Die Simulation mit WinIsd

 

Ein Beispiel wird uns jetzt ein bisschen durch die Simulation führen. Denn jetzt ist ein neues Problem dazugekommen: Der Umgang mit dem Simulationsprogramm. Als erstes werde ich ein Beispiel mit WinIsd Alpha Version 0.50a7 machen.
Es soll um einen mobilen Lautsprecher gehen, der nicht all zu groß ist. Als Maximum sind die Außenmaße 300mm x 200mm x 400mm gegeben. Gerne darf es auch weniger sein. Als groben Anhaltspunkt für Materialstärke nehmen wir mal 16mm. Alles was sonst noch Luft wegnimmt hat ein Volumen von c.a 2L. Wir haben also ein Luftvolumen von 14,5l zur Verfügung (Weil die Frage so oft kommt: Liter sind Dezimeter³. Also müsst ihr alle Maße als erstes auf 10cm Schritte umrechnen → 2,68dm*1,68dm*3,68dm= 16,5Liter). Es soll ein Stereo Projekt werden, also hat jedes Chassis 7,25L zur Verfügung (auch wenn keine Trennwand dazwischen ist).
Als Chassis haben wir unter anderem den Tangband W4-655 herausgesucht. Da der nicht in der Datenbank von WinIsd enthalten ist, müssen wir ihn eingeben. Man klickt im Hauptfenster auf New Project → New.
In das erscheinende Fenster gibt man folgende Daten ein:

 

 

Als nächstes klickt man auf den Reiter Parameters, in dem man die Werte in beliebiger Reihenfolge eingibt, bis ein blaues Feld auftaucht.
Die Thiele Small Paramerter stehen in einem festen Zusammenhang. So kann man z.B aus Qes und Qms, den Qts Wert berechnen. Wenn jetzt errechnet wird, das der Wert 3,19 ist, man aber 3,2 eingibt, weiß WinIsd nicht welchen Wert es nehmen soll. Beim Speichern wird dann ein Fehler auftauchen. Deshalb blaue Felder niemals nie überschreiben. Hier ein Bild vom ersten auftauchenden blauen Feld. Wenn ihr aus dem Feld raus klickt wird der richtige Wert dastehen.

 

 

Jetzt gebt ihr nacheinander alle Felder ein. Am Ende sollte das so aussehen:

 

 

Werte die ihr nicht kennt, lasst ihr unausgefüllt.
Wir speichern das Chassis unter: C:\Programme (x86)\Linearteam\WinIsd Pro\Drivers (zumindest bei mir in Windows 7, 64bit)
Das Fenster können wir schließen und wieder auf New Project klicken. Jetzt ist der Tangband auch in der Liste enthalten. Anschließend klicken wir auf Next.
Bei Driver Usage wählen wir zwei Chassis aus.
Bei Boxtype müssen wir getrennt durchprobieren was am besten ist. Für Breitbänder kommt nur Vented und Closed in Frage.
Bei Choose Alignment ist es erst mal egal was wir auswählen. Je nach Einstellung berechnet WinIsd ein anderes „optimales“ Gehäuse (z.B optimal für tiefen Bass, oder optimal für Kickbass). Da wir aber sowieso an den Werten rumspielen werden, ist es egal was wir auswählen.
Mit Finish erhalten wir auch schon den ersten Graphen. Im erschienenen Fenster wechseln wir direkt auf den Reiter Box.

 

 

Momentan ist der Graph also für ein Volumen von 4,83L (für beide Chassis) bei einer Tuningfrequenz/Abstimmfrequenz von knapp 70Hz. Jetzt ändern wir die Werte mal ein bisschen. Ich bin jetzt in einer schnellen Simulation bei 10L und 68Hz Tuningfrequenz gelandet. Hier das Ergebnis:

 

 

Der Graph fällt einigermaßen gleichmäßig und hat einen -3db Punkt bei 70Hz. Das ist für einen 4“ in 5l (Zwei 4“ in 10L) gar nicht schlecht. Die Stufe ist nicht ganz so schön, allerdings ist es nur eine Absenkung um 2db, das ist noch gerade so Ok.

