das ist sone idee von mir ist etwas an focal angelehnt
rot ist ein ommes audio hochtöner
gelb dayton rs 150 als mitteltöner
der hochtöner ist bündig eingelassen
der datyon an den seiten bündig und im zentrum 5 mm zurück gesetzt auf der runden schallwand
vieleicht etwas sehr speziell ,aber wen du lust und zeit hast ,würde ich mich freuen .
seien wir realistsch
versuchen wir das unmögliche:dance:
kein problem,,,,,das es sehr tricky ist war mir klar ,ich hoffe das ich nach dem urlaub zeit habe ,meinen messkram auf vorderman zu bringen und dann wird gemessen und notfalls ne neu schallwand mit anderen fasen oder rundungen zu probieren
ist zum glück für mich keine große arbeit ,immer nur ein zeitproblem
seien wir realistsch
versuchen wir das unmögliche:dance:
16.09.2017, 02:52 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 16.09.2017, 03:54 von Troy.)
Ist zwar vermutlich vielen bekannt aber hier ist ein schöner Link wo viel Allgemeines zu Diffraktionen steht, vor allem auch zum schon kurz angedeuteten Vergleich rund vs. eckig: http://www.linkwitzlab.com/diffraction.htm
Nach meinem Verständnis:
Diffraktionen entstehen durch eine Kante in einem gewissen Abstand zur Schallquelle. Jeder Abstand von Schallquelle zur Kante erzeugt eine Sinuskurve im Frequenzgang, wobei die Frequenz des Sinus nur vom Abstand abhängt. Der Zylinder mit Radius 10cm im Beispiel von Nils entspricht dabei einer Frequenz von ca. 3,4kHz, also alle 3,4kHz ist ein Minimum im Frequenzgang auf Achse, weil hier mehr Energie seitlich in den Raum gestrahlt wird und nicht auf Achse. Wenn, aus welchem Grund auch immer, mehrere verschiedene Abstände vorliegen überlagern sich diese Frequenzmuster gewichtet mit der Häufigkeit dieser Abstände.
Welche Möglichkeiten gibt es jetzt, dass verschiedene Abstände vorliegen:
- eine Fase entspricht zwei Kanten. Es überlagern sich daher zwei gleich gewichtete Muster.
- eine Rundung entspricht unendlich vieler Kanten in einem gewissen Bereich definiert durch den kleinsten und größten Abstand von der Schallquelle zu einem Teil der Rundung. Auch hier ist die Gewichtung aller Abstände gleich. Es überlagern sich hier daher auch unendlich viele Muster in diesem Bereich. Bei niedrigen Frequenzen haben aber alle Muster durch den vergleichsweise kleinen Bereich die Maxima und Minima ca. an der gleichen Stelle. Effektiv verschmiert das die Peaks lediglich ein bisschen und schwächt sie dadurch ab. Bei hohen Frequenzen sind die Maxima und Minima durch unterschiedliche Abstände aber schon so weit ineinander geschoben, dass sie sich teilweise kompensieren und der Frequenzgang auf Achse wieder relativ flach wird. Der Übergang von niedrigen zu hohen Frequenzen ist hier ein kontinuierlicher und wird durch die Rundung bestimmt.
- ein quadratisches Gehäuse mit Treiber in der Mitte erzeugt eine kontinuierliche Verteilung von ungleich gewichteten Abständen in einem gewissen Bereich definiert durch den kleinsten Abstand a und den größten a*(2)^0,5. Aufgrund der Geometrie eines Quadrats muss außerdem gelten, dass je näher ein Abstand dem orthogonalen Abstand zur Kante (also a) entspricht, desto stärker ist er gewichtet. Der Effekt ist damit grundsätzlich ähnlich wie bei der Abrundung aber das Muster der Diffraktion des Abstands a dominiert und es ist asymmetrisch verschmiert. Nachdem bei einer quadratischen Front vom Treiber aus der Abstand nach oben, unten, rechts und links überall a entspricht, ist das Interferenzmuster dieses Abstands immer noch recht stark ausgeprägt. Je mehr dieser Abstände sich schlussendlich unterscheiden, desto besser kann man die Diffraktionen verschmieren und man landet bei dezentral montierten Treibern in rechteckigen Gehäusen.
