Kaufberatung: Lautsprecher nach Geddes Theorie

[FoLLgoTT]

Da stoßen wir an die Grenzen von Hornresponse.

Wenn du mir mal die genauen Maße gibst (Durchmesser, Höhe usw.) kann ich das mal in AxiDriver nachbauen. Ist ja schnell gemacht.

Diese Rundung-Gerade-Rundung-Kontur sieht mit ein paar schnellen Versuchen in AxiDriver echt übel aus.

Nach meiner Erfahrung kann das Abstrahlverhalten eines Waveguides/Horns am besten per Hand auf den Treiber hin optimiert werden, ohne die Anwendung einer starren Formel für die Kontur.

[Kripston]

@Nils:



Gruß
Peter Krips

[JFA]

Die Frage ist, ab die Verrundung am Mund vorgesehen ist.
So wie ich Geddes mit seinem Oblete Spherical WG verstanden habe, ist es im Prinzip ein konisches Horn, das lediglich am Hornhals eine andere Kontour hat.

Im Prinzip ist es eine Kontur, die aus einem orthogonalen, hyperbolischen Koordinatensystem abgeleitet ist. Innerhalb dieses Koordinatensystems ist die Wellengleichung analytisch lösbar (durch Koordinatentransformation), sofern die Quelle als eben angenommen wird.

In der Realität scheitert die perfekte Umsetzung an 2 Dingen:
1.) das Koordinatensystem ist unendlich, d. h. für einen praktikablen Waveguide muss die Öffnungsfunktion abgebrochen werden. So wie bei dir in hornresponse ergibt das dann einen Wellenwiderstandssprung am Ausgang, der u. a. zu diesem furchtbaren Diagramm führt. Eine Verrundung ist umungänglich.
2.) Es gibt keine perfekten ebenen Quellen. Sie lassen sich allerdings ganz ordentlich annähern (eine gewöhnliche Kalotte ist eine ordentliche - keine gute! - Näherung; aber nur ohne Diffusor*).

Letztlich ist die OS-Kontur die, auch in der Praxis, Kontur mit den geringsten sogenannten HOMs (Higher Order Modes). Dafür halt leider mit dem fiesen Einbruch auf Achse.

[FoLLgoTT]

Danke, Peter. Leider kenne ich mich mit Hornresp nicht aus und habe momentan nicht die Zeit, mich in alle Parameter einzulesen.

Daher hier ein 21 cm breiter Waveguide für einen idealen 1"-Hochtöner. Es kommt aber immer auf dasselbe hinaus. Der Einbruch auf Achse erzeugt eine Aufweitung im Abstrahlverhalten. Die Messungen von Princeton zeigen genau das.

Simulation:





Messung von Princeton:



Das ist schlicht und ergreifend nicht "constant directivity", auch wenn Geddes das gerne behauptet. Das ist sogar schlechter als so manch herkömmlicher Lautsprecher ohne Waveguide.
Kein Wunder, dass er keine normierten Sonogramme mag...

[Gaga]

Hallo Nils,

vielen Dank für die Simu. Kannst Du bitte für das Waveguide auch den Frequenzgang auf Achse zeigen? Ich würde gern sehen, wie stark der Einbruch auf Achse ist...

Müsste mit Axidriver eigentlich über VACS gehen, wenn ich mich recht erinnere. Habe 'ne Weile nicht damit gearbeitet...

Grüsse,
Christoph

[FoLLgoTT]

vielen Dank für die Simu. Kannst Du bitte für das Waveguide auch den Frequenzgang auf Achse zeigen?

Ich hatte das leider nicht gespeichert, daher alles noch mal. Dauert aber zum Glück nicht so lange.

Als Vergleich hier eine minimal optimierte Kontur. Die habe ich in einer halben Stunde zusammengeschustert, also bitte nicht meckern. Es geht auf jeden Fall noch besser.

Geddes:







"Herkömmliche" Kontur:

[fosti]

..
Diese Rundung-Gerade-Rundung-Kontur sieht mit ein paar schnellen Versuchen in AxiDriver echt übel aus.
....

