Übersicht der Audio Footer Designs

Übersicht der Audio Footer Designs

Streuschwingungen von Lautsprechern können sich durch den Kontakt mit dem Boden direkt auf die Oberflächen des Raumes übertragen. Dies führt dazu, dass die Oberflächen des Raumes diese Schwingungen als hörbaren Lärm abstrahlen, was das Musikhörvergnügen beeinträchtigen kann. Das Problem wird durch die große Oberfläche des Raumes, die den Schall mit einem hohen Wirkungsgrad abstrahlt, noch verschärft. Niederfrequente Schwingungen sind die schlimmsten Übeltäter, da sie sich mit geringer Impedanz durch die Struktur des Raumes ausbreiten können.

 

Selbst mit einer einfachen Schwingungsisolierung lassen sich diese schädlichen Auswirkungen von Körperschall abmildern. Wenn Sie schwingungsisolierende Audiofüße unter die Lautsprecher stellen, verringern Sie die Nachhallzeit, die Artefakte des Schwingungsabfalls und die Verzerrungen bei einigen Frequenzen[1]. Ähnliche positive Auswirkungen hat die Isolierung der Audioelektronik von Vibrationen. Das Ausmaß dieser Vorteile kann zwischen den verschiedenen Audiofooter-Designs stark variieren.

Messung der Schwingungsisolierung

Wir haben versucht, die Vibrationsisolierung verschiedener beliebter Audio-Fußleisten zu messen. Anschließend haben wir unsere Carbide Base Fußböden nach den gleichen Kriterien zum Vergleich. Die Schwingungsisolierung wurde für jeden Audiofooter in horizontaler und vertikaler Richtung gemessen. Drei verschiedene Vibrationsquellen wurden verwendet, um Vibrationen zu erzeugen: ein elektromagnetischer Vibrationstisch, ein Subwoofer und ein 2-Wege-Lautsprecher. In jedem Experiment wurden vier Audiofüße auf die Vibrationsquelle gelegt und dann eine Aluminiumplatte auf die Audiofüße gelegt. An die Aluminiumplatte wurden Gewichte geschraubt, um die Masse eines Lautsprechers oder eines Audiogeräts mit einer Gesamtmasse von etwa 32 kg (70 lbs) zu simulieren. Die piezoelektrischen Beschleunigungssensoren ACH-01 von Measurement Specialties wurden dann mit doppelseitigem Klebeband an der Platte befestigt, um die Beschleunigung in horizontaler und vertikaler Richtung zu messen. Die Beschleunigungssensoren werden wiederum in Verstärker eingespeist, die für ihre jeweiligen Sensoren kalibriert sind.

Elektromagnetischer Vibrationstisch

Für die erste Reihe von Messungen wurde ein elektromagnetischer Vibrationstisch verwendet. Der Tisch wurde digital gesteuert, um die Schwingungsamplitude und -frequenz der Tischoberfläche präzise zu modulieren. Um die Schwingungsamplitude des Tisches zu bestimmen, wurde ein Beschleunigungssensor am Tisch angebracht und dann ein Multimeter verwendet, um den Ausgang des Sensorverstärkers zu messen. Das Gleiche wurde mit einem zweiten Beschleunigungssensor gemacht, der an der Aluminiumplatte befestigt war. Die Messungen wurden vom Plattensensor in 5 Hz-Intervallen von 10 Hz bis 200 Hz vorgenommen. Der Vibrationstisch wurde in jedem Intervall so eingestellt, dass der Tisch mit einer Beschleunigung von 2,5 m/s2 vibrierte. Die Messungen wurden zunächst mit den Sensoren durchgeführt, die an den nach vorne gerichteten Kanten der Tischoberfläche und der Platte angebracht waren, um horizontale Vibrationen zu messen. Die Messungen wurden dann mit den Sensoren wiederholt, die an den Oberseiten des Tisches und der Platte angebracht waren, um vertikale Vibrationen zu messen. Diese Messungen konzentrierten sich auf den Bassfrequenzbereich, um die Leistung der Schwingungsisolierung um die Resonanzfrequenz jedes Audiofußes herum zu bestimmen.