Eine Fase bei einem rechteckigen Gehäuse entspricht bei meiner Darstellung also einer Kombination zweier rechteckiger Gehäuse und damit einer Kombination zweier Verschmierungen. Eine Rundung entspricht der Kombination unendlich vieler rechteckiger Gehäuse und hier sind die Peaks doppelt verschmiert.
Was möchte man nun erreichen? Die meisten Überlegungen bei Diffraktionen beziehen sich auf den Frequenzgang auf Achse. Den kann man durch geschickte Wahl der Fasen über einen weiten Bereich flach halten. Hier gilt es allerdings zu beachten, dass aufgrund der asymmetrischen Verschmierung des rechteckigen Gehäuses sich die berechneten Werte eines Zylinders vermutlich nicht perfekt auf ein rechteckigen Gehäuses übertragen lassen. Mit der Fase hat man dann immer noch relativ ausgeprägt Diffraktionen, die sich aber auf Achse kompensieren. Unter bestimmten Winkeln ist das aber dann zwangsläufig genau anders herum und wenn man Pech hat kommt eine frühe Reflexion im Raum unter genau so einem Winkel an.
Abgerundete Kanten verschmieren zusätzlich die asymmetrische Verschmierung des rechteckigen Gehäuses. Damit bringt man auf Achse keinen so flachen Frequenzgang hin aber es ist praktisch unmöglich sich zusätzliche Probleme einzuhandeln, weil verschmieren der Diffraktionen immer gut ist.
Kann man bei abgerundeten Kanten trotzdem was machen, um den Frequenzgang bei niedrigen Frequenzen flach zu halten? Wie vorher erwähnt sind die orthogonalen Abstände des Treibers zur Kanten der rechteckigen Box besonders ausgeprägte Diffraktionen. Man hat also 4 Abstände, die man so wählen kann, dass sie sich bei niedrigen Frequenzen möglichst gut kompensieren. Bei hohen Frequenzen kommt das Verschmieren bzw. das Bündelungsverhalten des Treibers zum Tragen. Beispielsweise links:7,5cm, oben:12,5cm, rechts:17,5cm, unten:22,5cm. Bei diesen Abmessungen schaut bis ca. 6kHz alles perfekt aus und darüber gibt es eben andere Effekte.
Also: Abgerundete Kanten zeigen unter allen Winkeln und allen Frequenzen schwächer ausgeprägte Diffraktionen als scharfe Kanten. Die grundsätzliche Position der Minima und Maxima ist aber unverändert. Fasen zeigen im schlimmsten Fall genauso starke Diffraktionen wie scharfe Kanten und im besten Fall kompensieren sie sie komplett. Unter jedem Winkel kommt aber beides regelmäßig vor. Ihre größte Stärke liegt vorallem darin, dass sie, richtig gewählt, bei niedrigen Frequenzen auf Achse den Frequenzgang abflachen können, was vorallem bei spiegelsymmetrischen Boxen hilfreich ist, und müssen dafür eben einzelne stärker ausgeprägte Diffraktionen in Kauf nehmen.
Der Text ist leider etwas länger geworden als gedacht aber das ist ein Thema mit dem ich mich gerade etwas mehr beschäftigt habe.
auch von mir herzlichen Dank für Deine theoretische Betrachtung.
Auf die Gefahr hin das ich mich mal wieder unbeliebt mache ein paar Gedanken dazu.....
FoLLgoTT schrieb:Ich habe mal ein bisschen rund um die Ecken der Schallwand simuliert, um herauszufinden, wie sich die Wirkung von Rundung und Fase eigentlich unterscheidet.
Von den 3187 angemeldeten Nutzern hier verstehen imho nur maximal 1-2% richtig was Du da gemacht hast.
Durch Deine "allgemeine" Formulierung befürchte ich das es 98-99% der Nutzer falsch interpretieren.
Ich sehe schon den Bastler vor mir, der bei seinem neuen Projekt Rundungen an die Gehäusekanten fräst
und im Brustton der Überzeugung sagt:"Fasen sind schlecht(er) weil böse Kantendiffraktion".
Du hast Ja mit dem "worst case" simuliert um den Effekt möglichst deutlich zu zeigen.....
