Waveguideberechnung

[Farad]

@BN

ok, die 10° sind also überlegt. Es könnte ja auch sein, dass der Konusteil irgenwie doppelt so lang sein muß wie der WG-Teil, aber wenn du das auch nicht weißt ists egal.

190mm Munddurchmesser scheint mir einiges. Meinst du die Wellenform verändert sich noch so stark? Wenn die Wellenfront stets senkrecht auf den Hornwänden verläuft, wieso muß der Konische Teil (also da wo es sich asymptotisch annähert zum Mund hin) überhaupt sein? Da ändert sich doch an der Wellenform nichtmehr viel.

Könnte man nicht sogar mathematisch sagen, dass die Krümmung mindestens soundsoviel sein muß, sonst kann man den Teil auch weglassen? Mir ist schon klar, dass die Welle dann einfach wieder um das Ding rumgebeugt wird, aber warum rechnet man dann bei Hörnern nur mit lambda=Mundumfang? Was sich ja wohl irgendwie bis heute hält...

gruß, farad

[BN]

Hallo,

die 190mm für den HT-WG sind auch überdimensioniert. Das geht sicher auch kleiner. Auch der Flare kann kleiner sein.

aber warum rechnet man dann bei Hörnern nur mit lambda=Mundumfang

Nun bin ich ja kein Horn-Spezialist, und habe mir auch noch keine Gedanken gemacht, was z.B. bei PA-Hörnern so üblich ist. Im Zwicker-Buch wird allerdings (aus verschiedenen Gründen) häufig mit k * R >= 2 gerechnet
mit:
k: Wellenzahl = 2*Pi*f/c
R: Radius Munddurchmesser

Das läuft auf einen Hornmundumfang >= 2*Wellenlänge hinaus.

Grüße
Bernhard

[eoh]

hi,
die mundöffnung scheint wichtig zu sein, für den fgang auf achse und fürs rundstrahlverhalten. evtl. ist eine kleinere öffnung besser wenn man mehr platz drumherum hat (ich kann morgen mal ein paar scans dazu reinstellen).
ich habe mich auf u.a. auf den geddes-artikel "acoustic waveguides - in practice" bezogen, ein 36x23cm(!) wg liefert dort eine f3 von 1khz.
auch in der "appendix a" von seiner homepage hat er ein wg mit 33cm öffnungs-d, das ab ca. 0,8khz abfällt.
ausserdem ist es besser, den wg etwas überzudimensionieren, damit man mehr spielraum beim trennen hat. wenn man platz hat
stellt sich die frage wie groß die öffnung mindestens sein muss für einen einigermaßen schicken frequenzgang.

greetz
eoh


edit: hier die scans

[Farad]

Vielen Dank, eevilobihoernchen,

es steht jetzt bei dem Scan leider nicht dabei, wie groß die Münder jeweils waren, und auf welche Frequenz das ausgelgt wurde.

Es ging hier wohl auch eher um die saubere Abrundung des Hornmundes als um die tatsächliche größe, oder habe ich das falsch verstanden?

Ich habe es noch nicht gemessen, möchte aber folgende Behauptung aufstellen: Die Akustik verhält sich stetig. Eine Box funktioniert nicht "urplötzlich" nichtmehr, wenn man einen Parameter geringfügig verändert.

Sicher ist es sowohl für Hörner als auch für Waveguides günstiger sowohl Länge als auch Mund groß zu wählen. Aber eine Abweichung vom optimal (wie auch immer das jetzt definiert ist tut eigentlich garnicht viel zur Sache) wird nicht schlagartig das ganze Konzept nichtmehr funktionieren lassen.

Baut man den Waveguide kleiner und verrundet ihn trotzdem an der Öffnung großzügig wird es zu keiner derart gravierenden Kantenbeugung/Interferenz kommen.

Unterhalb der tatsächlich, baulichen Grenzfrequenz wird das Waveguide nicht schlagartig kugelförmig abstrahlen, sondern eben etwas mehr aufweiten oder es wird zu kleinen Nebenkeulen kommen. Wie schlimm sich diese dann im Hörraum tatsächlich auswirken ist wieder eine andere Frage. Eine solche Messung sieht natürlich erstmal sehr beeindrucken aus.

