Denkfehler bei Dipol-Simu in Boxsim?

[Rudolf]

Ich habe in Boxsim nach der von UweG vorgeschlagenen Methode (BR-Box mit kleinstem Volumen und hoher Abstimmfrequenz) eine offene Schallwand (125x50 cm) mit einem B200 in 100 cm Höhe simuliert. Der ist einmal mittig und dann um 15 cm nach links verschoben eingebaut. Das Bild zeigt die Einbaulage und dazu die horizontalen Polardiagramme bei 500 Hz (dunkelblau) und 1100 hz (hellblau):



Was ich für einen Darstellungsfehler halte:
Bei asymmetrischer Anordnung des Treibers wird im vertikalen Polardiagramm (hier nicht dargestellt) die Dipolabstrahlung nach vorn an der Schallwand-Hochachse gespiegelt und dann nach hinten dargestellt. Das halte ich für richtig.
Im horizontalen Polardiagramm wird sie aber nicht an der Links-Rechtsachse gespiegelt, sondern gedreht. Die Dipol-Acht wird hier also rotiert statt geknickt. Das kann IMHO nicht sein!

Die rechte Darstellung zeigt dieses (falsche?) Drehen der Dipol-8 einigermaßen erkennbar.

Zwei weitere deutliche Unterschiede, zu denen ich gern eine Erklärung hätte (habe selber noch keine stimmige) :
Der mittig angeordnete Treiber zeigt zwischen 500 und 1500 Hz deutliche Verformungen der Dipol-8 (Beispiel siehe Bild links), während die Formen beim asymmetrischen Einbau weitgehend kongruent bleiben (siehe Bild rechts).

Außerdem bleibt beim mittigen Einbau die Dipol-Einschnürung immer 100 %ig erhalten, während sie beim asymmetrischen Einbau deutlich weniger betont ist.

Es wäre schön, wenn UweG mal dazu was sagen könnte, wo hier Boxsim überstrapaziert wird und wo die Verhältnisse tatsächlich so sind wie dargestellt.

BPJ-Datei
http://rudolffinke.homepage.t-online...B200_in_OB.BPJ

[UweG]

Leider kann ich auch mit der allerneuesten, noch nicht veröffentlichten Boxsim-Version alle deine Graphen nachvollziehen.
Du hast Recht, da stimmt irgendwas nicht, ich weiß leider im Moment nicht woran es klemmt.

[Rudolf]

Hallo Uwe,
in der Vertikalen stimmt ja schon die gespiegelte (und nicht rotierte) Darstellung. Wenn man x und y-Achse vertauscht, müssten die gleichen Algorithmen dann eigentlich auch für die Horizontale gelten. Ich meine, im Prinzip ... in der Realität wird es natürlich schon komplizierter sein.

Aber davon abgesehen: Du bist der einzige, der überhaupt Polardiagramme für Dipole abliefert. Das ist schon mal ganz toll! Wenn da statt 30°-Teilungen sogar 15° drin wären ...???

Theoretisch sollten eigentlich alle Diagramme (auch die für randständig platzierte Treiber) in der Dipolebene auf Null dB runterlaufen. Meinst Du, da besteht ein Zusammenhang mit der falschen vorwärts/rückwärts-Simulation?

Gruß
Rudolf

[UweG]

Hallo Rudolf,

der Fehler ist gefunden und jetzt nehme ich mir auch etwas mehr Zeit für die Beantwortung.

Ich habe mir damals für das Abstrahlverhalten des Reflexkanals offenbar keine große Mühe gegeben, weil es bei den tieffrequenten Abstimmungen ja wirklich nicht sehr darauf ankommt.
Boxsim berechnet das Abstrahlverhalten des Reflexkanals, indem das des Chassis incl. Schallwand zweimal um 90° nach links gedreht wird. Für die Linksdrehung um 90° war schon eine Routine da. Die Chassisposition im Raum stimmt zwar, nicht aber die Position auf der Schallwand. Der rückwärtige Schallanteil sieht sozusagen eine in deinem Beispiel um 30cm versetzte Schallwand .. wie auch immer man in der Praxis so etwas herstellen will.

Ich habe inzwischen eine Routine zur Spiegelung an der Schallwandebene geschrieben und für die Schallanteile von der Membranrückseite eingebaut. Die Polardiagramme kommen mir wesentlich plausibler vor. Eine Beta-Version mit der Korrektur gibt es in Kürze.

