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TSP ermitteln - Erklärungen, Hilfen und Praxis

Verfasst: 19. Aug 2026 15:18
von Jobsti
Es tauchen immer Fragen zum Thema TSP-Ermittlung auf,
somit möchte ich euch hier mal einen vollständigen Überblick geben.

Ebenfalls soll das Thema der Diskussion dienen, Fragen, Ergänzungen und Erfahrungen (und Korrekturen, falls ich mich irgendwo verhaspele)



Allgemeines zum Thema TSP:
Eigentlich gibt's für die Ermittlung der TSP Normen (IEC 60268-5/ DIN EN 60268-5),
schade daran ist nur, dass die Hersteller idR. keine Infos zu den Messmethoden (eher Rahmenbedingungen) in ihren Datenblättern angeben,
oder nur super spärlich, oder sich eben nicht 100% daran halten, das kann die Parameter massiv beeinflussen.
Beispiele:
- Man kann Re mit dem Multimeter, besser LCR-Messbrücke, aber auch von seinem TSP-Messprogramm ermitteln lassen.
- Die Einbaulage des Chassis
- Die verwendeten Ermittlungsmethode
- Signalart & Spannung
- Einspielzeit etc.



TSP-Ermittlungsmethoden:

- Die einfachste Methode ist hier Added-Mass-Methode
Sd bestimmen (Mitte Sicke zu Mitte Sicke) und evtl. Re via externem Messgerät genau ermitteln.
Chassis Free-Air messen, Zusatzgewicht haargenau bestimmen und anbringen, damit nochmals in genau gleicher Position messen.


- Die Alternative wäre Closed-Box-Methode
Chassis wird free-air gemessen, danach in einer Box mit genau bestimmten Volumen (Vb).
Die Einbaulage muss bei beiden Messungen identisch sein, praxisnah ist hier die vertikale Messposition.
Hier ist die 100%ige Volumenbestimmung je nach Chassis aber nicht ganz einfach, zudem muss das Gehäuse 100%ig dicht sein, damit die Ergebnisse nicht verfälscht werden.
Problem: Wir benötigen unterschiedliche Volumen, je nach Chassis, eine Box für alles ergibt keine sauberen Ergebnisse. (Stichwort: Frequenz-Shift)
Ebenfalls darf das Gehäuse absolut keine Dämpfenden Materialen beinhalten.
Je nach Gehäusegröße können Reflexionen/Stehwellen auftreten, die uns dann entsprechend die Messungen versauen,
vor allem für das Lossy Inductor Modell auch (eigentlich) völlig ungeeignet.
Vorteil: Wir beeinflussen nicht die Lage vom Konus durch ein Zusatzgewicht.


- Gute Alternative: Fixed-Mass-Methode
Hier muss Mms vorher bekannt sein, dann benötigt es nur noch eine weitere Free-Air-Messung.
Mms kann man auch ganz gut berechnen, wenn man ein Reconekit zur Hand hat, hier hat man zumindest schon mal Mmd,
in je mehr Einzelteilen das Kit kommt, desto genauer kann man entsprechend Mms bestimmen.
(Spider und Sicke rechnet man hier grob zu je 50% ein, dazu kommt noch etwas Kleber und zum Schluss die Luftlast)
Nachteil: Es gibt keine weiteren Kontrollen, da nur Einzelmessung, weicht Mms ab, werden auch alle anderen Werte davon mit-beeinflusst. Und gerade Mms hat idR. gut Serienstreuung.
Die Methode ist vor allem für flottes QC (Produktion) sehr interessant.




Die Signalart:

- Wideband Noise ist besser für Kleinsignal (Ich nutze hier Periodisches PN)
- Stepped Sine besser für Großsignal

Hinweise zum Rauschen:
- Pink Noise: Zufälliges Rauschen. Benötigt Windowing und viele Mittelungen (Averages).
- PN Pink Noise: Periodisches Rauschen. Passt mathematisch perfekt exakt in das jeweilige Software-Messfenster.
Ergibt sofort (schon ab 1-3 Averages) eine absolut glatte und fehlerfreie Impedanzkurve.


