Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Virtuelle Volumenveränderung bei ungleichphasig schwingenden Chassis
Moin allerseits,
ich habe in Boxsim ein Gehäuse simuliert, bei dem zwei annähernd gleiche Chassis (Sd gleich, Cms gleich, Re gleich etc.) auf der Vorder- und Rückseite einer Box angeordnet sind, und gegeneinander verpolt sind, ähnlich einem Dipol mit Gehäuse.
Die beiden Chassis schwingen dabei mit einer Phasenverschiebung von etwa 120° im Nutzbereich zueinander (beabsichtigt).
Mir ist nun unklar, welches Volumen ich bei der Gehäusesimulation eingeben soll. Bei gleichphasigem (0°) Anschluss müssen sich beide Chassis das Gehäusevolumen teilen, das Volumen bei der Simulation ist entspricht der Hälfte des realen Volumens Vb. Bei gegenphasigem (180°) Anschluss verschieben sich die Membranen jeweils um das Verschiebenvolumen des anderen Chassis, das zu simulierende Gehäuse ist unendlich groß.
Beim Anschluss von Chassis mit einer Phasenverschiebung zwischen 0° und 180° müsste das zu simulierende Volumen also irgendwo zwischen 0,5*Vb und ∞*Vb liegen. Aber wie sind diese Wert in der Realität.
Hat da irgendjemand Erfahrungen oder Schätzwerte? Oder kann das mal jemand in AkAbak mit zwei generischen Chassis bei verschiedenen Phasenverschiebungen durchführen? Dann hätte man eine Tabelle, wo man den Wert für verschiedene Phasenbeziehungen ablesen könnte. Bei der Erstellung dieser Tabelle würde ich natürlich helfen, allerdings ist mein Wissen über AkAbak eher rudimentär...
MfG,
Spatz
Thryller
18.04.2016, 00:49
Salve!
Ist das nicht einfach nur Mathe? Gehen wir mal von identischen Chassis aus, dann müßten sich mit Ausnahme der Phase sämtliche Variablen kürzen lassen weil sie den gleichen Wert haben. Das könnte man m.E. auf einen phasenabhängigen Faktor reduzieren.
Das Formelwerk dazu kriege ich grad spontan nicht hin, es ist echt schon zu spät und ich muss ins Bett.
LG
Marcus
Hallo,
ist Dir bewust, daß die Phase frequenzabhängig ist ?
Eine abschwächende und verstärkende Wirkung nach vorne ist daher schon allein deswegen stark frequenzabhängig, da der Abstand der Chassis ja konstant ist. Wenn phase des Frontlautsprechers mit 0Grad als Referenz genommen wird, ist der Abstand des Rückwärtigen Lautsprechers NICHT phasenmässig immer gleich, sondern ändert sich mit der Frequenz.
Beispiel: In cm gemessen ist eine Viertelwellenlänge etwas ganz anderes bei 100Hz als bei 50Hz....
Um einen Richtstrahlereffekt zu erzeugen müsstest Du dafür sorgen, das bei gegebenem Abstand die Phasenunterschied für Front und rückwärtiges Chassis exakt definiert ist (nach Designvorgabe). Das setzt individuelle Steuerung der Phasenlage voraus - um einen digitalen Processor mit speziellen Filtern kommst Du dann nicht herum...
Du kannst die Kiste ja mal messen und die Phasenunterschied bei irgendeiner x-beliebigen Frequenz mal verändern. Dann wirst Du wahrscheinlich ganz unkontrollierbare Effekte feststellen...
Dennoch interessante Fragestellung!
Gibt es systeme im Heimbereich die sowas machen ?
Ich kenne das nur aus Bass-Arrays im (Groß-)PA-Bereich - man muss Platz in der Tiefe haben, um Subwoofer entsprechend gestaffelt aufzustellen zu können (Open Air Festivals).
ton-feile
18.04.2016, 19:28
Hi,
Dennoch interessante Fragestellung!
Gibt es systeme im Heimbereich die sowas machen ?
Jau. Habe vor ein paar Jahren mal einen Prototyp gewastelt und wollte das dann eigentlich "in groß" bauen.
Dann bin ich auf FIR gestoßen und habe mir gedacht, wozu der Aufwand...:rolleyes:
Link:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showpost.php?p=102749&postcount=12
Gruß
Rainer
Hallo Rainer,
...Hätte ich mir denken können, bei der vielen Erfahrung die hier im Forum steckt...:D
Aber Du wirst mir ja auch Recht geben, das über den gesamten Ubertragungsbereich die Rückwärtsdämpfung nur mit sehr ausgefuchstem DSP möglich ist...
