Gehäusevibrationen Nachlese - waveguide-audio

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Gehäusevibrationen Nachlese

Gehäuse-Vibrationen

Messungen von Lautsprechergehäuse-Vibrationen
Nachlese dazu

(Diese Seite gestartet 17. Oktober 2012)
(Nachgearbeitet zuletzt am 16. Dezember 2017)


Mit Bezug auf die voran gegangenen Themen:
Gehäusevibrationen Einleitung
 und  Gehäusevibrationen Messungen 1 und Gehäusevibrationen Messungen 2

Zusammenstellungen von Mittelungen der Gehäuse-Vibrationsmessungen
(jeweils die Variante "mit Dämmwoll-Füllung")


In Kurzform steht bei den Kurvenfarben die Art der Wandvibrations-Bedämpfung bei.

Wertung des Maßnahmen-Nutzens aus den Kurven

Hoher Aufwand, aber für sich noch keine optimale Wirkung:

Effektiver:

Nochmals effektiver, aber nur WENN
Quer-Aussteifungen verwendet werden:

Alu-Bitumen Sandwich (oder vergleichbar) aufbringen.

Klopfprobe: wertig

in das Gehäuse möglichst viele Quer-Aussteifungen einbringen.

Klopfprobe: resonant

Wandbeschwerung mittels Fliesen.


Klopfprobe: wertig


Die Wirkung von Quer-Aussteifungen kann dann so noch verbessert werden:

Oder: Beton als Wandmaterial

 

Aufbringen eines Alu-Bitumen Sandwich,
oder vergleichbar.

Klopfprobe: wertig

Oder bei Beidem: jeweils noch plus ein Alu-Bitumen Sandwich (oder vergeichbar) darauf.

Klopfprobe: wertig

 
 

Bezüglich Erstellung von Alu-Bitumen Sandwich, siehe auch diese Seite
Inzwischen gibt es auch fertige Produkte aus Bitumen bzw. Butyl , mit einer zwar nur sehr dünnen,
aber echten Alu-Schicht schon drauf.
Als Alternativ wiederum dazu, sei Butyl bzw. Elastomerbitumen mit einer Kunststoff-Folie drauf erwähnt.
Die lassen sich auf recht einfache Weise zu einem Sandwich nachrüsten.

 


Körperschall-Messung im Vergleich zu akustischer Messung

Unten ist eine Wandfläche einmal per Körperschall-Sensor gemessen und einmal per Mikrofon.
Bis auf die Rauhigkeit entspricht die Kurve der akustischen Messung,
im Prinzip der Messung mit dem Körperschall-Sensor.
Die Rauhigkeit der akustischen Messung könnte zum Teil in Kantenreflektionen begründet sein.
Vielleicht wirken aber aber auch partiell kleinteilige gegenphasige Ereignisse,
welche sich bei der Messung per Körperschall-Sensor nicht so zeigen können.

Die Messung mit Mikrofon war "stationär" auf Flächenmitte.

Das Mic während der Signal-Sequenz über die ganze Fläche "gewedelt",
brachte praktisch die gleichen Ergebnisse.

 



Verschiebung von Vibrationen zu höheren Frequenzen, durch steiferes Gehäuse?

Dahinter verbirgt sich teils die Befürchtung, ein Gehäuse so versteifen zu können,
dass Wandvibrationen damit in einen, für das Ohr nun besonders empfindlichen Bereich transformiert werden könnten.

Der Autor hat ja nun wirklich eine ganze Reihe, auch deutlich ausgesteifter Gehäuse gebaut.
Aber diesen Effekt dabei nicht beobachten können :-(


Schauen Sie selbst:

unten der Vergleich eines Gehäuses ohne Aussteifungen (gelbe Kurve)
zu diversen gleichen, aber mehr oder weniger zusätzlich versteiften und bedämpften Gehäusen (rote Kurven).

Zu oben:

offenbar haben sich die die Vibrationen, durch Aussteifungen, nicht in einen höher-frequenten Bereich verschoben.
Aber offenbar ist das allgemeine Vibrations-Spektrum, im Pegel deutlich reduziert.

Wie sollten sich Wand-Vibrationen denn auch zu höheren Frequenzen hin transformiert haben,
wenn die Frequenzen der Anregung, die der stehenden Wellen, doch gleich geblieben waren?

Zur Kontrolle, den Mess-Bereich noch mal erweitert

in den Bildern unten ist der bisher verwendete Mess-Bereich von bis 3 kHz, nun auf 6 kHz erweitert.
Es wurden Vibrationen an den 3 Messpunkten ermittelt, deren Lage in einem der Bilder skizziert ist.
Und das für jeweils mit, und für ohne Streben im Gehäuse.
Und die Gehäuse sind selbstredend jeweils mit Dämmwolle gefüllt.
Zu erkennen sollte sein:
auch oberhalb 3kHz nun, zeigt sich keine Verschiebung der Vibrationen, zu höheren Fequenzen hin.

Das treibende TMT-Chassis, das würde im realen Leben dann davon ab,
oberhalb so 2.000Hz, schon auf Sinkflug beschaltet sein.

Was kommt unterhalb der tief-frequentesten Stehwelle?

