supercardiod

Zur Dipol Pfadlänge: ...

die katze im sack:

vorne, seitlich, hinten abb#1..3

wie an baum und sonne leicht zu erkennen, ist die art und weise, einen kardioid anzufertigen schon ein paar tage alt. auch ohne explizites koppelvolumen verabschiedet sich das dipolige bei ca 300hz. darüber gibts die bei den frequenzen schon lang nicht mehr nötige unterstützung durch gedämpfte resonanzen, konstruktive überlagerungen.

die idee stammt aus 2005. ich hatte sie nach äusserst vielversprechenden messungen vertrauensseelig S.Linkwitz kommuniziert. der meinte "unsinn". immerhin einige schweisstreibende jahre später kommt >> diese fa. mit dem erstaunlicherweise gleichen ansatz heraus, auf die Linkwitz auch gern verweist. vordem hat sie immer nur kisten mit den famosen haifisch-kiemen seitwärts gebastelt. egal - die verzerrungen bleiben das problem. entsprechend widersinnig wird bei gradient der kardioid erst ab 300hz eingesetzt, und das trotz feltmetal etc. wenn schon groß und edel, dann hätte ich doch lieber auf 'nen 30er auf großer schwallwand gesetzt.

wie dem auch sei, die "pfadlänge" spielt meiner praktischen erfahrung nach viel weniger eine rolle, als durch was und wie der käse bedämpft wird. hd3 in der größenordnung von 3% bei <80db ist inakzeptabel. bleibt's dabei, ist das einfach nix.

[Peter K]

Hallo,

falls sich jemand wegem dem hier:

Um dieses Faktum kommt man nicht herum, auch wenn Peter K uns hier einreden
möchte, nur weil ein Port verwendet wird oder die Geometrie anders sei, handele es sich um keinen Kardioid und die Pfadlänge sei unwesentlich.

Peter erfindet gerne mal eigene physikalische Begriffe oder definiert
etablierte um, ohne dafür bei zuständiger oder wenigstens kompetenter
Stelle nachzufragen.

Und dem hier:

Außer Peter Krips ist Literatur und technischer Umsetzung
noch niemand auf die Idee gekommen, durch das seitliche und paarweise Anbringen der rückwärtigen Schallquelle entstünde hier etwas prinzipiell
Anderes als ein Kardioid:

wundert und warum er weiter oben mich auf die Ignorierliste setzte,

Dann kann dieser Thread, da reichen die letzten drei Seiten, einen Eindruck davon vermitteln, was einem blühen kann, wenn man seine Auffassungen nicht komplett teilt:

http://www.hififorum.at/forum/showthread.php?t=6904

Bemerkenswert ist da der Beitrag, 524, den er nachträglich korrigiert hat, vorher konnte ich ihn aber noch zitieren (Beitrag 526)
Dort schrieb er:
"Ich kann Dir einen guten Psychiater empfehlen, wenn Du zu dem
Schluss kommen solltest, einen zu brauchen.
__________________
Grüße

Oliver"

Am Ende hat er mir dann noch folgende Drohung per PN zugeschickt:

"Dies gilt natürlich mit einer Ausnahme:

Sollte ich künftig selbst oder auch von Dritten davon
Notiz erhalten, daß sie hier oder an beliebig anderer
Stelle (z.B. in anderen Foren) in abträglicher Weise
Äußerungen über meine Person, meine Veröffentlichungen
oder andere meiner Werke verbreiten, ohne dass Sie den
Wahrheitsgehalt dieser abträglichen Äußerungen zweifelsfrei
nachweisen können,

so haben sie ohne weitere Vorankündigung mit sofortigen
und wirksamen juristischen Schritten gegen diese
Äußerungen zu rechnen.

