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  1. #1
    Chef Benutzer Benutzerbild von Gaga
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    Standard Schallführung für den ER4

    Hallo zusammen,

    das Thema des Threads ist die Entwicklung einer Schallführung für den ER4.

    Für den ER4, weil ich noch zwei Expemplare davon im Schrank liegen habe. Ein AMT, weil ich die flache Membran für die Anbindung an eine Schallführung günstig finde. Und die rechteckige Form, die unterschiedliches horizontales und vertikales Abstrahlverhaten nahelegt, was ich sowieso als Entwicklungsziel setze.

    Das horizontale Anstrahlverhalten soll reativ breit - angepasst an den TMT und dessen Abstrahlverhalten im Gehäuse - und bis zu hohen Frequenzen gleichmäßig sein.
    Das vertikale Abstrahlverhalten soll enger sein. Hier möchte ich mich mit der Frage beschäftigen, welches Abstrahlverhalten zur Ankopplung an den TMT güntig ist, um ein möglichst gleichmässiges vertikales Abstrahlverhalten zu erreichen.

    Entwicklungsziel ist zunächst eine kleiner, aktiver 2-Wege-Lautsprecher mit einem 6- oder 7-Zoll Bass (in diesem Zusammenhang die Frage nach nichtlinearen Verzerrungen und Kriterien zur Chassis-Auswahl hier).

    Wie immer versuche ich bei der Entwicklung möglichst viel zu lernen. Also schaue ich mir ein paar Dinge genauer an (Ankopplung ER4 an die Schallführung, Einfluss der Schallöffnungen der ER4 in seiner Frontplatte etc.), werde entsprechende Simulationen durchführen, später die Schallführung drucken, die Simulationen mit Messungen überprüfen etc....

    WIe immer wird sich die Entwicklung dadurch und durch meine begrenzte Zeit hinziehen.

    Lasst mich wissen, falls ihr ebenfalls an einer Schallführung für den ER4 interessiert seid, für welchen Zweck, bzw. mit welchem Ziel. Gerne simuliere ich entsprechende Variationen der Schallführung.

    Und natürlich würde ich mich über eure kritische Begleitung, Unterstützung, Tipps etc. freuen.

    Für den ersten Beitrag zunächst das 3D-Modell des ER4, das ich für die Simulationen verwenden möchte:


    Front:


    Schnitt des Viertel-Modells:


    Die Schallwandausschnitte entsprechen genau dem ER4. Die 'Membran' hat die Fläche der ER4-Membran, ist aber nicht gefaltet, sondern wird als 'ideal' abstrahlende Fläche simuliert. Der Abstand zwischen Membran und Rückseite der Frontplatte ist im Moment 1mm, die Dicke der Forntplatte ebenfalls. Das werde ich noch anpassen, sobald ich das genau gemessen habe.

    Die offene Rückseite nehme ich später ggf. auch noch in die Simulation auf. Zunächst möchte ich mich aber mit der Abstrahlung des ER4 beschäftigen, so wie die Frontplatte gestaltet ist. Dazu verwende ich ein vereinfachtes Modell.

    Im nächsten Beitrag...

    Grüße,
    Christoph

  2. #2
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    Finde ich total spannend, auch wenn ich keinen ER 4 habe. Ich hätte allerdings zwei Harwood AM 20 und da hatte ich überlegt mir nach dem Try and error Prinzip Schallführungen zu drucken...

  3. #3
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    Standard

    Hallo NuSin,

    vielen Dank, freut mich. Kennst Du den 'Gaudimäxchen'-Thread von Chlang? Dort wurde ein Waveguide für den AM20 entwickelt, gemessen etc...

    Gruß,
    Christoph

  4. #4
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    Ja, den Thread habe ich gesehen. Das gab mir auch den Anstoß es selber mal zu probieren. Meine AM lasse ich bis 3kHz runter spielen, daher müsste ich vermutlich ein etwas größeres Horn bauen.

    Ich bin insbesondere auf die Form und Dimensionen gespannt, die Du hier vorstellst.

  5. #5
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    Standard Basics - Schallabstrahlung ER4 Membran

    Moin zusammen,

    bevor's an die Schallführung geht, zunächst die Frage, wie das Abstrahlverhalten der Membran (bzw. einer Membran mit der Fläche und den Maßen der AMT-Membran) des ER4 in einer unendlichen Schallwand aussehen würde.

    Wieso? Ich möchte sehen, wie sich der spezielle Aufbau des ER4 (gilt im Prinzip für alle AMTs), d.h. abstrahlende Membran hinter der Frontplatte und Öffnungen in der Front, auf das Abstrahlverhalten auswirken.