Desweiteren sollte man nicht vergessen, dass man die Sache ja auch irgenwie trennen muß. Baue ich mir jetzt den perfekten Waveguide, der die Bündelung perfekt einhält und bis zur unteren Grenzfrequenz hält und ist das Ding dann nen Meter groß, bringt es mir auch nichts. Ich muß ja irgenwo auch an einen Mitteltöner oder einen Bass oder was auch immer ankoppeln. Und zwar möglichst innerhalb der halben Wellenlänge bei der Trennfrequenz. Sonst handle ich mir dadurch wieder böse Interferenzen ein, die auch die erste Wellenfront vermurksen.

Ich will mal behaupten, dass sich die Hersteller professioneller Studiomonitore schon etwas dabei gedacht haben, als sie ihre WGs verbaut haben. Auch die DS4 von Visaton war mit einem Kugelwellenhorn ausgesatattet, das funktioniert hat, obwohl sein Umfang bestimmt nicht die doppelte Wellenlänge der unteren Grenzfrequenz betrug.

Es bleibt letztendlich auch beim Einsatz von Waveguides eine Gratwanderung zwischen dem Optimalen, dem Sinnvollen und dem Möglichen.

Wenn es die Zeit zulässt werde ich den oben beschriebenen Waveguide als Positiv drechseln und dann mit Beton abformen. Wenn man das Spachtelt wird es sehr schön und man kann mit einem Winkelschleifer auch schön verrunden. (klingt jetzt nach pfusch, funktioniert aber. Naßschleifpapier gibts ja auch noch)

Wie ist das "Flare" auszuführen? Wie groß muß der Radius sein? Ist ein Übergang in eine Schallwand nicht eigenltich noch besser?

gruß, farad

[harry_m]

Die Frage mit dem Übergang in die Schallwand habe ich mir auch schon gestellt: denn so ein "Rohr" in der Schallwand würde wieder Reflektionen erzeugen. Daher auch die im anderen Thread gepostete Zeichung.

[eoh]

moin farad,
so ich hab nochmal geguckt, der waveguide zu den pics ist (halt dich fest) 100cm lang und 100cm im radius.
wie groß jetzt die fläche um die mundöffnung genau ist steht nicht im text. aber etwa 1/10 des radius (oder wars der durchmesser?) sollte schon ordentliche ergebnisse bringen.
der übergang sollte natürlich so soft wie möglich erfolgen, am besten in die schallwand integriert. in der praxis denke ich geht das schon in ordnung wenn man 2 benachbarte wgs in einander überlaufen lässt, obwohl gerade hier schaumstoffstreifen sinn machen würden. kann ich mir nur gerade nicht vorstellen, wie das optisch nett aussehen könnte.

gute ergebnisse soll angeblich auch schaumstoff (foam 30ppi) in der mundöffnung bringen: (nach unten scrollen)
http://www.audioasylum.com/scripts/t.pl?f=hug&m=80504
bzw. man kann auch das wg komplett damit füllen, wenn sehr porös.
...und jetzt habe ich gerade auf der hp entdeckt, was der meister himself so wastelt, b&c 15"+1" (de25??) wg für den 1" ist etwa 8" lang.
http://www.gedlee.com/new_loudspeaker.htm

n8
eoh

edit:
das hatte ich übersehen:

Ich will mal behaupten, dass sich die Hersteller professioneller Studiomonitore schon etwas dabei gedacht haben, als sie ihre WGs verbaut haben.

dazu ein zitat aus dem hifi-forum:
"...hat übrigens jemand, der die Gelegenheit hatte, die Waveguides der [klein+hummel] O500C mit entsprechendem Instrumentarium auszumessen, gepostet, die WAveguides wären mitnichten ausgefuchste, penibel auf die Chassis individuell berechnete Dinge, es handele sich um "schlichte invertierte Kalotten"

[Farad]

@eevilobihoernchen

Na, wäre ja auch zu schön gewesen, wenn man mit den paar Zentiemetern Schall wirklich so schön hätte lenken können wie man es mit der einfachen Formel berechnen kann.

