unmögliche Raummode - horizontale Mode unterhalb 1. Modenfrequenz

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Poison_Nuke
Inventar
#1 erstellt: 31. Mrz 2021, 11:48
Hi Community,

nach vielen Jahren der Abstinenz bin ich auch mal wieder hier

vor allem weil ich gerade eine Sache habe die ich mit all meinem Wissen über Raumakustik nicht beantworten kann:
Ich hab mir ein kleines URPS-SBA für mein Homeoffice gebaut (20 Tieftöner in einer 5*4 Anordnung an der Vorderwand) und soweit alles gut, alle Moden wie erwartet. Der Raum ist 3,60m * 4,60m * 2,60m (Breite, Länge, Höhe). Das SBA ist an der kurzen Seite installiert. D.h. es gibt nicht nur theoretisch sondern auch messtechnisch nur noch fette Moden bei ~36Hz und ~73Hz.

Aber es gibt eine zusätzliche Raummode, die messtechnisch genau entlang der Raumachse verläuft. Nur die Frequenz ist mit 29Hz viel zu tief.

Das Modenminimum ist mit 140cm von der SBA-Vorderwand entfernt. Das Modenmaximum (es gibt nur eins) ist auf der dem SBA gegenüberliegenden Raumseite. Die Modenausprägung ist mit +-1dB über eine gesamte Schnittebene gleich, d.h. egal ob unten/oben, links/rechts entlang der SBA-Ebene.
D.h. die Mode verhält sich genauso wie die 36Hz Mode, nur das sie im Bereich des Druckkammereffektes agiert (der normalerweise direkt unterhalb der 1. Mode beginnt wie Follgott gut gezeigt hat in seinem Raum und auch in meinen beiden Heimkino-DBA/SBAs funktioniert es gut).


Die Subwoofer selbst haben gerade mal 4L Volumen und die Eigenfrequenz (ist ja schließlich URPS) liegt deutlich über 100Hz. Der Raum ist rundum mit 24cm Stahlbeton ziemlich schallhart. Türen und Fenster sind auf der langen Seite und öffnen/schließen ändert auch nichts an der Modenausprägung.


Ist noch jemand hier, der da eventuell mehr Erfahrung hat? Follgott ist ja leider schon weg
GAREA
Inventar
#2 erstellt: 31. Mrz 2021, 12:53
Hast du ne Messung parat?

Ich kann mir vorstellen, dass sich der Schall durch die Türritze, durch die nicht schallharte Tür in benachbarte Räume ausbreitet und so neue, halt weniger stark ausgeprägte Moden ausbildet.
Mal außerhalb des Raums gehört/gemessen, was da von den 29Hz ankommt?

Oder aber schwere Einrichtungsgegenstände, viel Dämmmaterial (verringert die Schallgeschwindigkeit) etc. verschieben die 1-0-0 zu 29Hz...

Ansonsten entspricht die Diagonale deines Raums der halben Wellenlänge von 29Hz...


[Beitrag von GAREA am 31. Mrz 2021, 13:00 bearbeitet]
Poison_Nuke
Inventar
#3 erstellt: 31. Mrz 2021, 18:41
URPS_100HzDoubleXover


Diagonal-Mode kann es aus zwei Gründen nicht sein:
- es ist ein SBA
- es gibt keinerlei Unterschiede in Diagonal-Richtung. Diagonale Moden haben von links nach rechts oder oben unten deutliche Unterschiede. Die 29Hz Mode aber verteilt sich exakt der Länge nach egal wo man misst.

Zudem kenne ich kein praktisches Beispiel, bei dem jemals eine Diagonal-Mode unterhalb der ersten Längsmode gemessen wurde, mWn, wie es auch Follgott z.B. belegt hat, beginnt unmittelbar unterhalb der 1. Längsmode der DruKaEff.

Wenn Tür geschlossen, dann ist es außerhalb komplett still, klar denn auch eine nicht sehr schallharte Tür ändert die Federmasse des Helmholtz-Resonators Tür.

