Guten Tag, Ich beschäftige mich gerade mit der Signalaufbereitung in einer Regelschleife. Ein gemessenes Signal 20Hz-200Hz mit variabler Amplitude 0-2V soll linearisiert werden. Die Amplitude halbiert sich pro Oktave. Die höchste Amplitude ist bei 20Hz vorhanden. Mein Lösungsansatz ist es einen Filter in die Rückkopplung eines Opamp einzubinden, wie auch im Schaltplan zu sehen. Laut Simulatin geht das auch recht ordentlich. (Wie im Anhang/Graph zu sehen ist.) Wie die Physik ja leider so ist entsteht eine Phasenverschiebung, die kompensiert werden soll/muss? Daher ein weiterer Ansatz: Entwicklung eines Allpass Filters für das Referenzsignal. Allpass phasenverschiebung = Filter phasenverschiebung . Wenn Referenz und Messsignal jeweils die gleichen Phasenfehler besitzen müsste nach meiner Vorstellung eine Regelung der Amplitude möglich werden. Bevor ich jetzt wie blöd mit Allpässen simuliere und später feststellen muss, dass das gar nicht funktioniert möchte ich doch einmal hier fragen, ob es ein richtiger Weg ist, oder alles einfach nur Quatsch? Und ich bitte darum, nicht über Sinn und Zweck (Wie hier bestimmt schon jeder erkannt hat, geht es um Lautsprecher Regelung) dieses Projektes zu diskutieren. Wenn es meine Fähigkeiten im Bereich der Regelungstechnik/ analog Technik erweitert, hat es schon einen enormen Nutzen für mich. In diesem Sinne, danke! Sebastian
Angehängte Dateien:
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Willst du die Membranbewegung des Lautsprechers erfassen und mittels Gegenkopplung korrigieren? oder was hast du vor? Wenn ja , was für eine Art Sensor willst du benutzen, um die Membranbewegung zu erfassen? Ralph Berres
Der Sensor ist ein PSD Sensor Typ: PSD 1L5_CP1 http://www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/Datasheets/lc/kataloge/sitek.pdf Ist von innen am Schwingspulenträger angeklebt und wird von einer Laserdiode direkt angestrahlt. Das ganze befindet sich unter der Dustcap eines 18" Tieftonchassis. Eine kleine Opamp-Schaltung ermittelt die Differenzspannung der beiden Ausgänge des Sensors. Das Signal ist entgegen meiner Erwartungen sehr gut, deshalb werde ich auch weiter an dem Projekt arbeiten. Es sollen lediglich die machanischen Fehler des chassis kompensiert werden. Wer weiß, wenn sich dadurch eventuell die Präzision der Basswiedergabe erhöht wäre es ein riesen Erfolg. Ich erwarte aber keine Wunder, es zählt nur der Lerneffekt... Wenn jemand ähnlich Versuche unternimmt oder Interesse hat, kann er sich gerne mit mir außerhalb des Forums in Verbindung setzen. bastian-acn äet web . de
Ich habe vor Jahrzehnten mal bei der Firma Backes&Müller gearbeitet. Da aber das Patent schon lange ausgelaufen ist, denke ich das es kein Geheimnis ist wenn ich ein wenig aus dem Nähkästchen plaudere. Dort wurde Anfangs die Membranen der Lautsprecher aus Aluminium gefertigt, und mit Hilfe einer gleich geformten Gegenelektrode kapazitiv abgetastet. Es wurde nicht die Ladung des Kondensators konstant gehalten und amit die Spannung moduliert, sondern es wurde die Spannung konstant gehalten und dadurch den Strom moduliert. Die so gewonnene Größe wurde integriert, um so von einer Auslenkungsproportionale Spannung zu einer geschwindigkeitsproportionale Spannung zu gelangen. Das Signal von der Frequenzweiche muss ebenfalls integriert werden, weil für einen linearen Frequenzgang die Beschleunigung abgestrahlt werden muss. Allerdings nur wenn die Geschwindigkeit gegengekoppelt wird kann man sowohl unterhalb als auch oberhalb der Resonanzfrequenz gegenkoppeln ohne das das System zu schwingen beginnt. Später ist man dazu übergegangen dem Lautsprecher eine zweite Schwingspule zu spendieren die als flache Spule auf senkrecht in die Treiberspule eingebaut wurde. Dadurch wurde das übersprechen zwischen den Spulen minimiert. Die zweite Spule liefert von sich aus schon ein geschwindigkeitsabhängiges Signal, so das man nur noch dieses Signal von dem integrierten Signal aus der Frequenzweiche subtrahieren musste. Das kapazitiefe Verfahren wird heute noch in den Hochtöner eingesetzt und das induktive Verfahren bei Tief und Mitteltöner. Philips hatte in den 60ger Jahren ein Beschleunigungssensor benutztm, was aber nur leidlich funktioniert hatte und nur geringe Gegenkopplungsgrade zulies, da die Regelung sonst zu schwingen begann. Einen Allpassfilter ist bei oben genenannten Verfahren nicht notwendig. Ralph Berres
Sehr Interessanter Beitrag, ich werde auch Versuchen die Signale zu integrieren. Ist bislang aber schwer vorstellbar, dass es funktionieren könnte. Ein reiner Sinus, wie er im Bassbereich durchaus vorkommt ist integriert ja eigentlich nur um 90° Phasenverschoben.