Eine interessante Frage wäre, ob die erreichte Rückdämpfung in geschlossenen Räumen überhaupt irgendeinen Sinn macht (Raummoden, etc...)
Ulli
ton-feile
18.04.2016, 22:20
Hi Ulli,
Aber Du wirst mir ja auch Recht geben, das über den gesamten Ubertragungsbereich die Rückwärtsdämpfung nur mit sehr ausgefuchstem DSP möglich ist...
Klar gebe ich Dir Recht.
Die Impulsantworten von Mono- und Dipol müssen hinten möglichst deckungsgleich sein. Dann wird einer invertiert...
Ohne Delay und flexiblen IIR EQ ist eine so starke Rückwärtsdämpfung bei dem Setup imO praktisch nicht zu realisieren.
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=996&pictureid=15101
Gruß
Rainer
Es müßte über den Summenpegel gehen. Dieser entspricht bei zwei gleichlauten Quellen, die 120° also etwa Lambda/Pi Phasenunterschied haben, ungefähr dem Pegel einer einzelnen Quelle. Also Vb.
Hallo allerseits,
wie schon von einigen vermutet, ist Bündelung das Ziel.
Das gewünschte Produkt ist dabei in Boxsim simuliert, da Boxsim alles kann, was für die Simulation benötigt wird, und es dennoch nicht zu kompliziert zu bedienen ist. Dass die Simulationen (zumindest für ein ähnliches Projekt) ausreichend genau sind, habe ich bereits Messtechnisch ermittelt.
Ziel ist es, einen PA-Subwoofer zu bauen. Da dieser häufig im Freien auf mehr oder weniger angemeldeten Electro-Parties genutzt werden soll, ist es wichtig, dass das Ding Bass kann, aber Anwohner dennoch nicht gestört werden. Deswegen ist jedes dB Rückwärtsdämpfung, egal ob Cardioid oder Hyperniere, zu begrüßen.
Das simulierte Konstrukt kommt dabei im obigen Fall komplett ohne aktive oder digitale Tricks aus, ich habe nur in der Simu einen aktiven Hochpass gesetzt, um mich auf das wesentliche, den Bereich bis 200 Hz, zu konzentrieren.
Die tatsächliche Größe des virtuellen Volumens ist dabei praktischerweise für die Funktion der Bündelung nicht wirklich von Bedeutung, sie beeinflusst hauptsächlich den Wirkungsgrad im Bereich der unteren Grenzfrequenz, und damit auch den maximalen Schalldruckpegel bei begrenzter Eingangsleistung.
Hier die Simulation:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1550&pictureid=26760
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1550&pictureid=26759
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1550&pictureid=26758
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1550&pictureid=26757
In der Simulation bin ich von getrennten (aber gleich großen) Gehäusevolumina ausgegangen, die deutlich größer als real sind, was natürlich auch problemlos gehen würde, aber ich erhoffe mir eben durch ein gemeinsames Gehäusevolumen durch die Phasendrehung eine Volumenersparnis, was bei einem Sub, der oft bewegt werden soll, auch von Vorteil wäre.
Und ob es diese Volumenersparnis gibt, und wenn ja, wie groß diese ausfällt, das interessiert mich eben...
@ Uli-Bel: Spannenderweise funktioniert meine Konstruktion umso besser, je flacher man sie baut.
Ciao,
Spatz
Das simulierte Konstrukt kommt dabei im obigen Fall komplett ohne aktive oder digitale Tricks aus, ich habe nur in der Simu einen aktiven Hochpass gesetzt, um mich auf das wesentliche, den Bereich bis 200 Hz, zu konzentrieren.
Du meinst einen Tiefpaß. Es wäre hilfreich, wenn Du alle Karten auf den Tisch legen würdest. Zum Beispiel hast Du ja doch mindestens ein weiteres virtuelles Filter erzeugt, ansonsten würden sich die beiden Treiber ja nicht im Übertragungsverhalten unterscheiden. Ich will die ganze Wahrheit.
Letzte Folie in Spalte 2 auf Seite 1:
http://www.volkerholtmeyer.de/publikationen/tmt2010_Gerichtete_Tieftonabstrahlung_VH.pdf
1) Warum nimmst Du nicht zwei getrennte Volumina an?
2) Blick in das angehängte PDF, Seite 4. Zur einfachen Rechnungen schmeißt Du alles rechts von C_AB raus, R_AB ignorierst Du auch, und dann kommt einfach eine weitere Eingangsschleife (also Generator plus Reaktanzen) parallel dazu, die am Knoten U_D ansetzt. Wo normalerweise gilt U_D=-U_B gilt dann allerdings U_B=-(U_D1+U_D2), wobei U_D2=U_D1*e^(-jwT+p). Ich wünsche Dir viel Spass bei der Berechnung des komplexen Volumens.
