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Wohnraumlautsprecher: Festlegungen für eine erste Umsetzung

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    Wohnraumlautsprecher: Festlegungen für eine erste Umsetzung

    Das Grundkonzept eines "Wohnraumlautsprechers" hatte ich ja hier in den letzten Wochen
    schon mehrfach angedacht und zur Diskussion gestellt. Es waren jedoch noch einige
    "Variablen" im Spiel, die vor einer ersten Festlegung von Dimensionen, Detaillösungen etc.
    geklärt werden mussten.

    Eine Frage war für mich, ob im Tiefton eine Cardioid Richtcharakteristik vorgesehen wird
    und - wenn ja - wie das technisch konkret umgesetzt werden soll ...

    Dazu gab es einen gesonderten Thread:

    https://www.hififorum.at/node/708309


    Auch in diesem Thread wurde u.a. zum Thema Cardioid Richtcharakteristik geschrieben:


    In meiner beruflich aktiven Zeit hatte ich oft die Gelegenheit – und ich habe sie auch bewusst gesucht – mich mit Lautsprecherherstellern zu unterhalten. Manches Mal war es nur eine Person, manches Mal der Chef so einer Firma und manches Mal der Abteilungsleiter eines Konstruktions-Teams. Und immer war es so, dass



    Diese Frage ist jetzt beantwortet und damit können alle anderen benötigten (Teil-) Lösungen
    sich jetzt ebenso allmählich zusammenfügen (angedacht waren sie schon wesentlich länger).

    So sieht - Stand heute - in etwa das Bestückungsschema für die Schallwand eines linken
    Exemplars aus, der rechte LS wäre spiegelsymmetrisch:

    Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: Wohnraum_LS_Schema_Edge.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 291 KB ID: 709095



    Jetzt folgt eine "Shortlist" bisheriger Entwurfsentscheidungen, die ich für mich getroffen habe (alles kann sich im Verlauf noch ändern):


    Entwurfsentscheidungen

    Gesamtabmessungen
    • BxHxT: 30cm x 90cm x 16cm


    Tieftonfeatures

    Bassreflex Auslegung
    • "Lossy" BR-Abstimmung mit geschätzt QB=3
    • Wirksames akustisches Volumen ca. 32L, geometrisches Volumen ca. 27L, "deutliche" Füllung mit Bedämpfungsmaterial.
    • Abstimmfrequenz Fb ca. 36Hz
    • BR-Kanal mit lambda/2 Antiresonator, d.h. doppelwandig mit mittiger Lochung oder Schlitz im Kanal, mindestens einseitig Textilauflage innen

    Schallwandauslegung/Abstrahlung
    • Tieftöner Position aussermittig "unten links" auf Schallwand (bei linker Box), dadurch "sanfter Baffle Step" (Shelving Filter), kein "Baffle Hump"
    • "Bodenwoofer" Auslegung, d.h. "Floor Bounce" außerhalb Übertragungbereich Tieftöner
    • Montage Tieftontreiber "schwimmend" auf Schallwand, Motormasse wird zur Minimierung der mech. Gehäuseanregung im oberen Bass/unteren Mittelton als "mech. Tiefpass" genutzt.

    Cardioid Auslegung / Richtwirkung im Tiefton
    • Einsatz des Cardioid Elements Stand 02/2025 auf Rückwand des Gehäuses
    • Cardioid Richtcharakteristik 2-3 stufig anpassbar in Ausprägung/Frequenzabhängigkeit
    • Dipol-/Cardioid Hauptachse im Bass nach außen rotiert, um typische Einwinkelung "toe in" als Stereolautsprecher im Raum zu kompensieren (*)


    Mittel-/Hochton Features
    • Mittel-/Hochton Array aus drei Treibern in "dekorrelierender" Anordnung (außerhalb Hörachse)
    • Energiefrequenzgang mit Zielfunktion orientiert an "Bruel&Kjaer" Raumkurve
    • Bündelungsmaß (beeinflusst Neigung "Raumkurve" über Frequenz) oberhalb ca. 3Khz in drei Stufen wählbar ohne nennenswerte Beeinflussung des Direktschall Frequenzgangs "auf Achse". Einstellung abhängig von Hochtonabsorption im Hörraum und Abhörsituation ("Beamwidth Control" Schaltung).
    • der oberste Mittel-/Hochtontreiber im 3er Array dominiert dann graduell/progressiv zum obersten Hochton hin je nach Einstellung, während die anderen beiden Treiber "schleichend" zurückgenommen werden.
    • Innenkammer/Arbeitsvolumen für Mittel-/Hochton Array in Schallwand/Gehäuse integriert
    • Alle Mittel-/Hochton Treiber auf gemeinsamer und demontierbarer Front-/Montageplatte
    • MHT-Montageplatte trägt Treiber, Verkabelung, "Beamwidth Control" Schaltung sowie optional eine passive Frequenzweiche zur Trennung Tiefton/MHT (2-Wege)
    • Aktive Ansteuerung durch separate Anschlüsse für beide Wege vorgesehen
    • Innenkammer Mittel-/Hochton Array nach Grundkonzept diffusierender/bedämpter "akustischer Flachtank", Ausschnitte in Schallwand werden bei Bildung der Kammer und deren Außenkonturen einbezogen.
    • Kammer innen zusätzlich mit geeigneten absorbierenden Wandauflagen und Bedämpfung des Innenvolumens ausgestattet.
    • Neigungswinkel des Gesamtgehäuses anpassbar über Bodenkufen, da Mittel-/Hochton Array leicht unterhalb Ohrhöhe eines sitzenden Hörers.


