Maximal empfehlenswerter Membrandurchmesser für Trennfrequenz

[aurelian]

Was ist eigentlich der maximal empfehlenswerte Membrandurchmesser für eine gegebene Trennfrequenz. Wegen Bündelung.
Man liest von 1x Wellenlänge bis 1/2 Wellenlänge.
Was würdet ihr max. für eine Trennung bei 1500 Hz nehmen? 1x Wellenlänge = 23cm (ca 10" Chassis). 1/2 Wellenlänge wäre bestenfalls ein 6" Chassis.
a) bei Hochtöner mit gutem Rundstrahlverhalten (Kalotte)
b) bei Hochtöner mit mäßigem Rundstrahlverhalten, wie zB Bändchen/AMT
Wenn es sich beim fraglichen Chassis um den Tieftöner handelt, wird man vermutlich bezüglich Größe mehr Kompromisse eingehen wollen/müssen, als wenn dies nur der Tief/Mitteltöner ist.

Oder kann man gar keine allgemeine Aussage treffen?

[krabat]

Was ist ...
Oder kann man gar keine allgemeine Aussage treffen?

Richtig! In manchen ausgezeichneten Konstruktionen werkeln 38cm-Chassis bis 1.2kHz, ergänzt um ein breitstrahlendes Horn. Ein 13cm-Chassis kann mit einer 36mm-Kalotte oder AMT oder was ergänzt fast grätzig klingen.

Was meinst Du, auf welche (messbaren) Eigenschaften einer Box hat die Antwort auf Deine Frage einen Einfluss?

[Rudolf]

Was ist eigentlich der maximal empfehlenswerte Membrandurchmesser für eine gegebene Trennfrequenz. Wegen Bündelung.

Oder kann man gar keine allgemeine Aussage treffen?

Selbst bei praktisch gleichem Membrandurchmesser gibt es Unterschiede in der Bündelung. Vergleiche nur mal die Rundstrahldiagramme von Visaton für eine Größenklasse.
Vergessen wird häufig auch der Einfluss der Schallwandbreite. Der baffle step ist immer auch ein Bündelungsphänomen - und wiederholt sich in abgeschwächter Form mit jeder Oktave als Beugungswelligkeit an den Schallwandkanten.

[aurelian]

Was meinst Du, auf welche (messbaren) Eigenschaften einer Box hat die Antwort auf Deine Frage einen Einfluss?

Energiefrequenzgang in Relation zum Frequenzgang?

[krabat]

Energiefrequenzgang in Relation zum Frequenzgang?

Warum mit Fragezeichen? Wenn Du die Frage stellst "Maximal empfehlenswerter Membrandurchmesser für Trennfrequenz", dann hängt die Antwort stark von den Umständen ab. Aber zuerst doch von den Zielen, die Du verfolgst. Für welchen Zweck willst Du die box konstruieren?

Je genauer Du das beschreibst, desto besser würden die Antworten, wenn Du sie Dir nicht schon selbst geben könntest.

Ich ahne schon, Du willst auf das "Bündelungsmaß" hinaus. Hast Du schon bemerkt, dass das "Bündelungsmaß" in boxsim erheblich weiter gespreizt dargestellt wird, als der Direktschall? Während bei dem einen +/-1dB schon schrecklich ungleichmäßig aussieht, macht beim anderen +/-3dB kaum einen Eindruck. Das finde ich persönlich etwas wiedersinnig. Besonders, wenn man für "beste Wiedergabe" an der Spitze des Stereodreicks sitzen will.

Um die Frage aber halbwegs zu beantworten: mit einem Zweiweger ohne waveguide ist ein gleichmäßiger "Energiefrequenzgang" wohl kaum zu erzielen. Mit waveguide hängt die chose stärker von der Schallwandgestaltung ab als vom Membrandurchmesser! 17er und 25er sind bei gleicher Schallwandgeometrie fast äquivalent. Leider lassen sich waveguides in boxsim überhaupt nicht sinnvoll simulieren. Das WG300 passt aber mit den genannten Treibergrößen einwandfrei zusammen - praxiserprobt.

[Violoncello]

Diese Frage ist weder dumm noch fehl am Platz. Sicher ist die als solches nicht wissenschaftlich exakt zu beantworten, aber hey, wir entwerfen hier schließlich kein Atomkraftwerk.

Wenn man aber allgemeine Aussagen treffen will, geht man vereinfachend von einer konphas in unendlicher Schallwand schwingender Kolbenmembran aus.

