Wir basteln ein Waveguide oder Constant Directivity, wie geht das?

Moin,

da es im 'Constant Directivity Waveguide' Thread trotz der freundlichen Ermunterung von nailhead...

Zitat:

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Moin,
sehr geiles Thema. Ich würde hier helfen wo ich kann und die Prototypen, also Druckkosten, gehen auf meine Kappe

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...irgendwie nicht weitergeht und ich diesen Thread mit meinen dilettantischen zu-Fuß-Übungen nicht weiter zumüllen möchte, erwäge ich hier einen Thread zu mit ein paar hoffentlich kurzweiligen, grundsätzlichen Überlegungen und Simus zum Thema zu starten.

Also so ganz ohne rechnerischem Optimierer. JFA meinte ohnehin...

Zitat:

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Und das Ergebnis ist dann nur unwesentlich besser, als wenn man von Hand besagte Nacht optimiert hätte, wobei man aber noch was über Waveguides lernt.

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Kann ja grundsätzlich nicht schaden, was über Waveguides zu lernen, wa?.
Dazu bietet sich AxiDriver an - es gibt ne Demo-Version und die Lizenz ist nu auch nicht soooo teuer...

Da ich das Thema Constant Directivity ohnehin etwas genauer anschauen wollte, könnte ich das so nebenher auch gleich hier ein wenig dokumentieren. Dachte ich.

Gibt's Interesse?:denk:

Grüße,
Christoph

Zitat:

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Zitat von Gaga

Gibt's Interesse?

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Klar!
Bei der Art, wie du die Themen aufbereitest immer und das Thema CD finde ich persönlich auch sehr interessant.

Ich lese auf alle Fälle mit...

Grüße
Chlang

Zitat:

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Gibt's Interesse?:denk:

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:danke: von meiner Seite schon.:prost:

Grüsse Michi

Ich habe ja mal Strömungslehre an der FH gehört. Gerade in Bezug auf Line-Arrays denke ich oft darüber nach inwieweit sich das was bei Flüssigkeiten gilt auf Schall anwenden lässt. Bei strömenden Flüssigkeiten variiert ja die Strömungsgeschwindigkeit mit dem Durchlassquerschnitt. Kennt man von Flüssen die wenn es eng wird schneller fließen. Oder bei der Luftströmung z.B. bei Tragflächen die ja durch die Unterschiedlichkeit unter und oberhalb der Tragfläche erst den Auftrieb erzeugt. Wie ist das denn bei der Schallgeschwindigkeit? Die einzige Geschwindigkeit die immer gleich ist ist seit Einstein die Lichtgeschwindigkeit.

Praktisch habe ich die Vorstellung einen Waveformer zu bauen der nicht nur von gleichen Laufzeitlängen ausgeht sondern auch Geschwindigkeiten transformieren kann.

Wenn man solche Gedanken fasst muss man aufpassen.
Die maximale Geschwindigkeit der einzelnen "Luftteilchen" ist nicht gleich der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle.

Die maximale Geschwindigkeit der Teilchen ist abhängig von Pegel und Frequenz. Daher kann man diese mit einem Waveformer natürlich beeinflussen. Die Schallgeschwindigkeit ändert man damit aber nicht solange man in Bereichen bleibt in denen Luft sich wie ein ideales Medium verhält.

Eine Welle ist halt keine Strömung.


Gruß
Johannes

Klar gibt es Interesse :prost:

Schön weitermachen und alles dokumentieren :)

Moin,

ja wunderbar, vielen Dank für Eure motivierende Rückmeldungen.

Denn will ich mal anfangen. Wie gewohnt versuche ich Schritt für Schritt vorzugehen und mich langsam in die Materie reinzuwühlen.

Es ist ja ohnehin alles schonmal geschrieben, erzählt,, diskutiert worden. Ich weise zunächst aber nur auf die beiden Artikel von Bjorn Kohlberg hin, Teil 1 und Teil 2, sowie auf den recht alten Artikel von D.B. Kerle zur Konstruktion eines CD-Horns und natürlich die diversen Threads hier im Forum, wie 'Richtwirkung erzeugen', 'Vergleich von Hornkonturen', 'Hörner, rechteckig vs rund' und 'Mitteltonhorn Directivity Simulation' usw. hin.
An der Stelle ein besonderer Dank an Nils, der hier regelmässig spannende Abhandlungen zu diesem Themenbereich in's Forum stellt. :thumbup:

Da ich hier versuchen möchte, mich auf das Thema Constant Directivity und Waveguides/Hörner konzentrieren möchte und dies schon ziemlich komplex ist, wollte ich nicht auch noch in das Thema Schallgeschwindigkeit, Schallschnelle, Schalldruck im Kontext von Druckkammertreibern und Hörnern einsteigen. Ich würde mich aber freuen, wenn jemand Lust hat, diese Begriffe hier im Thread möglichst klar zu definieren....

Ach ja, bevor ich loslege eine Bitte an die üblichen Verdächtigen: Bitte korrigiert mich und gebt Input, wenn ich anfange dummes Zeug zu erzählen bzw. zu schreiben. ;)

Und ich stückle wieder nach Themenbereichen, so dass es möglichst strukturiert und übersichtlich bleibt.

Ich orientiere mich als Ausgangspunkt zunächst an den Wunschparametern von Java im Constant Directivity Waveguide Thread:

Zitat:

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Einfacher Waveguide für nen 25mm Kalottenhochtöner, Einsetzbar ab etwa 2.5-3kHz.
Höchstmaße 25x25x25cm, Wünschenswert wäre natürlich ein Radialsymmetrischer Aufbau.
Abstrahlung so etwa 30+30/60°, oder bis zu 20+20/40°

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Also ein 25 mm Kalottenhochtöner, bzw. zunächst eine Membran mit 25 mm Durchmesser.

Damit klar ist, was später das Waveguide/Horn macht und was die schalabstrahlende Fläche zur Directivity beiträgt, zunächst die Simulation der Schallabstrahlung für flache Membranen von 12.5mm Durchmesser...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28298
...25mm Durchmesser...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28300
...und 50mm Durchmesser...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28299
...in einer unendlichen Schallwand.

Jetzt ist es natürlich nicht überraschend, dass Membranen ab einer bestimmten Frequenz anfangen zu bündeln. Ich wollte nur bewusst machen, dass auch eine 25mm Kalotte (ohne entsprechende Massnahmen am Hornhals, Phasenlug etc) schon selber ordentlich zur Bündelung im interessanten Frequenzbereich beitragen.

Was tut nun eine Schallführung? Nils hat in seiner Abhandlung Richtwirkung erzeugen schon einige Basics genannt:
- Die Kontur bestimmt die frequenzabhängige Richtwirkung. Im groben gilt die Regel, je steiler der Verlauf der Schallführung, desto stärker die Richtwirkung.
- Die Tiefe des Horns bestimmt maßgeblich die Steigung des Verlaufs. Das bedeutet, dass eine Verringerung der Tiefe eine Verbreiterung der Richtwirkung nach sich zieht und umgekehrt.
- Der Durchmesser des Mundes ist maßgeblich für die untere Grenzfrequenz der Richtwirkung verantwortlich. Je größer der Durchmesser in einer Dimension, desto früher beginnt dort die Richtwirkung.

Zur Wirkung einer möglichst einfachen Schallführung - zunächst der einfachen, konischen Form - mehr im nächsten Beitrag...

Gruß,
Christoph

Zitat:

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Zitat von Gaga

- Die Tiefe des Horns bestimmt maßgeblich die Steigung des Verlaufs. Das bedeutet, dass eine Verringerung der Tiefe eine Verbreiterung der Richtwirkung nach sich zieht und umgekehrt.
- Der Durchmesser des Mundes ist maßgeblich für die untere Grenzfrequenz der Richtwirkung verantwortlich. Je größer der Durchmesser in einer Dimension, desto früher beginnt dort die Richtwirkung.

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Gerade dazu findest du in Keeles "what's so sacred about expo horns" sehr gute Grundlagenaussagen.

http://www.xlrtechs.com/dbkeele.com/...xp%20Horns.pdf

Zitat:

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Zitat von Gaga

An der Stelle ein besonderer Dank an Nils, der hier regelmässig spannende Abhandlungen zu diesem Themenbereich in's Forum stellt. :thumbup:

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Zu viel der Ehre. Du leistest mit deinem ABEC-Thread übrigens hervorragende Arbeit! :prost:

Zitat:

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Jetzt ist es natürlich nicht überraschend, dass Membranen ab einer bestimmten Frequenz anfangen zu bündeln.

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Wobei die Schallführung diese Bündelung (über)kompensiert (also aufweitet) und bis 20 kHz für ein konstantes Abstrahlverhalten sorgen kann. Ab einer gewissen Größe des Hornhalses funktioniert das aber nicht mehr im Nutzband und die Bündelung des Treibers schlägt wieder durch. Selbst bei 1" klappt das schon nicht mehr zwingend, weshalb ja häufig ein Teil der Sicke verdeckt wird.

