Kantendiffraktion vermeiden - Schallwanddesign?

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saniiiii
Inventar

#1 erstellt: 03. Mrz 2016, 14:58

Hallo zusammen,
ich bin auch der Suche nach dem ein oder anderen sachdienlichen Ratschlag zum Schallwanddesign eines Lautsprechers.

Es geht um die V2 dieses Lautsprechers :

Verbaut sind : Visaton AL200, Morel MDM55 und Harwood AM20.
Die Schallwand ist ~24x44cm groß, diese Maße stehen fest.
Noch dazu ist die Schallwand in V1 ca. 1cm hinterversetzt, in V2 sollte dieser eine Zentimeter auch möglichst erhalten bleiben, schlicht und einfach für den Treiberschutz.

Der Lautsprecher wird nur mono betrieben, und ist für den Freiluft-Gebrauch entworfen. Zur Korrektur steht ein MiniDsp zur Verfügung (vollaktiv),
Messmöglichkeiten beschränken sich auch ein UMIK.

Entwicklungsziel : Möglichst linear auf Achse und unter Winkeln, einfach glattziehen mit DSP ist also nicht.
Was schön wäre, allerdings nicht unbedingt nötig, constant directivity Verhalten.

Hier mal eine Messung vom aktuellen Design im Raum mit ca 1m Abstand bis 80° Winkel.

Es lassen sich bei ~800hz und 4khz die Übergänge zwischen den 3 Wegen erkennen, hier ist das Bündelungsverhalten nicht optimal.
Die Messung ist aufgrund der Umgebung eh nicht für 100% aussagekräftig anzusehen

Danke an dieser Stelle an den Nutzer Alufolie, der mir seinen experimentellen Waveguide für den AM20 zugeschickt hatte

Allerdings wird die Box eh draußen eingesetzt, die zusätzlichen db durch die Treiberübergänge müssen nicht weg

So, jetzt zur Version 2.

erste und vermutlich beste Variante : Waveguides für Mittel/Hochton (Alà Genelec DCW oder dergleichen).
Simulation mit finite Elemente Analyse wäre grundsätzlich möglich, eine Vollversion von ABEC wäre vorhanden (oder zumindest besorgbar, Studentenbonus sei dank...). Hornresp leider nicht. (Bei ABEC einzuarbeiten hab ich auch nicht so Laune, um ehrlich zu sein)
Problematisch wirds bei der Fertigung, einmal könnte ich das schon zahlen, per CNC oder 3D-Druck, aber nicht öfters.
Zusammen mit der schlechten Entwicklungsumgebung sehe ich hier leider Ende für diese Variante.

zweite Variante :
Aufrücken der Schallwand, bis diese bündig mit den Seitenwänden abschließt. Allerdings bleibt aufgrund der Rundung der Seitenwände nach innen immernoch ~1cm Abstand von Schallwandkante und Seitenwänden.
Außerdem kostet mich diese Variante etwas Treiberschutz, da diese dann schon komplett vorne sind. Momentan kann die Box auch auf die Nase fallen, und nichts geht kaputt

Ob das der Schlüssel zur Lösung ist, wage ich trotzdem zu bezweifeln. Die Kantenphase/rundung ist nicht groß genug, um die Diffraktion zu zerstreuen.

dritte Variante

Die Schallwand genauso wie jetzt zu designen, neben Hoch und Mittelton aber eine Art Fenster ca. 3-5mm tief fräsen, in dieses wird dann mit dem Absorptionsmaterial Micropor aufgefüllt, so dass der Schaumstoff noch 5mm aus der Schallwand heraussteht.
(Position eingezeichnet in rot)

Hier die Absorptionstabelle für das Material :

Von Treiber bis Seitenwand wären ca 5cm Material, genug also, um alle Frequenzen im Arbeitsbereich komplett zu absorbieren.
Da diese Variante auch recht flach ausfällt, kostet mich das kaum Rundstrahlverhalten, vielleicht 5° zu den Seiten.

Meiner theoretischen Verständnis nach, würde das der Kalotte und dem AMT eine unendliche Schallwand vorgaukeln, und alle Kantenbrechungseffekte ausmerzen. Die DSP-Korrektur könnte so auch noch einfacher gestaltet werden.
Bisher ist diese Version mein Favorit, da sie einerseits billig ist, und andererseits robust gegen unpräzise Fertigung (sprich, von Hand

)
Nette Nebeneffekte :
1. Es kann kein anderer Schall von der Schallwand reflektiert werden, obs jetzt im Raum ist, oder am See.
2. Das Schutzgitter kann aufgesetzt werden, ohne den Fgang zu beeinflussen. Am Bespannrahmen würde gar kein Schall mehr ankommen.

Generell wäre natürlich auch ein Versatz zu den Seiten möglich, um den Bafflestep etwas gnädiger zu gestalten. Allerdings hilft das beim eigentlichen Problem nicht weiter, und es hat auch so manche Nachteile.

Ich hoffe, ich hab mein Problem und meine Gedankengänge recht übersichtlich dargestellt, und niemanden mit Theorie totgeschwafelt

Und für die Hilfe danke ich auch schonmal!

