Kontrollierte Bündelung durch Dipol und Derivate

[US.]

Hallo,

bezugnehmend auf einige Anfragen zu Konzepten mit Dipolabstrahlung im Mitteltonbereich, möchte ich die Thematik in einem neuen Thread fortsetzen.

Aus meiner Sicht besteht im Dipolkonzept großes Potential, um eine kontrollierte Bündelung zu erzielen.

Erstaunlicherweise werden solche Konzepte wenig konsequent umgesetzt, obwohl die Theorie hierzu sehr gut beschrieben veröffentlicht ist.
www.linkwitzlab.com
Zusammenfassend sind die wichtigsten Aspekte hier erläutert:
http://www.randteam.de/papers_lf/daga_2001-lf.pdf

Warum die Grundlagen hierzu weitgehend unbeachtet bleiben, ist nicht verständlich. Noch immer wird bei Konzepten mit offener Schallwand "ziemlich viel falsch gemacht", um diplomatisch zu bleiben.

Durch geschickte Wahl von gezielter Bedämpfung, Schallwanddimensionen und Art sowie
Positionierung der Bedämpfung, kann das Abstrahlverhalten gezielt beeinflusst und Mischformen aus Dipol und Cardioide realsiert werden.

Betrachtet man die in den Bastelzeitschriften veröffentlichten Konzepte genauer, kann man die Charakteristika von Dipolen gut erkennen. Dies betrifft die typische Frequenzüberhöhung von 4dB bei bestimmten d/Lambda-Verhältnis, der wellige Verlauf bei zu breiten Schallwänden, die untere Grenzfrequenz, den Frequenzabfall mit 6dB/8ve, usw.

Die vertikale Abstrahlung bleibt zudem fast immer unberücksichtigt.

Kommerzielle Produkte, die dem Augenschein (und teilweise Ohrenschein) nach gut umgesetzt sind, werden von Amphion, MEG und Gradient angeboten. An Bauvorschlägen im DIY-Bereich ist mir nichts dergleichen bekannt.
Wie kommts?

Gruß, Uwe

[BN]

Re: Kontrollierte Bündelung durch Dipol und Derivate

Hallo Uwe,

Original geschrieben von US.
Erstaunlicherweise werden solche Konzepte wenig konsequent umgesetzt, obwohl die Theorie hierzu sehr gut beschrieben veröffentlicht ist.

Das Problem ist, daß sich die Theorie eigentlich nur bei den tiefen Frequenzen 1:1 umsetzen läßt. Damit ist es einfach, einen Dipol-Sub zu konstruieren aber ein Dipol für den Mitteltonbereich ist schon ein schwierigeres Unterfangen. Die Dipol-Theorie gilt hier nur noch eingeschränkt. So setzt die Dipol-Theorie Punktstrahler als Schallquellen voraus, was für den Mitteltonbereich schon nicht mehr gilt, weil die Lautsprechermembran zunehmend bündelt. Die Laufzeitverzögerung wird beim Dipol-Sub durch die Gehäusegeometrie z.B. durch einen Kanal festgelegt. Beim Mitteltöner funktioniert das aber nicht so ohne weiteres. Die eingeschlossene Luft in einem Kanal verhält sich bei höheren Frequnezen wie ein Masse-Feder-System, das an der Phase dreht und für eigene Resonanzen sorgt. Um das Dipol-Prinzip auf höhere Frequenzen auszuweiten, müssen verschiedene Probleme gelöst werden. MEG und Amphion haben hier offenbar Lösungen gefunden --- ohne darüber groß zu reden, versteht sich. Ob man als Selbstbauer in begrenzter Zeit ebenfalls zu brauchbaren Lösungen kommt ist halt die Frage.

Ich habe mal ein Dipolgehäuse für den Mitteltonbereich gebaut und etwas mit Dämpfungsmaterial rumprobiert, aber die Ergebnisse waren alles andere als ermutigend so daß ich den Mittelton-Dipol schnell wieder ad acta gelegt habe. Vieleicht hast Du auf Anhieb mehr Glück. Denn die Probleme sind natürlich prinzipiell lösbar sind und die großen MEGs klingen ohne Frage ganz ausgezeichnet.

