RAM-Audio W12044 B-Automat fliegt raus.

Mittlerweile Meilenweit OT -aber:
DC-Displacement.

Nachdem ich nach Begriffslesen verstanden habe das damit überhaupt kein "DC" (Gleichspannung) im elektrischen Sinne gemeint ist, habe ich heute früh im Labor einen Aufbau gemacht. Ich zeige heute Abend - wenn ich im Zuhause bin - die Ergebnisse.
Ich hatte einen Monacor SPC... irgendwas mit 200mm Durchmesser als Testling im Prüfgestell montiert, und das ganze dann mal mit Spannung, Strom, Laser usw. protokolliert.
Vorweg - die Membran kommt irgendwann nach vorne, soweit klar....aber mit dem Signal aus der Endstufe hat das erst mal überhaupt nichts zu tun.
Die Endstufe ist auch recht groß (>1KW) und bedient den kleinen Bass freeair mit ein paar Volt. Es wird nicht lange dauern das Problem zu klären. Mir fehlt noch etwas Zeit.
Bis später

Moin,

Auf die Auswertung des Stromes bin ich gespannt wie ein Flitzebogen

Grüße,

Bernd

Thread abonier

So - jetzt kurz zu dem was ich heute früh schnell zusammengebaut hatte:

Ein Monacor SPH-200TC im Testgestell, man erkennt den Laser am Stativausleger, und den Stromshunt links im Bild. Endstufe, Messkiste etc. sind nicht zu sehen.

In Ruhelage sieht das so aus:

Rot wird das Ampsignal, Grün wird der Strom, und Blau ist der Laser. Grün ist nach oben geschoben - sonst würde man den im Moment ja nicht sehen.

Machen wir mal 'n bissel was:

Spannung ist da (rot), Strom eiert etwas schräg daneben (wir wissen ja - Phase bei Induktivitäten....), Laser zeigt ein Signal als Folge der Bewegung (60Hz).

Jetzt drehen wir das mal weiter auf:

Aha, Pappe läuft aus dem Ruder, nach vorne. Man sieht deutlich das der Lautsprecher immer noch korrekt schwingt - aber seine Position geändert hat.

Endstufe abgeklemmt, und mit Labornetzteil die Membran ausgelenkt:

Soso, ich benötige rund 1 Volt um die Pappe auf die schiefe Position zu bringen. Das Maßdelta ist in dem Fall 2,92mm.

Leider hatte ich noch nicht mehr Zeit. Der Sache gehe ich aber auf den Grund, habe noch ein paar Messungen im Speicher, muss das aber noch etwas anders angehen.
Da baut sich ein Feld aus der Bewegung der Membrane auf (Dynamo) das die Spule sättigt. Bei tieferen Frequenzen ist das nicht so, dass habe ich auch gemessen - aber keine Grafik im Moment zur Hand.
TBC...

Ich neige ja sonst nicht gerade zu spontanem Applaus. Aber das hier ist so anschaulich/ genial/ einfach/ einfallsreich – da kann ich nicht anders.
Und schließe mich dem Abo selbstverständlich an.

Mit freundlichem Gruß
BillBo

Hab' doch gesagt; er könnte als Lehrer durchgehn...

Zu gütig die Herren........ - aber Dank für die nette Einschätzung
Es liegt in der Natur meines Jobs Versuche und Tests anschaulich zu protokollieren, und darüber hinaus auch für industrielle Berichte etc. aufzubereiten. Aber das 'n anderes Thema.

