Zu den "Spekulationen" über den weiteren Aufbau:

Es ist in diesem Testgehäuse im Wesentlichen erstmal nur das eingebaut "was man auch sieht" (Treiber,
Cardioid Element).

Über weiteren Aufbau und "tiefere" Konstruktiondetails werde ich jedoch nicht wesentlich mehr schreiben,
als ich es schon getan habe ...


Zurück in der Realität der Lautsprecher/Raum Interaktion:

Es geht hier ja mittelbar auch um die allgemeinere Frage, ob ein Cardioid LS in Wohnräumen bzw. in
akustisch kleinen Räumen "etwas bewirken kann".

Ich habe dazu eine typische (oft anzutreffende) Aufstellsituation in meinem größeren Hörraum nachgestellt,
die Werkstatt mal verlassen und etwas gemessen mit dem aktuellen Testgehäuse.

Dabei erstmal relative Enttäuschung! (So was passiert auf dem Weg öfters mal ...)

D.h. dieses Testgehäuse brachte vorerst im Raum und in der konkreten Aufstellsituation keine so deutliche
Veränderung wie erwartet.

Ich hatte schon andere Cardioid Prototypen hergestellt, die hier größere Effekte hatten. Daher musste ich
am Testgehäuse noch eine Modifikation vornehmen, damit "etwas mehr" passiert beim Umstellen von
Monopol (Rundumstrahler) auf Cardioid, dies speziell im Tiefton.

Und was mir hier immer klarer wird: "Cardioid" kann - und darf auch - als Sammelbegriff für verschiedene
Richtcharakteristiken zwischen Monopol und Dipol verwendet werden.

D.h. mit "Cardioid" ist nicht - auch nicht zwingend bei Mikrofonen übrigens - immer die "Standardniere"
mit (theoretisch) "unendlicher Rückwärtsdämpfung" und Bündelungsmaß 4.77db (frequenzunabhängig?)
gemeint.




Es gibt Übergangsformen, die auch Namen haben wie z.B. "breite Niere / Subcardioid", und auch in der
Lautsprecher/Raum Interaktion kommt es durchaus auf die genaue Ausprägung der Richtcharakteristik
und deren Frequenzabhängigkeit an, dies speziell innerhalb des Tieftons.

Vergleichstest 2er Versuchsträger im Hörraum:

Beide Lautsprecher/Versuchsträger können - jeweils für sich - unterschiedliche Ausprägungen einer Cardioid Richtcharakteristik annehmen:

Der untere (ist wesentlich größer, was im Bild durch die Perspektive verzerrt wird) kann

>> einen Monopol/Rundumstrahler darstellen (Cardioid Element ist dann verschlossen): Er verhält sich dann wie eine übliche geschlossene Box. ("big_mono")

>> eine Cardioid Richtcharakteristik darstellen (Tiefbass "breiter" in Richtung Monopol, mittlerer Bass etwas mehr Dipol-Anteil). ("big_cardio")

Der obere kann

>> zum Tiefbass hin eine "breite" Niere darstellen und verhält sich in Tendenz vergleichbar zum "Cardioid Modus" des größeren LS. ("small_cardio")

>> zum Tiefbass hin eine in Relation etwas engere Niere darstellen (mehr Dipol Anteil). ("small_cardio_N")

Bei dem kleineren LS ist der rückwärtige Gehäuseteil dafür auswechselbar, damit werden auch jeweils anders ausgelegte
Cardioid Elemente wirksam.


Zum Raum:

Der Raum ist hinschtlich des Tiefton massiv akustisch behandelt durch Trockenbauelemente mit "verschränkten" Eigenresonanzen,
und dämpfende Hinterfüllung der Elemente mit Schurwolle. D.h. die Abklingzeit wächst in diesem Raum im Tiefton praktisch nicht an
in Relation zum Mittelton. Aber keine Sorge: Modeneinfluss gibt es dennoch ...

Die Raumecke ist "leicht diffusierend" behandelt, wie man u.a. an den senkrechten Lamellen und einer kl. Nische (nicht im Bild)
erkennen kann.

Daher: Selbst der Monopol hat hier die Chance auf eine Ausgewogenheit im Tiefton, die in einem "gewöhnlichen" Wohnraum sehr
weit außerhalb des Möglichen liegt.

Daher ist hier besonders interessant, ob und wie weit ein Kontrast in der Tieftonperformance zwischen den Testlingen ermittelt
werden kann.

In einem unbehandelten Raum wird der Kontrast in Tendenz sehr viel größer ausfallen, wäre aber auch schwieriger zu erfassen
und zu beschreiben (durch mehr erkennbaren schmalbandigen Modeneinfluss innerhalb eines gewählten Frequenzintervalls).


