Bedämpfter Kardioid

[quecksel]

Da mich das Thema kardioide Abstrahlung interessiert habe ich mal eine kleine Messreihe gestartet. Nicht sehr sorgfältig, keine Pegelkalibrierung, keine Mikrokalibrierung und alles recht q&d aber für eine Tendenz sollte es ausreichen. Nahfeldmessungen wurden entsprechend ihrer Abstrahlflächen skaliert. Das haut wohl nicht immer ganz hin, ich habe aber aus Konsistenzgründen auf Anpassungen verzichtet.

Als Treiber musste der Tang Band W3-871B herhalten der in eine Weinkiste verfrachtet wurde, hier ist die Konstruktion:


Angefangen habe ich mit Nahfeldmessungen von Membran und Port. Als erstes mal unbedämpft bei einer Linelänge von 32,5cm:


Es stellt sich also das erwartete Verhalten eines Viertelwellenresonators ein.
Stopfe ich das Gehäuse jetzt so sehr mit Polyestervlies dass es gerade nicht wieder zum Ende herausquillt sieht das so aus:


Die Resonanzen wurden also schön bedämpft und der Pegel am Port fällt sanft mit der Frequenz ab. Das entspricht hier ziemlich genau einem Tiefpass erster Ordnung mit Grenzfrequenz von 200 Hz. Also sehr ähnlich dem Bassgun-Prinzip.
Eine Line von 30 cm Länge ist aber tendenziell zu lang , was passiert wenn ich auf 15 cm kürze und möglichst mit Polyestervlies stopfe?


Klappt immer noch ok, aber die Rückdämpfung beginnt erst ab ca 500 Hz.

Bei einer Linelänge von 10 cm und möglichst viel Polyestervlies:



Die Grenzfrequenz rutscht noch höher und die Grundresonanz des Viertelwellenresonators wird nicht mehr richtig bedämpft.
Bei 5 cm Länge, jetzt ist es wirklich schwierig da noch Vlies reinzustopfen:


Quasi keine Bedämpfung mehr.
Wie sieht dann das Abstrahlverhalten aus? (Groundplanemessung, 60cm Abstand, Sonogramm aus Messungen bei 0, 45, 90, 135, 180 Grad):


Wie erwartet keine kardioide Abstrahlung sondern eher einem U-Frame-Dipol entsprechend.
Um mehr Dämpfung zu erhalten habe ich einen 11 cm dicken Klotz festeren Schaumstoffes ausgeschnitten und in die 5 cm kurze Line eingepresst soweit es ging. In der Nahfeldmessung (leider nicht mehr ganz auf Höhe der Rückkante) sieht das so aus:


Also vermutlich starke Bedämpfung aber auch wesentlich unregelmäßiger.
Was macht das Sonogramm? (30cm Abstand):


Schon viel schöner, und echt kardioid.


Fazit: Eine kardioide Abstrahlung lässt sich mit einem nach hinten offenen Breitbänder durchaus erreichen wenn man es schafft ausreichend Dämpfungsmaterial hinten einzubringen. Ich kann mir gut vorstellen dass das zusammen mit einem Tieftöner ein gutes Konzept für einen Schreibtischlautsprecher ergibt.
Offen bleibt wieso bei stärkerer Bedämpfung die rückwärtige Schallabstrahlung so unregelmäßig wurde und inwieweit sich das mit mehr Optimierung abstellen ließe.

Außerdem stellt sich mir noch die Frage ob andere Konzepte wie die der D&D 8C (also eher sowas wie eine Rückkammer mit seitlichen Haifischkiemen) ähnlich oder evtl sogar besser funktionieren.

[Bizarre]

Hmm, damits besser funktioniert, muß wohl der Strömungswiderstand erhöht werden,,, Aktuell hat die Line hinten 4-5x Sd ??.. Ein gelochter Deckel mit 0,5xSd wäre mein nächster Kandidat...