Hallo Nils,

ich habe da eine Vermutung warum das so böse aussieht Im Thread "Verfärbungen von Waveguides" im hifi-forum hast Du Dich ja auch schon geäußert: Aus einem Radius in eine Gerade zu gehen "geht" gar nicht...bei Nockenwellen muss die zweite Ableitung stetig sein, das nennt man "ruckfrei"....mich beschleicht, dass das für die Kontur eines Waveguides ähnlich sein muss. Hab' im Moment leider wenig Zeit die Wellengleichung in dieser Richtung mal zu lösen...

Viele Grüße,
Christoph

[FoLLgoTT]

ich habe da eine Vermutung warum das so böse aussieht Im Thread "Verfärbungen von Waveguides" im hifi-forum hast Du Dich ja auch schon geäußert: Aus einem Radius in eine Gerade zu gehen "geht" gar nicht...bei Nockenwellen muss die zweite Ableitung stetig sein, das nennt man "ruckfrei"....mich beschleicht, dass das für die Kontur eines Waveguides ähnlich sein muss. Hab' im Moment leider wenig Zeit die Wellengleichung in dieser Richtung mal zu lösen...

Mathematisch kann ich da leider nicht mehr mithalten, da bin ich schon zu weit raus.

Aber ich denke nicht, dass der Übergang zu den Abrundungen das Problem ist. Das Abstrahlverhalten ändert sich durch die Rundungen nur minimal. Die Gerade ist einfach das Problem. So eine Kontur erzeugt kein konstantes Abstrahlverhalten. Der große rote Fleck geht übrigens in Wirklichkeit bis über +10 dB, auch wenn ich hier nur bis +3 dB darstelle. Das ist richtig schlecht.





Geddes hat sich sehr auf die HOMs versteift. Mir ist bisher keine Untersuchung über deren Auswirkung auf den Klang bekannt. Das ist ja auch gar nicht so einfach.
Und wenn man die HOMs mit etwas Schaumstoff bei jeder beliebigen Kontur bedämpfen kann, sehe ich keinen Grund darin, eine gute Kontur nur für weniger HOMs zu opfern. Das Abstrahlverhalten hat definitiv großen Einfluss auf den Klang. Das ist lange bewiesen. In meinen Augen legt Geddes falsche Prioritäten und täuscht seine Kunden.

[Gaga]

Moin zusammen,

ich habe mal das 'Geddes Waveguide', das Peter Krips in Hornresponse simuliert hat exportiert und die Waveguide-Kontur in AxiDriver geladen.



Die Kontur ist identisch, in AxiDriver schliesst das Waveguide aber mit einer Schallwand ab.

Das Sonogramm - nicht auf 0° normiert! - von 1K-20k sieht dann so aus:


Einbrüche auf Achse bei ca 3K, 5,5k und 8k. Hier gut zu sehen:


Bei 30° sieht das tatsächlich sehr gleichmässig aus:


Auf 0° normiert sieht man dann die entsprechenden Aufweitungen bei 3k, 5,5k und 8k:


Mit abgerundetem Übergang am Hornmund...


.sieht es auch nicht entscheidend besser aus:


Die Aufweitungen bei 5,5 und 8k fallen etwas geringer aus, aber der erste Einbruch/Aufweitung ist nicht wesentlich von der Verrundung betroffen.

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin zusammen,

Zitat: FoLLgoTT
Zitat von Gaga
Wie auch immer, Kanten sind auf alle Fälle doof. In der nächsten Simu-Serie daher dann die Auswirkung von Rundungen am WG-Hals und WG-Mund....

Dann bist du beim OS-Waveguide von Geddes. Der taugt genauso wenig wie das konische Ding. Da ist der Einbruch auf Achse nämlich auch da. Er entsteht nicht durch die harten Kanten, sondern durch die Kontur.

Hatten wir ja hier schon mal.

Ich nutze einfach mal diesen alten Thread, um die Diskussion über die Ursachen des bei Waveguides/konischen Hörnern beobachteten Einbruch auf Achse hier weiter zu führen.

Der letzte Beitrag von Leif aus dem ABEC-Tread:

Hallo!