3) siehe 1)
@ Grasso: Ja, natürlich meinte ich einen Tiefpass... Zusätzlich ist vor dem hinteren Tieftöner noch eine Spule.
@ Fosti: Ich kenne so ziemlich alle Methoden, um Schallabstrahlung im Bass zu richten, auch die in obigem PDF genannten. Die brauchen aber alle von den folgenden Punkten mindestens zwei:
- mehrere Kisten
- mehrere Amps
- viel Platz
- DSP-Einsatz
Damit fallen sie für mich flach...
Leider kann ich aus dem PDF auch keine Informationen entnehmen, die bei meiner Fragestellung (Volumen bei Phasenverschiebung in gemeinsamer Box) helfen würden...
@ JAF: Puh, danke für den Link. Leider glaube ich, dass mir das mathematisch zu komplex (pun intended) ist... Meine letzte Schulmathematik liegt inzwischen auch schon knapp 10 Jahre zurück.
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nailhead
20.04.2016, 09:22
Hallo Spatz,
von d&b audiotechnik gibt es genau das was du suchst:
- eine Kiste
- passiv
- ein Verstärkerkanal
Die Auslöschung wird durch mechanischen Versatz und durch phasenverscheibung durch unterschiedliche Gehäuseordnungen erreicht. Z.B.: Vorne Bassreflex, hinten Bandpass.
Schau dir doch mal deren Patent an:
https://www.google.de/patents/US8842866?dq=d%26b+audiotechnik&hl=de&sa=X&sqi=2&pjf=1&ved=0ahUKEwi2h7fW1pzMAhXWFsAKHa5CCZMQ6AEIKzAC
Produktbeispiel:
http://www.dbaudio.com/de/systeme/kategorie/series/detail/lautsprecher/subwoofer/b4-subwoofer.html#ssch-db-systems-product-documentation-33
Wenn Du ALLE Methoden kennst, solltest Du vielleicht mal eine Veröffentlichung schreiben....das verhindert u.a. auch wenn jemand auch auf eine Deiner genialen Ideen kommt, das zum Patent anmelden zu können ;)
Ansonsten hilft Dir vielleicht die Tatsache, dass in der KiiThree alle 4 TT getrennt angesteuert werden UND sie auf ein gemeinsames Volumen arbeiten. So negativ scheint sich das nicht auszuwirken...
Ich hatte in meinem ersten Post extra auf Trigger-Worte wie "Unipol", "kardioid", "Bündelung" etc. verzichtet, um eben genau dieses Abdriften der Diskussion zu vermeiden. Hier soll es um die Frage gehen, was passiert, wenn sich zwei Chassis in einem gemeinsamen Gehäuse unterschiedlich verhalten. Und zwar nur um dieses Thema. Aber sobald jemand das Thema Unipol wettert, meinen alle, was dazu sagen zu müssen. Leider enden die wenigsten Threads über Unipole (oder gerichtete Schallabstrahlung im Bassbereich) mit einem Ergebnis.
Das Patent und den Sub von db technologies kenne ich, bringt mich aber nicht weiter, weil die Frage im Threadtitel sich auf etwas vollkommen anderes bezieht.
@ Fosti:
Um Bündelung im Bass zu erzielen, gibt es:
- Dipole in diversen Formen
- Monopol + Dipol (+ DSP), wie in diesem Thread von Rainer beschrieben
- Unipole mit mechanischem Delay wie bei Geithain
- BR + Bandpass wie bei db technologies, von nail head verlinkt
- Monopole + DSP, wie in diesem Paper von Ulli verlinkt
- 1D/2D Arrays aus Monopolen (+ DSP), wie ebenfalls von Ulli verlinkt
- geflogene Arrays mit angewinkelter Achse, da gibt's ein Paper von JBL dazu
- ÖRPZ
- das von mir entwickelte Prinzip in verschiedenen Varianten
Fällt dir noch was ein? Mir nicht.
Ein Paper dazu brauche ich nicht zu schreiben, erstens habe ich besseres zu tun, zweitens muss man nur einmal "Unipol" sagen und alle kramen ihre Papers raus, und drittens habe ich, um mir meine Idee patentieren zu lassen eh schon viel zu viel im Netz darüber geredet und sehe da auch wenig Sinn dahinter, da das einen Haufen Geld kostet und ich beruflich in einer vollkommen anderen Ecke stecke (Behindertenhilfe).
