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Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - BiGKahuunaBob - 09.06.2021
Also, in US-Foren habe ich sowas schon oft gesehen, gerade auch mit dem Tymphany TC9. Das meiste dazu wurde ja schon gesagt:
- Der Hochtonabfall müsste eigentlich zwangsläufig sein, je nach Hörentfernung recht extrem. Das liegt daran weil die Zylinderwelle abhängig ist von Frequenz, Hörabstand und Linienlänge... Kann man sicherlich mit EQ ausgleichen, bis zu einem gewissen Grad. Im PA Bereich (= viel Hörabstand) werden deswegen Breitbänder genutzt, die einen deutlichen Höhenanstieg haben und sich quasi selbst EQ'en.
- Horizontal ist die Abstahlung wie mit einem Breitbänder, das wird ja nur von der Schallwandbreite und Eigenbündelung bestimmt.
- Vertikal wirds interessant: Abstand der Schallzentren ist ca. 90mm, also läuft das vertikal nur bis ca. 2-4 kHz (lamda/2) sauber ohne Interferenzen. Ich denke, die Krümmung, d.h. vertikale Anwinkelung zueinander wird das noch verstärken, weil der Überlappungsbereich größer ist (?)
Find ich an sich interessant. Wollte ich im Keller man in die Raumecke bauen, dann hätte man direkt die unendliche Schallwand wie bei inwall, also keine Reflexionen von hinten und noch mehr Pegelboost durch die beiden Wände...
Ist nur schwierig zu messen und Abzustimmen...
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - mechanic - 09.06.2021
Die Simulation der 12 Breitbänder in BoxSim zeigt recht gut, was passiert (hier aber außermittig auf einer 300mm breiten ebenen Schallwand).
Horizontal ist alles in Ordnung:
[ATTACH=CONFIG]61068[/ATTACH]
Man beachte: Das ist jeweils nur der Bereich 0 - 30° !!
Bei 5° ist vertikal schon bei 2,5 kHz Feierabend ...
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - Tinnarmorken - 09.06.2021
Hallo Klaus!
Ist da die Krümmung der Schallwand mit Radius=Mikrofonabstand in der Simulation enthalten?
Bin immernoch der Meinung, dass es bei diesem Spezialfall keine Interferenzen / Auslöschungen im vorgesehenen Punkt (Zentrum) geben dürfte.
Das zeigen ja auch die Messungen des Erbauers.
Gruß!
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - mechanic - 09.06.2021
Tinnarmorken schrieb:Ist da die Krümmung der Schallwand mit Radius=Mikrofonabstand in der Simulation enthalten?
Nein, dass sind meine FRS5X-Arrays auf ebener Schallwand. Die gekrümmte Zeile kann da durchaus besser sein, ich wollte eher aufzeigen, dass auf Achse die Höhen in jedem Fall nicht das Problem sind, wenn der Treiber das grundsätzlich kann.
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - cornoalto - 10.06.2021
Zur Messung: diie Bodenreflexion wird durch das hohe Gras denke ich einigermassen gut weggefiltert.
Eine Messung des vertikalen Abstrahlverhaltens ersparte ich mir aus nachvollziehbaren Gründen. Aber ich denke auch , dass die Simulation schon gut das Messergebnis zeigt.
Zum Abstrahlverhalten:
Wenn ich das richtig verstanden habe, sollte ein Lautsprecher so abstrahlen, daß im Hörraum der zurückgeworfene Schall den gleichen Frequenzgang wie der Direktschall aufweist.
Dafür wird ein konstant (steigendes ?) Bündelungsmass gefordert.
Wenn ich nun die Hörraummessung mit der Freifeldmessung vergleiche, sehe ich ab 700 Hz keine auffallenden Unterschiede.
Scheint also zu passen, oder ist das zu einfach gedacht?
Zu den Interferenzen kann ich nur sagen, daß, wenn diese vorhanden wären, es einen Widerspruch zum Höreindruck darstellt: Daß die Arrays am Hörplatz eben ein dermassen sauberes und räumlich präzises Klangbild abliefern. Wo z.B. Kunsthall von echtem Hall in Aufnahmen so leicht zu unterscheiden ist, oder Kunstkopfaufnahmen eine äusserst präzise Lokalisation zulassen. Oder die Klangfarben und Transienten so enorm fein ausdifferenziert sind.