[ArLo62]

@Bizarre: Ich hatte mir das mal angesehen bei der D&D 8c. Da ist das auch 1/2 SD wenn ich nicht daneben liege. Dahinter Fließmaterial um den Strömungswiderstand zu erhöhen. Beispiel Caruso Isobond war schon mal die Idee. Lochblech zum Abstützen des Isobonds.
Edit: Beim Treiber auf den Hub achten. Ein bisschen Hub funzt wahrscheinlich eher nicht.
Frohes Ostern und

[quecksel]

Auf eine Reduzierung der Abstrahlfläche bin ich bis jetzt nicht gekommen, danke

Vielleicht noch zusammenfassend meine Gedanken zu dem ganzen:
Es sind prinzipiell zwei Parameter die sich hier variieren lassen, die Bedämpfung und der Austrittsort meines rückwärtigen Schalls.
1. Ich lege den Austrittsort so weit wie möglich von der Membranvorderseite entfernt fest. Zu nahe und ich vernichte unnötig Pegel untenrum. Zu weit weg und ich lege eventuell die Dipolfrequenz unter den Bereich in dem ich mit dem rückwärtigen Schallanteil noch Bündelung erzielen will.
2. Ich lege die Bedämpfung (also TP 1. Ordnung) fest. Zu wenig und ich bekomme einen Dipol. Zu viel und ich habe obenrum wieder einen Monopol.

Wenn das alles klappt habe ich einen Cardioid der obenrum sanft in die Eigenbündelung der Membran übergeht. Da das Verhalten des rückwärtigen Schalls so leicht mit einem Tiefpass zu beschreiben ist ließe das sich wahrscheinlich sogar in Boxsim o.ä. vorab gut modellieren.

Anm.: Problematisch bleibt natürlich immer die potentielle Ausbildung von Resonanzen im Kanal. Evtl muss man bei einem längeren Kanal dann zu sehr dämpfen um diese zu unterdrücken.

[dipoluser]

Hallo,

basierend auf dieser Abhandlung haben wir unsere damped U-Frames konstruiert:

http://musicanddesign.speakerdesign....I-U-frame.html

Hier einige Beispiele:







Schönes Osterfest

Elke und Michael

[saddevil]

Viel interessanter fand ich was bei Änderung der bedämpfung mit der Impedanzkurve und der Impulsantwort passiert.

[quecksel]

Hallo,

basierend auf dieser Abhandlung haben wir unsere damped U-Frames konstruiert:

http://musicanddesign.speakerdesign....I-U-frame.html

Interessant, wobei mir die Argumentation zur Phase etwas Spanisch vorkommt. Da wäre es gut zu wissen ob die Messungen mit absoluter Zeitreferenz gemacht wurden.
Nichtsdestotrotz scheinen die Amplituden ja dasselbe von mir ermittelte prinzipielle Verhalten aufzusweisen.

Viel interessanter fand ich was bei Änderung der bedämpfung mit der Impedanzkurve und der Impulsantwort passiert.

Nunja, der Resonanzpeak der Impedanz wird wohl flacher werden und vielleicht etwas sinken. Wie sich die Impulsantwort ändert ist nicht so leicht zu sagen denke ich.
Warum interessieren dich die beiden Größen denn?

[Bizarre]

Hmm, meine Testgehäuse funktionieren schon mal wie gedacht... TC9FD in einem KG DN110 Deckel eingebaut, die Rückwand ist ein Muffenstopfen,, Die 2 Teile passen im Schiebesitz zusammen und ermöglichen eine Innentiefe zwischen 40 und 70mm.. Der Muffenstopfen hatte schon eine 30mm Bohrung, eine 2. dazu ergibt dann 14cm², also ca.40 % Sd.



Wenn die Rückwand eingebaut wird, kann sich eine Stehwelle bilden, erkennbar an einem ausgeprägten Peak bei der Impedanz,,, Ohne Dämpfung ist naturlich Unsinn, mal auf die Schnelle 10gr Sonofil reingestopft ....

EDIT : Stehwelle ist Unsinn, es ist eine BR Box mit 2 30mm Ports ...

Q&D ( 9kHz! ) Nahfeld von vorn . sieht schon mal ganz brauchbar aus



LG. Manfred