[In Planung] 3 Wege Standlautsprecher Redcatt

[Olaf]

Hallo zusammen,

ich plane den Bau von einem Paar Standlautsprechern für das Wohnzimmer. Dies ist mein erstes DIY-Lautsprecher-Projekt und ich möchte hier meine Idee und meinen Plan vorstellen und hoffe auf gute Hinweise und Tipps um Fehler zu vermeiden.

Ich möchte verwenden:
1x Redcatt CX10.01X8
2x REDCATT SW10.8 PC
Aktivmodule mit DSP

Orientieren würde ich mich an der Frequenzweiche von blueplanetacoustic:
https://blueplanetacoustic.de/redcatt-c ... ich-lohnt/

Meine Idee sieht vor die beiden Bsse in einem 90L Bassreflexgehäuse zu platzieren:
Abgestimmt auf 28 Hz mit einem BR-Rohr Rund 10,2 x 27,18 (Laut WinISD)
Darauf steht dann das Gehäuse für den CX10 mit ca 20L.
Meine Vision sieht etwa so aus: https://ibb.co/z6HLmxd

Dabei habe ich noch sehr viele Fragen im Kopf die mir nichtklar sind:
1. Welches Aktivmodul wre hier sinnvoll.
2. Wie stellt man sicher dass beim Coax der Hochtöner nicht überlastet wird:
General specs (LF/HF)
Nominal Diameter: 10in in
Rated Impedance: 8 / 8 Ohm Ohm
Power handling (LF/HF)
AES Power: 250 / 35 Watts Watts
3. Ist es ein Fehler Subwoofer Chassis als Tieftöner zu verwenden?

Wenn ich klarer bin welches Aktivmodul ich brauche kann ich die Abmessungen vom Gehäuse auch berechnen.
Danke für Tipps und Hinweise die mich in der Planung unterstützen können.
Grüße

[Azrael]

Ich möchte verwenden:
1x Redcatt CX10.01X8
2x REDCATT SW10.8 PC
Aktivmodule mit DSP

Orientieren würde ich mich an der Frequenzweiche von blueplanetacoustic:
https://blueplanetacoustic.de/redcatt-c ... ich-lohnt/

1. Welches Aktivmodul wre hier sinnvoll.
2. Wie stellt man sicher dass beim Coax der Hochtöner nicht überlastet wird:

Zuerst zu deiner zweiten Frage: man schützt den Hochtöner wie bei jeder anderen Mehrwegkonstruktion auch durch einen passenden Filter, der vor allem einen Hochpass für den Hochtöner enthalten muss.

Ich weiß nicht, ob ich richtig liege, aber ich schließe aus der Frage, dass dir vielleicht nicht ganz klar ist, dass ein Koax zwei Chassis enthält, die auch jeweils ihre eigenen Anschlüsse haben. Es sind quasi zwei Wege vereint in einem Chassis. Bei den von dir geplanten Boxen handelt es sich also um Dreiwege-Lautsprecher.

Da du Aktivmodule mit DSP verwenden willst, willst du offenbar dem Vorschlag von blueplanetacoustic aus deinem Link folgen, den Koax passiv zu trennen, um dann mit dem DSP eine Über-Alles-Korrektur vorzunehmen.

DIe Trennung zwischen Tieftönern und Koax würde ich empfehlen, vollaktiv auszuführen. Wenn du das so machst, bräuchtest du für jede Box ein zweikanaliges DSP-Verstärkermodul, Hypex Fusion FA122, FA252 und FA 502 (je nach Leistungsbedarf) wären Beispiele für sowas.

Jeweils ein Kanal würde dann die Tieftöner antreiben und einen passenden Tiefpassfilter bieten (mglw. auch einen Hochpassfilter, um die Tieftöner vor allzu großen Hüben unterhalb der BR-Abstimmfrequenz zu schützen, und vielleicht auch etwas Equalizing), der jeweils andere würde den Koax antreiben, einen zum o.g. Tiefpassfilter passenden Hochpassfilter zur Verfügung stellen und halt eine Über-Alles-Entzerrung ermöglichen.

Was mich beim blueplanetacoustic-Artikel etwas stutzig macht, ist, dass gar keine Rede ist von der Box drumherum, insbesondere von den Schallwandmaßen. Denn auch davon hängt ab, wie eine Über-Alles-Korrektur und mglw. auch die Auslegung der passiven Beweichung aussehen sollte.

