van de speaker cone
- Lucht is niet evenredig samendrukbaar, en WinISD houdt hier ook geen rekening mee

De afwijking is echter enorm groot. Als we even de lage frequenties vergeten (is hier een HPF voor nodig zoals vaak wordt voorgesteld als oplossing voor subwoofers?), dan nog is de X 3 keer groter dan de Xmax, dit kan niet gezond zijn lijkt me? Als ik wil dat ze onder de Xmax blijft, dan moet ik het vermogen terugschalen naar 3.5W.

Is er iets waar ik geen rekening mee hou, of dat ik over het hoofd zie? Of is dit simpelweg te negeren door de bovengenoemde redenen?

Bij System input power moet je niet RMS vermogen invullen, die verhoog je tot xmax bereikt wordt. Daarna kan je zien of port velocity niet te hoog wordt en wat max SPL is.

Allereerst complimenten over de breedbanderkeuze, deze staat bekend als een fullrange die zonder filter ook functioneert. En dat is zeldzaam.

3-4 Watt is normaal onder de afstemfrequentie. Je zult ongeveer het 4 voudige met muziek kunnen gebruiken.

Ik zou alleen de poort achter omhoog laten knikken, dus 90 graden en dan een afschuining in de binnenbocht.

180 graden vouwen geeft gevoelsmatig te veel weerstand/verliezen. Je hebt de ruimte om het anders te doen

Douwe84 schreef: ↑vr 07 jan 2022, 8:37

Bij System input power moet je niet RMS vermogen invullen, die verhoog je tot xmax bereikt wordt. Daarna kan je zien of port velocity niet te hoog wordt en wat max SPL is.

Als ik 3.5W invul, wordt Xmax bereikt met een port air velocity van 6 m/s. Bij 30W is dit nog steeds maar 17.5 m/s, wat perfect in orde is zolang dit maar onder de 20m/s zit, niet?
Bij die 3.5W zie ik een SPL van 94dB op 170Hz, bij 30W is dit 103dB op diezelfde 170Hz. Hoe moet ik die data interpreteren, wat betekent dit? Of beter, hoe staat dit in verhouding met de standaard SPL grafiek van de speaker bij 2.83V?

wouter schreef: ↑vr 07 jan 2022, 9:26

Allereerst complimenten over de breedbanderkeuze, deze staat bekend als een fullrange die zonder filter ook functioneert. En dat is zeldzaam.
3-4 Watt is normaal onder de afstemfrequentie. Je zult ongeveer het 4 voudige met muziek kunnen gebruiken.
Ik zou alleen de poort achter omhoog laten knikken, dus 90 graden en dan een afschuining in de binnenbocht.
180 graden vouwen geeft gevoelsmatig te veel weerstand/verliezen. Je hebt de ruimte om het anders te doen

Bedankt voor de hulp! Ik ben eventueel wel van plan om er een LPF op te zetten rond de 10kHz als tweede stap, want de hoge tonen lijken mij wat te fel (zie screenshot).

Ik heb m'n enlcosure design even aangepast, je lijkt inderdaad wel een punt te hebben. Ik heb er geen idee van of dit een verschil maakt, maar het voelt zo wel natuurlijker aan. Zie bijlage.


Als ik het goed begrijp moet ik mij dus niet te veel aantrekken van die Xmax die overschreden wordt? Of dient hier effectief iets aan gedaan worden? Bij subs raden ze aan van een HPF toe te passen voor de lage frequenties, is dit hierop ook van toepassing voor frequenties onder de 92Hz?

Ik doe altijd, "vermogen" invullen tot xmax bereikt wordt. Voorbij xmax gaat je driver kapot. Vermogen tussen haakjes omdat dat niet het vermogen weergeeft, die lees je af in va grafiek.

Zet ook bij series resistance 0.3 ohm, ivm elektrische verliezen.

Nu kan je je poortafmetingen aanpassen zodat de snelheid binnen de perken blijft, max 13/14 m/s hou ik meestal aan, daar zijn de meningen nog wel over verdeeld.

103dB is eenmalig, dan komt de conus je voorbij vliegen denk ik, met 3x xmax

Goede start wel overigens! Volume poort, oppervlak en driver heb je al van beschikbaar volume af gehaald. Dat wordt vaak vergeten.

steen schreef: ↑vr 07 jan 2022, 22:04

.... Ik ben eventueel wel van plan om er een LPF op te zetten rond de 10kHz als tweede stap, want de hoge tonen lijken mij wat te fel (zie screenshot).
....

ga eerst even luisteren, als die piek daar geen resonantie is, dan is de kans groot dat het niet schel.klinkt. want onder een kleine hoek beluisterd zal die piek er al niet meer zijn

Die L poort ziet er goed uit zo. Puntje op de i is nog even de binnenkant een afronding geven, daar waar de tunnel begint.

