Bündelungsverhalten von FL Hörnern

[ichse1]

Ich denke schon länger darüber nach den B200 in ein FL Horn zu stecken. Mein Ziel ist es den dynamischen, mitreißenden Charakter des B200 noch zu verstärken und eine gleichmäßigere Bündelung ab etwa 150Hz zu erreichen.

Welche Horngeometrie sollte man aber wählen?

1)
Expo bringt einen glatten Frequenzgang schon bei relativ handlichen Hornabmessungen und ist sauber simulierbar. Wie schaut aber das Abstrahlverhalten aus?

2)
Traktrix sollte ein gutes Abstrahlverhalten haben, ist aber nicht gut simulierbar. Soll heißen, ich kenn kein Programm das dass kann.
Kann man sich die Sache folgendermaßen vorstellen?

Tiefe Frequenzen laufen fast bis zum Mund des Hornes. Bis eben die virtuelle Membranfläche gut an die Umgebungsluft angepasst ist und ab dort wird dann eine Kugelwelle abgestrahlt. Höhere Frequenzen laufen halt nicht so weit und dann gehts genau wie vorher weiter.

3)
Constant directivity Hörner
Allein der Name sagt eigentlich alles.
Das HTH 8.7 ist so ein Horn und es scheint ja zu funktionieren. Man sehe sich hierzu die Polardiagramme an.
http://www.visaton.de/deutsch/artikel/art_282_1_7.html

Wenn da statt 2000, 5000 und 10000 ca. 200 usw stehen würde dann wäre das genau das Richtige.


Also helft mir bitte beim Denken bzw. gibt es irgendwo ordentliche Informationen zu dem Thema?
Hörner sind ja nicht soo einfach zu bauen, dass ich da mehrere Versuchsaufbauten machen möchte.

[20Hertz]

Re: Bündelungsverhalten von FL Hörnern

Original geschrieben von ichse1
2)
Traktrix sollte ein gutes Abstrahlverhalten haben, ist aber nicht gut simulierbar. Soll heißen, ich kenn kein Programm das dass kann.

Ich schon.

Ich weiß aber nicht, wie gut AJ-Horn den Mittel- und Hochtonbereich simulieren kann. Für "untenrum" bin ich dagegen ziemlich zuversichtlich.


Grüße
Matthias

[ichse1]

Du bist Dir sicher, dass AJ Traktrix simulieren kann?

[jhohm]

Hi,

AJHorn kann Traktrix NICHT simulieren...
Du hast von konisch bis geometrisch-hyperbolisch alles - es sei denn, geometrisch-hyperbolisch wäre = traktrix... Dann hätte ich mich geirrt.
Gruß Jörn

[johnjay82]

@Ichse1

Du hattest mir doch schon ein Expo-Horn für den B200 berechnet. Probiere das doch mal aus.
Abgesehen davon, kann ich dir leider auch nichts zum Abstrahlverhalten sagen. Ich gehe aber generell davon aus, dass das Abstrahlverhalten proportional zum Öffnungswinkel ist und oberhalb(oder daneben...wie man es halt sieht) müsste der Schalldruck abnehmen. Ist jedoch nur reine Spekulation.

Mein Ziel ist es den dynamischen, mitreißenden Charakter des B200 noch zu verstärken und eine gleichmäßigere Bündelung ab etwa 150Hz zu erreichen.

Den ersten Punkt wirst du damit auf jeden Fall erreichen. Ein direktstrahlender B200 klingt dagegen schon nicht mehr so lebendig.

[Farad]

Was willst du beeinflussen? Die Abstrahlcharakteristik oder den Wirkungsgrad? Oder soll ein ordentlicher Kompromiss rausommen?

Du kennst die Texte von Edgar auch. Im Mittel- und Hochtonbereich klingen Tractrixhörner einfach besser als Expo. Der einzige Nachteil von Tractrixhörnern ist die nicht berechenbare untere Grenzfrequenz und demnach ist es auch nicht möglich den Blindwiderstand perfekt auszugleichen. Macht das was? ich denke nicht.