Vielleicht sollte ich noch zwei, drei Dinge zum Versuchsaufbau erklären. Der Laser scannt im Beispiel "rückwärts". Man sieht ja das die Phase von der Endstufenspannung nicht mit der Bewegung zusammenpasst. Das muss man sich jetzt quasi umdenken. Ich hätte es auch umpolen können - aber nach dem Zwischenausflug zum Kaffeautomaten hatte ich nicht mehr dran' gedacht. Wobei - die Phasenlage ändert sich auch in Abhängigkeit zur Frequenz. Das verschiebt sich.....Für jetzt erst mal egal, macht ja auch nix.
Ebenso vergaß ich die Stromsonde in A zu skalieren bzw. umzustellen. Jetzt steht da halt blöderweise Millivolt an der Y-Achse. Tut aber jetzt nichts zur Sache.
Ich hatte das Experiment heute früh kurz nebenher aufgebaut und schnell geschaut um was es überhaupt geht?!
Aufgrund des aktuellen Interesses - wobei wir ja schon komplett OT im Thread sind - ist der Bericht auch dementsprechend aus der Hüfte geschossen.
Das machen wir die Tage noch mal besser, und vor allem müssen wir den Grund der Verschiebung noch checken. Mein Laborkollege "Albert Einstein" schaute auch ein wenig verdutzt auf das was da auf dem Tisch passierte :shock:
Wir forschen weiter....ist ja nicht ganz langweilig.

Einen hab ich noch für heut:

Blau ist die deplazierte Lage der Pappe bei hohem Pegel, schwarz die ursprüngliche Lage bei mäßigem Pegel. In der Mitte sieht man die Abweichung als Funktion/Mathschannel. Spannung und Strom sind von der Amplitude bei der die Verschiebung auftritt (gehört also zu "blau").

Moin,

zwei Forenmitglieder berichten von Erfahrungen mit dem DC-Kollaps, und Rockline baut einen "Klippeltester" - UND sieht DC-Displacement. Dafür habe mir jahrelang die Fingerkuppen plattgetippt, was eine Freude.

Rockline, Chapeau! (!!! )

Das "über Resonanz" DC-Displacement mit möglicher DC-Kollaps-Folge, und Hauptursache für frühzeitigen Chassisausfall hängt an der Momentan-BL-Kurve.

Übersichtlich im Poster:
http://www.klippel.de/fileadmin/klip…rity_Poster.pdf
Für Leseratten:
http://www.klippel.de/uploads/media/…Symptoms_06.pdf

Klippel schreibt:
- bei 1,5*f_res ist es am schlimmsten (60Hz könnten stimmen, nach meinen Versuchen genügt "über Resonanz")
- Die BL-Kurve bildet sich im Strom ab.
- das DC-Displacement bildet sich nicht als simpler Gleichstromanteil im Strom ab (sonst wäre es zu einfach)
- asymmetrische Nichtlinearitäten erzeugen überwiegend geradzahlige Harmonische (im Strom - und in der Membranbewegung - sollte also K2 zu finden sein)

Ich prognostiziere mal, daß sich die einseitige Kraft in der 2-ten Harmonischen des Stromes wiederfindet. Denn irgendwoher muß sie kommen - die Kraft, die Lautsprecher kaputtmacht.

Rockline, Du hast da gerade prächtige Möglichkeiten geschaffen das auch zu visualisieren. Meine Idee wäre den Strom (natürlich im DC-Mode, Nullinie eichen) aufzuzeichnen, die negative Halbwelle mathematisch hochzuklappen, und deren Phase mathematisch um 180° (genau nach Frequenz) zu verschieben. Damit sollten sich eventuelle (wahrscheinliche ) Gleichrichtungseffekte zeigen.

Wie Du gemessen hast ist die zur DC-Kraft äquivalente Gleichspannung (/Strom) relativ gering. Daher könnte zur Verdeutlichung der Unterschiede beider Halbwellen eine mathematische Differenzbildung mit Verstärkung erforderlich sein.

Vielleicht mußt Du zur Verdeutlichung sogar noch ein bisschen gasgeben, Du bist ja mutmaßlich noch im relativ linearen Hubbereich. Beim Definimax in meinem Video hört(e) man den Klirr deutlich.

Grüße,

Bernd

Zitat von "bernd häusler"

Dafür habe mir jahrelang die Fingerkuppen plattgetippt, was eine Freude.

