Erste Eigenentwicklung (PA) Tops

[Rainer_Zufall]

Ich habe mir gerade mal skizziert wie sich die Lage der Box auf dem Drehteller auswirken würde. Ist eigentlich offensichtlich, aber manchmal helfen Bilder ja trotzdem beim Verständnis.
Der Unterschied ob man jedes Chassis für sich oder die gane Box auf einmal misst ist bei meiner geplanten PA Box schon hoch. Auch welchen Punkt man als Drehpunkt wählt. Vor Allem beim vertikalen Abstrahlverhalten. Das Ding wird ja auch ca. 1 Meter hoch.

Blick von oben. Box steht auf Drehteller


Blick von oben, Box liegt auf Drehteller, Mittelpunkt zwischen den TMT liegt auf der Mitte vom Drehteller


Blick von oben, Box liegt auf Drehteller, Mitte der Box liegt auf der Mitte vom Drehteller

[ansch]

Hallo zusammen,

wegen der Drehachse:
Halten wir doch zunächst mal die Messung der Komponenten und die eines gesamten Lautsprechers auseinander.

Wie geschrieben, geht es nur um die Drehachse und den Amplitudenfehler, der sich ggf. aus unpassender Drehachse ergibt und der kommt aus der Projektion. Die Genauigkeit muss hier also nicht wahnsinnig hoch sein, zumindest um den Pegel über Winkel zu bestimmen.
Bzgl. der Phase für die späteren Simulationen: Ich würde bei einer Mehrwegebox den vordersten Lautsprecher als Bezugspunkt für die Phase wählen. Die Phasen der anderen Chassis müssen dann bzgl. dieses Bezugspunktes stimmen damit die relative Phasenlage der Chassis zueinander für die Simulation stimmt. Aber das hat mit dem Pegel erst mal nix zu tun.

Bleiben wir also mal beim Pegel und schauen auf die Komponnten im Gehäuse.
An dem Punkt ist Rainer_Zufall ja gerade.
Da geht es ja darum den Winkelbereich zu bestimmen, in dem sich 12" und Horn nahtlos aneinanderfügen lassen und dabei Daten für die Simulation zu gewinnen, da die Art der Trennung auch einen Einfluss hat. Wie schon mal angemerkt spielt dann der Laufzeitausgleich (Delay zwischen Chassis und Horn) in die Abstrahlung später rein, da die Kompensation ja nur auf Achse korrekt ist.

Bei einem kleinen direkt abstrahlenden Chassis ist der Unterschied Vorderkante zu SEO vmtl. gering. Aber jetzt stellt euch mal ein tiefes Horn vor, da ist der Bezugspunkt nach meiner Erfahrung schon eher in der Schwingspulenebene (dort irgendwo lässt sich der SEO verorten). Drehe ich das Horn um den Mund, erhalte ich nach meiner Einschätzung den dargestellten Projektionsfehler. S läuft man IMHO Gefahr, sich Ergebnis schön zu messen.
Man sieht das manchmal in den Amplitudendiagrammen (Amplitude über Frequenz für alle gemessenen Winkel), wenn unterhalb des Übertragungsbereiches des Horn bei tiefen Frequenzen, noch eine nennenswerte Richtwirkung gemessen wird.

Für die gesamte Box sollte das IMHO ähnlich gehandhabt werden. Sollten die Impulse wegen fehlender Delaykompensation auseinander liegen (z.B. passiv beweichte Kobi aus Direktstrahler und Horn), klappt das nicht mehr einwandfrei. Da habe ich bislang um einen Punkt dazwischen gedreht und auf ausreichenden Abstand geachtet. Je nach Größe der Box, lässt sich die sowieso nicht mehr in 1m Abstand vernünftig messen. Aber ich habe zugegebenermaßen immer größere Gebilde vor meinem geistigen Auge. Und wie oben dargestellt, kommt es da auf den einzelnen cm auch nicht mehr an.

Aber abgesehen davon kann es auch nicht schaden das im Zweifel mal für verschiedene Abstände zu überprüfen (Ich weiß es nervt, drehen, messen, speichern, drehen, ...).

Irgendwas habe ich bestimmt vergessen...

[Azrael]

André und Michael vielen Dank für die tollen Beiträge!

