Schallführung für den ER4

[loki]

Bin richtig gespannt wie es weiter geht. Ich habe auch einen AMT, den Mundorf 25D1.1, ein echter Dipol. Er ist fast voll symmetrisch aufgebaut, nur vorne ist die Öffnung 35mm breit und hinten 28mm. Der ER4 liegt mit 31mm also genau dazwischen. Der WG soll vorne und hinten angebracht werden. Gehörmäßig klingt es einfach besser, wenn reflektierter Schall da ist und ein Chassis kontrolliert bündelt.

Natürlich wollte ich einen WG mit ABEC simulieren, bis ich deinen alten ABEC Thread angefangen habe zu lesen...

Jetzt erhoffe ich mir Erkenntnisse zum ER4, die ich vielleicht auf den 25D übertragen kann. Messen kann ich das Chassis und ich habe auch Zugriff auf einen professionellen 3D Drucker.
Meine Idee ist es, die Schallführungen des DXT und des WG 300 zu drucken und mal sehen was rauskommt. Oder deine Simulation ergibt neue Erkenntnisse.

Wenn ich einen Wunsch äußern darf, kannst du später, wenn ein WG-Entwurf existiert, auch mal mit den Halsöffnungen von 35mm und 28mm simulieren? Ich frage mich, ob man den gleichen Öffnungsverlauf für beide nehmen kann.

Grüße
Rainer

[Gaga]

Moin zusammen,

freut mich, dass ich noch dabei seid, trotz der Pausen...

Den ER4 mit open back habe ich nun auch simuliert:


Macht halt Dipol-Abstrahlung, nicht besonders aufregend:


Nun geht's an die Schallführung, das ist hoffentlich aufregender...

Zunächst, wei gesagt, mit einem einfacheren Modell. @loki: Ich simuliere später auch gerne Varianten, so weit ich zeitlich dazu komme...

Grüße,
Christoph

[Gaga]

Moin zusammen,

nachdem verschieden genaue Modelle für den ER4 vorliegen, möchte ich mich nun der Kontur der Schallführung zuwenden.

Um möglichst 'nur' die Wirkung der Schallführung zu betrachten, wird diese zunächst von einer ebenen 'Membran' in der Grüße des Halses der Schallführung (=Fläche der 'Öffnungen' auf der ER4-Frontplatte) angeregt.

Nach ein paar Versuchen hier zunächst die Schallführung 'V5':

(Obacht: Gezeigt wird nur das 1/4-Modell, das wg. Zeitersparnis auch bei der Simu eingesetzt wird)

Der Mund der Schallführung schliesst mit einer infinite baffle ab, d.h. es wird zunächst auch in einer unendlichen Schallwand, ohne Gehäuseeinfluss simuliert. Sieht in ABEC so aus:


Was macht die Schallführung nu? Das...

Der SPL in 1m Entfernung axial:

Sieht halbwegs gleichmässig aus.

Spannender: Die Abstrahlung unter Winkeln, horizontal, nicht normiert:

Hmmm.

Dann (die horizontale Abstrahlung) noch normiert auf 0°:

Aha. Zwischen 3kHz und 10kHz sieht das schon relativ geichmäßig. Unter 3 kHz weitet die Abstrahlung auf - hier muss im Gehäuse simuliert werden um z sehen, wie weit die Bündelung im entsprechenden Gehäuse noch runter geht und zum entsprechenden TMT passt. Über 10 kHz wird die Abstrahlung wegen der Membranbreite dann zunehmend enger.

Die vertikale Abstrahlung, normiert auf 0° (will ich auch im Blick behaten, obwohl die vertikale Abstrahlung oft nervt, ähm, schlechter aussieht, bzw. problematisch ist, weil bez. des Abstands zum TMT ein Kompromiss zwischen idealer Schallführung und dem Abstand zum TMT getroffen werden muss):

Die Höhe der abstrahlenden Fläche ist größer als deren Breite - die Bündelung zu den hohen Frequenzen hin setzt entsprechend früher ein.

Ich werde mich hier ab und zu bei der Interpretation der Ergebnisse auf den 'Constant Directivity Thread', den 'ABEC-Thread', sowie den wunderbaren 'Acht-Zoll-Shoot-Out-Thread' von Oldie beziehen, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.

