Constant Directivity Waveguide

[java4ever]

Gudn,

Ich häng' da grad an einem Waveguide.
Constant Directivity soll er haben.
... Und dann verließen sie ihn.

Nein, mal ernsthaft:
Einfacher Waveguide für nen 25mm Kalottenhochtöner, Einsetzbar ab etwa 2.5-3kHz.
Höchstmaße 25x25x25cm, Wünschenswert wäre natürlich ein Radialsymmetrischer Aufbau.
Achso, und dass was fertiges nicht in Frage kommt, sollte klar sein.

Ich hab da schon so ein bisschen rumsimuliert und mit einem Tractrix-Aufbau ganz passable Ergebnisse erzielt:



Hochtöner steckt ohne Kompression(!) bündig im Horn (idealisierte Annahme, so soll es wenn möglich auch bleiben).
Abstrahlung so etwa 30+30/60°, oder bis zu 20+20/40°

Hat da wer nen schönes Excelfile (oder eine Formel) die da was nettes ausspuckt?

Grüße

[FoLLgoTT]

Hat da wer nen schönes Excelfile (oder eine Formel) die da was nettes ausspuckt?

Ich nicht und mir ist auch nicht bekannt, dass es so etwas frei verfügbar gibt. Das Beste ist, du optimierst die Kontur per Hand. Das ist zwar Trial & Error, aber damit bekommt man nach und nach ein Gefühl, welche Bereiche der Hornkontur welche Änderungen erzeugen.

Ich würde mit AxiDriver anfangen, da das deutlich schneller und einfacher ist als mit ABEC. So habe ich die Kontur von meinem Horn auch optimert.

[eltipo]

Wenn die Intention dahinter ist, eine Treiber-Selbstbau-WG-Kombi quasi mit dem Forum und für das Forum zu finden, was man dann über zb nailhead ausdrucken könnte, finde ich die Idee genial.

Kann nur leider nix dazu beitragen, da für mich diese Simus böhmische Dörfer sind.

Bisher gebe ich mich mit den ermessenen Kombis mit Seidenkalotten zufrieden, hätte da aber auch gerne ne funktionierende Hartmembrankombi....

[java4ever]

Das Beste ist, du optimierst die Kontur per Hand. Das ist zwar Trial & Error, aber damit bekommt man nach und nach ein Gefühl, welche Bereiche der Hornkontur welche Änderungen erzeugen.

Bis ich damit fertig bin könnte ich auch Hornoptimierungsalgorithmen wie aus folgenden Arbeiten implementeirt haben:

Wadbro, E.; Udawalpolaa, R.; Berggren, M.: Shape and topology optimization of an acoustic hornlens combination
Udawalpola, R.; Berggren, M.: Optimization of an acoustic horn with respect to efficiency and directivity
Wadbro, E.; Berggren, M.: Topology optimization of an acoustic horn
Bängtsson, E.; Noreland, D.; Berggren, M.: Shape optimization of an acoustic horn
Farhadinia, B.: Structural optimization of an acoustic horn
Udawalpola, R.;Wadbro, E.; Berggren, M.: Optimization of a variable mouth acoustic horn
Morgans, R. C.; Zander, A. C.; Hansen, C. H.; Murphy, D. J.:EGO shape optimization of horn-loaded loudspeakers

Alles sehr interessante Arbeiten, leider nicht unbedingt trivial anzuwenden.

Ich würde mit AxiDriver anfangen, da das deutlich schneller und einfacher ist als mit ABEC.

Im CircSym Mode ist ABEC gleichauf, mit nen bisschen Spielen sogar recht praktisch anzuwenden.

Wenn die Intention dahinter ist, eine Treiber-Selbstbau-WG-Kombi quasi mit dem Forum und für das Forum zu finden, was man dann über zb nailhead ausdrucken könnte, finde ich die Idee genial.

Klar

[tiefton]

Das fände ich mal stark! [emoji106] Vielleicht finden wir auch einen passenden Treiber der dann auch in Kooperation mit einem Partner gut her geht....

[eltipo]

Vielleicht finden wir auch einen passenden Treiber der dann auch in Kooperation mit einem Partner gut her geht....

Joah, einer, bei dem alle was bekommen....

[FoLLgoTT]

Bis ich damit fertig bin könnte ich auch Hornoptimierungsalgorithmen wie aus folgenden Arbeiten implementeirt haben:...

Danke für das Heraussuchen dieser Papers. Ich bezweifle aber, dass eine Formel dabei ist, bei dem man nur ein paar Eckdaten eingibt und eine Kontur herauskommt, die man per Hand nicht noch verbessern könnte. Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.

Wenn man das manuelle Konsturieren einer Kontur erstmal raus hat, schafft man das in ca. einer Stunde für eine rotationssymmetrische Kontur.