    ___________________________

    * Vgl. John Kreskovsky zu Raumanregung und Impulsverhalten mit richtenden Tieftonquellen:




    Zuletzt geändert von dipol-audio; 01.03.2025, 15:55.
    Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

    #2
    Ich versuche noch einige Querbezüge zu anderen "Fäden" einzusammeln, die im
    Zusammenhang mit diesem Konzept stehen ...


    Zu verschiedenen Anwendungsbereichen und Grenzen von DRC/DSP:

    Hallo zusammen, Angeregt von den letzten, sehr breit gefächerten Themen hier, möchte ich einen neuen Beitrag erstellen, der sich zusammenfassend mit dem Markt aus Sicht wirklich audio-relevanter Bereiche beschäftigt. Bei Quellgeräten sehe ich persönlich keine Marktlücke. Eher ein Überangebot. Ob klassisch CD, PC Varianten,



    Hörerpräferenz (Kriterien), Inroom Response, "Raumkurve" insbesondere
    nach Bruel&Kjaer:​





    Zu Motivation und akustischem Verhalten eines Mittel-/Hochtonarrays, wie
    es in dieser Art hier verwendet wird:





    Inzwischen wurde vielleicht deutlicher, warum auch der folgende Thread
    dazugehört. denn manche Herangehensweisen haben in der Technik-
    historie gewisse Vorboten, auch wenn die Konzepte ggf. "noch nicht ganz
    ausgegoren" waren oder sogar dem reinen Experimentieren entsprungen
    sein mögen: (*)


    Es dürfte inzwischen 8-9 Jahre her sein, dass ich diese Bilder aus dem Netz gesammelt habe. Tesla "ARS 631": Dual "CL161": Finnland (vemutlich ein veröffentlichtes Selbstbau Projekt): Rectilinear:



    _________________________

    * Der dortige Thread ist inzwischen auch schon wieder ein halbes Jahr alt. Die
    Bilder, die ich dort zeige, habe ich schon vor vielen Jahren gesammelt. Und das,
    was sie zeigen, ist mehrere Jahrzehnte oder teils sogar mehr als ein halbes
    Jahrhundert alt ...
    Zuletzt geändert von dipol-audio; 01.03.2025, 17:27.
    Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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      #3
      Bassreflex Auslegung

      Simulation der konkreten BR Abstimmung, Übertragungsfunktion:

      Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 36Hz_32L_QL_3_TransferFunctionMagnitude.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 2021 KB ID: 709098


      Luftgeschwindigkeit im Port nahe "Vollast" (80W):

      Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 36Hz_32L_QL_3_AirVelocityPort_80W.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1415 KB ID: 709099

      10% der Schallgeschwindigkeit wir hier allg. als "kritischer Wert" angesehen, was das Umschlagen in turbulente Strömung betrifft. Das wären ca. 34 m/s. Der Port ist hier "hinreichend" dimensioniert, so dass im normalen Betriebsbereich keine ernsten Effekte durch "Dynamikkompression" oder "Verstimmung" zu erwarten sind.


      Gruppenlaufzeit:

      Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 36Hz_32L_QL_3_GroupDelay.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1449 KB ID: 709100

      "Harmloser Verlauf", der in der gewählten Abstimmung dem einer geschlossenen Box ähnelt. Dementsprechend ist sehr gutes
      Einschwingverhalten zu erwarten.


      "Grenzschalldruck" (Bedingungen: Freifeld Halbraum, 1m Entfernung):

      Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 36Hz_32L_QL_3_MaxSPL.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃöÃe: 2033 KB ID: 709102

      Das sieht m.E. so gut aus, dass ich es selbst kaum glaube, wenn man bedenkt, dass man zwei Lautsprecher im
      selben Raum betreiben wird ... Aber selbst wenn man aus gesundem Pessimismus mal wenige db abzieht:

      Interessant ist für mich u.a , wo bei einem BR System hier der "Knick" unterhalb der Abstimmfrequenz liegt:
      Deutlich unterhalb des "Knicks" ist das Gesamtsystem mechanisch begrenzt und nicht mehr primär durch die
      thermische Belastbarkeit der Schwingspule. Diese Zone beginnt hier erst unterhalb ca. 32Hz. Das ist m.E. eine
      äußerst robuste Auslegung.

