Kantendiffraktion

Lautsprecherbau und -tuning

Beitragvon wgh52 » 19.12.2017, 00:46

Hallo Uwe,

das Richtverhalten von LS (und Chassiskombinationen) ist weiteres weites Feld im Bereich Lautsprechercharakteristik und hat nur sehr mittelbar mit Kantendiffraktion zu tun (nämlich wie die frequenzabhängige Richtwirkung der Chassisabstrahlung die Kantendiffraktionspegel beeinflusst), ist eigentlich ein separat zu behandelnder Parameter (oder besser "Kompromisssatz" 8) ). Wie weit dieses Feld ist zeigt die Diskussion hier (Kantendiffraktion kommt nicht mal zur Sprache).

Falls wir die Pandorabüchse Abstrahlcharakteristik auch noch öffnen wollen, sollte das in einem separaten Thema gemacht werden.

Grüße,
Winfried

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Beitragvon FoLLgoTT » 19.12.2017, 08:40

Hallo Simon,

Daihedz hat geschrieben:Ich habe meine Vorstellung bislang jedoch dergestalt anders herum theoretisiert: Eine Kugel weist unendlich viele, kleinste Winkelveränderungen auf, welche mit einer mikroschrittchen-weisen, steten Veränderung der wirksamen Raumgeometrie einhergehen. Und an jeder dieser theoretischen Veränderung findet eine dementsprechend mikrokleine Diffraktion mit mikrokleiner Sekundärschallquelle statt. Keine harten Kantendiffrationen also im eigentlichen Sinne, aber insgesamt eine sich mit dem Kugelwinkel verändernde "Kontinuitätsdiffraktion".

Genauso sehe ich das auch. Mein Modell von der Kugel ist ja auch nur durch Approximation über Segmente entstanden und verhält sich daher im Hochton nicht mehr ideal.

Vielleicht ist es so ausgedrückt verständlicher, was ich meine ...

Nicht wirklich. :oops:
Vielleicht ist eine Zeichnung hier hilfreicher. :)

Hallo Uwe,

Tinitus hat geschrieben:mich treibt gerade eine Frage um, das Abstrahlverhalten soll ja über den gesamten Frequenzbereich möglichst gleichmäßig sein, gerade im HiFi-Bereich sind dazu selten Messungen zu finden. Nun gibt es ja unterschiedliche Treiberkategorien (Kalotte, Konus, AMT, Magnetostat, Elektrostat, Biegewellenwandler, etc) die haben doch sicherlich unterschiedliche Abstrahlcharakteristika? Meine Orkane zum Beispiel kombinieren ein Bändchen Hochtöner mit einem 17 cm Mitteltöner. Erstere, so habe ich gelesen, streuen horizontal eher breit ab, während ein 17er Mitteltöner doch eher bündelt also schmal abstrahlt, wobei gerade AMT Tweeter zur Zeit ja in Mode sind. Wirkt sich die Verwendung einer Mitteltonkalotte gegen über einem MT-Konus inVerbindung mit einer HT-Kalotte auch günstig auf ein stetiges Abstrahlverhalten aus? Wenn ja erzielt man die Wirkung nur über den Effekt, dass Kalotten-MT meist kleiner ausfallen als MT-Konusse oder bringt die unterschiedliche Geometrie auch noch einen Beitrag?

Das sind viele Fragen zum Abstrahlverhalten, die man nicht alle allgemeingültig beantworten kann. Grundsätzlich hat das Funktionsprinzip eines Treibers keinen Einfluss auf das Abstrahlverhalten, wohl aber die Größe und Form seiner Schallabstrahlenden Fläche. Ich sage bewusst "schallabstrahlende Fläche", weil das beim AMT nicht die entfaltete Membran ist, sondern nur die Austrittsfläche. Je größer diese Fläche, desto stärker ist die Bündelung. Das ist auch noch Dimensionsabhängig.

Ich habe vor kurzem all mein Wissen zur Erzeugung von Richtwirkung in einem Dokument zusammengefasst. Ich denke, das könnte hilfreich sein.

Grundlagen für die Erzeugung von Richtwirkung

Ansonsten können wir dazu gerne ein neues Thema aufmachen. Winfried hat Recht, das ist schon wieder zu weit weg von Kantendiffraktionen.

