Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Hängende vs. stehende Linienquelle
FoLLgoTT
11.09.2019, 09:07
Wie in dem anderen Thread angedeutet, möchte ich euch meine Simulation bezüglich einer hängenden bzw. stehenden Linienquelle nicht vorenthalten. Mich hat vor allem interessiert, wie groß der Einfluss der Spiegelquellen ist, wenn die Linienquelle direkt an eine Begrenzungsfläche (Decke/Boden) anschließt. Hier ist das Ergebnis. :)
Die Linienquelle ist jeweils 1,6 m lang und besteht aus 40 Punktquellen. Das entspricht einem realistischen Abstand von 4 cm zwischen den Treiberzentren.
Zu den Diagrammen: Das vertikale Abstrahlverhalten zeigt schön die Nebenkeulen. Ansonsten ist es für einen Zylinderstrahler weniger von Wert, da man sich idealerweise im Nahfeld und damit innerhalb der Länge befindet. Das heißt, egal ob man sich bückt oder auf Zehenspitzen steht, man sollte mit geradeaus gerichtetem Blick auf die Linie immer einen Treiber vor sich sehen.
Weiterhin habe ich den Amplitudengang über die Entfernung ausgegeben. Die Entfernung verdoppelt sich jeweils.
Als letztes ist der Amplitudengang über die Höhe dargestellt. Ich habe dafür 21 Punkte über eine Strecke von 2 m parallel zur Linienquelle in 4 m Abstand platziert. Der Abstand zwischen zwei Punkten entspricht also 10 cm. An diesem Diagramm kann man ablesen, in welchem vertikalen Bereich sich die Klangfarbe kaum ändert. Daran kann man also ablesen, was passiert, wenn man sich bückt oder auf Zehenspitzen steht. ;)
Linienquelle im Nichts
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Vertikales Abstrahlverhalten:
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Amplitudengang über die Entfernung:
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Amplitudengang über die Entfernung (normiert auf 2 m):
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Amplitudengang entlang der Höhe in 4 m Entfernung (1 Punkt = 10 cm), normiert auf Punkt 11 (Mitte der Linie):
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Stehende Linienquelle auf einem unendlichen Boden
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Vertikales Abstrahlverhalten:
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Amplitudengang über die Entfernung:
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Amplitudengang über die Entfernung (normiert auf 2 m):
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Amplitudengang entlang der Höhe in 4 m Entfernung (1 Punkt = 10 cm), normiert auf Punkt 1 (Boden):
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Hängende Linienquelle 40 cm über einem unendlichen Boden
Amplitudengang über die Entfernung (normiert auf 2 m):
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Amplitudengang entlang der Höhe in 4 m Entfernung (1 Punkt = 10 cm), normiert auf Punkt 11 (Mitte der Linie):
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50713
Deutung
Auffällig sind sofort die Welligkeit und der fallende Amplitudengang. Beides sind normale Eigenschaften einer (endlichen) Linienquelle. Die Welligkeit ist übrigens auch bei einem echten Linientreiber vorhanden. Sie ist begründet in der Endlichkeit der Linienquelle. Wenn man sie deutlich länger macht (z.B. 10 m), verschwindet die Welligkeit zunehmend und man sieht nur noch die erwarteten -3 dB pro Entfernungsverdopplung. Die wird durch die Welligkeit optisch ein wenig kaschiert, ist aber natürlich auch so vorhanden. Die Diagramme zeigen auch, dass die Reichweite der Zylinderwelle frequenzabhängig ist. Je höher die Frequenz, desto später verwandelt sich die Zylinderwelle in eine Kugelwelle. Soweit nichts Neues.