Einrichtungsgegenstände sind keine relevanten drin, die bei der Wellenlänge noch irgendeinen Einfluss hätten, auch ein Sofa kann hier nichts mehr ändern, die Schallwelle bei 29Hz ignoriert es als wäre es nicht da. Das Sofa muss mindestens 5*Lambda groß sein in min. 2 Dimensionen, damit es die Schallgeschwindigkeit in irgendeiner Form ändern könnte. Zudem dann auch die 1. und 2. Raummode nicht mehr passen würde.
sakly
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 31. Mrz 2021, 20:13
Hi Poison,

Schall, der aus Raumöffnungen "entweicht" und dann reflektiert in den Raum zurückgeworfen wird, kann auch unterhalb der tiefsten Raummode Effekte zeigen.
So messe ich beispielsweise in meinem 5,85m langen Raum mit installiertem DBA noch eine Mode unter 20Hz, die durch die Nebenräume ausgebildet wird.
Auch die Funktion des DBA wird bei ~60Hz (was zufällig auch die Längsmode 2. Ordnung ist) durch Reflexionen aus den Nebenräumen beeinflusst.

Wenn du Lust dazu hast, miss mal außerhalb des Raums, wie sich der Bass dort verhält. Das habe ich spaßeshalber bei mir mal gemacht, in beide Richtungen (ich habe links und rechts eine Tür zu Nebenräumen) bis zu den Begrenzungsflächen in ~2m-Schritten.
Poison_Nuke
Inventar
#5 erstellt: 31. Mrz 2021, 22:08
HI sakly,

schön ein bekanntes Gesicht hier noch zu sehen

der nächste Raum hat eine Mode bei 21Hz, aber die hat bei mir keinen erkennbaren Einfluss auf das SBA. Auch bei meinem DBA konnte ich einen solchen Einfluss nicht feststellen, ich kann zwar auch da eine Mode im angrenzenden Flur messen, aber es gab bei mir nie einen Unterschied mit geöffneter / geschlossener Tür. Und wenn die Tür zu ist, ist nichts mehr messbar im angrenzenden Flur.

Und eigentlich wundert mich auch der Einfluss bei Dir. Schließlich ist die Tür trotzdem ein Helmholtz-Resonator, und lässt nur eine Frequenz durch, die meist nicht mit einer Raummode zusammenfällt. Zumal so oder so die Phasenverschiebung bei mindestens 1440° liegt (wenn ich mich gerade nicht verrechnet habe) und bei Fensterung hätte rausfallen müssen.
sakly
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 01. Apr 2021, 08:03
Moin,

Ich bin hier wieder etwas aktiv geworden, als ich meinen Hifi-Keller aufgebaut habe 😄
Hat ja auch nur knapp 9 Jahre gedauert 😇

Nicht, dass wir uns missverstehen, ich rede nicht von Moden aus anderen Räumen, die sich also dort ausbilden, ich rede von Moden, die sich mit diesen Räumen ausbilden.
Situation bei mir ist eben mit den zwei Türen links und rechts, die jeweils aus 22mm Span bestehen, aber komplett schließen. Links gibt es noch ~3m, rechts noch 6m und 5m um die Ecke. Mein Raum ist 3,25 breit, ergibt also eine Gesamtlänge von etwa 17-18m mit Beugung. Die Mode, die sich dort insgesamt ausbildet, messe ich in meinem Raum natürlich mit und sehe die dort auch.
Effekt 2, den ich meinte, war Reflexion der aus dem Raum entweichenden Schalls, der dann "unpassend" wieder in den Raum eintritt und damit Auslöschungen verursachen kann. Sowas sehe ich bei mir um die 60Hz am Hörplatz (und ich bin mir sicher, dass das so ein Effekt sein muss, ohne es konkret nachweisen zu können).

Die Messungen sind natürlich alle ungefenstert, da es sich um Messungen der Raumeinflüsse handelt und zudem macht eine Fensterung bei Messungen für 20Hz auch nicht mehr so richtig viel Sinn 🙃
Wie kommst du auf 1440° Phasenverschiebung?

