3-Weg-Aktivbox mit Manger MSW

Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Hallo miteinander,

heute gibt's nichts Außergewöhnliches zu sehen. Ich bin noch am Bauen der MSW-Hörner.

Sie sind ja dreiteilig aufgebaut. Das Kurzhorn, die Schallwand mit dem MSW und die rückwärtige "Schallführung", bei der ich dann noch mit eingebrachtem Dämmmaterial spielen kann.

Zum besseren Verständnis gibt's wieder Bilder:

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In diesem freien Raum sitzt dann der Manger:

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Nebenbei lackiere ich gerade die TMT-Gehäuse.

Wenn die Hörner fertig sind, muss ich meine Ripole noch zerlegen. Müssen auch nochmal passend lackiert werden.

Soviel für heute.

Bis denne

Gruß
Jakob
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Jake52 hat geschrieben: Für den Manger ist das nicht die Endversion.
Vorausgesetzt, es funktioniert, wird er am Ende in einem Kurzhorn spielen.
Das letzte Bild weiter oben ist ein seitlicher Schnitt durchs Horn.
Die Mundöffnung wird 31,5x31,5 cm, was ja eine Vergrößerung der Membranfläche (des MSW)
bedeutet. Die Vergrößerung und die Verstärkung durch das Horn bewirken, dass der Manger weniger Hub für die gleiche Lautstärke machen muss. Und das bedeutet in der Regel weniger Verzerrungen und mehr Dynamik.
Hallo Jakob

Wenn ich mir das konische Horn ansehe, fallen mir 2 Problemzonen auf, wo ich mich frage, ob das gut gehen kann. Das kann aber ein Hornexperte gewiss besser beurteilen.

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Das Bild ist schematisiert, zeigt aber einen mitten im Horn plötzlich auftretenden Sprung im Querschnittsverlauf. Ich kenne kein Horn, welches mit einem Treiber mehr als 3 Oktaven abdeckt. Der Manger MSW arbeitet unterhalb 2kHz als Kolbenmembran, oberhalb als Biegeschwinger. Wenn dieses Horn die Kolbenschwingung (gleichphasig über die Membranfläche) unterstützt, nimmt der Schallpegel im unteren Bereich zu.

Die Biegewellen kanalisieren bedeutet mMn, die positiven und negativen Auslenkungen wegzumitteln. Die oft zitierte Richtwirkung der Höhen dieses MSW Prinzips bietet vielleicht gerade die Chance, die Verfärbungen durch Reflexionen an den Hornwänden zu vermeiden.

Vergleicht man mit dem runden Mushroom beim Lowther, der bei dem ebenfalls runden Chassis zentral im Whizzer eingesetzt wird, kommt die Frage auf, wie ein runder "Diffuser" in ein eckiges Horn integriert wird. Andererseits kann ein quadratischer Querschnitt kaum mit den koaxialen Biegewellen ohne Nebenwirkungen in Einklang gebracht werden, ohne den konstruktiv mühsam erarbeiteten glatten Frequenzgang zu schädigen, oder ist das Gegenteil der Fall?

Nur mal angenommen, der Schallweg wird auf 4 Segmente aufgesplittet, würde das nicht die Richtwirkung noch verstärken, wenn die Umwege zu größeren Wegdifferenzen führen? Was passiert mit den Auslöschungen?

Mit dem Umfang bei 126cm errechnet sich eine Grenzfrequenz bei 270 Hz, dann wäre eine Übergangsfrequenz bei 400Hz gerade denkbar, wenn man "klassische" Horngrundsätze anwendet. Was aber passiert am Hornmund, wo die Ankopplung an die Umgebung plötzlich im Nichts erfolgt, wo der Schalldruck ein Minimum erfährt? Wird das Horn den Klang des MSW derart unterstützen, dass der Effekt ohne Equalizer oder Acourate-Einsatz beherrschbar bleibt?