 

Der Vorteil dieses Experiments war, dass der Tisch während der Messungen gleichmäßige Vibrationen erzeugte. Dadurch konnten Resonanzen in den Audio-Fußnoten eindeutig identifiziert werden. Der Nachteil dieses Experiments war die begrenzte Auflösung, die sich aus den Abständen der Messungen ergab. Auch dieses Experiment bot keinen Einblick in das Verhalten des Schwingungsabfalls.

 

Subwoofer

Ein Subwoofer wurde als Vibrationsquelle verwendet, um Sweep-Messungen im Bassfrequenzbereich zu erhalten. Ein PC wurde verwendet, um ein logarithmisches Sinussignal von 15 Hz bis 200 Hz zu erzeugen, das dann über den Subwoofer abgespielt wurde. Die Beschleunigungssensoren wurden an der Vorderkante und der Oberseite der Platte angebracht, um gleichzeitig horizontale und vertikale Vibrationen zu messen. Der PC wurde verwendet, um die Ausgabe der auf der Platte montierten Sensoren aufzuzeichnen. Die Messungen wurden dann in Wasserfalldiagramme übersetzt, die den Schwingungsabfall zeigen. Die Y-Achse der Wasserfalldiagramme wurde so eingestellt, dass Rauschbodenartefakte ignoriert werden, wobei 0 dBFS dem Grenzwert vor dem Clipping entspricht. Der maximale Schalldruckpegel während des Sweeps betrug 93 dBA, gemessen auf dem Boden unserer schallharten Fabrik in einem Abstand von 1 m. Die maximale horizontale Kabinenbeschleunigung während des Sweeps betrug 2,4 m/s2.

 

2-Wege-Lautsprecher

Ein 2-Wege-Lautsprecher wurde als Vibrationsquelle verwendet, um Sweep-Messungen in den mittleren und hohen Frequenzbereichen zu erhalten. Das Experiment wurde nach dem gleichen Verfahren wie das Subwoofer-Experiment durchgeführt, mit dem Unterschied, dass die Sweeps von 200 Hz bis 1 kHz für die Mitten und 1 kHz bis 10 kHz für die Höhen durchgeführt wurden. Ein weiterer Unterschied war, dass die Verstärker der Beschleunigungssensoren so eingestellt waren, dass sie eine Verstärkung von +20 dB im Vergleich zu den Subwoofer-Messungen lieferten. Die zusätzliche Verstärkung wurde aufgrund der inhärent geringeren Vibrationsamplitude bei höheren Frequenzen angewendet. Die höhere Verstärkung erhöhte auch das Grundrauschen, was eine Begrenzung des sichtbaren Anteils der Wasserfallgrafiken im mittleren und hohen Frequenzbereich erforderte, um Rauschbodenartefakte zu vermeiden. Der maximale Schalldruckpegel des Lautsprechers betrug während der Sweeps ebenfalls 93 dBA, wobei die Steuerspannung während aller Messungen konstant gehalten wurde. Diese maximale horizontale Kabinenbeschleunigung, die während der Sweeps auftrat, betrug 1,9 m/s2.

 

Die Vorteile der Subwoofer- und Lautsprecherexperimente lagen darin, dass sie einen hochauflösenden Blick auf das Schwingungsabklingverhalten der einzelnen Audiofüße ermöglichten. Der Nachteil war, dass die Schwingungen der Schränke nicht so gleichmäßig mit der Frequenz waren wie bei dem Experiment mit dem Vibrationstisch. Das Schwingungsverhalten der Boxen war jedoch zwischen den Messungen konsistent, so dass nützliche relative Vergleiche zwischen den Audio-Fußläufern möglich sind. Jede Messung wurde zweimal hintereinander durchgeführt und dann gemittelt, um Unregelmäßigkeiten im Schwingungsverhalten der Schränke auszugleichen.