So weit so gut - jetzt stellen sich natürlich eine ganze Reihe von Fragen:
- Wie soll das Abstrahlverhalten der Schallführung überhaupt aussehen?
- Oder anders gefragt: Mit welchem TMT soll der ER4 mit Schallführung zusammenarbeiten?
- Wie soll das Gehäuse aussehen (speziell die Schallwandbreite)?
- Wie tief lässt sich der ER4 noch sinnvolllerweise (Klirr/IMD) trennen?
- Wie lässt sich die Abstrahlung über 10kHz breiter kriegen (bzw. die zunehmende Bündelung verhindern)?
- Welchen Fehler erzeugt die Vereinfachung der ER4-Membran?
-...

Ich versuche die Fragen wieder möglichst strukturiert anzugehen. Sobald die Simulation gut genug () und die Kombination mit einem bestimmten TMT in einem bestimmten Gehäuse definiert sein sollte, wird die Schallführung versuchsweise gedruckt und in einem Probegehäuse vermessen. Aber soweit sind wir bei Weitem noch nicht...

Bis dahin, Grüße,
Christoph

[Gaga]

Moin zusammen,

denn wil ich mich mit der Frage beschäftigen, wie sehr ein Gehäuse die Bündelung/Abstrahlung unter 3kHz unterstützt (siehe letzter Beitrag):

Aha. Zwischen 3kHz und 10kHz sieht das schon relativ geichmäßig. Unter 3 kHz weitet die Abstrahlung auf - hier muss im Gehäuse simuliert werden um z sehen, wie weit die Bündelung im entsprechenden Gehäuse noch runter geht und zum entsprechenden TMT passt. Über 10 kHz wird die Abstrahlung wegen der Membranbreite dann zunehmend enger.

Bzw.:

- Wie soll das Gehäuse aussehen (speziell die Schallwandbreite)?

Also die Schallführung V5a (siehe letzter Beitrag) in ein Gehäuse mit den Maßen Breite=25cm, Höhe=35cm, Tiefe=18cm gebracht. Das sieht so aus:


Der SPL in 1m axial:

EIn kleiner Zacken bei ca. 1,5kHz...?

Die horizontale Abstrahlung, nicht normiert:

...die Kantendiffraktion, trotz der Abschrägungen? Aber auch eine gleichmässigere Bündelung unter 3kHz.

Die horizontale Abstrahlung, normiert auf 0°:

Bis auf die kleinen Nebenkeulen um 2,4kHz nicht schlecht. Denke, damit kann ich zunächst weitermachen.

Das vertikale Desaster?

Sieht nicht normiert wie ein Käfer aus:

Und normiert so:

Habe ich auch schon schlimmer gesehen.

Jetzt drängen sich schon wieder die Fragen auf:
- Zu welchem TMT-Durchmesser passt das Abstrahlverhalten im Trennbereich?
- Lässt sich die Störung um 2,4kHz noch abmildern? Wodurch?
- Wie sehr verändert/verschlimmert sich die Abstrahlung durch die nicht-ideale (gestückelte) Membran des ER4?
- Kann die ABstrahlung im HT-Bereich >10kHz noch etwas verbreitert werden?

Mehr dazu in den nächsten Beiträgen... Bis dahin, Grüße,
Christoph

[Jesse]

- Lässt sich die Störung um 2,4kHz noch abmildern?

Würde man nicht unbedingt erwarten aber eine mögliche Ursache wäre eine Kantenreflexion am Gehäuse.

[Gaga]

Moin Jesse,

ja, da muss ich noch Hand anlegen.

Die Abstrahlung bei 1600Hz:

Die Welt ist noch in Ordnung...

Die Abstrahlung bei ca 2300Hz:

Nicht mehr in Ordnung...

Die Abstrahlung bei ca 3100Hz:

Wieder ok...

Das kommt auf die Merkliste...

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin,

eine 'Nebenwirkung' der rechteckigen Mundfläche der ER4-Schallführung ist der gleichmäßige Abstand zur Gehäusekante - eine rechteckige Front und senkrechtne Einbau vorausgesetzt. Daher auch die sichtbaren Kantenreflexionen trotz Abschrägung der Front (siehe Beitrag #24).

Eine mögliche Lösung ist, die Kanten der Schallführung und die Kanten der Gehäusefront nicht parallel zu führen.

