Reverse engineering: BMS LA102ND

[raphael]

Hallo!

Vor einiger Zeit hatte ich hiermal eine Diskussion bzgl Waveguide für Zylinderwellen angezettelt. Seit dem habe ich Informationsmaterial (vorwiegend theoretischer Art) gesammelt und selbst gerechnet und Gedanken gemacht. Als Vorbild habe ich den BMS LA102ND genommen.
Nun habe ich mal ein paar Zeichnungen für einen Prototypen gemacht:

So sieht das Ding von außen aus, hat absichtlich viel Ähnlichkeit mit dem Original von BMS, selbst den Kühlwinkel habe ich übernommen.


Und hier der Innenaufbau:


Hier ist in der Tat noch nicht soviel zu erkennen. Der Aufbau folgt der Äußeren Form, die man aus Photos und Zeichnungen vom BMS erkennen kann. Laut Beschreibung in einem anderen Forum soll der innere Aufbau dem äußeren folgen. Das kann ich mir irgendwie nicht so richtig vorstellen, trotzdem habe ich das auch mal so gemacht. Zusätzlich habe ich hier noch vor, entsprechende Einsätze zu machen, um unterschiedliche Waveguide-Formen testen zu können. Erstmal habe ich zwei Formen vor:
Einmal parabelförmig konkav nach innen geformt, die sich aus meinen eigenen Berechnungen ergibt und dann noch eine Form, die eher an ein Horn bzw. Trompetenhorn erinnert, die nach einer Formel von Geddes berechnet worden ist.
Es sollte vielleicht noch erwähnt werden, daß ich die leicht konkave Form für sinnvoller halte, weil es soll ja genau das Gegenteil von einem Horn erzeugt werden, während ein Horn meines Wissens nach, ja eine gleichbleibende Ausleuchtung über einen gewissen Bereich erzeugen soll, soll hier ja ganz bewußt möglichst weit in der vertikalen Ebene gebündelt werden. Bei bekannten Studiomonitoren von K+H und anderen wird m.W. auch ein Waveguide eingesetzt der im Prinzip "nur" eine inverse Kalotte mit verrundeten Übergängen zur Schallwand darstellt eingesetzt.
Die Länge des Waveguides beträgt ungefähr 95mm, legt man nun die lambda(fc)/4-Bedingung zugrunde, würde sich daraus eine Grenzfrequenz von 900Hz ergeben, was ganz gut zu den Daten des LA102ND paßt.
Als nächstes bin ich auf der Suche nach zwei geeigneten Treibern, um erst Meßungen unternehmen zu können. Evtl. dachte ich an zwei günstige 25mm-Kalotten, deren Frontplatte abmontiert wird. Mal sehen, was sich so finden wird. Gleich zwei Kompressionstreiber zu nehmen, ist mir für erste Versuche doch ein wenig zu teuer.
Nicht vergessen werden zu erwähnen sollte sein, daß üblicherweise vor das ganze noch ein simples Horn geschraubt wird, um die Abstrahlung in der Horizontalen anzupassen (bei BMS z.Bsp. ein 120°x10° CD-Horn.

Raphael

[20Hertz]

Re: Reverse engineering: BMS LA102ND

Original geschrieben von raphael
Gleich zwei Kompressionstreiber zu nehmen, ist mir für erste Versuche doch ein wenig zu teuer.

Dir ist aber schon klar, daß bei PA-Treibern massiv Antrieb dahinter ist, und Du mit normalen Kalotten kein annähernd ähnliches Verhalten erreichen wirst (werden nach oben hin früh einbrechen).

Also, am besten die billigsten BMS 1"Treiber zum Testen verwenden und hinterher wieder bei eBay verticken. Sooo teuer sind die nun auch wieder nicht.

BTW, wann kommt das Visaton Line-Array, da könnte man richtig viele Chassis an den Hei-Ender bringen.