      Man sollte ein System nicht in diesen Grenzbereichen (Eingangsleistung, Schalldruckpegel) betreiben, aber es
      ist interessant zu wissen, wo sie etwa liegen werden ...



      Verlauf der Membranauslenkung des Treibers über der Frequenz:

      Klicke auf die Grafik fÃÃür eine vergrÃÃöÃerte Ansicht  Name: 36Hz_32L_QL_3_ConeExcursion.jpg Ansichten: 0 GrÃÃöÃe: 1861 KB ID: 709103

      Die Hubreduktion im Bereich der Abstimmfrequenz fällt hier nicht so deutlich aus wie bei "üblichen"
      BR Abstimmungen: Das macht aber nichts.

      Eine schmalbandige aber "tiefere" Hubreduktion bringt der Praxis nicht so viel. Die Hubreduktion
      ist hier hinreichend breitbandig und deutlich ausgeprägt.

      Bei einer geschlosenen Box würde der Hub hier auch unterhalb 60Hz einfach weiter ansteigen, bis
      Treiber und Gehäuse ihn dann zu tiefen Frequenzen durch "Federsteifigkeit" begrenzen, was äußerst
      "klirrträchtig" ist.

      Diese BR Abstimmung ist zwar etwas ungewöhnlich, aber dennoch "vollkommen gesund".

      Warum konnte ich sie jetzt erst ermitteln?

      Weil der Einfluss des Cardioid Elements auf die Gehäuseparameter im "Tiefstton" bis jetzt noch nicht
      vollständig bekannt war.

      Neues Cardioid Element: Testvorbereitung Ich hatte ja bereits an anderer Stelle über meine Entwicklungsarbeit an Cardioiden berichtet ... Um den dortigen Thread nicht weiter zu "kapern" mit diesem Thema, welches offenbar bei einigen auf Interesse gestoßen ist, eröffne ich hier einen neuen Thread. So sieht das für


      Gemessen an den m.E. sehr "zarten" Abmessungen des Gehäuses, wird dieser Lautsprecher unter
      gewöhnlichen Wohnraumbedingungen auch im Tiefbass sehr schön abliefern können.
      Zuletzt geändert von dipol-audio; 01.03.2025, 20:11.
      Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

      Kommentar


        #4
        Respekt Oliver.
        Das klingt alles richtig gut.

        Kommentar


          #5
          Klaus, vor zwei Wochen noch waren für mich so viele Fragen offen, dass ich an bestimmte Festlegungen
          noch nicht richtig konkret herangehen konnte.

          So langsam scheint es sich zu fügen und die ganzen schlummernden Vorüberlegungen können in
          Richtung einer Umsetzung konkretisiert werden.

          Jetzt geht es mehr um Details einer Umsetzung als um offene Fragen.
          Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

          Kommentar


            #6
            Mittel-/Hochton Features

            " ...
            • Bündelungsmaß (beeinflusst Neigung "Raumkurve" über Frequenz) oberhalb ca. 3Khz in drei Stufen wählbar ohne nennenswerte Beeinflussung des Direktschall Frequenzgangs "auf Achse". Einstellung abhängig von Hochtonabsorption im Hörraum und Abhörsituation ("Beamwidth Control" Schaltung).
            • der oberste Mittel-/Hochtontreiber im 3er Array dominiert dann graduell/progressiv zum obersten Hochton hin je nach Einstellung, während die anderen beiden Treiber "schleichend" zurückgenommen werden
            ...
            ​"

            Um die kompensierende Schaltung dafür (nicht die Ursache für deren Einsatz / Auslegung ...) näherungsweise
            bei höheren Frequenzen zu simulieren, genügt es, die 3 Treiber des Arrays jeweils als "RL-Glieder" zu modellieren,
            sofern man realistische Daten zu deren Gleichstromwiderstand und Schwingspuleninduktivität zur Verfügung hat:

            Klicke auf die Grafik für eine vergröÃerte Ansicht  Name: Array_3Elements_BeamwidthControl_Analysers.jpg Ansichten: 0 GröÃe: 1273 KB ID: 709114








            Zuletzt geändert von dipol-audio; 02.03.2025, 01:38.
            Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

            Kommentar


              #7
              Mittel-/Hochton Features​​


              Das jeweils obere Diagramm zeigt den Pegelverlauf am obersten Mittel-/Hochtöner auf der Schallwand.

              Das jeweils untere Diagramm zeigt den Pegelverlauf an einem der beiden unteren Mittel-/Hochtöner auf der Schallwand.