Blos: Wie bringe ich das gemessene Abstrahlverhalten mit der Theorie, und meinem Höreindruck (und dem meiner Besucher, wie erst kürzlich einem Tonmeister vom BR) überein? Oder ist doch das Zeitverhalten vieleicht der entscheidende Punkt?
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - cornoalto - 13.06.2021
Heute habe ich mal genauer im Hörraum gemessen. Das vertikale Abstrahlverhalten vom Boden -15 Grad bis zur Decke+40 Grad. Referenz ist Ohrhöhe 86 cm . Die Boden- Reflexion wirkt sich nur bis 600 Hz zusätzlich aus.
Ab 6 Khz sieht man 6 schwache Nebenkeulen, deren Frequenz indirekt Proportional zum Winkel ist.Könnte evt. im Freifeld nicht vorhanden sein. Lustig.
5 Grad entspricht + 25 cm über Ohrhöhe. Ein echtes Laserschwert mit 20 cm Breite.
[ATTACH=CONFIG]61109[/ATTACH]
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - cornoalto - 14.06.2021
Noch ein Bild:
Abstrahlverhalten 0- + 40 Grad Richtung Decke:
[ATTACH=CONFIG]61110[/ATTACH]
0--15 Grad Richtung Boden:
[ATTACH=CONFIG]61111[/ATTACH]
Deckenabsorber und hochfloriger Teppich sind da also praktisch überflüssig- wie schön!
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 14.06.2021
kboe schrieb:warum soll das nicht funktionieren?[...]
Oder seh ich das ganz falsch?
Nein, das siehst du richtig.
Einfach geometrische Akustik: zieh von jedem Einzelstrahler eine Linie zum Brennpunkt. Dann ist die Phasenlage jedes Einzelstrahlers bei jeder Frequenz gleich, perfekte Summation, kein Hochtonabfall (aber nur im Brennpunkt!).
Nimm dagegen ein gerades Linearray: dann liegt der Brennpunkt im Unendlichen, an keinem einzigen Punkt perfekte Addition, aber bei tiefen Frequenzen ist der Phasenunterschied nicht so gewaltig, deswegen fällt das erst bei höheren Frequenzen auf.
Editierende Frage: simuliert Boxsim in einm bestimmten Abstand bzw. an einer bestimmten Mikroposition oder im Unendlichen?
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - MarsianC# - 14.06.2021
JFA schrieb:Editierende Frage: simuliert Boxsim in einm bestimmten Abstand bzw. an einer bestimmten Mikroposition oder im Unendlichen?Meines Wissens nach im Unendlichen...
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 15.06.2021
Dann kommt das hin, was der mechanic Klaus da simuliert hat
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - walwal - 18.06.2021
Definitiv im Unendlichen.
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - cornoalto - 21.06.2021
Um sich dem Phänomen Line-Array weiter zu nähern, nun wie eingangs erwähnt, ein Vergleich zu einem weiteren Projekt:
Mich hat interessiert, ob sich die Focussierung wirklich so stark auswirkt und ich wollte ausserdem mal wieder etwas anderes ausprobieren:
Es wurde ein Array mit verstellbarer Krümmung. 9 Stück Monacor SP205/8 übereinander. Open Baffle.
Die stärkste Krümmung focussiert auf 1,5 m und kann mittels Einstellschablonen auf bis 6 m Hörabstand eingestellt werden.
Dazu habe ich noch ein eine Vorrichtung gebaut, mittels derer man mit einem Laserpointer die exakte Focussierrung überprüfen kann. Im Bass wird das Ganze ab 100 Hz durch das Eckhorn entlastet.
Die Abstrahlfläche ist hier etwa vier mal so gross wie bei dem 18 er Array.
Dann natürlich Dipol- Abstrahlung.
Vertikal ist die Bündelung bei den Monacors nicht ganz so stark ausgeprägt, horizontal ähnlich dem eines einzelnen Breitbänders in der offenen Schallwand.
