Mini-Monitor

[fabi]

Üblicherweise haben max. 2" Membranen einen 1" Hals.

nichts durcheinanderbringen. Das hat mit der Kompression erstmal nichts zu tun. Es geht dort lediglich um die Schnittstelle zum Horn. Am Hals passiert schonwieder eine Expansion.

Die eigentliche Kompression geschicht wo anders. Man kann sich in erster Näherung den Abstand zwischen Membran und Phaseplug als adiabates Volumen denken, in dem sich der Druck periodisch mit der Auslenkung ändert. (Druckkammerbedingungen). Dieses Volumen ist jetzt durch Schlitze ventiliert und diese Öffnungsfläche entspricht meist in etwa einem zehntel der Membranfläche.

Hier ein etwas "antikes" Beispiel mit richtigen Röhren als Kanälen:
http://forums.klipsch.com/forums/sto...15HFdriver.jpg

und ein aktueller Treiber mit
http://farm5.static.flickr.com/4100/...5bb2c658_z.jpg


Die Kunst ist jetzt, die Wegstrecken aus dem Druckkammervolumen bis zum Hornhals so zu gestalten, dass die Laufzeiten gleich bleiben und die Masse/Dämpfungsverhältnisse innerhalb der Kanäle nicht zum Problem werden. Macht man die Kanäle zulange, legt man die Helmholzresonanz (nichts anderes ist das Volumen auf denen die Massepropfen in den Kanälen federn) in den Übertragungsbereich.

Wieder in erster Näherung geht man davon aus, dass die Membran kolbenförmig schwingt aber eine Kugelabschnittsfläche hat, (das ist bei 1" Treiber bis etwa 10kHz okay) und transformiert die Schnelle der Membran über einen Transformator (Phaseplug) auf eine kleinere Fläche (Hornhals) mit planer Wellenfront. (Es gilt das Prinzip der Erhaltung des Volumenstromes bzw. der akustischen Impedanz. Genau das ist auch die Grundlage von AJ-Horn.)

Ein Horn, dass irgendwie bis 5kHz spielen soll, braucht zwingend irgendeine Art Phaseplug und einen vergleichsweise kleinen Hornhals, da sonst die Eigenbündelung des Treiber schon zu stark wird...etc etc.

Grüße!

[Niwo]

diese Öffnungsfläche entspricht meist in etwa einem zehntel der Membranfläche

Das entspricht etwa dem Drittel des Durchmessers, also lag der andi da nicht falsch sondern ich.
Wenn andi den FRS5X direkt ans Horn schraubt hat er aber keinen Phaseplug (erstmal) und dann ist der Rauminhalt des Konus die Druckkammer und der Hornhals ist der schwächste Querschnitt.
Ich stell mal eine Messung rein damit man sieht was ich meine. Der Treiber ist der FRS5X, das Horn ist das Dayton H12RW (bekannt vom CT250) Der Hornhals ist 1 3/4" also etwa 40mm freier Durchgang das entspricht etwa der Membranfläche.
http://www.visaton.de/vb/showpost.ph...&postcount=144
Wie bereits erwähnt war der Hochtonbereich trotz dieser Messung erheblich unterbelichtet. Nach dem was fabi schreibt, hätte ich eine Winkelmessung machen müssen, leider hab ich die Kombination nicht mehr zur Verfügung.

[andik]

Die Kunst ist jetzt, die Wegstrecken aus dem Druckkammervolumen bis zum Hornhals so zu gestalten, dass die Laufzeiten gleich bleiben und die Masse/Dämpfungsverhältnisse innerhalb der Kanäle nicht zum Problem werden.