Moin,

Zitat:

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Gerade dazu findest du in Keeles "what's so sacred about expo horns" sehr gute Grundlagenaussagen.

http://www.xlrtechs.com/dbkeele.com/...xp%20Horns.pdf

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Merci -das werde ich ganz sicher noch verwenden hier....;)

Denn also los mit der konischen Schallführung. Möglichst einfach, so dass die Auswirkungen möglichst gut zu erkennen und zuzuordnen sind.

Eine konische Schallführung mit 180° Öffnungswinkel und 25mm-Membran habe ich ja schon oben simuliert:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28308
Diese sitzt in diesem AxiDriver-Beispiel in einer unendlichen Schallwand.
Ausgehend von diesem konischen 180°-Waveguide simuliere ich nun immer enger werdende Öffnungswinkel in 30°-Schritten. Die Kantenlänge der Schallführung bleibt dabei konstant bei 20cm, wodurch sich natürlich die Mundfläche ändert...

Die 90°-Schallführung sieht also so aus:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28309

Entsprechend die 0°-Schallführung denn so:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28310
Eine Röhre also, mit 20 cm Länge.

Ich spare es mir und euch die anderen Winkel zu zeigen. Dafür jeweils das auf 0° normierte Abstrahlverhalten von -90° bis 90°, immer mit 30dB-Skalierung in 3dB-Schritten.

Zu Anfang die schon gezeigte 180°-Schallführung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28300

150° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28301

120° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28302

90° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28303

60° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28304

30° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28305

0° konisch, 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28306

Oha, ne Menge bunte Bildchen. Mit einer Menge Informationen. Was passieren da alles für merkwürdige Sachen, die für das jeweilige Abstrahlverhalten - vor allen Dingen für die unerwünschten Abweichungen - verantwortlich sind?

Ich versuche einzelne Erklärungen im nächsten Beitrag. Vielleicht fällt Euch auch was dazu ein...

Gruß,
Christoph

Hallo Christoph,

ich weiß, ihr werdet mich lynchen, aufhängen, festnageln,verbrennen und was weiß ich nicht noch alles:D
Den Ansatz mit dem 180° bzw offene SW und den 0° 1/4 Lamda finde ich gut. Dazwischen ist aber n, die man wenig greifen kann.
Meiner kleinen unmaßgeblichen Meinung nach , macht das Thema nur Sinn, wenn man ein klares Ziel vor Augen hat, dass auch praktikabel umsetzbar ist. Eine Allgemeingültigkeit lässt sich nicht daraus herleiten.
wenn ich jetzt anfange, diese unendlichen Variablen nur ansatzweise aufzuzählen...... Ne, klappt nicht. Ich fahre morgen nach Hamburg: und bis Weihnachten 2096 bin ich nicht mehr da:D
Stellt Euch nur mal das Seitenverhältnis des WG Mundes vor, multipliziert mit der Länge.......
Es geht also wie immer um einen Kompromiss. Das ist wie eine Balkenwaage: legt man auf der einen Seite was drauf oder nimmt etwas weg, ändert sich was gegenüber.
Die Eigenschaften des Treibers, dessen Treiber und dessen Quellen sind nicht berücksichtigt.
Jetzt haben wir noch Herbst. Wie sieht das im Frühling aus?
Aus welchen Material soll der WG sein?

Ich denke, man kann alles theoretisieren, aber inhaltlich wird wenig dabei herumkommen. Praktisch wird sich das auf die 3,4 oder 5 Stellen nach der Kommastelle bewegen und evtl von einer Fledermaus wahrnehmbar sein. Was auch nicht bewiesen ist:D

Jeder für sich, und Spaß am experimentieren, für sich persönlich das beste Ergebnis zu erreichen; dass finde ich spannend.
Der Weg ist das Ziel. Und den muss jeder selber gehen.

Und,dass ist das ist das Schöne...

Musik ist/sind eben Emotionen.
LG
Kay

Moin zusammen, hallo Kay,

also ich habe beim besten Willen nicht das Bedürfnis Dich zu lynchen, zu verbrennen oder (?wie kommst Du eigentlich auf so ein Zeug?) was auch immer. Allerdings muss ich sagen, dass ich nicht wirklich verstehe, worauf Du mit Deinem Beitrag ansonsten inhaltlich raus willst. Was sollen Anmerkungen wie...

Zitat:

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Ich denke, man kann alles theoretisieren, aber inhaltlich wird wenig dabei herumkommen.

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...zu einem Thread beitragen?

Ich halte mich mal an...

Zitat:

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Der Weg ist das Ziel. Und den muss jeder selber gehen.
Und,dass ist das ist das Schöne...

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...und mache hier mal weiter.

Welcher Teil der Schallführungen trägt also zum beobachteten (simulierten) Abstrahlverhalten bei?

Zunächst mal, wie wirkt sich der Öffnungswinkel der Schallführungen auf die Abstrahlung aus? Ich zeichne mal zur Verdeutlichung für die 150°-Schallführung die 150° ein:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28337
Zwar nicht sehr gleichmässig, aber immerhin, sieht das Abstrahlverhalten von 2kHz bis ca 10 kHz halbwegs +/-75° gerichtet zu sein. Ab ca 10kHz engt sich die Abstrahlung ein, sehr ähnlich wie bei der 180°-Variante. Also durch das Bündelungsverhalten der 25mm Membran.

Die 60° Schallführung?
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28338
Auffällig ist die Einschnürung der Abstrahlung von ca 4-6kHz und die Aufwertung zwischen 9 und 10 kHz.

Hier die nicht normierte Directivity der 60°-Schallführung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28340
Die Richtung der Abstrahlung auf 60° (oder +/-30°) durch die Schallführung ist gut zu erkennen, ebenso die Aufweitung zwischen 9 und 10kHz.

Zuletzt noch die 30°-Schallführung, einmal normiert auf 0°:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28339
...und nicht normiert:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28341
Zwischen 6 und 10kHz ist die Wirkung der 30°-Schallführung zu sehen. Unter 6 kHz verliert die Schallführung die Richtwirkung - vermutlich durch den kleinen Hornmund. Das lässt sich durch eine weitere Simu noch überprüfen...Bei ganz hohen Frequenzen Richtung 20 kHz ist ein Ausfransen der Abstrahlung zu sehen, die ich zunächst nicht einordnen kann.

Ich versuche mal die Beobachtungen bis dahin zusammenzufassen:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28342

Es fehlen hier u.A. noch die Diffraktionseffekte aufgrund des nicht verrundeten Übergangs von Hornmund auf die unendliche Schallwand.... Werde ich auch noch mit einer Simu kontrollieren.

Bis dahin - was fehlt noch aus Eurer Sicht?

Gruß,
Christoph

Sieht soweit recht vollständig aus, grade der Graph am ende bringt viel Licht in die Sache!

Mehr davon :prost:

Moin 3ee,

Zitat:

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Mehr davon

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Na gerne doch.:)

Bevor ich versuche, die komische Aufwertung der konischen Schallführung zu erklären, nochmal der Vergleich der beiden Extreme, d.h. der 180°- und 0°-Schallführungen.

Also...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28308

...vs...

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28310

Die beiden normierten Directivities sahen ja sehr ähnlich aus, bis auf eine Aufweitung bei ca 18kHz bei der 0°-Schallführung:http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28350
DA die 'Mundfläche' identisch ist, ist auch die Bündelung zu niedrigen Frequenzen hin identisch. Die schmalbandige Aufweitung bei ca 18kHz kann also nur dem abrupten Übergang von der 'Mundfläche' auf die unendliche Schallwand erklärt werden.

Aber Obacht: Obwohl die auf 0° normierte Abstrahlung fast identisch aussieht, unterscheidet sich natürlich die Abstrahlung der 180°- und 0°-Variante erheblich.

Während die 180°-Variante nicht normiert...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28297
...fast identisch wie die auf 0° normierte Directivity aussieht, unterscheidet sich die nicht normierte Directivity der 0°-Schallführung...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28307
...doch erheblich von der normierten Directivity. Ist ja eigentlich auch klar, dass da ordentliche 'Rohr-Resonanzen' da sein sollten.

Aber wie ist es nun mit den komischen Aufweitungen, die zum Beispiel bei der 60°-Schallführung zu sehen sind und zunächst nicht offensichtlich einer bestimmten Eigenschaft der Schallführung zuzuordnen waren?

Im nächsten Beitrag mehr dazu...;)

Gruß,
Christoph

Moin,

während sich die Zusammenhänge von Mundfläche und unterer Grenzfrequenz der Richtwirkung, Öffnungswinkel der Schallführung und Richtwirkung und Treiber-Membranfläche und Richtwirkung bei hohen Frequenzen recht gut darstellen lassen, blieb die Ursache für die beobachtete Aufweitung bei unterschiedlichen Frequenzen bislang unklar.

Schade eigentlich, denn sonst könnten wir mit den vorhandenen Zusammenhängen jetzt schon ein ganz schönes Waveguide mit annäherndem CD-Verhalten und +/- 30°-Abstrahlung basteln. Natürlich noch mit idealisierter, flacher Membran im WG-Hals, aber dazu später im Thread.

Daher nun zu der beispielsweise für die 60°-Schallführung bei ca. 9-10kHz beobachteten Aufweitung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28304

Diese erklärt sich nicht offensichtlich aus dem Hals-Durchmesser oder der Mundfläche der 60°-Schalführung. Wie kommst diese also zustande?