Falls ich auch gemeint war (gibt ja einige Michaels hier): vielen Dank. Ich schreibe sowas vor allem, weil ich gerne darauf hingewiesen werde, wenn ich mal auf dem Holzweg bin.

Zum Thema: ich kenne, was das Vorgehen bei Messungen angeht, eigentlich nur folgende Unterscheidung:

• Entweder man misst den ganzen Lautsprecher von einem Punkt ausgehend, also zum Beispiel ausgehend von der Höhe des HTs oder auch von der Höhe des Zwischenraums zwischen HT und MT (bzw. TMT)
• oder man misst jedes einzelne Chassis ausgehend von seiner eigenen Achse.

Doch wird bei beiden Vorgehensweisen der Abstand zur Drehachse nicht verändert, also der Abstand nicht abhänig von der Lage der SEOs variiert.

Die zweite Methode hat den Vorteil, dass damit mit einer geeigneten Simulationssoftware das Verhalten der Box in jeder beliebigen Entfernung simuliert werden kann. Auch die Simulation des vertikalen Abstrahlverhaltens ist damit problemlos möglich. Sie hat jedoch den Nachteil, dass es aufwendiger ist, das Ganze reproduzierbar hinzubekommen.

Wenn man es sich recht überlegt, machen unterschiedliche Messentfernungen je nach Lage der SEOs der beteiligten Treiber (der m.W.n. schon bei einem Treiber über die Frequenz nicht konstant ist) ja auch schon deshalb keinen Sinn, weil es eine solche Anpassung beim Hören von Musik über einen Lautsprecher ja auch nicht gibt.

Viele Grüße,
Michael

*edit*:
die letzten beiden Posts waren eben noch nicht da, die muss ich mir erst noch durchlesen.....

[ansch]

Gemeint warst Du Michael (Azrael) dachte ich.

Übrigens hatte ich vorhin den Beitrag von Rainer_Zufall noch nicht gesehen. Richtig: für die Vertikale wird das schwer.
Insofern denke ich, dass von Michael (Azrael) genannte zweite Option zu bevorzugen wäre.

Unterschiedliche Messentfernungen hatte ich nur zur Überprüfung und nicht generell vorgeschlagen. Aber ich bin grundsätzlich für große Messentfernungen.

Viele Grüße
André

Edit: OK, das mit den Messentfernungen war missverständlich. Ich meine die generelle Entfernung. Also ja, es bietet sich tatsächlich an, die Box nicht zu verrücken. Aber nach meinem Verständnis würde ich eben nicht die Vorderkante als Referenzort ansehen.

[Azrael]

Aber ich bin grundsätzlich für große Messentfernungen.

Dagegen ist hingegen nichts einzuwenden, außer praktische Probleme wie zu kleiner Messraum etc.

Viele Grüße,
Michael

[SimonSambuca]

Der Dank ging an Dich - und jetzt schon wieder Danke an Euch Alle

[Azrael]

Aber nach meinem Verständnis würde ich eben nicht die Vorderkante als Referenzort ansehen.

Welchen Ort würdest du denn wählen? Und warum den und nicht etwa die horizontale Mitte der Schallwandvorderseite?

Viele Grüße,
Michael

[ansch]

Also ich habe ja immer noch Hörner im Hinterkopf.
Die Definition über den SEO ist zugegebenermaßen tatsächlich praktisch schwierig.

Daher für die horizontale Abstrahlung auf einen mittleren Punkt zwischen den Spulenebenen von TMT und HT nach hinten vesetzt (in Richtung x-Achse, wenn die x-Richtung die Hauptabstrahlrichtung ist. Ich hoffe es ist ungefähr klar was ich meine).

Vertikal wird es sportlich. In x-Richtung wieder etwas nach hinten versetzt, so wie für horizontal. In y-Richtung (seitlich) würde ich aus praktischen Gründen wohl die Boxenmitte nehmen um die Box nicht verschieben zu müssen. Um hier gültige Daten für die Simulation zu gewinnen muss man eben entsprechend aufpassen. Daher finde ich eigentlich die von Dir genannte Option 2 am schönsten...

Habe ich jetzt immer noch eine Mehrdeutigkeit bzw. was habe ich ggf. übersehen?

