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Earl Geddes: Audiotransducers

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  • UweG
    Registrierter Benutzer
    • 29.07.2003
    • 5653

    Earl Geddes: Audiotransducers

    Seit einer knappen Woche bin ich nun im Besitz des obigen Buches und habe schon einige Stunden damit zugebracht. Im Moment kann ich trotzdem nicht mehr als ein paar erste Eindrücke wiedergeben, aber das wollte ich wenigstens mal tun.

    Der Anspruch des Buchs ist ganz klar der einer wissenschaftlichen Abhandlung, wer praktische Hinweise zum Boxenbau sucht ist völlig falsch. Das Buch beginnt mit einem Kapitel über die verwendete Mathematik und das ist, zumindest für mich, durchaus nicht überflüssig. Manchmal musste / muss ich sogar noch andere Quellen bemühen um halbwegs zu verstehen, was er da eigentlich schreibt. Der Unterschied zwischen "Oblate Spheroidal Coordinate System" und "Prolate Spheroidal Coordinate System" war mir trotz Abitur und Ingenieurstudium bisher nicht wirklich geläufig.

    Neben Kapiteln die im Moment gerade nicht so in meinem Interesse stehen, wie z. B. eines über Antriebe von Lautsprechern oder eines von Lidia Lee über Psychoakustik (das lese ich aber auch irgendwann noch!) gibt es natürlich auch viel Stoff zum Thema Abstrahlung.

    Auch wenn ich noch sehr weit davon entfernt bin, eine solche Berechnung durchführen zu können, glaube ich inzwischen etwa verstanden zu haben, wie er Abstrahlverhalten für Waveguides berechnet.
    Ausgehend von der allgemeinen Wellengleichung stellt er fest, dass für diese nur für bestimmte Randbedingungen in bestimmten Koordinatensystemen eine geschlossene Lösung existiert. Von den existierenden Lösungen sind dann noch etliche für die Lautsprechersimulation nicht zu gebrauchen, weil sie Fälle betreffen, die für die Lautsprecherabstrahlung unrealistisch sind (Welle im zylindrischen Rohr, Welle zwischen Platten, ...). Gerade in ziemlich ungewöhnlichen Koordinatensystemen, wie die o.g. spheroidal-Dinger gibt es aber Abstrahlung in einen sich öffenenden Raum und das ist grundsätzlich brauchbar.
    Im Unterschied zu Webster (Das ist der mit der Horngleichung auf der fast alle heutigen Hornsimus basieren) berücksichtigt er nicht nur die erste Mode der Welle, sondern auch höhere. Unter „Mode“ einer Welle hat man ein bestimmtes Wellenprofil zu verstehen, dass irgendwelchen „Hankel-Funktionen“ x-ter Ordnung entspricht – da endet mein Verständnis im Moment noch ziemlich früh. Resultat ist aber, dass er, wenn er das Geschwindigkeitsprfil am Hals approximiert und bei der kompletten Berechnung alle Moden mitführt, man eben auch am Mund etwas über das Geschwindigkeitsprofil sagen kann.
    Waveguides, die nicht gerade einer von der zentralen Koordinate unabhängigen Randgeometrie folgen (also alle praktisch realisierbaren) schlägt er vor, stückweise zu berechnen, wobei die Wellenprofile bei jedem Übergang umzurechnen sind (wie habe ich noch nicht verstanden).
    Ein wenig hatte ich gehofft, darin ein ähnliches Rechenverfahren zu finden, wie es Boxsim und auch die Excel-Sheets von .. hab ich vergessen ... auch für die Schallwandberechnung verwenden, das ist aber definitiv nicht der Fall. Geddes ist viel viel wissenschaftlicher und viel mehr an geschlossenen Lösungen interessiert und eben auch viel näher an der realen Wellengleichung.

    Das Buch wird mich wohl noch eine Weile beschäftigen, dann werde ich es entnervt weglegen und ein paar Jahre später wieder hervorkramen und irgendwann hoffe ich verstanden zu haben, wie man es denn nun macht – mit den Waveguides.

    Hat jemand von euch „Audio Transducers“ mal gelesen?
    Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.
  • BN
    BN
    Registrierter Benutzer
    • 03.01.2003
    • 982

    #2
    Hallo Uwe,

    Audio Trancducers habe ich mir vor 1-2 Jahren (beim Autor) gekauft. Mein Eindruck ist ähnlich: sehr mathematisch und exakt aber alles andere als ein Boxenbaubuch. Zumindest was Waveguides angeht, sind die Hinweise zur Konstruktion in den JAES-Artikeln noch konkreter. Was das Buch angeht, bin ich auch weit davon entfernt alles verstanden zu haben. Mein Ziel ist aber auch eher zwei funktionierender Waveguide (für Mittelton und Hochton) zu bauen als ein Studienabschluß in Elektroakustik.

