H- und W-Dipole simulieren: mit AJHorn gehts - auch mit Boxsim?

[Rudolf]

Mit AJHorn lassen sich H-Dipole und W-Dipole (auch Ripole) simulieren. Armin Jost gab mir dazu den entscheidenden Tipp. Wie es geht, habe ich in einer kleinen Anleitung beschrieben und zum Download hier http://www.dipolplus.de/frameset.htm?/thema11.php bereitgestellt.

Im Zentrum steht der "Umbau" eines Bassreflexkanals zu einem großen Loch, das eine komplette Gehäusevorder- bzw. -rückseite ersetzt. Aus einem biventilierten Bandpass wird so in Nullkommanix ein H-Dipol.

Das gleiche habe ich auch in Boxsim probiert, komme aber zu keinem vernünftigen Ergebnis. Der angehängte Bandpass zeigt zwar in Bereichen Dipoleigenschaften, aber nicht durchgängig.

Kann mir jemand die Simu so umbauen, dass daraus ein biventilierter Bandpass mit 25x25x25 cm Gesamtvolumen und mittiger Teilung wird, dessen Öffnungen beide gleich und möglichst groß sind?

Danke
Rudolf

[UweG]

Hallo Rudolf,

die Position des vorderen Schallaustritts muss noch korrigiert werden. Wenn der Nullpunkt in Boxenmitte ist, liegt der hintere bei -12,5cm, soweit gut, aber der vordere bei +12,5cm.
Weglassen der Dämpfung in der vorderen Gehäusehälfte oder gleich Dämmung auch hinten, würden die Dipol-8 weiter vergleichmäßigen.
Mit richtig großen Löchern in den beiden Kammern kann ich mir auch eine Abstimmung auf > 200 Hz vorstellen. Ob das gut ist, weiß ich aber nicht.
Die Volumenangaben (7,8.. Liter) sehen wie Außenvolumen aus, da gehört aber Innenvolumen hin.

[Rudolf]

Hallo Uwe,

herzlichen Dank für de Korrekturen. Jetzt ist das reine Dipolverhalten in Ordnung - sehr schön.
Aber an der Abstimmung hapert es noch. Üblicherweise wählt man bei einem BP wohl die Abstimmfrequenz und sucht sich dazu die Werte für einen passenden Kanal aus den Boxsim Hilfsberechnungen zusammen.

Mein Weg müsste umgekehrt verlaufen: Ich weiß, wie groß der Querschnitt der vorderen und hinteren Öffnung sein muss (25x25 cm) und kenne das Innenvolumen der Kammern (25x25x12,5 cm).
Daraus versuche ich, fb zu gewinnen (ich musste ein bischen fummeln, da die "Abstände" nicht Null werden dürfen):



Das ergibt dann in der angehängten Simulation diesen Verlauf:



Entsprechenden Simus mit den worksheets von MJK (rot) und AJHorn (schwarz) sehen aber so aus:



Aus irgendeinem Grund arbeitet Boxsim hier noch zu "spitz" oder "bandpassig". Hast Du eine Idee, was ich machen muss, um der Wahrheit mit Boxsim näher zu kommen?

[UweG]

Ich muss leider zugeben, dass das BR-Utility hier sch... ....lechte Ergebnisse liefert.

[Rudolf]

Darf ich weiterbohren?

Ich habe aus AJHorn die Werte für Volumen und Abstimmfrequenz entnommen, die dort für Vor- und Rückkammer mit den oben genannten Maßen und BR-Kanallänge 0 errechnet wurden.
Beides wurde dann in Boxsim unter "Gehäuse & Impedanz" eingesetzt. Der Vergleich (Boxsim rot, AJHorn schwarz):



Man sieht, dass es nicht um völlig verschiedene Konstruktionen geht. Aber die Unterschiede sind doch erheblich. MJK und AJHorn arbeiten natürlich nur mit TSP und nicht mit gemessenen Frequenz- und Phasenverläufen. Trotzdem ... gibt es Hoffnung?

[raphael]

H- und W-Dipole kann man prima mit Akabak simulieren. Ich glaube im Manual ist auch quasi schon ein Beispiel gegeben, daß man nur ein wenig abändern muß auf die konrete Situation.

Raphael

[UweG]

Wenn ich mal annehme, das AJ-Horn hier besser simuliert als Boxsim, dann kann ich in Boxsim folgende "Anpassungen" vornehmen:
- Berücksichtigung von Frequenzgängen ausschalten, das macht AJ-Horn ja auch nicht.
- Haken setzen für "explizite Eingaben für Luftlast und Resonanzgüten" auf der Karte "Gehäuse und Impedanz" im Chassiseditor.
- Werte für Qbr und Qbrf deutlich verkleinern, alle anderen Q-Werte eher noch weiter vergrößern. Qbr und Qbrf stehen eigentlich für Undichtigkeiten im Gehäuse, bilden aber offenbar die in ihrer Form nur schlecht resonierende Luftsäule im vorderen Gehäuse einigermaßen nach.