Das sind Horn Moden. Schau mal hier, auf Seite 8: https://www.grc.com/acoustics/an-int...orn-theory.pdf

Vielen Dank! Ich lese die Kolbrek-Artikel nochmal in Ruhe daraufhin durch.

Im ABEC-Thread dann weiter mit den Simus...

Grüße,
Christoph

[JFA]

Ich bin mir sicher, dass ich das hier im Forum schon mal erwähnt habe...

Denkt Euch ein konisches Horn, angetrieben von einer sphärischen Welle. Dann ist die Wellenfront immer rechtwinklig zur Kontur und zur Mittelachse. An jeder Stelle lässt sich also ein Kugelsegment, bzw. im Schnitt betrachtet ein Kreisbogen, beobachten. Preisfrage: was passiert, wenn die Erhöhung des Kreisbogens (Abstand zur Sehne) gleich lambda/2 ist? Tipp: Integral vom Sinus über eine Periode bilden.

[Gaga]

Moin JFA,

Denkt Euch ein konisches Horn, angetrieben von einer sphärischen Welle. Dann ist die Wellenfront immer rechtwinklig zur Kontur und zur Mittelachse. An jeder Stelle lässt sich also ein Kugelsegment, bzw. im Schnitt betrachtet ein Kreisbogen, beobachten. Preisfrage: was passiert, wenn die Erhöhung des Kreisbogens (Abstand zur Sehne) gleich lambda/2 ist? Tipp: Integral vom Sinus über eine Periode bilden.

Vielen Dank!!! Ich schaue mir die Sinus darauf hin nochmal an...

Gruß,
Christoph

[Grasso]

Ich bin mir sicher, dass ich das hier im Forum schon mal erwähnt habe...

Denkt Euch ein konisches Horn, angetrieben von einer sphärischen Welle. Dann ist die Wellenfront immer rechtwinklig zur Kontur und zur Mittelachse. An jeder Stelle lässt sich also ein Kugelsegment, bzw. im Schnitt betrachtet ein Kreisbogen, beobachten. Preisfrage: was passiert, wenn die Erhöhung des Kreisbogens (Abstand zur Sehne) gleich lambda/2 ist? Tipp: Integral vom Sinus über eine Periode bilden.

Wenn der Trichter nicht abgerundet ausläuft sondern plötzlich in die Schallwand springt oder ganz abbricht, dann entsteht an dieser Kante Schallbrechung, die zu einer Auslöschung auf Achse bei der Frequenz Deiner Vorgabe für lambda/2 führt.

[JFA]

Ist ja doll. Und das hast Du ganz alleine herausgefunden?

Und was ist, wenn der Trichter verrundet ausläuft? Wieso gibt es dann trotzdem diesen Einbruch?

[Grasso]

Wie stark verrundet? Fragen in der Dunkelheit.

[sonicfury]

>>>>- da es auch nochmal erklärt, warum Gedlee seine Boxen als CD baut...

Naja... zunächst bin ich von CD's Version nicht begeistert. So richtig toll CD hat er da selber nicht geschafft. Er hat viel (richtiges) zusammengeschrieben, seine prakt. Ausführung aber hakt. CD haben andere "richtiger" umgesetzt, weil konstanter.

Insofern.. der fury sagt (furytheorie):

CD muss man garnicht sklavisch befolgen. Es langt alleine schon, wenn die Energiekurve harnomisch verläuft, egal ob gleichmässig zunehmende Bündelung oder echte "CD"- konsante bündelung. Sobald ein LS einen Energiefrequnzgang ohne Sprungstellen aufweist, klingt er gut.




PS: Oh seh grad Nils hat am Geddes CD auch schon rumgemeckert, ok, wollte ich nicht wiederholen aber im Grunde stimmts.

[Gaga]

Moin,

Denkt Euch ein konisches Horn, angetrieben von einer sphärischen Welle. Dann ist die Wellenfront immer rechtwinklig zur Kontur und zur Mittelachse. An jeder Stelle lässt sich also ein Kugelsegment, bzw. im Schnitt betrachtet ein Kreisbogen, beobachten. Preisfrage: was passiert, wenn die Erhöhung des Kreisbogens (Abstand zur Sehne) gleich lambda/2 ist? Tipp: Integral vom Sinus über eine Periode bilden.