Die Kii kenne ich, bringt mich aber aber auch nicht weiter, da hier jedes Chassis seinen eigenen Verstärker mit hohem Dämpfungsfaktor hat und mit Sicherheit wild entzerrt wird. Die Chassis beeinflussen sich also gegenseitig nur minimal.
Meine Frage ist aber: wie verhalten sich zwei Chassis im gleichen Gehäuse, wenn beide Chassis einen unterschiedlichen Frequenz- und Phasengang haben. Dass es dabei um Unipole geht, tut bei dieser Fragen nix zur Sache.
Ciao,
Spatz
Gesendet von meinem LG-D802 mit Tapatalk
Dann poste doch auch oben nur die unterschiedlichen Phasengänge und lass' die Kurven unter Winkeln weg, dann klappt es vielleicht auch mit der richtigen Antwort ;)
Ich hab' da so eine Idee wenn ich das Problem von der anderen Seite angehe und für zwei gleichphasige Chassis 2x Vb brauche und für gegenphasige 0x Vb.....jetzt muss Du nur den richtigen Zusammenhang finden und einmal invertieren und das ganze für Phasenverschiebung Null auf 2x Vb normieren.....und Du erhälst bei der anvisierten Phasenverschiebung das Volumen, was beide Lautsprecher "sehen"....
Da ich nichts besseres weiß, würde ich von einem linearen Zusammenhang ausgehen (bei 90° wären dann 1x Vb erforderlich, was recht plausiblel klingt) ...durch 2x Vb teilen.... invertieren...mit 2x Vb multiplizieren ....fertig
(alternativ kannst Du auch eine Gerade zwischen x=0°, y=1 und x=180°, y=0 invertieren und mit 2x Vb multiplizieren)
Das ergibt für
0° --> 2x Vb (bekannt)
180° --> unendlich (bekannt)
für 90° --> 4x Vb was recht plausibel erscheint...
Kripston
20.04.2016, 19:44
Hallo Spatz,
ich glaube nicht, dass das mit dem gemeinsamen Volumen für zwei unterschiedlich angesteuerte Treiber wirklich Sinn macht.
Das würde nur dann gut funktionieren, wenn du über den ganzen Einsatzfrequenzbereich konstante Phasendifferenz hättest.
Da das aber vermutlich nicht sein wird, könntest du dir im worst case einhandeln, dass die Treiber irgendwann gleich- oder gegenphasig arbeiten (mit allen Varianten dazwischen).
Das wird dir zwangsläufig Frequenzgangwelligkeiten sowohl beim vorderen als auch beim hinteren Treiber bescheren, was die Gesamtperformance wohl kaum verbessern wird.
Meiner Meinung nach kommst du um getrennte Volumina nicht herum, so dass Beeinflussung nur noch ausserhalb der Box im akustischen Bereich (wie erwünscht) passiert.
Gruß
Peter Krips
Ich denke das das in der Theorie vielleicht aber praktisch nicht beherrschbar ist. Ich habe mal die Aspera entwickelt wo zwei gleiche SPH-130 parallel geschaltet und beweicht auf das gleiche Volumen spielen. Nur die Einbauposition ist natürlich anders. Schon mit bloßem Auge kann man sehen das sich die Tieftöner nicht exakt gleich verhalten. Man kann sehen das sie leicht unterschiedlich schwingen. Daher würde ich zukünftig auch alles was parallel arbeiten soll in eigene Volumina stecken oder exakt symetrisch bauen (wie z.B. Triple Play Kompakt)
http://www.hifitest.de/test/lautsprecherbausaetze/monacor-aspera_mk2_5107
....Daher würde ich zukünftig auch alles was parallel arbeiten soll in eigene Volumina stecken oder exakt symetrisch bauen (wie z.B. Triple Play Kompakt)
http://www.hifitest.de/test/lautsprecherbausaetze/monacor-aspera_mk2_5107
Dann müsstest Du konsequenterweise bei einem BMC-Ripol auch eine Trennwand in der Mittelkammer einplanen ;)
....und die Bedenken werden auch bei renommierten LS anscheinend nicht so ernst genommen (wobei ich Spatzen's Aussage bzgl. Dämpfungsfaktor unterstreichen kann): http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&forum_id=104&thread=28780&postID=222#222
....
Das würde nur dann gut funktionieren, wenn du über den ganzen Einsatzfrequenzbereich konstante Phasendifferenz hättest. .....
Das ist tatsächlich ein Argument...aber bei entsprechend hohem Dämpfungsfaktor (siehe KiiThree) wohl auch vernachlässigbar.