Kein Fehler sind die unterschiedlichen Formen der "Acht". Bei ca. 1050 Hz beispielsweise gibt es bei der symmetrischen Anordung in deinem obigen Beispiel direkt auf Achse eine Teilauslöschung zwischen dem Direktschall und einem Teil der an den Schallwandkanten gebeugten Schall. Bei der offenen Schallwand kommt verstärkend noch der mit der gebeugten Welle (die nach vorne schwächend, also gegenphasig ist) gleichphasige Schallanteil der Kantenbeugung des hinteren Schallanteils hinzu. Ganz extrem wird so etwas mittig auf einer (relativ zum Membrandurchmesser) großen Schallwand. Zentrisch auf eine 1m x 1m-Schallwand montiert, entsteht auf Achse z. B. ein ziemlich gigantisches Loch bei ca. 730 Hz, was etwa 47cm durchschnittliche Laufzeitdifferenz zwischen Direktschall und gebeugtem Schall bedeutet.


Edit: Eine Betaversion mit Korrektur dieses Fehlers steht auf www.boxsim.de bereit. Boxsim103-Beta6.zip

[kceenav]

Original geschrieben von UweG
Bei der offenen Schallwand kommt verstärkend noch der mit der gebeugten Welle (die nach vorne schwächend, also gegenphasig ist) gleichphasige Schallanteil der Kantenbeugung des hinteren Schallanteils hinzu.

Wird diese stärkere Kantendiffraktion einer Offenen Schallwand bei Boxsim tatsächlich zutreffend simuliert?

Ich habe in letzter Zeit viel mit "Basta!" von tolvan-data gearbeitet, wo diese Bauform ganz explizit eingestellt werden kann. Und die dortigen Simus zeigen gegenüber Boxsim auf jeden Fall einen deutlich gesteigerten Effekt der Kantendiffraktion ...

[Rudolf]

Original geschrieben von kceenav
Wird diese stärkere Kantendiffraktion einer Offenen Schallwand bei Boxsim tatsächlich zutreffend simuliert?

Meines Wissens gibt es bei EDGE z. B. keine Filterung bei der Simulation. Das gibt dann eine "Genauigkeit", die hyperrealistisch ist. Kann sein, dass die dann bei der Rundung in Boxsim wieder weg ist.

MJ King hat bei seinen OB-worksheets (www.quarter-wave.com) die Beugungseffekte auch deutlich schwächer eingestellt als EDGE. Insbesondere ab 1000 Hz muss man ja auch davon ausgehen, dass der rückwärtig abgestrahlte Schall deutlich anders ist als der nach vorn gerichtete. Dann entspricht eine gewisse Glättung der Kurven eher der Realität als das Gezappel in EDGE. Ich gehe mal davon aus, dass Basta! die gleichen Algorithmen einsetzt.

Stell hier vielleicht doch mal einen Vergleich ein.

[Rudolf]

Danke UweG,

das sieht jetzt schon viel logischer aus!
Ich habe für die oben geschilderte Schallwand mit B200 außermittig noch kurz die Richtungsfrequenzgänge mit Boxsim simuliert
und darunter die jeweiligen Sims von EDGE gestellt (immer für 0° (blau) und 30° (rot).



Wenn man bedenkt, dass EDGE nur einen idealisierten Treiber kennt (ich nahm 17 cm effektiven Membrandurchmesser),
sieht es doch ab 400 Hz recht ähnlich aus. Für die Differenzen unter 400 Hz habe ich keine Erklärung.
Allerdings gilt die EDGE-Simu auch nur für 2,5 m Mikrofonabstand auf Achse.

Natürlich sind die Polardiagramme jetzt auch alle so, wie ich sie erwartet hätte. Dass es da unterschiedlichste Formen gibt, war mir schon klar.

Boxsim ist schon ein klasse Programm!

[UweG]

Jetzt hast du mich aber nochmal beeindruckt. So viel Mühe für eine präzise Problembeschreibung sieht man nicht jeden Tag.

Jetzt fehlt nur noch die Lösung . Ich gebe durchaus zu, dass der Schallwandalgorithmus von Boxsim nicht reine Physik ist, sondern auch einige Faktoren enthält, die empirisch ermittelt wurden So sehr daneben lagen die Simulationen mit Messungen zumindest an geschlossenen Kisten jedoch nie. Von offenen Schallwänden habe ich leider keine Messungen.

Das einfache Treibermodell von Edge kannst du auch in Boxsim haben. Dazu muss man die Werte für Le, Re2, Le2, Re3 und Le3 auf kleine Werte (z. B. 1E-8) setzen und alle Häkchen für die Berücksichtigung gemessener Frequenz- und Impedanzgänge abschalten.

Mir ist noch etwas aufgefallen. Es ist nicht ganz so banal, die Einstellungen zu finden, die aus einer Bassreflexbox eine offenen Schallwand machen. Leicht passiert es, dass von der Bassreflexkiste doch noch eine nicht unerhebliche Bedämpfung für das CHassis simuliert wird.
Folgende Einstellungen dürften die Sache in Ordnung bringen:

[maha]

Es folgt:
Eine dumme Meinung
Was sonst?
-----------------------------------------------------------------------
Ein Dipol "sieht" die Aufstellung und den Abhörraum besonders gut.
--> Daher liegen "Simus" besonders arg daneben.

maha

[Rudolf]

Original geschrieben von maha
Es folgt:
Eine dumme Meinung
Was sonst?