Trotzdem bleiben zwei wesentliche Differenzen:
- Ich kann mir nicht erklären wie AJ-Horn auf einen so schlechten Wirkungsgrad kommt.
- Der Frequenzgang oberhalb der Dipolresonanz wird von Boxsim nicht realistisch wiedergegeben, weil Boxsim annimmt, man könne durch einen Helmholtzresonator nicht einfach durchstrahlen (einfaches Masse-Feder-Modell, keine Transmissionline).

[Rudolf]

Hallo Uwe,
eine weitere kleine Anfrage:

Wenn ich mal annehme, das AJ-Horn hier besser simuliert als Boxsim, dann kann ich in Boxsim folgende "Anpassungen" vornehmen:
- Berücksichtigung von Frequenzgängen ausschalten, das macht AJ-Horn ja auch nicht.

Habe ich jetzt gemacht.

- Haken setzen für "explizite Eingaben für Luftlast und Resonanzgüten" auf der Karte "Gehäuse und Impedanz" im Chassiseditor.
- Werte für Qbr und Qbrf deutlich verkleinern, alle anderen Q-Werte eher noch weiter vergrößern. Qbr und Qbrf stehen eigentlich für Undichtigkeiten im Gehäuse, bilden aber offenbar die in ihrer Form nur schlecht resonierende Luftsäule im vorderen Gehäuse einigermaßen nach.

Ich konnte Qbr und Qbrf nicht eindeutig im Chassiseditor identifizieren. Deshalb zeige ich einfach, wie es jetzt aussieht:



Und dazu das Ergebnis (die Wirkungsgrade klaffen weiter 5 dB auseinander. Um diesen Betrag wurde die Kurve von Boxsim grafisch nach unten verschoben):



Macht das logisch einen Sinn? Oder ist das ein Zufallstreffer?

Trotzdem bleiben zwei wesentliche Differenzen:
- Ich kann mir nicht erklären wie AJ-Horn auf einen so schlechten Wirkungsgrad kommt.

Ich auch nicht. AJHorn nimmt für das Chassis Ue= 2,83 V an.

- Der Frequenzgang oberhalb der Dipolresonanz wird von Boxsim nicht realistisch wiedergegeben, weil Boxsim annimmt, man könne durch einen Helmholtzresonator nicht einfach durchstrahlen (einfaches Masse-Feder-Modell, keine Transmissionline).

Das hört sich so an, als ob hier das Ende der Fahnenstange für die H-Dipol Simu ist. Wäre aber für meine Zwecke ertragbar.

Was sagt der Meister dazu?


@ Raphael:
AKABAK? Neeee!
Ich bin von brauchbaren Bedienoberflächen verwöhnt. Gegen AKABAK sind selbst die worksheets von MJK ein Kinderspiel. Von Boxsim mal ganz zu schweigen. Ich suche auch nur nach Möglichkeiten, die Simulation von H- und W-Dipolen einem GRÖSSEREN Nutzerkreis zugänglich zu machen. AKABK wäre ziemlich das Gegenteil.

[UweG]

Die Abschätzung, die Boxsim für Qb und Qbf vornimmt, ist bei Gehäusen deren Abstimmfrequenzen höher sind als normalerweise die stehenden Wellen im Gehäuse in der Tat nicht mehr realistisch. Bei der Schätzformel hatte ich ausschließlich klassische BR-Gehäuse vor Augen, keine Dipole. Da könnte man nochmal nachbessern.

Das falsche Verhalten oberhalb der Gehäusereosnanz ist in der Tat das Ende der Fähigkeiten des Modells in Boxsim. An dieser Stelle kann AJ-Horn mehr.

Wirkungsgrad müsste man ggf. mal messen. Boxsim simuliert mit 2,83Veff im Vollraum richtungsabhängig. Wie ist das bei AJ-Horn? Durch das eindimensionale Wellenmodell müsste sich doch eine Art Durchschnittspegel als Ausgabe ergeben. Der käme mit dem Energiefrequenzgang von Boxsim sogar halbwegs hin. Ist das so?

[Der_Axel]

Hallo Zusammen,
============
da ich nur noch selten hier bin entgeht mir doch das ein- oder andere.
Diesen Thread hab ich gestern erst entdeckt und wollte diesen aus meiner Sicht
kommentieren.