Das Problem ist auch, dass man die Kontur idealerweise an den Treiber anpasst. Der Treiber gibt also Eingabeparameter dazu. Genauso wie das Gehäuse, wenn es am Ende ein kompletter Lautsprecher werden soll. Ich bin nach wie vor sehr skeptisch, was fertige Formeln angeht. Aber vielleicht findest du ja eine Lösung...

[Gaga]

Moin Java,

Hat da wer nen schönes Excelfile (oder eine Formel) die da was nettes ausspuckt?

Bin mir nicht sicher, was genau Du haben möchtest, aber Du kannst verschiedene Hornkonturen mit Hornresponse simulieren / zeichnen, die Kontur dann exportieren, in ein CAD-Programm importieren und von da aus in ABEC gehen.

In Hornresponse sind die verschiedenen Formeln für unterschiedliche Hornkonturen hinterlegt - es gibt sogar eine Optimierungsfunktion.

Hatte ich genauer im ABEC-Thread ab Beitrag #223 beschrieben.

Nach dem dort beschriebenen System habe ich ein kurzes Le Cleach Horn für den AM20 simuliert (siehe hier und hier). Geht natürlich auch einfacher rotationssymetrisch...

Bis ich damit fertig bin könnte ich auch Hornoptimierungsalgorithmen wie aus folgenden Arbeiten implementeirt haben:

Das wäre natürlich schick! Es wäre nett, wenn Du das im ABEC-Thread dokumentieren könntest...

Gruß,
Christoph

PS: Ooops - Du suchst ne Formel für ein CD-Horn, jetzt hab' ich's begriffen...

[JFA]

Danke für das Heraussuchen dieser Papers. Ich bezweifle aber, dass eine Formel dabei ist, bei dem man nur ein paar Eckdaten eingibt und eine Kontur herauskommt, die man per Hand nicht noch verbessern könnte.

Nö, die Optimierer rechnen ja erstmal eine Nacht bis sie ein Ergebnis haben.

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.

[Franky]

Kennt ihr die von Waveguide Audio?

http://www.waveguide-audio.de/

den Messungen nach zu urteilen scheinen die ziemlich perfekt zu funktionieren.

[FoLLgoTT]

Nö, die Optimierer rechnen ja erstmal eine Nacht bis sie ein Ergebnis haben.

Ich bezweifle ja nicht, dass Optimierer und Generatoren in diversen Firmen existieren. Es ist ja nur eine Frage der Entwicklungszeit, die man da reinsteckt. Aber ist einer davon frei zugänglich und bezahlbar?

Es ging ja ursprünglich um die Frage, nach einer "Universalformel" oder ein Excel-Sheet für konstant abstrahlende Waveguides. Sowas habe ich in der freien Welt noch nicht gefunden.

[Gaga]

Moin,

Hat da wer nen schönes Excelfile (oder eine Formel) die da was nettes ausspuckt?

Falls Du es noch nicht kennst - ein klassisches Paper zu CD-Hörnern gibt es von D.B. Keele: 'What's so sacred about exponential horns?'.

Ein Topic zu CD-Hörnern, das mir immer wieder mal begegnet ist, ist das von M. Gerstgrasser postulierte 'minimum phase horn'. Laut einem Vortrag von Jean-Michel Le Cleac'h '...a good compromise between the Le Cleac'h horn and th eOS waveguide. (siehe pdf Seite 125).

Das 'minimum phase horn' taucht in verschiedenen Threads im DIY Audio Forum auf. Hier ein Beispiel für die mit AxiDriver simulierte Hornkontur und Abstrahlung. Hier weist M. Gerstgrasser auf eine von 'soongsc' mit AxiDriver optimierte Kontur hin.

Leider bleibt die 'Berechnung' nebulös, da und dort ist von '..Gauss optimized horn' die Rede, was auch immer das bedeuten mag - hat da von euch jemand eine Idee, was das bedeuten mag?

Grüße,
Christoph

[JFA]

Das 'minimum phase horn'

Oh hey! Die Sau kannte ich noch nicht! Wann ist die denn durchs Dorf getrieben worden?

[java4ever]

Leider bleibt die 'Berechnung' nebulös, da und dort ist von '..Gauss optimized horn' die Rede, was auch immer das bedeuten mag - hat da von euch jemand eine Idee, was das bedeuten mag?

Das ist vermutlich das, was ich bereits erwähnt hatte (nur leicht anderes Konzept). Der Gauß-Newton Algorithmus ist eine Methode nichtlineare Minimierungsprobleme zu lösen.
Wenn man das richtig vermodelt kann man damit Hörner optimieren

[Gaga]

Moin,

Oh hey! Die Sau kannte ich noch nicht! Wann ist die denn durchs Dorf getrieben worden?