Ich hab's ja geahnt, aber egal, jetzt ist eh' zu spät.
Das Problem ist nicht der Effekt, sondern die Bewertung desselben.
Oder vielmehr die Erkenntnis um diesen Zusammenhang...

Noch ein paar Anmerkungen:
>> Die IMHO sehr gut dargestellten Abläufe sind sinngemäss nachzuvollziehen in Publikationen aus den 70er Jahren, s. Artikel zum Thema "low frequency speaker zero offset".
>> Die Luftlast an der Membrane ist unsymetrisch.
>> Mechanisch bedingt ist das System "Membraneinspannung" aufgrund der Schälbeanspruchung der Klebeverbindungen in einer Richtung nachgiebiger.
>> Das abgebildete Chassis ist nicht für free air Betrieb vorgesehen/konstruiert, und das sich eine mechanische Komponente ausserhalb ihrer Betriebsparameter fallweise unkontrollierbar verhält, ist vorhersehbar.

Nichtsdesdotrotz, bemerkenswerte Arbeit.

Zitat von "bernd häusler"

zwei Forenmitglieder berichten von Erfahrungen mit dem DC-Kollaps, und Rockline baut einen "Klippeltester" - UND sieht DC-Displacement. Dafür habe mir jahrelang die Fingerkuppen plattgetippt, was eine Freude.

Danke Bernd, dass Du uns das ermöglicht hast

Viele Grüße nach Nassau.

Zitat von "Mechwerkandi"

...
>> Die IMHO sehr gut dargestellten Abläufe sind sinngemäss nachzuvollziehen in Publikationen aus den 70er Jahren, s. Artikel zum Thema "low frequency speaker zero offset".
>> Die Luftlast an der Membrane ist unsymetrisch.
>> Mechanisch bedingt ist das System "Membraneinspannung" aufgrund der Schälbeanspruchung der Klebeverbindungen in einer Richtung nachgiebiger.
>> Das abgebildete Chassis ist nicht für free air Betrieb vorgesehen/konstruiert, und das sich eine mechanische Komponente ausserhalb ihrer Betriebsparameter fallweise unkontrollierbar verhält, ist vorhersehbar.

Nichtsdesdotrotz, bemerkenswerte Arbeit.

ich schliesse mich hier an, diese punkte sollte man im auge behalten und entsprechend berücksichtigen.
wie sagt man in der e-technik doch so schön: "wer viel misst, misst..."
das thema ist nicht ganz einfach und dürfte auch so manchen e-technik ingenieur interessieren. ich bin sehr gespannt was ihr da noch herausfindet und ob man die erkenntnisse am ende vielleicht sogar in praktische anwendungen umsetzen kann.

deshalb auch von mir nochmal:
super, vielen dank vor allem an rockline und an bernd häusler!
endlich mal ein richtig interessantes thema !!!

Zitat von "wora"

uper, vielen dank vor allem an rockline und an bernd häusler!
endlich mal ein richtig interessantes thema !!!

Der Meinung bin ich auch.
Deshalb fände ich es gut, wenn man dieses Thema unter einer eigenen und passenden Überschrift finden könnte.

Ich bleibe auf jeden Fall am Ball. Auch die Höllstern Messung steht ja noch aus!
Ob ich diese Woche noch etwas Anschauungsmaterial für's DC-Displacement beisteuern kann weiß ich noch nicht - fest steht aber: die Messreihe wird ausgebaut.

Der kleine Lautsprecher von Monacor lag zufällig im Labor herum, und musste als Komparse herhalten. Eigentlich machen wir mit dem ganz andere Geschichten - deshalb hat der auch so einen weißen Kunststoffeinsatz mit Gewindebolzen eingeklebt. Damit bewegt er wiederum andere Teile, die dadurch einem Langzeittest unterzogen werden. Der kleine Monacor hat im Labor auch noch ein paar 300mm Kumpels, die wesentlich besser ziehen und schieben können

Auf der to do Liste steht folgendes:
Kraftmessung des kleinen Monacor aus der Nulllage / rein und raus mit Burster Kraftmessdose. Auch umgekehrt, ich schaue wieviel Newton die Membran gegenhält.
Messung der EMK Spannung und des maximal verfügbaren Stroms bei definierter Fremdanregung
Messung des Magnetfeldverlaufs mit Bezug zum Schwingspulenaufbau.