Hier ist ein Bild der Testlinge und der Aufstellung:

(Wenn der untere LS gemessen wird, steht er allein an dem Platz.)




Und ja: In der Ecke vor den Lamellen müsste mal wieder Staub gewischt werden ... da war zuvor ein großes dickes Kissen (aufrecht
stehend), welches für dieses Test Setting entfernt wurde.

Der größere Testling:

(Bei der Messung "blau" habe ich mir ein Netzbrummen eingefangen: Störungen bei Vielfachen von 50Hz ...)




Der "Notch" um 110 Hz fällt bei der Cardioid Variante ca. 5 db weniger tief aus als beim Monopol (geschlossene Box).
Eine kleinere Differenz in umgekehrter Richtung gibt es um 62Hz.


Der kleinere Testling:

(Netzbrummen s.o.)




Der "Notch" um 110Hz ist auch bei diesen beiden Cardioid Varianten deutlich vermindert gegenüber
dem "üblichen" Monopol LS (s.o.)

Das Verhalten um 62 Hz hängt von der Dipolkomponente im Tiefbass ab:
Die "small_cardio_N" Variante hat eine etwas "zünftigere" Dipolkomponente im Tiefbass, was man
- ungeachtet der Größe des Testlings - eher bei einem PA Lautsprecher (z.B. Cardioid Woofer für Open
Air Veranstaltungen) in dieser Richtung auslegen dürfte.

Für die gegebene Aufstellung in einem Wohnraum ist das hier offenbar kontraproduktiv:
Es kommt hier "auf den richtigen Mix" an. Eine zum mittleren Tiefton hin zunehmende Cardioid
Charakteristik, kann aufstellungsabhängige Notches in Tendenz dort abmildern, was mit DSP
Eingriff an einem üblichen Monopol Lautsprecher kaum möglich ist: Dort muss man mit den
"Notches" leben ...

Der Cardiod ist damit bei richtiger Auslegung durchaus "DSP freundlich", indem er in Tendenz
solche Fehler vermindert, die nicht mit DSP kompensierbar sind.


Ich werde alle drei Testlinge innerhalb dieser Oktave jetzt "rankieren" und dabei eine einheitliche
Bewertung anwenden, den ich lasse es ungern bei "verbaler Kurvendiskussion".

>> Die Mittenfrequenz dieser Oktave liegt bei ca. 85Hz.
>> Ich nehme den Pegel an der Mittenfrequenz und addiere nacheinander den Abfall an
beiden Notches (62Hz, 110Hz) gegenüber dem Bezugspegel.
Die genaue Frequenz des "62" Hz Notches wird dort angenommen, wo die Pegelreduktion
der jeweilgen Cardioid Varante am größten ist.


big_mono............Bezugspegel: -16,6db, "Notch62": -08,0db, "Notch110": -17,0db Summe Abweichung: 25,0 Mittel: 12,5
big_cardio...........Bezugspegel: -16,6db, "Notch62": -10,0db, "Notch110": -12,2db Summe Abweichung: 22,2 Mittel: 11,1
small_cardio........Bezugspegel: -22,1db, "Notch62": -07,9db, "Notch110": -10,4db Summe Abweichung:18,3 Mittel: 9,15
small_cardio_N...Bezugspegel: -22,1db, "Notch62": -13,6db, "Notch110": -09,2db Summe Abweichung: 22,8 Mittel: 11,4

Ihr könnt gern nochmal grob prüfen, Fehler beim Auszählen sind nicht ausgeschlossen.

Die Summe der Abweichungen bzw. das Mittel könnte man als Maß für "DRC/DSP unverträgliche
Fehler" in dieser Oktave sehen.

Die Rankierung wäre nach dieser Bewertung wie folgt:

1. small_cardio
2. big_cardio.
3. small_cardio_N
4. big_mono

Vom Testling "small_cardio" können die anderen Cardioid Testlinge ggf. lernen, wie man
die Cardioid Abstimmung noch verfeinert für Wohnraum Anwendungen oder ggf. sogar
für individuelle Anpassungen.

Der übliche monopolare Lautsprecher muss sich mit dem letzten Platz zufrieden geben:
Daran ändert hier selbst der im Tiefton "deutlich" behandelte Raum nichts.

Audiodrom hat mich dazu angeregt, nochmal die derzeit beste Cardioid Abstimmungsvariante
direkt in einem Diagramm mit dem Monopol zu zeigen (auch wenn es unterschiedliche LS-Gehäuse sind).

Ich habe dazu die Pegel der Diagramme angeglichen, d.h. den kleineren LS etwas angehoben:





gelb: Monopol
blau: Cardioid

Ich denke, das macht meinen derzeitigen Stand in der Entwicklung einigermaßen deutlich.

