Waveguide für Mitteltonkalotten: Woher kommt der Dip?

Vielleicht sollte man bei diesen Durchmessern mal über ein Phase-Plug nachdenken.

Hallo Christoph,

Bei den Messungen aus Amiland sieht man, dass er nur einen Viertelstabfräser benutzt hat. Da entsteht quasi ein kurzes Rohr mit Fase, in dem eine Helmholtzresonanz entsteht. Passt auch zur Frequenz.

Bei anderen Konstrukten wird es vermutlich ähnlich sein.

Hoi Christoph

Seeeehr interresanter Tread.

Also bei mir stimmt die Senke mit dem halben WG Durchmesser überein.
Die fast doppelte Tiefe des grossen WGs hat da IMHO keinen Einfluss.

Dass beim verrückten WG diese Senke nicht Auftritt glaube ich nicht.
Durch die elyptische Form und den flachen Auslauf wird es nur verschmiert.Ich würde die "Senke" um 2000 Hz sehen,was etwa 340mm Durchmesser entspricht.Ist Stefans WG in diesem Bereich?


Bin gespannt auf weitere Mutmassungen.

Gustav


Edith: Ich habe gerade die Messungen nochmal angeschaut.
Die unterschiedlichen "Senken-Einsatzfrequenzen" der
beiden Schallführungen nähern sich ab 45 Grad völlig
an.

LIFU schrieb:

Dass beim verrückten WG diese Senke nicht Auftritt glaube ich nicht. Durch die elyptische Form und den flachen Auslauf wird es nur verschmiert.Ich würde die "Senke" um 2000 Hz sehen,was etwa 340mm Durchmesser entspricht.Ist Stefans WG in diesem Bereich?

1. Genau das vermute ich auch. Ist so wie bei normalen Schallwänden und der Treiberposition. Sind die Abstände zu den Kanten überall gleich, bekommst du die "schlimmste" Störung. Da das WG von Verrückter sehr flach ausläuft, und zudem nicht rund ist, ist die Störung verschmiert. Wie stark die Störung ist, hängt auch damit zusammen wie genau der Hals an den Treiber anschliesst.
Als ich den FRS8 mal da reingehalten habe, hatte ich einen sehr breiten Dip. Ist also ein Kombi aus mehreren Ursachen.

2. Ich könnte mir auch vorstellen das die Tiefe dabei eine Rolle spielt. Das sozusagen beim harten Übergang zur Schallwand der Strahlungswiderstand sich so abrupt ändert, das es zu einer Reflexion zwischen Hals und Mund kommt. Das würde eher zu den Störungen der Hochton-WGs passen, die immer so um die 30-40mm tiefe haben und bei ca. 10-15 khz diese Senke haben.

Theorie 1 ist wahrscheinlicher, denn Hochtöner die früh bündeln und so das WG bei der kritischen Frequenz nicht mehr sehen (XT300) haben diese Störung nicht, so wie Hörner auch kein Problem mit Schallwandkanten haben.

Der ideale WG wär dann nicht rund und läuft möglichst flach aus.

Torsten

Hallo,

vielleicht liegt der Hund in diesem Zusammenhang begraben ????



Insbesondere die beiden Bilder oben links betrachten plus den Text am Anfang...


Viele Grüße
Peter Krips

P.S. Es wird wohl schon einen Grund haben, warum in Druckkammertreibern aufwendige Umwegelemente eingebaut sind, um allen von der Membran abgestrahlten Schall zum gleichen Zeitpunkt an die Treiberöffnung zu bringen....

Hallo zusammen,

danke für die Antworten.

Also ich bin auch ziemlich sicher, dass die Dips durch die unebene/chaotische Welle, die in das Horn geschickt wird, entstehen. Das ist bei Hochtönern ja nicht anders und praktisch unvermeidbar.
Den Übergang vom Hornmund zur Luft möchte ich beinahe ausschließen. Da mag zwar auch einen Einfluß haben, aber nicht auf die charakteristischen Dips.
Auch mit dem Helmholtzresonanzgedanken tue ich mich schwer, es gibt schließlich genügend Beispiele, wo keine Hohlräume existieren (auch bei Hochtönern) und die Dips trotzdem entstehen.