Hm, ernst nehmen oder nicht? Wenn man schon optisch mit eigenen Augen sieht das da was nicht syncron läuft macht man sich halt Gedanken. Klanglich hört man da ja auch nix negatives. Aber wenn man das bewusst zur Rückwärtsdämpfung nutzen will muss man da ja wohl drüber nachdenken. Wahrscheinlich spielen da Druckschwankungen im Gehäuse an verschiedenen Stellen eine Rolle. Da müsste man erstmal nachforschen.
Hm, ernst nehmen oder nicht? Wenn man schon optisch mit eigenen Augen sieht das da was nicht syncron läuft macht man sich halt Gedanken. .... Aber im Fall von tatsächlich über dieselbe Frequenzweiche angesteuerten und dann parallel geschalteten Chassis, spricht das eher für die Klippel'schen Arbeitspunktinstabilitäten, oder?
Hm, im Inneren eines Gehäuses herrschen nicht überall die exakt gleichen Druckverhältnisse wenn ich da stehende Wellen als Beispiel nenne. Ich meine sowas auch schon bei anderen D'Appolito Standboxen beobachtet zu haben. Man müßte mal ein Stroboskop dranhalten.
Wegen der Schulmathematik ;) und gehen wir bei einem Sub von reinem Druckkammerbetrieb aus (also ohne Stehwellen):
Bei 120° ergeben sich 3x 2Vb, was die LS sehen, wenn meine Annahme richtig sein sollte...sehe aber immer noch keinen Grund dageben :D
Nur: Ich sehe hier nicht 120° über einen weiten Frequenzbereich....jedenfalls nicht bis 200Hz... bereits unter 100 Hz wird das eine Chassis von dem anderen in der Phase "überholt" :confused:
Kann mich Grasso hier nur anschließen: "Die ganze Wahrheit!"
So genug verraten, für Deine gewohnt spärlichen Infos....egal, denn ich mache es eh' aktiv und werde noch die mechanische Geithainer Variante probieren.
.....
Hier die Simulation:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1550&pictureid=26759
So genug verraten, für Deine gewohnt spärlichen Infos...
Versuchs mal bei baugleichen Gehäusen und Chassis (Vb und fbr gleich) mit Mms(hinten) = 2*Mms(vorne), also fs/sqrt(2), Qes*sqrt(2), Qms/sqrt(2), dann noch ne relativ große Spule vor den hinteren TT, damit der nicht nach hinten keult, das war's.
Auf die anderen Sachen (danke für die hilfreichen Einwände und Gedanken!) gehe ich demnächst ein, hab diese Woche sechs Tage und 57 Stunden Dienst.
Grüße, Spatz
Und das ist nämlich das komische: sobald ich mehr als nur "spärliche Infos" rausrücke, kommen auf einmal gar keine Antworten mehr...
Was ich oben beschrieben habe, ist der ganze Trick. Probiert es doch mal aus!
Gesendet von meinem LG-D802 mit Tapatalk
Hallo Spatz,
diese Vorgehensweise kommt für mich nicht in Frage....die Phasengänge sehen auch nicht danach aus...zumindest sind sie nicht nicht nachvollziehbar ohne die Beschaltung Beschaltung zu kennen.
Hast Du mal versucht mit der von mir aufgestellten These Simulationen zu machen? Darum ging es doch...ich weiß, Du warst beruflich diese Woche sehr eingespannt. :prost:
Wieso gleicht die ansteigende Flanke des hinteren Tieftöners der des vorderen, sogar absolut, wenn er doch die doppelte schwingende Masse besitzen soll? Er müßte doch stärker bumpen, aber insgesamt leiser sein.
Zum gemeinsamen Volumen haben Fosti und ich doch schon Ansätze gegeben, wobei ich glaube, daß meiner der richtige ist. Schließlich entspricht hier der Schalldruck dem Innendruck.
Wieso gleicht die ansteigende Flanke des hinteren Tieftöners der des vorderen, sogar absolut, wenn er doch die doppelte schwingende Masse besitzen soll? Er müßte doch stärker bumpen, aber insgesamt leiser sein.
Zum gemeinsamen Volumen haben Fosti und ich doch schon Ansätze gegeben, wobei ich glaube, daß meiner der richtige ist. Schließlich entspricht hier der Schalldruck dem Innendruck.
Tja, ich habe zumindest eine nachvollziehbare Erklärung (Mathematik) abgegeben...solange Du die nicht widerlegt hast glaube ich nicht, dass Du richtig "liegst" ;)
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