              (Bestückungsschema der Schallwand siehe Eingangspost)


              Schalterstellung "Narrow":
              Alle Mittel-/Hochtöner haben den gleichen flachen Pegelverlauf auch im oberen Hochton.


              Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: Array_3Elements_BeamwidthControl_Narrow.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1808 KB ID: 709145


              Schalterstellung "Moderate":
              Es erfolgt eine "moderate" Umverteilung der Leistung zugunsten des oberen Treibers zum oberen Hochton hin.

              Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: Array_3Elements_BeamwidthControl_Moderate.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1788 KB ID: 709146


              Schalterstellung "Wide":
              Es erfolgt eine deutlichere Umverteilung der Leistung zugunsten des oberen Treibers​ im oberen Hochton.
              Das Bündelungsmaß des Arrays wird zum oberen Hochton hin in Relation deutlich zurückgenommen.

              Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: Array_3Elements_BeamwidthControl_Wide.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1814 KB ID: 709147



              Das Array wird also in seiner Gesamtheit ähnlich wie ein virtueller Breitbandlautsprecher gesehen, nur dass
              dessen wirksame "virtuelle Membranfläche" (oder deren maßgeblicher Umfang) über der Frequenz graduell
              eingestellt werden kann.

              Die einzelnen Treiber sind aufgrund ihrer Dimensionen jedoch - anders als real existierende größere Breitband
              Treiber - nahezu perfekte "Kolbenstrahler", d.h. sie leiden nicht unter denselben Problemen wie "reale" Breit-
              bänder was u.a. Partialschwingungen oder die Kontrolle des Energiefrequenzgangs betrifft.

              Ich habe eine solche Einstellbarkeit des Bündelungsmaßes schon an vergleichbaren Arrays vorgenommen:

              Der Schalldruckfrequenzgang kann dabei auf Achse (Edit: für den Direktschall) über alle Schalterstellungen
              hinweg "nahezu gleich" gehalten werden. Aber es ändert sich der Raumanteil im oberen Hochton deutlich
              mess- und hörbar.

              Damit kann man z.B. auf Räume reagieren, die im oberen Hochton überproportional absorbieren (merklich
              fallende Nachhallzeit über der Frequenz), ohne dass der Lautsprecher im Hochton subjektiv dadurch "scharf"
              klingt:
              Denn Anpassungen im Hochton sind normalerweise nicht möglich (durch DSP oder an einem passiven LS),
              ohne auch den Frequenzgang im Direktschall zu verändern.

              Das Wesen einer "Raumkurve" ist aber ursprünglich, etwas über die Frequenzabhängigkeit des Raumanteils
              (bezogen auf einen Hörplatz) auszusagen: Hier gehen das Bündelungsverhalten des Lautsprechers ein sowie
              der Verlauf der Nachhallzeit des Raums insbesondere im Hochton.

              Eine ursächlich wirksame Kompensation hinsichtlich der Lautsprecher-/Raum Interaktion muss sich also auf
              das Bündelungsmaß und den Energiefrequenzgang eines Lautsprechers beziehen und vorzugsweise nicht
              einen bereits vorhandenen ausgewogenen Direktschall Frequenzgang verbiegen
              , wie es "üblicherweise"
              leider gehandhabt wird, wenn etwa "Raumkurven" eingestellt werden.


              Die o.g. Schaltung wird als Teil des Mittel-/Hochtonwandlers selbst gesehen und durch eine geeignete passive
              stufig anpassbare Beschaltung realisiert. D.h. der Gesamtlautsprecher bleibt konzeptionell weiterhin ein "2-Wege
              System" und würde auch bei aktiver Ansteuerung nur 2 DSP- und Verstärkerkanäle benötigen.

              Von der Schallabstrahlung her könnte man die "Wege" auch anders zählen (grob von "unten nach oben"):
              • Bassreflexport
              • Cardioid Element (?) (*)
              • Tieftöner
              • Mittel-/Hochtonarray (alle)
              • Mittel-/Hochtonarray ("Principal Tweeter")

              Das wären (bis zu) 5 Wege, wie sie real an der Abstrahlung - je nach Einstellung - beteiligt sind.

              _______________________________

              (*) Bildet - isoliert gesehen - auf der Rückseite des Gehäuses de Facto eine gegenphasige Schallquelle
              mit Tiefpass Charakteristik.
              Zuletzt geändert von dipol-audio; 02.03.2025, 13:41.
              Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

              Kommentar


                #8
                Mittel-/Hochton Features

                "​
                • Mittel-/Hochton Array aus drei Treibern in "dekorrelierender" Anordnung (außerhalb Hörachse)
                ​...
                "

                Hinter diesem Punkt im Mittel-/Hochtonkonzept des Wohnraumlautsprechers steht meinerseits eine persönliche
                Entwicklungsgeschichte in der Lautsprecherkonstruktion, bei der eine wichtige Station für mich etwa im Jahr 2009
                begann. Ich hatte mich mit Biegewellenlautsprechern nach dem "Distributed Mode Loudspeaker" (DML) Konzept
                befasst und war u.a. von deren potenziellen Eigenschaften in der Lautsprecher- / Raum Interaktion fasziniert.