Was mich halt wirklich stutzig macht und beschäftigt: Wieso wandert die Frequenz so stark?
Bei Hochtonwaveguides steht die Störung meist im direkten Bezug zum Hornhals bzw. dem Weg von der Domespitze zum Hornhals.
Darauf deuten dann auch die Verlagerung zu tiefen Frequenzen bei Mitteltonkalotten hin.

Trotzdem gibt es bei den 75mm-Kalotten eine Schwankungsbreite von 3,2kHz bis 5,5kHz obwohl Hornhals und Kalotte ganz ähnliche Abmessungen haben.
Ich vermute einfach, dass die Geoemtrie der Kalotte, des Hornhalses und dem Übergang zwischen Kalotte und Horn Einfluß nehmen.

@Gustav: Worin unterscheiden sich deine beiden Schallführungen? Die Frequenz wandert ja geringfügig...

Gruß, Christoph

@p.krips

das kann es nicht sein, denn bei kompressionstreibern mit alu/titanmembranen treten diese störungen je nach horn auch schon weit unter der aufbruchsfrequenz auf.

ich denke eher, das ist - siehe auch geddes - auf die unterschiedlichen geschwindigkeiten zurückzuführen.
deshalb verwendet er ja auch einen schaumstoffkeil, um die geschwindigkeiten anzugleichen.
umso größer der abstrahlwinkel, umso deutlicher ist der effekt zu sehen.
natürlich gibt es auch andere störeffekte wie reflexionen, die sich mit o.g effekt überlagern. manchmal schwer zu trennen.

@Gustav: Worin unterscheiden sich deine beiden Schallführungen? Die Frequenz wandert ja geringfügig...

Das kleine WG hat eine Tiefe von 15mm und läuft auf Durchmesser 155mm aus.
Das grössere ist 27mm tief und läuft auf 169mm aus.

Komischerweise verliert sich der Unterschied bei der Frequenz ab 45 Grad.

0 Grad
http://www.diy-hifi-...id=93&pictureid=1314

45 Grad
http://www.diy-hifi-...id=93&pictureid=1311

Nach lesen des Treads im techtalk,insbesondere Post Nr.41, vermute ich die Ursache wieder beim Hals.

Wenn ich die Messungen mit der abgeschrägten Schallwand gemacht habe, werde ich die Anbindung an die Kalotte mal verändern.


Gustav

Na ja, was braucht es, um den Effekt zu verstehen? Eine gehirnliche Veranschaulichung wie sich der Schall im Horn ausbreitet, wäre da doch recht schwierig. Warum nicht einfach mal simulieren, z. B. mit AxiDriver? Dann kann man gezielt die Hornkontur und v. a. den Hals ändern und die Veränderung beobachten. Das könnte sich mit der Praxis decken - könnte, weil die realen Kalotten partial schwingen.

Moin,

am Mund haben die äußeren Bereiche eine andere Phasenlage als die Mitte. Es kann also eine Frequenz geben, bei der der Schall, integriert über die gesamte Mundfläche des Waveguides, zu (annähernd) Null wird. Würde im übrigen auch sehr gut die Winkelabhängigkeit erklären.

Gegen die Reflexions- oder Resonanztheorie spricht, dass es dann periodisch auftreten müsste (also auch beim 2-, 3-, etc-fachen der Frequenz).

Cpt.

Hi,

weil die realen Kalotten partial schwingen.

ich habh da im Hinterkopf die tikische Messung der Dünnaudio sowie ein Video der TB-Kalotte. Erstere ist relativ "wackelfrei", zweitere taumelt doch etwas. Muss wohl an der Membrangeometrie und ebenfalls am Membranmaterial liegen. Dünnaudio, Seas und ebenso Vifa nutzen Stabilisierungsgitter. Letzere dürfte auch optimal an ein Horn anpassbar sein. Klirrt halt etwas mehr, ist aber halt durch viele Revisionen inzwischen ausgereift.

Harry

Hallo Cpt,

Dacht ich mir anfangs auch, aber dann müsste der Unterschied in dem Bereich ja fast eine ganze Wellenlänge Gangunterschied sein. Das leuchtet mir nicht ein.

Beim ersten Bild ist die Fase gegenüber dem WG recht klein. Das ist eher eine Röhre wie ein WG.