Die Linienquelle im Nichts funktioniert in 4 m Abstand nur noch ab ca. 2 kHz. Darunter strahlt sie zunehmend kugelförmig ab und es setzen die -6 dB pro Entfernungsverdopplung ein. Ganz anders bei der stehenden Linienquelle. Dasselbe Aufbrechen ist erst bei ca. 400 Hz erkennbar. Hier reicht die Zylinderwelle also deutlich weiter. Dass die Länge quadratisch eingeht, kann man z.B. auch hier (https://audioroundtable.com/misc/nflawp.pdf) nachlesen.
Die hängende dagegen entspricht weitestgehend der Linienquelle im Nichts. Nur, dass zusätzlich noch Reflexionen vom Boden dazukommen, die aber nicht helfen, die Zylinderwelle zu verlängern. Meine Quintessenz aus dem Ganzen ist, dass eine Linienquelle zwingend möglichst dicht an eine Begrenzungsfläche anschließen sollte. Der Grat zwischen Nutzen und Schaden bezüglich des Abstands ist hier anscheinend sehr schmal.
Wäre es eine Idee, das Ganze als CBT zu bauen?
Falls Du die Box nicht krümmen willst, kannst Du Dir mit elektronischen Delays behelfen. Falls das auch zuviel Aufwand (40 Verstärker etc.), JBL hat ein Patent, wo sie das passiv gelöst haben.
Aber verstehe ich es richtig, anders als im vorherigen Thread sollen die Line-Arrays nicht mehr auf der Wand sein, sondern deutlich davor?
Raphael
FoLLgoTT
11.09.2019, 10:42
Wäre es eine Idee, das Ganze als CBT zu bauen?
Eine CBT fällt wieder mit 6 dB pro Entfernungsverdopplung. Dieser Vorteil der Linienquelle wäre somit nicht vorhanden.
Aber verstehe ich es richtig, anders als im vorherigen Thread sollen die Line-Arrays nicht mehr auf der Wand sein, sondern deutlich davor?
Nein, die Kiste würde dann auch an die Wand kommen. Wie kommst du auf den Wandabstand? Eine Wand kommt in diesen Simulationen doch gar nicht vor. :)
Naja, weil ich mich in Anlehnung an den vorherigen Thread frage, was die Linienanordnung bei Wandmontage im Vergleich zu einem Punktstrahler bringen soll (außer vertikale Bündelung)? *ganzweitausdemfensterlehn* Die Spiegelquellen hinter der Box durch die Wand hast Du trotzdem.
FoLLgoTT
11.09.2019, 10:56
Naja, weil ich mich in Anlehnung an den vorherigen Thread frage, was die Linienanordnung bei Wandmontage im Vergleich zu einem Punktstrahler bringen soll (außer vertikale Bündelung)?
Vor allem eine gleichmäßigere Beschallung des Raums. Der Raum ist 46 m² groß und es kann tatsächlich vorkommen, dass bei Feiern jemand 1m vom Lautsprecher entfernt steht/sitzt und der andere 8 m. Der Raum gibt das von den Sitzgelegenheiten so her. Der Lautstärkeunterschied ist einfach deutlich geringer als bei einem Kugelstrahler.
Außerdem habe ich im Gegensatz zu einem vertikal bündelnden Kugelstrahler eine nahezu identische Klangfarbe über eine große Höhe (sitzend, stehend). Das ist bei den anderen Konzepten nicht so. Da wird es schnell dumpf, wenn man die 0° verlässt. Der Bass und Grundton bündelt ja nicht in der gleichen Form wie der Hoch- und Mittelton.
Warum überhaupt vertikal bündelnd? Weil ich eine möglichst gute Lokalisation erhalten möchte. Ein reiner Breitstrahler erzeugt bei den Entfernungen nur Klangbrei in dem schlecht bedämpften Raum.
*ganzweitausdemfensterlehn* Die Spiegelquellen hinter der Box durch die Wand hast Du trotzdem.
Aber die bringen mir ja nichts. :)
Aber die bringen mir ja nichts. :)
Eher das Gegenteil. :p
Ok, jetzt habe ich es verstanden. Bleibt also nachwievor das Problem der Welligkeit in horizontaler Richtung bei Wandmontage, das es noch zu lösen gilt, richtig?