Dies betrifft insbesondere unbelegte Aussagen ihrerseits,
welche sich auf die fachliche Korrektheit und Funktionsweise
der von mir veröffentlichten Konstruktionen beziehen,
sowie Aussagen welche selbige als "Voodoo" bezeichnen oder
jedwede anderen abträglichen Äußerungen mit sinngemäßer
Aussage."

Das ganze nur mal als vorsichtiger Hinweis, möglichst keinen anderen Standpunkt zu vertreten als er...

Gruß
Peter Krips

P.S. Dieses Post nur, weil er meint, mich nun auch hier diskreditieren zu müssen.

Zur Dipol Pfadlänge:

ich schätze ein, dass es auf die nur zum kleineren teil ankommt. die lage der fiktiven resonanz der ports ist wohl entscheidend, und gewiss auch die gefrickelte dämpfung.

@lanime: Ich finde Deine Ergebnisse übrigens ebenfalls
sehr ansprechend.

@krabat: Auch bei den hier gezeigten Aufbauten handelt es sich um
Kardioide. Das Grundkonzept ist dabei immer die Überlagerung eines
Monopol-Anteils mit einer Dipol-Komponente der Abstrahlung.

Die Dipol Pfadlänge ist und bleibt entscheidend dafür, wie effizient
der Dipol-Anteil abgestrahlt wird.

Natürlich sind die von Dir genannten Parameter ebenfalls bestimmend.
Aber wenn die Dipol Pfadlänge verdoppelt wird, dann halbiert sich für
den Dipol Anteil das benötigte Verschiebevolumen.

Eine sinnvolle Lage der Abstrahlöffnungen mit an den abzustrahlenden
Wellenlängenbvereich angepassten Abständen ist daher immer die Grundlage
für eine Kardioid Kontruktion.

Wie die Schallquellen dann relisiert werden ist eine andere Sache
(Fließwiderstände, getrennt angesteuerte Chassis, usw.):

Die Pfadlänge gibt vor, wieviel Verschiebevolumen der Dipol Anteil
für einen bestimmten Schalldruck benötigt.

Um dieses Faktum kommt man nicht herum, auch wenn Peter K anderen hier
einreden möchte, nur weil ein Port verwendet wird oder die Geometrie
anders sei,

handele es sich um keinen Kardioid und die Pfadlänge
sei unwesentlich.

Peter erfindet gerne mal eigene physikalische Begriffe oder definiert
etablierte um, ohne dafür bei zuständiger oder wenigstens kompetenter
Stelle nachzufragen.

Es ist umgekehrt: Die Pfadlänge bestimmt die Effizienz der Abstrahlung
des Dipol Anteils bei tiefen Frequenzen < Feq.

Diser Umstand ist vollkommen unabhängig davon, wie die
Teilschallquellen des Kardioids technisch realisiert werden.

Phasenlage und relative Pegel der Teilschalquellen bestimmen zusammen
mit dem Wegunterschied (Dipol-Pfadlänge) die Richtcharakterisitk.

Bei z.B. 2 vorhandenen rückwärtigen Schallquellen, muss man u.U.
zusätzlich zum Monopol 2 überlagerte Dipole ansetzen, wenn sie mit der
vorderen Schallquelle einen eher stumpfen Winkel bilden.

Interessante Beispiele für MT-Kardioide (auch mit seitlich
angebrachten Fließwiderständen) gibt es seit vielen z.B. Jahren
auch beim finnischen Hersteller Amphion.

Außer Peter Krips ist in Literatur und technischer Umsetzung noch niemand
auf die Idee gekommen, durch das seitliche und paarweise Anbringen der
rückwärtigen Schallquelle entstünde hier etwas prinzipiell
Anderes als ein Kardioid:

Ein Kardioid ist nun einmal als Überlagerung eines Monopols mit
einem Dipol darstellbar. Deshalb sind die Abstände zw. vorderer und
hinterer (bzw. den hinteren) Schallquelle(n) relevant für Effizienz und
Richtcharakteristik.