Verder is het een breedbander die echt succesverhalen heeft op internet, gister even gezocht. 1,4 - 2,8 liter wordt genoemd. In ieder geval zou ik rond 75Hz gaan afstemmen, niet veel hoger. Het is alleen lastig in te schatten hoe lang de poort dan moet, waarschijnlijk is die van jou al te lang. Boxsim doet hierbij de beste voorspelling meen ik. Ik heb wel eens een slotpoort moeten halveren, omdat de afstemming langs de wand veel te laag was uitgevallen bij meting.

Bedenk dus even wat je makkelijker vindt als je achteraf nog iets wil aanpassen, tunnel er aan plakken of verwijderen. Met een multitool kom je niet door het W3 gat in de baffle heen vrees ik

De Xmax van 1,6 mm is laag, dus je zult wat vervorming krijgen bij acceptabele volumes. Maar de boel is met de korte spreekspoel ook lekker licht en slaat niet snel krachtig tegen de achterste poolplaat want de aandrijving verliest kracht. Hetzelfde als een korte invoegstrook, dan kun je ook niet keihard invoegen (tenzij je Tesla S Plaid rijdt ).
WinISD doet op basis van de gegevens van Loudspeakerdatabase een voorstel voor 2,8 liter met afstremming 76 Hz. Dat is helemaal prima gekozen, ook niet gek want de driver heeft de perfecte Qts van 0,39 (voor basreflexjes spot on). Bij iets meer dan 2W wordt Xmax al gehaald op de powerdip. Bij de grafiek onder SPL max zie je 90dB als breed dal, rond 100Hz. En dat is acceptabel, deze luidspreker heeft andere kwaliteiten dan luid spelen. Het is wel heel weinig, maar reviews geven me de indruk dat in de praktijk dit een heel bruikbare luidspreker is.

Dit is een citaat van een Duitse site die helaas uit de lucht is, het ging over die witte box rechtsonder met W3-2141

Mehr geht nicht !!!

High-End mit TangBand W3-2141.



In dem kompaktem Gehäuse ist
KEIN Sperrkreis etc. erforderlich.
Chassisfrequenzgang und Gehäuse
kompensieren die Schallwandstufe perfekt.

Der vielleicht Weltbeste Breitbänder
mit restlos überzeugendem Klang,
auch wenn der kleine mit dem Visaton B100 ,
insbesondere bei der Auflösung, seinen
(etwas größeren) Meister gefunden hat.

Dieser kleine Lautsprecher ist ein Traum, meine klangliche Referenz an der sich nun meine Konstruktionen messen müssen.


ein völlig anderes Ergebnis und was für eins.

Nun ist der W3-2141 mit ca. 45,-€ deutlich kostspieliger wie der FRS8M mit ca. 10,-€ ,
dennoch sein Geld wert.

Mit diesem 3" er gelingt ein Lautsprecher auf aller höchstem Nivau und das ganz ohne Sperrkreis etc.,
direkt anschließen, fertig.

die Bassreflexabstimmung in dem nun 2,3 Liter (netto) Gehäuse liegt bei FB 70 Hz.
(ja ich weiß, dies ist ein wenig zu tief)
Der Winzling spielt locker auch noch 55 Hz,
selbst 50 Hz sind noch hörbar.

Das Gehäuse ist wieder aus Hartpapierrohr
(innen 105x105mm) von Modulor
(außen 113 x 113 mm)
und misst (ohne Füße) 24,5 cm.
Das Bassreflexrohr mit innen 30mm ist 120mm lang,
muss also geknickt werden.
Das Chassis sitzt 65mm von oben,
der BR Port 150mm.
Ich habe es direkt an der Rückwand nach oben, Richtung Seitenwand geführt.
Über dem Chassis ist am Deckel eine Lage Noppenschaumstoff und unter dem BR Rohr locker Sonofil zur Bedämpfung eingebracht.

Klar das der 3" FR Winzling
seine Grenzen beim Pegel hat,
aber selbst in unserem 30qm Wohnzimmer reicht der eine Lautsprecher für schon gehobenen Pegel
und das mit echtem Bass, kein Scheiß...

Dabei glänzt der kleine mit toller Stimmenwiedergabe und Höhen die keinen Hochtöner
vermissen lassen.

Für mich ist der TangBand W3-2141
ein absolutes Ausnahmetalent.
Er reizt geradezu mit ihm 5 kleine geschlossene
1 Liter Satteliten mit Subwoofer zu bauen.
Das dürfte ein perfektes Heimkinosystem werden.




Messung im 30qm Wohnzimmer, 0,5m Wandabstand (Front) mit 1m Mikrophonabstand.