FoLLgoTT
11.09.2019, 11:20
Eher das Gegenteil. :p
Ja, ok 6 dB mehr Pegel. :)
Ok, jetzt habe ich es verstanden. Bleibt also nachwievor das Problem der Welligkeit in horizontaler Richtung bei Wandmontage, das es noch zu lösen gilt, richtig?
Das Problem bleibt jedenfalls genauso bestehen wie bei den anderen Konzepten. Ob es wirklich eine Lösung gibt, bezweifel ist. Man kann es aber sicherlich optimieren, soweit es geht. Wobei die Platzierung ja auch die Breite einschränkt...
BiGKahuunaBob
12.09.2019, 09:22
Hi Nils,
dann probiert doch mal die 160cm mit 40x 40mm Tymphanys auf den Boden und an der Wand gestellt. Geht aber treiberseitig ins Geld, aber bei den Stückzahlen findet sich bestimmt ein williger Händler.
Die horizontale Welligkeit kriegt man durch Optimierungen in den Griff, vertikale Nebenkeulen bleiben im Hochtonbereich.
Tinnarmorken
12.09.2019, 14:15
Hallo!
ich kann nur zum Bau von Lines ermutigen, da ich damit sehr positive Erfahrungen gemacht habe, obwohl meine Lines (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?17068-Linienstrahler-und-selbstgebaute-AMTs) im horiz. Anstrahlverhalten großen Schwächen haben (da wird noch nachgebessert).
- Den geringen Pegelabfall bei Vergrößerung der Entfernung zu erleben ist eindrucksvoll. Oder andersrum: man hört mit ordentlich Power Musik, geht an die Säulen hin und ist überrascht, dass man nicht von ihnen angeschriehen wird.
- Die Welligkeit im Amplitudengang bei Änderung der Distanz ist nicht wirklich wahrzunehmen. Man ist von "normalen" Lautsprechern und den Raumeinflüssen schlimmeres gewohnt.
Gruß, Henrik
josh_cpct
07.01.2020, 17:06
Hallo Nils!
Interessante Simulationen - Danke!
Was mir noch nicht schlüssig ist, der Effekt übertragen auf meine ESL.
Diese sind 30x160 (BxH) Rahmen - und 20x120 Membran, auf Oberkante montiert.
Das macht 40cm zum Boden. 344/0,4/2=430Hz Spiegel.
Ich könnte nun spaßeshalber den Fuß demontieren und das Panel auf den Kopf stellen - somit sollte ich oberhalb 400Hz signifikante Verbesserung erleben. Obs das tut? Den Aufwand wert?
Aber ist die Reflektion deiner Simulation auch unter Berücksichtigung der Bündelung? Eine so große Linie sollte doch im Hochton vertikal außerhalb des Panels so stark bündeln, dass die Bodenreflektion kaum Pegel hat.
Eine Spiegelquelle mit zB -20dB sollte nicht derart starke Welligkeiten im FR verursachen :confused:
Gruß
Josh
...Die Linienquelle im Nichts funktioniert in 4 m Abstand nur noch ab ca. 2 kHz. Darunter strahlt sie zunehmend kugelförmig ab und es setzen die -6 dB pro Entfernungsverdopplung ein...
Da du von Punktquellen ausgehst, mag das für kleine Hochtöner bestimmt auch in der Realität so aussehen, aber ein Breitbänder bündelt wiederum ab einer bestimmten Frequenz.
Wenn ich dich richtig verstanden habe, ist diese Bündlung dann sogar ein Vorteil?
FoLLgoTT
12.01.2020, 07:27
Interessante Simulationen - Danke!
Gerne. :)
Was mir noch nicht schlüssig ist, der Effekt übertragen auf meine ESL.
Diese sind 30x160 (BxH) Rahmen - und 20x120 Membran, auf Oberkante montiert.