                Das DML Konzept ermöglicht bei ausgewogenem Energiefrequenzgang eine dekorrellierte Abstrahlung unter
                Winkeln, die dazu führt, dass Kammfiltereffekte durch Interferenz des Lautsprechers mit seinen Spiegelschall-
                quellen im Raum sehr deutlich reduziert werden können.

                Ich bringe zu diesem Punkt einige Auszüge aus einem Artikel von Charalampos Ferikidis (*) , der die Zusammen-
                hänge verdeutlicht.

                Zitate:

                Seite 10:
                "
                4.1 Reflektierende Begrenzungsfläche
                In diesem Abschnitt wird die Interaktion eines DM Panels, als auch eines konventionelle
                Lautsprechers, mit einer hart reflektierenden Begrenzungsfläche untersucht. Plaziert man eine
                Schallquelle in der Nähe einer Begrenzungsfläche, so wird ein Großteil der einfallenden
                Schallwellen von dieser Fläche zurück in den Raum reflektiert. Als Folge wird dem direkten
                Schallanteil eine zeitlich verzögerte Version desselben Schalls überlagert. Ein periodisches
                Interferenzmuster im Summenfrequenzgang ist das Ergebnis der Überlagerung der beiden
                Schallanteile. Dieser Effekt wird auch als "Kammfilter" bezeichnet.
                ...​
                "


                Seite 13:
                "
                4.3 Frequenzverlauf als Funktion des Meßpunktes
                Im vorherigen Abschnitt wurde die Wechselwirkung zwischen direkt abgestrahltem und dem
                an einer Wand reflektierten Schall anhand einer Einzel-Messung untersucht. Im folgenden soll
                die Wechselwirkung zwischen Schallquelle und reflektierender Begrenzungsfläche für
                mehrere Meßpositionen betrachtet werden.
                Die dazu verwendeten Meßanordnung zeigt Bild 11. Beide Schallquellen werden
                (nacheinander) in etwa 50 cm Abstand zu einer hart reflektierenden Wand positioniert. Die
                Hauptabstrahlrichtung der Schallquelle ist dabei parallel zur Wand ausgerichtet. Als Erregung
                dient weißes Rauschen. Das Meßmikrofon wird nun mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
                um den Lautsprecher herum bewegt - von der Wand weg bis zu einem Winkel von 90 Grad.
                Das vom Mikrofon aufgenommene Signal wird digital aufgezeichnet und anschließend
                weiterverarbeitet.​
                "

                Klicke auf die Grafik für eine vergröÃerte Ansicht  Name: Ferekidis_Bild11.jpg Ansichten: 0 GröÃe: 618 KB ID: 709181


                Klicke auf die Grafik für eine vergröÃerte Ansicht  Name: Ferekidis_Bild12-1.jpg Ansichten: 0 GröÃe: 4556 KB ID: 709182




                Klicke auf die Grafik für eine vergröÃerte Ansicht  Name: Ferekidis_Bild12-2.jpg Ansichten: 0 GröÃe: 5125 KB ID: 709183

                Seite 16:
                "
                In Bild 12 unten ist das Spektrogramm für das DML-Panel dargestellt. Vergleichbare Muster,
                wie sie in Bild 12 oben auftreten, sind kaum erkennbar. Ein gleichmäßig verteiltes und
                zufälliges Muster würde bei dieser Art der Messung bzw. Darstellung auf eine nahezu
                perfekte diffuse Schallquelle hinweisen. Das Ergebnis zeigt, daß bei Verwendung eines DMLPanels
                eine deutliche Reduktion der Wechselwirkungen zwischen Schallquelle und
                begrenzender Fläche zu beobachten ist. Auch hier findet die These Unterstützung, ein DMLPanel
                erzeuge ein nahezu diffuses Schallfeld.​
                "



                ____________________________

                (*) "DML – Distributed Mode Loudspeaker
                Ein neuer Schallwandler, akustische Eigenschaften und die Konsequenzen für den praktischen Eins​atz", Charalampos Ferikidis , New Transducers Ltd
                Zuletzt geändert von dipol-audio; 03.03.2025, 11:57.
                Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                Kommentar


                  #9
                  Mittel-/Hochton Features

                  "​
                  • Mittel-/Hochton Array aus drei Treibern in "dekorrelierender" Anordnung (außerhalb Hörachse)
                  ​...
                  "​


                  Ich will versuchen, die Geschichte wie es für mich damit weiterging, (Edit: einigermaßen) kurz
                  zusammenzufassen:

                  Ab ca. 2009 habe ich selbst begonnen, Biegewellenlautsprecher zu entwickeln und über die
                  nächsten ca. 5-6 Jahre hinweg immer weiter zu verfeinern.