Gruß
Nils
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Beitragvon phase_accurate » 19.12.2017, 12:45

Moin Forenten

Unglücklicherweise hat die Richtwirkunng eines Treiber auch darauf Einfluss wie relevant die Kantendiffraktion ist - oder etwa nicht ? Wenn man sich eine Box vorstellt, wielche im Frequenzbereich von x bis y starke Diffraktionseffekte aufweisen würde, der Teiber, welcher diesen Frequenzbereich abdeckt, aber in dem Bereich schon starke Richwirkung ausfweist, wird diese Difffraktion auf das Endergebnis nur eine kleine Auswirkung haben. Oder sehe ich das falsch ?

Ob und wie Kantenreflektionen stören, hängt wohl auch von deren zeitlichem Verlauf ab. Vielleicht gibt es ein Zeitfenster in welchem diese kritisch sind aber darunter und darüber nicht mehr. Ich habe schon einmal gelesen, dass LS, welche ungefähr dieselbe Breite wie ein menschlicher Kopf haben am schlechtesten sind in dieser Hinsicht. Deutlich schmalere und deutlich breitere hingegen besser. Der Grund hierfür liegt im zeitlichen Verlauf der Reflektionen, welche ungefähr in der Grössenordnung liegen wie die Schallaufzeit zwischen den Ohren, was dann wiederum die Lateralisation stört.

Douglas Self hat einmal den Begriff "Blameless Amplifier" kreiert. Damit war nicht ein Verstärker gemeint, der alles besser kann als alle anderen aber dessen Fehler allesamt unter der Wahrnehmungsschwelle liegen. Vielleicht wird es eines Tages gelingen, ein mehrdimensionales psychoakustisches Modell zu gestalten, das aufzeigt welche Eigenschaften welche Wahrnehmbarkeitsschwellen aufweisen und wie sie miteinender verknüpft sind. Das würde dann wohl auch erlauben "Blameless Loudspeaker" zu konstruieren, bei denen sich der technische Aufwand in vernünfigen Grenzen hält.

Gruss

Charles
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Beitragvon FoLLgoTT » 19.12.2017, 13:36

Hallo Charles,

phase_accurate hat geschrieben:Unglücklicherweise hat die Richtwirkunng eines Treiber auch darauf Einfluss wie relevant die Kantendiffraktion ist - oder etwa nicht ?

Ja, das verhält sich ähnlich wie bei einem Horn.

Gruß
Nils
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Beitragvon Tinitus » 19.12.2017, 21:30

Hallo,

Danke für eure Beiträge. Winfried nachdem ich mich hier über off topic Beiträge beschwert habe, kann ich dir nur beipflichten.

An die Moderation:

Kann man die Beiträge, die sich inhaltlich mit dem Abstrahlvethalten beschäftigen in einen neuen Faden übernehmen?

Gruß

Uwe
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Beitragvon Daihedz » 19.12.2017, 21:35

Hallo Nils

FoLLgoTT hat geschrieben:Genauso sehe ich das auch. Mein Modell von der Kugel ist ja auch nur durch Approximation über Segmente entstanden und verhält sich daher im Hochton nicht mehr ideal.
Vielleicht ist es so ausgedrückt verständlicher, was ich meine ...

Nicht wirklich. :oops:
Vielleicht ist eine Zeichnung hier hilfreicher. :)

Wie wär's mit einem Video - zunachst zum Thema "Bloss und stur nicht aufgeben" ...

https://www.youtube.com/watch?v=S9KE2R92pSg

... wobei noch nicht geklärt, resp. völlig offen sein soll, wem das " :oops: " zusteht. :D

Ok denn - dritter Versuch:

Ich lege meine Segmente zur Analyse, resp. Beeinflussung der Diffraktion nicht wie bei einer Kugel in die X/Z-Ebene, sondern bei meinen planen Frontplatten um das Treiberzentrum herum in die X/Y-Ebene.