    Die 'Membran' des ER4 in einer unendlichen Schallwand:


    Der SPL in 1m Entfernung:


    Directivity horizontal, 1m Entfernung, normalisiert auf 0°:


    Anmerkung: Falls ich bei den Abbildungen vergessen sollte, die Skalierung mit in die Abbildung zu nehmen (wie hier) - die Abbildungen der Directivity zeigen in der Regel den Bereich 0-30dB in 3dB-Schritten. Bei normalisierten Darstellungen von -27dB bis +3dB.

    Directivity vertikal, 1m Entfernung, normalisiert auf 0°:


    SPL unter Winkeln horizontal von 0°-90°, 15°-Schritte, 1m:


    SPL unter Winkeln vertikal von 0°-90°, 15°-Schritte, 1m:


    Die Membran bündelt vertikal stärker als horizontal. War natürlich zu erwarten, einfach Aufgrund der Membrangeometrie und ist daher wenig aufregend. Mal sehen, wie das im Vergleich für das ER4-Modell aussieht. Im nächsten Beitrag....

    Grüße,
    Christoph

  6. #6
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    Standard Abstrahlverhalten ER4-Modell in unendlicher Schallwand

    Jetzt aber!

    Das Abstrahlverhalten des ER4-Modells (siehe erster Beitrag) in unendlicher Schallwand.

    So sieht das Modell in ABEC aus:


    Etwas näher:

    Es ist die Membran unter den Ausschnitten der ER4-Frontplatte zu sehen. Im simulierten Modell ist die Frontplatte 1mm dick. Ich werde das ggf. noch anpassen...

    SPL in 1m Entfernung axial:

    Nicht mehr ganz so linear wie bei der einfachen Membran in der Frontplatte.

    Directivity horizontal, normalisiert auf 0°, 1m:


    Directivity vertical, normalisiert auf 0°, 1m:


    SPL 0°-90° in 15°-Schritten, horizontal, 1m:


    SPL 0°-90° in 15°-Schritten, vertikal, 1m:


    Unterschiede?
    Nicht sehr groß, aber vorhanden. Zum Beispiel das horitontle Abstrahlverhalten:

    Die Directivity bei 20 kHz ist sehr ähnlich (markiert bei -6dB). Allerdings ist das Abstrahlverhalten und Winkeln bei der Membran etwas breiter als beim ER4-Modell (siehe Markierung -6dB bei +/- 90°).

    Andere Unterschiede schaue ich mir noch an. Dazu im nächsten Beitrag mehr...

    Grüße,
    Christoph
    Geändert von Gaga (04.01.2019 um 14:51 Uhr)

  7. #7
    Benutzer Benutzerbild von Tinnarmorken
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    Hallo Christoph,

    das ist ein sehr interessantes Thema!

    Was mir bzgl. des 3D-Modells für die Simulation auffällt:
    Die Membrane hat keine feststehende Umrandung, die die Vorder- von der Rückseite trennt. Kann das - zumindest bei tieferen Frequenzen - einen Unterschied in der Simu machen?

    Laut Datenblatt ist die Polplatte 3mm dick. Außer, sie ist im Bereich der Schallaustrittsöffnungen dünner gefräst.

    Gruß,
    Henrik

  8. #8
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    Hallo,

    hänge mich mal ran. Ein WG für ein AMT oder Bändchen steht auch auf meiner Liste, da kann ich mich nun zurücklehnen und entspannt mitlesen

    Die Directivity bei 20 kHz ist sehr ähnlich (markiert bei -6dB). Allerdings ist das Abstrahlverhalten und Winkeln beim ER4-Modell etwas breiter (siehe Markierung -6dB bei +/- 90°).
    Müsste es nicht umgekehrt heißen, dass die Abstrahlung des ER4 weniger weit/breit ist (die FG unter Winkel fallen stärker ab) als die der flachen Membran ohne Gitter? Zumindest weißt das Vergleichs-Sonogramm dies aus. Die "Schallenergie" für den FG-Anstieg des ER4 auf Achse muss ja "irgendwo her kommen".

    Gruß Armin

  9. #9
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    Hallo Armin,

    vielen Dank für den Hinweis, Du hast natürlich Recht. Ich war schon etwas müde gestern udn habe es jetzt im Beitrag oben entsprechend korrigiert.

    hänge mich mal ran. Ein WG für ein AMT oder Bändchen steht auch auf meiner Liste, da kann ich mich nun zurücklehnen und entspannt mitlesen
    Das freut mich! Kompetente Begleitung ist immer sehr hilfreich... (siehe oben).

    Hallo Henrik,
    Die Membrane hat keine feststehende Umrandung, die die Vorder- von der Rückseite trennt. Kann das - zumindest bei tieferen Frequenzen - einen Unterschied in der Simu machen?
    Bisher simuliere ich 'nur' mit der Membranvorderseite. Ich werde das aber ändern, wenn ich die rückwärtige Abstrahlung des ER4 mit anschauen möchte. Und dann die Membranseiten näher zusammenbringen.

