Kantendiffraktion

Lautsprecherbau und -tuning

Kantendiffraktion

Beitragvon FoLLgoTT » 16.12.2017, 14:09

Hallo,
Wie angekündigt, habe ich einen kleinen 2-Weger in verschiedenen Schallwandausprägungen simuliert. Die Ergebnisse bezüglich des Abstrahlverhaltens sind in dem Dokument unten zu finden.

Kantendiffraktion: Rundung vs. Fase

Gruß
Nils
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Beitragvon Michaellang » 16.12.2017, 14:33

Hallo,
Sehr interessant.

Nun mußte man noch im Hörtest herausfinden, was das menschliche Ohr zu den Unterschieden sagt?

Könnte nicht jemand einen Lautsprecher bauen und mit unterschiedlichen Schallwänden versehen, also kantig, mit Phase, mit Rundung, evtl mit Waveguide?

Ist schon ein großer Aufwand...


Michael
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Beitragvon Hornguru » 16.12.2017, 14:54

Top Nils, mehr davon! :) Sehr schön.

Hallo Michael, klar geht das. In die Wand baun. Machen viele Studios. Oder Kinos.
Oder Nautilus von B&W.
In/an der Wand behebt auch gleich die Reflektion dieser.
Oder in die Ecke behebt gleich Schwallwand + Wand links+rechts.
Baust noch Linesource von Boden bis Decke in die Ecke ist alles weg :wink:

Gruß
Josh
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Beitragvon Tinitus » 16.12.2017, 15:37

Hallo Nils,

vielen Dank, Dank der Diagramme bezüglich des horizontalen und vertikalen Abstrahlverhaltens, meine ich jetzt auch begriffen zu haben, wie das zuzuordnen ist. Horizontal betracht von rechts nach links (muss ja bei deinem Beispiel symmetrisch sein) und vertikal von oben nach unten (ist nicht symmetrisch). Wobei wenn ich es richtig sehe, erst Waveguide und Fase ein deutliche Verbeserung im Sinne von Verlagerung der Erhöhungen zu höheren Frequenzen bringen. Da beruhigtes mich, dass ich meist alleine Musik höre und wenn ich den vollen Genuss haben möchte im sweet spot, und somit der trotz stark abgerundeter Kanten auch schon bei geringen Winkeln (abweichend von auf Achse) vorhandene Pegelabfall mich nicht sonderlich stört. Wobei eins auch klar ist, wenn das Abstrahlverhalten über den gesamten Frequenzbereich unter bestimmten Winkeln nicht annähernd gleich ist, kann es schräg klingen. Vielleicht sitzen alle DelPhi Hörer immer im sweet spot.

Gruß

Uwe
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Beitragvon wgh52 » 16.12.2017, 15:52

Hallo Michael und geneigte Interssenten,

mich interessiert das Thema auch, gerade weil meine BM Omegas auch scharfe 90° Ecken haben.

Michaellang hat geschrieben:...... Nun mußte man noch im Hörtest herausfinden, was das menschliche Ohr zu den Unterschieden sagt?
Könnte nicht jemand einen Lautsprecher bauen und mit unterschiedlichen Schallwänden versehen, also kantig, mit Phase, mit Rundung, evtl mit Waveguide?...

Wir hatten hier in München früher im Jahr diese Idee (aus Heizungsrohrisolation):

Bild Bild

Bild Bild

Messen konnte ich da zwar noch nicht (kein Drehteller), aber als günstige "proof of concept" Idee im Zusammenhang hier vielleicht ein brauchbarer Ansatz. :cheers:

Nils,

lässt sich diese Methode vielleicht auch simulieren?

Grüße,
Winfried

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Beitragvon FoLLgoTT » 16.12.2017, 17:49

Hallo Uwe,
Tinitus hat geschrieben:Da beruhigtes mich, dass ich meist alleine Musik höre und wenn ich den vollen Genuss haben möchte im sweet spot, und somit der trotz stark abgerundeter Kanten auch schon bei geringen Winkeln (abweichend von auf Achse) vorhandene Pegelabfall mich nicht sonderlich stört.