    Ansonsten ist das Buch sehr interessant, weil es die Lautsprechertechnik aus moderner Sicht darstellt. Insofern hat die "Mathematik-Lastigkeit" schon seinen Sinn, weil es heute mehr denn früher möglich ist, auch extrem komplizierte Vorgänge mit dem PC zu simulieren. Und dafür sind exakte Gleichungen die Voraussetzung. Z.B. das Elektroakustik Buch von Zwicker hat da noch eine etwas andere Zielsetzung: da wird sehr häufig mit Näherungen gerechnet, weil zur Enstehungszeit des Zwicker-Buchs der Ingenieur noch mit dem Rechenschieber unterwegs war und PC-gestützte Berechnungen, wie sie heute möglich sind, undenkbar waren.

    Grüße
    Bernhard

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    • capslock
      Registrierter Benutzer
      • 16.05.2003
      • 319

      #3
      Naja, bei dem Titel geht es ja explizit um Treiber, warum sollte also was zum Boxenbau drinstehen?


      Da ich gerade die Anschaffung kontempliere (auch ein schönes Wort, nicht?):

      Steht viel zum Thema Antriebe drin, nicht nur die üblichen 10 Seiten zu Über-/Unterhang, Unterschneidung, Verlängerung und Kurzschlußringe sind gut, aber kompliziert?

      Speziell interessiert mich eine Diskussion der Optimierung der Polgeometrie und Anordnung von Kurzschlußringen oder gar Kompensationsspulen.

      Auch ein paar Worte zu Linearität von Spinnen und Sicken wäre von Interesse.

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      • BN
        BN
        Registrierter Benutzer
        • 03.01.2003
        • 982

        #4
        Original geschrieben von capslock
        Naja, bei dem Titel geht es ja explizit um Treiber, warum sollte also was zum Boxenbau drinstehen?
        Naja, ganz genau betrachtet bedeutet "Transducer" soviel wie Übertrager oder Wandler. Das Thema ist also schon weiter gefaßt und beschäftigt sich generell mit der Umwandlung von elektrischer Enerigie in Schallwellen und umgekehrt. Insofern werden auch Mikrofone (kurz) behandelt.

        Über Antriebe steht IMHO auf weniger Seiten mehr als in anderen Büchern drin. Aber ob man damit schon den optimalen Antrieb entwerfen kann? --- Wohl kaum.

        Anbei mal die kapitelüberschriften: Basic Techniques - Transducer Mechanisms - Acoustics - Simple Radiation - Enclosures - Waveguides - Crossovers - Room Acoustics - Transducer Arrays - Distortion - Microphones - Measurements - Psychoacoustics.

        Da ist also schon ein größerer Teil der Elektroakustik abgedeckt.

        Grüße
        Bernhard

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        • Nuggets
          Registrierter Benutzer
          • 12.04.2001
          • 571

          #5
          Hier wurde das Buch von Zwicker angesprochen, an dem ich momentan gerade lese. Ich muss zugeben, dass es nicht gerade leicht ist, aber dafür kann man damit was anfangen. Speziell, wenn man sich Gedanken über die grundlegenden Wandlerprinzipien macht. So kommt es z.B., dass ein infinitesimal kleines faden-/linienförmiges Volumenstück betrachtet wird, das mich an den Lichtbogen eines Ionen-HTs erinnert. Auch die weitere Schallausbreitung samt ihrem Pegel in der Entfernung wird für jedes Modell diskutiert.
          Das finde ich ganz wertvoll und stellt für mich die Grundlagen dar.
          Leider habe ich Geddes noch nicht gelesen (wird noch kommen), und muss sagen, dass mir bisher noch kein Buch untergekommen ist, das die elektroakustischen Aspekte so grundlegend und mathematisch betrachtet. Dass man dafür nicht nur komplexe Zahle beherrschen können sollte, ist auch klar.
          Vor zwei Jahren kaufte ich mir den Dickason und war mächtig enttäuscht. Mehr oder minder das, was in Zwickers Buch steht, hätte ich mir von Dickason erwartet.
          Insgesamt wird Zwicker (wahrscheinich auch Geddes) für den Chassis und überhaupt neue Konzepte entwerfenden Ingenieur von sehr großer Bedeutung sein.
          Frage:
          Besteht der Unterschied zwischen Geddes und Zwicker nur in er mathematischen Genauigkeit/Modellierung, oder gibts da noch schwerpunktmäßige Differenzen, einmal abgesehen von den Waveguides?
          Visaton Vox 253 an Rotel RC und RB 990 (DAC: DIY PCM1794)
          Visaton DL18/2 & Sub T-40 an Teac A-H01 und Hypex DS4.0
          Stax SR Lambda Pro an SRM-T1 und ED-1