....runde Schallwand, max. kleine Schallquelle.
Das läßt sich (für die eckige SW Kante) auch mit EDGE sehr gut nachvollziehen:
Wenn ich eine "praxisnähere" Schallwand nutze und die anderen Parameter beibehalte
sieht das schon deutlich harmloser aus:
Wenn ich nun auch noch eine "praxisnähere" größe der Schallquelle nutze (in diesem Fall 25mm für einen HT)
sieht das noch mal "harmloser" aus:
Auf Basis Deiner Simu gerundeter oder angefaster Kanten dürfte der Effekt dann in der Praxis imho zu vernachlässigen sein.
Ist zwar hier nicht das Thema, aber - gerade passend modellierte Fasen können das Abstrahlverhalten von Hochtönern
deutlich beeinflussen und im idealen Fall an den TMT anpassen.
holly65_MKII schrieb:Von den 3187 angemeldeten Nutzern hier verstehen imho nur maximal 1-2% richtig was Du da gemacht hast.
Durch Deine "allgemeine" Formulierung befürchte ich das es 98-99% der Nutzer falsch interpretieren.
Das mag sein, aber zumindest diejenigen, die geantwortet haben, haben es anscheinend zu >90% verstanden.
Zitat:Auf Basis Deiner Simu gerundeter oder angefaster Kanten dürfte der Effekt dann in der Praxis imho zu vernachlässigen sein.
Das sehe ich nicht so. Ich denke auch nicht, dass der Hochton das primäre Ziel für Runden/Fasen sind, da hier der Treiber oder der Waveguide ohnehin praktisch immer bündeln. Viel mehr passiert dagegen im Mittelton. Hier ein praxisnahes Beispiel, das ich noch auf Platte rumliegen habe: ein kleiner 2-Weger mit Waveguide (Trennung bei 1,8 kHz) ähnlich der DXT-Mon.
Alexander schrieb:Fasen machen insbesondere dann Sinn, wenn es gelingt die Sekundär,- und Tertiärschallquellen in einen Bereich zu legen,
indem der Treiber sie, aufgrund Eigenbündelung, nicht mehr, bzw. deutlich weniger "sieht". Somit können Kantendiffraktionseffekte praktisch elliminiert werden.
Spannende Idee, werde ich beim nächsten Waveguide-Projekt untersuchen.
Mich würden folgende Varianten noch interessieren:
- Abschrägung mit 30°
- Abrundung mit z.B. hyperbolischem Verlauf, also mit zunächst sehr großem Radius der nach außen zunehmend kleiner wird.
Gruß
JesseGood Vibration
Die Realität ist in Wirklichkeit etwas komplizierter.
17.09.2017, 22:49 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.09.2017, 23:26 von Pollton.)
Hallo,
@Nils, auch von mir vielen Dank für die Simulation!
@all, ich hab dazu noch ein paar Verständnisfragen. Hier wurde das meiste schon durchgenommen, aber
ich habe noch nicht alles verstanden.
1. In der Simu zeigen die Rundungen das beste Ergebnis. So weit ich das verstanden habe, kommen in der
Realität noch andere Faktoren dazu, wie z. B. Bündelung der Treiber und die Schallwandbreite spielt wahrscheinlich auch eine
Rolle. Kommen noch andere Faktoren dazu?
2. Wenn man aus optischen Gründen, lieber Rundungen verwenden möchte, aber eine Fase laut Messung besser
wäre, würde man dann einen Unterschied hören? Ich meine, die unterschiede im Messergebnis können, ja nur minimal sein.
3. Kann man sagen, dass Rundungen generell besser sind, als wenn man gar nichts macht (scharfe Kanten)?
Pollton schrieb:1. In der Simu zeigen die Rundungen das beste Ergebnis. So weit ich das verstanden habe, kommen in der
Realität noch andere Faktoren dazu, wie z. B. Bündelung der Treiber und die Schallwandbreite spielt wahrscheinlich auch eine
Rolle. Kommen noch andere Faktoren dazu?
Ich bin mir nicht sicher, ob die Rundung auf Achse hier wirklich das Beste Ergebnis erzielt. Bei der Fase sieht das Ganze ähnlich gut aus.