Es geht nicht um den Sweetspot, sondern um den Energiefrequenzgang. Ein Lautsprecher strahlt in unendlich viele Winkel ab. Nur einer dieser Winkel ist auf unser Ohr gerichtet. Der Rest der Schallenergie gelangt über (mehrfache) Reflexionen an unser Ohr. Und hier liegt das Problem: wenn das Abstrahlverhalten sehr unstetig ist, ist das Spektrum der Reflexionen verfärbt und passt nicht zum Direktschall.
Wände, Boden und Decke sind zum Großteil schallhart und verändern das Spektrum kaum. Das konnte ich selbst schon messen. Eine Bodenreflexion einzeln ausgewertet hatte genau den Amplitudengang wie der Lautsprecher unter diesem Winkel besitzt (z.B. 40° vertikal).

Wie stark man ein stark unstetiges Abstrahlverhalten hört, ist natürlich auch vom Raum und Sitzabstand abhängig. Je stärker bedämpft der Raum ist und je näher der Sitzabstand, desto geringer werden Reflexionen gewichtet.

Ich hatte vor einiger Zeit mal Hörtests mit verschiedenen Abstrahlverhalten in verschiedenen Räumen gemacht. Dabei ging es aber nicht um stetiges vs. unstetiges, sondern breites vs. enges horizontales/vertikales Abstrahlverhalten. In drei sehr unterschiedlichen Räumen (klein, kaum bedämpft bis Heimkinoraum, akustisch optimiert) konnte man die Unterschiede immer problemlos heraushören. Der Raum gibt also eine Gewichtung vor, kann aber die Auswirkungen des Abstrahlverhaltens nicht egalisieren. Das meinte ich an anderer Stelle auch, als ich von "Klangsignatur" eines Lautsprechers sprach.

Gruß
Nils
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Beitragvon Daihedz » 16.12.2017, 18:38

Hallo Nils

Kompliment! Sehr schöne Arbeit, resp. sehr schöne Beforschung, sehr schöner Beitrag!

FoLLgoTT hat geschrieben:Das meinte ich an anderer Stelle auch, als ich von "Klangsignatur" eines Lautsprechers sprach.

Den Begriff "Klangsignatur" finde ich äusserst hilfreich, da er impiziert, dass ein Konstrukt, eine Elektronik, ein Aufbau, ein Raum, ein Lautsprecher, eine Wiedergabekette, ein Ohrpfropf ... letztlich alles, was zwischen den Audio-Einspeisedaten und dem Trommelfell geschaltet ist, den "Klang" (und "en passant" gefragt: Klang? Was ist das eigentlich, wie wird das eigentlich definiert?) potenziell signiert. D.h. potenziell spezifisch zu verändern vermag: Ein jedes Glied in der Kette köchelt das Angelieferte sozusagen weiter, signiert es, nach seiner eigenen "à la mode du patron". Und manchmal auch gleich in Interaktion mit anderen Agenten und Effektoren, wie im Falle eines Lautsprechers, der mit einem spezifischen Kantendiffrationsmuster mit einem spezifischen Raum spezifisch interagiert.

Und da scheint es sich doch sehr lohnenswert, das Kantendiffraktionsmuster eines Lautsprechers auf eine möglichst geringe Auswirkung hin systematisch zu untersuchen. Und dergestalt dessen Klangsignatur in einem endlichen Raum zu minimieren. Klangsignieren tut er ohnehin selbst bei perfektem Abstrahlungsverhalten wohl etwas weniger, aber dennoch munter weiter dank seinen IM- und harmonischen Verzerrungen, seiner power compression und aufgrund von weiteren, kleinen, konstruktionsspezifischen, akustisch sich auswirkenden Schweinigeleien.

"Klangsignatur" als Begriff ist somit wesentlich präziser als der allzu verwaschene Begriff "Klang". Deshalb: Generell, der guten Form halber und zur Pflege der Realität, dass ein jedes Glied einer Wiedergabekette das Eingangssignal potenziell signiert, resp. verfremdet, würde ich eine Klangbeschreibungs-Kultur im Sinne von: " ... Die Klangsignatur des Device XY äussert sich im Kontext UVWXYZ dergestalt, dass soundsoundblahblah ..." zur Diskussion stellen. Wobei Device XY ein Einzelgerät, eine Kombination von Geräten oder die gesamte Übertragungskette hin bis kurz vor das Trommelfell sein kann. Und dann kann man sich, ausgehend von der solcherart etwas präziseren Beschreibung, Gedanken machen, ob die besagte Beobachtung z.B. konkret bei einem Lautsprecher nun von seinem Diffraktionsmuster ausgehen könnte.