                  Bereits ein erster noch recht primitiver Prototyp hat mir buchstäblich "die Ohren geöffnet":

                  Ich hatte damals eine akustisch nur spärlich behandelte "Wohnküche", die ziemlich groß war.
                  Obgleich der Biegewellenlautsprecher noch einige "grobe Schnitzer" hatte, konnte er für mich
                  insbesondere Streicher auf Aufnahmen mit kleineren und größeren Ensembles so wiedergeben,
                  dass es für mich nicht mehr "nach Lautsprecher" klang.

                  Dazu muss ich sagen: Praktisch alle Lautsprecher, die ich bis dahin irgendwo auch unter ver-
                  schiedenen Bedingungen gehört habe, produzieren für mich "Lautsprecherstreicher" und nicht
                  mehr als das.
                  Das schloss ebenso alle meine eigenen Lautsprecher mit ein, die ich bis dahin
                  gebaut hatte.

                  Natürlich spielen Art und Qualität der Aufnahmen hier eine Rolle, ändern für mich jedoch wenig
                  an diesem Grundeindruck: Es mag sogar sein, dass ich diesbezüglich eine Art "Fetischist" bin,
                  aber ich empfinde es deutlich so.

                  Mir war klar, dass ich die Zusammenhänge fortan für mich nicht mehr ignorieren konnte.

                  Obwohl ich bis ca. im Jahr 2013 dann sogar eine gewisse Kunstfertigkeit in Konstruktion und
                  Bau von Biegewellenlautsprechern entwickelt hatte, wurde mir persönlich klar, dass ich damit
                  nun doch nicht mehr weitermachen wollte.

                  Warum?

                  Trotz aller potenziellen Vorteile haben die für mich interessanten Bauformen von Biegewellen-
                  lautsprechern (basierend auf dem "DML" Paradigma) Schwierigkeiten mit einer Eigenschaft, die
                  für konventionelle Kolbenstrahler bei richtiger Auslegung kein Problem ist:


                  Konventionelle "Kolbenstrahler"(Edit: wenn sie sich denn real auch so verhalten) können ohne
                  zusätzlichen konstruktiven Mehraufwand einen ausgewogenen und "glatten" Frequenzgang im
                  Direktschall "auf Achse" produzieren.

                  Ich hatte gelernt, dies auch mit Biegewellen LS zu erreichen, aber das kommt dem Versuch
                  gleich - bildlich gesprochen - einen Wolf zu zähmen, damit man mit ihm "Gassi gehen" kann.

                  Um das gewünschte Verhalten zu erreichen, muss man eine Perspektive einnehmen, die
                  irgendwo zwischen einem "Materialwissenschaftler", einem "Akustiker" und einem "Instrumen-
                  tenbauer" liegt: Es wurde mir schlicht zu blöd und ich sah keine Perspektive für ein brauchbares
                  Konzept, welches meine Gesamtanforderungen bei annähernd vertretbarem Aufwand würde
                  erfüllen können oder gar für eine größere Gruppe von Hörern praktikabel wäre.


                  Ich erkannte jedoch ungefähr seit dem Jahr 2015:

                  Um bestimmte interessante und wünschenswerte Eigenschaften eines DML abzubilden, muss
                  man keineswegs Biegewellenlautsprecher bauen.

                  Eine nach Frequenzbereich und Winkel kontrollierbare Dekorrelation der Abstrahlung lässt sich
                  mit geeignet gestalteten Arrays aus - vorzugsweise kleineren - Kolbenstrahlern sogar noch viel
                  besser erreichen.

                  Bei richtiger Auslegung hat so eine Anordnung kein Problem damit, einen "flachen" und "glatten"
                  Frequenzgang auf Achse im Direktschall zu erzeugen, und es ergeben sich sogar weitere
                  Optionen in der Auslegung, die mit einem Biegewellenlautsprecher in dieser Form nicht umsetz-
                  bar wären (*).

                  Das war meine persönliche Geschichte mit DML und "teilweise dekorrelierenden Arrays" bis
                  hierin in Kurzfassung.


                  _____________________________

                  (*) s.o. https://www.hififorum.at/node/709094...111#post709111
                  Zuletzt geändert von dipol-audio; 03.03.2025, 13:03.
                  Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                  Kommentar


                    #10
                    Sehr schöne Geschichte Oliver.
                    Jetzt kann ich besser nachempfinden, was bei deinen Entwicklungen im Fokus steht.
                    Sehr spannend.