Ich denke JFA ist bei seinem Hinweis oben die Kantenreflexion oder mögliche Verrundung des Hornmundes zunächst völlig wumpe.

Es beschreibt m.E. diese Situation im konischen Waveguide:


Dargestellt ist die AxiDriver Simu eines konischen Waveguides mit 20mm Durchmesser am Hornhals (und Flachmembran mit 20mm Durchmesser) bei 797Hz. Das Horn ist 1m lang und hat einen Öffnungswinkel von ca 90°.

Reflexionen am Hornmund und Anpassungsfehler am Hornhals sind sicher weitere Ursachen für Fehler bei der Abstrahlung und SPL-Schwankungen auf Achse.

JFA, weiter oben im Thread:

m Prinzip ist es eine Kontur, die aus einem orthogonalen, hyperbolischen Koordinatensystem abgeleitet ist. Innerhalb dieses Koordinatensystems ist die Wellengleichung analytisch lösbar (durch Koordinatentransformation), sofern die Quelle als eben angenommen wird.

In der Realität scheitert die perfekte Umsetzung an 2 Dingen:
1.) das Koordinatensystem ist unendlich, d. h. für einen praktikablen Waveguide muss die Öffnungsfunktion abgebrochen werden. So wie bei dir in hornresponse ergibt das dann einen Wellenwiderstandssprung am Ausgang, der u. a. zu diesem furchtbaren Diagramm führt. Eine Verrundung ist umungänglich.
2.) Es gibt keine perfekten ebenen Quellen. Sie lassen sich allerdings ganz ordentlich annähern (eine gewöhnliche Kalotte ist eine ordentliche - keine gute! - Näherung; aber nur ohne Diffusor*).

Letztlich ist die OS-Kontur die, auch in der Praxis, Kontur mit den geringsten sogenannten HOMs (Higher Order Modes). Dafür halt leider mit dem fiesen Einbruch auf Achse.

Leider fehlt das Gefühl, welche der 'Fehlerquellen' sich wie stark auswirken. Vielleicht führe ich eine Serie von Simus mit AxiDriver durch, um das für mich ein wenig aufzudröseln... Dann in einem neuen Thread zum Thema.

Gruß,
Christoph

PS: Der directivity plot mit einer ganzen Reihe von Erhöhungen und 'Löchern' auf Achse

[Rudolf]

Leider fehlt das Gefühl, welche der 'Fehlerquellen' sich wie stark auswirken. Vielleicht führe ich eine Serie von Simus mit AxiDriver durch, um das für mich ein wenig aufzudröseln... Dann in einem neuen Thread zum Thema.

Hallo Christoph,
vielleicht sollte man zuerst die Frage stellen, was überhaupt der "Fehler" ist. Eine ideal kugelförmige Abstrahlung innerhalb des Horns ist ein Zeichen dafür, dass die Hornkontur "stimmt" und es keine unerwünschten Reflexionen im Horn gibt. Diese Kugelform führt unweigerlich zu einem Lambda/2-Versatz zwischen Kugelmitte und Kugelrand (= Abbruch der Hornkontur).
Ein scharfer Randabbruch begrenzt die Störung auf eine bestimmte Frequenz und führt gleichzeitig zu einem heftigen Interferenzeinbruch auf Achse.
Eine weiträumige Randverrundung verteilt die Störung auf einen größeren Frequenzbereich und vermindert die Tiefe des Einbruchs. Die Störung wird aber nicht im eigentlichen Sinn "beseitigt".
Entfernt man sich weit genug von der 0°-Achse, verteilt sich der Interferenzeinbruch ebenfalls auf einen größeren Frequenzbereich. Der akustische Effekt entspricht einer Randverrundung. Dein Sonogramm zeigt, dass ab 15° recht ordentliche Verhältnisse vorliegen.

Du hast natürlich auch die Möglichkeit, die Hornkontur so zu vermasseln, dass keine Kugelfront mehr vorhanden ist und deshalb keine Störung zu identifizieren ist.

Mein Rat wie immer: Vergiss den 0°-Frequenzgang. Er hat die geringste Bedeutung für das Gesamtergebnis.