Signierend
Simon
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Beitragvon Tinitus » 16.12.2017, 19:39

Hallo Nils,

daran habe ich noch gar nicht bewusst gedacht. Jetzt weiß ich aber, dass es noch mehr Gründe dafür gibt, dass es bei mir meiner Meinung nach deulich besser klingt, nachdem ich meinen Hochflorteppich (55 mm) durch Deckenabsorber über die gesamte Stereobreite und Absorber an den Seitenwänden zwischen Lautsprecherstandort und Hörplatz ergänzt habe. Auch wenn der primäre Anschaffungsgrund der Versuch war, den Raum akustisch symmetrischer zu gestalten, wobei Absorbtion durch die Minderung der reflektierten Energie auch den Anteil des Direktschalls erhöhen, was ja wie Nils schon geschrieben hat, dazu führt, dass sich ein suboptimales Abstrahlverhalten des Lautsprechers weniger auswirkt.

Gruß

Uwe
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Beitragvon bvk » 17.12.2017, 12:16

Hallo Nils,

die Veröffentlichung der Simulationsergebnisse ist gerade für den Selbstbau extrem hilfreich. Noch beeindruckender finde ich die Software, die mit nahezu null materiellem Aufwand einen proof of concept ermöglicht. Sicherlich sind Simulationsergebnisse nicht alleine ausreichend für ein gutes Ergebnis, aber immerhin lassen sich Irrwege vermeiden und vielversprechende Wege erkennen. Das ganze ohne Spanplatten zu Sägemehl zu verarbeiten. Natürlich ist einiges bereits lange bekannt, aber die Visualisierung der Effekte erleichtert das Verständnis erheblich. Welche Software macht das? Wie hoch ist der Aufwand? Welche Parameter müssen eingegeben werden?
Grüße, Bernd
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Beitragvon dietert » 17.12.2017, 12:27

Hallo Winfried,

hast du möglicherweise Messungen mit und ohne diese Abrundungen aus Hartschaum, unter sonst gleichen Bedingungen? Kann man den Unterschied hören?

Was mich auch nochmal interessieren würde: Kantendiffraktion bei einer rechteckigen Box ist ja ein relativ einfacher Sachverhalt. Gibt es dazu möglicherweise einen geschlossenen Ausdruck, ich meine ein Formel, aus der man einen exakten Equalizer ableiten kann? Die üblichen universellen Korrektursysteme arbeiten ja mit einer Kombination einiger Biquads, die das Problem näherungsweise lösen.

Nochmal zur Delphi: Können die Experten hier sich vorstellen, welche Wirkung Hohlraumresonanzen einer geschlossenen Box haben, und dass es vielleicht interessant und wichtig ist, diese mit einer Membranregelung daran zu hindern, in den Hörraum zu gelangen? Wieso soll jetzt nur die Kantendiffraktion wichtig sein? So betrachtet, kann man es auch als Anfängerfehler bezeichnen, eine Box ohne Membranregelung zu bauen. Nur mal so als Denkanstoß.

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon FoLLgoTT » 17.12.2017, 13:02

Hallo Bernd,
bvk hat geschrieben:die Veröffentlichung der Simulationsergebnisse ist gerade für den Selbstbau extrem hilfreich. Noch beeindruckender finde ich die Software, die mit nahezu null materiellem Aufwand einen proof of concept ermöglicht. Sicherlich sind Simulationsergebnisse nicht alleine ausreichend für ein gutes Ergebnis, aber immerhin lassen sich Irrwege vermeiden und vielversprechende Wege erkennen. Das ganze ohne Spanplatten zu Sägemehl zu verarbeiten.