Maha,
nicht die Meinung ist dumm, aber Deine Anwendung an dieser Stelle. Alle Beteiligten wissen, dass eine Simulation nur die Verhältnisse simuliert, für die sie angelegt wurde.

"Arg daneben" liegt deshalb nicht die Simu, sondern der maha, wenn er sie gleich in Relation zu "die Aufstellung und den Abhörraum" bekrittelt.

[maha]

Rudolf hat es (fast) auf den Punkt gebracht.
.
.
Aber nicht wirklich!

maha

[UweG]

Eigentlich habe ich gerade keine Lust auf Grundsatzdiskussionen. Natürlich simuliert jede Simu nur das, was in dem jeweiligen Simulationsmodell auch enthalten ist. Die für mich interesantere Frage hier ist: Tut sie wenigstens das richtig?

[Timo]

Hallo,
schöne Diskussion und ein Problem welches ich ebenfalls in Boxsim schon hatte.

Ich habe ebenfalls keine Erklärung.

Noch eine zweite Sache ist mir aufgefallen, dass der Bafflestep (ungefähr plus minus eine oktave) speziell beim B200 falsch simuliert wird. Der Bereich um 500 bis 1500 Hz stimmt nicht mit der Realität überein. Hier hat MAHA ausnahmsweise recht, wenn er behauptet dass hier Boxsim sehr ungenau ist. Hier wirkt die nahe Rückwand eindeutig ins geschehen mit ein, ebenfalls der "NAHE BODEN" und wenn vorhanden auch die Seitenwand.

Was vollkommen stimmt ist dass sich die Rückwärtigen Anteile ab ca. 2 kHz beim 8 Zoll Treiber vollkommen sich anderst verhalten, als noch die vorderen Anteile. Das hintere Chassis wirkt als akustischer Tiefpass. Dieser Tiefpass ist bei jedem Chassis verschieden.
Ich habe mal ein Satz geschrieben welcher ich jetzt telweise widerufen werde. Ich sagte mal dass der Visaton TL8 /coral nicht in der SOS taugt, da er so einen riesen Magneten besitzt und es deshalb zu extremen Störungen im Frequenzgang kommt. Das ist nur teilweise korrekt. Im Gegenteil der B200 und der BG20 verhalten sich sehr problematisch in den hinteren Messungen. Teils gibt es hier Überhöhungen und Auslöschungen welche ich mir nicht erklären kann, diese Überhöhungen gibt es beim Coral nicht.
Soll ich jetzt behaupten dass nur große Magnete sich in der OB eignen, nein, das würde ich zum jetzigen Zeitpunkt nicht behaupten, trotzdem tendiere ich in die Richtung.

FAKT ist dass diese Probleme NIE in einer SIMU zu simulieren sind. Die hinteren Schallanteil jedes einzelnen Chassis müssten ebenfalls mit simuliert werden, welches in der jetzigen Situation unmöglich erscheint.

Gut, Boxsim hat mir eine ganze Ecke beigebracht, das muss jeder von uns zugeben, nur muss man auch sehen dass jedes, JEDES; Simuprogramm nicht die REALITÄT abbildet. Das sagt ja schon der NAME: SIMULATION. Die Simulation ist immer nur so gut wie die Eingangsgrößen der Simulation. Die OBs die ich und andere gemacht haben können NICHT simuliert werden. Abweichungen wird es hier in verschiedensten Räumen immer geben.

Ich habe zwei Dinge angesprochen welche noch in Simus mit eingebracht werden müssen, um OBs hinreichend gut zu beschreiben.
1. Die Chassismessungen müssen auf die hinteren Schallanteile erweitert werden.
2. Die Rauminformation sollte mit in die Simu mit eingebracht werden.

Gruß Timo

Edit: eins habe ich noch vergessen, natürlich wird die Simu genauer je weiter ich mich von den Wänden wegbewege!!!!!!!

[Timo]

OB und Schmale OB, die SOS in fullrange

Hallo,

unter dem Hintergrund SIMU gegen REAL

möchte ich diese Simulation, welche ich ebenfalls Ende 2005 schonmal gemacht habe, vorstellen.
Es handelt sich um eine schmale OB die SOS die nochmals geschrumpft ist und quasi ohne Sub läuft, da passiv (und aktiv) entzerrt. Laut Simu sollte es doch funktionieren???

Hier die SIMU



Die passive Entzerrung ist nicht aufwändig




die Maße 100 mal 25 mit Treiberhöhe 75 cm
Diese Simu sah damals so gut aus, dass ich sie sogleich bauen musste.