Grüße
Matthias

[raphael]

Im Prinzip hat Visaton doch schon einen einigermaßen brauchbaren Treiber: MHT12 (evtl. von Frontplatte befreit) und dann 8 Stück davon übereinander und Links und Rechts mit TI100-Phalanx flankieren. Hätte dann auch Ähnlichkeit mit den in dieser Richtung bekannten Geräten z.Bsp. von SLS Audio. Absolut high-endig, zumindestens, was den Preis angeht. Nur für PA wäre das wohl nix, sondern schon wirklich für HomeHiFi.
Bzgl. Treiber: Ja, das mit der Kalotte ist mir klar, daß sie wesentlich weniger Antrieb hat. Mir würde es aber eben auch erstmal um einen ersten vorsichtigen Test gehen. Das Problem bisher bei den Sachen, die ich hier liegen habe ist, daß entweder der Durchmesser zu groß ist, der Waveguide würde dann auf der Sicke aufsetzen, oder man kann die Frontplatte nicht so ohne weiteres demontieren.
Werde aber mal verstärkt Ausschau nach Kompressionstreibern halten.

Raphael

[robroy]

Besorg dir doch einfach ein paar billige CD-Hörner (HTH8.7 o.Ä., müsste auch billiger gehen). Den Hornvorsatz bekommt man mit ein wenig Werkzeugeinsatz schon weg, und die Treiber haben einen ordentlichen Antrieb im Vergleich zu Kalotten...

[MikeMcFluke]

Wenn ich mal kurz meinen Senf dazu abgeben darf:

MHT12 o.ä. ist absolut ungeeignet. Die Membran würde wahrscheinlich reißen (reine Vermutung). In jedem Fall ist aber der erzeugbare Pegel deutlich begrenzt.

Im PA-Bereich haben wir Horntreiber mit Spulendurchmessern von 38mm bis 100mm. Bei 1"-Öffnungen meist 44mm! Das ist in keinster Weise, auch von der Membranfläche der Kalotte im Treiber, mit einer HiFi-Kalotte oder auch dem HTH-Treiber vergleichbar.

Ich stimme da 20Hertz zu. Einfach, gute und preisgünstige Treiber kaufen. Anpassung an das Line-Array-Modul muss dann eben im Versuch erarbeitet werden. Die Schallführung auf den ersten cm ist ja nicht alles, meist bekommt ein derartiger Treiber ja noch weitere "Hörner" vorgesetzt.

Als Treiber würde ich entweder den BMS4538 oder 18Sound ND1060 (oder eben nen kleinen Ferrit) einsetzen. Der BMS ist allerdings auch eher schwach auf der Brust. Der 4550 wäre da schon ne Ecke knackiger...

Den kleinen Bruder, also BMS 4510 ND, habe ich hier. Der war auch schon zerlegt. Den kann man als Vorbild nehmen. Hier sitzt aber auch schon eine 44mm-Membran als Antrieb dahinter...

MIKE

[Ollie]

Re: Reverse engineering: BMS LA102ND (Waveguide)



Es sollte vielleicht noch erwähnt werden, daß ich die leicht konkave Form für sinnvoller halte, weil es soll ja genau das Gegenteil von einem Horn erzeugt werden, während ein Horn meines Wissens nach, ja eine gleichbleibende Ausleuchtung über einen gewissen Bereich erzeugen soll, soll hier ja ganz bewußt möglichst weit in der vertikalen Ebene gebündelt werden.

"weit gebuendelt"? Hmmm, was willst du unss damit sagen? Breites Abstrahlen oder scharfes Buendeln? Klassische Hoerner sollen nicht eine gleichmaessige Ausleuchtung bringen, sondern Impedanzen anpassen. Ein Geddes-WG soll auch nicht gleichmaessig ausleuchten, sondern eine gleichmaessige Buendelung ueber der Frequenz erzeugen. Das ist was anderes (analog zu einer Funktion und ihrer ersten Ableitung).

Zum Testen brauchst du nur einen bestueckten Schlitz, nicht zwei. Wenn dir die Schallschnellenverteilung an einem Schlitz bekannt ist, kannst du den zweiten mit Papier und Bleistift superponieren (beide Schlitze sind ja korreliert). Bei dieser ganzen Schlitzstrahlergeschichte darf man aber eine Sache nicht vergessen: sobald die Schlitzweite vergleichbar oder kleiner lambda ist, bekommt man starke Fraunhoferbeugung. Der Uebergang liegt offenbar genau im betrachteten Einsatzbereich. Du wirst also in der Horizontalen im Wesentlichen Beugungsmuster von deinem Schlitz bekommen (mit ein bisschen Verbiegung, weil keine echte Zylinder- oder ebene Welle durch das "1D-Horn" laeuft, und dieses addiert sich noch je nach Anzahl der uebereinandergestellten Schlitze). (Die Beugung am Mund ist der Grund, weshalb Geddes seine WG mit einer anderen Funktion (welcher?) "flaret", d.h. aufweitet.) In der Vertikalen bekommst du bei einer "zu kurzen" (kleiner unendlich) Line (2 Schlitze) sowieso freudige Patterns, also ist nicht gesagt, dass das Konzept der Weisheit letzter Schluss ist. Was soll's bringen ausser Spass an der Freude?

