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Alt 10.07.2017, 21:19   #1
Yogibär
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Standard Contest 2017 : Big Boy

Hallo zusammen,

Im Zuge der Beschäftigung mit der FIR Technologie für mein Projekt Little Joe stieß ich im letzten Sommer auf die Arbeit von Horbach und Keele „Application of Linear-Phase Digital Crossover Filters to Pair-Wise Symmetric Multi-Way Loudspeakers“ aus dem Jahre 2007. Die Arbeit beschreibt einen neuen Ansatz, eine konstante vertikale Abstrahlcharakteristik von symmetrisch angeordneten Paaren von Chassis über den gesamten Frequenzbereich mittels spezieller Frequenzweichen und unter Beachtung einiger geometrischer Zusammenhänge zu erzielen. Diese spezielle Frequenzweiche, das sogenannte Horbach-Keele Filter, ersetzt das Butterworth Filter 3. Ordnung des D’Appolito Konzepts. Verallgemeinert gesprochen stellt das Horbach-Keele Konzept eine bedeutende Weiterentwicklung der D’Appolito Anordnung mittels moderner DSP Filtertechnik dar.
Diese Theorie hörte sich so interessant an, dass ich beschloß, einen Lautsprecher nach Horbach und Keele zu entwickeln. Nach vielen Überlegungen hinsichtlich der Trennfrequenzen und der damit verbundenen Mittenabstände der Chassis-Paare stand gegen Ende des Jahres das Konzept.
Es ist ein 5-Wege Lautsprecher mit 9 Chassis je Seite. Alle Chassis haben eine Metallmembran, was optisch harmoniert. Der Gehäusekörper besteht aus mehreren Abteilungen mit einer Gesamthöhe von 1.400 mm. Die Schallwand ist 400 mm breit. Um den Hochtöner auf 900 mm Höhe strahlen zu lassen, wird die Box 200 mm aufgeständert, sie ist also 1.600 mm hoch, ein richtiger Big Boy.

Die Chassisbestückung ist wie folgt:
1 x HT: Aurasound NT1-301-8T
2 x MHT: Aurasound NSW2-326-8A
2 x MT: Fountek FR88EX
2 x TMT: Fountek FW168
2 x TT: Seas L26ROY

Zwischenzeitlich ist der Lautsprecher soweit fertig, dass ich es wagen konnte, ihn zum Contest anzumelden.
Dieser Lautsprecher ist mein bisher größtes, komplexestes und aufwändigstes Projekt überhaupt und soll eiogentlich nur den Nachweis erbrinngen, dass das Horbach-Keele Prinzip funktioniert. Bevor ich nach und nach die Beschreibungen der einzelnen Bauschritte dokumentiere hier mal die wichtigsten Dinge:

Die Anordnung der Chassis auf der Schallwand

Das Steuerungskonzept mit 14 AMP-Kanälen, die 18 Chassis befeuern.

Ein erstes Bid. Die seitlichen Verrundungen bestehen aus DN315 Kanalrohr und müssen noch farblich behandelt werden.


Soviel zum Einstand. Der Baubericht folgt.

Viele Grüße

Thomas
Angehängte Grafiken
Dateityp: png Schallwand.png (21,0 KB, 147x aufgerufen)
Dateityp: png Konzept.png (36,6 KB, 176x aufgerufen)
Dateityp: jpg IMG_0875a.jpg (89,4 KB, 300x aufgerufen)

Geändert von Yogibär (10.07.2017 um 21:59 Uhr).
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Alt 10.07.2017, 22:43   #2
Azrael
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Obwohl ich in meiner Selbstbaulaufbahn, die nun wahrlich noch nicht sonderlich produktiv war, aber Besserung gelobt, zumidest zur Zeit eher darauf stehe, mich aus dem PA-Lager zu bedienen, löst so etwas hier einen massiven "Mindestensmalhörenwollen"-Reflex bei mir aus.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
ich habe mich mit dem Horbach-Keele-Konzept noch nicht befasst, aber wieso brauchst du für zwei mal fünf Wege 14 Endstufenkanäle?