Das macht 40cm zum Boden. 344/0,4/2=430Hz Spiegel.
Ich könnte nun spaßeshalber den Fuß demontieren und das Panel auf den Kopf stellen - somit sollte ich oberhalb 400Hz signifikante Verbesserung erleben. Obs das tut? Den Aufwand wert?
Ich würde es lassen. Nicht, dass das Teil dabei noch zerstört wird. ;)
Wir wissen ja auch nicht mal, wie die klanglichen Auswirkungen überhaupt genau sind. Bisher ist das nur eine Simulation und niemand hat beide Varianten im Direktvergleich gehört.
Aber ist die Reflektion deiner Simulation auch unter Berücksichtigung der Bündelung? Eine so große Linie sollte doch im Hochton vertikal außerhalb des Panels so stark bündeln, dass die Bodenreflektion kaum Pegel hat.
Ja, die Bündelung ist komplett mit drin. Ich hatte ja Punktschallquellen simuliert, daher bricht es über 8 kHz auch so chaotisch auf. Das wird bei deinem Flächenstrahler nicht so sein. Der bündelt einfach weiter.
Eine Spiegelquelle mit zB -20dB sollte nicht derart starke Welligkeiten im FR verursachen :confused:
Ich schätze mal, dass die Richtwirkung erst nach einer gewissen Distanz komplett einsetzt und der Boden daher einen größeren Einfluss besitzt. Mich hatte es auch etwas gewundert. Ich kann in ABEC leider keine idealen Linienquellen simulieren, sondern nur mit einem 3D-Modell. Aber meine bisherigen Vergleiche zwischen beiden Varianten (also Punktschallquellen und durchgehender Linienquelle) haben auch keine Unterschiede in der Richtwirkung aufgezeigt.
Da du von Punktquellen ausgehst, mag das für kleine Hochtöner bestimmt auch in der Realität so aussehen, aber ein Breitbänder bündelt wiederum ab einer bestimmten Frequenz.
Wenn ich dich richtig verstanden habe, ist diese Bündlung dann sogar ein Vorteil?
Ja, das ist richtig. Die stärkere Bündelung im Hochton schwächt die Nebenkeulen ab. Seeburg erzeugt das z.B. künstlich durch Stege zwischen den Hochtönern. Bei meinen Versuchen war das auch sehr wirksam.
Mir hat vor unendlichen Zeiten die Darstellung [url=https://www.ta-hifi.de/wp-content/uploads/stereoplay_8_2011_cwt2000.pdf}hier[/url] (ganz oben, zweites Bild von links) dabei geholfen, so manchem die Effekte einer endlichen Line zu erklären. Das Bild (Original von mir) zeigt den Schalldruckverlauf über Höhe und Entfernung bei einer Frequenz (aus der Erinnerung 4 oder 5 kHz). Die Line ist 90 cm lang, mit Mittelpunkt in 1 m Höhe, ohne Bodenreflexionen.
Man erkennt, dass der Schalldruck in einem Bereich, der ca. 80% der Höhe der Line ausmacht, ziemlich gleichmäßig ist, um dann stark abzufallen. Das gleiche beschreibt auch Nilsens Höhenscan über die Frequenz, aber seltsamerweise hatte ich mit so einer Darstellung damals keinen Erfolg, völliges Unverständnis machte sich breit.
Die damals nicht verstandenen Effekte waren:
- warum sind die Höhen weg (aber Mitten und Tiefen noch da), wenn man aufsteht?
- warum passiert das gleiche, wenn man sich aufs Sofa lümmelt?
- warum ist das bei einer kürzeren Line noch schlimmer, die sollte doch viel breiter abstrahlen?