Sebastian Bedenke bitte , wenn du die Membranbewegung mit einen optischen Sensor abtastest, du als Größe die Auslenkung bekommst. Wenn du diese Signal gegenkoppeln willst bekommst du ein Dynamikproblem. Die Auslenkung fällt mit der Frequenz gegenüber der Beschleunigung ( die man ja abstrahlen will ) um 12db/ Oktave ab. Die Geschwindigkeit um 6db/ Oktave. Also must du dein Auslenkungssignal um es in ein Geschwindigkeitssignal zu überführen differenzieren. 6db/ Oktave über sagen wir mal 5 Oktaven ( beim Tieftöner ) sind schon 30dB. Hinzu kommt die Dynamik deiner Musik ( sagen wir mal 60db ). Dein optischer Sensor muß also eine Dynamik von 90db ohne Störungen verarbeiten können um noch regeln zu können. Für einen optischen Sensor ist das schon ziemlich sportlich. Das ist mit einen induktiv abgenommenen Signal wesentlich einfacher, weil der Sensor schon ein Geschwindigkeitsproportionales Signal liefert. Somit ist nur die Dynamik der Musik zu beherrchen. Die Geschwindigkeitsgegenkopplung ist übrigens die einzige Möglichkeit sowohl unterhalb der Lautsprecherresonanz , als auch oberhalb der Lautsprecherresonanz zu regeln. Es wir defakto die Resonanzüberhöhung bedämpft, während sie bei Beschleunigungs und Auslenkungsgegenkopplung nur verschoben wird, und im extremfalle sogar negativ werden kann, und somit das System schwingt. Backes&Müller hat 1974 mal eine theoretische Abhandlung darüber geschrieben und Lösungswege aufgezeigt. Diese finden auch heute noch sowohl in der Backes&Müller Klassikline als auch bei der Fa Silbersand ihre Anwendung. Phillips hatte Ende der 60ger Jahre sich auch mal an eine Bewegungsgegenkopplung versucht ( nannte sich MFB ), in dem sie einen Beschleunigungssensor verwendet haben. Es waren nur geringe Gegenkopplungsfaktoren möglich ohne das das System zu schwingen begann. Auch war es nicht möglich Mittel und Hochtöner gegen zu koppeln. Dieses Verfahren wurde damals auch von Restek und Jamo eine Zeitlang verwendet. Ralph Berres
dann wird das wohl der Grund sein, dass kein Hersteller mit dieser Methode arbeitet? Ich hätte hier noch eine Diplomarbeit über ein Optisches System, wie ich es machen möchte. Könnte ich bei Interesse schicken... Falls du noch im Besitz interessanter Schriftstücke bist, hätte ich natürlich auch jederzeit Interesse.