Douwe84 schreef: ↑vr 07 jan 2022, 22:50

Ik doe altijd, "vermogen" invullen tot xmax bereikt wordt. Voorbij xmax gaat je driver kapot. Vermogen tussen haakjes omdat dat niet het vermogen weergeeft, die lees je af in va grafiek.
Zet ook bij series resistance 0.3 ohm, ivm elektrische verliezen.
Nu kan je je poortafmetingen aanpassen zodat de snelheid binnen de perken blijft, max 13/14 m/s hou ik meestal aan, daar zijn de meningen nog wel over verdeeld.
103dB is eenmalig, dan komt de conus je voorbij vliegen denk ik, met 3x xmax
Goede start wel overigens! Volume poort, oppervlak en driver heb je al van beschikbaar volume af gehaald. Dat wordt vaak vergeten.

De VA grafiek lijkt niet veel af te wijken van de power input, wat logisch lijkt natuurlijk, dan verandert dit toch niet veel aan de mogelijks destructieve situatie? Poort kan ik inderdaad nog wat vergroten, maar dan moet ie ook langer worden, en dat kan lastig worden. Ik zal hem eens proberen te tunen op 75Hz zoals Wouter voorstelt, en zien wat dat precies geeft.

wouter schreef: ↑za 08 jan 2022, 9:39

Verder is het een breedbander die echt succesverhalen heeft op internet, gister even gezocht. 1,4 - 2,8 liter wordt genoemd. In ieder geval zou ik rond 75Hz gaan afstemmen, niet veel hoger. Het is alleen lastig in te schatten hoe lang de poort dan moet, waarschijnlijk is die van jou al te lang. Boxsim doet hierbij de beste voorspelling meen ik. Ik heb wel eens een slotpoort moeten halveren, omdat de afstemming langs de wand veel te laag was uitgevallen bij meting.

Vandaar dat ik deze heb gekozen, stond op veel plaatsen als best een goed compromis aangeschreven. En aangezien ik op zoek ben naar een box voor achtergrondmuziek maakt het vermogen niet zoveel uit.
De grootte van de enclosure zal ik wat proberen te vergroten, en zien hoe ik het dan getuned krijg.
De post die je hier toont had ik nog niet gezien, heeft in ieder geval wel een heel accurate beschrijving van de specs, maar gewoon nabouwen gaat me ook niet veel leren vrees ik.

Kan ik het dus gewoon zo laten qua Xmax? Als ik de specs van de hierboven geposte speaker in WinISD smijt krijg ik ook een extreme cone excursion, dus daar zou exact hetzelfde gaan gebeuren. Het enige dat ik kan doen is het vermogen waarmee ik hem aanstuur beperken dan?

En nog een aparte vraag, is 6mm MDF genoeg voor een speaker van dit vermogen (pakweg max 10W)? Of moet ik toch eerder naar de 9mm gaan? Het gaat niet om super veel bas hier, en luid gaat het niet moeten gaan.

Ik heb hetzelfde even in Winsid gezet. Va en watt komen inderdaad aardig overeen, heb ooit gelezen dat dit niet zo was en nooit meer naar system input power gekeken

Xmax moet je wel respecteren, ander gaat het gewoon kapot zodra je het volume wat hoger zet. je simulatie is dan ook op basis van max vermogen als je Xmax aan houdt en dan SPL afleest, zachter kan altijd natuurlijk. inderdaad veranderd de destructieve situatie niet.

Maar hoe is het dan mogelijk om een behuizing te ontwerpen waarbij Xmax niet overschreden wordt en je er toch het RMS vermogen kan benutten? want dat lijkt enkel mogelijk als de behuizing ontzettend klein wordt (< 0.2L). Als ik de behuizing groter maak wordt het alleen maar erger. Komt dit omdat er meer veerkracht inde lucht zit, en die dus ook ster tegen de speaker duwt langs binnen?

Sorry dat ik dit blijf vragen, maar ik zie echt niet in hoe het mogelijk is om dit correct te gaan berekenen.

Daar kan een ander goed antwoord op geven, deze technische kennis/ uitleg heb ik zelf ook nog niet.

Gewoon blijven vragen hoor! Daar leer je het meeste van.

Xmax is niet zo belangrijk, bij Xdamage gaat de boel stuk. Die ligt eerder op 5-8mm, anders was die rolrand ook niet zo groot.

De reden van kleine Xmax is gevoeligheid en hoogweergave. Beide zijn verdedigbaar bij een 3" fullrange. Wat er gebeurt bij overschrijding van Xmax is dat de vervorming toeneemt. Maar hoe zwakker de aandrijving hoe minder risico op het raken van de bodem, dus het gaat wellicht zelfs minder snel stuk. Ik kan me voorstellen dat je er een 10-15W versterker volledig op kunt open draaien.