Grüße

[lanime]

Hallo Peter,
danke für's Lob
Ich bin mit dem Ergebnis tatsächlich schon recht zufrieden, ist aber
eben noch ein Versuchsballon mit den üblichen Macken.
Der Übergang MT-HT benötigt noch etwas Feinarbeit, bin dem aber auf der
Spur.

Grüße Bernd

[Peter K]

Hallo Bernd,

glückwunsch zu deiner Konstruktion.
Wie es der Zufall so will, braine ich gerade an einer ähnlichen Verfahrensweise (allerdings etwas anders realisiert..).
Auch wenn das hier anscheinend noch nicht richtig verstanden worden ist, hat dein Ansatz wenig mit dem üblichen Dipol- oder Cardioid-Design zu tun, daher braucht man sich auch nicht über Dipolpfadlängen etc. zu unterhalten.
Der Ansatz, relativ membrannah durch gegenphasige Schallquellen passender Verzögerung die Abstrahlkeule zu modellieren funktioniert a) offensichtlich recht gut und führt b) dazu, daß insgesamt deutlich weniger Schallanteile hinter der Box entstehen, somit gibt es auch deutlich weniger Probleme mit der Stirnwand.
Das haben auch meine diesbezüglichen Simulationen ergeben.
Ich vermute mal, daß deine Konstruktion auch noch deutlich näher an der Stirnwand aufgestellt funktionieren wird, da es ja keine rückseitige Schallquelle gibt (wie bei Dipolen oder Kardioiden), die über Wandreflexionen die Dipol- oder Kardioideigenschaft wieder zerhauen kann.

Im Detail (ich denke an die Aufweitung zwischen 1000 und 2000 Hz) kann man sicher noch etwas optimieren, dennoch sind die von dir gezeigten Sonogramme mit Abstand das Beste, was ich bisher diesbezüglich gesehen habe.

Daumen hoch....

Gruß
Peter Krips

... noch etwas an der Abstimmung herumspielen ... immer mit ca. 50cm zur seitlichen und ca. 150cm zur stirnseitigen Wand stehen ...
@krabat: Du bist natürlich selbst an meinen Basteleien und Posts schuld,
denn:

was du machst ist in ordnung, weil es kopf und fuß hat. aber stelle dir vor, gewisse "magazine" "entdecken" das thema ... und man bekommt nur noch die mitte der körpers rückwärtig gezeigt

im übrigen erzielst du erfolge, wie ich sie bereits eingangs dokumentieren konnte. du gehst mir insofern nicht weit genug, als dass die klirrungen nicht dokumentiert sind, und ausserdem der wandabstand von 150cm ganz abseits der alltäglichen praxis des hifi-proletariats (ich!!) liegt.

... damit ich die Dipol-Pfadlänge abschätzen kann.

ich schätze ein, dass es auf die nur zum kleineren teil ankommt. die lage der fiktiven resonanz der ports ist wohl entscheidend, und gewiss auch die gefrickelte dämpfung.

...
Meine Schallwandbreite ist 24cm und die Ports an den Seitenwänden, aber ist
das Delay nicht primär vom Fließwiderstand abhängig? So zumindest
mein Verständnis (soweit man von Verständnis sprechen kann - sagen wir
lieber "Meinung" dazu)

Hallo,

mich hätte interessiert, wie weit die bedämpften Ports
auf den Seitenwänden von der Schallwandkante entfernt sind,
damit ich die Dipol-Pfadlänge abschätzen kann.

Bei der "gewöhnlichen" Resisatance Box wird das Delay durch
den mechanischen Tiefpass aus der Nachgiebigkeit des Gehäusevolumens
und dem Fließwiderstand gebildet. Die elektrische Analogie wäre
ein RC-Tiefpass: Auch dieser hat eine Gruppenlaufzeit, welche im
Durchlassbereich rel. konstant ist.