Geändert von Azrael (11.07.2017 um 13:26 Uhr).
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Alt 10.07.2017, 23:11   #3
fosti
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Halleluja
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Alt 10.07.2017, 23:35   #4
mtthsmyr
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Impressive!

Die Teile würde ich auch mal hören wollen...

Zitat:
Dieser Lautsprecher ist mein bisher größtes, komplexestes und aufwändigstes Projekt überhaupt und soll eiogentlich nur den Nachweis erbrinngen, dass das Horbach-Keele Prinzip funktioniert.
Das erscheint mir vertraut und plausibel.

VG, Matthias
mtthsmyr ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2017, 23:35   #5
albondiga
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Das sind ja mal krasse Kopfhörer. Kannst du bestimmt an Forumskollegen vermieten, die ihre neuen Boxen bei der besseren Hälfte nicht genehmigt bekommen. So als Drohung.

Leider darfst du am Contest damit nicht teilnehmen. Der Statiker des Duisburger Bauamts hat aufgrund erwarteter Einsturzgefahr Aufstellung und Betrieb untersagt.
albondiga ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 04:30   #6
Lionheart
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Boah... schon wieder so eine Regalbox

Respekt!!! Das ist amtlich und gefällt mir
Hut ab vor der Entwicklungsarbeit

Gruß Yves
Lionheart ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 05:57   #7
Olaf_HH
HSG Bremen-Hamburg
 
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Mir tun jetzt schon die "Messknechte" beim Contest leid
__________________
Gruß Olaf

Nächstes Treffen der HSG Bremen-Hamburg:

Aktuelles Projekte:
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Alt 11.07.2017, 07:09   #8
Yogibär
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@Michael,

Jedes TT und TMT Chassis hat aus bestimmten Gründen seinen eigenen Kanal, beim TT wollte ich nicht die beiden 4 Ohm Seas parallel schalten und weil ich bei 3 AVR genügend Kanäle habe und das Verbindungskabel zur Box noch Adern frei hatte, haben auch die TMT je einen eigenen Kanal spendiert bekommen, quasi kostenlos.

Viele Grüsse

Thomas

PS: ich habe mittlerweile einen Heidenrespekt vor den beiden Monstern:
1,65 m hoch, 73 cm breit und 82 kg schwer.
Yogibär ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 07:10   #9
EMP
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Sehr geil
__________________
Viele Grüße
EMP ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 09:53   #10
hoschibill
LAUTsprecher
 
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Hi Thomas
Das ist mal "männlich". Sehr g**il .

LG Olli
__________________

Scheiss' auf Eitelkeiten. Einfach nur Spaß am Hobby .

Aktuelle Verkäufe
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Alt 11.07.2017, 10:19   #11
Christoph Gebhard
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Ein Männertraum...möchte ich gerne mal hören...
Christoph Gebhard ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 12:52   #12
olnima
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Hiiiilfäää !!!
Und die bringst Du mit nach Wolfenbüttel? Hast Du Helfer und 'n Führerschein Klasse 2 oder beauftragst Du ein.Umzugsuntnehmen?
Hammer ...

Edit: sorry, seh schon, anderes Treffen, schade ... :-(((

Edit2:.... und solltest Du irgendwann mit den Dingern 'mal umziehen -' ich hab' da leider keine Zeit ...
__________________
Wohlklingende Grüße,
Matthias

Geändert von olnima (11.07.2017 um 13:06 Uhr).
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Alt 11.07.2017, 15:47   #13
xajas
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Beiträge: 218
Standard Contest 2017 : Big Boy

wie wird die Trennung realisiert -> DSP?/Welcher?
xajas ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 17:21   #14
Azrael
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Drei von denen, täte ich anhand der dem Startpost angehängten Grafiken denken.

Viele Grüße,
Michael
Azrael ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 18:38   #15
Yogibär
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Genau, aber dazu später mehr.