Das geplante Konzept muss sich erst noch beweisen. Auf den Bericht nach Fertigstellung bin ich gespannt. Die Holzarbeiten finde ich beeindruckend, und meine Anerkennung für die saubere Ausführung möchte ich hier nicht zurückhalten.

Grüße Hans-Martin
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Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Hallo Hans-Martin,

das sind ganz schön viel (schwierige) Fragen, die du da aufwirfst. Und ehrlich gesagt, die meisten davon kann ich auch nicht beantworten. Ich bin halt eher der Empiriker. :D Klar entsteht alles in der Theorie, aber belegt ist erstmal das Wenigste davon.

Bei ein paar Dingen hab ich aber andere Informationen, bzw. sind sie anders geplant, als von dir verstanden.

Der Übergang des Mangers zum Kolbenschwinger ist meines Wissens etwa im Bereich zwischen 150 und 300Hz. Da er dann auch anfängt stärker zu verzerren, hab ich mir gedacht, durch die Verstärkung des Horns könnte der Pegel etwas gesenkt werden, was auch den Verzerrungen zugute kommen würde.

Der Hochtonbereich ist ja beim MSW so stark gebündelt, dass da keine Reflektionen an den Hornwänden auftreten sollten. Und der "Diffusor" soll die hohen Töne auch nicht an die Wände lenken, sondern nur die Abstrahlung etwas verbreitern. Natürlich erstmal nur Theorie, aber ich werde messen, wenn es soweit ist.

Die Maße für das Horn habe ich von einem "Hornspezialisten" meines Vertrauens, der mir dazu eine Tabelle geschickt und von einer unteren Grenzfrequenz von 100 Hz gesprochen hat. Wenn ich also mit einem Übergang zwischen 200 und 400 Hz "spiele", sollte das gehen. Dass normale Hörner keinen so großen Bereich abdecken liegt doch wahrscheinlich an den Treibern und der Hornfunktion. In meinem Fall ist das Horn ja nur zur Unterstützung im unteren Bereich gedacht. Nach oben läuft der MSW normal.

Ach ja, einen Knick im Hornverlauf gibt es nicht. Liegt wohl an der Zeichnung. Das Horn läuft gerade vom Manger bis zum Hornmund.

Vom letzten Montag gibt's leider keine Bilder. Da war den ganzen Tag nur Schleifen angesagt. :cry:

Danke jedenfalls für deine Anteilnahme und die Anregungen.

Schöne Grüße
Jakob
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Zwodoppelvier
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Beitrag von Zwodoppelvier »

Hallo Jakob,

ich mußte auch etwas grübeln, denke aber, Hans Martin meinte nicht einen "Knick" im Hornverlauf, sondern die abrupte Vergrößerung der Querschnittsfläche an derjenigen Stelle, wo der Keil Richtung Hornmund endet. Ehrlich gesagt würde ich dieses Teil komplett weglassen; das Verhältnis Nutzen/Störung scheint mir fragwürdig.

Davon abgesehen schaue ich auch regelmäßig hier in Deinen Baufortschrittsbericht und drücke sämtliche Daumen, daß sich die erhoffte Wirkung des beeindruckend sorgfältigen Aufbaus letztlich auszahlen möge. :cheers:

Viele Grüße
Eberhard
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Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Danke, Eberhard,

den Keil dürft ihr mal nicht so ernst nehmen!

Der ist vorerst nicht als festes Bauteil eingeplant und hier auch noch falsch eingezeichnet. Er müsste sicherlich weiter hinten sitzen (also am Ausgang) und auch einen flacheren Winkel haben. So, wie es auf der Zeichnung aussieht, funktioniert das bestimmt nicht.

Wenn alles steht, werde ich mir einen drehen und etwas damit rumprobieren. Und wenn ich dann Acourate habe, was todsicher kommt, kann ich auch alles messen und korrigieren.