In jedem Fall empfehle ich Messequipment und die Befassung damit, wie man damit umgeht.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
Ach ja: ich würde empfehlen, deutlich mehr Querschnittfläche für den BR-Port einzuplanen. Ich sehe dazu pro Lautsprechergehäuse meistens so um 1/3 der Gesamtmembranfläche der darin eingebauten Tieftöner vor.

Ein 10-cm-Rohr für jeweils zwei nicht gerade kurzhubige 10-Zoll-Tieftöner - da sind bei etwas höheren Pegeln Strömungsgeräusche und eine eingeschränkte BR-Funktion quasi vorprogrammiert. Nachteil: die Ports werden deutlich länger ausfallen.....vielleicht zu lang? Ich hab's jetzt nicht per Simulation ausprobiert, würde aber mal auf "ja" tippen.

In dem Fall wären Passivmembrane anstatt BR-Ports eine Alternative. Oder geschlossen bauen und per DSP im Tiefbass korrigieren. Letzteres würde aber den erziehlbaren Maximalpegel "untenrum" deutlich reduzieren..

[Jobsti]

Servus,

also den 10er habe ich auch hier, aber ich habe keine Ahnung was BPA hier veranstaltet hat, simuliere ich seine Frequenzweiche,
ergibt sich bei mir Folgendes:

Die Beschaltung für DSP schaut erst mal ok aus (Ohne EQ, den habe ich nicht simuliert), aber diese
trennt viel zu tief mit 1,1 kHz, das dürfte der kleine Treiber nicht lange aushalten, zudem passt die Phase leider nicht.

Habe selbst auch eine passive Beschaltung für das Chassis gemacht, diese schaut so aus:

Beides zeigt eine Simulation, die BPA Variante habe ich nur simuliert.
Meine Variante habe ich auch nachgemessen, entspricht 1:1 der Simu.
Gemessen wurde das Chassis im JL-Sat10 Gehäuse.

[Azrael]

Diese Monsterkerbe bei knapp 5 kHz, ist die unter Winkel auch so monströs? 🤔

Viele Grüße,
Michael

[Jobsti]

Habe mal schnell eine Version für den Betrieb mit DSP, bzw. EQ zusammengeschustert.

Schaltung so einfach wie möglich
XO bei 1600Hz
Zmin 4,9 Ohm (Nominell also eine 6 Ohm Box)
Phase passt gut
Bauteile so einfach und günstig wie möglich.

Passive Beschaltung ohne EQ

Mit EQ

Frequenzweiche:

Passive Schaltung

Bauteile:
- Caps reichen hier 100V aus, bitte MKT oder MKP verwenden
- Spulen 1mm Luft, auch beim Hochtöner.
- L2 ist empfindlich gegenüber hohen R, maximal 0,47 Ohm, je weniger desto besser (je kleiner die Senke bei 2kHz)
Empfehlung: HQR32 oder LU55/140, Minimum jedoch LU44/100


EQ:
EQ | Hz | Q | dB
-|-|-|-
EQ1 | 1000 | 7.1 | -12,0
EQ2 | 1500 | 7.0 | -2,5
EQ3 | 2000 | LS12 | -5,0
EQ4 | 3500 | 2.8 | -5,2
EQ5* | 15500 | 7.0 | +7,0
* EQ5 ist völlig optional und hebt den Superhochton an, mit f-3dB bei 17kHz.

Optionaler EQ5 - Superhochton-Boost

Simulation mit Werten aus Messungen im JL-Sat10 Gehäuse (67Hz / 24L), was ganz gut passt. CB wäre ebenfalls einwandfrei.



Die komplett passive Version wird bei Zeiten noch von mir veröffentlicht.

[Olaf]

Besten Dank für die schnellen Antworten.

Mir ist klar dass es sich bei der Coax Bauweise um 2Wege handelt. Im Kopf klemmt es an dem generellen Punkt dass der HT nominell nur gering belastet werden darf (35Watt AES) Verstärker jedoch mehr Leistung liefern. Die Lösung ist hier der richtige Filter wie ich zwar verstehe aber ich muss mich mit dem ganzen Thema Filter noch besser befassen.