Das Abstrahlverhalten ist aber garnicht der interessante Punkt, weil es sich gehörmäßig bei mir nicht so auswirkt.
Wie sind die Unterschiede gekrümmt / focussiert- gestreckt in der Messung und vor allem vom Höreindruck her?
Zunächst einige Bilder:
[ATTACH=CONFIG]61209[/ATTACH][ATTACH=CONFIG]61210[/ATTACH][ATTACH=CONFIG]61211[/ATTACH][ATTACH=CONFIG]61212[/ATTACH][ATTACH=CONFIG]61218[/ATTACH]
Focussiert auf 2,9 m(grün)/ gestreckt (blau)SPL:
[ATTACH=CONFIG]61213[/ATTACH]
Ab 10 kHz haben die Monacors sowieso einen Höhenabfall-die zwei fehlenden Ganztöne bis zu meiner Hörgrenze kann ich angesichts der verbliebenen 118 Halbtöne darunter verschmerzen.
Interessant ist, daß auch die focussierte Variante ab 4 kHz abfällt- eine Oktave früher, als zu erwarten ist, wenn man das 18 er Array damit vergleicht. Warum ist das hier so? Liegt das am Abstand der Treiber? Oder am Dipol-Verhalten, das gestreckt anders aussieht als gekrümmt? Die gestreckte Variante allerdings fällt 2-3 Oktaven früher schon zu den Höhen hin ab.
Höreindruck : Focussiert fehlen mir die Höhen überhaupt nicht, gestreckt ist es schon etwas wenigel luftig oben herum.
Dieses Phämomen kann aber leicht mit einer DSP- Korrektur ausgeglichen werden, wäre also kein Problem.
Clarity:
.[ATTACH=CONFIG]61208[/ATTACH]
Verzerrung :
[ATTACH=CONFIG]61216[/ATTACH]
Vor dem Bau hoffte ich daß die große Abstrahlfläche zusammen mit dem hohen Wirkungsgrad sich irgendwie günstig auf das Verzerrungsverhalten auswirken könnten- na ja.
Es steigt leider zu den Höhen an, bei der gestreckten Variante- warum auch immer - noch mehr.
Blos- hört man das?
Ich kann nicht sagen, daß es irgendwie unsauber klingt, gerade die Höhen kommen sehr fein daher. Wenn es sehr laut und vor allem komplex wird- dann gehen allerdings Details unter - es verwischt sich manches.Wobei man insgesamt schon irre laut mit dem Array hören kann.
Focussiert oder gestreckt gibt sich da nichts.
Impulsantwort:
[ATTACH=CONFIG]61205[/ATTACH]
Hier wird es schon interessanter:
Innerhalb der ersten ms, die entscheident für die Ortung und Bestimmung der Klangfarbe sind, hat die gekrümmte Variante eindeutig die Nase vorne.
Idealerweise würde es ja so aussehen:
[ATTACH=CONFIG]61206[/ATTACH]
das ist der Sprung vom 18 er Array.
Beim Monacor Array spielen schon die Membranresonanzen mit herein und bei der gestreckten Variante zusätzlich der zeitliche Versatz der einzelnen Chassis zum Ohr.
Höreindruck:
Das gestreckte Array klingt weichgespült und verschwommen. Transienten sind dennoch irgendwie hart und gleichzeitig unnatürlich.
So kenne ich das auch von den meisten Boxen. Die Ortung ist, wenn man nichts anderes gewöhnt ist, wegen den sehr guten akstischen Bedingungen (mindestens 1,7 m Wandabstand) sehr gut, aber nicht bis ins letzte ausdifferenziert.
Das focussierte Array dagegen ist viel präziser in der Tiefenstaffelung, Klavieranschläge sind klar. Alles klingt offener, voller und wärmer. Ein Trommelschlag klingt einfach richtig und nicht nach Zisch-Bumm
Auch bei anderen Distanzen bis 5,5 m sind diese Unterschiede hörbar.
Mit FIR Filtern kann man zwar einiges verbessern, aber die Unterschiede bleiben.
Ein gestrecktes Array wäre für mich daher niemals eine Option.