[Slaughthammer]

Ich empfehle und mache es so, und viele andere auch: Der Nullpunkt für die Messentfernung (und damit auch die Drehachse) ist immer die Schallwand! Ich habe außerhalb dieses Threads noch nirgendwo gesehen, dass man es anders machen sollte. Alles andere führt meiner bescheidenen Ansicht nach nur zu zusätzlichen Fehlerquellen beim ermitteln der Phasenbeziehungen zueinander. VituixCAD z.B. schreibt es in den Messvorschriften (Seite 3) auch so vor.

Gruß, Onno

[ansch]

Naja, die Phasenreferenz lässt sich ja beliebig legen.
Warum ich eben einen versetzten Punkt vorschlage ist die Beobachtung, dass sich bei tiefen Frequenzen Pegelverringerungen über den Winkel ergeben, die theoretisch nicht sein können.

Mal sehen, vielleicht vergleiche ich das bei Gelegenheit nochmal....

Viele Grüße
André

Edit: Nur weil es mir aufgefallen ist: Habe ich etwas überlesen oder legt die Vituixmessvorschrift einen allgemeinen Messbbstand von 1 m fest? Naja es gibt wohl kein allgemein gültiges richtig oder falsch. Man muss wohl immer das jeweils beste Vorgehen wählen. Und wie oben vorgeschlagen: ein Gegenvergleich zum Prüfen der Methodik (z.B. Vgl zwischen 1 m, 2m, 4m, ... Messungen) ist wohl auch nicht verkehrt.

[Rainer_Zufall]

Noch mal zusammengefasst mit Skizzen (ich mag Skizzen :-) ).

Die Box oder das Chassis wird während der Messung nicht bewegt.

Die Position der Box auf dem Drehteller beeinfluss den Pegel des Frequenzgangs unter Winkel.

Die hier beschriebenen Fälle wären Drehachse zwischen den Antrieben bei ganzer Box, bzw. auf Höhe der Antriebs bei Einzelchassismessung


Zweiter Fall: Die Vorderkante der Box bzw. die Vorderkante vom Chassis ist der Drehpunkt


Was benutzt wird, ob Vorderkante oder Antrieb oder exakter Schallentstehungsort, ob Einzelchassismessung oder Messung der ganzen Box, macht jeder anders.

Bei Hörnern ist der Einfluss größer als bei Direktstrahlern.

Je größer der Mikrofonabstand desto geringer der Einfluss.

[Kalle]

Was benutzt wird, ob Vorderkante oder Antrieb oder exakter Schallentstehungsort, ob Einzelchassismessung oder Messung der ganzen Box, macht jeder anders. Bei Hörnern ist der Einfluss größer als bei Direktstrahlern.

Moin, es geht doch nicht darum wer was wie misst, wichtig ist doch was im Publikum ankommt. Das Publikum intressiert das Gekröse in einer Box überhaupt nicht.Es ist nur interessant was bei den Leuten ankommt, und der einzige sinnvolle Bezugspunkt ist der Übergang vom Schallwandler in den freien Raum, und das ist die Schallwand.
Ich bin da ganz bei Onno.
Bei modernen Beschallungssystemen bleibt einem ja außer der Schallwand keine andere Möglichkeit.
https://www.blue-music.de/out/pictur...n-1-172092.png
Und dann hätte ich gerne einmal eine Erklärung, warum ein Hochtonhornsystem kein Direktstrahler sein soll.

Jrooß Kalle

[ansch]

Moin, es geht doch nicht darum wer was wie misst, wichtig ist doch was im Publikum ankommt. Das Publikum intressiert das Gekröse in einer Box überhaupt nicht.Es ist nur interessant was bei den Leuten ankommt, und der einzige sinnvolle Bezugspunkt ist der Übergang vom Schallwandler in den freien Raum, und das ist die Schallwand.
Ich bin da ganz bei Onno.
Und dann hätte ich gerne einmal eine Erklärung, warum ein Hochtonhornsystem kein Direktstrahler sein soll.

Jrooß Kalle

Sorry, aber nach dieser Logik gäbe es keinen Laufzeitunterschied zwischen TMT und HT.