Hypex FA252 sieht ja recht sinnvoll aus, beim FA502 hätte ich etwas Sorge vor Lüftergeräuschen bei geringer Laustärke, oder ist das unberechtigt?

Danke für den Hinweis auf die BR-Öffnung. Bei 2 10er BR-Ports schlgt WinISD eine Länge von 62cm vor.
Ich vermute das Volumen vom BR-Rohr zählt nicht zum Gehäusevolumen und Reduziert also meine 90Liter, bzw ich müsste es größer dimensionieren, richtig?

Von Passivmembranen habe ich noch keine Ahnung kann man die Gleichwertig zu BR-Rohren nutzen? Vermutlich liegt da eine andere Berechnungsmethode zu vor, oder? Auch da muss ich wohl im Vorfeld mehr lernen.

@Jobsti
Danke für deine Simulationen!
Das muss ich erst langsam verstehen, sieht aber gut aus.

Generell nochmal die Frage, ist die Kombination mit den Tieftönern sinnvoll oder keine gute Wahl? Mangels erfahrung fällt es mir nicht leicht die richtigen Chassis anhand der TSP auszuwählen.

Beste Grüße
Olaf

[Jobsti]

Da die Coax problemlos weit genug runterspielen können, kannst du da an Tieftöner ziemlich alles drunter knallen was du möchtest.
Die REDCATT SW10.8 PC sehen dafür doch einwandfrei aus wie ich finde. Den CX kannst du dann auch in CB stecken, das Volumen ist dann auch nur halb so wichtig,
da du eh aktiv trennst.

[Jobsti]

Wer das Ganze noch mal gerne vollaktiv hätte, bittesehr (Q nach Lehrbuch, z.B. Behringer DCX):

Vollaktiv

Settings:
Weg | Gain | Delay | Polung
-|-|-|-
HF | 0dB | 0,25ms (86mm) | Invertiert
LF | 0dB | 0ms | Normal
XO: 1300Hz


Filter LF:
EQ LF | Hz | Q | dB
-|-|-|-
BW | 1900 | 18dB/Okt. |
EQ1 | 1050 | 5.0 | -10,0
EQ2 | 1200 | 7.0 | +6,0
EQ3 | 2600 | 2.0 | -10,0
EQ5* | 15500 | 7.0 | +7,0


Filter HF:
EQ HF | Hz | Q | dB
-|-|-|-
LR | 1600 | 24dB/Okt. |
EQ1 | 1900 | 5.0 | +5,0
EQ2 | 3300 | 2.0 | -10,0
EQ3 | 1680 | Q 10.0 | -2,5
EQ4 | 4500 | LS12 | -8,0
EQ5* | 15550 | 8.0 | +5,5
* Optional

[Azrael]

Im Kopf klemmt es an dem generellen Punkt dass der HT nominell nur gering belastet werden darf (35Watt AES) Verstärker jedoch mehr Leistung liefern.

Ich habe mal nichtsahnend versucht einen Kompressionstreiber mit einem Watt akustisch zu vermessen. Womöglich nur, weil ich schnell genug den Stop-Button angeklickt habe, ist mir kein Blut aus den Ohren gelaufen: es war einfach unfassbar laut.

So etwas muss eh' zu weiten Teilen im Pegel abgesenkt werden, um zum darunter liegenden Weg zu passen. Ich denke nicht, dass man sich da groß Sorgen machen muss.

Als Tip sei dir an dieser Stelle gegeben, bei solchen ohnehin ja anstehenden Messungen immer einen Gehörschutz zu tragen. Ich mache das seither immer.

Ich vermute das Volumen vom BR-Rohr zählt nicht zum Gehäusevolumen und Reduziert also meine 90Liter, bzw ich müsste es größer dimensionieren, richtig?

Ja, das ist richtig.

Von Passivmembranen habe ich noch keine Ahnung kann man die Gleichwertig zu BR-Rohren nutzen? Vermutlich liegt da eine andere Berechnungsmethode zu vor, oder?

Naja, ich würde halt ein Simulationsprogramm benutzen. WinISD kann das, VituixCAD auch. Man sollte dabei auch unbedingt den Hub der PMs im Auge behalten: als Faustregel sollte man im Hinterkopf behalten, dass PMs mindestens (!) doppelt soviel Verschiebevolumen haben sollten, wie der aktive Treiber.