Ich bleibe zunächst mal bei der 60°-Schallführung und schaue nach was passiert, wenn ich diese auf 10cm Länge verkürze (Öffnungswinkel bleibt identisch, Mundfläche wird verkleinert):
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28344
Aha. Die Aufwertung ist noch da, aber verschiebt sich von 9-10kHz zu höheren Frequenzen, bei ca 11-12kHz. Zudem verringert sich die Kontrolle der Abstrahlung durch die geringere Mundfläche zu niedrigeren Frequenzen hin.
Leider erkenne ich keinen direkten, rechnerischen Zusammenhang zwischen der Mundflächen (oder den Mund-Durchmessern von 22,5cm bzw. 14,1cm) und den Frequenzbereichen der Aufweitung der Abstrahlung.:denk:

Also schaue ich mal nach, was bei diesen Frequenzen genau mit der Abstrahlung passiert.

Zunächst für das 'lange' Waveguide bei 9400Hz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28345

Dann für das 'kurze' Waveguide bei 11,27kHz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28348

Für beide Waveguides ist prima die Aufweitung der Abstrahlung und jeweils ein kleines 'Loch' auf Achse zu sehen. Das Phänomen sieht auch für beide WGs recht ähnlich aus. Das erinnert mich dunkel an ein oder zwei Threads, in denen hier dieses Problem im Kontext der 'oblade spheroid' Waveguides von Geddes diskutiert wurde. Vielleicht finde ich die noch...

Also bietet sich an zu schauen, wie die Abstrahlung unter und über der Aufweitung aussieht. Hier für die kurze 60°-Schallführung, die Abstrahlung bei 7,15kHz...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28346
...und bei 16.2kHz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28349

Denn lehne ich mich mal aus dem Fenster. Meine Interpretation bis hier hin: Durch den abrupten Übergang von Schallführung zu Schallwand entstehen zwei Sekundärschallquellen, die mit sich und dem direkt abgestrahlten Schall Interferenzen erzeugen und dadurch für die 'Abstrahlkeulen' und die Aufwertung verantwortlich sind.
Mit dieser Erklärung wäre auch verständlich, weshalb bei einem veränderten Mund-Durchmesser sich die Frequenz ändert, bei der die Abstrahlung auftritt.
Unter der 'Aufweitungsfrequenz' wird die Wellenlänge so lang, dass die Diffraktion an der Kante zunehmend abnimmt. Oberhalb der Aufwertung wird die Einengung der Schallabstrahlung zunehmend vom Membrandurchmesser bestimmt, d.h. die Wechselwirkung mit dem Übergang WG-Mund-Schallwand nimmt zunehmend ab.

Allerdings bin ich mir nicht sicher, wie weit die Probleme auch in der Schallführung entstehen (durch Reflexionen zwischen Membran und dem WG-Mund). Was meint ihr?:denk:

Für heute reicht's mir allerdings.:schnarch: Morgen versuche ich mal, wie dieses Problem durch Verrundung des Übergangs oder - wie Keele es im oben verlinkten Artikel vorschlägt - durch eine zweite, konische Stufe zum WG-Mund hin vermeiden lässt.... Wir wollen ja schliesslich ein constant directivity WG basteln.:)

Bis dahin,
Christoph

Hallo zusammen,

Total spannender Thread. Ich lese mit Begeisterung mit, kann aber leider nichts dazu beitragen, da ich mich bisher nicht mit der Thematik auseinandergesetzt habe und auch kein großer Simulant bin.

Weiterhin viel Erfolg und gute Erkenntnisse. Wenn daraus mal eine allgemein gültige Designvorgabe resultieren würde, wäre das grandios.

Thomas

Moin zusammen, hallo Thomas,

vielen Dank für Deine ermunterten Worte! Das motiviert sehr, hier weiter zu machen.:prost:

Zitat:

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Weiterhin viel Erfolg und gute Erkenntnisse. Wenn daraus mal eine allgemein gültige Designvorgabe resultieren würde, wäre das grandios.

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Ich hoffe weiter, nützliche Zusammenhänge zwischen Horn- oder Waveguide-Eigenschaften und der Abstrahlung zu zeigen. Mit dem Ziel, schliesslich ein constant directivity Waveguide zu konstruieren. Ich fürchte allerdings, dass bei den vielen Kompromissen, die bei der Konstruktion von Schallführungen zu treffen sind, eine allgemeingültig Designvorgabe kaum möglich sein wird - allerdings schon Kriterien, wie man nach Wahl der eigenen Design-Ziele dahin kommen kann, diese zu verwirklichen, wo also die wichtigen Stellschrauben sind....

Bevor ich weiter simuliere, ein Hinweis auf zwei Thread zu Waveguides hier im Forum, die ich in einem Vortrag oben erwähnt hatte. Hier eine Diskussion zu Waveguides nach Geddes (Oblate spheroid) mit einer Diskussion zu HOMS (higher order modes) in Waveguides und hier ein Thread zur Horn Theorie mit einigen guten links, u.a. zum Buch von Dr. Geddes zu Abstrahlung und Waveguides. Zu HOMs später mehr.

Jetzt aber weiter im Text. Wir hatten ja gesehen, dass
- die Bündelung bei hohen Frequenzen in den Simulationen durch den Durchmesser des Treibers am Hornhals,
- der Abstrahlwinkel in den Frequenzbereichen darunter durch den Öffnungswinkel der (hier konischen) Schallführung und
- die Kontrolle des Abstrahlwinkels nach unten durch den Mund-Durchmesser beeinflusst wurde.

So weit so gut. Leider tauchten da sehr unangenehme Aufwertungen der Abstrahlung auf, die - zumindest zum Teil - durch den abrupten Übergang von Schallführung zu Schallwand verursacht wurden.

In Beitrag #10 hatte ich dann konische Schallführungen mit durchgehenden Seitenlängen von 20cm und Winkler von 180° Öffnungswinkel (unendliche Schallwand) bis zu 0° (Röhre) simuliert. Besonders schlecht sah es bei einem Öffnungswinkel von 90° (+/-45°) aus.

Bei der folgenden Simu-Reihe bleibe ich bei einer festen 'Hornlänge' von 20cm und vergrössere Schrittweise zu Mundfläche. Start ist wieder die 20cm lange Röhre, also die 0°-Schallführung mit einem Mund-Durchmesser von 2,5cm. Zu sehen ist immer das auf 0° normierte Abstrahlverhalten (30dB und 3dB-Schritten:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28359
Länge 20cm, Durchmesser Mund 5cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28360
Länge 20cm, Durchmesser Mund 7.5cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28361
Länge 20cm, Durchmesser Mund 10cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28362
Die Aufweitung wandert langsam zu niedrigeren Frequenzen hin. Was passiert bei Länge 20cm, Durchmesser Mund 15cm?
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28363
Neben der Verschiebung der Aufweitung ist zu sehen, wie sich die Kontrolle der Abstrahlung durch den größeren Mund-Durchmesser ebenfalls zu niedrigeren Frequenzen hin verschiebt.
Länge 20cm, Durchmesser Mund 20cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28364
Länge 20cm, Durchmesser Mund 30cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28365
Neben der ersten Aufwertung ist jetzt auch deutlich eine zweite Aufbietung zu sehen.
Länge 20cm, Durchmesser Mund 40cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28366
Länge 20cm, Durchmesser Mund 50cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28367
Länge 20cm, Durchmesser Mund 60cm:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28368
Inzwischen sind mehrere Aufwertungen zu sehen. Allerdings wird mit geringem Winkel, d.h. weniger abruptem Übergang von Schallführung zu Schallwand auch dis Stärke/Ausprägung der Aufwertung geringer.

Die Lage und Stärke der Aufwertung(en) scheint sowohl vom Winkel zwischen Schallführung und Schallwand, der Länge des Waveguides, als auch vom Öffnungswinkel der Schallführung abzuhängen (ja klar, hängt zusammen). Leider packe ich es nicht, den Zusammenhang ausreichend für eine mögliche Berechnung zu verstehen. Über Input und Klärung an der Stelle würde ich mich natürlich sehr freuen...:denk:

Daher an der Stelle ganz pragmatisch: Wenn's denn am abruptem Übergang von konischer Schallführung zu Schallwand liegt, dann sollte eine Verrundung helfen. Das wurde ja auch schon oft gezeigt, wie zum Beispiel im oben genanten Thread zu Waveguides nach Geddes (Siehe auch das schöne Beispiel von Nils hier:
Ein Oblate spheroid-Waveguide...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=22129
...und Abstrahlung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=22133

Das selbe Waveguide nach leichter Verrundung des Munds:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=22135
...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=22136
Die beiden höherfrequenten Aufwertungen wurden durch die Verrundung abgeschwächt.

Wie viel Verrundung braucht's denn dann? Und welche Nachteile handeln wir uns damit ggf ein?
Was bringt - wie von Keele vorgeschlagen - eine zweite, konische Stufe hier?

Dazu mehr im nächsten Beitrag.

Bis dahin,
Christoph

Hallo Christoph,

tolle Arbeit! Immer weiter so!

