Slot Load - Horizontale Abstrahlung - Kantendifraktion

[Gaga]

Moin,

Rudolf:

Hallo Christoph,
die Kantendiffraktion eines Lautsprechers hat eine untere und obere "Grenzfrequenz". Die untere ist der baffle step. Dieser wird bekanntlich durch die effektive Schallwandbreite bestimmt. Je breiter die Schallwand, desto niedriger die Einsatzfrequenz des baffle step.
Die obere "Grenzfrequenz" ist die einsetzende Bündelung des Treibers. Wenn zur Seite nichts mehr abgestrahlt wird, "beschallt" der Treiber die Schallwandkante nicht mehr und die Kantendiffraktion hört auf. Diese Grenzfrequenz rückt mit kleiner werden des Treibers immer höher.

Die Konsequenzen:
- Treiber so breit wie die Schallwand: Auf den baffle step folgt praktisch unmittelbar der Einsatz der Bündelung. Welligkeiten aufgrund der Kantendiffraktion entstehen kaum.
- Treiber sehr viel schmaler/kleiner als Schallwand: Der Bereich der Kantendiffraktion wird weit ausgedehnt.

OK, soweit klar. Ich habe mir bei der Gelegenheit zum wiederholten Mal deine Seite angeschaut und finde das immer wieder sehr lohnenswert.

Je schmaler Du also den Schlitz bei gegebener Schallwandbreite machst, desto störender wird die Kantendiffraktion.

D'Accord, das bestätigen die Messungen von Eismann und mit oben. Dem könnte man ggf. mit ensprechender Verrundung der Kante oder einer großzügigen Fase entgegen wirken....

Aus meiner Sicht sind solche Schlitzkonstruktionen kein Ausdruck von Raffinesse, sondern von Hilflosigkeit.

Mal schauen.... Für mich ist die Diskussion relatives 'Neuland', Du hast Dich ja ganz offensichtlich schon ein Weilchen länger mit dem Thema befasst.

Eismann:

Klirr
Dann habe ich auch etwas gelesen, dass durch Slots erhöhter Klirr aufteten soll. Würde mich auch interesseiren. Ich kann mit Justoct aber keinen Klirr messen.

Vorkammer
Ob es durch Veränderung der Vorkammer Kamm-Effekte gibt, lässt sich mit AJ-Horn gut simulieren. Nach meiner Erfahrung sollte die Kammer tatsächlich möglichst klein sein, wie schon JFA und Spatz schrieb. Dadurch wird der Kamm kleiner.

Eine Alternative zur Vorkammer : der Slot sitzt in offener Bauweise vor dem Treiber und es gibt gar keine Kompression mehr. Das würde ich sogar vorziehen.

Das köntte wirklich eine elegante Lösung sein, je nachdem, wie dramatisch die Klirr-Probleme sind. Da käme es auf die Ausführung an (Was macht der so entstandene Kanal, wie lange ist der, wo endet der und was wird darüber abgestrahlt?). Ggf. könnte man den Zwischenraum mit Baso dämpfen....

Eismann
Meine Frage nun: kann man voraussagen, bei welchen Frequenzen die Buckel und die breiteren Abstrahlungen auftreten?

Rudolf
Für einen kreisrunden Schlitz mittig in einer kreisrunden Schallwand kann man das exakt voraussagen. Weil es eine Funktion des Schlitzradius und des Schallwandradius (also der Entfernung vom Schlitzmittelpunkt zur Schallwandkante) ist.
Wenn Du beschließt, in jede Richtung eine andere Schlitzbreite und eine andere Entfernung zur Schallwandkante zu haben, bekommst Du auch in jede Richtung eine andere Lösung. Die Lösungen sind natürlich frequenzabhängig.

Anbei ein paar EDGE Simulationen.

Ich habe jeweils eine Simu mit rundem Treiber, 145 mm Durchmesser, quadratisch 145 x 145 mm und einem 'Schlitz' mit 145 x 60 mm gemacht.

Selbe Schallwand wie bei den Simus und Messungen oben.


Dann wurde das Mikro in 5 cm-Schritten nach außen verschoben (Abstand zur Schallwand nicht korrigiert).
Die entsprechenden Simus für 145 mm rund:


145 mm x 145 mm quadratisch:


145 mm x 60 mm 'Slot':


Bis 2 kHz tut sich da kaum etwas in der Simu. Zwischen 2 und 3 kHz sind Unterschiede zu sehen, allerdings ebenfalls nicht dramatisch. Im Bereich über 3 kHz sehe ich einige, auch starke Unterschiede. Die Frage ist, wie relevant das je nach Konstrukt dann noch ist....