Hinweise zum Großsignal:
- Großsignal, also mit hohen Spannungen, ermitteln wir gerne diverse Parameter und Eigenschaften
vom Praxisbetrieb.
Z.B. Wie sich Antrieb, Aufhängung, Thermik und alle weiteren Parameter unter Last Verhalten.
Wichtig hierbei: Um den Hub vollstens symmetrisch zu halten, sollte hier immer die vertikale Messlage gewählt werden.

Großsignalparameter simuliert
Großsignalparameter simuliert


Die Signalspannung:

Hier sagen:
- AES2-2012: 0,1V (So klein um Verzerrungen auszuschließen, oft reicht dies als Anregungsspannung aber nicht aus)
- SB Acoustics: 1,0V (Weicht zwar von der Kleinsignallehre ab, wird aber praxisgerechter. fs sinkt leicht)
- Richard Small/Jobsti: So hoch, wie noch sauberes Messsignal (aber noch Kleinsignal. Der goldene Mittelweg)
Das Signal muss so hoch sein, dass der Signal-Rausch-Abstand (SNR) perfekt ist, aber noch so niedrig, dass die Aufhängung im absolut linearen Bereich arbeitet.

Praxistipp:
Bei potenten PA-Pappen mit harten Einspannungen muss man die Spannung oftmals höher ansetzen als bei sehr weich aufgehängten HiFi-Chassis, damit die Software überhaupt eine saubere Impedanzspitze ohne Zappler ausgibt.



Thema Einwobbeln:

- AES2-2012: Mehrere Minuten (Ungenau)
- SB Acoustics: 10 Minuten, 0,8*fs, Pegel = Circa Xmax. (Super praxisnaher Ansatz)
- Vance Dickason: Braucht man nur für Erkennung von Defekten. (Das galt vielleicht ganz früher mal)
- Jobsti: 15-30 Minuten, 0,7*fs. Pegel bis Lineares Xmax. (Wenn zu laut, dann niedrigere Frequenz, dafür länger)

Praxistipp:
Bei hochmodernen, extrem progressiv eingespannten Chassis (Wie einige der bekannten NLWs)
sollte man die Zeit auf 1-2h erhöhen. Mehr schaden nicht, nach eigener Erfahrung reicht das aber aus.
Hier gilt wieder: Wird es zu laut, dann weniger Spannung geben, oder Frequenz tiefer ansetzen, dafür die Zeit erhöhen.



Chassis-Einbaulage:

- Vertikale Messposition:
Je schwerer die Zusatzmasse, desto niedriger Qms, Rms höher.
Bevorzugt bei extrem weichen Einspannungen vor allem mit geringer Zusatzmasse.
Hier sollte zwingend PN genutzt werden, kein Sweep, da PN die Messung stabilisiert, Sweep/Sine neigt hier dagegen zum Taumeln.
Problem an dieser Methode: Je schwerer die Masse, desto eher gerät die Membran in Schräglage.
Bei modernen PA-Chassis zwingend einen manuellen Hubcheck machen, ob was kratzt!
Ich bevorzuge primär diese Methode.

- Horizontale Messposition:
Je schwerer die Zusatzmasse, desto niedriger Vas, BL verschiebt sich.
Bevorzugt bei harten Einspannungen (und super engem Luftspalt) mit viel Zusatzmasse.
Nachteile bei: Viel Zusatzmasse, hoher Signalspannung, sehr weichen Einspannungen und Chassis mit wenig Xlin.
Problem an dieser Methode: Die Membran wird nach unten gedrückt, auch ohne Zusatzmasse, je mehr Masse, desto weiter gerät die VC aus ihrer Nulllage hinaus. (Für Großsignalparameter in Gänze ungeeignet)


Praxistipp:
Bei viel Zusatzmasse muss man abwägen ob Horizontal oder Vertikal die bessere Wahl ist.
Erst untersuchen ob die Membran vertikal in Schräglage gerät, dann abwägen ob die Nulllagenverschiebung in Horizontaler Position das kleinere Übel darstellt.
Unbedingt vermeiden sollte man es, das Chassis beim Messen auf den Tisch zu legen, das gibt unnötige Reflexionen, versperrt ggf. die Polkernöffnung, als auch vibriert es.
Wichtig: Je fester und schwingungsfreier die Einspannung (und Reflexionsfrei), desto besser.