Ja, man spart sich mit der Simulation viele Prototypen und ist viel schneller. Natürlich erspart das nicht komplett Prototypen, da die Simulation einige Einschränkungen hat (z.B. wird das Aufbrechen der Membran nicht simuliert) und somit das reale Objekt noch mal etwas anders ist. Man muss die Simulation als Optimierungshilfe im ersten Schritt sehen und nicht als komplette Entwicklung. Sie erspart weder Messungen noch Hören.

Und man kann Dinge unersuchen, die in der Realität gar nicht gehen. Das ist extrem lehrreich! :)

Welche Software macht das? Wie hoch ist der Aufwand? Welche Parameter müssen eingegeben werden?


Ich nutze ABEC. Die ist skriptbasiert und damit nicht einfach zu bedienen. Man kann auch 3D-CAD importieren. Insgesamt ist die Einarbeitungszeit schon relativ hoch.


Hallo Dieter,
dietert hat geschrieben:Nochmal zur Delphi: Können die Experten hier sich vorstellen, welche Wirkung Hohlraumresonanzen einer geschlossenen Box haben,...


Natürlich. Resonanzen erzeugen in der Regel den typischen "Boxenklang".

... und dass es vielleicht interessant und wichtig ist, diese mit einer Membranregelung daran zu hindern, in den Hörraum zu gelangen?


Das kann man gerade bei einem geschlossenen Gehäuse mit einer Bedämpfung viel einfacher und sehr effektiv machen. Das ist Basiswissen.

Wieso soll jetzt nur die Kantendiffraktion wichtig sein?


Wer hat das behauptet? Resonanzbekämpfung ist obligatorisch.

So betrachtet, kann man es auch als Anfängerfehler bezeichnen, eine Box ohne Membranregelung zu bauen.


Ein Anfängerfehler wäre es, sich nicht um Resonanzen zu kümmern. Wie diese unterdrückt bzw. verhindert werden, ist letztendlich egal. Effektiv muss es sein.

Nur mal so als Denkanstoß.


Na komm, ein "Denkanstoß" um Resonanzen zu unterdrücken? :roll:

Entschuldige, aber es gibt zig Seiten, Threads, Bücher usw. die sich nur mit diesem Thema befassen. Das wird im Selbstbau viel ernster genommen als das Abstrahlverhalten.

Irgendwie verstehe ich nicht, wieso sich einige hier so dagegen sträuben, dass die Delphi eben nicht in allen Punkten ein Technologieträger ist. Jedenfalls rechtfertigt man das nicht mit merkwürdigen Argumentationen.

Gruß
Nils
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Beitragvon FoLLgoTT » 17.12.2017, 13:37

Hallo Ulli,
modmix hat geschrieben:Wer hat das denn behauptet?


Niemand, aber anscheinend sind einige pikiert, wenn man ausspricht, dass es nicht so ist.

Gilt auch andersrum :cheers:


Nö, ich habe lediglich festgestellt, dass das Abstrahlverhalten der Delphi nicht optimiert ist. Das war von mir keine Argumentation, sondern nur eine Feststellung.

Wenn eine Box Leute begeistert, trotzdem daß bekannte Punkte ignoriert werden und nicht überall beste Technologie genutzt wird: was hilft es, auf nicht genutzte Optionen hinzuweisen?


Soll man in einem öffentlichen Forum Sachverhalte totschweigen, nur weil das Produkt jemandem gefällt? Klingt für mich nach Zensur.

Warum kann man nicht einfach mal technisch diskutieren ohne gleich auf Befindlichkeiten und Fanboygehabe zu stoßen? Ist es so schwer, Fakten und Gefühle zu trennen?

Gruß
Nils
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Beitragvon h0e » 17.12.2017, 13:53

FoLLgoTT hat geschrieben:Warum kann man nicht einfach mal technisch diskutieren ohne gleich auf Befindlichkeiten und Fanboygehabe zu stoßen? Ist es so schwer, Fakten und Gefühle zu trennen?


Ich bekomme oft das Gefühl, dass Dinge aus rein technischen Aspekten schlecht gemacht werden, ohne sich die entsprechenden Sachen auch mal angehört zu haben.
Ich denke, darum ist manche sachliche Diskussion oft schwierig.
Denn so richtig der Aspekt sein mag, dass es evtl. besser ginge,
da wird sich - um beim Beispiel der Delphi zu bleiben - bei einem 10.000 Euro Lautsprecher noch ganz viel finden, das dem Rotstift oder der Priorisierung zum Opfer gefallen ist.