Wenn es laut und komplex wird hilft aber auch die Krümmung nicht- da sind die Monacors trotzden - wenn auch auf hohem Niveau - überfordert.
Gruppenlaufzeit spricht für sich:
[ATTACH=CONFIG]61207[/ATTACH]
Meine subjektiven Erkenntnisse, die ich aus dem Experiment für mich gewinnen konnte:
Das Abstrahlverhalten ist, falls ein ein entsprechender Hörraum mit sehr guter Akustik und DSP- Korrekturmöglichkeit vorhanden ist, von untergeordneter Bedeutung- aber nur dann!
Das heist z.B. 6x7 Meter mindestens für ein Stereo- Dreieck mit 3 m Basisbreite.
Chassisresonanzen machen den Klang lahm- im schlimmsten Fall lästig.
In der Sprungantwort kann man sehen, was sich in den ersten 5 ms abspielt.
Je sauberer das aussieht, umso natürlicher, räumlicher und schöner klingt es.
Die Gruppenlaufzeit ist ein relevantes Kriterium zur Bestimmung der Klangqualität.
Natürlich können wir dabei über die Größenordnungen streiten
Was oberhalb von 10000 Hz los ist, ist (jedenfalls in meinem Alter) praktisch egal.
Fragen und Kritik gerne erwünscht!
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - FoLLgoTT - 22.06.2021
cornoalto schrieb:Es wurde ein Array mit verstellbarer Krümmung. 9 Stück Monacor SP205/8 übereinander. Open Baffle.
Respekt für den Aufwand, den du treibst, aber der Abstand der Treiberzentren ist viel zu groß bei dem Test. Die Zylinderwelle bildet sich nur bis ca. 800 Hz aus, dann wird die vertikale Abstrahlung chaotisch. Daraus kann man kaum eine sinnvolle Erkenntnis ableiten.
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 22.06.2021
Findest Du? Die Körbe sind ja recht nach beieinander, also kaum Abstand der schallabstrahlenden Flächen. Irgendwann klappt das natürlich nicht mehr, weil dann die Ränder der Membran nicht mehr ganz so zuverlässig arbeiten, aber fürs erste reicht das so
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - FoLLgoTT - 22.06.2021
JFA schrieb:Findest Du? Die Körbe sind ja recht nach beieinander, also kaum Abstand der schallabstrahlenden Flächen. Irgendwann klappt das natürlich nicht mehr, weil dann die Ränder der Membran nicht mehr ganz so zuverlässig arbeiten, aber fürs erste reicht das so
Die Frequenz der Nebenkeulen wird ja durch den Abstand der Treiberzentren bestimmt. Selbst eckige Membranen mit etwas Abstand erzeugen sie. Runde etwas stärker und wenn die Membran frühzeitig aufbricht (und damit kleiner wird), sollte das noch weiter verstärkt werden. Aber ich lasse mich per Messung gerne davon überzeugen, dass sie für einen Test ausreichend schwach ausgeprägt sind. Ich kann es bei den großen Breitbändern nicht wirklich einschätzen.
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 22.06.2021
FoLLgoTT schrieb:Die Frequenz der Nebenkeulen wird ja durch den Abstand der Treiberzentren bestimmt.
Mir gefällt diese Beschreibung mit den Treiberzentren überhaupt nicht. Und ja, ich weiß, dass das schon in der Bibel geschrieben steht. Ich begehe dann mal etwas Häresie.
Nehmen wir einen unendlich langen, der Einfacheit halber eindimensionalen, Linienstrahler. Das Ergebnis wäre eine perfekte Zylinderwelle. Nun unterteilen wir den in gleich lange, gleichförmig schwingende Teilelemente. Zwischen jedem sei kein Rand. Was erhalten wir nun für eine Welle? Jeder wird - vollkommen zurecht - wiederum auf eine Zylinderwelle tippen.