Vergleich Einspannung: Vertikal (pink) & Horizontal am Tisch (blau)
Vergleich Einspannung: Vertikal (pink) & Horizontal am Tisch (blau)


Gewicht bei Added-Mass-Methode:

- Diverse Handbücher: 10% von mms. (oft zu wenig)
- ARTA: Resonanzverschiebung sollte 30-50% betragen
- Jobsti: Resonanzverschiebung 30-70%, je nach Chassis.

Praxistipps:
-Minimum 30% Shift bei kleinen Chassis, je potenter die Pappe (viel Bxl, geringes Cms), desto mehr Shift für gute Ergebnisse.
- Je weicher die Einspannung, desto geringer sollte man den Shift anpeilen, da das Gewicht zu schwer werden könnte.



Welche Zusatzmasse und wie anbringen?

Ich nutze hier gerne Knet- & Dichtkit aus dem KFZ- oder Sanitärbereich.
Mein derzeitiger Favorit ist Teroson RB IX, mit folgenden Eigenschaften:
- Lebenslange Knetbarkeit
- Kein Schrumpfen, da keine Lösungsmittel enthalten
- Zerstörungsfreie Demontage

Für die finale Messung nehme ich mir die entsprechende Menge und rolle die Zusatzmasse als Wurst.
Danach wird sie als Kringel in Dustcapgröße genau um diese angebracht und kann bei Bedarf (noch besserer Halt) auch richtig breitflächig angepresst werden.
IdR. kann man die Wurst dann wieder völlig rückstandslos entfernen und zurück in den Topf ;)

Warum als Kringel um die Dustcap?
- Sauber gerollt, verteilen wir die Masse also möglichst gleichmäßig in der Mitte, somit identische mechanische Belastung.
- Um die Dustcap gepresst, sitzt es quasi genau über der Schwingspule, genau dort wo die Kraft eingeleitet wird,
dies minimiert das Risiko, dass die Membran selbst durch das Gewicht lokal verformt wird, was bei weichen Membranen sonst schnell passieren kann.
- Die Masse "klebt" zudem sehr gut und breitflächig an der Membran (und Dustcap), so dass dieses Zusatzgewicht nicht wackeln/schlabbern kann
und somit keine ungenaue Messergebnisse (zackelig) durch z.B. Eigenresonanz liefert.



Weitere Funktionen:

- Levenberg-Marquardt least-squares error minimization, kurz LSE.
(Sollte man immer nutzen! Glättet quasi zackige Kurven = Genauere Ergebnisse)
- Lossy Inductor Model, samt dessen Art.
(Interessant für Simulationen per Ersatzschaltbild, je nach Simu-Software. Kann idR. aus bleiben zur TSP-Ermittlung)

Erklärung:
- Le+L2||R2 - Standard Wright-Modell, für übliche Chassis samt 2-Wege Simulationen
- Le+L2||R2+L3||R3 - Erweitertes Klippel/Wright-Modell, präzises, reines Ersatzschaltbild, sinnvoll bei potenten Chassis, vor allem mit Demodulationsringen.
- Le+L2||R2||K - Semi-Induktives Modell nach Wright mit Frequenz-Exponent, vor allem für Breitbänder gut, die im HF sehr wellig werden.
- "LIM" Aus: Für übliche TSP Ermittlung im Bassbereich.



Temperatur:

Hier gilt eigentlich immer: alles bei 20°.
Die Frage ist hier aber, wie praxistauglich das ist, selbiges gilt für die Messspannung.
Da wir idR. mit den Herstellerdatenblättern vergleichen wollen, oder zumindest üblichen "Standard-Daten" ermitteln möchten,
halten wir uns erst mal an die gegebenen Temperaturen und Spannungen.

Abweichende Bedingungen können wir für unsere eigene Praxis/Einsatz natürlich problemlos schaffen,
z.B.:
- Wir erwärmen das Chassis etwas, was gerade im PA-Alltag mehr der Praxis entspricht.
Hierzu wobbeln wir mit einer festen Spannung 5 Minuten ein -> Messen, bringen zügig die Zusatzmasse an und wobbeln nochmals einen kleinen Moment -> 2te Messung.
- Ebenfalls können wir auch die Spannung etwas erhöhen, denn wer betreibt seine PA-Box schon mit 1-2V? ;-)



Meine Praxis:

Ich persönlich gebe immer alle Infos zu meinen Messungen mit an.