Gerade den letzten Punkt konnte ich mit der Darstellung gut zeigen, denn die 80% betreffen jedes Array, nur die Frequenz bei der das einsetzt ist unterschiedlich. Bei einem kürzeren Array liegt die "Grenzfrequenz" höher als bei einem längeren, dafür ist der Bereich nicht so weit. Deshalb funktionieren kürzere Arrays als 90 cm (eigentlich auch schon zu kurz) nicht mehr, die Einschränkungen sind zu groß. Erst, wenn die "Grenzfrequenz" weit genug nach oben geschoben wurde, geht es wieder (20 ... 25 cm lange Arrays).
mechanic
12.01.2020, 15:26
Macht es Sinn meine beiden 70cm langen Arrays (je 12x FRS5X mit Schritt 60mm) zu einer Line zu kombinieren (und dann ggf. später mal ein zweites Pärchen zu generieren) und wäre das bodenstehend schon eine sinnvolle Anordnung für sitzendes Hören ?
..., denn die 80% betreffen jedes Array, nur die Frequenz bei der das einsetzt ist unterschiedlich. Bei einem kürzeren Array liegt die "Grenzfrequenz" höher als bei einem längeren, dafür ist der Bereich nicht so weit. Deshalb funktionieren kürzere Arrays als 90 cm (eigentlich auch schon zu kurz) nicht mehr, die Einschränkungen sind zu groß. Erst, wenn die "Grenzfrequenz" weit genug nach oben geschoben wurde, geht es wieder (20 ... 25 cm lange Arrays).
Danke für die anschauliche Erklärung!
Damit kann selbst ich was anfangen :thumbup:
Grüße
Chlang
FoLLgoTT
12.01.2020, 19:47
Nach meinem Verständnis liegt bei einer kurzen Linie folgendes vor. Ein Hörabstand von 2 - 4 m wird vorausgesetzt.
Der Hochton bündelt stärker als der Grund- und Mittelton. Wir hören im Fernfeld. Die Richtwirkung der Höhen schlägt voll zu, wenn wir uns einige Grad von 0° entfernen.
0,5 m Länge
Vertikales Abstrahlverhalten (in 100 m Entfernung):
52364
Amplitudengang entlang der Höhe in 4 m Entfernung (1 Punkt = 10 cm), normiert auf Punkt 11 (Mitte der Linie):
52365
Bei einer langen Linie ist das anders. In großer Entfernung ist die Richtwirkung im Hochton zwar praktisch genauso stark wie bei der kurzen, aber wir hören jetzt im Nahfeld. Das heißt, der Hochton ist über nahezu der gesamten Ausdehnung (Höhe) vorhanden. Und das sind dann immerhin 2 m, bei einer so langen Linie. Daher wandert die Lokalisation auch mit, wenn man aufsteht.
2 m Länge
Vertikales Abstrahlverhalten (in 100 m Entfernung):
52366
Amplitudengang entlang der Höhe in 4 m Entfernung (1 Punkt = 10 cm), normiert auf Punkt 11 (Mitte der Linie):
52367
Nach meinem Verständnis liegt bei einer kurzen Linie folgendes vor. Ein Hörabstand von 2 - 4 m wird vorausgesetzt.
Der Hochton bündelt stärker als der Grund- und Mittelton. Wir hören im Fernfeld. Die Richtwirkung der Höhen schlägt voll zu, wenn wir uns einige Grad von 0° entfernen.
Jein. Es ist richtig, dass die Richtwirkung der Line sich auswirkt, ich würde aber - außer bei sehr kurzen Arrays(Lines - noch nicht vom Fernfeld sprechen.
BTW, die Directivity im Fernfeld betrachtet lässt sich ziemlich einfach über die Fouriertransformation berechnen. Bei einer Line wäre das z. B. die Transformierte der Rechteckfunktion also sin(x)/x. Shading ist auch möglich mit Fensterfunktionen, für die eine analytische berechenbare Transformierte existiert, das entspricht dann einer Faltung der Rechteckfunktion und des Fensters im Frequenzbereich.
Im Nahfeld geht das nur noch numerisch, weil dann nicht-lineare Terme hinzukommen.
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