Audio-Fußzeilen im Test

Audio Fußzeile Designs

Es wurden sieben verschiedene Audio-Footer-Designs getestet. Für einen relativen Vergleich wurden auch Spikes getestet. Jeweils vier Stück wurden unter die Aluminiumplatte gelegt. Die Geräte, die über die entsprechende Bestimmung verfügten, wurden an der Platte verschraubt.

 

Die getesteten Audiofüße lassen sich in Bezug auf die Schwingungsisolierung grob in zwei Kategorien einteilen: kugelgelagert und viskoelastisch.

 

Kugellager

Die Audiofüße 1, 3 und 6 basieren auf einem weit verbreiteten Konzept[2], bei dem Kugellager in gekrümmten Lagerringen rollen. Diese Lagerkonstruktionen leiten die Übertragung von Vibrationen um und reduzieren so die Vibrationen, die durch das Gerät übertragen werden. Die Audio-Fußleiste 5 leitet die Übertragung von Vibrationen durch die Verwendung von Lagern in einer patentierten, gestapelten Konfiguration ab. Bei den Carbide Base werden Lager zwischen flachen Lagerringen mit viskoelastischen Puffern verwendet, um das Gerät bei Vibrationen zu zentrieren.

 

Viskoelastisch

Der Audio Footer 2 besteht aus geformten Glasfasern mit viskoelastischen Eigenschaften. Audio Footer 4 verwendet obere und untere viskoelastische Elemente, die mit einem ovalen Zylinder in einer patentierten Konfiguration verbunden sind. Carbide Base Fußplatten verwenden ein röhrenförmiges viskoelastisches Element namens ViscoRing™ in einer zum Patent angemeldeten Konfiguration.

Klicken Sie auf den Text Messungen über jeder Gruppe von Messungen, um deren Sichtbarkeit umzuschalten.

Horizontale und vertikale Messungen werden auf separaten Registerkarten angezeigt.

Spikes

Abmessungen:

Ø 14 mm (0.55″)

35 mm (1.4″) Höhe

Konstruktion:

Stahlspikes

Spike-Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 1

Abmessungen:

Ø 45 mm (1.78″) (Oberteil), Ø 70 mm (2.76″) (Unterteil)

51 mm (2.0″) – 61 mm (2.4″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

K.A.

Höhenverstellbar:

Ja

Bolzen Bereitstellung:

Ja

Konstruktion:

Gehäuse aus rostfreiem Stahl mit 3 Keramikkugellagern, die in sphärischen Lagerringen laufen.

Audio Footer 1 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 2

Abmessungen:

50 mm (2″) Breite x 50 mm (2″) Tiefe

25 mm (1″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

34,4 kg (76 lbs.)

Andere Versionen für verschiedene Gewichte erhältlich.

Höhenverstellbar:

Nein

Bolzen Bereitstellung:

Nein

Konstruktion:

Schichten aus hitzeverdichteten, geformten Glasfasern mit hoher Dichte, die zwischen Stahlplatten eingebettet sind. Ober- und Unterseite aus strukturiertem Gummi.

Audio Footer 2 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 3

Abmessungen:

Ø 45 mm (1.75″)

24 mm (0.94″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

K.A.

Höhenverstellbar:

Nein

(Optionales Upgrade)

Bolzen Bereitstellung:

Nein

Konstruktion:

Eloxiertes Aluminiumgehäuse mit 6 Kugellagern, die in sphärischen Lagerringen zwischen 3 separaten Schichten laufen.

Audio Footer 3 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 4

Abmessungen:

Ø 51 mm (2″)

43 mm (1.7″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

55 kg (121 lbs.)

Andere Versionen für verschiedene Gewichte verfügbar

Höhenverstellbar:

Nur wenn verschraubt

Bolzen Bereitstellung:

Ja

Konstruktion:

Obere und untere viskoelastische Isolatoren in einem Gehäuse, die durch einen ovalen Zylinder in einer patentierten Konfiguration miteinander verbunden sind. Richtungsweisendes Design. Alle Messungen wurden mit dem Logo nach vorne vorgenommen, wie vom Hersteller empfohlen.