Ich freu mich, wenn ihr mithelft, Fehler zu vermeiden. :cheers:

Schöne Grüße
Jakob
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hallo Jakob

Knick im Hornverlauf - ich hätte schreiben sollen: abrupte Querschnittsänderung, was einem Horn jeglicher Machart immer Reflexionen und Frequenzgangprobleme einbringt.

Meine Bedenken galten vor allem dem Diffuser, dessen Wirkungsweise beim Biegewellenwandler sich mir absolut nicht erschließen wollte und der hier (wie eingezeichnet) nicht hingehört, weil er dem Prinzip Horn deutlich widerspricht. Aber die Beschäftigung mit den Thema lässt mich immer tiefer in eine unschöne Erwartung hineingeraten.

So ein einfaches Horn lässt sich mit 2 Brettern und etwas Rigips oder Wellpappe trapezförmig zugeschnitten schnell mal Improvisieren und auf Trötigkeit oder nasale Verfärbungen prüfen. Die Entlastung im unteren Bereich und die damit verbundene Reduktion von Klirr ist gewiss viel wert. Aber was ist das gegen Verfärbungen im Mittenbereich oder eine Unbalance zwischen Mitten und Höhen? Die oberen Höhen sind beim Manger für mein Ohr zunächst etwas unterrepräsentiert, aber man hat sich schnell eingehört.

Üblicherweise werden die Chassis (stark) eingewinkelt, da gibt es bei Einsatz einer akustischen "Linse" zur "besseren" Verteilung wesentliche Fragen:

Wenn eine abgestrahlte Schallenergie breiter gestreut wird, nimmt sie dadurch zu? Wohl eher ist ein weiterer FG-Abfall zu erwarten. Mit einem Korrektursystem wie Acourate ist das allerdings schnell ausgeglichen.

Kann eine akustische Linse (Diffusor) innerhalb eines Horns sinnvoll eingesetzt werden?
Wohl gar nicht.

Eine Beobachtung mit 2 Paaren Manger MSWs vor 20 Jahren zeigte mir deutlich auf, wie sehr die Exemplarstreuungen in das Ergebnis eingingen, auch der Abstrahl/Hörwinkel. Ohne Symmetrie ging nichts, und die Chassis, fertigungsmäßig damals gut 1 Jahr auseinander, waren untereinander nicht austauschbar, das wird heute vermutlich durch engtolerierte Fertigung anders sein. Aber gerade das Verhalten im Zischbereich lässt die Stimme mal nach rechts oder links ausreißen, wenn die Paarung nicht stimmt. Da ein Horn dann noch zusätzliche Schwierigkeiten einbringt, zum einen werden durch die Hornankopplung eines Chassis FG-Unterschiede betont, zum anderen bringen Hornformunterschiede solche auch hevor.

Wie sehr der FG mit dem Winkel schwankt, zeigt dieses Bild aus HiFi-Test

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und bestätigt bei http://www.troelsgravesen.dk/Manger.htm

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Mit Klirrsspitze bei 1,6kHz

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Wenn der Übergang zum Kolbenschwinger zwischen 150-300Hz liegt, werden höhere Frequenzen Biegewellen sein.

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Das Horn als Faustregel Umfang = Wellenlänge der unteren Frequenz, dann noch als Ansteuerbereich 350-400Hz Hochpass geplant ist, kann nur noch die alles entscheidende Frage kommen, was ein Horn vor einem Biegewellenschwinger macht, der außerhalb seiner Kolbenbewegung betrieben wird. Was wird nun in das Horn eingespeist, Sog oder Druck? Was soll das Horn verstärken, wenn diese gleichzeitig in der Halsebene auftreten?
Wikipedia hat geschrieben:Der Strahlungswiderstand an einem Hornmund kann berechnet werden, ebenso seine Transformation hin zum Hornhals. Dies ist wesentlich für die Hornberechnung. Die abstrahlende Fläche ist nur gedacht, am Hornmund befindet sich keine Membran.
Eine konphas schwingende Membran in einer unendlichen Schallwand wird durch den Strahlungswiderstand belastet. Dies ist die Berechnungsgrundlage für jeden dynamischen Lautsprecher.
Der Manger strahlt aber nicht konphas (gleichphasig) ab, das Wesen der Biegewelle ist eben gerade das nicht. Das Horn kann nur den gleichphasigen Teil anpassen. Der liegt aber unterhalb des Arbeitsbereichs dieses kurzen Horns.