Da ich mit AkAbak schon seit vielen Jahren arbeite bin ich da etwas verwöhnt.
Normalerweise ermittele ich die Parameter selber und mache mit diesen auch
meine RiPol - und auch andere Simulationen.
Ich hänge mal ein Diagramm an, wo ich die simulierten Ergebnisse den später
gemessenen Ergebnissen gegenübergestellt habe. Der RiPol ist mit zwei W400S
Chassis aufgebaut, die vorher gemessen und (aus 6St.) selektiert wurden. Damit
vermeide ich zuverlässig unzulässig große Abweichungen.

Ich denke mal: präziser kann eine Simulation kaum sein.
Diagramm oben: Messungen mit Clio (Nahfeld, ~10cm)
Darunter Simu mit AkAbak.

Frühere Versuche mit AJHorn haben zwar tendenziell ein RiPol-ähnliches Diagramm
generiert (siehe Beispiele oben), diese waren aber sehr weit von der Wirklichkeit entfernt.
Da AJ ansonsten ein sehr präzises Werkzeug ist kann so ein Ergebnis sehr schnell in
die Irre führen. Insbesondere die Verschiebung der Resonanz und die entstehenden
Gehäusemoden werden nicht richtig interpretiert.
Ich vermute dass die eingesetzten Algorithmen das auch nicht zulassen.

[UweG]

Diagramm oben: Messungen mit Clio (Nahfeld, ~10cm)

Sorry, aber welche Aussagekraft für den Bassbereich besitzt denn eine Nahfeldmessung bei einem Dipol - doch genauso wenig wenn nicht noch weniger als bei einer Bassreflexbox. Der Schall der einen Öffnung wird voll erfasst (aus 10cm) und der der anderen Öffnung nur stark abgeschwächt (Mikrophonabstand ein Vielfaches).
Da sich bei jedem Dipol im Tiefbassbereich die Schallanteile im Fernfeld (fast) auslöschen, muss man dies auch unbedingt in der Messung erfassen. Die Nahfeldmessung wird Ergebnisse liefern, die dem Einbau in eine unendliche Schallwand (mit extrem viel Volumen hinter dem Chassis) sehr ähnlich sehen werden. Das ist aber nicht das reale Dipol-Verhalten.
Im Vergleich zu dieser Messung ist Boxsim sicherlich im Bassbereich sehr viel genauer, AJ-Horn wahrscheinlich auch. Eine gute Überewinstimmung mit der Messung würde ich bei der Simu in unendlicher Schallwand oder in einem (einfachen) Bandpass mit extrem großen rückwärtigem Volumen erwarten.

[Rudolf]

Hallo Zusammen,
============

Frühere Versuche mit AJHorn haben zwar tendenziell ein RiPol-ähnliches Diagramm
generiert (siehe Beispiele oben), diese waren aber sehr weit von der Wirklichkeit entfernt.
Da AJ ansonsten ein sehr präzises Werkzeug ist kann so ein Ergebnis sehr schnell in
die Irre führen. Insbesondere die Verschiebung der Resonanz und die entstehenden
Gehäusemoden werden nicht richtig interpretiert.
Ich vermute dass die eingesetzten Algorithmen das auch nicht zulassen.

Hallo Axel,

schön, dass Du hier reinschaust, aber ich verstehe nicht ganz, worauf Du hinaus willst. An der Präzision von Akabak zweifelt hier niemand. Es geht nur um den Versuch, mit leichter bedienbaren Simulationsprogrammen einen brauchbaren Zugang zu H- und W-Dipolen zu bekommen. Wie Uwe bemerkt hat, ist uns dabei auch wichtig, den Einfluss der Dipol-Rückseite in der Simulation mit drin zu haben. Wenn es um Exaktheit geht, ist noch vieles im Fluss. Wir schauen ja gerade erst, wie weit sich Boxsim mit den anderen Programmen auf eine Linie bringen lässt.

In den obigen Beispielen war von W-Dipolen überhaupt noch nicht die Rede, deshalb hier mal eine AJ-Horn-Simulation für einen W-Dipol mit nem Visaton WS25E - zur besseren Vergleichbarkeit in der "Billigausführung" ohne Berücksichtigung der Rückseite:



Sooo meilenweit ist das von den Akabak-Bildern auch nicht entfernt. Vielleicht stellst Du mal einen Datensatz Treiber-TSP/Gehäusemaße zur Verfügung und wir simulieren mit Akabak/AJ-Horn/Boxsim, was rauskommt. Umgekehrt könnte ich einen solchen Datensatz vorschlagen und Du zeigst, was Akabak daraus macht.