Eine Frage: Ich gehe davon aus, daß EDGE ausschliesslich die Wechselwirkung des Treibers mit den Außenkanten der Schallwand simuliert, also keine Interfrenzen, die an den beiden Kanten des 'Slots' entstehen? Ist das korrekt?

Grüße,
Christoph

[Kripston]

Hallo Christoph,
leider hast du vergessen, die "Speaker Source Density" im Prog hochzusetzen.
So hast du bei allen Treibern Punktstrahler simuliert, daher gibt es auch keinen Unterschied.....

Setze da mal so auf 10 oder 12 hoch und mach dann nochmal....

Gruß
Peter Krips

[Gaga]

Hallo Peter,

vielen Dank für den Hinweis - hatte mich schon gewundert....!

Ich korrigiere das - dauert leider einen Moment.

Gruß,
Christoph

PS: Anleitung auf der EDGE Homepage und Thread hier im Forum....
The EDGE homepage / help: '
Driver shape

The driver shape option can be used to simulate drivers of circular, elliptical, square and rectangular shaped membranes. In order for the shape option to have any effect the "Speaker source density" has to be 2 or larger. The Edge spreads out a number of point sources over the area covered by the membrane.'

[Gaga]

Sodele,

nachdem ich die EDGE-Simus in Beitrag #21 grandios vergeigt habe, hier nun die Simus, diesmal mit Speaker Source Density 12:


Ich habe wieder die Messung unter verschiedenen Winkeln simuliert. Zunächst aber der Vergleich der 0°-Simu von rundem Speaker mit quadratischer 145x145 mm-Schallquelle und den Slot-Simus mit 100 mm und 60 mm Slot:


Sieht unter 0° nicht dramatisch aus, daher gleich zu den Winkel-Simus.

145 mm rund:


145 x 145 mm:


Slot 145 mm x 100 mm:


Slot 145 mm x 60 mm:


Gut zu sehen, was schon diskutiert wurde: Mit der verbesserten (erweiterten) Abstrahlung über 2 kHz verschärft sich das Problem der Kantendiffraktion zwischen 1500 und 1800 Hz. Schade, daß EDGE den Einfluß der Kantenverrundung nicht simuliert.

Nochmals meine Frage aus Beitrag #21: Ich gehe davon aus, daß EDGE ausschliesslich die Wechselwirkung des Treibers mit den Außenkanten der Schallwand simuliert, also keine Interfrenzen, die an den beiden Kanten des 'Slots' entstehen? Ist das korrekt?

Gruß,
Christoph

[JFA]

Nochmals meine Frage aus Beitrag #21: Ich gehe davon aus, daß EDGE ausschliesslich die Wechselwirkung des Treibers mit den Außenkanten der Schallwand simuliert, also keine Interfrenzen, die an den beiden Kanten des 'Slots' entstehen? Ist das korrekt?

Nein. EDGE simuliert die Interferenzen des Slots, genauso wie es die Interferenzen der runden Schallquelle simuliert. Die sind einfach da, und sorgen bei beiden Typen für die Bündelung.

[Gaga]

Hallo JFA,

ok, merci, nur um sicher zu gehen, daß ich's richtig verstehe. EDGE simuliert die Interferenzen, die durch die Größe der Schallquelle (runder oder rechteckiger Lautsprecher...).

Ich wollte mit meiner Frage auf die Annahme raus, daß bei einem einer Membran vorgesetzten Slot-Brett, zusätzlich (bzw. in stärkerem Mass) 'sekundäre Schallquellen' entstehen, als bei einem in der Schallwand eingelassenen Lautsprechers.

Also analog der Entstehung 'sekundärer Schallquellen' am Rand der Schallwand. Dies wäre doch dann ein zusätzlicher Effekt, der für Interferenzen sorgen sollte? Habe ich da eine falsche Vorstellung davon, was an der Kante des Slot-Bretts passiert, oder ist das schlicht zu vernachlässigen?

Ich habe mal zwei Schallquellen mit 145 mm Höhe und 10 mm Breite in 6 cm Abstand simuliert (so als ob die Slot-Kanten sekundäre Schallquellen darstellen würden):


Unter Winkeln:


Interferenzen (Überhöhung auf Achse, Einbruch unter Winkeln oder andersrum) sehe ich da bei ca 3,2 Khz, um 4 kHz und ca 5 und 6 kHz.

Wie sah das in der letzten Messung aus?


Dort sind ebenfalls Interferenzen ca. 3,2 kHz und na ja, unter 4 kHz zu sehen.

Die Interferenz zwischen 2 und 3 kHz ist abgeschwächt in der letzten Simu des 60 mm-Slots zu sehen:


Macht das Sinn, oder betreibe ich - unzulässige - Kaffesatzleserei....? Freue mich über Input, Korrektur, ...