Moin,

stimmt. Ist ein bisschen zu wenig für 4 kHz.

Cpt.

Hallo,

ich habe mittlerweile meine DM-75TB an das gekürzte 12" Horn von Dayton geklebt und in eine "schmale", hohe Schallwand (ähnlich dem späteren Einsatzzweck) eingebaut und quick&dirty vermessen:



Den Hornhals habe ich dabei genau an der Frontplatte des DM-75TB angepasst, so dass keine "neue" Kante entsteht.

Hier ist das Ergebnis quick&dirty 0-90°:



Der Dip kommt erst oberhalb von 6kHz. Das Horn (in Verbindung mit der Schallwand) lädt ungefähr von 700Hz bis 4kHz.
Die Bündlung ist nach oben leicht einschnürend. Um 2,5kHz gibt es eine kleinere Unstetigkeit. Das ist der Punkt, wo die Eigenbündlung des Treiber beginnt und das Horn langsam nicht mehr "gesehen" wird.
Die Messung ist unkalibriert.
Wenn man die Membranresonanz um 7,5kHz als Maßstab nimmt (laut Test in HH/KT ca. 94dB, das Horn hat dort keinen Einfluß mehr) beträgt der Wirkungsgradzuwachs 4dB (um 3kHz), 7dB (um 1,5kHz) bzw. 9dB (um 850Hz).
Ich denke, das Ergebnis ist in der Summe sehr gut.

Gruß, Christoph

Hallo,
finde ich auch nicht schlecht. Wenn dann der HT im passenden WG ab spätestens 1,6kHz übernimmt...
Danke Christoph!
Wenn Du Lust und Zeit hast, wäre noch der Gewinn im Abstand der Harmonischen (HD2,3,5) interessant (also ein Vergleich mit/ohne WG).

Hi Timo,

wegen dem Hochtöner bin ich noch unschlüssig.
Um 1,6kHz möchte ich aber auf keinen Fall trennen, ob`s jetzt ein "high-endige" Bändchen oder doch eher ne schnöde Kalotte wird. Der DM-75TB soll nicht als "One-Note-Mitteltöner" missbraucht werden, sondern möglichst breitbandig übertragen (vor allem sind solche Weiche passiv nicht unproblematisch), ich dachte so an 600Hz bis 3kHz, auf jeden Fall mindestens zwei Oktaven. Aber das wird die Praxis zeigen.
Die unebene Schallwand (durch Tieftöner/Hochtonwaveguide) wird mir sowieso noch in die Suppe spucken und Unstetigkeiten und Welligkeiten produzieren. Zudem muss man halt das Abstrahlverhalten/Einsatzbereich des Hochtöners abwarten.
Den Klirr habe ich gestern schon mal auf die Schnelle durchgemessen. Das war jetzt nicht sooo überragend, im Gegenteil habe ich gegenüber den Messungen in HH/KT gerade bei höheren Pegel eher etwas schlechtere Werte gehabt (die aber trotzdem noch sehr gut waren).
Ob´s jetzt daran liegt, dass der bescheidene Aufbau (Wave hängt nur an zwei Schrauben, liegt nicht sauber auf, Kalotte ist nur provisorisch befestigt) Klirr produziert oder "meine" Kalotten allgemein schlechtere Klirrwerte haben, werde ich versuchen rauszufinden...;)

Gruß, Christoph

Hoi Christoph

Welche Tiefe hat den das Horn?
Wie gross ist der Winkel beim Hals?


Gustav

Hallo,

@Timo: Ich habe mal Klirrmessungen gemacht. Da ich mit dieser CLIO-Version aber nur den absoluten Klirrpegel in dB und nicht den relativen in Prozent angeben kann, ist die Vergleichbarkeit nicht unbedingt gegeben.

Deswegen gibt es jetzt erstmal die zwei Grundwellem im Vergleich:

Die waveguidegeladene Messung steigt zu tiefen Frequenzen an. Die Kalotte ohne Horn läuft ausgewogen mit einem Einbruch bei 1,5kHz (Brechung an der Gehäusekante).
Die Klirrpegel beziehen sich immer auf den Pegel der Grundwelle, den ich im Mittel auf 90dB bzw. 100dB gesetzt habe, der aber auch schon mal drunter oder drüber liegen kann.