Es kommt immer auf das Prinzip an! Im Tractrixhorn wird der B200 anders klingen als im Expohorn und anders als direktstrahlend. Ob das Horn jetzt nen Zentimeter länger ist oder nicht, macht letztendlihc genausoviel wie wenn die geschlossene Box nen Liter mehr hat oder nicht. Das ist natürlich jeweils relativ zu sehen.

Jeder Schallstrahler fängt ab einer gewissen Frequenz an zu bündeln. Daran ändert auch ein "gewöhnliches" Horn nichts. Nur unterhalb dieser Frequenz hat das Horn einfluß auf den Strahlungswiderstand, darüber kann es nur noch die Bündelung beeinflußen. Das Chassis bündelt dann aber auch schon direkt darüber sehr stark, ein Breitbänder im Horn ist also vom Bündelungsverhalten her nur ein "fauler" Kompromiss.

Allerdings allemal deutlich besser als direktstrahlend!!

Daher: Tractrix ausprobieren. Die Bündelung wird im unteren Bereich besser und somit ingesamt gleichmäßiger, es kommt durch die Kugelwellenform nicht zum Hornsound.

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Die Vorgehensweise ist folgende: In Johnjays Thread hab ich die Werte angegeben.

Umrechnen der Flächen auf Quadratische Querschnitte. Diese Quadrate im entsprechenden Abstand auf einer Gewindestange (mit Muttern) auffädeln und mit den Muttern und Unterlagscheiben festziehen. Dann aussen mit Drähten bespannen und Pappmachée drübermachen. Mehrere dichte Schichten, evtl noch Holzspanten zwischen den Quadraten einziehen. Dann lackieren.

Jetzt mit Bauschaum abformen und mit Lack tränken. Die Höhen sollten dann weniger absorbiert werden.

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Gesamtkosten: keine 20€, Arbeitsaufwand: drei Mittage.

Wenns nicht klar ist, mach ich mit SolidWorks noch ne Skizze dazu.

gruß, farad

[Farad]

nochwas: CD funktioniert solange der der Treiber klein ist gegen die Wellenlänge (bzw über entsprechende Phaseplugs verfügt). Er muß konstant Energie abgeben. Nur dann kann bei konstanter Bündelung auch n konstanter Frequenzegang rauskommen.

[20Hertz]

Original geschrieben von ichse1
Du bist Dir sicher, dass AJ Traktrix simulieren kann?

Mittlerweile nicht mehr. :-/

Dachte eigentlich, daß Geometrisch = Traktrix ist..


Grüße
Matthias

[hifideliger]

Vielleicht ein helfender/informativer Thread:
http://www.audiodiskussion.de/foren/....php?idx=12339

Gruß, Thomas

[Ollie]

Hi ichse1,


fuer den Heimgebrauch (also nicht PA) ist es Jacke wie Hose. Da wird viel zu viel Terz drum gemacht, welches denn nun die ideale Hornkontur ist, wenn es ums Abstrahlverhalten geht.

1. Expo:
Man kann zeigen, dass die Theorie von Exponentialhoernen Mumpitz ist. Sie funktionieren aber trotzdem - irgendwie.

2. Tractrix:
Mir ist aus der Huefte keine theoretische Abhandlung bekannt, die sich mit dem Abstrahlverhalten eines T-Horns befasst. Ich bezweifle aber sehr stark, dass dies geschlossen-analystisch darstell- und also im voraus berechenbar ist. Es funktioniert aber trotzdem - irgendwie.

3. Contant-Directivity- oder Diffraktionshoerner:
Sind i.d.R. nicht analytisch-geschlossen darstellbar; sie funktioneren aber trotzdem recht gut (auch wenn sie hochgradig empirische Vorgehensweisen voraussetzen bzw. ein 3D-FEM mit viiiel Naeherungen) - also auch "nur" irgendwie.

4. Geddes-Waveguides:
Momentan die einzige geschlossen-analytisch rechenbare Hornkontur. Funktioniert gut, wuerde aber sehr viel besser funktionieren, wenn man gewisse Randbedingungen besser einhalten koennte (speziell Eigenschaften der einfallenden Wellenfront).

5. Weitere Waveguides:
Typischerweise mit Werkzeugen aus der Optik gerechnet (Beugung und Reflexion) mit teilweise interessanten Ansaetzen. Es gibt aber auch "von Hand gerechenete" Versionen, die sehr dem Wunschdenken verhaftet sind. Vorzugsweise in der PA zu finden (Marketing! Waeveguide!), wo man entsprechenden Bedarf an im voraus hinreichend bekanntem Abstrahlverhalten hat.

