Verbesserung der Abstrahlcharakteristik mit HK-Weichen

[uli.brueggemann]

We restrict our considerations to the far field, where the observation distance is large compared with the dimensions of the loudspeaker.

Liegt das Problem vielleicht darin? Der Hörabstand mit z.B. 2 bis 3 m ist ja deutlich grösser als der Abstand 100 mm. In Deinem Triangulation ist der Abstand doch deutlich kleiner.

Gruss, Uli

[wgh52]

Uli,

jetzt dämmert's langsam... Das ist also eine Fernfeldentzerrung! Ich habe den Verdacht, dass sehr wenige zu Hause im Fernfeld hören, Nah- und Mittelfeldhören scheinen mir viel weiter verbreitet.

Also: Die Grösse der 6-Weger ist ja auf dem Foto nicht so leicht abzuschätzen, aber ich nehme mal an sie sind um 1,5 ... 1,8 m. Was ist jetzt gross gegen 1,5 m? Normalerweise nimmt man ja das 5-10 fache... das wären 7,5 m oder mehr.

Wie sähen die Messungen aus, wenn man näher dran wäre? Es ist wirklich die Frage was übrig bleibt wenn man die so entzerrten LS nicht "von Ferne" hört, denn das wäre eher die Praxis.

Gruss,
Winfried

[schauki]

Also 100mm Treiberabstand wären dann Mitte-Mitte (der Treiber neben dem 40mm HT).

Und wenn man das mit 1kHz trennen kann (wenn der HT das hergibt) dann ist labda für 1kHz eben 340mm.
Und die 100mm würden bei 1kHz eben deutlich unter lambda/2 liegen.

Sind jetzt nur angenommene Werte. Zumindest kenne ich jetzt aus dem Stand keinen HT mit 40mm Einbaumaß welche bei 1kHz Trennung noch ordentlich Pegel bringen können. Aber es wäre ja noch etwas Luft für größere Treiber, eine KE25SC von Visaton z.B. könnte bei 1kHz steil gefiltert schon ordentlich pegeln.

Zum 2ten Post:
Habe jetzt mal auf die Schnelle mit 5m gezeichnet (Treiberabstand der Treiber neben den HT = 120mm), auch dort wäre dann unter 30° die Distanzdifferenz ~60mm vom näheren zum weiter entfernten.
Ist eine Laufzeit von 175müs.
Bei 1kHz dauert eine Periode 1000müs.
D.h. in dem Fall würde sich da noch keine Auslöschung einstellen.

Aber eben auch nicht (bzw. nicht extrem) bei konventionellen Systemen.

Wenn absolutes Fernfeld gemeint ist, dann ists wieder was anderes, aber ich schätze mal so ein 6 Wegerich wird so min. 1,5m hoch sein. Wieviel ist dann Fernfeld, imho ab Faktor 6 (bin nicht 100% sicher)?
Sind dann also ~9m.
Da werden dann die Chassisabstände zueinander natürlich immer in Relation weniger - was natürlich "hilft".

Gerade was Decken/Bodenreflexionen in "üblichen" Hörräume angeht, spielen andere Abstände eine Rolle.

Egal ob nun in der Hifi-Hörraum Praxis nun anwendbar/möglich oder nicht:

Ich sehe das Grundproblem in der mechanischen Konstruktion -> Geometrie, Chassisanordnung, TFs,...

Und wüsste auch noch nun 5maligem durchlesen der Dokumente nicht, wie man das mit Filtern umgehen kann - ich sehe es eher als "Kochbuch" für den Aufbau eines "symmetrischen" LSP.
Ein direkter Vergleich dieses Aufbaus nur eben mit Standard Weichen würde mich interessieren.
Habe allerdings aktuell kein Simulationstool dazu.

mfg

P.S. okay da hat sich jetzt einiges überschnitten...

[uli.brueggemann]

Richard,

ich selbst hab nur die Erzeugung der HK-Filter inss Acourate eingebaut, nicht jedoch die dahinter liegende Theorie geprüft. Daher kann auch ich nicht wie aus der Pistole geschossen argumentieren.

Ich seh das im Prinzip so:
zwei gleiche benachbarte Chassis in einem Abstand x erzeugen ein Schallfeld, welches abhängig von der Frequenz Haupt- und Nebenkeulen aufweist. Siehe bei Google im gefundenen Google-Books die Abschnitte 3.4 und 3.5, Suchbegriff mit ["technische Akustik" "3.4. das schallfeld zweier quellen"]

Das sollte dann soweit erst einmal klar sein. Abhängig vom seitlichen Winkel wird der Pegel entsprechend der Hauptkeule immer niedriger.