Bei 90dB:


Bei 100dB:


Die Unterschiede sind eigentlich fast vernachlässigbar. Das Wave kann kaum Vorzüge im Klirr verbuchen, die Unterschiede sind fast ausschließlich durch die variierenden Verläufe der Grundwellen zu erklären. Die neutralisieren sich bei späteren Linearisierung in der fertigen Box.
Nur am oberen Ende des Übertragungsbereichs ab 2kHz scheint das Wave den Klirr etwas zu reduzieren.

@Gustav: ca. 6cm Tiefe. Den Winkel am Hals kann ich nicht genau messen, ich schätze so 45°, im Zweifel eher etwas flacher.

Gruß, Christoph

Nabend,

um die Messreihe abzuschließen, habe ich die Kalotte auch nochmal ohne Wave im Winkel durchgemessen.
Ich habe mich bemüht, die gleiche Schrittlänge zu machen, obwohl das natürlich alles quick&dirty ist. Ich bin auf jeden Fall - wie bei der ersten Messung - in 7 Schritten bei 90° gelandet (also ca. 13° pro Schritt), müsste also Pi mal Daumen stimmen, die grundsätzliche Tendenz ist sowieso leicht zu erkennen.
Ich habe darauf geachtet, dass der Impulsanstieg in jedem Winkel immer zum gleichen Zeitpunkt kommt, also das Mikro ggf. etwas im Abstand korregiert.

Hier nochmal mit Wave:


Und ohne Wave (natürlich auf der gleichen Schallwand (siehe Bild oben):

Um 1500Hz sieht man auf Achse den Einbruch durch die Schallwandkante (schon das alleine rechtfertigt den Einsatz des Waves).
Die Bündlungseffekte unterhalb von 1000Hz kommen größtenteils von der Schallwand bzw. dem Baffle Step, obwohl das Wave hier auch noch Einfluß hat.
Oberhalb von 2kHz setzt die Eigenbündlung der Kalotte ein
Das Wave bündelt also größtenteils zwischen 800Hz und 2kHZ.

Den Wirkungsgradgewinn habe ich auch noch mal genauer untersucht:

Man gewinnt bis zu 5dB bei 850Hz, oberhalb und unterhalb lässt die Wirkung langsam nach. Im Mittel gewinnt man ca. 4dB.
Oberhalb von 2kHz wird das Horn (fast) nicht mehr gesehen, oberhalb von 4kHz kostet das Horn Wirkungsgrad (keine Ahnung wieso).
Die weiter oben von mir vermuteten Wirkungsgradgewinne sind also hinfällig (ich habe mich an der Resonanzspitze orientiert, was aber nicht zulässig ist).

Wenn man die Messungen von HH und KT als Maßstab zur Hilfe nimmt, hat die DM-75TB im Horn einen Wirkungsgrad von 96dB (850Hz) bis 93dB (3kHz) bei 2,83V.

Gruß, Christoph

Hi Christoph,

ich will mir das noch mal am Wochenende zu Gemüte führen, im moment fehlt mir dazu der Geist...

Immerhin bin ich derzeit aber so weit, die Waveguide-Geschichte zu überdenken, wo ich sie vorher für das non-plus-ultra hielt - ob sie also noch das ist, weswegen ich sie ursprünglich so stark als konzeptbasis...mal schauen, danke dir auf jeden Fall für die umfangreichen Messungen

Grüße,

Alex

castorpollux schrieb:

Immerhin bin ich derzeit aber so weit, die Waveguide-Geschichte zu überdenken...

Wie jetzt? Ich habe doch gerade in Plädoyer für Waves abgehalten
Nein, ich kann dich schon verstehen. In deiner Situation sind die Vorteile wirklich überschaubar.
Über welche Alternativen denkst du nach?

Gruß, Christoph

Hallo!

Also woran der Dip nun wirklich liegt kann ich nur spekulieren.
Unterschiede zu meinem sind aber wohl vorrangig, dass der oval ist und eben verschmolzen.

Habe jetzt aber mal auf die Schnelle eine Messung gemacht.
Einmal ungeglättet in ca. 20cm Abstand on-axis und einmal mit nem Gate von 1 Zyklen vor 5 nach Peak.