Was bis jetzt schon aufgefallen ist:
Bei Frequenzen, sagen wir mal 2Hz bis 10Hz, kann man einen recht beachtlichen Xmax freeair erreichen. Das ist nichts neues, und wird in den Versuchsständen täglich so in Anspruch genommen.
Bei den 60Hz aus dem Messbeispiel mit dem DC-offset war viel weniger Xmax möglich - wäre ja auch anders nicht denkbar. Vom möglichen Xmax bei 60Hz ausgehend brachten auch wesentlich höhere Eingangsspannungen als in meinen Grafiken gezeigt keine höheren Membranamplituden mehr. Statt dessen die Verschiebung nach vorne.

Vielleicht noch ganz interessant für zwischendurch ist das Leistungsprodukt u x i, in der Grafik schwarz als Mathschannel eingefügt. Frequenz dabei ist 30Hz.

Schon witzig nach welchen Energiegesetzen die Pappe dem Strom folgt

Grundsätzlich sind uns als erstes zum Thema DC-Offset zwei Lösungen/Ideen eingefallen, bzw. in den Sinn gekommen:
a) hinterm Korb baut sich eine Art "Überdruck" auf.
b) die Spule baut zuviel Elektro(magnet)feld auf.....die Gegen-EMK wird größer, und "stützt sich gegen den niederohmigen Verstärkerausgang ab". Die Membran ist ja scheinbar nicht mehr in der Lage das "zuviel an Input" in adäquate vor/zurück Schwingung zu wandeln. Kann auch Blödsinn sein - ich weiß es noch nicht.
Sobald ich Luft habe baue ich dem Chassis zu a) einen Trichter vorne drauf, um den Störenfried in Form von Blechkorb etc. zu kompensieren. Wenn ich viel Bock habe baue ich eine luftdichte Kiste mit zwei Kammern, und scanne neben der Membranbewegung auch noch die Drücke vorne und hinten. Ist kein Thema, aber ich muss nur Zeit haben. Druckmesssensoren usw. haben wir alles da.

Zu b) überlege ich den Lautsprecher mit einem zweiten Chassis anzutreiben. Nicht als Compoundkonstrukt mit Membran/Luftfeder, sondern schön klassisch mit Schubstange und dazwischengebauter Kraftmessdose. Einer von den dicken 300er brabbelt den kleinen Monacor dann bei sagen wir mal 60Hz, und ich messe was der Knirps an der Schwingspule so kann?! Es wird sich dabei zeigen welche Rolle der Dämpfungsfaktor einer Endstufe spielt, denn ich kann den Knirps ja ebenfalls leicht ansteuern - oder einfach durch die Endstufe als solches (unangesteuert) ausbremsen lassen.
Aber - lustiges Thema, dem ich noch nie Beachtung geschenkt habe. Weil ich's einfach nicht genau wußte! Den Verstärker schließe ich augenblicklich vollständig aus, da zum einen die benötigte Amplitude und Leistung im Verhältnis zur möglichen Verstärkerleistung im Zwergenbereich liegen, und das Problem ja nur der Lautsprecher hat. Ein versuchsweise ausprobierter ganz kleiner 13cm Autotieftöner zeigt auch dieses Verhalten - mit noch kleineren Spanungen. Große Chassis haben das dann bei entsprechend hohen Spannungen.
TBC

Zitat von "wora"

wie sagt man in der e-technik doch so schön: "wer viel misst, misst..."