Ich habe noch nie andere Hörner mit Manger gesehen als backloaded, um dem Bass ein Schnippchen zu schlagen, und aus dem Manger einen besseren Vollbreichsstrahler zu machen, angefangen bei HM Basstuba und Koprowski und Silbatone.
Wikipedia hat geschrieben:Das Funktionsprinzip eines akustischen Horns ist das eines akustischen Impedanztransformators. Grob vereinfacht könnte man sagen, dass das Horn die Halsfläche (in der Regel die des Treibers) auf die Mundfläche vergrößert. Mit der Flächenzunahme ist eine deutlich bessere Anpassung der akustischen Impedanz des Lautsprechers an die des Umgebungsmediums gegeben, was neben anderen Effekten einen stark verbesserten Wirkungsgrad nach sich zieht.
Die untere Grenzfrequenz wird durch das Momentum der Öffnungsfunktion (beim Exponentialhorn durch die Hornkonstante) und in ganz wesentlichem Sinne auch durch die Mundöffnungsfläche bestimmt. Ein den 4-Pi-Raum beschallendes Horn (freie Aufstellung, ohne benachbarte Wände in nennenswertem Abstand) erfordert eine Mundöffnung, deren Umfang der tiefsten zu übertragenden Wellenlänge entspricht.
Die akustische Impedanz am Hornhals des konischen Horns, die dem Frequenzgang im unteren Frequenzbereich eines Horns weitgehend proportional ist, weist einen vorzeitigen Abfall zu tiefen Frequenzen hin auf. Je nach gewählter Geometrie des zu vergleichenden in Länge, Hals- und Munddurchmesser identischen konischen Hornes und des Exponentialhorns liegt die untere Grenzfrequenz des konischen Horns um wenigstens zwei Oktaven über der des Exponentialhorns. Allerdings ist die Welligkeit im unteren Frequenzbereich deutlich geringer.

Andere Hornkonturen bzw. Regeln der Bestimmung der Querschnittsflächen bewirken entweder ungünstigere Impedanzanpassungen oder einen weitaus welligeren Frequenzgang.
Sehr bedenklich finde ich die Formgebung des Hornmundes, bei dem die Schallwelle sich ablösen soll. Üblicherweise findet sich ein Öffnungswinkel bei 90°, der sich hier in dem konischen Horn erheblich kleiner darstellt. Am Hornmund geht der Schalldruck plötzlich auf Null, weil die Ankopplung an die Umgebung rundum geschieht - ohne jegliche Überleitung (wie sie besonders gut bei Kugelwellenhörnern geschieht).

Dieses Horn hat also eine Menge von Problembereichen, teilweise sogar kontraproduktiv. Es soll den unteren Bereich des Mangers unterstützen, ist dafür nicht groß genug, und der MSW bringt im Arbeitsbereich nicht die erforderliche gleichphasige kolbenförmige Bewegung. Dieser wird auch durch das Hochpassfilter der Weiche unterdrückt.

Der Hochtonbereich soll breiter gestreut werden, das konische Horn wirkt aber eher als Waveguide mit mehr Bündelung.