Dass bei dir im Flur bei geschlossener Tür nichts mehr messbar ist, kann ich nicht so recht glauben. Bei 95dB messe ich hinter den Türen etwa 10dB leiseren Pegel (im Bass). Je nach Position mit mehr oder weniger großen Schwankungen, die Moden eben.
Wenn du jetzt schreibst, dass du da nichts mehr messen kannst, erscheint mir das unrealistisch (auch wenn es bei mir nur Span-Türen sind) 🤔
Poison_Nuke
Inventar
#7 erstellt: 01. Apr 2021, 12:39
ich hab die Messung nur mit meinem SPL gemacht bei dem ich Lautstärkebereiche z.B. von 80-130dB umschalte und wenn ich im Raum sagen wir 110dB(c) bei 29Hz im Maxima hatte dann waren es im Flur weniger als 80dB(c) bei geschlossener Tür. War zu faul runterzuschalten

Bei geöffneter Tür waren es noch knapp über 90dB(c)

aufgrund der Gesamtlänge des Flurs von über 8 Meter wäre zudem 29Hz unpassend, auch wenn ich von Rückwand Arbeitszimmer zur gegenüberliegenden Rückwand Flur mit ~10m messe passt es nicht.


Auf die Phasenverschiebung komme ich wie folgt:
360°+180° Helmholtzresonator aus dem Zimmer raus
360° Modenanregung
360°+180° zurück ins Zimmer rein

aber eben mit der Annahme das wir die Mode im Flur betrachten ^^
sakly
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 01. Apr 2021, 12:49
29Hz ~12m Länge. Je nach Lage der Tür kommt das womöglich auf die Gesamtlänge des Flurs + Raum mit Beugung. Diese Welle wird in den Raum zurück reflektiert und hat dort Auswirkungen, die durchaus destruktiv sein können.

Deinen Folgerungen zur Phasendrehungen kann ich nicht folgen.
GAREA
Inventar
#9 erstellt: 01. Apr 2021, 12:55

Poison_Nuke (Beitrag #5) schrieb:

der nächste Raum hat eine Mode bei 21Hz


Es ist nicht wichtig, welche Mode der nächste Raum hat, sondern welche Moden dein Raum + der hinter der Tür hat.
Eine Tür ist nicht schallhart, schon gar nicht bei 29Hz.

Wenn dein Raum 3,60m breit und dahinter ein 8m langer Flur ist, ist die Gesamtbreite 11,60m := Wellenlänge 29,5Hz (also 2. Harmonische), also zumindest in der Theorie.
Poison_Nuke
Inventar
#10 erstellt: 01. Apr 2021, 16:37
Können wir das Thema mit dem zweiten Raum bitte abschließen. Es gibt mehrere Faktoren die diesen eindeutig ausschließen:

- das Modenmaxima und Minima ist an der falschen Position für eine derartige Theorie. Die Tür ist fast genau zwischen Modenminima und Maxima in dem Raum. D.h. egal wie die Welle sich außerhalb ausprägen sollte, es passt geometrisch nicht
- außerhalb des Raumes gibt es keine einzige Ausprägung einer Mode bei 29Hz, erst recht nicht mit dem nötigen Pegel
- die Tür ist defacto schallhart bei 29Hz. Dies liegt daran, weil eine Tür ein Feder-Masse System ist mit dem angekoppelten Raum und nur im Bereich der Resonanz und darunter "schallweich" ist. Diese Resonanz liegt aber tief im Infraschallbereich. Zudem der Pegel im angrenzenden Raum um 20dB oder mehr fällt wenn die Tür zu ist, das allein spricht schon gegen schallweich.


@sakly:
Helmholtz-Resonatoren (wie z.B. Bassreflex-Ports) haben einmal eine 180° Drehung bei der Resonanz, wodurch überhaupt erst der "Boost" zustande kommt, da ja die Schallwelle der Membran-Rückseite überlagert wird, aber durch die Anregungs-Zeit ist die Schwallwelle nochmal weitere 360° verschoben, daher das riesige Group-Delay bei BR.
Und auch eine Raummode benötigt mindestens eine komplette Welle Zeit, eh sie angeregt ist.


Was mir gerade auffällt und stutzig macht, bei 76Hz ist eine Senke der ich bisher keine Beachtung geschenkt hatte. Da ich bei 100Hz trenne dürfte da eigentlich keine Interferenz sein. Und hier scheint es in der Tat die 1-0-1 Mode zu sein die angeregt wird, da es hier zwischen oben und unten Lautstärkeunterschiede gibt.
Jetzt bin ich wirklich überfragt, die einzelnen Chassis haben zwar stellenweise kleine Pegelunterschiede zueinander, was aber im Rahmen von 1dB liegt, aber die Phase usw ist definitiv gleich bei allen. D.h. egal wie, die Wellenfront könnte nicht so stark von der ebenen Form abweichen um das zu erklären, dazu müsste es zeitliche Unterschied zwischen den Reihen geben, was aber nicht der Fall ist.