Für ggf. neu hinzugekommene Mitleser:

Die Ergebnisse für Monopol und Cardioid werden so im Raum ohne DRC/DSP Korrektur erreicht
und direkt verglichen.

Das Auffüllen des Dip bei 110Hz ist mit einem DSP auch nicht möglich.

Messung (von gestern): Hier habe ich die Oktave darunter hinzugenommen.




(gleiche Gehäuse)

gelb: Gehäuse in "Monopol Modus"
blau: Gehäuse in "Cardioid Modus"

Die Störungen durch Netzbrumm (50Hz, 100Hz) muss man sich "wegdenken".

Ansonsten ist es so, dass der Cardioid in Tendenz Senken "auffüllt" und Welligkeiten
im Frequenzgang breitbandig reduziert. Dies trifft graduell sogar für den Bereich
ca. 43 ... 60Hz zu, wo eine "ausgleichende" Pegelanhebung bis zu 1.6 db stattfindet.

Der Einsatz des Cardioids bewirkt nicht, dass der Raum nun etwa "modenfrei"
angeregt würde, aber es geht breitbandig in eine "gutmütigere" Richtung und wenn
es jeweils nur wenige db sind.

___________

Wichtig war mir hier auch die Frage, ob das Gehäuse im Tiefbass - etwa bei Anregung
der 39Hz Mode - "schwächer" würde, wenn in den Cardioid Modus gewechselt wird:

Das ist nicht der Fall. Die 39Hz Mode wird zwar um ca. 0.2db weniger angeregt, das
Bassfundament darüber ist jedoch eher etwas kräftiger und durchgängiger ausgeprägt
als beim Monopol. Edit: In Interaktion mit dem Raum !

D.h. hier im Raum würde die Cardioid Variante sogar etwas "fetter", "körperhafter"
klingen jedoch auch in Tendenz "durchgängiger" und "präziser" im Tiefton.

Die Frage nach möglicher "Tiefbass-Schwäche" beim Cardioid war mir hier wichtig
zu stellen, weil der Cardioid einen gewissen Teil seines zu Verfügung stehenden
Verschiebevolumens für die Dipol-Komponente aufbringen muss:

Die Auslegung ist jedoch bereits recht gut getroffen - die Dipol-Komponente des
Cardioids wird zum Tiefbass hin reduziert, was sich auch hinsichtlich der Interaktion
mit dem Raum als günstiger erwiesen hat - so dass die Cardioid Richtcharakteristik
hier nicht mit etwaiger "Tiefbassschwäche" oder eingeschränkter Dynamik im Tiefbass
erkauft werden muss (gleicher Tieftontreiber, gleiche Gehäusegröße).

Edit: Im Vergleich zu typischen Dipol-Aufstellungen im Raum (OB Lautsprecher,
Elektrostaten, andere Flächenstrahler...) habe ich hier wohnraumgerechtere
Aufstellungen im Auge, die auch etwas "wandnäher" ausfallen können.

Der Tieftontreiber war hier ca. 1,1m vor der Frontwand des Raums und ca. 0.75m
von der linken Seitenwand des Raums entfernt.

Grundsätzlich käme der Lautsprecher mit kleineren Wandabständen zurecht, jedoch
verschiebt sich dann sein im Frequenzgang gezeigtes "ausgleichendes Wesen" in
der Raumanregung zu höheren Frequenzen innerhalb des Tieftons hin.

Die "Messung mit dem Kissen" muss ich nochmal wiederholen ...


Messung (heute): Monopol mit und ohne Kissen vs. Cardioid (ohne Kissen)

Kissen ca. 80cmx80cm, ca. 30cm dick, Stoffbezug "filzartig" und ganzflächig mit sehr tiefen Falten.

Kissen steht direkt hinter Lautsprechergehäuse und ist wesentlich größer als dessen Stirnseite/Schallwand.






gelb: Monopol ohne Kissen im Rücken
blau: Cardioid ohne Kissen im Rücken
grün: Monopol mit Kissen im Rücken


Man kann sagen, dass das Kissen unterhalb ca. 80Hz keine Wirkung hat:
Für eine Wirkung bei tieferen Frequenzen müsste eine Raumbehandlung
mit sehr viel tiefgreifenderen Maßnahmen erfolgen.

An dem Notch bei ca. 110Hz kann das Kissen bei günstiger Platzierung
etwas bewirken: Unmittelbare Nähe zur Schallquelle, passender Abstand
des "porösen Absorbers" zur Raumwand.