Gruss
Thomas
Yogibär ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2017, 20:26   #16
bee
wohnt neben dem Mühlstein
 
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Zitat:
Zitat von Olaf_HH Beitrag anzeigen
Mir tun jetzt schon die "Messknechte" beim Contest leid

Boaaahh neeeeee, ich glaub' ich kann doch nicht.......

Thomas, musste das sein?
__________________
Grüße

Bernd



Zum Zweithobby hier entlang
bee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.07.2017, 08:59   #17
xajas
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Mit drei davon hätten wir erst 3-Wege abgedeckt, aber wir warten ab, gucken neugierig zu und lassen uns überraschen :-)
xajas ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.07.2017, 09:58   #18
mtthsmyr
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Eines der drei Geräte ist die 8-Kanal-Variante.
mtthsmyr ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.07.2017, 20:52   #19
Yogibär
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Hallo zusammen,

hier meine Überlegungen zur Auswahl der Chassis.
Zur Einstimmung für diejenigen, die an der Horbach-Keele Theorie interessiert sind, verweise ich auf Post #20 in meiner Beschreibung des Little Joe unter DIY-Lautsprecher Contest 2016.
Wenn im Folgenden von Hauptkeulen, Nebenkeulen und Strahlungsdiagrammen gesprochen wird, dann betrifft dies nur die vertikale Ebene.
Horbach und Keele haben gezeigt, dass die Dämpfung der Nebenkeulen größer als 10 dB ist, wenn der Abstand der zwei Punktschallquellen im Verhältnis zur kritischen Wellenlänge im Bereich 0,4 bis 0,6 liegt. Bei einem Verhältnis von 0,5 treten sogar überhaupt keine Nebenkeulen auf. Dieser Wert ist demnach optimal. Gleichzeitig hängt der Öffnungswinkel der Hauptkeule ebenfalls von diesem Verhältnis (Abstand zur Wellenlänge) ab. Zwischen 0,4 bis 0,6 liegt der -6dB Öffnungswinkel zwischen 113° und 67°, bei D / λ = 0,5 beträgt er 83,6°.
Ich bin dann mal mit dem Optimum gestartet: D / λ = 0,5 und φ= 83,6°. Man beginnt mit dem Hochtöner, bzw. dem Hochtöner und dem nächsten MHT-Paar. Die Formel besagt schon, dass die MHT einen möglichst kleinen Abstand zueinander haben müssen, um eine hohe Trennfrequenz zu realisieren, Das wiederum bedingt einen möglichst kleinen Hochtöner, der dadurch natürlich nicht tief ankoppelbar ist. Mit den HT und MHT Chassis von Aurasound habe ich letztlich einen guten Kompromiss gefunden. Der HT NT1-301-8T mit 36 mm Einbaudurchmesser und der MHT NSW2-326-8A mit 47 mm Einbaudurchmesser ermöglichen einen MHT-MHT Abstand von 88 mm. Die kritische Frequenz des MHT, die gleichzeitig die tiefste Frequenz des HT ist, liegt dann bei fc = c/D x 0,5 = 1949 Hz. Die obere -6dB Trennfrequenz zum HT errechnet sich zu 2930 Hz. Dieses Ergebnis ist zufriedenstellend, da der HT mit 2930 Hz bei -6dB gut leben kann und der MHT als Breitbänder bis weit über 3 x fc spielt.
Idealerweise, aus Sicht der Gleichförmigkeit der Keule über den Arbeitsfrequenzbereich, hätte das nächste Chassispaar einen Abstand zueinander von 2 x 88 mm = 176 mm haben müssen. Das ist allerdings so gut wie nicht möglich. Selbst wenn ich den NSW2 zweimal verwendet hätte, so hätte das erste Pärchen auf einen Abstand von 96 mm gesetzt werden müssen, um Kollisionen zu vermeiden. Da das MT-Paar auch tiefer spielt, habe ich ein Chassis mit mehr Membranfläche bevorzugt und bin beim Fountek FR88EX fündig geworden. Der FR88EX ist recht kompakt gebaut und hat einen Aussenkorbdurchmesser von nur 88,4 mm. Damit läßt sich ein Treiberabstand zueinander von 228 mm realisieren. Die kritische Frequenz liegt bei 752 Hz, die obere Trennfrequenz bei ca. 1000 Hz.
Die weiteren Chassis sind von der Größe her nicht mehr kritisch. So kommt als Tiefmitteltöner ein Paar Fountek FW168 zum Einsatz. Deren Mittenabstand beträgt 520 mm, was eine kritische Frequenz von 330 Hz und eine obere Trennfrequenz von 450 Hz zur Folge hat.
Den Abschluß macht der Subwoofer L26ROY von Seas ein 10“ Chassis, das Paar auf 1040 mm Abstand gesetzt. Die kritische Frequenz liegt bei 165 Hz, die obere Trennfrequenz bei 214 Hz. Unterhalb von ca. 100 Hz wird das vertikale Strahldiagramm nicht mehr von den HK- Filtern beeinflußt. Ansonsten hätte die Box noch größer ausfallen müssen.
Die Verteilung der Chassis auf der Schallwand habe ich schon mit dem ersten Post gezeigt.