@Rainer_Zufall: Gute Zusammenfassung. Evtl. statt "...jeder misst anders" festhalten "...Ansch misst anders". Wie geschrieben, wenn der Abstand groß genug ist, wird das schon passen.

Viele Grüße
André

[Kalle]

Sorry, aber nach dieser Logik gäbe es keinen Laufzeitunterschied zwischen TMT und HT

Sorry André,
das ist doch totaler Quatsch. Ich habe doch in keinster Weise ausgeschlossen, dass man Laufzeitunterschiede und Phase nicht berücksichtigen soll.
Nur macht es absolut keinen Sinn diese Betrachtungen dann unter den verschiedenen Winkeln anzustellen und dann auch noch korrigieren zu wollen. Im realen PA Bereich benutzt man dazu keine Einzellautsprecher sondern Line Arrays, mit denen man den Publuikumsraum ideal ausleuchten äh beschallen kann.
Jrooß Kalle

[Azrael]

Edit: Nur weil es mir aufgefallen ist: Habe ich etwas überlesen oder legt die Vituixmessvorschrift einen allgemeinen Messbbstand von 1 m fest?

Nein, denn der Satz, in dem dieser eine Meter erwähnt wurde, lautet vollständig so:

Measure far field responses of woofer and mid-range driver and tweeter 
at 1000 mm in horizontal plane around the speaker. Large constructions 
and deep horns may need longer than 1000 mm e.g. 3x baffle width to 
capture far field response more compatible with response at typical listening 
distance.

Naja es gibt wohl kein allgemein gültiges richtig oder falsch.

In so ziemlich allen Schriften (Foren, Messprogramm-Tutorials, Bücher), die ich bisher zu diesem Thema gelesen habe, wird empfohlen, den Drehpunkt an die Vorderseite der Schallwand zu legen. Das kommt mir schon derart etabliert vor, dass man da wohl schon beinahe von einem allgemeingültigen "richtig" sprechen kann, zumindest, was die Lage des Drehpunktes angeht, oder?

Moin, es geht doch nicht darum wer was wie misst, wichtig ist doch was im Publikum ankommt. Das Publikum intressiert das Gekröse in einer Box überhaupt nicht.Es ist nur interessant was bei den Leuten ankommt, und der einzige sinnvolle Bezugspunkt ist der Übergang vom Schallwandler in den freien Raum, und das ist die Schallwand.
Ich bin da ganz bei Onno.
Und dann hätte ich gerne einmal eine Erklärung, warum ein Hochtonhornsystem kein Direktstrahler sein soll.

Jrooß Kalle

Sorry, aber nach dieser Logik gäbe es keinen Laufzeitunterschied zwischen TMT und HT.

Das hat miteinander ja nichts zu tun und wurde auch nicht behauptet. Klar bekommt man es beim Messen von einem Bezugspunkt aus mit Laufzeitunterschieden zwischen den beteiligten Treibern zu tun. Das ist ja aber unabhängig davon, wo man nun den Bezugs- bzw. Drehpunkt hinsetzt.

Diese Laufzeitunterschiede müssen auch erfasst und deren Auswirkungen eben mit einer Weiche behandelt werden.

Viele Grüße,
Michael

[Kalle]

Diese Laufzeitunterschiede müssen auch erfasst und deren Auswirkungen eben mit einer Weiche behandelt werden

Moin,
und da findet man in der Regel das Optimum, wenn man nicht nur im Home-Hifi sondern auch sonst die Trennfrequenz zwischen Midbass und Horn möglichst tief wählt........ so wie Altec schon vor über 60 Jahren. Die Problematik ist anscheinend schon länger bekannt, nur haben wir heute mit den DSPs Möglichkeiten von den unsere Vorfahren nur geträumt haben.

Jrooß Kalle

[MK_Sounds]

Ich empfehle und mache es so, und viele andere auch: Der Nullpunkt für die Messentfernung (und damit auch die Drehachse) ist immer die Schallwand! Ich habe außerhalb dieses Threads noch nirgendwo gesehen, dass man es anders machen sollte. Alles andere führt meiner bescheidenen Ansicht nach nur zu zusätzlichen Fehlerquellen beim ermitteln der Phasenbeziehungen zueinander.