Ich denke ich kann dir auch ein wenig auf die Sprünge helfen :)

Zwei Dinge:
1. Zunächst hast du leider einen "Fehler" gemacht und eine Sache nicht beachtet: dein "Mikro" in der Simulation ist bei Hörner/Schallquellen mit 20cm, 30cm oder gar 40cm Breite nicht mehr im Fernfeld ;) Das hat schwerwiegende Folgen, dazu gleich mehr.

2. Wenn du auf 0° normierst und anschließend nur negative Werte darstellst (0 bis -30dB) gehen dir Informationen verloren. Wenn zum Besipiel die Abstrahlung off axis lauter wäre als on axis, dann würde das Diagramm das nicht zeigen - es geht ja nur bis 0dB. Besser wäre also eine Skala mit etwas headroom ins positive, z.B. +3dB bis -27dB oder +6dB bis -24dB. Letzeres nutzt Prof Goertz z.B. immer für seine Messungen.

Nehmen wir uns nun mal das ein Beispiel vor:
20cm Länge und 30cm Mund

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28365

Zeichnen uns das Ganze auf: unten das Horn und in 1m Entfernung das Mikro

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28370

Stellen wir uns jetzt vor, wir sind eine Welle und starten unten und gehen geradeaus -> dann haben wir einen Weg von 100cm.
Gehen wir nun aber rechts der Linie entlang, haben wir einen Weg von 24,3+81,4=105,7cm.

Dies entspricht einer Laufwegdifferenz von 5,7cm und einer Wellenlänge von 6kHz ;)

Die Aufweitung von 6kHz kommt also nur von einem zu nahe aufgestelltem Mikro bzw. Simulationsabstand. Du solltest also unbedingt den Abstand erhöhen, z.B. auf 4m oder besser 10m.

Dann noch den Headroom für positive Werte in der Skala hinzufügen und wir schauen uns dann das Ganze nochmal an :ok:

Grüße

Zitat:

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Zitat von nailhead

Die Aufweitung von 6kHz

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Ich weiß nicht, warum ihr immer von Aufweitungen redet.
Die gibt es in der Wirklichkeit doch gar nicht.
Was es gibt, sind Auslöschungen auf oder knapp neben der Hauptabstrahlachse.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28340

Zitat:

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Zitat von jogi

Ich weiß nicht, warum ihr immer von Aufweitungen redet.
Die gibt es in der Wirklichkeit doch gar nicht.
Was es gibt, sind Auslöschungen auf oder knapp neben der Hauptabstrahlachse.

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Sehr guter Hinweis! In Wirklichkeit gibt es beides bzw. kann beides vorkommen. Man erkennt es nur, wenn man normiert und unnomiert betrachtet, oder wenn:

Zitat:

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Zitat von nailhead

2. Wenn du auf 0° normierst und anschließend nur negative Werte darstellst (0 bis -30dB) gehen dir Informationen verloren. Wenn zum Besipiel die Abstrahlung off axis lauter wäre als on axis, dann würde das Diagramm das nicht zeigen - es geht ja nur bis 0dB. Besser wäre also eine Skala mit etwas headroom ins positive, z.B. +3dB bis -27dB oder +6dB bis -24dB. Letzeres nutzt Prof Goertz z.B. immer für seine Messungen.

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eingehalten wird...

Zitat:

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Zitat von nailhead

Zwei Dinge:
1. Zunächst hast du leider einen "Fehler" gemacht und eine Sache nicht beachtet: dein "Mikro" in der Simulation ist bei Hörner/Schallquellen mit 20cm, 30cm oder gar 40cm Breite nicht mehr im Fernfeld ;) Das hat schwerwiegende Folgen, dazu gleich mehr.

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Das kann man nicht so verallgemeinern. Es gibt Situationen, in denen eine Aufweitung unter großer Entfernung verschwindet und es gibt welche, in denen sie hinzukommt.

Simuliert mal folgendes:

Konischer Trichter: 20 cm Durchmesser, 10 cm hoch

1. Membran 2 cm flach
2. Membran 2 cm Kalotte mit 5 mm Höhe

Das ganze einmal bei 1 m und einmal bei 10 m. Ich zumindest kann daraus keine Verallgemeinerung ziehen. Hinzu kommt, dass wir nicht in 10 m Entfernung hören, sondern meist eher in 2 - 4 m. :)

Übrigens bleiben bei der konischen Kontur in jedem Fall Einbrüche auf Achse bestehen. Die Kontur ist einfach Scheiße! ;)

Zitat:

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Zitat von jogi

Ich weiß nicht, warum ihr immer von Aufweitungen redet.
Die gibt es in der Wirklichkeit doch gar nicht.
Was es gibt, sind Auslöschungen auf oder knapp neben der Hauptabstrahlachse.

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Das ist zwar richtig, eine Aufweitung und eine Auslöschung auf Achse sind aber äquivalent. Beide lassen sich per Equalizer ineinander überführen. Es gibt daher in Bezug auf das reine Abstrahlverhalten keinen Unterschied.

Moin zusammen,

vielen Dank für eure guten Hinweise und die rege Diskussion!

Zitat:

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Ich denke ich kann dir auch ein wenig auf die Sprünge helfen

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und

Zitat:

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Zwei Dinge:
1. Zunächst hast du leider einen "Fehler" gemacht und eine Sache nicht beachtet: dein "Mikro" in der Simulation ist bei Hörner/Schallquellen mit 20cm, 30cm oder gar 40cm Breite nicht mehr im Fernfeld Das hat schwerwiegende Folgen, dazu gleich mehr.

2. Wenn du auf 0° normierst und anschließend nur negative Werte darstellst (0 bis -30dB) gehen dir Informationen verloren. Wenn zum Besipiel die Abstrahlung off axis lauter wäre als on axis, dann würde das Diagramm das nicht zeigen - es geht ja nur bis 0dB. Besser wäre also eine Skala mit etwas headroom ins positive, z.B. +3dB bis -27dB oder +6dB bis -24dB. Letzeres nutzt Prof Goertz z.B. immer für seine Messungen.

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Vielen Dank für Deinen Input - gute Punkte, das werde ich machen. :ok:

Moin Nils,

Zitat:

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Simuliert mal folgendes:

Konischer Trichter: 20 cm Durchmesser, 10 cm hoch

1. Membran 2 cm flach
2. Membran 2 cm Kalotte mit 5 mm Höhe

Das ganze einmal bei 1 m und einmal bei 10 m. Ich zumindest kann daraus keine Verallgemeinerung ziehen. Hinzu kommt, dass wir nicht in 10 m Entfernung hören, sondern meist eher in 2 - 4 m.

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Auch das schaue ich an und greife den Punkt in den nächsten Beiträgen auf.

Zitat:

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Übrigens bleiben bei der konischen Kontur in jedem Fall Einbrüche auf Achse bestehen. Die Kontur ist einfach Scheiße!

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Im Moment nutze ich die einfache, konische Kontur, um die Zusammenhänge von Waveguide-Design und Auswirkungen auf die Abstrahlung möglichst einfach zeigen zu können. Wenn die durch diese Kontur erzeugten Nachteile klar sind, geht's daran diese zu vermeiden und die dann jeweils damit verbundenen 'Tradeoffs' zu diskutieren....

Bis später also, Grüße,
Christoph

Zitat:

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Zitat von Gaga

Im Moment nutze ich die einfache, konische Kontur, um die Zusammenhänge von Waveguide-Design und Auswirkungen auf die Abstrahlung möglichst einfach zeigen zu können. Wenn die durch diese Kontur erzeugten Nachteile klar sind, geht's daran diese zu vermeiden und die dann jeweils damit verbundenen 'Tradeoffs' zu diskutieren....

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Das finde ich auch gut und richtig so. Ich bin ein großer Freund davon, die Probleme so zu zerlegen, dass sie einfach handhabbar und verständlich sind. :ok:

Zitat:

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Zitat von FoLLgoTT

Das kann man nicht so verallgemeinern. .

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Doch! 30 cm Horn simulieren in 1m Entfernung, um dessen performance zu beurteilen ist einfach falsch, basta.

Wenn man es dann in 1m Entfernung hören möchte - nur zu, dann kann man das machen.

Aber gerade in Hinblick auf Abstrahleigenschaften und wie das Ding Energie in den Raum schiebt - nein.

Zitat:

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Zitat von nailhead

Doch! 30 cm Horn simulieren in 1m Entfernung, um dessen performance zu beurteilen ist einfach falsch, basta.

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Hmm, mein Einwand kam anscheinend falsch rüber oder ich habe dich ungünstig zitiert. Ich bestreite nicht, dass ein größerer Abstand sinnvoller ist, sondern nur, dass damit alle Einbrüche verschwinden.

Ach..so war das von dir gemeint. Nee, ich bin da:

Zitat:

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Zitat von FoLLgoTT

Übrigens bleiben bei der konischen Kontur in jedem Fall Einbrüche auf Achse bestehen. Die Kontur ist einfach Scheiße! ;)

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ganz bei dir...:ok:

Sehr guter Thread, ich lese mit großem Interesse mit.