Und ja, auch bei der Verwendung von PMs statt Ports handelt es sich immer noch um das BR-Prinzip. Einziger Unterschied: BR-Boxen mit PMs fallen untenrum etwas steiler ab, als solche mit Ports.

Ich würde auf jeden Fall auch nachmessen (da gibt's verschiedene Methoden), ob du deine gewünschte Abstimmfrequenz auch "getroffen" hast. Ich mache das immer an Prototypen aus eher günstigem Material.

Generell nochmal die Frage, ist die Kombination mit den Tieftönern sinnvoll oder keine gute Wahl? Mangels erfahrung fällt es mir nicht leicht die richtigen Chassis anhand der TSP auszuwählen.

Ich denke wie @Jobsti, dass man den Koax tief genug trennen kann, so dass das für die von dir gewählten Tieftöner überhaupt kein Problem sein sollte.

Ach ja, ist vielleicht ein bisschen untergegangen: @Jobsti:

Diese Monsterkerbe bei knapp 5 kHz, ist die unter Winkel auch so monströs? 🤔

Viele Grüße,
Michael

[MaV3RiX]

Auch übel was das für fiese Filter braucht. Da merkt man schon die Unterschiede zu hochwertigen Chassis. Wobei Coax ja nie so wirklich geil ist.

[Jobsti]

Diese Monsterkerbe bei knapp 5 kHz, ist die unter Winkel auch so monströs?

Winkel habe ich noch gar nicht gemessen

Im Kopf klemmt es an dem generellen Punkt dass der HT nominell nur gering belastet werden darf (35Watt AES) Verstärker jedoch mehr Leistung liefern.

Kein Problem bei einer passiven Beschaltung.
PI*Daumen kann man sagen: Gesamtleistung/10 Oktaven, eher aber 8 in der Praxis.

Rechnung #1

Beispiel 300W /9 = 34W pro Oktave
14W 20-50
34W 50-100
34W 100-200
34W 200-400
34W 400-800
34W 800-1600
34W 1600-3200
34W 3200-6400
34W 6400-12800
14W 12800-20000

Unser Hochtöner läuft nun, sagen wir ab 2kHz = Fett markiert = circa 116W (Tieftöner dann 190W).
Unser Hochtöner ist aber gute 9dB lauter als der TMT, also bekommt dieser nur 1/8 Leistung,
der Rest fällt an der Schaltung ab, entspräche dann 15W am Hochtöner.


Rechnung #2

Wir können aber auch anhand dem SPL rechnen:
TMT 250W rms - 96dB 1W/1m
HF 50W rms - 105dB 1W/1m

MaxSPL vom TMT ist 120dB
MaxSPL vom HF ist 122dB.
Somit reicht der HF aus, bzw. hat sogar noch 2dB Headroom.
50W -2dB = 31W Belastung, bissel Crest dazu = ~16W als Minimum.


__________________________________________________


So die graue Theorie, aber wir haben ja Musiksignal, also 1/f.
Das heißt 3dB/Okt. Pegelverlust zu hohen Frequenzen hin.

Hierfür habe ich mir mal eine Tabelle zum berechnen gebaut:

Rechnung #3

Leistungsverteilung 300W

Hier sehen wir nun folgendes:
- Die Frequenzbereiche, unterteilt in Oktaven, als Standard-Set, als auch ISO 266.
- Die Aufteilung der Leistung (hier 300W) in die üblichen 10 Oktaven
- Darunter die praxisgerechte Aufteilung mit Berücksichtigung von 1/f. (Musiksignal)

Unten können wir nun beides, je nach Chassis/Frequenzbereiche ablesen.
In unserem Fall nehmen wir die 2te Spalte.
Üblich berechnet kämen wir auf 116W für den Hochtöner, unter 1/f-Berücksichtigung jedoch nur magere 4,4 Watt, dies erscheint etwas wenig.


__________________________________________________


Was in der Praxis recht gut hinkommen sollte zur groben Orientierung, ist die Leistungsverteilung mit 1/f ab 1kHz.
Wir beachten hier dunkelblau "1/f ab 1kHz"

Rechnung #4

Leistungsverteilung ab 1khz

Hier lesen wir für den Hochtöner grob 24W ab.