Es gibt noch ein paar aeltere Exoten wie (Bi)Radial etc., die allesamt nur im PA-Bereich Erfolg hatten - in den 70ern.


Die meisten Hornkonturen dien(t)en bekanntermassen primaer dazu, den Wirkungsgrad zu erhoehen; erst neuere Ansaetze beschaeftigen sich mehr oder weniger erfolgreich mit dem Abstrahlverhalten. Man sollte sich bewusst sein, dass ideale Horntreiber meistens bis immer Druckkammertreiber sind, weil sie nun mal den hoechstens WKG (und geringsten Membranhub; Verzerrungen!) liefern. Gleichzeitig haben kleine Halsoeffnungen speziell in Verbindung mit aufwendigen Phase Plugs (die hier den Namen tatsaechlich verdienen) wie Farad bereits sagte den Vorteil, ueber einen mehr oder weniger grossen Frequenzbereich eine halbwegs definierte Wellenfront in das Horn zu fuettern. (Geddes merkte an, dass seine WG durch auf sie optimierte Treiber gewaltig gewinnen koennten, s.o.).

Bei DK-losen, "direkt-gekoppelten" Treibern, speziell grossen Breitbaendern, ist es IMO Piepegal, welche Hornkontur man benutzt. Der Grund: man wird nur ueber sehr enge Frequenzbereiche eine definierte Wellenfront hinbekommen, weil der Treiber sehr schnell recht gross wird gegen lambda, die Membran aufbricht oder ihre Geometrie (bzw. ihre strukturellen Eigenschaften) beginnt, eine Rolle zu spielen (absichtlich herbeigefuehrte Partialschwingungen bei BB).

Im audiotreff gibt es drei AES-Papers von Geddes zum download. Eines enthaelt Messungen und einen Vergleich von Expo-, CD- und Geddes-Horn. Das Expo-Horn schneidet zwar "schlechter" (Spezifikation!) ab, aber nicht so dramatisch schlechter, als dass sich der Aufwand lohnt, ein CD- oder Geddes-Horn zu basteln.

Man muss sich naemlich auch vor Augen halten, dass die Kantendiffraktion des Horns, also die "Selbstbeugung" am Hornmund, eine grosse Rolle spielt, und zwar umso mehr, je "weniger offen" der Hornmund ist, d.h. je spitzer der Winkel zwischen der Hornkontur und der ebenen Schallwand (der Effekt haengt noch mit der Wellenlaenge zusammen). Die meisten Hoerner werden daher typischerweise mit einem Endstueck abgerundet, um im 0/180-Grad-Winkel in die Schallwand ueberzugehen (auch Geddes muss das machen!). Wenn man dann sieht, dass die meisten Leute aus aesthetischen Gruenden die Schallwand ganz weglassen und das (grosse 150Hz-FL-)Horn einfach auf den Bassteil draufsetzen (was ja auch besser aussieht, siehe z.B. Doppenberg oder wie der heisst), dann muss man sich schon fragen, ob man den Aufwand betreibt, gerade dem B200 einen (freistehenden) Geddes-WG zu schnitzen, welcher garantiert eine Perle vor die Sau geworfen ist. (Mit einem Top-TAD-Treiber saehe das anders aus.) Mit etwas gutem Willen reicht eine Expo- oder Tractrixkontur bestens aus, um auf ein akzeptables, garantiert aber dramatisch gleichmaessigeres Buendelungsmass als ohne Horn hinzubekommen.

Welche Kontur man letztlich waehlt, sollte allenfalls mit einem Auge auf die Impedanzanpassung (speziell untenrum: Welligkeit des FGangs) bzw. auf die zu erwartenden Verzerrungen (Horn) entschieden werden - die Debatte ist bekannt aus Expo- vs. Hypo-BL-Hoernern. Die Bau- bzw. Pruefbarkeit der Kontur ist ein anderer Aspekt, speziell wenn es ein eckiges Horn werden soll (mechanische Eigenschaften)


Cheers,
Ollie