Hier der Ansatz mit schrägen Fasen an der Gehäusefront (der Ansatz mit nicht rechteckiger Mundfläche der Schallführung vielleicht später):


Der SPL in 1m Entfernung axial:


Die horizontale Abstrahlung:

Sieht ok aus, aber was passiert da bei 1,3kHz?

Mal normiert auf 0° nachschauen:

Das scheint mit einem EQ korrigierbar zu sein, die Abstrahlung ist halbwegs geichmässig in diesem Frequenzbereich. Wie zu erwarten funktioniert die schräge Fase besser als die gerade Fase.

Und die vertikale Abstrahlung?


Auch normiert auf 0°:

Die profitiert natürlich auch von der schrägen Fase...

Diese Gehäusevariante wäre ein brauchbare Variante. Ich lasse das zunächst mal so stehen und betrachte im nächsten Schritt die Abstrahlung verschieden großer TMTs in diesem Gehäuse.

Bis dahin, Grüße,
Christoph

[loki]

Hallo Christoph,

dein WG hat i.M. die Revisionsnummer V5a. Ich frage mich wie du den überhaupt designed hast. Bist du von bestehenden WG ausgegangen (WG 300, Visaton, DXT) oder freihand/ Bezierkurve deines CADs oder gibt es da Algorithmen wie bei den Hörnern?

Mich würde auch noch interessieren wie die Hardwareausstattung (Kerne/ RAM/ GPU) aussieht. Und konkret, wie lange dauerte ungefähr die letzte Simulation mit deiner HW?

Deine Simulation finde ich sehr spannend und ich will mal abschätzen, ob ich da einsteigen kann, obwohl ich es eigentlich nicht wollte.

[Gaga]

Hallo loki,

ja, das gezeigte Waveguide ist die Variante 5 einer Reihe von Konturen, die ich ausprobiert habe. In diesem Fall bin ich nicht einer bestimmten Hornkontur gefolgt (was ganz gut möglich ist, indem man in Hornresp die Hornfunktion der Wahl simuliert, diese dann exporitert und in einem CAD-Programm importiert und die entsprechende Hornontur zeichnet (so habe ich zum Beispiel das Horn für den 'Schwarzen Ritter' konstruiert).

Hier bin ich meinen Erfahrungen aus dem 'Wir basteln ein Waveguide oder Constant Directivity, wie geht das?'-Thread gefolgt und habe eine Hornkontur 'freihand' gezeichnet.

Eine Variante, die ich hier im Thread evtl. noch durchführen wollte (hängt von meiner verfügbaren Freizeit ab), ist eine stufenförmige Waveguide-Kontur zu nutzen (ähnlich wie die DXT) und diese Schritt-für-Schritt dem gewünschten Abstrahlverhalten anzupassen. Nils hat das Ergebnis solcher Optimierungsschritte in einem Thread schon einmal sehr schön gezeigt.

Die HArdware-Aussattung mit der ich im Moment arbeite ist ein MacBook Pro mit 2.5GHz-i7-Prozessor, 16GB RAM und einer SSD. Die Simus laufen mit WIN7 unter VMware Fusion. Also nicht gerade eine Rakete...
Die Berechnung der Simulation in meinem letzten Beitrag (V5a im Gehäuse mit en schrägen Ecken) hat knapp 4 Minuten gebraucht:

Frequency Term solving (number of threads used = 4)

Frequency Term time elapsed 00:03:58

Post processing

Post processing time elapsed 00:00:00

Solved successfully

Total thread time elapsed 00:03:59

Diese Simu ist allerdings auch 'nur' bis 10kHz gekaufen und so weit wie möglich auf schnelle Berechnung hin gestaltet. Zwischendrin hatte ich auch Simulationen bis 20kHz, die 2-5 Stunden gelaufen sind....

Deine Simulation finde ich sehr spannend und ich will mal abschätzen, ob ich da einsteigen kann, obwohl ich es eigentlich nicht wollte.

Vielen Dank! Du kannst sicherlich auch solche Simus machen - allerdings hat ABEC schon ne steile Lernkurve. Das hängt davon ab, was DU machen willst und wieviel Du das einsetzen möchtest. Falls DU zunächst mit rotationssymmetrischen Konturen arbeiten möchstest, kann ich zum Einstieg auch AxiDriver empfehlen. Eine Lizenz ist nicht sehr teuer und die Bedienung ist wesentlich einfacher, als die von ABEC.

Gruß,
Christoph