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

[SimonSambuca]

Hammer!
Ich lese hier schon die ganze Zeit mit. Danke für Euren Einsatz!!! Unglaublich Euer Einsatz.

Dem kann ich von meiner Seite aus nur zustimmen!

[JFA]

Moin Christoph,

sehr schön.

Mit der zylindrischen Verlängerung könnte man natürlich echt noch spielen, hätte nicht gedacht, dass sich das so dermaßen auswirkt. Da unten bündelt es eh nicht mehr so doll, aber wenn da noch ein wenig Hornladung dazu kommt sagt ja niemand nein.

[ansch]

Erst mal das Wichtigste: schön, dass es weiter geht! Ich finde dieser Threat ist eine echte Perle. Ich mag ja, wenn in Foren theoretische Grundlagen angegangen werden. Gibt es viel zu selten.

Zur zylindrischen Verlängerung: In der Tat interessant zu sehen.
Vielleicht einige Gedanken dazu:
- die Verlängerung bewirkt insgesamt ein Horn mit tieferer fug, da sich im Mittel (Stichwort Rubberthroat) eben ein Horn mit Hornkonstante für tiefere Ladung ergibt.
- ohne Anpassung der Mundfläche ist natürlich die Impedanzanpassung bei tieferen Frequenzen schlechter. Insgesamt ist das ähnlich wie bei Basshörnern, die i.d.R. auch zu kleine Mundflächen haben.
- Mit zunehmender Rohrlänge wird die Anpassung bei tiefen Frequenzen und die Bedämpfung der Rohrresonanzen immer schlechter. Mal in Gedanken: Rohr von 2m Länge an Mund für fug = 1 kHz. Das dürfte aussehen wie ein Rohrresonator mit gerundetm Ende. Das wird anschaulich schon nicht mehr als Horn durchgehen. Ich denke, das sieht man schön in einem Diagramm der akustischen Impedanz. Mit steigender Länge wird der Verlauf des Realteils immer welliger. Am Ende landet man bei sowas wie Boses Wave Canon. Btw. Dynacord hatte mal ein Bassbox mit vorgesetztem Kastenresonator eben auch um unten de Ladung zu verbessern...Zeitverhalten?
- Für die Abstrahlung ist der eigentliche Waveguide-Teil/Horn-Teil bestimmend (also der sich erweiternde). D.h. wird die Mundfläche und eigentliche Hornlänge größer, erweitert sich die Kontrolle über das Abstrahlverhalten zu tiefen Frequenzen.

=> Die spannende Frage ist dann, wie weit man das Spiel mit dem Zylinder treiben kann bevor die Rohhresonanzen überhand nehmen und das Ausschwingverhalten zu schlecht wird. Das müsste sich doch als Verhältnis der Anteile Horn und Rohr angeben lassen?

Viele Grüße
André
.

[Gaga]

Hallo Andre,

vielen Dank für Deine Rückmeldung und die Betrachtung der Rohr / Schallführungs-Problematik.

=> Die spannende Frage ist dann, wie weit man das Spiel mit dem Zylinder treiben kann bevor die Rohhresonanzen überhand nehmen und das Ausschwingverhalten zu schlecht wird. Das müsste sich doch als Verhältnis der Anteile Horn und Rohr angeben lassen?

Sehe ich auch so. Ich werde das in einem späteren Beitrag genauer mittels Simulationen anschauen. Hinke halt mit den Beiträgen, die ich gerne ganz ausführlich und systematisch gestalte, etwas der Diskussion hinterher. Denke auch, dass sich ein Verhältnis Rohr zu Schallführung finden lässt, bei dem die zunehmenden Resonanzen. noch tragbar sind.

Grüße,
Christoph

[ansch]

Hallo Christoph,

danke für die Rückmldung. Das wäre in der Tat interessant, wenn Du das mal weiter beleuchten könntest.
Übrigens, dadurch, dass die die Helmholzgleichung, über die die Wellenausbreitung auch in den Simulationen, beschrieben wird, eine lineare DGL ist, sollte ja das Superpositionsprinzip gelten und damit eben eine Aufteilung der Anteile möglich sein, richtig?