Sehe ich auch so. Dazu mal eine grundsätzliche Überlegung:
Z.B. ein Hochtonhorn hat einen bestimmten Winkelfrequenzgang in einer Schallwand. Dreht man nun die Box beim Messen nicht um die Schallwandebene (die Ebene, an der der Schall an die Umgebung angekoppelt wird), sondern um eine Achse weiter hinten im Gehäuse, so entsteht dadurch ein vermutlich nicht zu verachtender Fehler in der Bestimmung des Winkelverhaltens.

[Rainer_Zufall]

Nur um sicher zu gehen, damit ich nichts falsch verstanden habe.
Die grundlegende Existenz eines von der Membran-Vorderkante abweichenden Schallentstehungsortes wird hier nicht infrage gestellt, oder? Der wird ja in mehreren Quellen erwähnt.


Beispiel ARTA Handbuch Kap. 6.3 (S.103), Kap. 6.3 (S.106), Kap. 6.1.2 (S.68), Kap. 6.2.0 (S. 84 f.)


Oder in der Application Note 6 (S1)

Hier ist auch schön zu sehen was es für eine (geometrische) Auswirkung hat, wenn der Schallentstehungsort (hier Frontkante der Box) nicht auf der Drehachse ist.


Ansonsten findet man auch mit einer schnellen Google-Suche nach dem Wort "Schallentstehungsort" einige Treffer.
Visaton Lexikon


Hifi-Selbstbau


HiFi-Wiki


Aber auch in verschiedenen Foren wie beispielsweise dem Analog-Forum
Es wird zwar nicht darauf eingegangen ob auch um den Schallentstehungsort gedreht werden soll. Eine Verbindung zu Phase und Gruppenlaufzeit und die Notwendigkeit das alles bei der Auslegung der Weiche zu berücksichtigen ist aber klar.


Ansonsten hat ansch ja bereits ein anschauliches Beispiel geliefert welche Auswirkung die Drehung um einen "falschen" Punkt auf das Messergebnis haben wird.

Zum Abschätzen:
- sagen wir Du machst einen Fehler von 10 cm und misst in 1 m Entfernung. Dann hast Du bei 90° einen Pegelfehler von DeltadB= 20*log10((1-0.1)/1) ~ 1 dB
- sagen wir Du machst einen Fehler von 10 cm und misst in 4 m Entfernung. Dann hast Du bei 90° einen Pegelfehler von DeltadB= 20*log10((4-0.1)/4) ~ 0.2 dB

1dB bei 90° ist jetzt nicht unwichtig, ich kann mir aber vorstellen, das es größere Einflüsse auf den Klang und die Auslegung der Weiche gibt.

Ich kann mir deswegen vorstellen das der Fehler bei "flachen" HiFi Chassis gar nicht so groß wird, egal ob da jetzt Vorderkante oder Antrieb als Drehachse gewählt wird. PA Chassis sind hingegen oft etwas größer. Ganz zu schweigen von Hörnern, die ja echt lang werden können. Das ist jetzt aber meine Meinung, dazu habe ich keine Quelle gefunden.


Für mich bedeutet das jetzt erst mal das ich wie vorgeschlagen die Chassis einzeln messen werden (außer VituixCAD verlangt was anderes). Ob dabei die Vorderkante oder der Antrieb auf dem Drehpunkt liegt, weiß ich noch nicht. Wenn ich dazu keine weiteren Quellen mehr finde, werde ich vielleicht vorher erst mal ein paar Testmessungen machen. Jedenfalls werde ich den Mikrofonabstand größer 1m wählen.

[Azrael]

Nur um sicher zu gehen, damit ich nichts falsch verstanden habe.
Die grundlegende Existenz eines von der Membran-Vorderkante abweichenden Schallentstehungsortes wird hier nicht infrage gestellt, oder? Der wird ja in mehreren Quellen erwähnt.

Nein, wird sie nicht. Zu allem Überfluss ist der SEO eines Treibers über die Frequenz im Grunde auch nicht konstant.