Audio Footer 4 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 5

Abmessungen:

Ø 76 mm (3″)

57 mm (2.25″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

K.A.

Höhenverstellbar:

Nur wenn verschraubt

Bolzen Bereitstellung:

Ja

Konstruktion:

Edelstahlgehäuse mit 5 separaten Stapeln von Keramiklagern in einer nicht diametralen, patentierten Konfiguration.

Audio Footer 5 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Audio Fußzeile 6

Abmessungen:

Ø 45 mm (1.75″)

72 mm (2.8″) – 89 mm (3.5″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

K.A.

Höhenverstellbar:

Ja

Bolzen Bereitstellung:

Ja (Verschraubung erforderlich)

Konstruktion:

Aluminiumgehäuse mit 3 Keramikkugellagern, die in sphärischen Lagerschalen laufen.

Audio Footer 6 Messungen (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Carbide Base Fußzeile

Abmessungen:

Ø 125 mm (4.9″)

56 mm (2.2″) – 74 mm (2.9″) Höhe

Maximales Gewicht für 4:

32 kg (70 lbs.)

ViscoRing™ austauschbar für höhere Gewichte

Höhenverstellbar:

Ja

Bolzen Bereitstellung:

Ja

Konstruktion:

Oberer Teil aus Aluminium, der das ViscoRing™ enthält. Der untere Teil aus Edelstahl enthält Keramiklager und viskoelastische Puffer in einer zum Patent angemeldeten Konfiguration. Die Messungen wurden mit installierten Light ViscoRings™ durchgeführt.

Maße des Carbide Base (zum Umschalten klicken)

Horizontaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Horizontaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Horizontal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Horizontal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen
Vertikaler Vibrationstisch
10 Hz – 200 Hz Bass
Vertikaler Subwoofer
15 Hz – 200 Hz Bass
Vertikal-Lautsprecher
200 Hz – 1 kHz Mitteltonbereich
Vertikal-Lautsprecher
1 kHz – 10 kHz Höhen

Haftungsausschlüsse

Diese Experimente simulierten die Vibrationsamplituden, die direkt am Gehäuse eines Lautsprechers oder Subwoofers bei mittlerer bis hoher Lautstärke auftreten. Einige Audio-Fußschalter können bei der Isolierung von Schwingungen mit geringerer Amplitude anders messen. Außerdem beeinflusst die Masse, die unterstützt wird, die Leistung einiger Audio-Footer, so dass eine Änderung der Masse die Messungen verändern kann. Schließlich wurden diese Messungen alle mit einem annähernd gleichbleibenden sinusförmigen Vibrationsreiz durchgeführt, der sich von dem dynamischen Zustand der Musik unterscheidet.

Schlussfolgerung

Die Vibrationsisolierung der getesteten Audiofüße war sehr unterschiedlich. In den meisten Fällen verstärkten sich unerwünschte Streuschwingungen durch die Fußleisten in den Bässen und unteren Mitten. In anderen Fällen war die Dämpfung unzureichend, was dazu führte, dass die Resonanzen noch lange nach dem anfänglichen Stimulus anhielten, wie die langen Abklingzeiten in einigen der Wasserfalldiagramme zeigen.

 

Die Carbide Base waren einzigartig in ihrer Fähigkeit, die Bässe und unteren Mitten zu isolieren und zu dämpfen und so die Klarheit in diesen Frequenzen zu maximieren.

Referenzen

[1] Katz, B. (2020). Über die akustische Abstrahlung aus dem Gehäuse eines Lautsprechers. AES: Journal of the Audio Engineering Society, Convention Paper 10405

 

[2] Kemeny, Zoltan A. „Mechanischer Signalfilter“. US 6520283 B2, Patent- und Markenamt der Vereinigten Staaten, 18. Februar 2003. Google Patente, https://patents.google.com/patent/US6520283B2