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          • Ollie
            Registrierter Benutzer
            • 26.11.2002
            • 563

            #6
            @ capslock

            Vergisses. Er macht ein bisschen Prinzipielles, malt die Transfermatrizen auf (tauchen bei der Gehaueseabstimmung wieder auf), fertig. Kennst du ein gutes Buch zum Thema Treiberbau?

            Cheers,
            Ollie
            The patent was abandoned when it was discovered that the problem it fixed was inexistent.

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            • UweG
              Registrierter Benutzer
              • 29.07.2003
              • 5653

              #7
              @Nuggets: Ich kenne den Zwicker leider nicht, vermute aber mal, dass das das wesentlich umfangreichere Werk ist. "Viel Buch" ist der Geddes nicht gerade. Der Dickason, von dem ich übrigens auch etwas enttäuscht war, ist wesentlich dicker. Beim Dickason war aber einfach meine Erwartung falsch. Dickason ist für Praktiker, Geddes (und Zwicker?) für Theoretiker.
              Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

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              • BN
                BN
                Registrierter Benutzer
                • 03.01.2003
                • 982

                #8
                Zwicker ist, wie schon von Uwe vermutet, umfangreicher (+80 Seiten), zudem halte ich Zwicker für didaktisch besser aufbereitet und leichter verständlich. Darüberhinaus werden die Themen gleichgewichtiger behandelt während bei Geddes die Waveguides und alles was damit zusammenhängt einen breiten Raum einnimmt und der Rest eher kurz abgehandelt wird.

                Ein Nachteil des Zwickers ist, daß er teilweise etwas "angestaubt" wirkt. Die aktuelle 3.Auflage ist bereits vor 12 Jahren erschienen, so daß die wichtigen Entwicklungen der letzten Jahre fehlen: z.B. die ganze Digitaltechnik im Audiobereich fehlt fast völlig (Mehrkanaltechnik, Kompressionsverfahren (MP3), DSP basierte Frequenzweichen usw.) sowie natürlich auch die Waveguides. Wenn das Zwicker-Buch auf dem aktuellen Stand wäre, bräuchte man voraussichtlich so schnell kein weiteres Elektoakustikbuch mehr. Leider ist Prof. Zwicker früh verstorben und der Co-Autor hat bislang nur relativ geringe Anpassungen vorgenommen.

                Vielleicht gibt es ja eines Tages doch noch eine 4.Auflage.

                Grüße
                Bernhard

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                • raphael
                  Registrierter Benutzer
                  • 10.05.2001
                  • 3490

                  #9
                  Was bitte hat MP3 in einem Buch über Elektroakustik zu suchen? Da muß man ein Buch über Entwertung lesen.
                  Zwicker und Geddes sind beide lesenswert. Besser als Dickason, HH und K+T usw.
                  Lieber mal das Geld in diese Bücher und ein gutes Mathematikbuch investieren anstatt in einen Haufen billige Chassis. Und danach dann ein paar schöne Chassis kaufen und wissen, was man da eigentlich baut. Zumindestens mir geht das so, wenn ich zuerst die Theorie verstanden habe, dann weiß ich auch was ich tue, anstatt im Dunklen zu stochern.

                  Gruß,

                  Raphael
                  There are 10 types of people: Those that understand Binary and those that don't.