Nun kommt das benachbarte zweite Chassis-Pärchen ins Spiel. Das hat ebenfalls sein ihm eigenes Verhalten. Und nun wird durch die HK-Frequenzweiche das Verhalten beider Chassis-Paare so abgestimmt, dass sich die jeweiligen Keulen so überlagern, dass das Gesamtverhalten eine größere Winkeländerung zulässt. Ich bin überzeugt, da liegt der Kern des Pudels.

Und das ist m.E. in dem zuletzt von mir zitierten Dokument auch prima dargestellt

Und vielleicht hilft noch diese Präsentation zum Verständnis.

Grüsse, Uli

[wgh52]

Mal eine Frage an die Experten:

Die Problematik der horizontalen und vertikalen Richtkeulenbeeinflussung durch Treiberabstand und Frequenzweichencharakteristik wurde doch in den 70ern von Linkwitz und d'Appolito schon ausführlich erkundet, beschrieben und im analogen Bereich durchaus guten Lösungen (siehe Subtraktionsweichen) zugeführt. Nicht ideal, aber recht optimal.

Was ist jetzt an den HK Weichen das "revolutionäre"? Ist es die digitale Implementierung mit FIR Filtern?
Was ist der Unterschied zwischen HK Weichen und analogen Subtraktionsweichen? Auch das FIR Filterprinzip?

Irgendwas entscheidendes scheine ich wohl zu verpassen...

Gruss,
Winfried

[schauki]

Hallo!

Da bin ich mir eben auch nicht ganz sicher.
Bzw. vielleicht will man auch gar nichts "revolutionäres" zeigen.


Mir konventionellen Filtern bekommt man halt bei Treiberabständen >lambda/2 immer diese Senken rein.

Was ich noch nicht durchschaut habe ist, ob diese LSP das wirklich gute Vertikale Abstrahlverhalten jetzt vorrangig durch die Filter angezüchtet bekommen oder einfach weil sie bzgl. Treiberabstand optimiert sind.
Daher würde es mich eben auch interessieren wie der Polarplot aussieht wenn die Konstruktion gleich bleibt und sich eben nur die Filter ändern.


Wobei ich jetzt auch dank Ulis Einwand, bzgl. der benachbarten Chassis ein bisschen weiterdenken muss.

mfg

[uli.brueggemann]

Die Problematik der horizontalen und vertikalen Richtkeulenbeeinflussung durch Treiberabstand und Frequenzweichencharakteristik wurde doch in den 70ern von Linkwitz und d'Appolito schon ausführlich erkundet, beschrieben und im analogen Bereich durchaus guten Lösungen (siehe Subtraktionsweichen) zugeführt. Nicht ideal, aber recht optimal.

Was ist jetzt an den HK Weichen das "revolutionäre"? Ist es die digitale Implementierung mit FIR Filtern?
Was ist der Unterschied zwischen HK Weichen und analogen Subtraktionsweichen? Auch das FIR Filterprinzip?

Und genau derselbe Linkwitz lobt nun auch die HK-Filter.

Noch ein Erklärungsversuch im Reinen: zwei gleiche Chassis in irgendeinem Abstand erzeugen eine frequenzabhängige Keule. Zwei andere Chassis erzeugen ihrerseits auch eine Keule. Nun haben die 4 Chassis eine geometrische Anordnung mit einem bestimmten Abstandsverhältnis. Und die beiden Keulen überlagern sich nach dem Superpositionsprinzip. Die HK-Idee ist es, nun frequenzabhängig die jeweilige zugrundeliegende Keule so zu steuern, dass sich in der Addition ein prima Verhalten in den vertikalen Winkelrichtungen einstellt. Und das ergibt gemäss Mathematik die besagten HK-Filter. Andere Weichen sind dahingehend suboptimal.

Die HK-Filter zeigen ja einen ungewöhnlichen Frequenzgang und sind linearphasig. Man kann zwar versuchen, sie analog aufzubauen, aber das wird kaum gelingen. Daher die FIR-Filter. Mit denen man aber auch ein "gewöhnliches" Linkwitz-Filter erzeugen kann. Also FIR ist selbst nicht revolutionär. Schon gar nicht, wenn man bekannte analoge Filter nachgestaltet.

Gruss, Uli

[wgh52]

OK Uli,

ich glaube jetzt verstehe ich besser. Die richtige, frequenzabhängige Mischung der einzelnen Wege mit Hilfe von FIR Filtern macht also den Unterschied. Dadurch, dass diese Filterverläufe ebend gerade sozusagen "nicht symmetrisch um die Grenzfrequenz" angeordnet sind, sondern einen "intelligent gemachten" Übergang mit geeignet frequenzabhängigen Anteilen der Wege machen, kommt der ausgelichene(re) Gesamtverlauf auch off-axis zustande. Man "nutzt" die auftretenden Interferenzen also in gewissem Maße und Sinne aus?