Tatsache ist dass die Simu unterhalb 200 Hz enorm schwindelt, gleichzeitig zeigt die Simu um 500 bis 1500 Hz nicht die realen Verhältnisse, ich schiebe das auf meinen Raum, natürlich beeinflusst die nahe Rückwand das Schallereigniss.

Interessant ist, dass der Coral gegenüber dem B200 den besseren Mittelton hat,
eine Theorie habe ich, der B200 besitzt einen kleineren Magneten, der Tiefpass setzt um 2 kHz an. Die rückwärtigen Mitteltonanteile des B200 stören den vorderen Schall, und zwar den Bereich von 500 bis 1500 Hz. Der Coral hat einen größeren Magneten somit setzt der Tiefpass etwas früher ein, somit kommt hinten weniger Mittelton durch, somit wird weniger der vordere Schall gestört, soweit meine Theorie.

Meine Messungen bestätigen teilweise meine Theorie.

Die kleine SOS hat erhebliche Nachteile wenns um den maximalen Pegel geht, 50 Hz, also der Bass, kommt noch mit 85 dB durch, und da "KOTZT" der B200 schon ganz erheblich, die Verzerrungen gehen gegen unendlich, hierbei ist interessant dass die kleine SOS erheblich besser und lauter funktioniert als jedes TV LS-System. Wenns etwas lauter gehen soll muss die kleine SOS etwas größer werden und durch einen Sub unterstützt werden. Zusätzlich muss die SOS aktiv bei 80 Hz aus dem Rennen genommen werden, ich schalte ein Subsonic bei 80 Hz zu. Die Bässe übernimmt ein großer Dipol-Sub.

Fakt ist dass die SOS auch in FULLRANGE funktioniert, das wollte ich lange selbst nicht glauben. Wenn man mit dem geringen Maxpegel auskommt, von um die 80 dB, ist dies durchaus eine Alternative für den täglichen TV Wahnsinn.

Gruß Timo

[kceenav]

Original geschrieben von Rudolf
Stell hier vielleicht doch mal einen Vergleich ein. [/B]

Hier eine "leicht" verspätete Antwort:

In Basta! besteht leider auch grundsätzlich keine Möglichkeit, gemessenen Frequenz- und Phasengänge einzubeziehen. Immerhin berücksichtigt es aber TSP und die Induktivität. Wobei sich Letzteres auch wieder problematisch auswirkt, denn bei üblichem L von 0,4 und höher errechnet Basta! schon allein deswegen einen allmählich mit 6db fallenden Frequenzgang im gesamten oberen Mittelton- und Hochtonbereich - das finde ich für die Anschaulichkeit äußerst störend.

Andererseits kalkuliert Basta! für Offene Schallwände unzweifelhaft stärkere Kantendiffraktions-Effekte. Das dürfte der Realität entsprechen (hoffe ich zumindest.. ).
Für die Simu mit Chassis, bei denen keine bzw. keine vertrauenswürdigen/brauchbaren F.-gang-messungen vorliegen (aber wenigstens "irgendwelche" TSP), ist unter Basta! vorteilhaft, dass auf der Grundlage der Membrangröße ein pauschales Richtverhalten berücksichtigt wird.

Bei Boxsim scheint es dagegen so zu sein, dass das Fehlen gemessener Frequenzgang-Daten zur Annahme eines perfekten Kugelstrahlers führt. Wenn es nun um die Simulation des Richtverhaltens bei "höheren" Frequenzen geht, führt das zu ziemlich realitätsfremden Ergebnissen (nehme ich wenigstens an, nachdem Basta! deutlich abweichende Ergebnisse zeigt). Und für eine realitätsnahe Einschätzung des Bündelungsverhaltens ist darüberhinaus auch die (höchstwahrscheinlich) zu schwache Einbeziehung der Kantendiffraktion hinderlich.

Von daher denke ich (im Augenblick), mit Boxsim lässt sich insbesondere die Richtcharakteristik einer Offenen Schallwand NICHT hinreichend genau simulieren. Ob das schlimm ist oder nicht, ist nun Ansichtssache ... (Viele Hobbyisten/Entwickler scheinen ja immer noch zu denken, solange man als Hörer schön im Sweet-Spot sitzen bleibe, spiele es keine Rolle, wie ein LS abstrahlt ...)

Das alles sind aber im Moment nur meine vorläufigen Einschätzungen, die auf der intensiven Beschäftigung mit Basta! in den letzten Wochen beruhen - sobald ich etwas mehr Ruhe finde, werde ich dann wirklich mal anhand eines Fallbeispiels untersuchen, inwieweit sich die Simu-Ergebnisse tatsächlich signifikant unterscheiden. Und das Ganze dann auch mit Screenshots illustrieren.