Ein solches Monstrum mit meterlangen Abmessungen funktioniert erwartungesgemäß ausgesprochen gut.

Meinst du man braucht eher einen schmalen Schallwandring oder besser einen Radius, der um den Hornmund umläuft?

Bei Avantgarde-Acoustic und auch beim "Meister himself" sieht man nirgends eine scharfe Kante.

Der Teil der nicht vollständig gelenkt wird soll sich wenigstens so diffus wie möglich streuen. Das leuchtet ein.

Dass K+H keine ausgefuchsten Waveguides benützt ist jetzt ein wenig eine ambivalente Geschichte. Einerseits zeigt es, wie einfach es ist, sich was dickes ins Prospekt zu schreiben und "Entwicklungskosten" wieder reinzubekommen, andererseits scheinen die Teile ja doch irgenwie zu klingen!
(wenn das stimmt! Ich will hier nix verbreiten, was ich nicht weiß!)

Komme ich schon wieder zum Schluß: Alles halb so wild? Ich denke schon. Die einfachen Kugelwellenhörner die ich letztens gebaut habe funktionieren ganz prima, obwohl sie eigentlich auch zu klein sind. Wenn ich mir die Waveguidefunktionen angucke möchte ich behaupten, dass es sehr schwierig wird herauszuhören, ob das jetzt ein einfacher Konus mit großzügigen Radien an Hals und Mund ist, oder ein perfekter Waveguide.

Es sieht fast danach aus, dass sich die ganze Geschichte eben leider wieder nur nach Lehrbuch verhält, wenn man kompromisslos baut. (Siehe deine Grafiken!)

Wiedermal behaupte ich, dass es NUR darauf ankommt die Grundzüge des Konzeptes einzuhalten.
- Man braucht eine Art soften/slowly öffnenden Hornhals der schnell mit starker Krümmung in einen
- konischen Hornverlauf mit
- großzügigem Abschlußradius übergeht.

Wer probiert es aus?

farad

[PeterG]

Hi Farad,

Keine scharfe Kante? ich glaube das ist wichtig! Bei meinen ersten Überlegungen zu Hörnchen habe ich mich ein wenig an Blasinstrumenten orientiert.
Ne Tuba hat eigendlich auch nen viel zu kleinen Mund, ist aber dafür richtig lang!

Hast Du nicht irgendwo ein Akustikbuch, bzw. E-Technik ? Da gibt es bestimmt ein Kapitel über Horn und Diff-Gleichung dazu... ich fand das sehr informativ.

MfG
Peter

[eoh]

hi,
also die optimale form des übergangs mundöffnung/schallwand sollte nicht kantig und nicht konisch sein - ansonsten kann man es wohl nicht eindeutig mathematisch beschreiben, da ist bauchgefühl gefragt.

mit der o500c, die soll nun wirklich top sein, allerdings ist die auch schon ein paar jahre alt und da hat sich einiges getan. guck dir z.b. mal die 18sound hörner an, sehr interessant.
besser als die b&c hörner!

dein ansatz scheint mir auch einen versuch wert, ich würde 90° halsöffnung und 180° mundöffnung vorschlagen, länge ist egal, aber konische teilstücke bringen stehende wellen. evtl. das gerade stück ganz weglassen.
in den nächsten wochen habe ich mir vorgenommen, einiges probezuwasteln, inkl. phaseplug.

was meinst du mit "schmalen schallwandring"?

greetz
eoh

[Farad]

@eevilobihoernchen

Mundöffnung/Schallwand würde ich jetzt wirklich auch mit 180° "aufgehen" lassen und dann die restliche Kante nach "hinten" großzügig verrunden.

Mit "schmalen Schallwandring" meinte ich, ob das Horn nur als solches frei im Raum stehen soll und einfach der Übegang von Horninnenseite zur Aussenmantelfläche verrundet sein soll, oder ob das Horn richtig in eine Schallwand münden soll, die dann noch einige Zentimeter weiter geht.

konische teilstücke bringen stehende wellen.