Dafür von meiner Seite bei Gelegenheit weiter mit entsprechenden Messungen.

Gruß,
Christoph

[Spatz]

Nur so als Einwurf: Die Tiefe des Slots ist doch ebenso wichtig, Stichwort "Helmholtzresonator"...

[Rudolf]

Ich wollte mit meiner Frage auf die Annahme raus, daß bei einem einer Membran vorgesetzten Slot-Brett, zusätzlich (bzw. in stärkerem Mass) 'sekundäre Schallquellen' entstehen, als bei einem in der Schallwand eingelassenen Lautsprechers.

Im Prinzip ist beides gleich. Man nennt das wohl "Babinets Prinzip". Es setzt allerdings einerseits eine starre flache Lautsprechermembran und andererseits eine ebenso starre flache Wellenfront im Schlitz voraus. Letzteres bezweifle ich beim Schlitz mit dahinter liegender "Druckkammer".

[tiefton]

Spannend, Jungs!
Ich hab mal vor Jahren am Gymi eine Facharbeit über die Beugung am Einfach und Mehrfachspalt gemacht (so ähnlich wie hier:http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&...Qt-jwUZGgQ )
Was damals nicht Datentechnisch erhoben wurde, war das ganze bei veränderter Frequenz, sonderen lediglich das Verhältnis Frequenz/Spaltbreite.
Aber auch da ist die Grundlage die Gleiche: beugung, sekundärschallquellen, Interferenz.
Was beim Slotload interessant ist, sind die zusätzlichen Faktoren:
Druckkammer, Verhältnis Frequenz/Slot, Anregungswelle, Eigenschwingung des Slots(Eigenreso des Materials), vertikale Auslöschung, KLirr, IMD, Phase.
Das alles macht den Slot wohl recht unvorhersehbar, aber ich finde das ihr hier gute Basisarbeit leistet.
Spannend wären Ergebnisse, die übertragbar sind. Aber das sind wohl nur die Faktoren und deren Tendenz.

[JFA]

Was beim Slotload interessant ist, sind die zusätzlichen Faktoren:
Druckkammer

Berechenbar (oder zumindest annähernd berechenbar).

Verhältnis Frequenz/Slot

Geometrie, berechenbar.

Anregungswelle

Ist in der Tat etwas komplizierter, aber einfach als eben annehmbar.

Eigenschwingung des Slots(Eigenreso des Materials)

Ja, kann passieren, sollte aber nicht (nennenswert). Also stabil genug bauen.

vertikale Auslöschung

Abhängig von der Geometrie, berechenbar.

KLirr

Schrieb ich oben schon was zu, kann zunehmend auftreten.

IMD

Wo Klirr da ist die IMD nicht fern.

Phase

Die Druckkammer ist ein Tiefpass, natürlich dreht das an der Phase.

@Spatz: erklär mal den Unterschied zwischen Druckkammer und Helmholtzresonator.

[Spatz]

Das eine ist ein Volumen mit einer Öffnung, das andere ist eine Öffnung, die an ein Volumen angekoppelt ist...

Ich wollte auch nur anmerken, dass hier zwar alle Faktoren besprochen werden, nur die Stärke der Front war noch kein Thema...

[tiefton]

Wenn das alles berechenbar scheint, dann müsste sich das ganze doch in einer definierten Umgebung simulieren/nähern lassen, bzw. dann auch in der Auswirkung übertragen lassen auf eine andere Umgebung....

[JFA]

Das geht ja auch. AKABAK für die Druckkammer, EDGE für die Abstrahlung. Fertig ist die Laube.

[Gaga]

Hallo JFA,

AKABAK für die Druckkammer, EDGE für die Abstrahlung. Fertig ist die Laube.

Leider habe ich keinen Plan, AKABAK zu bedienen. Falls ich das 'Frontvolumen' und die Geometrie des Scan-Speak 18W8546 poste, wärst Du so nett....? Das wäre natürlich ganz große Klasse.

Oder mag sonst einer der interessierten am Thread an der Laube mit basteln?

Grüße,
Christoph

[JFA]

Ach, ich mit meiner großen Klappe

Aber OK, gib mal her.

[Gaga]

Hallo JFA,

na, da sag' ich doch nicht nein!Ganz große Klasse!

Daher schnell die Maße, die ich mit einer Schiebelehre genommen habe.