                    Kommentar


                      #11
                      Klaus, vielen Dank.

                      Es war mir wichtig zu erzählen, dass hier eine Geschichte und ein Weg vorangingen.

                      ___________________________

                      Eine Korrektur dazu: Ich habe mich oben beim Autor des zitierten Artikels vertippt.

                      Der Name des Autors lautet Charalampos Ferekidis und der Artikel ist

                      "DML – Distributed Mode Loudspeaker
                      Ein neuer Schallwandler, akustische Eigenschaften und die Konsequenzen für den praktischen Eins​atz", Charalampos Ferekidis , New Transducers Ltd​

                      Der Artikel wurde möglicherweise bereits auf der Tonmeistertagung 1998 vorgestellt.
                      Leider bin ich da nicht mehr sicher, weil im PDF kein Datum genannt wird.

                      Der Artikel zitiert selbst jedoch keine Literatur nach 1998: Das Erscheinungsjahr
                      könnte also stimmen.
                      Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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                        #12
                        Obgleich der Biegewellenlautsprecher noch einige "grobe Schnitzer" hatte, konnte er für mich
                        insbesondere Streicher auf Aufnahmen mit kleineren und größeren Ensembles so wiedergeben,
                        dass es für mich nicht mehr "nach Lautsprecher" klang.

                        Dazu muss ich sagen: Praktisch alle Lautsprecher, die ich bis dahin irgendwo auch unter ver-
                        schiedenen Bedingungen gehört habe, produzieren für mich "Lautsprecherstreicher" und nicht
                        mehr als das.
                        Das schloss ebenso alle meine eigenen Lautsprecher mit ein, die ich bis dahin
                        gebaut hatte.
                        Dies lesend, sage ich mir, daß Deine LS seitdem sehr aufgeräumt (richtige räumliche Zuordnung, feiner Klang) und gleichzeitig ganz „unspektakulär“ klingen müßten.
                        Genau das stelle ich mir unter einem aussergewöhnlich guten LS vor.

                        LG
                        Bernd

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                          #13
                          Dieses Bestückungsschema der Schallwand entspricht eher den aktuellen Proportionen:
                          Das Schema im Eingangspost ging auf ein altes Simulationsmodell allein für das Mittel-/
                          Hochtonarray zurück, als die Tieftonauslegung noch unbekannt war.

                          Klicke auf die Grafik für eine vergröÃerte Ansicht  Name: 08_BaffleConfiguration.jpg Ansichten: 0 GröÃe: 678 KB ID: 709320

                          (Linker Lautsprecher, das rechte Exemplar ist spiegelsymmetrisch aufgebaut)





                          Zuletzt geändert von dipol-audio; 06.03.2025, 15:43.
                          Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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                            #14
                            Zum Abstrahlverhalten eines Mittel-/ Hochtonarrays - welches man "virtuellen Biegewellenwandler"
                            oder "DML inspiriert" hinsichtlich des Abstrahlverhaltens speziell unter größeren Winkeln nennen
                            könnte - horizontal vs. vertikal (*) :



                            Horizontal:

                            Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 10cm_HorizontalSteps.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1580 KB ID: 709446


                            Vertikal:

                            Klicke auf die Grafik fÃÃÃÃÃÃÃÃÃür eine vergrÃÃÃÃÃÃÃÃÃöÃerte Ansicht  Name: 10cm_VerticalSteps.jpg Ansichten: 0 GrÃÃÃÃÃÃÃÃÃöÃe: 1621 KB ID: 709447


                            Es handelt sich hier nicht streng um "Winkelfrequenzgänge", sondern das virtuelle Mikrofon
                            wird seitlich (Bild oben) oder vertikal (Bild unten) schrittweise entlang einer Linie verschoben,
                            die senkrecht zur Hauptabstrahlachse des Lautsprechers liegt.

                            D.h. mit zunehmendem Winkel bezogen auf die "Konstruktionsachse" nimmt bei dieser
                            simulierten Messanordnung gleichzeitig auch die Entfernung zum Lautsprecher zu:

                            Die dadurch entstehende deutlichere Spreizung der einzelnen Kurven hinsichtlich des Pegels
                            macht das Verhalten jedoch m.E. sogar anschaulicher.

                            Ein Lautsprecher mit diesem Verhalten klingt auch unter größeren Winkeln subjektiv nicht
                            einfach "immer dumpfer", sondern eher "entfernter", behält aber eine gewisse "Brillianz" auch
                            unter Winkeln bei, dies insbesondere in einem gewöhnlichen Wohnraum.

                            Ferner treten auch unter Winkeln keine Übernahmefrequenzen pegelmäßig hervor, u.a. weil
                            hier im Mittel-/Hochton de Facto keine Übernahmefrequenz vorhanden ist.



