Es hat sich ja mittlerweile schon sehr weit rumgesprochen, dass das Programm AJHorn ein recht mächtiges Tool zur Abschätzung des Bassfrequenzganges eines Chassis in diversen Gehäusen ist.
Aber es treten zur richtigen Bedienung immer wieder mal bestimmte Fragen auf, von denen ich hier 2 versuchen werde zu beantworten.
Zur ersten Frage:
War es bei der Version 5 von AJHorn noch so, dass die Bedämpfungswerte kaum vorherbestimmbar waren, da sie nur für eine bestimmte Frequnz bzw. einen sehr schmalen Frequenzbereich gültig waren, wurde diesbezüglich beim Upgrade auf die Version 6 dankenswerter Weise nachgebessert. Die simulierte Bedämpfung wird nun korrekter auf den gesamten Simulationsfrequenzbereich angewendet.
Dies eröffnet nun auch die Möglichkeit, diesen Wert per Faustformel schnell abschätzen zu können.
Durch viel Messerei und Versuche, die Messwerte und Simulationen in Einklang zu bringen, bin ich auf folgende einfache Taschenrechner-Faustformel für unbedämpfte Kanäle gekommen:
Beta=[Membranfläche des Treibers/der Treiber in cm²]÷[Fläche des Resonators in cm²]×35
Den Faktor von 35 habe ich hierbei experimentell ermittelt, so dass sich im Mittel die Simulationen sehr gut mit den Messungen decken. Mal ist die Simu etwas lauter als die Messung, mal etwas leiser.
Für den häufigen Sonderfall eines kostanten Kanalquerschnittes über die gesamte Resonatorlänge (wie es bei Bassreflex in der Regel der Fall ist), wird die Eingabe des Beta-Wertes nur an einem Ende nötig, was aber eine Änderung des Faktors auf 70 erfodert.
Beta=[Membranfläche des Treibers/der Treiber in cm²]÷[Fläche des Resonators in cm²]×70
Der Vorteil der nur einseitigen Eingabe ist, dass man am anderen Ende schnell durch die Eingabe eines unrealistisch großen Beta-Wertes die Box verschließen kann.
Mal zwei Beispiele zur Angelegenheit:
Angenommen wird eine Membranfläche des Treibers von 200 cm², eine Halsfläche von 50 cm² und eine Mündung von 1000 cm².
Der Beta-Wert für den Hals berechnet sich also so:
Beta=200 cm²÷50 cm²×35=140
Für die Mündung dann sinngemäß:
Beta=200 cm²÷1000 cm²×35=7
Die Simulation dazu sieht beispielsweise so aus (schwarz mit den ermittelten Bedämpfungswerten, rot mit leer gelassenen Beta-Feldern):
Und jetzt das gleiche in einem beispiel-BR-Gehäuse mit der zusätzlichen CB-Kurve, die durch die Eingabe des Wertes 1e22 bei Beta1 erreicht wurde. Der einseitig eingetragene Bedämpfungswert (hier Beta2) berechnet sich aus
Beta=200 cm²÷38,5 cm²×70=364
Man sollte hier schon erkennen können, dass es nicht zielführend ist, auch bei unbedämpften Resonatoren auf eine Bedämpfung in der Simulation zu verzichten. Es gibt durchaus Konstellationen, in denen die Unterschiede zwischen falsch unbedämpfter und näherungsweise richtig bedämpfter Simulation noch deutlich drastischer ausfallen.
Hinzu kommt noch, dass bei nicht berücksichtigten Verlusten in Form der erwähnten Bedämpfungswerte AJHorn bei einer Verringerung de Kanalquerschnittes fälschlicherweise einen höheren Pegel des Resonators simuliert.
Hier mal der Vergleich des Beispieltreibers mit 200 cm² Membranfläche in BR mit den Kanalquerschnitten 38,5 cm² (7 cm Rohrdurchmesser; schwarz und rot) und 19,6 cm² (5 cm Durchmesser; grün und blau) mit und ohne Berücksichtigung der durch die Faustformel ermittelten Verluste:
In diesem Zusammenhang sollte auch erwähnt werden, dass AJHorn nicht mit einem Korrekturfaktor für die Kanallänge arbeitet. Die eingegebe Länge ist also immer die wirksame Länge, die in der Praxis teils deutlich länger ist, als die mit dem Maßband zu messende Länge.