Irgendwas ist hier sehr komisch und ich finde es nicht
ehemals_Mwf
Inventar
#11 erstellt: 01. Apr 2021, 17:51
Hi,
Poison_Nuke (Beitrag #10) schrieb:
... Helmholtz-Resonatoren (wie z.B. Bassreflex-Ports) haben einmal eine 180° Drehung bei der Resonanz, wodurch überhaupt erst der "Boost" zustande kommt, da ja die Schallwelle der Membran-Rückseite überlagert wird, aber durch die Anregungs-Zeit ist die Schwallwelle nochmal weitere 360° verschoben, daher das riesige Group-Delay bei BR.
Und auch eine Raummode benötigt mindestens eine komplette Welle Zeit, eh sie angeregt ist ...

Jeder deiner Teil-Sätze hier wäre gelegentlich Klärungs-bedürftig ...

Mit den Aspekten:
-- Phasendrehung
-- Polarität
-- Delay = echte Verzögerung durch Laufzeiten (in Luft oder DSP-Latenz)
-- Group-Delay = "scheinbare" Zeitverschiebung durch Analog-Filter (auch Mechanik/Akustik, kann schmalbandig sogar positiv sein)
-- Einschwing- /Anstiegs- /Abkling-Zeit

Da will ich mich gerne beteiligen, aber z.Z. keine Lust bzw. etwas über-fordert ... ,

Gruss,
Michael


[Beitrag von ehemals_Mwf am 01. Apr 2021, 17:53 bearbeitet]
GAREA
Inventar
#12 erstellt: 01. Apr 2021, 18:27

Poison_Nuke (Beitrag #5) schrieb:
Schließlich ist die Tür trotzdem ein Helmholtz-Resonator, und lässt nur eine Frequenz durch, die meist nicht mit einer Raummode zusammenfällt.


Wie kommst du darauf, dass ein HHR nur eine Frequenz durchlassen soll?
Die maximale Absorption ist bei der Frequenz, bei der die Masse am stärksten schwingt, also bei der Eigenfrequenz. Bei anderen Frequenzen wird weniger oder gar nicht gedämpft, weil das Teil nicht zum Schwingen angeregt wird - trotzdem gelangen da Frequenzen rein.


[Beitrag von GAREA am 01. Apr 2021, 18:45 bearbeitet]
sakly
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 01. Apr 2021, 22:26
Aus meiner Sicht gibt es mehrere Faktoren, die für den anderen Raum sprechen.
Du fragst andere Leute, weil du selbst keine Ideen hast, wo es herkommt, wenn dann jemand (wohlgemerkt nicht nur einer) schreibt, womit es zusammenhängen kann (und aus meiner Sicht immer noch ziemlich sicher), willst du es nicht hören und abschließen, weil es nicht deiner Meinung entspricht.
Das ist jetzt die Kurze Zusammenfassung, wie ich dein Post empfinde, bzw. wie er bei mir ankommt.
Stichhaltig dargelegt, warum das definitiv nicht sein kann, hast du für mich bisher aber nicht.

Ich möchte aber nun auch keine Sinnlosdiskussion lostreten. Wenn du also den Raum kategorisch ausschließt, will ich dich nicht vom Gegenteil überzeugen.

Wenn du jedoch sachlich weiter untersuchen möchtest, dann würde mich interessieren, wo die gezeigte Messung im Raum entstanden ist (ich vermute im hinteren Drittel des Raums bei vielleicht 3,5m, die Moden in der Messung sprechen dafür), wo die Tür sich im Raum befindet (laut Beschreibung bei etwa 3m von der Stirnwand mit den Subs), sodass man das dann noch mal mit der Theorie abgleichen kann.
Wenn die Annahmen stimmen, dann passt das recht gut. 3m+>8m Flur kommt auf über 11m und damit in den Bereich 29Hz. Dort bildet sich eine Mode aus, da keine normale Tür der Welt schallhart für Bass mit diesen Wellenlängen ist.
Durch die Beugung um die Ecke durch die Tür in den Flur liegt an der (angenommenen) Messposition ein Druckminimum vor, da du etwa 3m von der Wand weg bist und damit bei etwa einem Viertel der Wellenlänge.
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