Ich hatte vor Jahren auch mal ein Waveguide mit AxiDriver simuliert. Es ging dabei um ein Waveguide für einen der kleineren Tymphany-HT ohne Frontplatte.
Wenn ich mich richtig erinnere, dürfte es der kleine 19mm-Ringstrahler gewesen.
Leider sind alle Infos darüber im Datennirvana verschwunden, ich hatte mal die Konturdaten für AxiDriver und sogar schon ein Sketchup-Modell.

Das Waveguide damals hatte ich oval geplant, da auf diese Weise die oben zu sehenden Keulen durch Kantenreflexionen über einen breiteren Bereich, aber dafür schmaler auftreten.
Simuliert hatte ich das, indem ich in AxiDriver die Konturen für horizontal und vertikal getrennt simuliert habe. Inwieweit das der Realität entsprach, konnte ich leider nicht herausfinden, und mit ABEC habe ich leider nicht gearbeitet.

Ich kann man aber daran erinnern, dass das Waveguide in der Simulation gut aussah. Das Waveguide bestand dabei in jeder Ebene im Grunde aus drei geraden Abschnitten. Der wichtigste war dabei der mittlere, denn dieser bestimmt (wie ja auch oben zu sehen) den Abstrahlwinkel im Nutzbereich.
Davon ausgehend habe ich als nächstes den Bereich in Membrannähe geformt. Hierbei habe ich so lange mit verschiedenen Öffnungswinkeln und Tiefen experimentiert, bis das Ergebnis am oberen Frequenzende gut aussah. Der Halsbereich ist dabei stark abhängig von der Membrangeometrie, hier gibt es die meisten Probleme mit der Ankopplung. Ich meine, mich erinnern zu können, dass der Öffnungswinkel des Halses in etwa dem Winkel entsprechen sollte, mit dem die Schallwellen austreten, sprich: je höher die Kalotte, desto breiter der Winkel. Aus diesem Grund, und wegen ihrer größeren Bündelung im Hochtonbereich (der HT "sieht" das Horn nicht mehr) wurden des öfteren die Vifa/Tymphany-Ringstrahler für Waveguides empfohlen. Ich sehe, dass du in deinen Simulationen immer mit einer flachen Membran simulierst. Ich würde hier eher mal von einem Standardhochtöner (Durchmesser Membran 25 mm, Breite Sicke 1-2 mm, Höhe 3-5 mm) ausgehen, das dürfte die Ergebnisse realistischer machen.

Das restliche Waveguide habe ich immer passend und bei gleich bleibendem Öffnungswinkel an den Hals angefügt, und soweit ich mich erinnern kann, habe ich dann mit der Tiefe experimentiert, bis auch auch hier zufrieden war. Man sollte aber darauf achten, dass der Übergang vom ersten zum zweiten Segment nicht zu abrupt verläuft. Bei mir war es zwar auch eine Kante, aber der Winkel war nicht allzu groß.

Das letzte Segment dient dazu, den Übergang zwischen mittlerem Segment und Schallwand zu formen. Hierbei kann man das ganze verrunden, ich hatte mich einfach für ein weiteres grades Stück entschieden, das ging glaube ich auch ganz gut. Ich glaube, ich bin damals einfach davon ausgegangen, den ursprünglichen Kantenwinkel durch zwei halb so große Winkel zu ersetzen. Hierbei ergibt sich dann durch die Tiefe des letzten Segments die endgültige Breite des WGs.

Zusammenfassung für mein Waveguide-Rezept (ohne Gewähr, nur aus der Erinnerung):
1. Abstrahlwinkel festlegen
2. Gewählten HT in einfachem Trichter simulieren (untere Grenzfrequenz abhängig von Fläche, und damit von der Tiefe bei gegebenem Winkel)
3. Halsbereich optimieren (Winkel und Tiefe)
4. Hals an Trichter anfügen
5. Mundbereich optimieren (Winkel und Tiefe)
6. Eventuell Kanten verrunden.

Grüße,

Spatz

Moin zusammen,

wie angekündigt möchte ich zunächst auf den Beitrag von nailhead zurück kommen.

Nailhead hat mit seinem schönen Bild anschaulich gezeigt, wie die Frequenz der Aufweitung (oder auch Auslöschung auf der 0°-Abstrahlachse) mit der Horngeometrie und dem Mikrofon (oder Hörabstand) zusammenhängt.

Am Hornmund entstehen an den abrupten Übergängen von Schallführung zu Schallwand Sekundärschallquellen. Aus dem Laufzeitunterschied zwischen der Abstrahlung auf Achse (0°) und entlang der Schallführung bis zum Hornmund und von dort zum 'Mikrofon' lässt sich die Frequenz der Auslegung ausrechnen.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28383

Zitat:

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Stellen wir uns jetzt vor, wir sind eine Welle und starten unten und gehen geradeaus -> dann haben wir einen Weg von 100cm.
Gehen wir nun aber rechts der Linie entlang, haben wir einen Weg von 24,3+81,4=105,7cm.

Dies entspricht einer Laufwegdifferenz von 5,7cm und einer Wellenlänge von 6kHz

Die Aufweitung von 6kHz kommt also nur von einem zu nahe aufgestelltem Mikro bzw. Simulationsabstand. Du solltest also unbedingt den Abstand erhöhen, z.B. auf 4m oder besser 10m.

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Björn Kolbrek erklärt in seinem oben zitierten Artikel die Entstehung der Reflexion recht anschaulich so: '...The magnitude of this reflection depends on frequency and mouth size. Consider a wave of long wavelength. While it is progressing along a tube, it occupies a constant volume, but when it leaves the tube, it expands into an approximate hemispherical shape. The volume thus increases, the pressure falls, increasing the velocity of air inside the tube, pulling it out. This produces an impulse that travels backwards from the end of the tube, a reflection....'.

Also die Simulation der Abstrahlung für die konische Schallführung mit 20cm Höhe und 30cm Munddurchmesser in 1m und 10m Entfernung.

Zunächst die ursprüngliche Simulation mit 1m 'Mikro'abstand, auf 0° normiert (0-30dB) mit der Aufweitung um 6kHz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28365

Die selbe Simulation, jedoch mit der von nailhead vorgeschlagenen Skalierung von 6 bis -24dB:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28371
Schon besser.

Die Abstrahlung in 10m Entfernung, auf 0° normiert, 6-24dB:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28372

Die selbe Simu (H=20cm, D=30cm, 10m Entfernung, 6-24dB) jedoch nicht auf 0° normiert, so dass die Aufweitungen als Einbrüche auf Achse zu erkennen sind:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28373

Was ist durch die Entfernung von 1m auf 10m passiert? Die Aufwertung (oder der Einbruch auf Achse) ist etwas breiter geworden und hat sich etwas zu höheren Frequenzen hin verschoben.
Wieso das? Der Wegstrecken-Unterschied im Waveguide hat sich nicht verändert, d.h. die Differenz auf Achse (20cm) und der Weg bis zum Hornmund an der Schallführung (=24,27cm) und damit die Differenz von 4,27cm hat sich ja nicht verändert.
Allerdings wird der Längen-Unterschied (und damit Laufzeitunterschied) mit größerer Mikrofon-Entfernung immer geringer. Bei 1m waren dies noch ca 1,4cm, bei 10m sind dies nur noch ca 0,1cm. Entsprechend verschiebt sich der Einbruch/die Aufweitung zu höheren Frequenzen hin (rechnerisch auf ca 7.8kHz, was aber in der Simu nicht ganz erreicht wird).

Offenbar müssen wir uns mit dem Einbruch/der Aufweitung bei dieser Waveguide-Geometrie über unterschiedliche Hörabstände rumschlagen, auch wenn er sich in der Lage verschiebt...

Bei geringeren Horndurchmessern müsste der Einbruch auf Achse zu noch höheren Frequenzen hin verschoben sein und zudem weniger stark vom Mikro- oder Hörabstand abhängen. Wie sieht also die Simu für ein Waveguide mit 20cm Höhe und 20cm Munddurchmesser aus? Hier mit 1m Mikroabstand und auf 0° normiert, 6-24dB:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28384
Ist auch so, auch wenn die Aufweitung ziemlich mickrig geworden ist. Die Aufwertung wandert Richtung 9,5-12kHz.

Und wie sieht's in 10m Entfernung aus?
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28374
Hier ist fast nichts mehr von der Aufweitung übrig...

Die Lage und Höhe des Einbruchs/der Aufweitung hängt also sowohl von der Horngeometrie, als auch von der Hörentfernung/Mikroposition ab. Je kleiner der Munddurchmesser, desto kleiner die Laufzeitunterschiede und damit desto höher die Lage der Aufweitung/des Einbruchs auf Achse. Hier deutet sich schon wieder ein Dilemma an: Für die Kontrolle der Abstrahlung zu niedrigen Frequenzen hin brauchen wir einen mindest-Munddurchmesser und für einen nicht zu großen Abstrahlwinkel damit eine gewisse Hornlänge - und das bringt den Einbruch/die Aufwertung in den interessanten Nutzbereich der Schallführung...

Bevor es zu unübersichtlich wird ein Brake hier. Im nächsten Beitrag die von Nils vorgeschlagenen Simus und den Beitrag von Spatz wollte ich auch noch aufgreifen....