Na die Waveguidefunktion sieht mir sehr nach konischem Teil aus. Oder meinst du zylindrischen Teil?

Was würde denn passieren, wenn man den Waveguideeingang einfach kleiner macht? Also sich nicht um das "a" von Geddes schert sondern das Waveguide einfach solange nach innen forsetzt, bis man am Chassis mündet.

Also bestimmt muß der Waveguide selbst mit einer entsprechenden Wellenfront geladen werden, sicher, aber wäre das nicht einfach ein Waveguide mit höherer oberer Grenzfrequenz, dafür insgesamt eben relativ zur uGf dann wieder größer? Verstehst du was ich meine?

Wenn ich jetzt a als Radius der G20SC und somit als Halseingang festsetze dann komme ich bei einem Abstrahlwinkel von 50°(Radiusbezogen) auf eine fc von 2250Hz. Das ist zwar schon recht hoch, aber wenn ich den Waveguide dafür trotzdem so lange mache, dass er am Mund mindestens 3xLamda(fc) Umfang hat, dann sollte sich doch insgesamt ein schöneres Bild (oder wenigstens ein gleich gutes!) ergeben, wie wenn ich jetzt ein 100Hz Waveguide für den G20SC bastle, nur 1xLambda als Umfang nehme und obendrein noch ein gewaltig langes konisches Anfangsstück brauche, dass laut Geddes ja irgendwie doch Pfusch ist.

Halsradius = Treiberradius um jeden Preis?

Ich glaube schon! Wenn man den Mund noch großzügig verrundet macht man wenig falsch. Wir sind auf dem richtigen Weg...

Geddes schreibt, dass man hohe Fertigungsqualität und CAD/CAM-Technologie braucht, um seine Ömmel zu fertigen. Das glaub ich ihm noch nicht so ganz. Ob es tatsächlcih auf nen Millimeter ankommt? Ob das zu hören ist? Wie gesagt, ich glaube nicht an das diskrete "plötzlich funktionierts nichtmehr". Ich glaube: Drechseln geht.

Hast du den Quellen über Phaseplugs? Die interessieren mich für meine Kugelwellenhörner, weil ich einen zu frühen Mittenabfall habe. Obwohl ich keine Druckkammer habe, sind die Laufzeitunterschiede innerhalb des Hornes natürlich trotzdem da.

Welche Auswirkungen haben denn geschoßartige (Bulletform) oder kegelartige? Weißt du da was? Wie würdest du einen solchen Phaseplug der in erster Linie der Mitteltonerweiterung dient designen?

@PeterG
ach, mit Differentialgleichungen kenne ich mich nicht aus. Auch im Geddesartikel stehen ja einige mathematischen Herleitungen. Sooo scharf auf Mathe bin ich dann auch nicht. Wenn man das fertigen kann und es funktioniert reicht mir das.

gruß, farad

[eoh]

moin,
mh das mit den reflektierenden teilstücken hab ich evlt. falsch übersetzt, du hast recht sonst macht das ja keinen sinn. ich meine es war auch eher auf die abrupten übergänge bei cd-hörnern bezogen...
wobei die veröffentlichten texte von EG überschaubar sind:
3 jaes texte (als word-datei) kursieren derzeit, glaub BN hat die im audiotreff eingestellt. dann das "apendix a" von der homepage. tja und wenn du interesse an dem wg-kapital aus seinem buch hast -> pn
in dem text von 1989 steht neben der berechnungs-formel auch eine skizze, was man bei dem problem des zu großen halses machen soll: linear verlängern ("conical horn"). diese verlängerung muss kein pfusch sein, es kann nachteilig sein, muss aber nicht.
auf jeden fall ist es von der mathematischen seite sicherer wenn du kein 100hz wg nimmst mit einer riesen verlängerung. auch wirst du dir dann eine höhere welligkeit einfangen, wahrscheinlich auch zu höheren frequenzen hin.

ich sehe mal nach ob ich morgen den jaes-artikel auftreiben kann, indem er auf die mundöffnung eingeht.