Als Beispiel:
Bei 0° sei die Laufzeit bis zur Kante = 1
Bei 1° sei die Laufzeit bis zur Kante =1.nn
...
Bei 45° sei die Laufzeit bis zur Kante = 1.41
...
Bei 90° sei die Laufzeit bis zur Kante = 2
...
Bei 135 sei die Laufzeit bis zur Kante wieder = 1.41
...
Bei 180° dann wieder = 1
...
und dann weiter im Kreis herum über 2 @ 270° wieder zu 1 @ 360°

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Damit sollten sich die Diffrationseffekte durch eine Wahl geeigneter, variabler Laufzeiten im Integral in gewissen Grenzen beeinflussen, z.B. einem Muster einer Kugel annähern lassen? Es ist mir in einem Fall jedenfalls z.B. durch ein relativ verbissenes trial-an-error über ca. 10 Iterationsschritte gelungen, mittels einer geeigneten Kontur einem Dipol (wo die Effekte am Rande einer ebenen Schallwand noch intensiver sind als bei einer geschlossenen Box) eine on-Axis-Frequenzcharakteristik eines BUT-2-Verlaufs aufzuprägen (+- 0.5dB !), welcher sich dann mit einem weiteren, elektrischen BUT-2 zum LR-4 summieren liess. Off-Axis gemessen war die ganze Mühe prinzipbedingt allerdings völlig vergeblich. Ich bin mir in Analogie zu diesem zitierten Versuch ziemlich sicher, dass ich mittels einer geeigneten Schallwand-Kontur auch den typischen On-Axis-Frequenzgang des Baffle-Steps einer Kugel hinkriegen könnte - teilweise wenigstens und nur nach oben, denn nach unten würde der Schalldruck Dipol-entsprechend obligat mit ca. 6dB ... 8dB pro Oktave abnehmen. Und nota bene ausschliesslich On-Axis.

@ Charles

phase_accurate hat geschrieben:... Douglas Self hat einmal den Begriff "Blameless Amplifier" kreiert. Damit war nicht ein Verstärker gemeint, der alles besser kann als alle anderen aber dessen Fehler allesamt unter der Wahrnehmungsschwelle liegen. Vielleicht wird es eines Tages gelingen, ein mehrdimensionales psychoakustisches Modell zu gestalten, das aufzeigt welche Eigenschaften welche Wahrnehmbarkeitsschwellen aufweisen und wie sie miteinender verknüpft sind. Das würde dann wohl auch erlauben "Blameless Loudspeaker" zu konstruieren, bei denen sich der technische Aufwand in vernünfigen Grenzen hält. ...

Sehr schöne, und stimmige Analogie! Vor allem die Systematik des Vorgehens von D.Self ist vorbildlich und über alle >700 Seiten seines Wälzers absolut lesenswert:

http://www.douglas-self.com/ampins/books/apad.htm

Amöbenhaft konturierte Grüsse
Simon

PS: Sorry für das alte Bildmaterial, ich habe es in diesem Forum auch schon verwendet.
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Beitragvon FoLLgoTT » 20.12.2017, 08:50

Hallo Simon,
verstehe ich das richtig, dass du um den Treiber rotierst (deine Winkel) und den Abstand zur Kante meinst?

Dann verschmierst du ja die Diffraktionen nur im Frequenzbereich, sie sind aber immer noch da. Das ist bei einer Kugel anders, weil der Übergang der Strahlungsimpedanz durch die Rundung nach hinten fließend ist. Bei einer harten Kante bleibt es ein Sprung. Zumindest ist das mein Verständnis davon.

Gruß
Nils
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Beitragvon Daihedz » 22.12.2017, 14:00

Hallo Nils und in die Runde
FoLLgoTT hat geschrieben:verstehe ich das richtig, dass du um den Treiber rotierst (deine Winkel) und den Abstand zur Kante meinst?

Ja. Ich rotiere mit/in meiner Modellvorstellung um das Treiberzentrum und variiere dabei laufend die Laufzeit bis zur obligat kantenharten Diffraktion.

FoLLgoTT hat geschrieben:Dann verschmierst du ja die Diffraktionen nur im Frequenzbereich, sie sind aber immer noch da.

Ja. Und das Verschmieren im Frequenzbereich geht, wie es sich theoretisch auch so gehört, mit einer entsprechenden Veränderung der Impulsantwort einher. Ist ja schon primär logisch, denn ich verschmiere zunächst mal Laufzeiten. Siehe weiter unten.