Der obere Bereich wird nicht durch Hornwirkung unterstützt, dann steht dem ohnehin schwachen Hochton-Bereich nicht nur keine akustische Verstärkung zur Verfügung, sondern ich befürchte, die gegenphasigen Schwingungen heben sich sogar auf, sobald sie an den Hornwänden reflektiert sind. Immerhin kann der Manger Frequenzen abstrahlen, die längs wie quer 30mal in das Horn passen. Da die hohen Frequenzen innerhalb der Schwingspule abgestrahlt werden, die etwa 1/3 des Chassisdurchmessers und damit des Hornhalses ausmacht, werden seitliche Anteile auf die Hornwände treffen, die die Richtwirkung verstärken, noch strikter danach verlangen, auf Achse zu hören. Und jegliche akustische Linse davor wird nicht funktionieren

Es steckt von meiner Seite keine böse Absicht dahinter, wenn ich nicht verstehen kann, was an diesem Horn-Konzept überhaupt aufgehen kann. Ich fände es viel naheliegender, gleich Messungen mit Acourate zu machen und die Problembereiche durch geschickte Frequenzweiche zu umgehen. Ich habe vorher-nachher Gegenüberstellungen des MSW mit Acourate gesehen, die waren recht eindrucksvoll und zeigten ein verblüffendes Steigerungspotential. Ob damit die 1,6kHz Problematik sich auflösen lässt, kann vielleicht Uli sagen.

Meine ersten Hörner habe ich vor 40 Jahren gebaut, weder das Klinger Mitteltonhorn aus Gips-verstärkter Pappe noch das aus Spanplatte gebaute Eckhorn (Wireless World "A Concrete Corner Horn" by Toneburst) konnte befriedigen, kein Wunder, es fehlten wesentliche konstruktive Elemente vom Hornhals in den Plänen, u.a die richtigen Treiberchassis. Das begriff ich erst, als ich gute 10 Jahre später das Klipschorn nachbaute.

Nach Coral-Plänen baute ich backloaded Hörner für Breitbänder, die prima und unkaputtbar Parties beschallen, Sporthallengröße kein Problem. Ohrenfreundlicher audiophiler Klang ist allerdings nicht ohre Stärke, dafür gehen sie mächtig drauflos und machen an, wenn Party angesagt ist.

Basshörner in der Ecke lassen keine zeitkoinzidente Mitteltöner-Integration zu. Das habe ich gelernt, als ich dann ein Eckhorn gemauert hatte und der Rest sich einfach nicht integrieren ließ. Mit Ripol Bässen ist man weg von der Ecke, da kann man die anderen Chassis mit mehr Spielraum platzieren, aber nun gibt es ja Convolver und mit dem richtigen Konzept kann man Optik-orientiert gruppieren und mit Rechenleistung viele Fehler zum Guten wenden, besonders, wenn auf der Zeitebene Korrekturen möglich sind.

Alles nur Gedanken, und bitte auch so verstehen. Ein "Ich habe es ja gleich gesagt" wird von mir nicht kommen. Wer Horn sagt, meint selbst in bester Ausführung auch Kompromisse. Ich wünsche dir, dass die ausgeführte Praxis meine theoretischen Aspekte widerlegen kann.

Grüße Hans-Martin
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Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Hallo Hans-Martin,

erstmal vielen Dank für die ganze Mühe, die du dir machst. Ich bin auf keinen Fall so ignorant, Ratschläge von jemandem in den Wind zu schlagen, der offensichtlich eine Menge von der Materie versteht.

Ich werde mir das ein paarmal durchlesen müssen, um alles zu verstehen. (wenn ich das schaffe)

Eins werde ich auf jeden Fall tun:

Die Teile sind soweit, dass ich sie zusammenbauen und probehören kann. Wie schon gesagt, ist der Ersatz des Horns, wenn deine Prognosen eintreffen, auch kein Problem, weil alles modular und die restl. Box ja nicht betroffen ist.

Ich werde berichten.

Schöne Grüße
Jakob
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Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Hallo Leute,

hab nun übers Wochenende die LS zusammengebaut und Probe gehört.