    Laut Datenblatt ist die Polplatte 3mm dick. Außer, sie ist im Bereich der Schallaustrittsöffnungen dünner gefräst.
    Vielen Dank für den Hinweis. Ich messe das zu Hause und werde die Simulation entsprechend anpassen.

    Grüße,
    Christoph

  10. #10
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    Standard Exkurs 1 - das Gehäuse...

    ...oder doch einfach nur eine 180°-Schallführung?

    Moin,

    bisher habe ich in unendlicher Schallwand simuliert. Aber letztlich soll die Schallführung ja in einem Gehäuse wohnen. Das wird endlich sein. Abhängig vom Tief-Mitteltöner. Irgendwie ist ein Gehäuse ja auch nur eine Schallführung mit 180°-Öffnungswinkel. Was macht die mit der Abstrahlung?

    Als Referenz die Abstrahlung einer runden, flachen Membran mit 31mm Durchmesser (=Breite der Schallöffnungen des ER4) in einer unendlichen Schallwand, AxiDriver Simu:


    Die selbe Membran in einer (Obacht, AxiDriver = runden) Schallwand mit 20cm Druchmesser (nicht auf den Zipfel in der Mitte achten, der spielt keine Rolle):


    Und das entsprechende Abstrahlverhalten:

    Aha. Über ca 7-8kHz tut sich nicht viel, da hat der Membrandurchmesser den Hut auf. Aber drunter trägt die Schallwand (die 180°-Schallführung) ganz ordentlich zur (gerichteten) Abstrahlung bei. Ist jetzt keine sensationelle Erkenntnis - aber halt wichtig, um klar zu kriegen, was die Schallführung für den ER4 letztlich leisten soll.

    Auch keine neue Erkenntnis: Um die 3kHz haut die Kantenreflexion rein. Bzw. die etwas abrupt abgeschlossene Schallführung...

    Zunächst nur ein paar prinzipielle Q&D-Simulationen um zu schauen, wie eine Schallführung und eine 'Abrundung' der Gehäusekante zur Schallabstrahlung beitragen.

    Was macht also eine Schallführung mit 104mm Durchmesser in diesem Gehäuse?


    Das da:

    Aha. Nicht neue Erkenntnis 3: Die Aufweitung/Kantenreflexion ist ein klein wenig geringer - aber so eine flache Schallführung 'sieht' die Gehäusekanten trotzdem noch.

    Und mit einer Schallführung mit 154mm Durchmesser?


    Das da:

    Na klar, da tut sich nicht viel...

    Dann also an der Schallwandkante (äh, Abschluss der Schallführung) gearbeitet. Wieder mit der 104mm Schallführung. Aber jetzt mit ner größeren Fase an der Schallwand:


    Uuund?

    Ja, schon noch 'n büschen besser.

    Dann noch mit der 154mm-Schallführung:

    Insgesamt ein Schritt in die richtige Richtung.

    Wieso nochmal das Ganze? Ich kriege eine Vorstellung, was die Schallführung leisten soll. Und dass es sinnvoll ist, die Schallführung für eine bestimmte Gehäusebreite und für die Zusammenarbeit mit einem spezifschen TMT zu entwerfen.

    Ich kreise meine Zieletzung mal ein:
    - 2-Weg mit ca 17cm-Tiefmitteltöner.
    Anpassung an eine entpsrechend breite Schallwand (ca 20cm).
    - Aktiv (bleibt zunächst).
    - Eher breites horizontales Abstrahlverhalten.
    - Abstrahlverhalten >7kHz durch die Schallführung möglichst verbreitern.

    Falls ich füe jemand mit simulierne soll, wäre jetzt ein guter Zeitpunkt, eure Zielsetzugn für eine ER4-Schallführung zu verraten. Dann simuliere ich die im Thread mit.

    Ansonsten mache ich einfach weiter... Mit einer Simulation des Abstrahlverhaltens eines 17er-TMTs. DEN (guten!) Spielpartner für den ER4 suche ich noch. Daher auch der Thread hier.

    Grüße,
    Christoph

  11. #11
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    Ich kann leider nichts produktives beitragen, folge aber gespannt Deinen Ausführungen

    Deine Schallführung wird dann später rund werden? Chlang hatte ja ein Viereck aus Verrundeten dreikant Profilen.

  12. #12
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    Hi!
    Du gehst von 31mm aus, weil die Öffnungen in der Polplatte so breit sind. Hab ich das richtig verstanden?
    Ich kenne den ER4 nur von Bildern, man sieht aber, dass die Membrane wesentlich schmaler ist als die Öffnungen.
    Daher stelle ich mal in den Raum, dass man von der Breite der Membrane ausgehen sollte...