Das heist die "Schlitzmaske" im Treiber des aktuellen Fotos arbeitet als Phaseplug, welcher die tieferen Frequenzen die nicht direkt, aufgrund der baulichen Gegebenheiten(größere Membran zu Hornhals) ,in den Hornhals strahlen verzögert damit das aus dem Horn kommende ungefilterte Signal später wieder zeitlich entzerrt richtig am Hörer ankommt, und das über den kompletten angestrebten Frequenzbereich. Die Auslegung der Helmholtzresonanzen, oder eben die Schallführung, in dieser Art ist mir recht unbekannt, da muss ich erst noch ein wenig die Bank drücken. Das hört sich nach einem sehr komplexen baulichen und entwicklungstechnischen Aufwand an. Ohne Phaseplug käme quasi nur noch ein zeitlich über den wiedergegeben Frequenzbereich verzerrter Klangbrei aus dem Horn. Das kann das Problem von zu gering empfundener Höhenwiedergabe bei Niwo aber nicht sein, da er im eigentlichen Sinne kein Horn hat. Diese Empfindung muss andere Ursachen haben.

[fabi]

Andi, es geht in erster Linie nicht um die gehörte zeitliche Abfolge. Dazu sind die Laufzeitunterschiede viel zu gering. Alles innerhalb von 200ms wird von unserem Ohr "aufintegriert", alles innerhlab von 2ms ist definitiv ein Ereignis.

Der Phaseplug dient - wie bereits geschrieben - dazu die Laufzeitunterschiede von der Membran zum Hornhals auszugleichen. Das ist notwendig, damit die Phasenlage über die komplette Halsfläche gleich ist. Hätten beispielsweise zwei nebeneinanderliegende Kanäle genau eine halbe Wellenlänge Laufzeitunterschied, so käme es bei dieser Frequenz zur Auslöschung. Immer im Hinterkopf behalten, dass da keine "Sinuswellen durchmüssen", sondern dass wir es mit periodischen Druckschwankungen zu tun haben.

Das hört sich nach einem sehr komplexen baulichen und entwicklungstechnischen Aufwand an.

Selbstverständlich. Es gibt ne Menge Patente und Papers darüber. Alternativ bleibt man eben unter der Frequenz, ab der das alles kritisch wird. Für einen ersten Versuch geht das allemal. Wie gesagt, ich will ja nicht den Spaß verderben sondern nur zeigen, dass, wenn man es richtig machen will, da haufenweise Stolpersteine im Weg liegen. Aktuelle Treiber "zaubern" dank intelligenter Designs aus 1.4 zoll Treibern 15...16kHz ohne Einbruch oder Überhöhung. Das ist schon eine Kunst.

Grüße!

btw: Mit einem solchen Breitbänder kann das trotzdem funktionieren: Auf Achse! Das Abstrahlverhalten wird dann nach oben hin aber von der Halsfläche und nichtmehr vom Horn dominiert. Das ist normalerweise nicht gewünscht, weil man constant directivity haben will. Das ist übrigens auch der Grund, warum all diese Projekte wie B200 im Frontloaded-Horn und dgl. zum Scheitern verurteilt sind. Natürlich, als Bastelprojekte, aber als wirkliches High-Fidelity setzt uns das Verhalten des Schalls einfach Grenzen.

[andik]

Hallo,

habe gestern abend eine Horn/Treiber Kombi gemessen, mit und ohne Phaseplug, ohne Plug verliert die Kombi ca. 10dB an Schalldruck im Mittelton. Beim Plug kann man sehen das die Kanäle nach aussen hin immer länger werden, also der Membranabstand in der Mitte zum Plug weiterhin gleich bleibt, nach aussen hin länger wird und somit der Weg über die gesamte Fläche der Membran zum Hornhals, also dem Schallaustritt gleichbleibt. Das hab ich mittlerweile denk ich kapiert, auch das der Plug neben den Laufzeitunterschieden die eigentliche Kompression und damit Schalldruck erzeugt, die Abmaße der Kanäle, sind die einigermaßen Berechenbar oder besser über Try&Error findbar? Beim zerlegen des Treibers fiel mir auf das der Abstand von Membran zum Phaseplug äusserst gering ist, denke mehr wie 1mm wird es nicht sein. Jetzt kommt die Frage beim Einsatz des FRS5X mit seiner nicht gerade kalottenähnlichen Form ob es hier dann nicht zu Problemen im höheren Frequenzbereich kommt mit Reflextionen in der "Druckkammer", da der Abstand von Membran zu Plug nie und nimmer gleich bleiben kann aufgrund der Form.