Je nach Ausführung, hat der Fließwiderstand auch immer eine
gewisse Massereaktanz, die hast Du mit Deinen Ports gezielt
bereitgestellt und betont.

Für eine Kardioidcharakteristik, die mit der Frequenz stabil ist,
muß die Gruppenlaufzeit für die tiefpassgefilterte rückwärtige
Schallquelle zur Dipol-Pfadlänge passen, welche durch den
äußeren Abstand von vorderer und hinterer Schallquelle gegeben ist.

Kreative Abweichungen sind natürlich erlaubt, z.B. um bei
tiefen Frequenzen bewusst in Richtung Subkardioid zu gehen und
dadurch Verschiebevolumen zu sparen.

In dieser Richtung gibt es einige Konstruktionen, Abstimmungen und
auch Patente.

Wichtig ist es m.E. , die Dipol Pfadlänge für den gewünschten
Frequenzbereich in dem man "Dipol Anteil (Kardioid)" benötigt,
nicht unnötig klein auszulegen.


Grüße

[lanime]

Gestern musste ich (natürlich) noch etwas an der Abstimmung herumspielen....
das Ergebnis nähert sich langsam meiner Vorstellung von Abstrahlverhalten.
Bis zu sehr gehobener Zimmerlautstärke kann man das Teil auch bis 30Hz
Bass abverlangen, ist zwar nicht Sinn der Sache, aber ich wollte einfach
mal hören was so eine kontrollierte Abstrahlung im unteren Frequenzbereich
bringt.
Subjektive Meinung dazu: Ich glaube jetzt kann ich langsam nachvollziehen
wovon die Dipol-Liebhaber immer so schwärmen....
rabenschwarz und knochentrocken - was anderes fällt mir dazu nicht ein.

Dazu noch zwei unnormierte Sonogramme mit der neuen Abstimmung einmal
mit Gate, einmal ohne, gefällt mir wie wenig Raumeinfluss übrigbleibt.

Da bei mir die Lautsprecher sowieso immer mit ca. 50cm zur seitlichen und
ca. 150cm zur stirnseitigen Wand stehen sollte das keine Probleme
ergeben, würde das aber gerne noch nachmessen - hab nur momentan keine
Idee wie ich das anstellen soll - gibt es vielleicht einen Tipp dazu?

Meine Schallwandbreite ist 24cm und die Ports an den Seitenwänden, aber ist
das Delay nicht primär vom Fließwiderstand abhängig? So zumindest
mein Verständnis (soweit man von Verständnis sprechen kann - sagen wir
lieber "Meinung" dazu)

Grüße Bernd
@krabat: Du bist natürlich selbst an meinen Basteleien und Posts schuld,
denn:

Zitat von krabat
... allerdings würd's mich wundern, wenn auch nur einer in den nächsten jahren mit ergebnissen herauskäme, geschweige mit einem bauplan.
so long

"wollen wir die praktischen möglichkeiten vieleicht voerst ein wenig bedeckt halten?"

Der krabat, ein wahrer Menschenfreund...

JA. sogar ganz bestimmt. nicht dass hier irgendwer irgendwas genialisches auf der pfanne hätte. für den krempel bekommt man nichtmal einen sicheren gebrauchsmusterschutz. die drei für mich wesentlichen gründe hatte ich genannt: davon waren mindestens zwei rein ästhetischer natur. bevor alle welt nachbastelt, und scheitert, vieleicht ohne einsicht, soll das rund gemacht werden. dann wird man sehen, keine sorge.

Hallo Krabat,

ich wollte lediglich sehen, ob bei der
Dipol-Pfadlänge noch etwas zu optimieren
ist ... und hätte auch angeboten das zu tun.

Ich denke lanime kann selbst entscheiden,
ob er diesbezüglich Abmessungen posten
möchte.

Für mich selbst benötige ich die Daten nicht
und kann mich hier auch künftig gerne etwas
zurücknehmen.