Das ist vermutlich das, was ich bereits erwähnt hatte (nur leicht anderes Konzept). Der Gauß-Newton Algorithmus ist eine Methode nichtlineare Minimierungsprobleme zu lösen.
Wenn man das richtig vermodelt kann man damit Hörner optimieren

Mag sein. Da aber - ausser der dollen Namensgebung - praktisch nichts über die Konstruktion zu finden ist, vermute ich eher eine mit AxiDriver und nach trial and error optimierte Kontur...

Wie willst Du denn vorgehen?

Gruß,
Christoph

[3eepoint]

Das ist vermutlich das, was ich bereits erwähnt hatte (nur leicht anderes Konzept). Der Gauß-Newton Algorithmus ist eine Methode nichtlineare Minimierungsprobleme zu lösen.
Wenn man das richtig vermodelt kann man damit Hörner optimieren

Das "Richtig vermodelt" ist so ziemlich der Knackpunkt bei sowas. Erstmal braucht man dafür ein parametrisierbares Modell. Das an sich ist nicht soooo schwer. Alles wo CAD dran steht kann das, oder sollte es können.

Dann braucht man aber ein BEM/FEM Programm welches entweder in der Lage ist:

1:Im Batch modus zu laufen*
2:Ein CAD Kernel drin hat und Strukturen ändern kann
3:Ein format frisst welches von außen "mal eben so" modifiziert werden kann.
4:In der Lage ist eine Art soll-ist-vergleich durch zu führen**

Oder diese sachen Extern machen lassen kann.

Der Punkt wo es ekelhaft wird ist das definieren der Zielfunktion/Optimierungsparameter. Man kann dem Proggi ja nicht einfach ein ideales Sonogramm füttern und sagt dann "bieg das mal in die Richtung".

Dann noch nach einer bestimmten Methode optimieren......

Ich glaube bis man das aufgesetzt hat ist man in unserem bereich mit try and error noch besser bedient...

*Oder zumindest mit der geänderten Geometrie immer wieder aufgerufen werden kann

**Irgendwie muss man ja prüfen ob man sich auch an die Lösung annähert oder es von außen tun, was es nciht leichter macht....

[FoLLgoTT]

Oh hey! Die Sau kannte ich noch nicht! Wann ist die denn durchs Dorf getrieben worden?

Wenn ich mir die Kontur so anschaue, dann entspricht das ungefähr der, die herauskommt, wenn man per Hand auf konstantes Abstrahlen optimiert. Dem einen so hochtrabenden Namen zu geben, ist lächerlich. Die meisten guten PA-Hörner besitzen eine ähnliche Kontur. Da landet man einfach zwangsläufig, wenn man CD als Ziel hat.

Ich glaube bis man das aufgesetzt hat ist man in unserem bereich mit try and error noch besser bedient...

Das sehe ich auch so. Vor allem muss man während der Entwicklung immer noch per Hand optimiert gegenprüfen, ob das Ergebnis des Optimierers wirklich gut ist. Und man bedenke, dass ein Waveguide in unendlicher Schallwand nicht der spätere Anwendungsfall ist. Eigentlich müsste man das komplette Gehäuse inklusive Waveguide optimieren.

[JFA]

Ich glaube bis man das aufgesetzt hat ist man in unserem bereich mit try and error noch besser bedient...

Wenn ich mich mal selbst zitieren darf:

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.

[nailhead]

Moin,

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

Grüße

[Gaga]

Moin zusammen, Hi Java,

Java...

Hochtöner steckt ohne Kompression(!) bündig im Horn (idealisierte Annahme, so soll es wenn möglich auch bleiben).
Abstrahlung so etwa 30+30/60°, oder bis zu 20+20/40°

...bist Du noch am Start hier?

Jetzt, wo's...

Ich würde hier helfen wo ich kann und die Prototypen, also Druckkosten, gehen auf meine Kappe

...so langsam wirklich spannend wird.

Eine Frage: Wie gut soll's denn werden, das CD-Waveguide?

Ich zitiere mal Java's Kriterien:

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°

Und beschreibe mal was passiert, wenn man mit Hornresp ein OS-Waveguide simuliert, die Kontur...

...exportiert, in AxiDriver importiert, den WG-Hals an den Kalottenhochtöner anpasst und den den WG-Mund einfach etwas verrundet,so dass er in die horizontale Schallwand übergeht:


Der HT ist der aus dem 'Metallhochtöner-Thread' bekannte Seas H1147, also ein HT mit Diffusorplättchen.

Ohne große Optimierung sieht das polare Abstrahlverhalten dann so aus:


Normiert auf 0°:


Ich denke das sollte doch auf jeden Fall noch besser gehen, lege aber einfach mal vor und freue mich auf bessere Varianten.

Ach ja, der Durchmesser des WG ist ca 15 cm...

Gruß,
Christoph

PS: Franky, hast Du die TSP und Abmaße des DT-350NF? Dann würde ich gerne mal mit diesem HT simulieren.