Lautsprecher Impedanzmessung HBX
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Lautsprecher Impedanzmessung und Thiele Small Parameter (TSP) Ermittlung
Eine Vergleichsmessung zwischen HBX  und CLIO 4.23

Die wohl spannenste Frage welche sich alle HobbyBox Interessenten wohl stets stellen, ist sicher die der Messgenauigkeit. Kann ein preiswertes Messsystem auf Soundkartenbasis verlässliche Messergebnisse liefern, die an die Genauigkeit der Profi Messsystem heranreichen. Deshalb wurde eine Vergleichsmessung der Impedanzmessung mit dem CLIO System durchgeführt.

Geräte und Komponenten der Vergleichsmessung

  • Tief-Mitteltonchassis RFT LS2901
  • HBX mit USB Soundkarte Soundblaster MP3+
  • Endstufe IPA50
  • Vorwiderstand 56,4 Ohm
  • CLIO Meßkarte mit Software Version 4.2.3
  • Für die Ermittlung der erweiterten TSP Werte wurde die Methode mit Zusatzmasse angewandt. Das verwendete Zusatzgewicht hatte eine Masse von 18,4 g
  • Die Messspannung am Lautsprecherchassis betrug bei HobbyBox 20mV

gemessene Impedanzkurve des CLIO Messsystems

Achtung beim Vergleich der Kurven, CLIO skaliert die Ohm Werte logarithmisch, wodurch sich im unteren Impedanzbereich optisch eine stärkere Kurvenanhebung ergibt.

     gemessene Impedanzkurven des HBX Messsystems

Hinweis: HBX stellt auch die 2. Impedanzkurve (rot) dar, bei welcher mit Zusatzmasse gemessen wurde. CLIO kann diese 2. Kurve nicht darstellen, weshalb diese im CLIO Diagramm fehlt.

Vergleich der Thiele Small Parameter (TSP)

Einen einfacheren und genaueren Vergleich bieten natürlich die aus den jeweiligen Impedanzkurven ermittelten Thiele Small Parameter.

TSP der HBX Messungen

TSP der CLIO 4.23 Messung

 Tabellarischer Vergleich der TSP-Werte der Lautsprecher Impedanzmessungen

 

CLIO 4.23

HobbyBox 5.1 MLS

Differenz

 

 

 

 

 DC-Widerstand (Re)

3,7

3,7

0

 Max Impedanz (Zmax)

24,5

25,1

0,6 Ohm

 Resonanzfrequenz (Fs)

63,8

63,5

0,3 Hz

 mechanische Güte (Qms)

7,48

8,35

0,87

 elektrische Güte (Qes)

1,47

1,45

0,2

 Gesamt Güte (Qts)

1,23

1,23

0

 schwingende Masse (Mms)

17,11

16,25

0,86 g

 Compliance Membran- aufhängung (Cms)

0,36

0,35

0,01

 äquivalentes Luftvolumen (Vas)

23,22

22,6

0,62 l

 Kraftfaktor Antrieb Magnet und Spule (BL)

4,15

4,3

0,15

Anmerkungen zum Vergleich der Thiele Small Parameter (TSP)

  • Die Induktivitätswerte können nicht verglichen werden, da CLIO diese bei 1KHz und 10kHz bestimmt und der von HobbyBox bei 500Hz angegeben ist.
  • Der Zmax Wert mußte in CLIO per Cursor Funktion manuell ermittelt werden, da CLIO diesen Wert nicht unter den TSP-Werten angibt.
  • HobbyBox gibt die schwingende Masse (Mms also Membranmasse,Schwingspulenmasse und Schwingspulenträgermasse) ohne die mitschwingende Luftmasse über dem Membran an, obgleich HobbyBox die mitschwingende Luftmasse bei den Berechnungen mit einbezieht. In der CLIO Dokumentation wird unter Mms die total bewegte Masse gemeint, was darauf hindeutet das die mitschwingende Luftmasse im Wert enthalten ist. Das würde wahrscheinlich auch die Differenz von 0,86g erklären, obwohl dieser Unterschied wahrlich nicht groß ist.

Zusammendfassend kann man feststellen, dass die Messwerte von CLIO und HBX doch eine recht gute Übereinstimmung besitzen. Besonders der wichtige Qts Gütewert, der bei der Lautsprecherberechnung den entscheidenden Parameter darstellt, stimmt exakt überein. Einzig der Qms Wert erlaubt sich eine etwas höhere Abweichung


Bild TSP Vergleich

Für Einsteiger, welche noch nicht beurteilen können, wie die ermittelten TSP Differenzen (HBX zu CLIO) einzuordnen sind, hier einmal ein Vergleich der Messgenauigkeiten des Referenzmesssystems MLSSA zu CLIO.

Die 3. Spalte MLSSA(2) enthält eine nochmalige Vergleichsmessung aber mit höherer Messspannung, welche der Messspannung von CLIO besser entsprechen soll.

Quelle : Buch “Lautsprecher Messtechnik” J.D’Appolito
      Elektor Verlag ; Seite 333


Hinweise zur Durchführung genauer Lautsprecher Impedanzmessungen

Die TSP Parameter zeigen es, es geht hier um kleinste Differenzen im Nachkomma- bereich. Wenn Sie im Bereich von Milli Ohmwerten und Milligramm arbeiten ist genaueste Arbeitsweise verlangt.

  • Messsystem mindesten 10min Einlaufzeit geben
  • Messsystem nach Einlaufzeit kalibrieren (Impedanzkalibrierung in HobbyBox
  • Unbedingt gleiche Einbaulage,Temperaturumgebung und Feuchtigkeit des Lautsprecherchassis sicherstellen. (Kleine Episode: Im Laufe der Messungen kam die Sonne herum und schien aufeinmal durchs Fenster auf den Membran, Resultat: eine plötzlich um 4Hz tiefere Resonanzfrequenz !!! )
  • exaktestes Ausmessen der Vorwiderstandes, mindseten auf 0,1Ohm genau
  • exaktestes Ausmessen des Kalibrierwiderstandes,mindseten auf 0,1Ohm genau
  • exaktestes Ausmessen des Zusatzgewichtes auf mindesten 0,1g genau
  • vibrationsfreie und symmetrische Befestigung des Zusatzgewichtes
  • neue Lautsprecher Chassis unbedingt mit ca. 15Hz paar Stunden weichlaufen lassen
  • jegliche Kontaktübergangsstellen vermeiden. Billige Krokodilklemmen meiden !
  • Alle Kabel auch in die Kalibrierung einbeziehen !
  • Nähe starker Trafostreufelder (z.B. Power Endstufe) mit dem Chassis meiden.
  • Kleine Messspannungen verwenden, da die TSP auf einem Kleinsignalmodel basieren

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