Bei runden Querschnitten komme ich meist mit einer Zugabe von 0,8-1×Rohrdurchmesser hin. Ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 7 cm und einer gemessenen Länge von 15 cm verfügt demzufolge über eine wirksame Länge von etwa 20,6-22 cm.
Bei rechteckigen oder Schlitzförmigen Querschnitten wird's aber deutlich schwieriger mit der Korrektur (zumindest ist mir dazu noch nichts eingefallen).
Oft geht es aber mit dem Wert der schmalsten Abmessung und einem Korrekturfaktor von 1,2-über 1,5.
Zur zweiten Frage, wie bekomme ich den Resonatorteil und den Membranschallteil von BR-Boxen, Backloaded Hörnern und TMLs einzeln in AJHorn dargestell?
Im Endeffekt ist das ganz einfach.
Den Resonatorschall erhält man, indem man ein Bandpassgehäuse mit einer sehr großen geschlossenen Kammer simuliert (die keinen Einfluss auf die Membranbewegung des Treibers hat, aber den Membranschall in der Simulation weglässt). Dazu habe ich in meiner Dateivorlage das Volumen auf 100000 l gesetzt. Manuell lässt sich ein sehr großer Wert durch die Eingabe von „1e11” sehr schnell erreichen. Den Membranschall erhält man, indem man die Bandpass-Kammer wieder deaktiviert und bei der Differenzlänge dL1 einen eben solch hohen Wert einträgt, so dass der Schall des Resonators in so großer Entfernung simuliert wird, dass er nicht mehr zum Gesamtfrequnzgang beiträgt.
Der Wert „1e11” funktioniert auch hier wunderbar, wenngleich deutlich hohere Werte (1e22) zu einem undefinierbaren Gezappel führen. Da ist der Rechenalgorithmus anscheinend damit überfordert.
Aber es treten zur richtigen Bedienung immer wieder mal bestimmte Fragen auf, von denen ich hier 2 versuchen werde zu beantworten.
- Was hat es mit den Beta-Werten zur Bedämpfung des Horns/Kanals auf sich und wie soll ich diese dimensionieren?
- Wie bekomme ich Resonator-/Reflexrohrschall und Membranschall einzeln dargestellt?
Zur ersten Frage:
War es bei der Version 5 von AJHorn noch so, dass die Bedämpfungswerte kaum vorherbestimmbar waren, da sie nur für eine bestimmte Frequnz bzw. einen sehr schmalen Frequenzbereich gültig waren, wurde diesbezüglich beim Upgrade auf die Version 6 dankenswerter Weise nachgebessert. Die simulierte Bedämpfung wird nun korrekter auf den gesamten Simulationsfrequenzbereich angewendet.
Dies eröffnet nun auch die Möglichkeit, diesen Wert per Faustformel schnell abschätzen zu können.
Durch viel Messerei und Versuche, die Messwerte und Simulationen in Einklang zu bringen, bin ich auf folgende einfache Taschenrechner-Faustformel für unbedämpfte Kanäle gekommen:
Beta=[Membranfläche des Treibers/der Treiber in cm²]÷[Fläche des Resonators in cm²]×35
Den Faktor von 35 habe ich hierbei experimentell ermittelt, so dass sich im Mittel die Simulationen sehr gut mit den Messungen decken. Mal ist die Simu etwas lauter als die Messung, mal etwas leiser.
Für den häufigen Sonderfall eines kostanten Kanalquerschnittes über die gesamte Resonatorlänge (wie es bei Bassreflex in der Regel der Fall ist), wird die Eingabe des Beta-Wertes nur an einem Ende nötig, was aber eine Änderung des Faktors auf 70 erfodert.
Beta=[Membranfläche des Treibers/der Treiber in cm²]÷[Fläche des Resonators in cm²]×70
Der Vorteil der nur einseitigen Eingabe ist, dass man am anderen Ende schnell durch die Eingabe eines unrealistisch großen Beta-Wertes die Box verschließen kann.