KLICK MICH für Größer (1435x690 - 39kB)

Der WG lädt zwischen 400Hz und 1000Hz zwischen 4dB und 6dB.
Entspricht dann ~96-100dB Kennpegel.
Ab ~2kHz gibts keine Ladung mehr und unter 200Hz gibts auch keine Wirkung mehr.

Klirr kann ich leider nicht wirklich messen, da meine Messkette selbst (noch) zu großen Klirr reinmacht.

mfg

Hallo Christoph,
siehste und Du wolltest das WG nicht nur für eine Oktave einsetzen. Deine Messung zeigt aber, dass die (positive) Wirkung nur mit Mühe über zwei Oktaven erkennbar ist. Natürlich sind evtl. Fehler bei tieferen Trennungen (unter 1kHz) gehörmäßig nicht so dominant.

Hi Timo,

ich verstehe jetzt nicht ganz, worauf du hinaus willst...

Ok, streng genommen habe ich nur zwischen 800Hz und 2kHz wesentlich Wirkung. Aber ober- und unterhalb lässt die Wirkung nur sanft nach und die Kalotte ist von sich aus eher gutmütig.
Bis 2,5kHz ist das Bündlungsverhalten sauber und untenrum kann ich die abfallende Flanke mit einem flachen Filter gut für den Übergang bei ca. 600Hz nutzen, also bleiben locker zwei Oktaven.
K&H nutzt ihre Kalotte übrigens über mehr als drei Oktaven (von 520Hz bis 2,8kHz) und Wave, Schallwand und Kalotte haben ganz ähnliche Abmessungen. Zauber können die auch nicht, von daher wird das Ding eine ganz ähnliche Wirkung haben.
Entscheidend ist doch, dass man mit so einer Mitteltonkalotte im Wave den problematischen Bereich eines jeden 2-Wegers abdeckt.
Man hat bei der Wahl des Tief- und Hochtöners (fast) Narrenfreiheit und keine Probleme mit aufbrechenden Membranen, verzögertem Ausschwingen, einschnürenden Bündlungsverhalten, mit Membranresonanzen korrespondierenden Klirrspitzen oder mit Kantendiffraktion.

@Schauki: Wie breit ist dein Horn/deine Schallwand?

Gruß, Christoph

Schallwand selbst ist 40cm breit und ab MT Zentrum nach oben ~200mm. Nach unten ~80cm wobei da eben ein 15" auf der Schallwand ist.

Der Hals des MT WG ist 98mm und der Mund, wird irgendwo bei 300 horizontal und 260 vertikal liegen (schwer zu sagen weil ja verlaufend).

Die O410 trennt ja bei 600/2200, also knapp 2 Okatven.
Die O500 wiederum 520/2850, also knapp 3 Oktaven.

mfg

Hab den Fred jetzt nicht durchgelesen, vielleicht hilfts aber doch.

Meine Erklärung. Interferenz am Mond (kantenbrechung) des Waveguides die sich Rückwärts in den Waveguide fortpflanzt und dort mit dem primärschall interferiert. (Hornproblem)

Hallo Christoph,
ich meine den Bündelungseinsatz der Kalotte itself schon knapp über 2kHz zu erkennen. Das bedeutet, dass ab dieser Frequenz auch Teilabstrahlung der Membran an Einfluss gewinnt. Das heißt wiederum, dass bei nicht kolbenförmiger Bewegung (die man bei Weichkalotten voraussetzen kann, siehe Klippel) die ins WG eintretende Wellenfront, salopp ausgedrückt, nicht mehr im Ganzen mit dem WG interagiert, es kommt zu Higher Order Modes (HOM). Das WG kann in Folge keine gleichmäßige Abstrahlung mehr garantieren. Flache Trennungen verschlimmern die Folgen wegen der Ausdehnung dieses Verhaltens in die höheren Frequenzbereiche nur.
Angenommen, der TT soll auch 12" haben, ist der minimale Abstand TT/MT ebenso 12", mithin etwa 300mm, bei angestrebten 600Hz schon über Lambda/2, auch hier halte ich eine flache Trennung für nicht gut, 24dB elektrisch dürfen es schon sein.