__________________________________________________



Simulation:

Zum Vergleich schauen wir uns nun mal den 10CX in der Simulation an, belastet mit 300W an 8 Ohm,
abgelesen mit PN ab 1kHz und 6dB Crest per VCAD

HF hat im Schnitt 105dB (110-100dB), LF 95-96dB.

Simulation passiv: Max 12W
Simulation aktiv: Max 14W


Nehmen wir nun 3dB Crest, liegen wir beim Doppelten, also:

Simulation passiv: Max 24W
Simulation aktiv: Max 28W

Simulation 2-Wege passiv - 3dB Crest 1/f

Schnappen wir uns mal das LF-Sat12, was ähnlich ausschaut,
also 250W + 20W Hochtöner. 96dB + 105dB.
Und schauen in die Simulation, fallen die Werte völlig anders aus.

Simulation 6dB Crest: Max 4W
Simulation 3dB Crest: Max 8W

Simu vom LF-Sat12 Hochtöner - 6dB Crest 1/f

Warum?
Der Hochtöner ist hier auch bei ca 1600Hz akustisch angekoppelt, fällt aber viel flacher ab,
der Rolloff beginnt bereits bei 3kHz.
Schauen wir nun in meine Leistungsverteilung, kommt das recht gut hin, diese sagt: 11W. Geht also etwas auf "Nummer-Sicher".
Rechnung #1 zeigt 84W, bzw. mit Pegelreduktion 10W.

__________________________________________________


Die Wahrheit liegt bei den Pi*Daumen-Methoden irgendwo dazwischen, da stark von Musikmaterial, als auch dessen Crestfaktor/Kompression abhängig,
ebenfalls spielen die Lautsprecher nicht linear, siehe diverse Höchtöner, die im Einsatzbereich ganze 10dB Differenz aufweisen,
als auch die Impedanz stark schwankt.
Unsere Beschaltung macht ebenfalls extrem viel aus.

Ich persönlich mag hier meine alternative Rechnung nach MaxSPL, am Ende müssen wir sowieso die Verzerrungen messen,
daraus ergibt sich dann ja, ob der Hochtöner ausreicht oder nicht



Fazit:
Man kann viele Wege zur groben Bestimmung gehen.
Über den Daumen ist Rechnung #1 ein guter Anhaltspunkt und für "Nummer-Sicher" nimmt man diese Leistung einfach x2.
Mit Rechnung #2 landet man sogar noch eher etwas sicherer.

Sinnvolle Wege:
Grob: Rechnung #1 (Leistung pro Oktave)
Grob mit Headroom: Rechnung #2 (Per MaxSPL)
Genauer: Meine XLS benutzen
Ganz genau: Simulieren

[Azrael]

Ich weiß nicht, wie du das gemacht hast, aber dieses Zitat:

Im Kopf klemmt es an dem generellen Punkt dass der HT nominell nur gering belastet werden darf (35Watt AES) Verstärker jedoch mehr Leistung liefern.

stammt nicht von mir, wie es in deinem vorigen Post den Anschein hat, sondern vom TE.

Mir ist das im Groben schon klar, siehe hier:

Im Kopf klemmt es an dem generellen Punkt dass der HT nominell nur gering belastet werden darf (35Watt AES) Verstärker jedoch mehr Leistung liefern.

Ich habe mal nichtsahnend versucht einen Kompressionstreiber mit einem Watt akustisch zu vermessen. Womöglich nur, weil ich schnell genug den Stop-Button angeklickt habe, ist mir kein Blut aus den Ohren gelaufen: es war einfach unfassbar laut.

So etwas muss eh' zu weiten Teilen im Pegel abgesenkt werden, um zum darunter liegenden Weg zu passen. Ich denke nicht, dass man sich da groß Sorgen machen muss.

Viele Grüße,
Michael

[Jobsti]

Ich hab's nur aus deinem Beitrag zitiert, deswegen steht dein Name dort
Ich änder's mal

[pysos]

Als Hochtonschutz in Passivweichen empfiehlt sich ein entsprechend dimonsionierter PTC als Thermoschutz.
Für den Fall von synthetisch erzeugten Sinustönen oder extremen Feedbacks.

LG