Grüße
Bernhard

[Mr. Pit]

Ich baue gerade eine neue Testbox. Da habe ich ein Modul für den B200 vorgesehen mit den Abm. 300 x 300 x 520 mm. Ich werde die Rückwand schraubbar machen, so kann ich vielleicht noch ein wenig in diese Richtung mit verschiedener Bedämpfung herumexperementieren.

[We-Ha]

Nur nutzt das auch nicht allzuviel, wenn man seine Versuche nicht mittels Messungen überprüfen kann. Ein Herumstochern im Nebel bringt nichts.

Und ich denke, das ist der eigentliche Knackpunkt bei der DIY-Geschichte.
Es gibt wahrscheinlich nur Wenige, die sich das 'antun' wollen und können.

[Timo]

Hallo,
Ich habe mir die Theorie der Dipole vor ca. einem Jahr aus der Linkwitzseite reingezogen, ich kann nur sagen, SCHWERE KOST.

Halbwegs verstanden hab ich eine Versuchsreihe mit schmalen Schallwänden gemacht, US und AH haben ja zu Anfang da ganz ordentlich mitgemischt. Stichwort Fließwiderstand und Rückseitige-Tube und so, jetzt kommt allerdings das aber....
Ich mußte mal wieder feststellen dass Theorie und Praxis oftmals nicht zusammenkommen. Mir hat das Klangbild der Rückseitig angebrachten Tube überhaupt nicht zugesagt, zu steril. Dann hab ich mit Umlenkplatten an der Rückseite experimentiert dass der rückwärtige Anteil teils umgelenkt wird, mit ebenfalls wenig Klangerfolg.

Ja, was habe ich persönlich festgestellt.
a. Wichtig ist eine schmale Schallwand um auch noch unter 45° einen neutralen Freqeunzgang zu haben, die Bündelung nimmt rapide ab, trotz 8 Zoll BB.
b. wichtig ist eine hohe Schallwand, um f3 möglichst tief zu bringen
c. Wichtig ist die Positionierung auf ca. 1/2 bis 2/3 Höhe der Schallwand, nicht höher. bei mir 90 cm, bei 160 cm Höhe.
d. die Briete der Schallwand darf nicht breiter als 2 mal Durchmesser Lautsprecher sein, also bei mit 280 mm.
e. Der BB sollte das ganze Frequenzsprecktrum übernehmen, also keine zwei oder dreiwege, wichtig ist der Einsatz des gesamten Singspektrums im Dipol also meine Forderung bis min 3kHz.
f. ab 100 bis 120 Hz wird ein leistungsstarker Sub benötigt, in Fullrange funktioniert das nicht.

Gruß Timo

Alles weitere später

Viel Arbeit

Hi Dipolfreunde

Pico hat mit unseren B200 nächtelang in der Folterkammer gesessen und hunderte Messungen gemacht. Soviel Holz wie bei unserem B200 Projekt, haben wir lange nicht mehr verschrottet. Im Ergebniss war unsere derzeitige Konstruktion, ein kontrolliert steigendes Absorbieren der hinteren Schallanteile, die klanglich beste Lösung. Sagen wir es mal so, wenn man nicht über excellente Messmöglichkeiten verfügt und da sind wir ja nicht ganz schlecht positioniert, hat der Selbstbauer überhaupt keine Chance, auch nur halbwegs etwas funktionierendes zu erstellen.
Für unser Projekt gillt, erstmal etwas funktionierendes das Spaß macht. Das wir unsere Vorschläge nicht ad Akta legen und weiter daran arbeiten weiß ja jeder.

[We-Ha]

Original geschrieben von Timo
[ ... ]
c. Wichtig ist die Positionierung auf ca. 1/2 bis 2/3 Höhe der Schallwand, nicht höher. bei mir 90 cm, bei 160 cm Höhe.

Frage:
bezieht sich das tatsächlich auf die 'bemeßene' Schallwand, oder eventuell doch auf die Höhe im Raum ?

[US.]

Hallo,

@Timo:
Hat dir denn der reine Dipol gefallen?

wichtig ist eine hohe Schallwand, um f3 möglichst tief zu bringen

Ich vertrete hier eine völlig andere These. Die untere Grezfrequenz eines Dipols ist limitiert durch Hub und Wirkungsgrad. Berücksichtigt man den Frequenzaball von 6dB/8ve und den individuellen Pegelbedarf, kann man sich leicht ausrechnen, wo die Grenze liegt.
Um eine Hausnummer zu nennen: 350Hz sind mit einem 5"er-Chassis leicht drin. Tiefer zu gehen ist nicht mehr oder weniger unsinnig, als bei einer CB unter 200Hz mit dem 5"er zu trennen.