Man sieht hier sehr schön:

Man kann die geeignete Richtcharakteristik eines Lautsprechers auch
- in gewissen Grenzen - gegen eine "äquivalente Raumbehandlung"
eintauschen.

Nur je tiefer das im Frequenzbereich funktionieren soll, desto "ausufernder"
(raumgreifender und teurer) werden die hierfür benötigten raumakustischen
Maßnahmen ...

Natürlich würden sich hier alle Effekte multipizieren:

So spricht nichts dagegen, einen Lautsprecher mit geeigneter Richtcharakte-
ristik in einem akustisch behandelten Raum zu betreiben.

Das Ergebnis verbessert sich dadurch noch weiter, oder man kann wahl-
weise die Raumbehandlung deutlich reduzieren und immer noch ein sehr
akzeptables Resultat erhalten.

Ein Fakt ist aber, dass übliche Lautsprecher mit nahezu monopolarer
(kugelförmiger) Abstrahlung vom Tiefton bis in den unteren Mittelton das
größte Maß an Raumbehandlung erfordern.

Der Raum wird, wenn er denn geeignet behandelt wird, zu einer Art
"Reparaturbetrieb" eines Lautsprechers, der sich den Raum von vornherein
- hier zunächst vom Tiefton bis in den Mittelton - "zum Feind gemacht" hat.​

Edit: Vielleicht wäre es doch mal an der Zeit, über Lautsprecher mit
kontrollierter Richtwirkung - auch bereits im Tiefton - nachzudenken?

Man muss - ich jedenfalls - sich Messdiagramme immer nochmal nach einer Weile ansehen:



gelb: Monopol ohne Kissen als zusätzlichem Absorber im Raum
blau: Cardioid ohne Kissen als zusätzlichem Absorber im Raum
grün: Monopol mit Kissen als zusätzlichem Absorber im Raum


Die Frage war ja hier, ob man die Monopol Variante mit einem Absorber in unmittelbarer
Nähe etwas dichter an das Verhalten der Cardioid Variante heranbringen kann:

In der Umgebung um den 110Hz Einbruch ist das durchaus der Fall.

In der Oktave unterhalb des "Dips" passiert dann nicht mehr viel durch den Absorber.

Aber der Frequenzgang in der "Wanne" zwischen ca. 44Hz und 60Hz hängt mit dem
Absorber noch etwas tiefer durch:
Im Vergleich zum Cardioid - und ohne das Kissen im Raum - ist die Senke um bis zu
2db tiefer geworden und das ist hier eine unerwünschte Nebenwirkung.

Wenn man hier "extrapoliert" - was wäre, wenn man vor dieser Wand noch mehr
poröse Absorption installiert etwa 2,4,8 "Kissen"? - dann würde sich diese Wanne in
Tendenz weiter vertiefen ...

Der Cardioid Modus kann hier beides: Den Pegel in der "Wanne" breitbandig anheben
und den Dip um 110Hz vermindern: Und das ohne weitere Akustik Maßnahmen in
dieser konkreten Raumsituation.


Wozu mache ich diesen ganzen Quatsch hier?

Das Testgehäuse mit der Option einerseits einen konventionellen Monopol und ander-
seits einen "milden Cardioid" darzustellen, ist ja ein Probelauf für die Tieftoneinheit
in meinem geplanten "Wohnraumlautsprecher" der typischerweise ein Stereo Haupt-
lautsprecher wird.

Solche Stereolautsprecher werden in Räumen i.d.R. so aufgestellt, dass sich unter
Berücksichtigung der Wohnbedürfnisse - wo hab' ich Platz für die LS, wo kann ich
sitzen? - ein brauchbares Stereodreieick ergibt.

Das bedeutet im Klartext für den Tiefton: Die Lautsprecher können und werden so
gut wie nie dort stehen, wo die Raumanregung im Tiefton optimal ausgewogen ist.

Edit: Und nicht alle Unausgewogenheiten, die dabei zwangsläufig entstehen, können
per DRC/DSP tatsächlich kompensiert werden, das betrifft u.a. "Notches" im Frequenz-
gang am Hörplatz.

Ein hierfür geeignet ausgelegter Cardioid kann mit Variationen ("Fehlplatzierungen")
des Aufstellungsortes bezüglich des Tieftons breitbandig am besten umgehen, d.h.
er verhält sich diesbezüglich gutmütiger als ein Monopol.

Das sagt die Literatur und das zeigt hier m.E. ebenso die Praxis ...

Kommt das Cardioid Element - ggf. noch etwas nachjustiert - also rein in den
"Wohnraumlautspecher"?

M.E. muss es rein.

Edit: Ggf. werde ich noch eine stufige Anpassbarkeit im Sinne einer "Ortsanpassung"
für das Element selbst vorsehen.