Noch ein Nachtrag zum Zylinder: neben dem Zeitverhalten, sollte sich auch das Klirrverhalten verändern. Der Anteil nichtlinearer Verzerrungen aufgrund adiabatischn Druckänderung im Horn müsste steigen. Auch hier: solange man es nicht übertreibt, ist das nicht weiter schlimm...

Viele Grüße
André

[Gaga]

Moin André,

spannende Fragen, die Du hier aufwirfst.

Übrigens, dadurch, dass die die Helmholzgleichung, über die die Wellenausbreitung auch in den Simulationen, beschrieben wird, eine lineare DGL ist, sollte ja das Superpositionsprinzip gelten und damit eben eine Aufteilung der Anteile möglich sein, richtig?

Leider ist mein Verständnis der BEM-Simulation in der Tiefe begrenzt: Mir ist klar, dass auf Basis der Helmholtz-Gleichung gerechnet wird und dass diese eine partielle Differentialgleichung ist - aber dann verlässt mich meine rudimentäre Schulmathematik. Welche Anteile sollten aufgeteilt werden (Rohr-Resos und ?). Vielleicht kann einer der Cracks hier einspringen und die Frage beantworten (JFA, jemand Anderes?).

Noch ein Nachtrag zum Zylinder: neben dem Zeitverhalten, sollte sich auch das Klirrverhalten verändern. Der Anteil nichtlinearer Verzerrungen aufgrund adiabatischn Druckänderung im Horn müsste steigen. Auch hier: solange man es nicht übertreibt, ist das nicht weiter schlimm...

Ich nehme an, dass Du erhöhten K2 bei höherer Ladung, d.h. höheren Schalldruck im Horn meinst? Das ist ja bei vielen Hörnen und bei Kompresionstreibern gut messbar. Wie Du auch vermutest, bei Waveguides (bzw. kurzen und eher breit abstrahlenden Schallführungen) sollte das m.E. eher keine wesentlichen Rolle spielen.

Vielleicht nochmal zum Thema Rohr am Hornhals: Man kann natürlich berechtigterweise fragen, was das soll, also warum man nicht einfach ein 'ordentliches' Horn baut mit den idealen Maßen für Länge, Mundfläche und Öffnungswinkel. Ganz kurz 2 Gründe:
(i) Es braucht Kompromisse, wie im richtigen Leben. Zum Beispiel durch ein gegebenes Gehäuse, in das die Schallführung eingebaut werden soll - und man trotz der begrenzten Mundfläche nach unten hin etwas Ladung braucht für die angestrebte Übergangsfrequenz...
(ii) Viel schlimmer: Bei Schallführungen hängen Abstrahlverhalten (Abstrahlwinkel), Hornladung, untere und obere Grenzfrequenz immer zusammen und bedingen sich gegenseitig. Möchte ich z.B. ein breites Abstrahlverhalten, werde ich in der Ladung bei niedrigen Frequenzen eingeschränkt. Oder andersrum: Ein Horn mit engem Abstahlverhalten kann prima zu niedrigeren Frequenzen hin laden, da dessen Kontur zur Formung des Abstrahlverhaltens über einen größeren Bereich eher lang sein wird. Lösungswege sind zum Beispiel Hörner mit 'Diffraktionsschlitz' (z.B. Mantaray-Horn), die reativ lang sein können und nach dem Weg zum Diffraktionsschlitz recht schnell und breit öffnen (siehe auch die Entwicklung von 3ee, um da Abstrahlverhalten getrennt vertikal und horizontal zu formen).
Das geht dann in die Richtung, die hier in der einfachsten Form betrachtet wird: Ein rotationssymetirsches Horn mit 'Rohr' am Hornhals.... Daher lohnt es sich aus meiner Sicht, die Grenzen auszuloten, also Ladung bei tiefren Frequenzen vs Welligkeit, die darurch entsteht. Und man muss natürlich die (so wie ohne Rohr ohnehin vorhandene) Aufweitung der Abstrahlung in diesem Frequenzbereich in Kauf nehmen. Wenn's denn zum Übergang zum MT oder TMT passt.... Wie es André ja schon erwähnt hat.