- Durchmesser, genommen an der Sickenmitte: 138 mm

- Durchmesser Membran (Übergang Sicke): 120 mm

- Tiefe von maximaler Sickenhöhe bis tiefster Punkt der inversen Staubschutzkalotte: 35 mm

- Durchmesser Staubschutzkalotte 60 mm

- Tiefe am Rand der Staubschutzkalotte (Übergang Membran) gemessen von Höhe Sicke: 28 mm

- Höhe Sicke bis Membran ca 6 mm

- Abstand Slot-Brett von Staubschutzkalotte: 39 mm


Ganz schnell über das Kegelvolumen berechnet mit dem Durchmesser Sickenmitte 138 mm und der Kegelhöhe Slot-Brett zu Staubschutzkalotte 39 mm plus die virtuelle Höhe hinter der Staubschutzkalotte (ca 28 mm) ergibt 343 cm3.

Jetzt noch das Volumen hinter der Staubschutzkalotte weg = 60 mm Durchmesser und 28 mm Höhe = 26,4 cm3

Also, grob berechnet sollte da ein Volumen von ca 317 cm3 zwischen Membran und Slot-Brett sein. Vermutlich etwas weniger, da ich die Mitte der Sicke als Kegel-Grundfläche angenommen habe. Vielleicht kannst Du mit 300 cm3 rechnen?

Ich hoffe das passt. Da ich ein paar Tage nicht an's Internet komme, habe ich vorsichtshalber die Maße oben angegeben. Hoffe das reicht Dir zunächst.

Grüße,
Christoph

[JFA]

Wie groß ist der Slot? Breite, Höhe, Tiefe

[Kripston]

Hallo,

Hallo JFA,

na, da sag' ich doch nicht nein!Ganz große Klasse!

Daher schnell die Maße, die ich mit einer Schiebelehre genommen habe.

- Durchmesser, genommen an der Sickenmitte: 138 mm

- Durchmesser Membran (Übergang Sicke): 120 mm

- Tiefe von maximaler Sickenhöhe bis tiefster Punkt der inversen Staubschutzkalotte: 35 mm

- Durchmesser Staubschutzkalotte 60 mm

- Tiefe am Rand der Staubschutzkalotte (Übergang Membran) gemessen von Höhe Sicke: 28 mm

- Höhe Sicke bis Membran ca 6 mm

- Abstand Slot-Brett von Staubschutzkalotte: 39 mm


Ganz schnell über das Kegelvolumen berechnet mit dem Durchmesser Sickenmitte 138 mm und der Kegelhöhe Slot-Brett zu Staubschutzkalotte 39 mm plus die virtuelle Höhe hinter der Staubschutzkalotte (ca 28 mm) ergibt 343 cm3.

Jetzt noch das Volumen hinter der Staubschutzkalotte weg = 60 mm Durchmesser und 28 mm Höhe = 26,4 cm3

Also, grob berechnet sollte da ein Volumen von ca 317 cm3 zwischen Membran und Slot-Brett sein. Vermutlich etwas weniger, da ich die Mitte der Sicke als Kegel-Grundfläche angenommen habe. Vielleicht kannst Du mit 300 cm3 rechnen?

Ich hoffe das passt. Da ich ein paar Tage nicht an's Internet komme, habe ich vorsichtshalber die Maße oben angegeben. Hoffe das reicht Dir zunächst.

Grüße,
Christoph

kannst es dir auch einfacher (und exakter) machen:
Nimm Hornresponse und Doppleklick auf Eingabefeld Vtc

Dann kannst du im sich öffnenden Fenster die Membran modellieren und das Prog rechnet dir dann das Volumen aus....

Gruß
Peter Krips

[Gaga]

Hallo JFA und Peter,

nur ganz kurz von unterwegs. Der slot - so wie bei der letzten Messung - war 60 mm breit und 5 mm tief. Die Hoehe eben gleich dem Chassis-Durchmesser.

``...Nimm Hornresponse und Doppleklick auf Eingabefeld Vtc...``

Hallo Peter, ja stimmt, das waere einfacher. Ich habe im Moment keinen Zugang zu HornResp (oder AxiDriver), daher habe ich das behelfsmaessig `zu Fuss` gemacht.

Ich wuerde je nach Simu dann auch anschliessende Messungen machen, ggf. einen nicht ganz so provisorischen slot bauen.

@JFA Koenntest Du bitte unterschiedliche slot-Breiten simulieren, z.B. 60, 80, 100 mm? Nicht dass ich hier jetz Ansprueche stellen will, waere aber nett - und aufschlussreich fuer mich.

Gruesse,
Christoph

[Gaga]

So, jetzt die Frontvolumen-Berechnung für den Scan Speak 8546 mit Hornresponse.

Berechnung nur Chassis:


Berechnung bis Unterseite Slot-Brett:


Rund und roh 250 cm3. Hat sich also durchaus gelohnt, noch einmal mit dem HornResp-Tool zu rechnen!

Gruß,
Christoph