[Beitrag von saniiiii am 03. Mrz 2016, 15:00 bearbeitet]

ALUFOLIE
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 04. Mrz 2016, 11:30

Hi Lukas,
Also ich würde wahrscheinlich links und rechts neben Hoch und Mitteltöner Keile platzieren, die vom Chassisrand bis zur Seitenwand laufen. Bei 1 cm Überstand der Seitenwand wäre das ganze so flach, dass es sonst keinen negativen Einfluss haben sollte.

JulesVerne
Inventar

#3 erstellt: 04. Mrz 2016, 11:31

Im Buch Lautsprecher Dichtung und Wahrheit (online als PDF zu finden) gab es wenn ich mich recht erinnere ein paar Frequenzgänge zu unterschiedlich gestalteten Fronten.

saniiiii
Inventar

#4 erstellt: 04. Mrz 2016, 12:25

dankeschön

das mit den keilen hatte ich auch schon im kopf, allerdings muss ich einen guten centimeter freilassen, da dort das schutzgitter bzw die bespannung hinkommt.
die keile müssen dementsprechend steil sein, damit alles bis dahin absorbiert ist. sollte aber kein problem werden

saniiiii
Inventar

#5 erstellt: 05. Mrz 2016, 19:37

also falls es keine einwände mehr gibt, wird bestellt

egal wie rum ichs andenke, die absorber sind das beste konzept

SRAM
Inventar

#6 erstellt: 05. Mrz 2016, 21:37

Bei einem Absorber spielt die kleinste Dimension ( in deinem Fall de Dicke) die entscheidnde Rolle.

Machs dir am besten so klar: wenn ich mir die Richtung aussuchen könnte, würde ich eine 2 cm durchmessende Wurst aus Basotect einmal rund ums Zimmer ziehen und wäre alle Bassmoden los......

......Sag Bescheid, wenn es dir gelungen ist, dem Schallfeld die Ausbreitungsrichtung vorzugeben.

Gruß SRAM

saniiiii
Inventar

#7 erstellt: 05. Mrz 2016, 22:09

ging ja nicht um die ausbreitungsrichtung, sondern um die vernichtung

und das auch nicht auf die schallwand, sondern zu den kanten. der kürzeste mögliche weg wäre durch 3-5cm absorber.
selbst in der kleinsten dimension werden weit über 50% des schalls vernichtet.
allerdings versteh ich deine metapher auch nicht

Big_Määääc
Inventar

#8 erstellt: 07. Mrz 2016, 09:16

links und rechts die vorstehende Kante weglassen,
und gucken wie es im Top PA Bereich mit dem Treiberschutz gemacht wird.

und Treiber verwenden,
die stark genug bündeln,
das die Schallwandabmessungen nicht stören.
aber das wohl dann beim nächsten mal.

P.Krips
Inventar

#9 erstellt: 07. Mrz 2016, 10:03

Hallo,
meiner bescheidenen Meinung nach macht sich der TE wegen des Abstrahlverhalten völlig unnötig einen Kopf....
Das Ding ist doch für Freiluftbetrieb vorgesehen, da spielt das Abstrahlverhalten nun wirklich keine Rolle..
Abgesehen davon, dass ich die Treiberbestückung für Freiluftbetrieb, bei dem man mangels pegelerhöhender Reflexionsflächen deutlich lauter "aufreissen" muss als indoor, für nicht sehr geglückt halte.

Die Messungen sehen doch so schlecht nicht aus, auch bezüglich des Abstrahlverhaltens.
Den Bereich zwischen ca. 80 und 2000 Hz auch auf ca 70 dB laut deiner Skalierung glattziehen und fertig ist der Lack.
Evtl. die BR-Abstimmung noch etwas höher machen und einen Subsonic setzen, dann klappt es (vielleicht) auch mit dem Pegel, ohne das was zerbröselt....

Gruß
Peter Krips

DieterK1
Stammgast

#10 erstellt: 07. Mrz 2016, 11:30

So schlecht sieht das Diagramm doch gar nicht aus. Du machst Dir zu viele Gedanken?

saniiiii
Inventar

#11 erstellt: 07. Mrz 2016, 13:39

hi an alle und danke für die rückmeldung.
die treiberbesetzung ist bewusst so gewählt worden, und aus etwa 25 verschiedenen chassis, welche daheim liegen, herausgepickt

alle komponenten vertragen 105db, der bass wird bis auf 105db entzerrt, welche er bei maximalem hub bei etwa 50hz schafft. das gehäusedesign ist exakt auf diesen punkt optimiert.
subsonic sowie limiter liegen alle schon, von daher ist eine treiberüberlastung sehr unwahrscheinlich.
die kombination aus größe und volumen gibt leider den pegel vor, bei +-8mm, die man dem al200 zumuten möchte, ist die grenze einfach bei 105db gelandet. egal welcher treiber, egal wie viel leistung. (die ist mit 3x180W rms eh genug verhanden).
kandidaten wie der TIW200XS können oft nicht hoch genug spielen. ein FAST hätte ich sehr gerne probiert damit, aber geld und so

hätte ich dezidierte PA-Chassis eingesetzt, wären natürlich noch ne ecke mehr db drin gewesen, dafür auf kosten des tiefganges und vermutlich auch des klanges. für vorschläge bin ich aber gerne offen, haut her was ihr wisst

im DIY-sonstiges bereich schwirrt der entwicklungsthread rum, da sieht man die schrittweise optimierung des gehäusedesignes.

die seitlichen kanten lasse ich nur ungern weg, einfach wegen dem treiberschutz. bei den typischen pa-tops ist das egal, da dort eh schon gebündelt wird, wegen reichweite.
hier wird die bündelung bei übernahme zur kalotte nur schwer zu erreichen sein, der waveguide wäre größer als die schallwand selbst.