Mal zwei Beispiele zur Angelegenheit:
Angenommen wird eine Membranfläche des Treibers von 200 cm², eine Halsfläche von 50 cm² und eine Mündung von 1000 cm².
Der Beta-Wert für den Hals berechnet sich also so:
Beta=200 cm²÷50 cm²×35=140
Für die Mündung dann sinngemäß:
Beta=200 cm²÷1000 cm²×35=7
Die Simulation dazu sieht beispielsweise so aus (schwarz mit den ermittelten Bedämpfungswerten, rot mit leer gelassenen Beta-Feldern):
Und jetzt das gleiche in einem beispiel-BR-Gehäuse mit der zusätzlichen CB-Kurve, die durch die Eingabe des Wertes 1e22 bei Beta1 erreicht wurde. Der einseitig eingetragene Bedämpfungswert (hier Beta2) berechnet sich aus
Beta=200 cm²÷38,5 cm²×70=364
Man sollte hier schon erkennen können, dass es nicht zielführend ist, auch bei unbedämpften Resonatoren auf eine Bedämpfung in der Simulation zu verzichten. Es gibt durchaus Konstellationen, in denen die Unterschiede zwischen falsch unbedämpfter und näherungsweise richtig bedämpfter Simulation noch deutlich drastischer ausfallen.
Hinzu kommt noch, dass bei nicht berücksichtigten Verlusten in Form der erwähnten Bedämpfungswerte AJHorn bei einer Verringerung de Kanalquerschnittes fälschlicherweise einen höheren Pegel des Resonators simuliert.
Hier mal der Vergleich des Beispieltreibers mit 200 cm² Membranfläche in BR mit den Kanalquerschnitten 38,5 cm² (7 cm Rohrdurchmesser; schwarz und rot) und 19,6 cm² (5 cm Durchmesser; grün und blau) mit und ohne Berücksichtigung der durch die Faustformel ermittelten Verluste:
In diesem Zusammenhang sollte auch erwähnt werden, dass AJHorn nicht mit einem Korrekturfaktor für die Kanallänge arbeitet. Die eingegebe Länge ist also immer die wirksame Länge, die in der Praxis teils deutlich länger ist, als die mit dem Maßband zu messende Länge.
Bei runden Querschnitten komme ich meist mit einer Zugabe von 0,8-1×Rohrdurchmesser hin. Ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 7 cm und einer gemessenen Länge von 15 cm verfügt demzufolge über eine wirksame Länge von etwa 20,6-22 cm.
Bei rechteckigen oder Schlitzförmigen Querschnitten wird's aber deutlich schwieriger mit der Korrektur (zumindest ist mir dazu noch nichts eingefallen).
Oft geht es aber mit dem Wert der schmalsten Abmessung und einem Korrekturfaktor von 1,2-über 1,5.
Zur zweiten Frage, wie bekomme ich den Resonatorteil und den Membranschallteil von BR-Boxen, Backloaded Hörnern und TMLs einzeln in AJHorn dargestell?
Im Endeffekt ist das ganz einfach.
Den Resonatorschall erhält man, indem man ein Bandpassgehäuse mit einer sehr großen geschlossenen Kammer simuliert (die keinen Einfluss auf die Membranbewegung des Treibers hat, aber den Membranschall in der Simulation weglässt). Dazu habe ich in meiner Dateivorlage das Volumen auf 100000 l gesetzt. Manuell lässt sich ein sehr großer Wert durch die Eingabe von „1e11” sehr schnell erreichen. Den Membranschall erhält man, indem man die Bandpass-Kammer wieder deaktiviert und bei der Differenzlänge dL1 einen eben solch hohen Wert einträgt, so dass der Schall des Resonators in so großer Entfernung simuliert wird, dass er nicht mehr zum Gesamtfrequnzgang beiträgt.
Der Wert „1e11” funktioniert auch hier wunderbar, wenngleich deutlich hohere Werte (1e22) zu einem undefinierbaren Gezappel führen. Da ist der Rechenalgorithmus anscheinend damit überfordert.
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