Grüße,
Christoph

Moin,

die von Nils vorgeschlagenen Simulationen. Es geht immer noch um die Aufweitungen/Einbrüche auf Achse in Abhängigkeit von der Hör- bzw- Mikroentfernung.

Zitat:

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Das kann man nicht so verallgemeinern. Es gibt Situationen, in denen eine Aufweitung unter großer Entfernung verschwindet und es gibt welche, in denen sie hinzukommt.

Simuliert mal folgendes:

Konischer Trichter: 20 cm Durchmesser, 10 cm hoch

1. Membran 2 cm flach
2. Membran 2 cm Kalotte mit 5 mm Höhe

Das ganze einmal bei 1 m und einmal bei 10 m. Ich zumindest kann daraus keine Verallgemeinerung ziehen. Hinzu kommt, dass wir nicht in 10 m Entfernung hören, sondern meist eher in 2 - 4 m.

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Konischer Trichter, 20cm Durchmesser, 10cm hoch, Directivity nicht normiert, Mikro Entfernung 10m:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28377
Konischer Trichter, 20cm Durchmesser, 10cm hoch, Directivity nicht normiert, Mikro Entfernung 5m:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28378
Konischer Trichter, 20cm Durchmesser, 10cm hoch, Directivity nicht normiert, Mikro Entfernung 1m:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28379
Konischer Trichter, 20cm Durchmesser, 10cm hoch, Directivity nicht normiert, Mikro Entfernung 0,5m:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28380
Zu erkennen ist wieder, dass der Einbruch auf Achse mit abnehmendem (Hör-)Abstand zu niedrigeren Frequenzen hin wandert.

Ein Vergleich der auf 0° normierten Directivity für die 10m-Abstand Simu:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28385
...mit der Aufweitung bei ca 8.9kHz mit der auf 0° normierten Abstrahlung für die 0.5m-Simu:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28386
Die erste Aufweitung wandert Richtung 7-7,5kHz.

Im Grund sehe ich dasselbe, wie in den von Nils vorgeschlagenen Simus: Die Verschiebung der Aufweitung/des Einbruchs auf Achse mit dem Hörabstand.

Zumindest hier...

Zitat:

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Übrigens bleiben bei der konischen Kontur in jedem Fall Einbrüche auf Achse bestehen. Die Kontur ist einfach Scheiße!

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...sind wir uns einig.

Daher weiter mit der Frage, wie wir die Reflexionen/Diffraktion denn durch Verrundung des (oder weiterer konischer Stufen hin zum) Übergang von der Schallführung auf die Schallwand vermeiden.

Und schon taucht der nächste Zielkonflikt am Horizont auf: Wenn wir verrunden, müssen wir entweder die Mundfläche weiter vergrößern, und/oder wir nehmen die Verrundung von der Schallführung weg. Wie stark/viel müssen wir verbunden, um die Aufwertung/den Einbruch auf Achse zu vermeiden? Und was bedeutet das für die constant directivity?

Weiter damit im nächsten Beitrag.

Bis dahin, Grüße,
Christoph

PS:@Nils: Die Simus mit der Kalotte (h=5mm) habe ich jetzt nicht in den Beitrag gepackt - worauf wolltest Du hier raus?
PPS: @Spatz: Auf Deine 'Anleitung' wollte ich noch eingehen und diese zur Grundlage für eine Art Liste zur Entwicklung von WGs mit Kriterien, Einfluss von Konstruktionsmerkmalen, Zielkonflikten etc machen.

Zitat:

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Zitat von Gaga

PS:@Nils: Die Simus mit der Kalotte (h=5mm) habe ich jetzt nicht in den Beitrag gepackt - worauf wolltest Du hier raus?

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Mir ging es nur darum, dass Aufweitungen nicht immer geringer werden mit der Entfernung. Wir müssen das aber nicht weiter vertiefen. Am einfachsten ist es wohl, wenn wir erstmal weiterhin einen idealen Kompressionstreiber annehmen. :)

Zitat:

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Zitat von Gaga

Daher weiter mit der Frage, wie wir die Reflexionen/Diffraktion denn durch Verrundung des (oder weiterer konischer Stufen hin zum) Übergang von der Schallführung auf die Schallwand vermeiden.

Und schon taucht der nächste Zielkonflikt am Horizont auf: Wenn wir verrunden, müssen wir entweder die Mundfläche weiter vergrößern, und/oder wir nehmen die Verrundung von der Schallführung weg. Wie stark/viel müssen wir verbunden, um die Aufwertung/den Einbruch auf Achse zu vermeiden? Und was bedeutet das für die constant directivity?

Weiter damit im nächsten Beitrag.

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Hi,
genau der richtige Einstieg für einen Horn-Anfänger wie mich.
Endlich wird das Thema mal verständlich dargestellt - die sonstigen Abhandlungen im Netz sind größtenteils sehr anstrengend zu lesen. Danke dafür... und bitte nicht nachlassen ;).
Q

Moin zusammen,

Zitat:

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Endlich wird das Thema mal verständlich dargestellt - die sonstigen Abhandlungen im Netz sind größtenteils sehr anstrengend zu lesen. Danke dafür... und bitte nicht nachlassen .

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Vielen Dank! Dann will ich mal weitermachen hier...

Meinen letzten Beitrag zur Aufweitung der Abstrahlung bzw. zum Einbruch auf Achse hatte ich mit der Ankündigung beendet,...'Daher weiter mit der Frage, wie wir die Reflexionen/Diffraktion denn durch Verrundung des (oder weiterer konischer Stufen hin zum) Übergang von der Schallführung auf die Schallwand vermeiden.
...
Wie stark/viel müssen wir verbunden, um die Aufwertung/den Einbruch auf Achse zu vermeiden? Und was bedeutet das für die constant directivity?'

Da ich weiter möglichst einfach und systematisch vorgehen wollte, fand ich es sinnvoll, zunächst nur eine weitere, konische Stufe am WG-Mund einzubauen und zu simulieren, wie sehr sich die Aufwertung der Abstrahlung damit verringern lässt.

Nach einigen Versuchen habe ich entschieden, hier auf einen Vorschlag von D.B. Keele zurück zu greifen. In seiner Arbeit 'What's so sacred about exponential horns' schlägt er für sein dort vorgestelltes CD-Horn (zur Minderung des 'polar narrowing effects, polar lobing and fingering' eine zweite, konische Öffnung vor:'...Good results were obtained when roughly the last third of the conical horn sidewall was displaced outward so as to double the included angle...'.

Entsprechend habe ich wie gehabt konische Schallführungen ohne und mit der zusätzlichen konischen Öffnung simuliert:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28393

Diese zusätzliche konische Öffnung hat die halbe Höhe der geraden konischen Schallführung (=last third of conical horn). Ich habe immer Schallführungen mit 60° Öffnungswinkel benutzt, zum Teil habe ich zum Vergleich auch das konische WG mit 60° Öffnungswinkel und ganzer (3/3) Länge zum Vergleich simuliert. Um den möglichen Effekt möglichst stark zu sehen, habe ich hier wieder in 1m Entfernung simuliert. Größere Entfernungen können noch nachgeholt werden. Was passiert also? Seht selbst...

Zunächst die Simulation der 60°-Schallführung mit 10cm Länge, ohne 2. Öffnungswinkel:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28394
Die Aufweitung bei ca 11 kHz...

Dann die nur 2/3, also 6,7cm lange, konische Schallführung, ohne 2. Öffnungswinkel:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28395
Die Aufwertung ist zu höheren Frequenzen gewandert (kleinerer Mund-Durchmesser), schmalbanniger und stärker geworden.

Was hilft die zusätzliche Fläche am Mund?
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28396
Nicht viel. :eek:

Hier der Vergleich, oben ohne, unten mit zusätzlicher Mundöffnung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28397
Der deutlichste Unterschied ist die bessere Kontrolle der Abstrahlung unter 3kHz mit der zusätzlichen Mundöffnung-Fläche.

Wie sieht's mit der 20cm langen Schallführung aus?
Zunächst die kurze, 2/3-Variante ohne zusätzliche Öffnungsfläche:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28398

Dann mit der zusätzlichen Öffnungsfläche:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28399

Und im Vergleich:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28400
Auch kein substantieller Unterschied.

Da ich eine stärkere (positive) Auswirkung der zusätzlichen Mund-Öffnungsfläche erwartet hatte, habe ich zum Vergleich ein WG nach E. Geddes (Oblate spheroid) mit fast identischen Maßen (Hals 25mm Durchmesser, Höhe 20cm, identischer Munddurchmesser) mit Hornresponse ausgerechnet...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28403
...und in AxiDriver simuliert:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28404
Auch hier die typische Aufweitung bei 7-8 kHz.

Zur Kontrolle ein LeCleach-Horn mit fast identischen Maßen (Horn-Hals und -Länge):
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28402
Das ist zwar nicht CD, aber immerhin recht gleichmässig ansteigende Bündelung, abgesehen von den am Hornhals verursachten Störungen (zum Hornhals und Kalotte als Schallquelle später).