@krips, die messung war im 15qm-studentenzimmer, ab 300hz kannstes eh vergessen

[Beitrag von saniiiii am 07. Mrz 2016, 13:54 bearbeitet]

Viper780
Inventar

#12 erstellt: 09. Mrz 2016, 16:21

Wo trennst du aktuell?
Für mich sieht es so aus als ob der Mitteltöner etwas zu leise spielt. Ansonsten sieht das doch alles sehr gut aus. Auch mit der minimalen Badewanne misst sich der Lautsprecher doch perfekt.

Ein Waveguide bringt dir etwas an Chassis Schutz und wäre hier sicherlich nicht verkehrt (gerade Mitteltonkalotten profitieren meineserachtens davon)
schau dir mal die KH 420 von Neumann/Sennheiser an

http://www.neumann-k...field-monitors_KH420

saniiiii
Inventar

#13 erstellt: 09. Mrz 2016, 18:45

800 und 4khz immernoch. die mitteltonkalotte war 2db leisergedreht, da ich in gering-bedämpfter umgebung gehört hatte.
im winter ist man nicht so oft am see

waveguides wären natürlich auch super, nur das design ist kaum zum machen. die von neumann und genelec kenn ich bereits, und ursprünglich sollte es auch in die richtung gehen.
es gab sogar mal einen ganz ähnlichen wg für den selbstbauer zu kaufen (war aber viel zu teuer hier), und nicht für die anwendung geeignet.
im prinzip würde mir nur das selbstdesign übrig bleiben, und das ist eben mit den messmethoden unmachbar.
auch wenn ich das ganze per finite elemente analyse von ABEC simulieren kann, so kann ich es nicht verfizieren.
die fertigung kann im notfall per 3d-drucker und glasfaser-verbund erfolgen, kostet aber auch schonwieder zu viel für einen studenten

aber sollte ich mal an genauere design-informationen zu den genelec dcw's oder den von k+h kommen, bzw die passenden waveguides für den selbstbau finden, wirds auf jeden fall probiert

Viper780
Inventar

#14 erstellt: 09. Mrz 2016, 19:09

Auf die schnelle würd mir da Nils sein Heimkino einfallen (seine Wall of Death kennst du ja sicherlich schon)

http://hannover-hard...ntation%20HKL-01.pdf Der sowas mit Heimmethoden gemacht hat.

saniiiii
Inventar

#15 erstellt: 09. Mrz 2016, 19:35

habs schon gelesen

PROengineer und CNC ist aber keine heimmethode mehr

an ABEC komm ich auch nur ran, weils da n studentenbonus gibt^^

die aufgabe des waveguides wäre es hier hauptsächlich, zusätzliche 5° bündelung dazuzumogeln.
besonders viele vorteile beim waveguide sehe ich hier nichtmehr, weil der winkelfgang eh schon nicht schlecht ist.
ob sichs da noch lohnt? von dem abgesehen kann ichs mir dieses semester wohl nichtmehr leisten ^^

danke für rat auf jeden fall

Viper780
Inventar

#16 erstellt: 09. Mrz 2016, 19:40

Ich bin mir sicher Nils hilft dir da dabei und eine CNC Fräse haben mittlerweile viele Offene Werksätten, Fablabs, Makerspaces,...
Da du an ABEC kommst wirst du was technisches studieren und somit habt ihr auch da eine Werkstätte die eine Fräse haben wird

Aber ja bei dir gehts nur um die paar Grad Bündelung und den dadurch minimal besseren Wirkungsgrad. Evtl hilft er dir auch bei der gesamt abgestrahlten Energie im Mittelton bereich die ja manchmal etwas schwer zu bändigen ist bei solchen Kalotten

saniiiii
Inventar

#17 erstellt: 09. Mrz 2016, 23:03

nils könnte ich wirklich fragen, da haste recht.
ABEC gibts als studentenversion kostenlos, offene werkstätte mit cnc-maschine hätte ich auch zur verfügung. allerdings kostet das trotzdem mindestens 50€, wenns denn beim erstversuch klappt. momentan wird jeder cent für den neuen pc benötigt

und für das angestrebte Ergebnis muss möglicherweise gar kein waveguide sein, deswegen der eigentliche thread

wegen der mitteltonenergie, das ist kein problem. die kalotte hat ja schon einen waveguide vorgesetzt, die membran steht nur 2mm über den waveguide hinaus^^