Auch ist wohl kaum ein Produkt perfekt und in allen Bereichen zu Ende entwickelt,
denn sonst gäbe es keine "Tuner", die großen Zuspruch hätten, egal ob Swoboda, Hoerwege, Gert,...

Darüber hinaus, was bringt es, zu sagen, dass bei der Delphi "Anfängerfehler" gemacht wurden.
Herrn Müller geht das wahrscheinlich am A... vorbei, er kommt kaum nach,
die bestellten Boxen auszuliefern. Gibt es doch genügend Menschen, die bereits sind,
sofort den aufgerufenen Preis zu zahlen.

Grüsse Jürgen
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Beitragvon Fujak » 17.12.2017, 14:32

Hallo zusammen,

es mag Hersteller geben, die diesem Thema bei ihrer Gehäuse-Entwicklung mehr Gewicht einräumen als andere. Es mag auch Lautsprecher geben die überzeugend klingen, obwohl dieses Thema eher untergeordnet behandelt wurde - auch wenn damit ein gewisses Potenzial verschenkt wurde.

Umgekehrt gibt es Lautsprecher, deren Gehäuse bis ins letzte Detail auf perfekte Diffraktionsparameter getrimmt wurden, und die entweder entsprechend überzeugend klingen oder - was auch durchaus möglich ist - überraschend wenig überzeugend klingen.

Kantendiffraktion ist ein (wichtiges) Konstruktionsmerkmal von mehreren anderen, die in einen gut klingenden LS einfließen, aber nicht das einzige. Es wäre genauso absurd zu behaupten, dass alleine eine Silberverkabelung oder eine DSP-Weiche oder eine rein analoge Signalführung/Regelung, Closed Box/Bassreflex, AMT/Kalotte ... einen guten Lautsprecher ausmache.

Kantendiffraktion und deren Optimierung hat mess- und hörbare Auswirkungen auf den Klang, wie hoch der Anteil am Gesamtergebnis bei einem speziellen Lautsprecher beträgt, ist dagegen zunächst reine Spekulation. Ein Hörvergleich ist dann m.E. unumgänglich. Insofern schlage ich vor, die Diskussion nicht auf ein spezielles LS-Modell abzustellen - es sei denn es liegen zwei Gehäusetypologien vor - wie z.B. bei dem Modellversuch von Winfried.

Grüße
Fujak
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Beitragvon FoLLgoTT » 17.12.2017, 14:48

Hallo Jürgen,
h0e hat geschrieben:Ich bekomme oft das Gefühl, dass Dinge aus rein technischen Aspekten schlecht gemacht werden, ohne sich die entsprechenden Sachen auch mal angehört zu haben.


Naja, das ist immer Frage der Sichtweise. Und es kommt noch der Effekt hinzu, dass bei hochpreisigen Produkten besonders penibel draufgeschaut wird.

Im Übrigen muss man einen Lautsprecher nicht hören, um sein Abstrahlverhalten zu kritisieren. Ich habe auch mit keinem Wort den Klang erwähnt. Das ist etwas, das viele aber anscheinend sofort mit so einer Feststellung assoziieren.

Ich denke, darum ist manche sachliche Diskussion oft schwierig.
Denn so richtig der Aspekt sein mag, dass es evtl. besser ginge,
da wird sich - um beim Beispiel der Delphi zu bleiben - bei einem 10.000 Euro Lautsprecher noch ganz viel finden, das dem Rotstift oder der Priorisierung zum Opfer gefallen ist.


Das sehe ich anders. 10.000 € sind eine Menge Geld. Da erwarte ich einfach mehr. Neumann, Genelec usw. machen es vor. Da sind sogar die x00-€-Produkte abstrahloptimiert.

Im Übrigen ist es interessant zu beobachten, dass B&M ihre Produkte sehr wohl bezüglich Abstrahlverhalten in eine bestimmte Richtung optimiert. Das sieht man an den Konstruktionen sofort. Als Herr Müller noch dort war, war das Paradigma anscheinend anders.