Die Überlegungen über Diffraktionen sind ein Aspekt der Richtcharakteristik von Lautsprechern. Die Abmessungen der Schallwand hauen dir Probleme rein, durch geschickte Wahl der Abmessungen möchtest du das Problem reduzieren und durch die Rundung/Fase den Feinschliff reinbringen.
Grundsätzlich sollte man wohl versuchen jeden Effekt für sich gesehen unauffällig zu halten und nicht anfangen versuchen einen durch einen anderen zu kompensieren. Da kommt dann wohl eher Blödsinn raus, weil eine gute Kompensation in alle Raumrichtungen bei allen Frequenzen kaum möglich ist.
Andere Effekte, die die Richtcharakteristik ändern können sind, wie du schon sagst, die Bündelung des Treibers, stehende Wellen von Gehäusewänden (passendes Material wählen und Streben einbauen) oder stehende Wellen im Inneren des Gehäuses (Schallabsorber an den Geschwindigkeitsmaxima positionieren).
Pollton schrieb:2. Wenn man aus optischen Gründen, lieber Rundungen verwenden möchte, aber eine Fase laut Messung besser
wäre, würde man dann einen Unterschied hören? Ich meine, die unterschiede im Messergebnis können, ja nur minimal sein.
Das Ziel für dich ist ja vermutlich, dass du mit deinem Lautsprecher am Schluss zufrieden bist. Es ist daher als Außenstehender schwierig optische und akustische Vorzüge gegeneinander abzuwiegen. Vermutlich hast du aber Recht, dass die Unterschiede eher im Detail sein werden.
Pollton schrieb:3. Kann man sagen, dass Rundungen generell besser sind, als wenn man gar nichts macht (scharfe Kanten)?
Rundungen sind theoretisch immer besser als scharfe Kanten. Die Frage ist, ob dus merkst. Die Rundung bringt was über den ganzen Frequenzbereich aber der Effekt nimmt bei niedrigen Frequenzen ab. Um auch bei niedrigen Frequenzen einen merklichen Effekt zu haben, kannst du den Radius der Rundung erhöhen. Eine Rundung mit kleinem Radius mag daher theoretisch besser sein bei niedrigen Frequenzen, hören wirst du es aber nicht. Linkwitz schreibt, dass der Radius der Rundung größer sein muss als 1/8 der Wellenlänge des Schalls damit es was bringt - als Faustregel. Also eine Rundung mit Radius 3cm bringt nach dieser Faustregel was bei Frequenzen über 1400kHz. Die Simulation von Nils schaut vom Bild her auch etwas wie eine 3cm Rundung aus und da hast du ja den Frequenzgang dazu.
Hallo Troy, vielen Dank für die ausführliche Erläuterung.
Klar, wenn man die perfekte Box bauen will, muss man solche Dinge beachten, machen aber auch nicht alle Entwickler.
Bleibt noch die Frage, wie sich das auf dem gesamten Klangbild auswirkt, wenn es weniger als 1% aus macht und man gewisse optische Vorlagen hat, kann man es wohl vernachlässigen. Ich glaube auch, dass der Raumeinfluss die Optimierung wieder zum Teil zunichte macht.
Also, wenn auf einem gemessenen Gesamtfrequenzgang nichts zu erkennen ist, ist dann alles in Ordnung, oder sieht man die Auswirkungen nur in so einem Sonogramm?
vielen Dank, Deine Seite kannte ich schon, ich hab es so weit auch verstanden.
Aber eine Frage habe ich doch noch. Man sieht bei der Box ohne Fase und kleine Fase eine Überhöhung. Die kann man doch auch mit der Weiche wegfiltern, oder?
In einem Lautsprecher sind meistens mehere Treiber. Um tiefe Frequenzen laut abspielen zu können, muss man große Luftmengen verschieben. Das heißt man braucht einen Treiber mit großer Membran.