Ich gehe aber mal eine Ebene tiefer in das Thema. edes Element lässt sich als Rechteckfunktion (rect) der Länge L darstellen. Das Abstrahlverhalten im Fernfeld jedes einzelnen Elementes ergibt sich aus der Fouriertransformierten der rect-Funktion, und das ist eine (rotationssymmetrische) sinc-Funktion (sin(kL)/kL) beschreiben, k sei 2*pi/lambda. Da wir unendlich viele dieser Elemente, ohne Rand dazwischen haben, summieren sich diese unendlich vielen sinc-Funktionen wieder zu einer perfekten Zylinderwelle*. Das liegt daran, dass sich die Auf- und Abbewegungen der sinc-Funktion ausgleichen, unabhängig von der betrachteten Wellenlänge.
Jetzt bringe ich einen Rand der Länge l ins Spiel. Diesen Rand kann man als weitere rect-Funktion betrachten, die von der ursprünglichen abgezogen wird. Subtraktion und Addition bleiben bei der Fouriertransformation erhalten, so ergibt sich als Abstrahlverhalten sin(kL)/kL - sin(kl)/kl. Der erste Term würde sich wieder, wie zuvor schon, zu einer perfekten Zylinderwelle addieren (weil immer noch randlos). Der zweite Term, für sich allein betrachtet, allerdings nicht, denn zwischen den "Einzelrändern" sind Lücken**. Das heißt, dass die Subtraktion von der Zylinderwelle nicht gleichförmig erfolgt, sondern positionsabhängig ist.
Ich müsste das eigentlich aufzeichnen, dafür fehlt mir aber jetzt die Zeit. Worauf ich eigentlich hinaus will: es macht in dieser Betrachtung keinen Unterschied, ob L 10 cm oder 1 m ist, der Abstand der Treiberzentren also 10 cm oder 1 m. Das ist völlig Wumpe. Es kommt allein auf die Breite des Randes zwischen den Einzelelement an: schmaler Rand ist besser als breiter Rand.
* Das gilt nur unter der weiteren Voraussetzung, dass der Linienstrahler unendlich lang ist. Was bedeutet das in der Realität?
** Hier muss ein Hinweis auf das Abtasttheorem erfolgen; mathematisch eng verwandt
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - FoLLgoTT - 22.06.2021
JFA schrieb:Es kommt allein auf die Breite des Randes zwischen den Einzelelement an: schmaler Rand ist besser als breiter Rand.
Du bist mathematisch deutlich tiefer drin als ich. Ich kann nur ABEC bemühen und da ist offensichtlich, dass der Randabstand keinen Einfluss auf die Frequenz der Nebenkeulen hat. Das hat nur der Abstand der Zentren der schallabstrahlenden Segmente.
Wenn man allerdings den Abstand der Ränder vergrößert und gleichzeitig den Abstand der Treiberzentren konstant hält, so steigt die Amplitude der Nebenkeule. Das ist logisch, denn die daraus resultierenden, kleineren Flächen richten weniger.
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 22.06.2021
Nur damit wir nicht aneinander vorbeireden: was meinst Du mit "Frequenz der Nebenkeulen"?
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - FoLLgoTT - 22.06.2021
JFA schrieb:Nur damit wir nicht aneinander vorbeireden: was meinst Du mit "Frequenz der Nebenkeulen"?
Ich meine den (schmalen) Frequenzbereich, ab der die erste konstruktive Interferenz unter 90° auftritt. Hier eingekringelt:
[ATTACH=CONFIG]61257[/ATTACH]
Gekrümmte Fullrange Line + Eckhorn - JFA - 22.06.2021
Ok, Du unterscheidest zwei Fälle: konstante Länge (der Line/des Arrays) und konstanter Abstand (der Treiber, Anzahl gleich, also variable Länge).
Bei variabler Länge ist klar, dass sich das ändert (sinc(kL)/kL, die Länge skaliert die Funktion). Mehr Treiber würden dann die Keulen "dämpfen", aber nicht die Frequenz ändern.
Letztlich wollte ich nur zeigen, dass die Vereinfachung "Treiberzentren" an Grenzen stößt und man dann anders denken muss.
BTW, anders denken: ich bin bei Line Arrays kein Freund von üblichen Winkeldiagrammen, und auch Zylindekoordinaten sind nicht ganz so der Brüller. Ich finde da Soundfields (das kann Akabak ohne VACS) deutlich passsender für die Anwendung