Warum die Beschränkung auf das Fernfeld? Das sollte sich für Mittel und Nahfeld, vielleicht nicht ganz so linear, aber doch auch besser als konventionell realisieren lassen, oder? Zumindest wäre eine solche Untersuchung sehr hilfreich bei der Auswahl des optimierten Hörabstandes, denn cih glaube viele willen näher an die LS als Fernfeld.

Danke und Gruss,
Winfried

[uli.brueggemann]

Ich würde das Thema Fernfeld hier nun nicht zu wichtig sehen. Es ging hier nicht um die Beschallung einer Halle sondern um eine näherungsweise Annahme der Formeln.

Uli

[schauki]

Hallo!

Ich glaube so langsam dämmerts bei mir!

Ich denke meine Betrachtung der Einzelchassis (bzw. einzelen Chassispaare) ist eben der (mein) Fehler.
Bzw. trifft das schon zu aber wird eben durch die benachbarten Chassis entsprechend ausgelichen.

Warum das analog bzw. mit IIR nicht funkt liegt auf der Hand, da solche Filterverläufe eben im Übergang nicht phasenstarr sein können und somit die Chassis Frequenzabhängige Phasendrehungen aufweisen, es würde zu weiteren Auslöschungen kommen.

Warum dann exakt diese Filterverläufe sein müssen, ist dann wohl "nur" mehr eine matehmatische/geometrische Sache also eine mehr oder weniger lange Formel.

In Summe also eine wirklich interessante Sache.
Leider was die Elektronik angeht halt auch entsprechend aufwändig, rein mechanisch könnte man so (horizontal) einen tollen Halbraumstrahler realisieren.
Wäre also wieder ein Projekt was es zu erledigen gilt.

Okay in 40 Jahren gehe ich eh in die Pension (Rente), mal sehen was Acourate dann sonst noch für Stückl spielt. (Ich hoffe ja auf eine automatische Weichen Funktion, also einfach per X Kanal raus, dann läuft auf jedem Kanal ein Log-Sweep, die TFs werden optimal gesetzt (Klirrauswertung,...) Filter erstellt und dann speichert man diese Konfig einfach ab und .... wenn man bedenkt was VOR 40 Jahren Stand der Technik war vielleicht gar nicht soooo unrealistisch?

mfg

[wgh52]

...Ich hoffe ja auf eine automatische Weichen Funktion, also einfach per X Kanal raus, dann läuft auf jedem Kanal ein Log-Sweep, die TFs werden optimal gesetzt (Klirrauswertung,...) Filter erstellt und dann speichert man diese Konfig einfach ab und ....

Richard,

DEQX und Trinnov macht ungefähr was Du beschreibst, haben zwar andere Limitierungen, aber Messtechnik und Filtergenerierung und DSP sind komplett integriert und praktisch fast automatisiert.

Gruss,
Winfried

[schauki]

Ich hätte vielleicht dazusagen sollen, dass das ganze nur 50 Euro kosten darf

Aber stimmt schon DEQX u.ä. kommen der Sache eh schon sehr nahe.

mfg

[Daihedz]

Grüezi

Als Neuling in diesem Forum bin ich doch schon ein Altling in Prozessen der sukzessiven Approximation mittels Rechnen, Sägen, Löten, Messen und Leiden. Ich bin von der Überlegenheit der Horbach-Keele-Filter überzeugt und habe deshalb ein Projekt eines Dipol-Lautprechers mit Horbach-Keele-Filtern begonnen. Es wäre nach meinem Ermessen wünschenswert, wenn diese Filter unter Interessierten möglichst bald eine breite experimentelle Anwendung finden würden und so Austausch von entsprechendem Know-how stattfinden könnte. In diesem Sinne erlaube ich mir, auf erste Resultate meines aktuellen (und ersten) Horbach-Keele-Projekts hinweisen:

Dipole Horbach-Keele Mid-High-System
Purpose: Testing / Extending the Horbach-Keele Theorem onto a Dipole Subsystem
(170-20'000Hz) and non-ideal, real-world Drivers within a Hobbyists environment.

Grüsse
Simon

[schauki]

Danke für das Dokument!

mfg

P.S. hätte eine Frage an dich Simon bzgl. Gerätschaft, PN bzw. mail ist leider deakltivert.

[Shefffield]

Moin!

Mein Interesse an HK wacht auch langsam wieder auf. Und dabei fällt mir gerade auf, warum ich immer so ein komisches Gefühl hatte beim Betrachten von Simons Konzept: Widersprechen Dipole nicht dem HK-Prinzip? Die strahlen doch nach hinten mit einem ganz anderen Frequenzgang ab als nach vorne, ohne dass das von den Filtern irgendwie beeinflusst werden kann.

Oder sitze ich hier einem Denkfehler auf?

Bis bald,
Axel