Unterhalb der tief-frequentesten Stehwelle werden offenbar keine Wand-Vibrationen mehr hervor gerufen.
Der "sanfte" Druck den eine Konus-Membrane aus der zugeführten Leistung (mit Wirkungsgrad von Null-Komma-Nix) erzeugen kann, ist dafür offenbar zu gering.
(Während im Vergleich eine Stehwelle, praktisch wie ein ganzflächig angreifender Schlagbohrer auf die Gehäusewände wirkt).

Wird das Chassis unterhalb der Frequenz der tiefsten Stehwelle betrieben,
werden sich per Hand-Sensorik gefühlt, vielleicht dennoch Vibrationen des Gehäuses feststellen lassen.
Diese werden dann axial zum Konus-Chassis liegen.
Und das wäre dann eine Sache von Masse-Reaktionen.
Auch könnte das Chassis Korb-Resonanzen aufweisen, die an das Gehäuse übertragen werden.

Oberton-Spektrum einer Gehäusewand


Wenn man einen Ton erzeugt, so ist dieser meist nie auf seine Frequenz beschränkt.
Sondern: der Ton führt mit verminderter Amplitude, auch sog. Oberschwingungen mit sich.
Die Tonlagen dieser Oberschwingungen sind teils harmonisch zum Grundton, teils auch disonant.


Mit Blick auf die Problematik von Wandvibrationen durch stehende Wellen ist die Frage,
wie es mit parasitären Oberschwingungen von Gehäusevibrationen aussieht.


Unten ist dazu ein Vergleich des sog. Spektrums,
von einer mit 650Hz auf das Gehäuse wirkenden stehenden Welle gemacht.

Dabei einmal verglichen zwischen einem Gehäuse ohne vibrationsbedämpfende Maßnahme.
Und andererseits verglichen mit einem vibrationsbedämpftem Gehäuse.
(Beide Gehäuse sind dabei gefüllt mit Visaton-Schafwolle).
Es wurden jeweils zwei Messpunkte per Körperschallwandler abgenommen, siehe auch Beitext in den Messgrafiken:

Zu oben:

das Gehäuse ohne wandvibrationsdämpfende Maßnahmen liefert bei gleicher Anregung offensichtlich einen höheren Pegel auf der Anregungsfrequenz.
Und dabei offensichtlich auch ein deutlich höher-pegeliges Obertonspektrum.
Ob das Obertonspectrum auch relevant auf den Nutzpegel des Chassis wirkt, ist damit leider nicht beantwortet.
Bevor man im Zweifel ist, sollte man jedoch die Wandvibrationen bedämpfende Maßnahmen vorsehen.



 
 

Wie stark trägt Wandschall zum eigentlichen Chassis-Schall bei ?


Zumindest für die hier verwendete kleine Gehäusegröße kann folgender Versuchsaufbau etwas Klarheit bringen.


Sofern die Fotos unten die Anordnung nicht schon erklären, noch folgende Ergänzungen dazu.

Das Gehäuse für den Wandschall:


- hat keine wandvibrations-bedämpfenden Maßnahmen,
- es hat lediglich eine Füllung mit Visaton-Schafwolle.

- es strahlt in das schirmende Gehäuse ab, das ebenfalls mit Visaton-Schafwolle gefüllt ist.


Der Mic-Abstand zur Staubschutzkalotte, wie auch zur Mitte des Gehäuses für den Wandschall, beträgt gleichsam 10cm.


Messungen unten:

die so in einem Abwasch ermittelbaren Kurven für:

- Wandschall
- Chassis-Schall
- und Chassis-Schall plus Wandschall

Messungen unten:

es ist die Gleiche wie oben, aber als gezoomte Darstellung.
Die Abweichungen im Frequenzgang mit/ohne Wandschall zeigen, dass bei 1.240 Hz durch nur noch 20dB Signalabstand,  ein kleiner Einfluss auf den Chassis-Schall nachzuweisen ist.

Ergänzende Überlegungen zu dem Versuch

Die Messungen oben zeigen ja den Einfluss nur einer Gehäuseseite auf den Chassis-Schall.
Im realen Leben hätte man es jedoch mit dem Schallbeitrag von so 4 Gehäuseseiten zu tun.

Wie sehr die Kurve für den Wandschall (sei er irgendwie hochgerechnet auf ~ 4 Gehäuseseiten) in den Nutzschall des Chassis einstreut, ist schwer zu sagen.

Im Bereich 1.240Hz würde es bei diesem Versuchsaufbau vielleicht schon eng.  
Denn schon 0,2dBSPL mehr oder weniger im hör-empfindlichen Bereich, können den Unterschied zwischen Toll und Aua machen.

 
 
 
 
 

Verursacht der Gehäuse-Schall Klirr?


Dazu wurde wiederum einmal nur der Chassis-Schall gemessen.
Und dann plus dem Wandschall, wie er durch die oben aufgezeigte Messanordnung zugeführt wird.

Zu oben:

Ein bedeutendswerter, auffälliger (nachteiliger) Klirr-Beitrag der Gehäusewand zeigt sich nicht.


Alle Rechte, sowie Änderung und Irrtum, bleiben vorbehalten.

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