Völlig richtig, und mir unterlaufen auch heutzutage immer noch selbstgemachte Kuriositäten beim messen. Aber das wird schon, letztlich laufe ich fast den ganzen Tag mit Messstrippen duch die Gegend :wink:

Sch*** auf die Höllstern.
Diesen fulminanten Apparat: http://www.paforum.de/phpBB/viewtopic.php?f=37&t=87064 mußte mal messen...

Zum Thema:
Und was tut man denn dann nun wirksam gegen den DC-Kasper?
Außer jetzt mal bekannte brettharte Einspannungen mit Triplespider.

Moin Rockline,

kurze Zwischen-Frage: Bei welcher Frequenz liegt die Resonanz des Chassis?

Grüße,

Bernd

Der kleine Monacor SPH-200TC hat laut Datenblatt 28Hz Resonanz. Das ist ein 2 x 8 Ohm mit +-3,75mm Xmax.
Schwingspule hat 15,5mm Wickelhöhe, Luftspalthöhe ist 8mm.

Der fiel mir als erstes in die Hände weil er so klein ist. Ich überlege für weitere Versuche zur Grundlagenforschung noch kleinere Chassis zu verwenden. Spricht da was gegen? Das "Problem" ist doch immer das gleiche, aber ich kann dann halt bei kleineren Pegeln messen und experimentieren, oder?

Moin Rockline,

also sind 30Hz, auch in Anbetracht der Masse des angeklebten mechanischen Adapters, noch sicher über der Resonanz. Egal...

...denn:

Ich sitze hier die ganze Zeit hibbelig vor Deiner 30Hz-Messung, weil die vermutlich wesentlich weitreicherende Folgen hat, als ""nur"" die merkwürdigen Energiegesetze, denen eine Pappe folgt.

Der Strom zeigt deutlich sichtbar eine Übernahme-(Nulldurchgangs-)Verzerrung :shock:
Die kommt nicht vom Chassis!

Erklärung:

Eine Komplementär-Endstufe wechselt beim Nulldurchgang des Stromes die Transistor-Seite.

Nur bei Belastung mit einem ohmschen Widerstand fällt dieser Nulldurchgang des Stromes mit dem Nulldurchgang der Spannung zusammen. Darauf ist jede Endstufe optimiert, deswegen haben marktübliche Endstufen keine relevante Nulldurchgangsverzerrung - an ohmscher Last.

Ohmsche Last ist jedoch beim Betriebszweck einer Endstufe selten.
Der Regelfall - mit Lautsprecher - ist der Betrieb an reaktiver Last.

Da bekommt die Gegenkopplung richtig zu tun, und muß >>gegen<< die Selbstkopplung der Leistungstransistoren arbeiten. Diese Leistungstransistoren werden bei praktisch allen Endstufen in Kollektorschaltung betrieben. Deren natürliche Ausgangsimpedanz ist niedrig, weil der Kollektorstrom auf den steuernden Basis-Emitter-Strom mitkoppelt.
Übliche Audioverstärker haben also zwei Kopplungsmechanismen, die Spannungsgegenkopplung, welche die Sollspannung (Dämpfungsfaktor) sicherstellt, und eine "parasitäre" Kopplung im Leistungsteil, die auf den Ausgangsstrom reagiert. Solange Ausgangs-Strom und -Spannung phasengleich sind arbeiten diese beiden Kopplungen perfekt miteinander - weil sie auf die Dummy-Loads in den Testlaboren optimiert sind.

Trotz guter Eigenschaften an ohmscher Last, kommen die beiden Kopplungsmechanismen an Lautsprechern durcheinander: Die Selbstkopplung der Leistungstransistoren reagiert auf den Ausgangsstrom - und die (Spannungs-)Gegenkopplung auf die Spannung. Zur Erinnerung, Strom und Spannung sind mit Lautsprecherlast erheblich phasenverschoben. Die Kopplungen arbeiten gegeneinander - mit in der Regel verschiedenen Bandbreiten und Frequenzgängen.