FoLLgoTT hat geschrieben: Das ist bei einer Kugel anders, weil der Übergang der Strahlungsimpedanz durch die Rundung nach hinten fließend ist.

Ja. Du verschmierst mit der Kugel mikroschrittchenweise, und mit immer denselben Laufzeitmustern über die 360° um den Treiber herum, die gesamte Diffraktion fliessend nach hinten. Das Integral der Diffraktion ist somit verschmiert. Was sich u.a. im Frequenzgang zeigt.

FoLLgoTT hat geschrieben: Bei einer harten Kante bleibt es ein Sprung.

Ja. Und ich verschmiere immer dieselbe, harte Kantendiffraktion schrittchenweise, und mit variablen Laufzeiten über die 360° um den Treiber herum. Das Integral der Diffraktion ist somit verschmiert. Was sich u.a. im Frequenzgang zeigt.

Wenn nun beide Frequenzgänge, resp. beide Impulsantworten, d.h. jene der Kugel, und jene der planen Schallwand dank deren geeignete Kontur, identisch würden, dann müsste doch deren beider über-alles-Diffraktionsmuster auch dasselbe sein? Wenigstens für den Punkt der Messung im Raum?

Für mich wäre lediglich die Frage, ob die Kugelform in Bezug auf das Off-Axis-Diffraktionsmuster insgesamt besser abschneidet als eine dergestalt wohlkontuierte (flawless?) Schallwand? Das wäre auch eine Frage in die Runde.

Schallwandschneidige Grüsse
Simon
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Beitragvon FoLLgoTT » 22.12.2017, 15:28

Hallo Simon,

Daihedz hat geschrieben:Ja. Du verschmierst mit der Kugel mikroschrittchenweise, und mit immer denselben Laufzeitmustern über die 360° um den Treiber herum, die gesamte Diffraktion fliessend nach hinten. Das Integral der Diffraktion ist somit verschmiert. Was sich u.a. im Frequenzgang zeigt.

Das verstehe ich nicht so. Es findet nach meinem Verständnis durch die unendlich kleinen Schritte gar keine Diffraktion mehr statt. Man sieht ja auch im Amplitudengang, dass da (bis auf die Approximationsfehler) kein Kammfilter vorhanden ist.

Bei deiner 2D-Version ist das nicht so. Die Diffraktionen sind noch in vollem Umfang vorhanden, nur eben im Frequenzbereich verteilt. Das macht dann gerade unter Winkeln einen großen Unterschied, weil die Laufzeitdifferenzen dann anders sind als die Optimierten unter 0°.

Wenn nun beide Frequenzgänge, resp. beide Impulsantworten, d.h. jene der Kugel, und jene der planen Schallwand dank deren geeignete Kontur, identisch würden, dann müsste doch deren beider über-alles-Diffraktionsmuster auch dasselbe sein? Wenigstens für den Punkt der Messung im Raum?

Möglicherweise für einen Punkt. Aber selbst das bezweifle ich...

Für mich wäre lediglich die Frage, ob die Kugelform in Bezug auf das Off-Axis-Diffraktionsmuster insgesamt besser abschneidet als eine dergestalt wohlkontuierte (flawless?) Schallwand?

Die Kugel wird deutlich besser abschneiden. Da bin ich mir ziemlich sicher.

Gruß
Nils
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Beitragvon Jupiter » 28.12.2017, 17:27

Hallo zusammen,

Als Laie frag ich mich, wie hört sich denn eine Veränderung der Kanten an, kann man sie über die Messung des Amplitudenfrequenzgangs erkennen. Welche Relevanz hat die Veränderung der Kanten zu unterschiedlichen Messanordnungen bzw Hörsituationen zum Beispiel bei einer Mikrofonvariation 90 oder 0 Grad, mit oder ohne Hörsessel, Hörsessel (Leder) und mit Decke belegt.

Das mag jetzt dem einen oder anderen als verrückt erscheinen, doch als Laie frägt man sich doch des öfteren bei vielen Beiträgen im Forum, hat das Relevanz für mich, und wenn ja, was ändere ich an meinem Equipment, damit sich etwas verbessert, ändere ich vor dem Komma oder ändere ich nach dem Komma.