Ist alles schon vorher gezeigt und angesprochen worden - ich mache halt die kleinteiligen Simus und Zusammenfassungen dazu.

Wie geht's weiter bei mir?
- Letzter Beitrag zu Diffraktion am Rohr;
- Beitrag zu dem in den letztne Beitrag diskutierten Ansatz: Verlängerung einer Schallführung mit einem Rohr. Wo liegt das akzeptable Verhältnis, um möglichst viel Schalldruckgewinn zu niedrigen Frequenzen zu bekommen, ohne die Damit verbunde Welligkeit zu stark werden zu lassen;
- Anpassung von Treibern an den Hals: Da ich auf ein Waveguide ziele, hier Kalotten oder inverse Kalotten;
- Verrundung des Hornmunds, um Diffraktionen zu minimieren;
- Die Schallführung und deren Auswirkung auf das Abstrahlverhalten;
- Darstellungsformen der Simulations- und Messergebnisse. Welche zeigt was?
- Simulation eines Waveguides für einen spezifischen Treiber und Anwendungsfall - unter der Berücksichtigung der bis dahin besprochenen Aspekte. Wahrscheinlich 0815, d.h. Zweiweger mit 17er oder 20er TMT.
- Druck und Messung des Waveguides, Vergleich mit den Simulationen...

Könnte aber dauern mit meiner recht wechselhaft zur Verfügung stehenden Zeit dafür.

Grüße,
Christoph

[ArLo62]

Wir hatten ja letztens im Forum das Thema einen Treiber zu finden, der eine saubere Wellenfront am Hornhals liefert. Wie kann man das berücksichtigen?

[JFA]

danke für die Rückmldung. Das wäre in der Tat interessant, wenn Du das mal weiter beleuchten könntest.
Übrigens, dadurch, dass die die Helmholzgleichung, über die die Wellenausbreitung auch in den Simulationen, beschrieben wird, eine lineare DGL ist, sollte ja das Superpositionsprinzip gelten und damit eben eine Aufteilung der Anteile möglich sein, richtig?

Was meinst du mit Anteile aufeilen? Du könntest die einzelnen Segmente teilen, separat simulieren und dann zusammenfügen. Macht Akabak bei den Subdomains. Aber das Ergebnis ist immer von der Kombination abhängig.

[ansch]

Was meinst du mit Anteile aufeilen? Du könntest die einzelnen Segmente teilen, separat simulieren und dann zusammenfügen. Macht Akabak bei den Subdomains. Aber das Ergebnis ist immer von der Kombination abhängig.

Ins unreine, weil ich mir unsicher bin:
Erst mal unabhängig von Akabak denke ich erst mal an die Übertragungsfunktion der beiden Teile. Diese müsste sich unabhängig aus der akustischen Impedanz und damit der unabhängigen Lösung der Hemholzgleichung der beiden Teile ergeben.
Auf Akabak bezogen würde das die unabhängige Lösung (OK über Subdomains) bedeuten.

Klar, für die Abhängigkeit von der Kombination. Aber lässt sich daraus eine Generalität z.B. durch Normierung auf die Wellenzahl (k=2*pi/lambda) erreichen, so dass die Ergebnisse allgemein gültige Schlüsse i.S.v. wenn Horn für k = x ausgelegt, dann sollte der Rohrfortsatz < y*k sein?

Wie geschrieben: unrein...evtl. noch mal nachhaken damit ich weiter denke und konkreter werden kann.

Eine andere Fragestellung im Zusammenhang mit der Formung von Wellenfronten interessiert mich noch: Mir bekannt sind die üblichen Varianten mit Variation der Kanallängen im Plug und da eben verschiedenen math. Modellierungen zur Erfüllung von Längenkriterien entsprechend bestimmter Vorgaben der Kanäle.