Auch ist wohl kaum ein Produkt perfekt und in allen Bereichen zu Ende entwickelt,
denn sonst gäbe es keine "Tuner", die großen Zuspruch hätten, egal ob Swoboda, Hoerwege, Gert,...


Das ist richtig. Keine Firma kann bis zum Ende optimieren. Das rentiert sich nicht. Es ist eben die Frage, wann die Optimierung stoppt. Und wenn sie direkt am Anfang stoppt, ist das eben Anfängerniveau.

Darüber hinaus, was bringt es, zu sagen, dass bei der Delphi "Anfängerfehler" gemacht wurden.


"Fehler" war nicht meine Aussage, sondern "Niveau". Das ist ein Unterschied. Die Gründe kenne ich ja nicht und sie interessieren mich auch gar nicht. Ich sehe nur ein fertigen Produkt.

Herrn Müller geht das wahrscheinlich am A... vorbei, er kommt kaum nach,
die bestellten Boxen auszuliefern. Gibt es doch genügend Menschen, die bereits sind,
sofort den aufgerufenen Preis zu zahlen.


Das habe ich nie bezweifelt. ;)


Hallo Fujak,
Fujak hat geschrieben:Kantendiffraktion ist ein (wichtiges) Konstruktionsmerkmal von mehreren anderen, die in einen gut klingenden LS einfließen, aber nicht das einzige.


Das liest sich immer so, als ob das jemand behauptet hätte. Hat aber niemand.

Vielleicht zum besseren Verständnis: ich bin selbst Entwickler und bin Optimierungen und Fehlersuche gewöhnt. Das ist mein tägliches Brot. Ich lobe keine Dinge, die gut sind. Die sind für mich selbstverständlich.
Wahrscheinlich ist der innere Gehäuseaufbau der Delphi vorbildlich, genauso wie die Regelung. Das ist schön, aber wenn dann ein anderer Parameter so eklatant "nichtoptimiert" wurde, ist das für mich ein Makel, der genannt werden sollte. Ich sage damit weder, dass die Delphi schlecht klingt, noch dass sie insgesamt ein schlechter Lautsprecher ist. In meinen Augen ist es aber ein sehr einseitig optimiertes Produkt.


Hallo Ulli,
modmix hat geschrieben:Hatte Deinen berechtigten Hinweis als Abwertung eines von uns beiden nicht verantworteten Produktes empfunden und wohl überreagiert :oops:


Kein Thema. Ich schalte ab jetzt auch gerne einen Gang zurück. :cheers:

  • würde bei Winfrieds (wgh52) Versuch nicht auch der Bafflestep verändert und damit die klangliche Abstimmung?


Du meinst, weil die Front breiter wird? Ja, ein wenig.

  • wieso schaffen es Boxen mit stark ungeleichmäßiger Abstrahlung klanglich zu überzeugen?


  • Wir kennen es zum Großteil gar nicht anders. Und ich denke auch, dass man sich daran zum Großteil gewöhnen kann. Trotzdem zeigen ja auch die Untersuchungen von Toole usw. dass von der Mehrheit der Hörer ein möglichst neutrales Abstrahlverhalten bevorzugt wird. Über die Stärke der Bündelung trifft er jedoch keine Aussage.

      Nebengedanke:
      In Zweibrücken habe ich besagte Kiste mit vermutlich deutlichen Kantenreflektionen in einem relativ großen Raum gehört; bei Franz spielt sie in einem akustisch sehr feinen Raum
      - sind das Bedingungen, in dem die Bedeutund des Abstrahlverhaltens weniger groß ist?


    Nach meiner Erfahrung sind große Räume bzw. große Wandabstände und niedrige Abklingzeiten günstiger. Aber es ist sehr schwer hier Allgemeingültiges zu formulieren. Das Problem ist im Grunde 5-Dimensional (Richtung + Frequenz + Laufzeit der Reflexionen). Das ist wohl auch ein Grund, warum das Abstrahlverhalten häufig so stiefmütterlich behandelt wird. Es ist einfach sehr komplex.

    Gruß
    Nils
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    FoLLgoTT
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