Es hängt also doch (nach wie vor) an der konischen Schallführung - oder ist die simple 'Verrundung' einfach nicht ausreichend? Vor einer weiteren Diskussion noch die entsprechenden Simulationen für die 30cm lange 60° Schallführung - ich hatte sie sowieso gemacht...
Zunächst 60°, 30cm Höhe:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28405

Das 'oblade spheroid'-Pendant:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28410

Dann die kürzere, 2/3-Variante, 60°, ohne zusätzliche Öffnungsfläche:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28406

Die 2/3 - 1/3-Variante, mit zusätzlicher Öffnungsfläche:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28407

Und ein letzter Versuch, in dem die einteilige Öffnungsfläche und zwei Flächen geteilt wurde,
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28409
so dass die zusätzliche Öffnung einer 'Verrundung' näher kommt:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28408

Auch dies mit nur mässigem Erfolg. Hilft also nichts, mit einer einfachen konischen Form wird das nicht besser.

Ein paar Betrachtungen zu den simulierten Aufweitungen und beobachteten Effekten der Änderung der Mundöffnungen dann im nächsten Beitrag. Und auch, wie problematisch der beobachtete Effekt für WGs mit größerem Öffnungswinkel und geringerer Höhe (die ganz überwiegend gewählte Bauform) ist.

Was mich besonders interessiert - warum verringert die tendenzielle 'Verrundung' die Aufwertung des konischen WGs so wenig? Wieso kümmert die sich so wenig um den Übergang am Hornmund? Was meint ihr?

Bis denn, Grüße,
Christoph

Was mir gerade noch einfällt: Geddes mit seinen mehr oder weniger konischen Waveguides optimiert seine Waveguides auf einen Abhörwinkel von 15 Grad.

Das ergibt Sinn, da zum einen der Anteil der axialen Abstrahlung für den Gesamtenergiefrequenzgang nur minimal ist im Vergleich zu allen anderen Winkeln.

Zum anderen zeigen Geddes' Waveguides einen starken Einbruch auf Achse, das gewünschte CD-Verhalten stellt sich außerhalb der Achse ein.

Wenn man dann aber die Diagramme auf 0° normalisiert, sieht das CD-Verhalten aus wie eine massive Aufweitung außerhalb der Achse, obwohl es eigentlich ein axialer Einbruch ist.

Soll heißen: Normalisier mal auf 5, 10 oder 15 Grad, und poste mal auch die unnormalisierten Frequenzgänge für verschiedene Winkel. Dann sieht das ganze gleich viel schöner aus.

Wenn man keinen Einbruch auf Achse will, sind (annähernd) konische WGs nicht das richtige. Geddes wählt diese Form auch nicht, weil bei ihm ein möglichst glatter Axialfrequenzgang das Ziel ist, sondern ein gleichmäßiger Energiefrequenzgang und möglichst wenige der von ihm postulierten HOM (Higher Order Modes).

Grüße, und weitermachen!

Spatz

Hallo Spatz, moin zusammen,

Zitat:

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Zum anderen zeigen Geddes' Waveguides einen starken Einbruch auf Achse, das gewünschte CD-Verhalten stellt sich außerhalb der Achse ein.

Wenn man dann aber die Diagramme auf 0° normalisiert, sieht das CD-Verhalten aus wie eine massive Aufweitung außerhalb der Achse, obwohl es eigentlich ein axialer Einbruch ist.

Soll heißen: Normalisier mal auf 5, 10 oder 15 Grad, und poste mal auch die unnormalisierten Frequenzgänge für verschiedene Winkel. Dann sieht das ganze gleich viel schöner aus.

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Vielen Dank für Deine Anmerkungen zu den Oblate Spheroid Waveguides. Das stimmt natürlich. Die Frage zu den axialen Einbrüchen und damit verbundenen Aufwertungen bei auf 0° normierten Directivity-Darstellungen hatten Jogi kurz in Beitrag #19 und #20 kurz angesprochen. In Beitrag #12 sind normierte und nicht normierte Directivity Plots der selben Simu zu sehen.

Ein letzter kleiner Ausflug zu den Oblate Spheroid / Geddes Waveguides.

Zunächst die normierte Directivity des Oblate Spheroid Waveguides mit 30cm Höhe und 60° Öffnungswinkel:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28410

Dazu die nicht normierte Directivity:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28429

Und der SPL bei 0° / 1m Abstand (Einbrüche und 'Aufweitungen'):
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28427

Und der SPL bei 30° / 1m:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28425

Die Einbrüche auf Achse lassen sich mit der Erklärung von nailhead wieder ausrechnen:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28426

Hier für den axialen Einbruch bei 4,8kHz in 13cm Abstand zum Mund: Axiale Entfernung von der Schallquelle L=43cm, über die Schallführung zum Mund-Rand und weiter zur Auslöschung sind L=57,2cm. Das Delta von 14,2cm entspricht Lamda/2 von 4850Hz, das passt also.

Die Auslöschungen bei den anderen Frequenzen...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28428
...entstehen halt entsprechend an den Orten der Lambda/2-Differenzen zwischen der Schallquelle und den 'Schallquellen' am Mund-Rand.

Im nächsten Beitrag dann endlich nochmal zu der Frage, weshalb die Verrundung am konischen Waveguide nicht so viel bringt, wie erhofft. Und danach mal ne Zwischenbilanz...

Grüße,
Christoph

Wow, dass .gif ist mal beeindrucken! Ich lese weiterhin gespannt mit. Morgen werde ich in einem der gängigen Simulationsthreds auch mal wieder was beisteuern =)

Moin zusammen,

Zitat:

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Wow, dass .gif ist mal beeindrucken!

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Vielen Dank!, Das...

Zitat:

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Ich lese weiterhin gespannt mit.

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...freut mich.

Denn will ich mal weiter mit meinem gefährlichen Halbwissen auf der Suche nach dem CD-WG volle Segel weiterschippern - und hoffe die üblichen Verdächtigen werden mich korrigieren, bevor ich auf 'ne Sandbank laufe oder sonst eine böse Havarie hinlege. An der Stelle ein großes Dankeschön an nailhead, JFA, Nils, etc...:prost:

Ich möchte wie angekündigt nochmal nachschauen, weshalb die Verrundung am WG-Mund nicht so viel bringt, wie erhofft.

Zu dieser Frage ist mir ein Beitrag von JFA im Thread Lautsprecher nach Geddes Theorie eingefallen. JFA schreibt da:

Zitat:

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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.

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Also mal anschauen. Hier nochmal das schon aus den letzten Beiträgen bekannte WG mit 60° Öffnungswinkel und 30cm Länge, Abstrahlung bei 900Hz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28434

Man sieht - zumindest über die ersten 2/3 der Schallführung - prima die gleichmässige sphärische Welle. Hier ist die Höhe des Kreisbogens immer kleiner lambda/2.
Am scharfen Übergang zur Schallwand entsteht (wie oben von Björn Kohlberg beschrieben) ein Druckunterschied, der die Welle 'aus dem Horn rauszieht'. Die schöne sphärische Wellenform wandert mittig schneller und irgendwann erreicht die Höhe des Kreisbogens lambda/2.

Bei niedrigen Frequenzen, hier zum Beispiel 695Hz, passiert das nicht mehr im Horn:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28432

Bei höheren Frequenzen, hier 1112Hz, sieht das für das gezeigte Horn so aus:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28433

Dazu wieder ein animiertes GIF, das die Druckverhältnisse um den WG-Mund bei ansteigenden Frequenzen zwischen 500 und 2000Hz zeigt:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28435

An der Stelle leiste ich mir wieder einen kleinen Ausflug. :cool: Ich hoffe der Thread wird nicht zu unübersichtlich...

Der Grund für den Ausflug? Na ja, ich freue mich gerade an den Diskussionen um das Kugelgehäuse und die schön offene Sichtweise, die Nils da gerade wieder eingebracht hat - und irgendwie ist ein (konisches) Horn auch nix anderes als eine nach vorne geborgene Scheibe (und eine Kugel ja auch nur eine umgestülpte Scheibe...;)). Und die Betrachtung der 180°-Schallführung ganz am Anfang des Threads (Beitrag #10) war ja nicht ganz fair, da sie direkt in eine unendliche Schallwand überging. Daher an der Stelle die Simulation einer Scheibe mit 37,1cm Durchmesser (=Mund-Durchmesser des 60°/30cm WGs), aber 1m vor die unendliche Schallwand gesetzt, die AxiDriver halt immer macht:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28443

In diesem Fall sehen wir natürlich auch Kantendiffraktion in 1m Abstand auf Achse (siehe die vielen Diskussionen hier, oder bei Linzwitz).

In der Directivity (1m, -90° bis 90°):
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28444

Und etwas vergrössert, der Einbruch auf Achse...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28446

Zurück zum Thema: Warum aber reicht die Verrundung nicht aus, das Problem zu beseitigen?

Hier das selbe 60°/30cm-WG, mit großzügiger Verrundung:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28436

Und die Abstrahlung bei 2kHz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28438
Auch hier erreicht die Höhe des Kreisbogens (der sphärischen Welle aus der konischen Schallführung) irgendwann lambda/2.