Dann legt man ein Maß für das Verhältnis von Wellenlänge zu Membrangröße fest, gängig ist hier die Größe k*r_m, wobei:
k = sog. Wellenzahl = (2*pi)/(Wellenlänge) = (2 * pi * f) / 340
r_m = Membranradius

Daraus abgeleitet ist auch die Faustformel, wo man die Wellenlänge mit dem Membranumfang vergleicht, was mathematisch aufs Selbe rauskommt.

Nach der Fausformel sagt man dann:
für k*r_m < sqr(2) erfolgt ungerichtete Abstrahlung
für k*r_m > sqr(2) erfolgt gerichtete Abstrahlung

Wie und wie stark die gerichtete Abstrahlung dann aussieht, ist dann von der Membranform- und Beschaffenheit abhängig.
Der Bereich der ungerichteten Abstrahlung gilt aber recht universell.

Aber bitte aufpassen: Das ist natürlich rein die Abstrahlung der Membran ohne Störeinfluss, d.h. in unendlicher Schallwand. Dazu kommt die Schallwand/Schallführung. Reicht aber um grob abzuschätzen, in welchem Bereich man ein Chassis im Hinblick auf Bündelung einsetzen kann.

[krabat]

Diese Frage ist weder dumm noch fehl am Platz.

Das hat doch niemand behauptet. Aber sie ist unvollständig, wie sich dann auch zeigt:

Wenn man aber allgemeine Aussagen treffen will, ... vereinfachend ...
Nach der Fausformel sagt man dann:
für k*r_m < sqr(2) erfolgt ungerichtete Abstrahlung
für k*r_m > sqr(2) erfolgt gerichtete Abstrahlung
... ohne Störeinfluss, d.h. in unendlicher Schallwand. ... im Hinblick auf Bündelung einsetzen kann.

Das lässt offen, wie die Bündelung der box insgesamt aussehen soll, und welche Schallwand verwendet wird. Die Aussagen sind eben zu allgemein, und die Fausformeln trotz ihrer Derbheit deswegen gar nicht praxisgerecht. Wie ich oben schon schrieb, ein 38cm-Chassis kann ohne weiteres bis 1.2kHz betrieben werden, wenn auch das anschließende waveguide ein Bündelungsmaß von 7..8dB aufweist, also in einen Raumwinkel von etwa 100°x100° abstrahlt.
Dagegen sind auch 13cm-Chassis selbst für große Kalotten a la K.E.F. T52 als Partner noch zu groß, wenn der Übergang bruchlos stattfinden soll. Im letzteren Fall gelingt eine gleichmäßige Abstimmung nur durch Tricks in der Weiche und zuallererst bei der Schallwand.
Die Konstruktionen von K.E.F aus den späten 70ern zeigen aber auch, dass die Gehörphysiologie unter Umständen, nämlich gemütliches zu Hause Hören eine Senke im Präsenzbereich als angenehm empfindet. Bei denen wurde regelmäßig ein 20er TT mit einer 19mm-Kalotte bei 3.5kHz gekreuzt. Erst durch die verglw. hohen Pegel im Hochton seit der CD kann das etwas nervig klingen, mit Vinyl ist's o/k.

[aurelian]

Wieso ist es bei PA-Boxen kein Problen, den 8"-Mitteltöner bis 1500 oder gar 2000 Hz zu betreiben, und bei HiFi-Boxen wird einem davon abgeraten, obwohl ein 8"-Treiber bei 1500 Hz eigentlich noch recht wenig bündelt, zumindest laut den Messprotokollen.
Oder liegt das daran, dass es nicht mit einer HT-Kalotte harmoniert? Wie sähe es in diesem Fall mit einem AMT als HT aus (manche lassen sich schon ohne Einschränkungen ab 1,5 kHz ankoppeln)

[Hiege]

Wieso ist es bei PA-Boxen kein Problen, den 8"-Mitteltöner bis 1500 oder gar 2000 Hz zu betreiben, und bei HiFi-Boxen wird einem davon abgeraten, obwohl ein 8"-Treiber bei 1500 Hz eigentlich noch recht wenig bündelt, zumindest laut den Messprotokollen.
Oder liegt das daran, dass es nicht mit einer HT-Kalotte harmoniert? Wie sähe es in diesem Fall mit einem AMT als HT aus (manche lassen sich schon ohne Einschränkungen ab 1,5 kHz ankoppeln)

der Klirrfaktor ist in der Regel geringer zu hohen Frequenzen hin bei kleineren Chassis.
und die hochtöner sind oft hart am Limit bei dieser tiefen Trennfrequenzen.