Das Steuerungskonzept sieht wie folgt aus.
Ich gehe digital mit SPDIF Koax oder Toslink auf einen 1 auf 4 Verteiler, den ich selbst gebaut habe, und von dort auf 3 miniDSP Geräte, 2 x OpenDRC DA und 1 x OpenDRC-DA8.
Das OpenDRC DA verfügt über 2 Kanäle mit analogen Ausgängen und das OpenDRC DA8 über 8 Kanäle. Damit läßt sich der 5-Wegerich versorgen. Ein 10-Kanalgerät (nicht PC basiert) für FIR Filter ist mir ansonsten nicht bekannt. Das Problem der zu geringen Anzahl von Taps ist damit auch zufriedenstellend gelöst. Das OpenDRC DA stellt 6144 Taps pro Kanal zur Verfügung. Damit werden der TT und der TMT gefiltert. Beim OpenDRC DA8 können zur Zeit max. 2048 Taps pro Kanal zugeordnet werden. Nach etlichen Diskussionen mit dem Entwicklungsteam von miniDSP ist man wohl jetzt bereit, diese obere Grenze aufzugeben, bzw. zu erweitern. Wann das neue plugin kommt, ist aber noch nicht bestätigt. Aber immerhin ist man bei miniDSP bereit, sich mit Kundenwünschen auseinanderzusetzen. Das finde ich gut.

Weiter geht es dann auf 3 AVR. Zwei sind nur für die beiden unteren Kanäle zuständig, die sowieso mehr Dampf benötigen. Dabei werde ich für das TT Paar 2 Kanäle nutzen, da ich den Seas mit 4 Ohm nicht parallel schalten möchte. Gleiches bietet sich für das TMT Paar an, da noch Adern im Kabel zur Box frei sind. Der MT, MHT und HT beider Lautsprecher werden von einem einzigen 7.1 AVR angesteuert. Leistungsmäßig sollte das ausreichend sein. Einziger offener Punkt ist zur Zeit nur die synchrone Lautstärkeregelung aller 10 (14) Kanäle.
Auch für das Steuerungskonzept hängt die Skizze schon am ersten Post.

Soviel für heute.

Viele Grüße

Thomas

Apropos Kabel: Die beiden Lautsprecher werden über steckbare Leitungen angeschlossen. Als Leitung habe eine Steuerleitung 18 x 1,5 qmm genommen und für die TT je zwei Adern parallelgeschaltet, um den Querschnitt zu erhöhen. An der Box als auch an meinem Gerätetrolley sitzen entsprechende Buchsen/Steckergehäuse in Industrieausführung, wie auf dem Bild zu sehen ist.
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg IMG_0751a.jpg (131,6 KB, 70x aufgerufen)

Geändert von Yogibär (12.07.2017 um 21:17 Uhr).
Yogibär ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.07.2017, 21:00   #20
Franky
gewerblicher Teilnehmer
 
Registriert seit: 01.12.2008
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Standard

Das Projekt ginge auch als Doktorarbeit durch!
Franky ist offline   Mit Zitat antworten
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