Jetzt taucht die Frage auf, wie ein guter Graph aussieht. Auch dazu hab ich schnell mal ein paar Beispiele gemacht, allerdings mit einem Tangband W3-926S.

 

 

Die weißen Kurven sind optimal. Die untere entspricht eher der Lehrbuchabstimmung. Möglichst lange gerade, dann abfallend (es wird von rechts nach links gelesen). Für mobile Zwecke ist aber eine Abstimmung mit etwas mehr Kickbass gar nicht so falsch. Ein Buckel mit bis zu +3db zwischen 50Hz und 100Hz ist da gut. Der sollte allerdings möglichst breit sein. Der Graph sollte erst unter 200Hz anfangen zu steigen, sonst klingt es zu aufdringlich.
Die rosanen Kurven sind aus einer zu hohen bzw. zu niedrigen Abstimmfrequenz entstanden.
Die hellblaue Kurve entsteht bei einem zu großen Volumen. So eine Kurve entsteht auch oft wenn der Qts Wert zu hoch für Bassreflex ist. Dann muss man auf geschlossen umsteigen.
Die orangene entsteht bei einem zu kleinen Volumen. Wenn das Volumen allerdings so Vorgabe ist, hat man keine Wahl. Allerdings lohnt sich dann oft Geschlossen wegen der Einfachheit mehr.

Zurück zu unserem Beispiel mit dem W4-655.
Wenn wir jetzt unser optimales Gehäuse gefunden haben, müssen wir schauen wie das Bassreflexrohr dafür ausgelegt ein muss. Die Abstimmfrequenz ergibt sich nur aus Volumen, Rohrquerschnitt und Länge (dh ist nicht Abhängig vom Chassis). Es kann auch ein Rechteckiger Kanal verwendet werden.
Als erstes sucht man sich einen groben Anhaltspunkt für den Querschnitt. Es wird 10% bis 20% der Membranfläche empfohlen.
Ein Chassis hat eine Effektive Membranfläche von 57cm² (falls wir den Wert nicht kennen, klicken wir nochmal auf New Project und dann auf Show Driver Parameters. Die Membranfläche ist der Wert Sd.
Der Kanal muss also einen Querschnitt zwischen 11,4cm² und 22,8cm² haben. Wir nehmen mal die goldene Mitte 15cm².
Auf ein Rohr umgerechnet sind das 2,2cm= Wurzel(15cm²/Pi) Radius. Also 4,4cm Durchmesser. Da so ein Rohr recht schwer zu finden sein wird, nehmen wir 4,5cm.
Bei Vent length ist jetzt die Länge angegeben, die man braucht um bei dem gegebenen Querschnitt und Volumen die eingegebene Abstimmfrequenz zu erreichen. In unserem Fall 7cm.
Es kann passieren, dass das Rohr zu lang wird, dann muss man der Querschnitt verringern. Allerdings können dann Strömungsgeräusche entstehen. Bei einem 4,5cm Rohr wäre z.B 50cm zu lang.
Wenn man auf den Kreis bei Shape klickt, kann man zu einem Rechteckquerschnitt wechseln.

Wenn wir zwei Rohre wollen, wählen wir bei Number Zwei aus. Ein Rohr braucht dann allerdings nur noch die halbe Querschnittsfläche.

Die Position vom Rohr im Gehäuse ist übrigens nahezu egal. Die Box sollte halt nur nicht auf der Öffnung stehen, aber das ist ja klar.

Bei EQ/Filter können wir noch Frequenzweichen einstellen. Das ist für ein 2.1 System sehr hilfreich. Bei einem Subwoofer müssen immer Trennfrequenzen mit simuliert werden, da die einen sehr großen Einfluss auf den Frequenzgang haben können. Darauf möchte ich hier aber nicht mehr eingehen (genauso wie auf viel viel mehr in WinIsd).

Das wars auch erst mal schon zu WinIsd.