Die Bedenken von Hans-Martin sind nicht unbegründet. Es ist zwar nicht so, dass man sagt: Oh Gott, schalte schnell wieder ab. Aber zwei Dinge haben sich deutlich verändert:
  1. Es ist mehr Schalldruck mit Horn da. Das lässt sich zwar über den DSP angleichen, allerdings schwerlich nach Gehör, da sich
  2. auch der Frequenzgang verändert hat, was relativ deutlich bei Stimmen zu hören ist. Mit der jetzigen Weichen-Einstellung geht's auf keinen Fall.
Ob die Stimmen wieder so natürlich hinzubekommen sind, wie bisher, wird sich zeigen, wenn ich messen kann. Dazu muss ich allerdings abwarten, bis ich das neue Interface und Acourate habe.

Bis es soweit ist, hab ich die drei "Hornelemente" einfach in anderer Reihenfolge zusammen gebaut, so dass ich jetzt den Manger vorne hab und die Öffnung nach hinten.

Und so gut wie gerade hat's bei mir noch nie geklungen. Liegt wahrscheinlich an der nun etwa 30cm starken Schallwand, in der der MSW sitzt und dass der Schall nach hinten sich nicht mehr sofort ausbreiten kann, sondern etwas kanalisiert wird. Jedenfalls hat beim Forums-Stück Kyrie der Chor noch nie soviel Raum gehabt wie momentan. In der Breite, in der Tiefe und vor Allem auch zwischen den Sängern.

Das wär dann die Lösung, wenn sich das Horn nicht bändigen lassen sollte.

Schöne Grüße
Jakob
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Jake52
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Beitrag von Jake52 »

Hallo Leute,

es war jetzt sehr lange ruhig hier, und das liegt daran, dass ich eine schwere Trennung hinter mir habe. Und das nach 17 glücklichen Jahren. Ne, nicht von meiner Frau! Das war schon vor 10 Jahren.

Mein MSW ist von mir gegangen (worden).

Aber der Reihe nach:

Nachdem mir Hans-Martin schon ein paar Dinge prophezeit hatte und er mir noch ein paar Messschriebe hat zukommen lassen, hab ich´s mal gewagt und die Trennfrequenz TMT/MSW auf 1800 Hz gelegt, um die beiden dips bei 800 und 1600 Hz zu umgehen.

Für mich gab's bisher nicht Besseres, als den Manger von etwa 300 Hz an laufen zu lassen. Tja, und plötzlich klang das nach meinem Empfinden besser als vorher. Lebendiger und kraftvoller.

Und da kam ich ins Grübeln. Ich hab mir gedacht, als reinen HT gibt's doch bestimmt geeignetere Chassis. Dem MSW wird ja immer vorgeworfen, er bündele im HT zu stark.

Also hab ich mich an ein Gespräch von vor 2 Jahren mit Holger Senkel erinnert. Und seinen Vorschlag hab ich dann aufgegriffen und was Neues angefangen.

Das gehört dann aber in einen neuen Thread.

Diesen hier kann ich damit abschließen.


Danke für eure Anregungen, auch wenn, oder gerade weil ihr mich dadurch auf einen anderen Weg
gebracht habt. :cheers:

Schöne Grüße
Jakob
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Zwodoppelvier
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Beitrag von Zwodoppelvier »

Hallo Jakob,

ich habe mir schon gedacht, daß die Ruhe hier im Faden nur der Tatsache geschuldet ist, daß Du derweil intensiv bastelst und forschst...
Und seinen Vorschlag hab ich dann aufgegriffen und was Neues angefangen.

Das gehört dann aber in einen neuen Thread.
Ich hoffe, letzterer startet recht bald - bin wirklich gespannt! Nicht zuletzt, weil ich selbst nach vielen glücklichen Jahren mit zwei Generationen MSW meine DIY-Projekte (eher unfreiwillig) abbrechen mußte.

Viele Grüße
Eberhard
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