Ich kann mir deswegen vorstellen das der Fehler bei "flachen" HiFi Chassis gar nicht so groß wird, egal ob da jetzt Vorderkante oder Antrieb als Drehachse gewählt wird. PA Chassis sind hingegen oft etwas größer. Ganz zu schweigen von Hörnern, die ja echt lang werden können. Das ist jetzt aber meine Meinung, dazu habe ich keine Quelle gefunden.

Naja, es ist wohl unbestritten, dass in einer hornbestückten Box die Laufzeitunterschiede zwischen den Treibern wohl in der Regel größer sind, als bei einer normalen Hifi-Box.

Für mich bedeutet das jetzt erst mal das ich wie vorgeschlagen die Chassis einzeln messen werden (außer VituixCAD verlangt was anderes). Ob dabei die Vorderkante oder der Antrieb auf dem Drehpunkt liegt, weiß ich noch nicht. Wenn ich dazu keine weiteren Quellen mehr finde, werde ich vielleicht vorher erst mal ein paar Testmessungen machen. Jedenfalls werde ich den Mikrofonabstand größer 1m wählen.

Den jeweiligen Antrieb der Treiber in einer Mehrwegbox als Drehpunkt zu wählen, würde bedeuten, den Messabstand zur Box pro Weg zu variieren. Davon rate ich dringend ab. So, wie ich das verstanden habe, gab es hier im Thread auch niemanden, der das befürwortet. Sämtliche Phasenbezüge der Treiber zueinander gingen dann nämlich verloren.

Zuletzt war doch nur noch die Frage, ob man den Drehpunkt nun auf die Schallwandvorderkante legt oder sich gewissermaßen eine Mitte sucht zwischen den verschiedenen Z-Positionen der Antriebe. Ich plädiere eindeutig für Ersteres, aber darüber, dass der Abstand zur Gesamtbox während des gesamten Messvorganges nicht mehr verändert werden darf, herrschte eigentlich Konsens.

Viele Grüße,
Michael

[ansch]

Ui, da habe ich ja was angerichtet...

@all: Danke für Eure Hartnäckigkeit, ehrlich!
@Michael und Rainer_Zufall, danke für die guten und sachlichen Zusammenfassungen.

So, das hat mir keine Ruhe gelassen. Daher habe ich mal gemessen.
DUT:

• Ich brauchte etwas kleines, was sich im Wohnraum im Fernfeld messen lässt. Draußen kam jetzt nich in Frage und war mir jetzt auch zu aufwändig.
• Ich brauchte etwas mit Abstand zwischen Membran und Vorderkante. Etwas, was nicht beweicht ist und mal eben genommen werden kann.
• Ich habe einen Monacor MHD230SQ (heißt der so?) genommen: kleines 10 cm quadr. Horn mit 10 cm Hornlänge

Erwartung:

• <1 kHz sollte keine Richtwirkung mehr vorhanden sein
• Ich habe das mal für eine 10cm lange Membran in MATLAB gerechnet. Siehe Abbildung unten
• Die Rechnung ist keine Hornsimulation!
• 

Messung:

• Einmal gedreht um Vorderkante
• Einmal gedreht um Membranebene
• gemessen in 30° Schritten. Das sollte hier reichen.

Ergebnis:

• Vergleich der Lage der Impulsantworten 0° und 90°
• Interessant: bei keinem der Drehpunkte liegen die Impulsantworten übereinander
• Aber: bei Drehung um die Vorderkante beträgt die Differenz ca. 3 cm
• Bei Drehung um die Membranebene beträgt die Differenz ca. 6 cm.

• Vergleich der Amplitudenfrequenzgänge Drehung um Vorderkante und Drehung um Membranebene
• Die Unterschiede sind erwartungsgemäß gering
• Aber: die Messung mit Drehung um die Vorderkante macht den plausibleren Eindruck.

Daher folgede Schlussfolgerungen:
- Miss im Fernfeld: der Abstand muss stimmen und dann wird in den meisten Fällen der Unterschied vernachlässigbar.
- Nimm die Boxenvorderkante als Nullage um die gedreht wird!
- Wenn das aus praktischen Gründen bei großen Messobjekten nicht geht, schätze wie vorher gezeigt den möglichen Fehler ab und passe ggf. die Messentfernung an.

OK, was habe ich übersehen? Gibt es Ergänzungen, Kommentare oder Fragen?

Viele Grüße
André