    Ist der ER4 demontierbar?
    Was befindet sich direkt neben der Membrane, also dort, wo die Öffnungen schmal zusammenlaufen? Könnte man diesen Bereich irgendwie auffüllen, um Hohlräume zu vermeiden?

    Gruß!

  13. #13
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    Hallo zusammen,

    Deine Schallführung wird dann später rund werden? Chlang hatte ja ein Viereck aus Verrundeten dreikant Profilen.
    Das ist noch nicht entschieden. Die Schallführung wird entweder Stufen haben (so wie der DXT), oder halt ein Kurvenprofil ohne Stufen.

    Du gehst von 31mm aus, weil die Öffnungen in der Polplatte so breit sind. Hab ich das richtig verstanden?
    Ich kenne den ER4 nur von Bildern, man sieht aber, dass die Membrane wesentlich schmaler ist als die Öffnungen.
    Daher stelle ich mal in den Raum, dass man von der Breite der Membrane ausgehen sollte...
    Ja, ich bin von den Öffnungen der Polplatte/Front ausgegangen. Die Membran ist tatsächlich schmaler. Die Simulation hätte ich auch mit der Breite der Membran durchführen können - es kam mir aber zunächst nur auf's Prinzip an, d.h. das Zusammenspiel von Schallführung und Gehäuse deutlich zu machen.
    Wenn's 'ernst' wird, nutze ich das komplette ER4-Modell mit Membran und Öffnungen der Polplatte für die Simus.

    Ist der ER4 demontierbar?
    Was befindet sich direkt neben der Membrane, also dort, wo die Öffnungen schmal zusammenlaufen? Könnte man diesen Bereich irgendwie auffüllen, um Hohlräume zu vermeiden?
    Gute Fragen. Das würde mich auch interessieren. Ich muss bei der Simulation später entscheiden, wie viel Dämpfung ich im ER4-Gehäuse annehme....

    Grüße,
    Christoph

  14. #14
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    Hab was gefunden:
    http://www.hifi-forum.de/viewthread-104-27332.html
    Hier sieht man, dass man die Membrane wohl auswechseln kann. Er ist also zerlegbar.

    Bzgl. Bedämpfung:

    Bei meinen AMTs habe ich die beste Erfahrung mit ca. 50mm dickem Basotect in der rückseitigen Kammer gemacht.

    Ich hatte viel ausprobiert: verschiedene Abstände des Absorptionsmaterials zur hinteren Polplatte, verschiedene Filze, Polyesterwatte, Polyestervlies unterschiedlich stark gestopft....

  15. #15
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    Hallo Christoph!

    Geht's hier weiter?

    Gruß!

  16. #16
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    Ja Christoph!

    Bitte mach' weiter, falls möglich! Ich lese sehr neugierig mit um zu lernen, allerdings sind meine AMT nicht ER4, darum habe ich geschwiegen...
    Beste Grüße,
    Winfried

    PS: "Nur die eigene Erfahrung hat den Vorzug völliger Gewissheit" (Arthur Schopenhauer)

  17. #17
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    Udo bedämpft den ER4 hinten mit Moosgummi.

  18. #18
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    Moin zusammen,

    ja, klar geht’s hier weiter. Ich habe manchmal Arbeitsphasen, die leider fast keine Zeit für’s Hobby lassen... Wie aktuell.

    Aber vielen Dank für euer Interesse, das motiviert mich schon sehr, hier wieder einzusteigen.

    Grüsse,
    Christoph

  19. #19
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    Moin zusammen,

    nach einer heftigen Arbeitsphase greife ich den Faden hier wieder auf.

    Ich habe zunächst eine Simu mit der 3mm-Frontplatte gemacht.

    Das Modell sieht dann so aus (1/4-Modell in ABEC), Frontplatte, Gehäuse, Membran und Interfaces:


    Der SPL in 1m Entfernung axial:


    Die Directivity horizontal (1m in infinite baffle):


    Die Directivity vertikal (1m in infinite baffle):


    Im nächsten Schritt mache ich das Modell komplett, d.h. die Membran strahlt nach vorne und hinten ab, ggf. mit Öffnungen in der Gehäuserückseite, also möglichst nah am ER4.

    Weitere Simulationen der Schallführung führe ich ggf.. mit den einfacheren Modellen durch, um Rechenzeit zu sparen. Das kann ja noch verfeinert - und in ein Wunschgehäuse gesetzt werden...

    Bis dahin, Grüße,
    Christoph

  20. #20
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    Schön zu sehen, dass es weiter geht! Ich verfolge das Thema gespannt

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