Grüße

Hallo lanime,

könntest Du die ungefähren Abmessungen posten,
mit Schallwandabmessungen, Position von Treiber
und seitlichen Ports ?

Grüße Oliver

das muss aber bitte nicht öffentlich sein?! wollen wir die praktischen möglichkeiten vieleicht voerst ein wenig bedeckt halten?

a) es verwirrt die unbedarften
b) es schmerzt, wenn gute ideen von unberufenen nachgebastelt werden
c) oder von kommerziellen zu geld konvertiert werden, das man viel lieber selbst hätte

danke!

...
Winziges 6L-Gehäuse mit verwegener Abstimmung auf 220Hz,
zwei seitliche BR-Kanäle.
...

Hallo lanime,

könntest Du die ungefähren Abmessungen posten,
mit Schallwandabmessungen, Position von Treiber
und seitlichen Ports ?

Grüße Oliver

[lanime]

Motivation bei der ganzen Spielerei:
Gleich laut wie eine geschlossene Kiste, K3 auf normalem Niveau
und genügend MaxPegel bei einem Einsatz so ab 100 Hz:



Hat zwar nicht mehr viel mit dem Threadtitel gemeinsam, erfüllt aber
ganz gut die Anforderungen, mit nach meiner Meinung ein paar Nachteilen
weniger,odr?

Auch das bunte Bildchen könnte man durchgehen lassen:



Grüße lanime

[lanime]

Noch ein anderer (wahnwitziger) Ansatz zum Thema Abstrahlverhalten
im unteren Mittelton:
Winziges 6L-Gehäuse mit verwegener Abstimmung auf 220Hz,
zwei seitliche BR-Kanäle.
Simuliert sich als TIW200 so:


Am lebenden Objekt misst man dann:


Dann füllt man in der Simu die BR-Kanäle mit Basotect und erhält
folgendes Bild:


Im Nahfeld gemessener Output dicht an der Membran und am BR-Port,
jeweils mit und ohne Basotect:


Ist der erste Versuch in diese Richtung, vermutlich noch zuviel von dem
Zeugs in den Br-Ports aber unter Winkeln mit schlampig angepassten MT/HT-Teil misst es sich schonmal so:

Kardioid (Cardioid) Subwoofer- und Mitteltonquellen

...
mit frequenzabhängigem Delay per DSP: 60Hz mit 4,17ms, 82Hz mit 3,05ms, 100 Hz mit

2,5ms:
(EDIT: 0° ist hinten, 180° ist vorn)

Hallo,

wenn die angegebenen Delays so stimmen, dann fällt im von Dir eingestellten
Beispiel Folgendes auf:

-----------------------------------------------------------------

............60Hz / 100Hz........= 0,6
(1 / 4,17ms)/(1 / 2,5ms)..= 0,5995

Schwingungsdauer 60Hz: T = 1/60Hz = 0,0167s = 16,7ms
Schwingungsdauer 100Hz: T = 1/100Hz = 0,0100s = 10,0ms

Phasenwinkel 60Hz: (4,17ms/16,7ms) * 360Grad = 89,89 Grad
Phasenwinkel 100Hz: (2.50ms/10,0ms) * 360Grad = 90,00 Grad

Was sagt uns das ?
Der Konstrukteur hat hier zwischen 60Hz und 100Hz offenbar den
Phasenunterschied zwischen dem Signal der vorderen und
dem Signal der rückwärtigen Schallquelle konstant gehalten,
nicht die Gruppenlaufzeit.

Infolgedessen verschiebt sich die Richtcharakteristik von
100Hz zu 60Hz zunehmend in Richtung "Subkardioid", kommt also
dem Monopol mit sinkender Frequenz graduell näher.