Sebastian Möller schrieb: > Falls du noch im Besitz interessanter Schriftstücke bist, hätte ich > natürlich auch jederzeit Interesse. Vielleicht sind diese Links mit Informationen zu den MFB-Lautsprechern von Philips interessant für dich: http://www.mfbfreaks.nl/ http://www.mfbfreaks.com/ Das meiste ist zwar niederländisch geschrieben, aber trotzdem ganz gut verständlich. Sehr interessant und mit vielen technischen Details gespickt ist bspw. dieser Artikel: http://www.mfbfreaks.nl/artikel/oorsprong/1/index.html Hier ist noch ein Test aus der Zeitschrift Audio von 1982 in deutscher Sprache: http://www.mfbfreaks.com/apparatuur/mfb/587/audio-4-82_58xtest.pdf Man sieht, dass gegengekoppelte Systeme unter den Aktivlautsprechern damals keine Exoten waren. Neben Philips hatten auch Backes & Müller (s. Beitrag von Ralph Berres), Restek, Korn & Macway und Kirksaeter solche Lautsprecher im Programm. Ich meine, auch Grundig hätte so um 1978 gegengekoppelte Lautsprecher mit Piezo-Beschleunigungsaufnehmern gebaut und zusammen mit einer Mini- anlage verkauft. Das Konzept wurde allerdings nicht weiterverfolgt. So hatten auch die in obigem Artikel getesteten Boxen keine Gegenkopplung. Ansonsten gibt es unter dem zweiten Link von oben jede Menge weiterer Testberichte und vor allem auch Service-Manuals mit Schaltplänen.
sehr nett, dankeschön soweit ich gesehen habe sind die MFB mit einem Piezo Beschleunigungsmesser ausgestattet. Da kann man sich nur Fragen, warum sich selbst auf dem HighEnd Sektor soetwas nie wirklich durchgesetzt hat. Zu teuer...zu wenig Nutzen? Man hört ja eigentlich nur sehr gutes von Backes&Müller LS, liegt das jetzt an der Regelung, oder sind die verwendeten Chassis, Kontruktionen ansich schon das Beste auf dem Markt? (vielleicht kann Ralph da nochmal was zu schreiben?)
Sebastian. Das liegt an der Art der Regelung. Während Philips mit dem Beschleunigungssensor ( welches zu dem sehr unlinear arbeitet ) die Beschleunigung der Membran gegenkoppelt, ( man hat die wenigsten Dynamikprobleme ) wird bei Backes&Müller die Geschwindigkeit gegengekoppelt. Backes&Müller hatten in den 70ger Jahren die tatsächlichen mathematischen Beziehungen als erstes erkannt, und das Verfahren patentieren lassen. Somit war es den anderen Firmen verwehrt das nachzubauen. Die Lautsprecherchassis wurden von Anfang an selbst gefertigt, und sind eigentlich nicht hochwertiger als handelsübliche Chassis. Nur musste halt der Sensor integriert werden, und auf dem kommt es an. Das Gegengekoppelte Chassis verhält sich übrigens wie ein aperiodischer Strahler. Das heist , es hat deFakto keine Resonanzfrequenz mehr die stören könnte. Somit feheln die sonst üblichen Ein und Ausschwingvorgänge des Lautsprechers. Auf dem High-End Markt läßt sich nun mal das am besten verkaufen,wo für den Händler vor Ort die größte Verdienstspanne liegt. Dann wird eine Philosophie für das Produkt entwickelt und dem Kunden verkauft. Es ist völlig egal ob die Philosophie jeglicher physikalischer Grundlagen entbehrt oder nicht. Dem Kunden ist im Normalfall pardot nicht klar zu machen, das man plötzlich auch ein Netzkabel für den Lautsprecher braucht, der Endverstärker jetzt brach liegt, und allenfalls für seinen elektrostatischen Kopfhörer Verwendung findet. Auserdem ist an passiven Lautsprecher die 10000 € und mehr das Stück kosten, plus den Endverstärker, für den Händler mehr dran verdient als an eine Backes&Müller Lautsprecher. Deswegen ist die Verbreitung nicht so, wie es die Technik eigentlich verdient. Meiner Meinung ist die Technik passive Lautsprecher schon lange nicht mehr zeitgemäß, da es nur Nachteile bringt und eigentlich hoffnungslos veraltet ist.
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