Aber wie sieht es aus, wenn man statt Längenvariation mech. Filter , also Variation der Schallgeschwindigkeit (und zwangsläufig auch Amplitude ) zur Formung anwendet? Spart man Platz, wird es u.U. einfacher oder nur anders? Kann ich ggf. Auslöschungsbereiche (phasenbedingt) gezielt angehen?

Viele Grüße
André

[JFA]

Du kannst natürlich für jeden eigenen Abschnitt eine "Übertragungsfunktion" erstellen. Eigentlich dann Impedanz, Streu, oder Kettenmatrizen und ihre inversen (hab bestimmt die eine oder ander vergessen), womit dann die Eingangs- und Ausgangsbedingungen mit einbezogen werden. Ob man das nachher vernünftig trennen kann?

[3eepoint]

Wir hatten ja letztens im Forum das Thema einen Treiber zu finden, der eine saubere Wellenfront am Hornhals liefert. Wie kann man das berücksichtigen?

Hi, was meinst du mit berücksichtigen? Wie man das misst oder wie das in die Simulation mit einfließt?

Bei mir dauert es noch etwas bis es was neues gibt. Hab die Tage nicht viel Zeit und geh noch ein paar böcken im Code nach. Ich freu ich aber sehr über den regen Verkehr hier!

[ArLo62]

Sehr genau. Wie passt man den Übergang am Treiber an, dass man eine passende Wellenfront erhält.
Ich gehe mal davon aus, dass bei eine Simu von einer idealen Wellenfront am Hornhals ausgegangen wird.

[4711Catweasle]

Moin,

Hi, was meinst du mit berücksichtigen? Wie man das misst oder wie das in die Simulation mit einfließt?

Arnim meint vermutlich das was mich auch primär interessiert - mich aber nicht traue das hier im Thema zu fragen.....

Die Simulationen werden bisher mit "idealem" Treiber gemacht?
Wie sieht die Geschichte aus wenn Simulation (deren Umsetzung in Hardware) auf reale Treiber mit ihren Eigenheiten trifft?



EDIT: Sorry, vorher mit Mod Account geschrieben.

[3eepoint]

Das ist ne gute Frage die ich leider auch noch nicht beantworten kann, ich schätze aber garnicht. Hier müsste man eigentlich die Treiber vermessen(An einer Plane Wave Tube) und dann die passenden rauskristallisieren. Die Meisten Treiber werden heutzutage aber in die Richtung auch entwickelt.

Was passiert, wenn man mit einer nicht idealen welle antreibt, kann ich aber denke ich sagen, es gibt Welligkeiten ab der Frequenz, bei der das Verhalten vom Ideal abweicht, da sich die Moden die dann entstehen gegenseitig beeinflussen.

[Gaga]

Moin zusammen,

Die Simulationen werden bisher mit "idealem" Treiber gemacht?
Wie sieht die Geschichte aus wenn Simulation (deren Umsetzung in Hardware) auf reale Treiber mit ihren Eigenheiten trifft?

Ich mache die Simus im Moment mit idealen Treibern und Flachmembran, um zunächst explizit die Eigenschaften der Schallführung zu sehen.Anschließend dann den Einfluß der Membrangeomerie im Kontext der Anpassung an den Hals der Schallführung. Zuletzt dann den Einfluß der Treiber-TSP - was bei Akabak über den LEM-Part geht.

In Beitrag #797 habe ich unterschiedliche Membrangeometrien (Flachmembran vs Kalotte) am selben Horn simuliert - die Unterchiede sind signifikant und gut zu sehen...

Grüße,
Christoph

[JFA]

Wie Cristoph gezeigt hat gibt es schon erhebliche Unterschiede, wenn statt einer flachen eine gewölbte Membran benutzt wird. Das Verhalten mit realen Membranen, also frequenzabhängiger Geschwindigkeitsverteilung über die Membranfläche, ist nochmal was anderes.
Dazu kann man in Akabak Vib-files einfügen. Ich habe zwar eine Idee, wie so eine Datei ohne zu messen erzeugt werden kann, der Leidensdruck war aber nie groß genug, um das zu implementieren

[4711Catweasle]

Ich danke Euch.