Mit den passenden Lautsprecher Chassis ist sowas aber auch kein Problem.

[Fosti]

krabat hat's doch schon gesagt:

Wie ich oben schon schrieb, ein 38cm-Chassis kann ohne weiteres bis 1.2kHz betrieben werden, wenn auch das anschließende waveguide ein Bündelungsmaß von 7..8dB aufweist, also in einen Raumwinkel von etwa 100°x100° abstrahlt.

....die kleine Hi-Fi WG's schaffen diese Bündelung nicht, darum!

[Lui]

krabat hat's doch schon gesagt:

....die kleine Hi-Fi WG's schaffen diese Bündelung nicht, darum!

"Wie ich oben schon schrieb, ein 38cm-Chassis kann ohne weiteres bis 1.2kHz betrieben werden, wenn auch das anschließende waveguide ein Bündelungsmaß von 7..8dB aufweist, also in einen Raumwinkel von etwa 100°x100° abstrahlt." Zitat von Krabat.

90°x60° geht ja auch noch. Aber etwas Abstand zum lautsprecher sollte man schon haben, oder.

Grüße Lutz

[Lui]

Zitat krabat:"Dagegen sind auch 13cm-Chassis selbst für große Kalotten a la K.E.F. T52 als Partner noch zu groß, wenn der Übergang bruchlos stattfinden soll. Im letzteren Fall gelingt eine gleichmäßige Abstimmung nur durch Tricks in der Weiche und zuallererst bei der Schallwand."

Es gibt keinen sachlichen Grund, die Schallwanddimensionen an den Chassisdimensionen festzumachen.

Grüße Lutz

[Fosti]

...

Es gibt keinen sachlichen Grund, die Schallwanddimensionen an den Chassisdimensionen festzumachen.

Grüße Lutz

Nee?

[squeeze]

Wieso ist es bei PA-Boxen kein Problen, den 8"-Mitteltöner bis 1500 oder gar 2000 Hz zu betreiben, und bei HiFi-Boxen wird einem davon abgeraten, obwohl ein 8"-Treiber bei 1500 Hz eigentlich noch recht wenig bündelt, zumindest laut den Messprotokollen.
Oder liegt das daran, dass es nicht mit einer HT-Kalotte harmoniert? Wie sähe es in diesem Fall mit einem AMT als HT aus (manche lassen sich schon ohne Einschränkungen ab 1,5 kHz ankoppeln)

Hier mal ein schöner Auszug der Funktion One seite zur Reso 2:

Driver

Sensitivity

(1W at 1m)

15" 28 - 250Hz 102dB 400W

8" 250 - 6k5Hz 106dB 200W

1" 6k5Hz - up 107dB 50W


hier geht der 20 cm Mt sogar bis 6500 Hertz und ich finde jedes mal wieder wie mega gut diese lautsprecher klingen.


hier mal der Link:
http://www.funktion-one.com/products/resolution-2/

[gutjan]

Hallo,

die Partialschwingungen der Membran werden ausreichend vermieden, wenn die Wellenlänge [?] etwa dem Umfang der Membran entspricht.
Ein gutes Bündelungsverhalten beider Treiber ist bei der Trennfrequenz [f(trenn)] gegeben, dadurch wird die enthaltene Räumlichkeit wie z.B.: in einer Binauralen Tonaufnahme, bei der Musikwiedergabe wirkungsvoller wahrgenommen

Faustformel:

Sd(TMT) = 150cm^2
Chassis-Durchmesser = 18.22cm

Effektiver Membrandurchmesser Dd = 2*(Sd/pi)^0.5 = 0.1382m

Membranumfang ist Dd * pi = 0.434m = ? = c/f

f(max) = 340/0.434 = 783.12 Hz

f(trenn) = (f(max))/(?2) = 553.75 Hz

Minimale Schallbeugung bei dieser Schallwandbreite c/(f(trenn)*?) = 19.5cm


Simulierte Versuch
Einfache Simulation: Thiele-Small-Parameter von beiden zueinander passenden Chassis im Boxsim eingeben.
Mit der Gehäusegeometrie und der Frequenzweiche hier zum Ergebnis.
Bild 1, Bild 2, Bild 3

Gruß Jan