Bei einer hohen Schallwand verschiebt man die untere Grenzfrequenz nach unten; das ist richtig. Allerdings ist das Abstrahlverhalten gestört. Die vertikale Bündelung sollte eigentlich größer/gleich der Horizontalen sein.
Daher präferiere ich eine Höhe von d/Lambda kleiner 2,5. Noch kleiner wäre besser, allerdings muß der Hochtöner ja noch montiert werden.
Auch damit sind 350Hz kein Problem. Bei einem 5"er in optimierter Schallwand ist der Pegel bei 300Hz gerade mal um 6dB gefallen.
Und bei 350Hz ist der Pegel durch die Trennung ohnehin um 6dB runter.

@We-ha:

Nur nutzt das auch nicht allzuviel, wenn man seine Versuche nicht mittels Messungen überprüfen kann. Ein Herumstochern im Nebel bringt nichts.
Und ich denke, das ist der eigentliche Knackpunkt bei der DIY-Geschichte.
Es gibt wahrscheinlich nur Wenige, die sich das 'antun' wollen und können.

Ein Lautsprecherselbstbauer ohne Meßwerkzeug ist wie ein Schmied ohne Amboß und Hammer. Natürlich impliziert das Verlassen ausgetrener Pfade auch diverse Versuche und Rückschläge. Aber das macht doch den Reiz des Selbstbaus aus.

@Bernhard:
Die MEGs sind einfach konzipiert. Die Schallwand ist so dimensioniert, daß die Dipolwirkung horizontal und vertikal genutzt werden kann und keine unnötigen Welligkeiten im Frequenzgang entstehen.
Der Mitteltöner wird direkt an der Membran nach hinten mit Wolle abgedämpft. Damit lässt sich keine richtige cardioide Abstrahlung erzielen. Es ist eine Mischform; eigentlich ein Dipol, der bei hohen Frequenzen nach hinten abgedämpft wird.
Im Tieftönerkonus ist noch ein Schaumstoff angebracht.

Durch die hohe Trennfrequenz von 550Hz funktioniert das Ganze trotz der an sich bedenklichen Nähe des Tieftönerkonus.

Die Dipoltheorie ist streng genommen unter einem D/Lambda-Verhältnis von 0,5 anzuwenden; Punktstrahler vorausgesetzt.
Bei einer 30cm breiten Schallwand also z.B. unter 570Hz. Darüber werden zunehmend Nebenmaxima ausgebildet.

Berücksichtigt man, daß ein Kolbenstrahler unter ka=1 als Punktstrahler arbeitet, wird der Dipolbereich voll nutzbar, sofern der effektive Membrandurchmesser höchstens doppelt so groß wie die Schallwanddimension ist.

Dies hat auch den Vorteil, daß der Übergang vom reinen Dipol mit Achter-Charakteristik hin zum verengten Abstrahlen ohne Ausbildung von Nebenmaxima stattfindet. Also fließender Übergang in den Bereich der Eigenbündelung des Chassis.

Nun stellt sich noch die Frage, wie man mit dem hinteren Schallanteil umgeht. Cardioid funktioniert. Allerdings ist mir dabei die seitliche Dämpfung zu gering. Ich halte es daher für interessant im unteren Bereich unter D/Lambda=0,5 auf Dipol zu setzen und darüber in eine Hypercardioide überzugehen.

D.h. daß darüber, wo die Überlagerung von rückseitigem mit frontseitigem Schallfeld nachlässt, die rückwärtige Abstrahlung gleich lautsprecherseitig bedämpft wird. Bei tieferen Frequenzen, also dort wo wir einen "richtigen" Achter-Dipol haben, wird das aufgrund der großen Wellenlängen zunehmend schwerer.
Andererseits aber auch unkritischer, da die Information immer weniger zur Lokalisation beiträgt. Zusätzliche stirnseitige Bedämpfung des Raumes hilft. Wenn man es geschickt anstellt, ist sogar Wandeinbau möglich ohne die Dipolwirkung zu gefährden. Man muß nur den seitlichen Auslaß sicherstellen.