Wenn du ein 1D-WG oder -Horn anfuettern willst, dann nimm lieber ein (PA-)Baendchen oder ein (PA-)Heil-AMT und mache eine Kontur, die sich in der Horizontalen aufweitet, fertig ist die Laube. Die Linie muss aber lang genug sein, um sich zu lohnen (bringt auch mehr SPL). Falls du es aber wirklich nicht lassen kannst, nimm die PA-Kalotte(n) von Peerless und wirf den Hornvorsatz weg. Notfalls kannst du immer noch ein rundes CD-Horn davorpappen und sie auf e-bay vertickern.

Die Länge des Waveguides beträgt ungefähr 95mm, legt man nun die lambda(fc)/4-Bedingung zugrunde, würde sich daraus eine Grenzfrequenz von 900Hz ergeben

Mundumfang > lambda*4, du Rechenkuenstler, nicht lambda/4!

Es muss (sollte) sein:

effektiver Umfang Ueff = 2*pi*sqrt(Mundflaeche/pi > 4*lambda

Mutige gehen bis lambda*2, aber dann wird die Welligkeit schon sehr stark. Ja nach Hornkontur (die in deinem Fall recht wild wird) musst du aber die Impedanz irgendwie berechenen oder simulieren, um auf eine vernuenftige Trennfrequenz zu kommen.

Dein Schlitz hat geschaetzte 95 x 30mm, also 28.5qcm. Machen Ueff ca. 20cm plus/minus. D.h. du kannst das Ding ueber lambda=5cm bzw. 6kHz den Hasen geben (bei 4 Schlitzen 3k, bei 8 1.5k, bei 16 700Hz). Von der Beugung mal ganz abgesehen.


Cheers,
Ollie

EDIT: doppelte Flaeche macht nur 1.4facher Umfang...

[raphael]

@Ollie, ja Du hast es erfaßt: Das ist ein reines "Fun"-Projekt, ich will einfach nur wissen, in wie weit meine theoretischen Überlegungen mit der Realität übereinstimmen. Wirklich ein PA-Line-Array aufzubauen habe ich erstmal natürlich nciht vor, auch wenns reizvoll wäre.
Bzgl. der lambda-Sache: Du redest von dem Mundumfang, ich habe aber von der Länge des waveguides geredet. Ich glaube, bei Geddes habe ich gelesen, daß für die Länge = lambda/4 gelten muß. Achaj, beim Bündeln, da habe ich mich in der Tat etwas verhauen. Was ich sagen will, ist, daß der Sinn dieses waveguides darin besteht, möglichst wenig Schall nach oben und unten abzustrahlen, damit die Lina-Arraysache funktioniert. Bei halbkugilförmiger abstrahlung gibts sehr starke Interferenzen. Schränkt man die Abstrahlung nach oben und unten bei jedem Hochtöner ein, wird es desto besser, weinger vertikal abgestrahlt wird. Hm, hoffe, so ist besser zu verstehen, was ich sagen will.

@Mike: Hättest Du vielleicht Photos von dem zerlegten Teil?

Raphael

[Ollie]

Ja, ich verstehe, aber nein, da sind ein paar ziemliche Fehler in deinem Gedankengang, das funzt so nicht, und zwar aus vielen Gruenden. Wir reden hier ueber Schall, nicht ueber Licht.

[raphael]

Das ist mir klar, daß wir über schall reden. Deswegen baue ich ja auch keinen Parabolspiegel ein.
Die Sache mit den Kugelstrahlern kann man aus der wellengleichung herleiten. Daher muß man eine Möglichkeit finden, statt Kugel etwas zylinderfömiges machen, daher dieser Waveguide.
Achja, um Mißverständnisse zu vermeiden, auch wenn ich hier mit kugel- und Zylinder hantiere, trotzdem wird diese Abstrahlform nicht über alle frequenzen des Arbeitsbereiches gegeben sein, wenn überhaupt nur bei einigen wenigen. Ist halt nur eine Näherung.
Hm, ansonsten sehe ich gerade nicht, wo ich Fehler gemacht habe.

Raphael