Bezeichnungen in Richtung zunehmender Dipol Komponente:
Monopol > Subkardioid > Kardioid > Superkardioid > Hyperkardioid > Dipol
oder
Monopol > "breite Niere" > "Niere" > "Superniere" > "Hyperniere" > Dipol

http://de.wikipedia.org/wiki/Richtcharakteristik

Die Rückwärtsdämpfung sinkt im o.g. Beispiel von 100Hz nach 60Hz um
ca. 5dB, wenn ich richtig ablese.
Die Richtcharakteristik ist also stark frequenzabhängig. Ob das so gewollt
war, kann ich natürlich nicht wissen: Es kann gewollt sein.

Streng genommen wissen wir ja auch nicht ob am Pegel zw. vorn
und hinten gedreht wurde ...
-------------------------------------------------------------------


Will man eine frequenzunabhängige Kardioid-Richtcharakteristik,
so sagen sowohl die meisten "Theoretiker" als auch meine praktische
Erfahrung, dass die Laufzeit zw. vorderer und rückwärtiger Schallquelle
konstant gehalten werden muss und zwar auf dem Wert der Laufzeit des
Schalls für die effektive Dipol-Pfadlänge*.

Das gilt für Membranen und Schallwände, welche klein gegen die
Wellenlänge sind. Genau das würde ich bei der gezeigten Box
unter 100Hz als gegeben ansehen und Fosti zustimmen.

Für konstantes Delay kann z.B. bei der Resistance Box der
durch Gehäuse und Fließwiderstand gebildete RC-Tiefpass
verwendet werden, der im Durchlassbereich eine einigermaßen
konstante Gruppenlaufzeit aufweist oder bei aktiven Systemen
ein konstant eingestelltes Delay z.B. per DSP.

Die Verhältnisse ändern sich, wenn die vordere Schallquelle beginnt
zu bündeln: Dann wird für die rückwärtige Schallquelle ein passender
Übergang vom Durchlass- in den Sperrbereich verlangt.

_______________________

*Irgendwo habe ich einen Artikel gesehen, der für sehr tiefe
Frequenzen eine leicht ansteigende Dipol-Pfadlänge angenommen
hat: Leider finde ich ihn nicht mehr ...

Ich habe dafür aber weder in anderen Artikeln noch durch eigene
Messungen eine Bestätigung finden können.

Wenn die Richtcharakteristik unterhalb des Bündelungsbereiches
der Teilschallquellen "wegdriftet", dann ist nach meiner Erfahrung
zuerst zu überprüfen, ob die eingestellte Gruppenlaufzeit
wirklich konstant ist, oder ob sich da ein Fehler eingeschlichen
hat. Natürlich müssen auch die Pegelverhältnisse stimmen.


Literatur/Links
________________________________

Bedämpfter U-Frame, Resistance Box

John Kreskovsky:

http://www.musicanddesign.com/u_frame.html

Sigfried Linkwitz:

http://www.linkwitzlab.com/H-U%20woofer2.htm

Betrachtungen zum Nutzen von Kardioid Tieftonquellen und
gerichteten Tieftonquellen in akustisch kleinen Räumen allgemein

TMT 2004 H3: Verbesserung der Modenanregung durch Einsatz von kardioiden Tieftonquellen in Mehrkanalsystemen,
Uwe Kempe, Lampos Ferekidis (15 Seiten)

http://www.vdtshop.de/2004H3

Proceedings of the Institute of Acoustics
Vol.25. Pt.8.2003
THE BENEFICIAL COUPLING OF CARDIOID LOW
FREQUENCY SOURCES TO THE ACOUSTICS OF SMALL
ROOMS
L Ferekidis
http://www.yumpu.com/en/document/vie...rces-to-w-vier

MODAL COUPLING OF DIRECTIONAL SUBWOOFERS IN
RECTANGULAR ROOMS
A Thesis in Acoustics by
Philip Feurtado
The Pennsylvania State University Aug.2013

https://etda.libraries.psu.edu/paper/18841/17442%E2%80%8E

Grüße