Zitat von Gaga
... Zuletzt dann den Einfluß der Treiber-TSP - was bei Akabak über den LEM-Part geht.




Mir ist da spontan die Idee des "reverse engieering" gekommen....
Also bestehende und gemessene Horn/WG / Treiber Kombis die sehr gut funktionieren vergleichend simulieren ?
Beispiel BMS4555 am SB H225 (normiert):

[Gaga]

Moin Karsten,

Mir ist da spontan die Idee des "reverse engieering" gekommen....
Also bestehende und gemessene Horn/WG / Treiber Kombis die sehr gut funktionieren vergleichend simulieren ?

Ja, kann man machen. Anstazweise hab ich das mal früh in diesem Thread mit dem Seas-DXT-Waveguide gemacht. Geht hier los, die Zusammenfassung ist hier.

...
Das alles wird bei der (vermeintlichen, simulierten) DXT-Kontur geschickt genutzt. Die Schallführung ist sehr flach (Tiefe zusammen max. 13mm). Ein wiederholter Blick auf die Wirkung der verschiedenen 'Steps' zeigt, dass ein 'Anflug' von Einbruch auf Achse tatsächlich erst durch Step 4 und 5 erzeugt wird:


Mit der Verbreiterung der Mundfläche, wandert dieser (zu erkennen an der Annäherung des 0° und 15° SPL) zu niedrigeren Frequenzen hin (Step 4 bei ca. 12-15 kHz, Step 5 um ca 10 kHz). Gewonnen wird dadurch aber, wie schon gesagt, die Erweiterung der Kontrolle des Abstrahlverhaltens zu niedrigeren Frequenzen hin.

Seiht so aus, als wäre die DXT-Schallführung einfach ein recht celverer Kompromiss, um ein schön gleichmässiges Abstrahlverhalten und eine Kontrolle des Abstrahlverhaltens ab ca 2-3 kHz zu erzielen, ohne wesentlich Einbrüche auf Achse in Kauf zu nehmen. Nochmals bezogen auf Beitrag #12 die Darstellung der auf 0° normierten Directivity
...

Grüße,
Christoph

PS: Vielleicht sollte ich anmerken, ohne das Eigenleben der Kalotte zu berücksichtigen (d.h. eine ideale Kalotte), dazu hat JFA ja eben angemerkt, dass es dazu den Import des VIB-files bräuchte, was meine Möglichkeiten derzeit leider überschreitet.

nailhead hatte dazu ein Bild des Eigenlebens einer Kalotte gezeigt:

Membranbewegung eines 25mm Gewebehochtöner bei 12kHz:



Grüße

[stoneeh]

nailhead hatte dazu ein Bild des Eigenlebens einer Kalotte gezeigt:

Mit Klippel SCN Laser-Vibrometer ermittelt. Hängt natürlich stark von Frequenz, Membranmaterial bzw. -aufbau, und vll. auch Amplitude / Auslenkung, ab. S. zB. -> The Use Of Beryllium In Transducers — VUE Audiotechnik (vue-audiotechnik.com)

In Bewegtbildern gibt's das Verhalten zB hier zu sehen. In diesem Fall beim Konuslautsprecher, was sich mehr oder weniger übertragen lassen sollte.. -> Product Demo: KLIPPEL Multi Scanning Workbench - YouTube (ab 6:30)

[FoLLgoTT]

Wie sieht die Geschichte aus wenn Simulation (deren Umsetzung in Hardware) auf reale Treiber mit ihren Eigenheiten trifft?

Nach meiner Erfahrung mit simulierten und fertigten Schallführungen an unterschiedlichen Treibern ergeben sich in der Regel nur im oberen Hochtonbereich (also >10 kHz) Unterschiede. Darunter ist meist alles identisch und entspricht der Simulation. Egal ob Kalotte oder Kompressionstreiber.