Gruß,
Uwe

[We-Ha]

Ein Lautsprecherselbstbauer ohne Meßwerkzeug ist wie ein Schmied ohne Amboß und Hammer.

Das ist sicherlich richtig und nicht von der Hand zu weisen ... ABER:
Wie genau definiert sich den nun ein Lautsprecherselbstbauer ?
Es erscheint ja in diesem Wort der Begriff 'Selbstbauer'. An sich meint man doch nun, das es die Leute sind, die die Kisten selbst zusammenbauen und sich freuen, das sie ihre Kisten einigermaßen furniert bekommen (will niemanden hier irgendwie zu nahe treten!), wo also sollte man die Grenze dazu setzen ?

Da, wo es ans Eingemachte geht ? Also wirklich komplett selber entwickeln ?

Naja, hat ja nun mit dem topic so direkt auch nichts zu tun.

[Timo]

Hallo US,
Konkrete Antwort, ja mir hat der reine Dipol mit dem Beyma sehr gut gefallen.
Ich habe eine extrem hohe Schallwand um f3 niedrig zu bekommen, um diese "SOS" dann als satelitenbox in einem Heimkimosystem einzusetzen, das war mein Entwicklungsziel. Ich möchte ein MONOSUB möglichst klein dazwischen anordnen.
Es ist richtig ich habe einen minus 6dB abfall unterhalb einer gewissen Frequenz die aber durch geeignete Tricks nach unten verschoben werden kann. Ich möchte jetzt nicht nochmal alles hier aufzählen.
(Höhe, Dimensionierung, TSPs und so weiter),

was mir besonders gut gefallen hat war wenn ich die Schallwand sehr dicht an die rückwärtige Wand schiebe, so 20 cm Abstand.
Ich kann mir das nur so erklären, dass leicht verzögert, so 1 ms später eine zweite Wellenfront mit der selben Information kommt und in unserem Gehirn, das dann als Rauminformation wahrgenommen wird.

Jetzt bitte nicht die Diskussion des fehlerfreien LS, das verfolge ich nicht hier, ich möchte mit einem 2.1 System ein 5.1 System ersetzen und eine QuasiRäumliche Abbildung zu bekommen.

Ob das in anderen Räumen nachvollziehbar ist weiß ich nicht, wichtig ist dass es in unmittelbarer Umgebung nur die Rückwärtige Wand da ist und nicht die Seitenwände im Weg sind.

Gruß Timo

[Timo]

Zweites Thema, rückwärtige Bedämpfung,

Warum ich versuche ohne auszukommen, aus zwei Gründen
a. Klanglich hat mir die reine Dipolvariante am Hörplatz besser gefallen, (Raumeindruck), besonders dieser Pseudo Raumeindruck hat schon was von Realität
b. Bei feinen Details wie das Anzupfen der Seiten bei einer Gitarre oder beim Anschlagen eines Klaviers hat die Rückseitig gedämpfte Varainte eindeutig Nachteile.
Ich kann mir das als Maschinenbauer nur so erklären, dass der Membran ein gewisser Widerstand entgegensteht welcher überwunden werden muß, so zB. das hintere Luftvolumen/ Fleißwiderstand.

Ich weiß doch sehr genau dass der Beyma als PA-Chassis konzipiert nicht den neutralsten Klangkarakter hat. Ich benutze dieses Chassis als günstiges Chassis um die Schmale Schallwand theoretisch zu verstehen, was für ein Breitbänder ich dann verwende steht noch in den Sternen.

Deine (an Uwe) Idee ein Zweiwegerich zu verwenden, teile ich nicht, ich möchte aus einem 8 Zoll BBs das gesamte Frequenzspekrum hören, ich denke da gibt es einige BBs die das können, besonders in OB.

Gruß Timo

[Rudolf]

Praktische Grenzen

Eine Dipol-Konstruktion funktioniert nur so lange als Dipol, wie die Chassis die Voraussetzungen der Theorie halbwegs erfüllen. Korblautsprecher tun das praktisch ab ~500 Hz nicht mehr, weil die rückwärtige Abstrahlung gegenüber der frontseitigen immer unsymmetrischer wird. Linkwitz macht das an mehreren Beispielen deutlich.