ob ein freistehendes horn besser ist als eins in der schallwand weiss ich jetzt auch nicht direkt (wenn beide einen gewissen rand haben).

das man eine derart hohe fertigungsqualität braucht glaube ich auch nicht, drechseln reicht bestimmt - ich wäre froh wenn ich zu sowas überhaupt gelegenheit hätte, und frage mich ständig wie ich auch ohne drehbank und viel asche zu einer reproduzierbaren form komme

phaseplugs sind auch ein sehr interessantes thema, ich denke die sollte man auch unbedingt ins design des wg einbeziehen. leider bin ich auch auf der suche nach guten quellen. dafür habe ich schon viele ideen für eine umsetzung: für ht-hörner bieten sich z.b. pinselenden an (die seite mit ohne borsten )

greetz
eoh

[harry_m]

Von Farad berechnetes Waveguide Profil



Hallo Farad,

genau das meinte ich auch. Ich glaube, von Dir kam mal ein Link, wo es darum ging, dass die "Leerräume" zwischen der Membran und dem Horn als schädlich entlarvt wurden.

Das ist unter Anderem auch der Grund, warum ich immer wieder auf den G20SC komme: er hat kein Gitter, die Frontplatte lässt sich abbauen, der Preis stimmt usw. (Sprich: nur Vorteile!!!)

Wenn er bei 4(5)kHz getrennt wird, dürfte es auch von der Belastbarket her keine Probleme geben.

Sollte es doch nicht der Fall sein: so frech, wie ich bin, würde ich mal den DSM25FFL mal in Betracht ziehen: Titankalotte, in ein Waveguide von 25mm Durchmesser spielend, bei den besagten 4-5kHz getrennt, Frontplatte abgebaut: ich wüsste nicht, warum es nicht funktionieren sollte.

Der KE25 ist für mich in zweierlei Hinsicht eine Verschwendung: erstens, weil seine Qualitäten bei 4-5kHz Trennung erst gar nicht zur Geltung kommen (somit wäre es eine reine Geldverschwendung) und zweitens kann er wegen seinem Gitter in einem Waveguide/Horn gar nicht richtig eingesetzt werden.

@walwal:

sorry, ich habe diesen Thread dafür missbraucht, über die Waveguide-Geschichte weiter zu diskutieren. Allerdings: was spricht eigentlich dagegen?!

Grüße
Harry

[BN]

Hallo,

Original geschrieben von harry_m
Der KE25 ist für mich in zweierlei Hinsicht eine Verschwendung: erstens, weil seine Qualitäten bei 4-5kHz Trennung erst gar nicht zur Geltung kommen (somit wäre es eine reine Geldverschwendung) und zweitens kann er wegen seinem Gitter in einem Waveguide/Horn gar nicht richtig eingesetzt werden.

Das Gitter der KE läßt sich relativ einfach demontieren und auch wieder montieren. Für die G20 gibt es aber auch Argumente (vom Preis abgesehen): vor allem die kleinere Membran. Damit läßt sich ein Phaseplug voraussichtlich vermeiden.

Grüße

Bernhard

[bandini]

Wenn ichs doch nur wüsste

Hallo

Darf ich mal ganz naiv dazwischenfragen?
Was bewirkt ein Waveguide im besonderen?
Oder ist das nur eine andere Bezeichnung für ein speziell geformtes Horn?
Und warum ist eures rund?
Meist sind doch hörner oval (na fast) oder (recht)eckig.
Wäre echt nett,wenn mir das mal einer erklären könnte.
Danke!

[harry_m]

Waveguide sorgt für gerichtete Abstrahlung. Oder man kann auch sagen erhöht das Bündelungsmaß.

In unserem Fall geht es darum, dass z.B. ein AL130 bei 4-5kHz zu bündeln beginnt. Wird er dann mit einer Hochtonkalotte gekoppelt, so strahlt diese oberhalb der Übernahmefrequenz wieder breit ab. Dieser Schall spiegelt sich an den umliegenden Gegenständen und Wänden und gelangt doch noch an unsere Ohren. Dadurch wird die Ortbarkeit verschlechtert.

So in etwa...