Ik heb met heel erg veel 3" drivertjes gewerkt. De meest gevoelige vind je bij de FaitalPRO 3FE32 en de meest robuuste is voor mij de Dayton ND91. Daar tussenin zitten nog een hele range aan Visaton, Vifa, JBL, Tangband, Peerless en scanspeak drivers, maar als het heel moet blijven bij 25W input is de ND91 een goede maar dat is eigenlijk geen breedbander meer - eerder een mini woofer.

Fountek heeft ook heel mooie breedbanders, en in de PRO audio zitten nog leuke bij Beyma, Eminence.
Maar die W3-2141 is een pareltje, nadat de W3-1878 onbetaalbaar werd.

steen schreef: ↑zo 09 jan 2022, 12:24

Maar hoe is het dan mogelijk om een behuizing te ontwerpen waarbij Xmax niet overschreden wordt en je er toch het RMS vermogen kan benutten? want dat lijkt enkel mogelijk als de behuizing ontzettend klein wordt (< 0.2L). Als ik de behuizing groter maak wordt het alleen maar erger. Komt dit omdat er meer veerkracht inde lucht zit, en die dus ook ster tegen de speaker duwt langs binnen?

Sorry dat ik dit blijf vragen, maar ik zie echt niet in hoe het mogelijk is om dit correct te gaan berekenen.

Dat grafiekje van de X(f) in WINIs geeft de uitwijking die zou optreden bij constante input. Bij alle luidsprekers gaat dat in het diepe laag naar een waarde Vi/Stot waarin Stot de totale statische systeem stijfheid is. Bij een gesloten box is Stot = Slsp + Sbox , Bij een basreflex is Sbox =0 zodat alleen de ophanging van de driver Slsp ( =1/Cms) overblijft. De enige "rem" op de uitwijking bij een basreflex is uiteindelijk dus de speakerophanging!
Theoretisch betekent het dat als je de luidspreker aanstuurt met een signaal waarin alle frequentie even sterk voorkomen, de luidspreker de grootste uitwijking zal hebben bij de allerlaagste tonen. En bij voldoende hoge input zal hij daar ook het eerst vastlopen.
Gelukkig is een echt muzieksignaal heel anders; bij akoestische muziek treden zeer lage frequenties sporadisch op, afhankelijk van de muziek. De meeste muzikale bronnen bevatten weinig onder de 50 Hz, en voor zover daar componenten zijn, zijn die meestal veel zwakker dan de tonen hoger in het spectrum. Daardoor zijn gewone luidsprekers überhaupt bruikbaar!
Daarin schuilt ook het voordeel van de basreflex: kies je de afstemming in de buurt van de laagste frequentie die nog moet worden weergegeven, dan heb je voordeel van de sterk gereduceerde uitwijking X(f) die daar zal optreden. M.a.w. je kunt dan meer vermogen toevoeren zonder vastlopen.
Maar als je tonen wilt toevoeren ver onder de afstemfrequentie, dan loop je tegen de sterk oplopende X(f) aan, en zal je het niveau dus moeten reduceren. Als alternatief kun je met een highpass de frequenties waarbij de Xmax overschreden dreigt te worden, wegfilteren. De curve voor de uitwijking laat een dip zien op de afstemfrequentie. Bij frequenties boven de afstemming treedt een soort piek of bult op. Als je de daar optredende uitwijking ook als maximum aanhoudt voor de frequenties onder de dip, vind je een geschikte ondergrens voor het wegfilteren.

Ik heb een paartje besteld. Met een vergroot kastje en een hoogdoorlaat kan de uitslag beperkt worden. Ik zal later nog eens kijken hoe dat in de praktijk uitpakt.

Voor een basreflexbox is dus het aloude rumblefilter handig, zo'n filter dat voorkwam dat bij het spelen van vinylplaten je woofer aan het dansen gaat. Trial en error met mijn DSP kwam ik met mijn platenspeler op 20 Hz bij een 2e orde Linkwitz-Riley hoogdoorlaat. Zo voorkom je harmonische- en Dopplervervorming, wat een transparanter midden geeft.

Tja, als er een dsp aan te pas zou komen zou ik een dynamische EQ instellen, zoals ongeveer elk actief speakertje heeft tegenwoordig.

Een rumble filter lijkt me geen oplossing als je een BR op 75Hz hebt.

Ik heb even zitten pielen, ter lering en vermaak: Een 6 liter BR, met 6cm poort van 6cm² en een soort hoogdoorlaat gecombineerd met een soort shelfing. Ongefilterd, gefilterd zonder R1 en met R1 is dan de blauwe lijn