Erst korblose, nach vorn und hinten offene Bändchen-LS erfüllen wieder die Symmetrievoraussetzung (ab ~2 kHz?). Dazwischen klaffen dann 2 Oktaven Realisierungslücke im wichtigsten Frequenzbereich, solange man keine Fullrange-Planar-LS verwendet (die wiederum die Anforderung der punktförmigen Schallquelle nicht erfüllen).

Die wichtigsten Vorteile eines Dipol-Lautsprechers - Direktivität der Abstrahlung, geringere Anregung von Raummoden - wirken sich akustisch vor allem im Bereich der spezifischen Raummoden aus - in üblichen Räumen also vor allem unterhalb von 200-300 Hz.

Der breitbändige Einsatz von Lautsprechern wie B 200, Sabas usw. in offenen Schallwänden geht damit weitgehend an der Dipoltheorie vorbei. Wer bei diesen Lautsprechern eine Abstrahlung nach hinten oberhalb ~300 Hz anstrebt, erreicht höchstens ein direct-reflecting-System a la Bose (was nicht generell schlecht sein muss).

Insofern war Doppenberg zum Beispiel der Einzige auf der Messe in Gelsenkirchen, der eine sinnvolle Dipol-Monopol-Umsetzung vorzuweisen hatte: Dipolbass bis 250 Hz und darüber Fullrange in minimalem Volumen mit kontrollierter Undichtigkeit nach hinten.

Ansonsten kann es natürlich sehr sinnvoll sein, im Übergangsbereich wie von Uwe vorgeschlagen eine Hypercardioid-Abstrahlung anzustreben - zwecks bruchloser Änderung des Bündelungsmaßes.

Gruß
Rudolf

[jhohm]

Hallo,

ich bin gerade dabei, einige Ideen mit offenen Schallwänden zu verwirklichen....

Eine mittelgroße Schallwand - ca 120 cm x 45 cm - wird mit einem alten Philips-Breitbänder bestückt und dann werde ich mit Dämmmaterial auf der Rückseite experimentieren...speziell auch, um den rückwärtigen Schall NICHT 'ala B*** als indirekte Schallquelle zu verwenden...

Ich werde demnächst darüber berichten, wie sich versichdenartige Dämmung der Rückseite auswirkt ...

Gruß Jörn

[Timo]

Hallo Uwe,
Das ist die Lehrmeinung:
"Ich vertrete hier eine völlig andere These. Die untere Grezfrequenz eines Dipols ist limitiert durch Hub und Wirkungsgrad. Berücksichtigt man den Frequenzaball von 6dB/8ve und den individuellen Pegelbedarf, kann man sich leicht ausrechnen, wo die Grenze liegt."

Wenn man das etwas genauer betrachtet, spielen noch viel mehr Parameter rein die erst eine tiefe Ankopplung an den Sub ermöglichen.
Einen Fließwiederstand ändert genauso f3, wie die Höhe der Schallwand und die Anordnung des Treibers auf der Schallwand.

Wieso kann ich dann nicht versuchen f3 so tief wie möglich zu bringen, um dann einen sauberen Übergang zum Sub zu bekommen.

Es wird meiner Meinung oft zu wenig nachgefragt, was ändert sich wenn...

Also Beispiel, ich habe gemerkt das das ranschieben an die rückwärtige Wand eine halbe Oktave mehr an Tiefgang bringt bei allerdings etwas unsauberem Mittelton. Aber wie gesagt f3 hat sich verringert.

Das sind alles Dinge die in die Berechnung mit eingehen sollten.

Gruß Timo

[Rudolf]

Original geschrieben von Timo
Wieso kann ich dann nicht versuchen f3 so tief wie möglich zu bringen, um dann einen sauberen Übergang zum Sub zu bekommen.

Hallo Timo,
Dir ist aber schon klar, dass deine Versuche dich weiter von einem echten Dipol wegführen?
"Norbert" hat mal sehr schön dargestellt, wie er mit den Abständen zum Boden und zur Rückwand den Frequenzgang seines Ciare 250 in der Schallwand steuert:
http://www.audiodiskussion.de/foren/....php?idx=12438

Du scheinst auf dem besten Weg zu sein, im Rücken der Schallwand TML-Effekte zu nutzen. Ist das beabsichtigt?

Nach meiner Erfahrung solltest Du lieber versuchen, den Breitbänder relativ hoch zu trennen und pro Kanal einen Dipol-Sub drunterzusetzen.

Gruß Rudolf