Das geht natürlich schief, was Rocklines Messung deutlich zeigt.

Diesen Endstufen-Artefakt hatte ich immer deutlich hörbar bei meinen URPS-Versuchen, ein "tackerndes Geräusch", mit verschiedenen Chassis, also chassisunabhängig. Die Ausprägung war zwar je nach Endstufe verschieden, aber von 4 ausprobierten Endstufen hatten 4 diese Störung. Alles gewöhnliche Gegentaktschaltungen, von 40W Homeaudio bis in die 1kW-PA-Klasse.

Rockline, es könnte sein, daß ein Umstieg auf kleinere Chassis diese Effekte verschleiert, niedrige Frequenzen sind da wohl - bezogen auf die Bandgrenz-Nähe von Endstufen - weit interessanter.

Vielleicht wäre es spannend, mal zwei grund-verschiedene Endstufen bei sonst identischen Bedingungen aufzuzeichnen? Grundverschieden... ...Komplementär gegen PWM?

Grüße,

Bernd

Ja, prima Ansatz. Ich sehe schon - das wird hier noch eine Messorgie und bringt Leben in die Bude.

Folgendes schlage ich vor: den kleinen Monacor scanne ich noch mal genauer in Bezug auf den krummen Strom. Allerdings darf man ja nicht vergessen, dass die Endstufe keine Konstantstromquelle ist. Die liefert ja nur eine Spannung (natürlich auch Strom als Folge der Spannung mit Last) - aber die Last entscheidet ja über den Strom und die entsprechnde Momentanstromaufnahme. Wenn der kleine Lautsprecher schwingt hat er ja keinen linearen Impedanzgang, wodurch der Strom je nach Frequenz des Signals und Lage der Spule im Magnetfeld unterschiedlich ist (während der Schwingung je nach Position mal mehr mal weniger). Der Strom wird geringer weil die Impedanz des Lautsprechers bei Bewegung nicht stabil ist. Daher wunderte ich mich nicht so sehr über die nicht lineare Stromkurve bei der eher tiefen Frequenz mit recht hoher Amplitude der Membrane.

Habe noch was hier auffem Rechner. Auch der kleine Monacor aus dem Test von gestern. Hier bei 10Hz:

Der wackelt dabei schon ordentlich, und durch die langsame Bewegung wird der Impedanzgang noch komischer. Er ist ja auch nur noch 10 Schwingungen von DC entfernt, und man erkennt auch schön das die (blaue) Bewegungsantwort nicht astrein ist.

Die ganzen Parameter des Lautsprechers unter normalen Bedingungen müsste ich demnach noch einmal separat messen.

Ich habe noch einen Zoom von der 30Hz Messung gemacht.

Ich denke der Strom folgt hier nur der Impedanz des Chassis. Die Spannung aus der Endstufe ist ja makellos. So eine Stromschwankung - bedingt durch die Endstufe - würde ja auch mit der Signalform (rot) im Zusammenhang stehen. Da halte ich jetzt den Einfluss der Impedanz des schwingenden Lautsprechers mit Wirkung auf den Spannungsabfall am Shunt für wahrscheinlicher. Aber das untersuche ich noch genauer.

Zitat von &quot;madmax&quot;

Zum Thema:
Und was tut man denn dann nun wirksam gegen den DC-Kasper?

Ganz einfach: Gar nichts.
Die Geschichte ist ein interessantes Thema über die Wechselbeziehungen von Chassis und Endstufe bei niederohmiger Kopplung, ist aber in der Praxis nur von geringer Relevanz, resp. als Summand in einem Summenfehler.
Und das mechanische Komponenten ausfallen, wenn man sie ausserhalb ihrer zulässigen Betriebsparameter betreibt, ist auch nicht neu.
Und das selbige Parameter gelegentlich aus Marketinggründen etwas, na ja, korrigiert werden, auch nicht. :wink:

Nächster Vorschlag: Nehmt eine 100 V Anlage. Dann wird's richtig lustig.