Das Abstrahlverhalten wird dann nach oben hin aber von der Halsfläche und nichtmehr vom Horn dominiert.

Wie groß würdest Du den Hals machen? Würden die 1,5cm hinhauen so ungefähr? Aber aufgrund der Messung gestern abend seh ich schwarz das dieses Konstrukt, so es denn überhaupt funktionieren würde, auch den Hochton mit übertragen könnte. Die Fertigung eines Plugs so kleiner Ausführung wird denk ich unmöglich.

[fabi]

Hallo andik

Jetzt kommt die Frage beim Einsatz des FRS5X mit seiner nicht gerade kalottenähnlichen Form ob es hier dann nicht zu Problemen im höheren Frequenzbereich kommt mit Reflextionen in der "Druckkammer", da der Abstand von Membran zu Plug nie und nimmer gleich bleiben kann aufgrund der Form.

Nun, der FRS5X kostet nichts. Man kann eine Membran mit Gießharz ausfüllen und hat dann einen perfekten Abguß der Membran, den man dann zu einem Phaseplug umarbeiten kann. Das Problem ist jetzt aber, dass die Membran ja nicht steif ist. So ein Breitbänder strahlt im Leben nicht mehr kolbenförmig bei 10kHz. Das ist der Grund, warum Druckkammertreiber nicht aus Pappe sind sondern aus Titan oder ausgefuchsten Aluminiumlegierungen. Bei den FRS Lausprechern strahlt im Hochtonbereich wahrscheinlich nur noch der Knubbel in der Mitte.

Wie groß würdest Du den Hals machen? Würden die 1,5cm hinhauen so ungefähr? Aber aufgrund der Messung gestern abend seh ich schwarz das dieses Konstrukt, so es denn überhaupt funktionieren würde, auch den Hochton mit übertragen könnte. Die Fertigung eines Plugs so kleiner Ausführung wird denk ich unmöglich.

Ich würde mal bei 20...25mm Durchmesser anfangen, das ist so das kleinste, was man an sinnvollen Treibern kennt. rund, und dann mit einer spannungsvollen Form auf rechteckig "aufziehen". Da sind wir aber beim nächsten Problem, das ich ganz am Anfang erwähnt hatte. Mit diesem Stummelhörnchen ists den Aufwand am Phaseplug wahrscheinlich nicht wert.

Daher die Bedenken.

Hier ist dann auch weitestgehend Schluss mit Theorie. Jetzt musst du sehen, ob du das wirklich als Entwicklung angehen willst oder obs für ein Spaßprojekt doch ein wenig viel Aufwand ist. Manchmal hat man ja auch Glück und es geht problemlos gut. Es ist trotzdem nie schlecht wenn man weiß, was auf einen zukommen kann.
Die Erfahrung zeigt, dass man mit einem, maxmal zwei Prototypen sehr gut sieht, ob in die Richtung was geht oder nicht. Die dürfen ziemlich "rough" sein, bloß nicht gleich was zeigbares bauen wollen.
Das Horn würde ich aus dicker Pappe und Heißkleber erstellen, den Übergang zum Hals kriegt man sicher mit ordentlicher Knetmasse hin. kleines geschlossenes Gehäuse für den "Treiber" und mal ranhalten und messen (nicht nur FG!) . Das ist weniger als ein Tag Arbeit. Wenn du mitten im Übertragungsbereich, in dem der Phaseplug noch garnicht wirken würde, ein Loch von 15dB hast, das holst du nie wieder rein. Wenn schon alles irgendwie "okay" ausschaut, mach den Phaseplug dazu (improvisiert!) und sieh, ob du die obere Grenzfrequenz noch ein wenig schieben kannst.

Grüße!

[andik]

Vielen Dank für die wertvollen Tips, probiert wirds in jedem Fall, wie Du sagtst, der FRS5X kostet nichts, der Verlust könnte sich höchstens im nervlichen Bereich abspielen, lets get ready to rumble.

[gargamel]

hallo

leg mal vor dem abgiessen eine durchsichtigen frischhaltefolie über die membrane

vielleicht passt sie sich ja gut genug an
dann ist das chassis danach nicht im eimer

gruß
guido