Unter dem Gesichtspunkt wissentschaftlicher Lautsprecherentwicklung stelle ich das natürlich überhaupt nicht in Frage, sonst würden wir ja noch trommeln.

Da mich die Auswirkung auf dem Papier mittels Amplitudenfrequenzgangmessung jedoch interessiert habe ich Winfrieds Versuch nochmal nachgestellt. Dazu haben die Geithain RL901k einen Rand aus 65mm Basotect bekommen.

Für die Vergleiche wurde jeweils nur der linke Kanal gemessen,Skalierung: -4 bis 12,5 dB

Messanordnung zum ersten Diagramm:
- Mikrofon frei aufgestellt ohne Hörsessel
- gleichseitiges Dreieck 260 cm
- Micro 90°

rot = ohne Basotectrand
grün = mit Basotectrand

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Nächste Frage: Welche Veränderung hat dies wenn ich im Sessel liege und Musik höre?

Messanordnung zum zweiten Diagram:
- mit Relaxsessel aus Leder auf dem eine Decke liegt, das Mikro habe ich so angebracht, dass es in etwa die Position Ohrenabstand zur Decke hat.

mit Decke = braun

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Messanordnung zum dritten Diagram:
- Relaxsessel ohne Decke

ohne Decke = blau

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Zur Einordnung, hier die Skalierung mittels auto Einstellung:

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Welche Auswirkung haben Feinheiten der Kantenausarbeitung, bei den Unzulänglichkeiten die ich innerhalb meines Raums habe, wenn schon eine Decke auf dem Sessel solch eine Veränderung hat?

Ich möchte auch einschätzen können wieviel Potential man bei der Delphie durch eine Veränderung der Kanten erreichen könnte. Ist es im direkten Vergleich hörbar?

Der Genuss auf einem Relaxsessel zu liegen, in Kombination mit angenehmer Musik, trägt vollkommen zur Enspannung bei, Verfälschungen mit oder ohne Decke sind auf dem Papier sehr gut sichtbar, jedoch beim Hören im Sessel wenn die Entspannung im Vordergrund steht nicht relevant.

Zu guter Letzt kommt noch hinzu, wie ändert sich das Gehörte wenn ich selbst auf dem Sessel liege? Zwei Ohren hören sicherlich etwas anders als ein Mikro.

Gruß Harald
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Jupiter
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Beitragvon Jupiter » 28.12.2017, 17:44

Zum Verständnis ein Bild, erklärt mehr als tausend Worte.
Logo Mikro war angeschlossen.

Gruß Harald

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Beitragvon spendormania » 29.12.2017, 21:02

Hallo Harald,

war Joachim Kiesler nicht derjenige, der seinen Astralleib bei einer Vorführung zu Messzwecken vor die Box gelegt hat, um die Relativität aller Einflüsse zu demonstrieren? :wink:

Aber zu Deinen Versuchen: Du hast da bereits eine Box am Start, bei der sich eine Veränderung der Schallwand nicht mehr großartig auswirken kann. Außerdem ist das koaxiale Prinzip sehr vorteilhaft.

Bei einer Delphi sieht das ganz anders aus...

VG
Ludger
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Beitragvon Jupiter » 29.12.2017, 23:04

Hallo Ludger,
Ich möchte Herrn Kieslers Astralleib nicht zu nahe treten doch Bo Dereks Astralleib wie seinerzeit in dem Film „10 die Traumfrau“ hätte sicherlich besser gepasst, zumindest hätte die Aktion dann mehr Nachhaltigkeit.

Naja, ich wollte ja nur sehen wie sich eine Veränderung der Kanten zu sonstigen Unzulänglichkeit auswirkt.

Mir fehlt die Erfahrung, die Diagramme von Nils in Hörunterschiede umzusetzen, daher der Versuch.

Ob ich mit Decke oder ohne Decke auf dem Sessel hören, ich höre keinen Unterschied obwohl die Diagramme schon erhebliche Unterschiede zeigen.

Die Unterschiede der 901k mit und ohne Basotect konnte ich auch nicht heraushören.

Delphi: ich kann ja H. Müller bei nächster Gelegenheit mal darauf ansprechen wie sich eine Veränderung der Kanten bei der Delphi auswirkt.

Gruß Harald
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