Die Directivity...
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28423
...zeigt immer noch die 'Aufwertungen' (oder Einbrüche auf Achse). Allerdings bei anderen Frequenzen und nicht mehr so ausgeprägt.

Gut zu sehen im SPL auf Achse:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28437
Mehr Einbrüche, weiter verteilt und nicht mehr so stark im Vergleich zum nicht verwundeten WG (siehe Beitrag #34).

Was tun? Kleine Brötchen backen und erstmal ganz verrunden:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28439

Diese Kontur ergibt diese Directivity:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28440

Normiert auf 0°:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28441

SPL auf Achse:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28442
Sieht nicht schlecht aus, abgesehen von der Hals-Sauerei bei >15kHz.

Aber - wir ahnten es schon - das Horn bündelt zu höheren Frequenzen hin immer stärker...:(

Also Zeit für ein erstes Fazit. Und daraus abgeleitet natürlich für die Betrachtung möglicher Lösungsansätze. Dann in den nächsten Beiträgen...:bye:

Grüße,
Christoph

Moin Christoph,

erstmal dankeschön für Deine Fleißarbeit. Die letzten Simus, die arg in die Tiefe gehen, würde ich nicht umsetzen wollen...ein WG sollte flach sein.

Vielleicht kannst Du mal eine SEAS DXT simulieren, die ist ja gut messtechnisch beleuchtet und schauen wir mal, wie die Simus dazu aussehen.

Viele Grüße,
Christoph

Moin zusammen, Moin Christoph,

[QUOTE]erstmal dankeschön für Deine Fleißarbeit. /QUOTE]

Gerne - bin froh, dass Du und andere den Thread noch begleiten...

Zitat:

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Die letzten Simus, die arg in die Tiefe gehen, würde ich nicht umsetzen wollen...ein WG sollte flach sein.

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Der Grund für die tiefen WGs ist die Übernahme der Wunsch-Eigenschaften von Java aus dem 'Constant Directivity Thread', also 60° Abstrahlwinkel ab 2,5-3kHz, siehe Beitrag #7.

Das ist mit einem flachen Waveguide nicht zu machen. Aber flache Waveguides haben natürlich Vorteile, wenn man jetzt mal nicht auf eine besonders enge Abstrahlung Wert legt: Der Winkel im Übergang von Schallführung zu Schallwand wird natürlich flacher und damit wird die Diffraktion an dieser Kante kleiner (durch die viel weniger abrupten Übergang):
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28464

Wenn man dann noch einen realistischen Hörabstand von 3m annimmt (siehe Hinweis nailhead), liegt der zu erwartende Einbruch bei knapp 17 kHz - und 'verschmiert' durch die flache Geometrie und die 25mm Schallquelle auch noch stärker. Selbst ohne Verrundung des Mundes (was bei den kommerziellen Waveguides in der Regel gemacht wird), ist kaum noch eine Aufweitung zu sehen.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/p...ictureid=28465

Das von Dir angesprochene Seas DXT-Waveguide (das Seas selber Diffraction Expansion Technology nennt), finde ich durchaus spannend. Neben Alexander Heissmann, der auf seiner Homepage einige Messungen zeigt, ist es auch hier sehr genau vermessen und diskutiert worden.

Leider finde ich nirgends genaue Abmessungen der Schallführung oder der eingesetzten Kalottenmembran. Falls die jemand beisteuern kann, würde ich die gerne simulieren...

Zeit für das erste Zwischenfazit. Es geht ja letztlich auch um die Erarbeitung von Design-Kriterien für die praktische Umsetzung, d.h. Konstruktion eines CD-Waveguides. Ich bitte euch, das Zwischenfazit zu ergänzen / korrigieren, so dass am Ende des Threads idealer Weise eine Art Hilfe oder Betriebsanleitung zur Konstruktion einer CD-Schalführung entsteht.

Ich kopiere zunächst noch mal die praktische Vorgehensweise von Spatz hier rein und nehme diese als Ausgangspunkt:

Zitat:

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Zusammenfassung für mein Waveguide-Rezept (ohne Gewähr, nur aus der Erinnerung):
1. Abstrahlwinkel festlegen
2. Gewählten HT in einfachem Trichter simulieren (untere Grenzfrequenz abhängig von Fläche, und damit von der Tiefe bei gegebenem Winkel)
3. Halsbereich optimieren (Winkel und Tiefe)
4. Hals an Trichter anfügen
5. Mundbereich optimieren (Winkel und Tiefe)
6. Eventuell Kanten verrunden.

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Eine weitere praktische Vorgehensweise wäre die Konstruktion eines 'Oblate Spheroid'-Waveguides, zum Beispiel mit Hilfe von Hornresponse.

Zwischenfazit:
Was ist bisher klar geworden?
1. Abstrahlwinkel: Hängt vom Öffnungswinkel ab.
2. Untere Frequenz der Kontrolle des Abstrahlverhaltens: Hängt von der Mundöffnung ab.
3. Enge Abstrahlwinkel mit niedriger Grenzfrequenz ergeben tiefe Schallführungen.
4. Je enger der Abstrahlwinkel und je niedriger die untere Grenzfrequenz (der Kontrolle des Abstrahlwinkels), desto stärker die Diafraktion am Hornmund und damit die Einbrüche auf Achse.
5. Eine teilweise Verrundung Mundes vermindert das Problem nur gering.
6. Ein Horn mit runder (sich stetig ändernden) Kontur hat die Einbrüche auf Achse nicht, erzeugt aber kein CD-Abstrahlverhalten.

Es braucht - wie im richtigen Leben - möglichst gute Kompromisse oder Lösungsansätze. Wie sehen diese aus, bzw. könnten diese aussehen?
1. Flache Waveguides mit verrundetem Mund: Funktioniert offenbar ganz gut und ist ja offenbar die verbreitetste Bauform für Waveguides. Kompromiss: Geht nicht für (sehr) enges Abstrahlverhalten.
2. Rechteckige oder ovale anstelle von runden, axisymmetrischen Bauformen. Das sollte (a) Diffraktionseffekte auf unterschiedliche Frequenzen 'verschmieren' und ermöglichst (b) die getrennte Anpassung der horizontalen und vertikalen Abstrahlung. Siehe hier die Simus von Nils.
3. WG-Profile mit sich (im mittleren Bereich der Schallführung) nur langsam öffnenden Profilen. Ein Beispiel wären z.B. Konturen, wie sie Nils in seinem Paper 'Vergleich Horn rechteckig vs. rund' zeigt. Wenn man die groß genug macht, zeigt sich über einen recht weiten Frequenzbereich (hier ca 3-20kHz) ein recht schönes CD-Verhalten.
4. 2-stufige, rechteckige Waveguides. Verteilung der Diffraktionseffekte und unabhängige Anpassung der horizontalen und vertikalen Abstrahlung. Auch hierfür gibt's jede Menge kommerzielle Beispiele, wie das von Keele vorgeschlagenen CD-Horn, das MRH-300, Visaton HTH8.7 oder diverse andere Hörner. Falls jemand eine Link zu genauen Horn-Zeichnungen hat, bitte melden, dann würde ich mir das gerne anschauen/simulieren.
5. Neue Konstrukte, wie das JBL-M2-WG...

Klar ist, dass Kompromisse gemacht und damit Entscheidungen getroffen werden müssen.
1. Es muss das Abstrahlverhalten im jeweiligen Gehäuse simuliert werden. Die WGs werden ja nicht (oder selten) in unendliche Schallwände eingebaut.
2. In welcher Entfernung soll gehört werden?
3. Bei welcher Frequenz soll das WG übernehmen und wie ist da das Abstrahlverhalten des Tief-/Mitteltöners?

Es würde sich also anbieten, einige der gelisteten Lösungsversuche zu simulieren und der Vor- und Nachteile anzuschauen.

Und ein für möglichst viele interessantes, konkretes Konstrukt zu überlegen, für das ein WG konstruiert werden soll. Hier würde ich ganz klar ein rechteckiges oder ovales Waveguide bevorzugen, da es von den flachen, maxisymmetrischen Waveguides ja schon jede Menge gibt... Zudem finde ich die Möglichkeit, das horizontale und vertikale Abstrahlverhalten getrennt zu gestalten außerordentlich spannend.

Aber bevor es soweit ist, würde ich mich gerne noch mit dem Hornhals beschäftigen, der bisher ja außer Acht gelassen wurde. Hier muss ich mich für eine konkrete Kalotte entscheiden - welche wäre denn da in euren Augen interessant? Oder wäre ein AMT interessant (siehe Gaudimäxchen)?

Grüße,
Christoph

Auch von mir danke für deine Mühen :danke:

Ich kann zwar nix zum Thema beitragen, lese aber gespannt mit :)

E: Ist eig. das Zielverhalten ein roter Strich der nur in der Mitte ist?

Hi Christoph,

auch von meiner Seite 1000 Dank für die Mühe der Ausarbeitung :-)

Zitat:

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Zitat von Gaga

Hier muss ich mich für eine konkrete Kalotte entscheiden - welche wäre denn da in euren Augen interessant?

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Ich hatte eine ähnliche Frage auch bereits gestellt, auch weil ich Hartmembran Hochtöner für geeigneter halte: http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/s...ad.php?t=13806

Viele Grüße