Die Schallbündelung des Treibers beginnt aber bei immer niedrigeren Frequenzen mit zunehmenden Membranabmessungen. Das liegt daran, dass die Membranabmessungen dann irgendwann im Bereich der Wellenlänge des Schalls sind und die Membran nicht mehr als Punktquelle angesehen werden kann. Bei hohen Frequenzen spielt so ein Treiber nur mehr gerade nach vorne. Es kommt auch noch zu anderen Problemen. Es kann zu einem Dopplereffekt kommen: Der Hochton wird entweder zu höheren Frequenzen oder zu niedrigeren Frequenzen verschoben je nachdem in welche Richtung sich die Membran aufgrund eines laut gespielten Tieftons bewegt. Es kann zu cone breakup kommen, also Verformung der Membran und damit ungleichmäßiges abstrahlen des Schalls, wenn die Membran nicht leicht aber gleichzeitig steif genug ist, um die Beschleunigungskräfte auszuhalten.
Desswegen nimmt man einen Hochtöner dazu mit kleinerem Membrandurchmesser, der die Probleme im Hochton dann nicht hat. Wenn man nur einen Treiber mit kleiner Membran nimmt, kann der nicht ausreichend Luft verdrängen und wenn man ihn soweit auslenken könnte, dass es reichen würde, wäre der Dopplereffekt umso schlimmer.
Jetzt hat man also aufgrund der Membrandurchmesser einen Tieftöner der merklich z.b. ab 1kHz bündelt und einen Hochtöner der erst ab 4kHz bündelt. Die beiden müssen ja auch noch irgendwie verheiratet werden, sagen wir mit einer Trennfrequenz von 2kHz. Der Lautsprecher strahlt dann bis 1kHz und zwischen ~2-4kHz breit ab. Über 4kHz nimmt die Richtwirkung gleichmäßig zu, das stört nicht so. Bzw. im Beispiel von Nils erzeugt der Waveguide auch noch recht breites Abstrahlverhalten bei hohen Frequenzen.
Der Bereich 1-2kHz relativ zum 2-4kHz Bereich ist aber jetzt ein Problem. Bei 1-2kHz wird mehr Schall nach vorne geschickt als zur Seite und bei höheren Frequenzen ist das plötzlich nicht mehr so. Wenn man den Frequenzgang auf Achse elektronisch ausgleicht, dass er eben wird, sind die Reflexionen im Raum verzerrt. Wenn man die gesamte Schallenergie, die er abstrahlt konstant hält, ist der direkte Schall bei 1-2kHz zu laut.
Das grundlegende Problem ist wohl, dass eine echte Schallquelle ganz unterschiedlich aufgebaut sein kann und oft nur in einem kleineren Frequenzbereich abstrahlt, da aber gute Richtwirkung hat, aber ein Lautsprecher alle echten Schallquellen abbilden können soll.
Was kann man dagegen machen?
- Mehr Wege: Dann kann man Treiber nehmen bei denen sich der Bereich in dem sie saubere Richtwirkung haben großzügig überlagert.
- Waveguide für den Hochtöner: Dadurch kriegt der Hochtöner ein Abstrahlverhalten wie es ein Treiber mit größerem Membrandurchmesser hätte und die beiden passen wieder zusammen.
- Treiber wählen, bei denen man die Trennfrequenz so ansetzen kann, dass der Tieftöner noch nicht bündelt aber der Hochtöner noch genügend Kapazitäten hat um entsprechend laut spielen zu können. Das kann entweder maximale Lautstärke oder Abdeckung des Frequenzbereichs kosten (vorallem Tiefbass).
Was macht jetzt die Fase dagegen? Die Fase erzeugt aufgrund geschickter Wahl ihrer Abmessungen ein Maximum im Frequenzgang auf Achse bei ca 3kHz. Die Energie wird aber aus anderen Raumrichtungen entnommen. Die Frequenzen sind hier noch niedrig genug, dass alle Minima und Maxima sehr breit sind. Dadurch gibt es das Problem nicht mehr, dass der 1-2kHz stärker fokusiert als der 2-4kHz Bereich. Also hier kompensieren Diffraktionseffekte eine nicht-ideale Bündelung im Bereich der Trennfrequenz. Bei deutlich höheren Frequenzen würde das nicht mehr gehen, weil dort die Minima und Maxima der Diffraktion nicht mehr so breit sind.
Man sieht bei der Box ohne Fase und kleine Fase eine Überhöhung. Die kann man doch auch mit der Weiche wegfiltern, oder?
![[Bild: diffuse-attenuation_607054.png]](http://bilder.hifi-forum.de/max/120742/diffuse-attenuation_607054.png)