AJHorn hat aber auch kein Problem damit, den Dipolabfall einzubeziehen (hier - wie oben - für 3 m Abstand):



Die schwarze Linie zeigt die direkte Umsetzung der "Billigausführung", aber mit Rückseiteneinfluss, die rote Linie versucht, das vom Treiberkonus eingeschlossene Volumen (hier immerhin ein Fünftel des vorderen Kammervolumens) der vorderen Kammer zuzuschlagen und von der hinteren Kammer abzuziehen. Der Unterschied im Simulationsergebnis ist nicht unerheblich. Vielleicht geht es ja um solche Details, die den Unterschied ausmachen?

Wie Du siehst, sind wir hier noch deutlich im Experimentierstadium. Sicherlich sind die Ergebnisse noch nicht "richtig", aber im Rahmen der (UweG) bekannten Simulationsgrenzen auch nicht "falsch".

[UweG]

... einen brauchbaren Zugang zu H- und W-Dipolen zu bekommen.

Wenn ich mal zusammenfasse:
- Boxsim kann im unteren Bereich das Dipolverhalten grundsätzlich richtig abbilden. Die einzugebenden Parameter muss man aber irgendwie richtig raten, sonst liegt man ggf. drastisch daneben.
- AJ-Horn gibt einen plausibleren Frequenzgang aus, bildet aber das Dipolverhalten nicht ab. Die Wellengleichungstheorie hinter AJ-Horn scheint das "Gehäuse" des Dipols besser abzubilden als die einfacheren Modelle in Boxsim.
- Akabak kann einen Dipol im Nahfeld simulieren ... und vermutlich auch noch mehr. Das Modell erfasst Gehäusemoden, resonanzen etc. wohl nochmal besser als AJ-Horn.

@Rudolf: Laut Theorie hat ein idealer Dipol ein Bündelungsmaß von 4,8dB (schreibt Siegfried Linkwtz). Das könnte doch der Unterschied zwischen dem Pegel in Boxsim und in AJ-Horn sein.

Ich befürchte, um hier weiter zu kommen, bräuchte man eine konkrete Kiste mit Fernfeldmessung .... aber wer kann schon einen Dipol ohne Raumeinfluß im Fernfeld messen?

[Rudolf]

In Ausgabe 3/2002 hat BT einen von Ridtahler/Lohnert entwickelten Ripol "im Nahfeld"gemessen. Dabei wurden Treiber-TSP und die genauen Gehäusedaten angegeben. Über die Messkurve (durchgezogene dicke schwarze Linie) habe ich die passende Simulation mit AJHorn (wie in meiner "Anleitung" beschrieben) gelegt. Einmal ohne rückseitigen Einfluss (blau), dann mit dem Dipolabfall (rot):



AJHorn und BT arbeiten beide mit Ue= 2,83 V. Normalerweise misst BT in 1 m Abstand, was ich bei der gezeigten Messung aber für unwahrscheinlich halte, da der Dipolabfall kaum zu sehen ist. Es scheint eine echte Nahfeldmessung zu sein. Lustigerweise liegt die Simu mit AJHorn (die auf 1 m Abstand im Freifeld bezogen ist) jetzt nicht ca. 5 dB UNTER anderen Simulationen/Messungen, sondern ca. 5 dB DARÜBER!

Zu diesen Wirkungsgradunterschieden habe ich bereits Armin Jost angeschrieben. Eine Antwort steht noch aus.

Wenn wir uns mehr für die Kurvenverläufe statt der absoluten Lage interessieren, findet sich einiges von Axels Einwänden wieder: Die Kammerresonanz und anschließende Moden werden im Prinzip erfasst, aber nicht exakt. Unterhalb von Kammerresonanz/Dipolpeak sehe ich aber einen völlig zufriedenstellenden Verlauf der blauen Linie. Auch die rote Darstellung des rückseitigen Einflusses erscheint plausibel. Da ein W-Dipol spätestens in der (begradigten) Resonanzspitze steilflankig getrennt werden muss, sind Abweichungen zwischen Simulation und Wirklichkeit oberhalb der Resonanzspitze nicht besonders wichtig. Daher lohnt es sich aus meiner Sicht schon, mit diesem Projekt "am Ball" zu bleiben.

[wolfgang520]

Dipol mit AJ Horn simulieren.

Mit AJHorn lassen sich H-Dipole und W-Dipole (auch Ripole) simulieren. Armin Jost gab mir dazu den entscheidenden Tipp. Wie es geht, habe ich in einer kleinen Anleitung beschrieben und zum Download hier http://www.dipolplus.de/frameset.htm?/thema11.php bereitgestellt.

Es ist eigentlich schade, dass dieses Thema nicht weiter bearbeitet wird. Ich würde mich gern mal an einem W-Dipol versuchen und diesen auch im Freifeld messen. Leider funktioniert der Download mit der AJ Horn Anleitung nicht mehr. Kann mir da jemand weiterhelfen.

Gruß

Wolfgang