IdR. Gehe ich wie folgt vor:

- Gewicht der Zusatzmasse grob geschätzt auf um die 50-200% von Mms, Bis Shift 30-60% erreicht werden (ich peile immer erst mal 40% an, oftmals gleiche ich 2-3 Messungen mit verschiedenen Shifts ab)
- Genaue Ermittlung der Zusatzmasse
- Spannung: Nach R. Small
- Einwobbeln: Wie oben beschrieben (15-30m bei 0,7*fs bis Xlin)
- Signal: Im Regelfall PN
- LSE-Min: On
- Lossy Inductor: Off
- Re: Per TSP-Software, messe aber per TRMS-Multimeter nochmals nach. (Bei unschlüssigen Werten: Ich messe zusätzlich via LCR oder Milliohmmeter nochmals und nutze die vom externen Messgerät statt die Errechneten.)
- Sd: Wird von Mitte-Sicke zu Mitte-Sicke ermittelt. (Je kleiner das Chassis, desto genauer)

Die Zusatzmasse wird per kalibrierter Feinwaage auf 0,1g genau bestimmt.
Software ist haargenau kalibriert und alle Zuleitungen werden kompensiert (genau auf <0,01 Ohm)


Wichtig:
Nach dem Einwobbeln muss das Chassis erst mal ein paar Std. abkühlen.
Dann messe nicht im ganz kalten Zustand, sondern wobble nochmal nach Gefühlt etwas,
sprich ich messe mit ganz leicht erhöhter VC Temperatur, da praxistauglicher (ca. 30-40°, also Betriebstemperatur)
Die erste Messung (ohne Zusatzmasse) wird dabei als letzter Schritt zum Abgleich nochmals wiederholt.


Zum Schluss und Abgleich:
Ein Vergleich zwischen Simulation mit selbst ermittelten TSP und der Messung der Simulierten Box (WinISD), mache ich ebenfalls des Öfteren,

Hier sieht man auch, dass oberhalb 100Hz dann Simulationen ungenau werden, da hier z.B. der Bafflestep mit einspielt und auch die TSPs langsam ihre Gültigkeit verlieren, hier greifen dann die akustischen Messungen.
Wir erkennen an der Messung zudem noch den realen Pegel im Vollraum (Einfache Simulationsprogramme simulieren im Regelfall im Halbraum, und ohne Schallwand).
Auch erkennen wir unter anderem die Portresonanzen. Diese kann man im Vorfeld zwar grob simulieren, aber erst in der Messung aussagekräftig bewerten oder sogar via Nahfeldmessung haargenau untersuchen.


Praxistipp zur Fehlerkontrolle:
Messungen mit verschiedenen Shifts wiederholen.

Wenn sich im kleinen, optimalen Bereich, sagen wir bei 35%, 45% und 55% so viel in den Parametern ändert,
dass eine Gehäusesimulation sich nicht weitestgehend identisch verhält, dann muss man auf Fehlersuche gehen.
Der Fehler steckt dann oft im Messsystem (Kalibrierung, Übergangswiderstände, Zuleitungen, Spannung, oder ungenaue Vorabdaten),
oder aber im Messaufbau (Vibrationen, Chassis am Tisch, lockere Einspannung, Masse nicht ordentlich befestigt etc. Musik im Hintergrund an oder tiefe Geräusche durch Baustellen vorhanden)

12-280A. Datenblatt vs. Eigene TSP im Vgl. zur GPM Messung
12-280A. Datenblatt vs. Eigene TSP im Vgl. zur GPM Messung



Das war's für's Erste.

Re: TSP ermitteln - Erklärungen, Hilfen und Praxis

Verfasst: 19. Aug 2026 16:42
von Jobsti
Update:

Neue Abschnitte eingefügt:
- "Welche Zusatzmasse und wie anbringen?"
- "Praxistipp zur Fehlerkontrolle:"