                            Würde man im oberen Hochton hier mit der oben erläuterten Schaltung



                            eine "breitere" Abstrahlung einstellen - etwa um einen zum Hochton hin stark absorbierenden
                            Raum zu kompensieren - dann würde sich das Abstrahlverhalten im obersten Hochton dem
                            eines "konventionellen" Hochtöners wieder annähern.

                            D.h. der Lautsprecher könnte sogar in einem Raum betrieben werden, der bereits mit der
                            - leider oft anzutreffenden und zu einseitig auf Absorption im Hochton ausgelegten -
                            "akustischen Notbehandlung" zum (vermeintlichen) Umgang mit velen üblichen Lautsprechern
                            versehen ist ...



                            Querbezug zur Lautsprecher-/Raum Interaktion insbesondere im Mittel-/Hochtonbereich:

                            Ich bin zwar der Meinung, daß es keine solche gibt, nur schwer Beantwortbare - aber jeder weiß wohl, was gemeint ist. Und, es erscheint mir sinnvol, Fragen, bei denen der Fragesteller ahnen kann, daß sie dumm "rüberkommen", hier zu stellen, im Sinne des Forumsfriedens, statt andere Threads damit zu "verzerren&quot


                            ___________________________

                            (*) Das simulierte Array hat geringfügig andere Dimensionen als das für den Wohnraumlautsprecher
                            entwickelte, es geht hier jedoch um das grundsätzliche Verhalten ...
                            Zuletzt geändert von dipol-audio; 08.03.2025, 14:37.
                            Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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                              #15
                              Neben dem andernorts bereits besprochenen Cardioid Element





                              ist jetzt noch eine zweite Komponente fertig geworden, die es so "nicht von der Stange" gibt:



                              Das ist der Bassreflex Kanal oder "BR-Port" für den Wohnraumlautsprecher.

                              Edit: Das Exemplar rechts im Bild liegt hier "kopfüber", d.h. mit der Unterseite nach oben.


                              Neben seiner gewüschten Funktion als "Massereaktanz", die bei der korrekten Abstimmung eines BR-Gehäuses eine
                              Rolle spielt, hat ein BR Port bei gegebener Länge auch eine unerwünschte Längenresonanz, wenn eine halbe Schall-
                              wellenlänge in das Rohr passt.

                              Davon ist in der Praxis nahezu jeder 2-Wege BR-Lautsprecher betroffen, der eine Übernahme zum Hochtöner im Khz
                              Bereich hat: Ein Port mit wenigen Dezimetern Länge hat diese Resonanz stets irgendwo im Mittelton.

                              Liegt die Portresonanz noch im Übertragungsbereich des Tieftöners, dann wird sie je nach Montageposition des Kanals
                              im Gehäuse mehr oder weniger deutlich angeregt, jedoch ist es nahezu unmöglich, sie nicht anzuregen. Auch 3-Wege
                              Systeme können betroffen sein, je nach Übertragungsbereich des Tieftöners.

                              Im Falle des Wohnraumlautsprechers läge die Portresonanz (unbehandelt) mit ca. 770 Hz zwar oberhalb des Übertra-
                              gungsbereichs des Tieftöners (geplant ca. 550 Hz), dies ist jedoch noch "so nahe" am Übertragungsbereich, dass ich
                              das Risiko einer Klangverfärbung im Rolldoff Bereich einer - optional auch passiven - Frequenzweiche mit moderater
                              Flankensteilheit ausschließen werde.

                              Der Port verfügt dazu über 2 Maßnahmen:

                              Eine Filzauflage im Kanal bedämpft (beim Exemplar links im Bild sichtbar) zunächst ganz grundsätzlich den Schall-
                              durchgang durch den Kanal für mittlere und höhere Frequenzen.

                              Gleichzeitig überdeckt die Filzauflage - diese ist fest mit der Wand des Kanals verleimt - eine Lochung in der Mitte
                              des Kanals (rechts im Bild), so dass ein Fließwiderstand gebildet wird, über den das Druckmaximum einer sich
                              "ausbilden wollenden" stehenden Welle ausgeglichen wird:

                              Dafür gibt es noch eine zusätzliche abgeschlossene und bedämpfte Kammer unterhalb des BR-Kanals, in welche
                              die Lochung mündet (diese Kammer ist hier nicht sichtbar).

                              Die eigentliche BR-Funktion wird durch diese Maßnahme nicht beeinträchtigt: Die o.g. kleine Ausgleichskammer
                              unterhalb der Lochung im Kanal ist für sehr tiefe Frequenzen "extrem federsteif", so dass hier bei tiefen Frequenzen
                              nichts vom Volumenstrom durch den Port abgezweigt wird.

                              Die Funktionsweise ähnelt tatsächlich der eines Schalldämpfers in einer Auspuffanlage ...

                              Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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