                  T+A SACD 1245R, Sony DVP-NS305, AppleTV (2G), Marantz SR5200,
                  2x Pass Aleph-X 70W (DIY)
                  LS mit Visaton:
                  RiPol (2xTIW400)
                  Nothung (2x W170S+CD-Horn, vollaktiver Lautsprecher)
                  Troll (W100S+KTN25F Koaxlautsprecher)

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                  • UweG
                    Registrierter Benutzer
                    • 29.07.2003
                    • 5653

                    #10
                    Leichter verständlich als Geddes ist jedes andere Lautsprecherbuch, das ich bisher in der Hand hielt. Dickason und D'Appolito ist dagegen Entspannungslektüre.
                    Geddes führt seine Waveguide-Berechnungen nicht mal an einem Beispiel vor, weil das "viel zu viel Platz braucht". Ich kenne halt sonst keinen, der sich so intensiv mit Waveguides beschäftigt hat.
                    Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

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                    • BN
                      BN
                      Registrierter Benutzer
                      • 03.01.2003
                      • 982

                      #11
                      Original geschrieben von raphael
                      Was bitte hat MP3 in einem Buch über Elektroakustik zu suchen? :
                      Das hat sogar sehr viel miteinander zu tun: es interessiert ja nicht nur, was aus dem Lautsprecher herauskommt, sondern auch was in das Gehör reingeht, bzw. im Gehirn ankommt. Das Gehör ist ja im Grunde auch ein Wandler, der Schallschwingungen in elektrische Impulse umsetzt, im Prinzip ähnlich wie bei einem Mikrofon, nur um einiges komplexer. Die Informationsverarbeitung beim menschlichen Gehör versucht die Psychoakustik zu erklären.

                      Ein halbwegs guter Lautsprecher wendet die Psychoakustik an, indem er diejenigen Informationen eines Musiksignals besonders präzise wiedergibt, die für das Gehör wesentlich sind. Andere, "unwichtige" Informationen können dagegen verzerrt bzw. gar nicht wiedergegeben werden.

                      In ähnlicher Weise funktionieren MP3- und vergleichbare Verfahren bei der Speicherung und Übertragung von Musik: wichtige Informationen für das Gehör bleiben erhalten, "Unwichtiges" wird weggelassen.

                      Wenn man jetzt noch berücksichtigt, daß ausgerechnet Zwicker Pionier der Psychoakustik ist, d.h. seine Forschungen die Grundlagen für die MP3 Verfahren bilden, wäre es IMHO schon naheliegend, daß dann in einem Elektroakustik-Buch mit seinem Namen auf diese Verfahren genauer eingegangen wird.

                      Grüße
                      Bernhard

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                      • UweG
                        Registrierter Benutzer
                        • 29.07.2003
                        • 5653

                        #12
                        Ich weiß nicht, mit welchem Anspruch Zwicker gestartet ist, Geddes jedenfalls ist nicht allumfassend und will es auch nicht sein. Er beleuchtet spezielle Aspekte und hat dort den Anspruch weiter in die Tiefe zu gehen als andere. Er vermeidet es z. T. absichtlich, Dinge zu schreiben, die schon oft geschrieben worden sind.
                        Besipiel: Sein Kapitel "Crossovers" enthält, glaube ich, keine einzige Weichenschaltung, aber ganz viel über den Einfluß von Trennungen auf dei Abstrahlcharaktreristik - das ist halt sein Thema.
                        Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

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                        • Gast-Avatar

                          #13
                          Original geschrieben von UweG
                          Sein Kapitel "Crossovers" enthält, glaube ich, keine einzige Weichenschaltung, aber ganz viel über den Einfluß von Trennungen auf dei Abstrahlcharaktreristik - das ist halt sein Thema.
                          Das ist das Thema, das mich zur Zeit auch sehr interessiert. Welche empfehlenswerte Literatur gibt es sonst noch dazu? Können auch einzelne Fachzeitschriften-Artikel sein.

                          Gruß
                          Peter

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                          • Ollie
                            Registrierter Benutzer
                            • 26.11.2002
                            • 563

                            #14
                            Zu welcher Problematik bzw. zu welchem Thema genau suchst du etwas? Da das Abstrahlverhalten durch die elektrischen Filtereigenschaften, die Treiberausdehnung und ihr Abstand zueinander vorgegeben ist, gibt es hier nicht viel Prinzipielles zu erforschen. Am ehesten haben wohl die Filterleute (Linkwitz, d'Appolito, and references therein) etwas geschrieben, das weitergeht, v.a. bzgl. der nicht-allpassfreien Netzwerke (also solche, die nicht mehr minimaler Phase sind).

                            Cheers,
                            Ollie
                            The patent was abandoned when it was discovered that the problem it fixed was inexistent.

                            Kommentar

                            • UweG
                              Registrierter Benutzer
                              • 29.07.2003
                              • 5653

                              #15
                              Zu Geddes "Audiotransducers" findest du unter http://www.gedlee.com/Loudspeakers.htm weitere Infos.
                              Boxsim ... wenn Lautsprechersimulation gelingen soll.

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