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Teil 1:
Moin Zusammen, ich wollte nur mal die tolle Analyse von Kripston zusammenfassen, um eine bessere Übersicht zu haben.
Ich ruf das immer wieder gerne auf und such man dann nen Wolf.
Hoffe es stört keinen.
Gruss Gino
Und nochmal vielen Dank an Peter Krips
Hallo,
mal ein Anfang....
Wenn man sich mal in der Literatur umsieht, fällt zunächst eine erschreckende Erkenntnis auf: Das ideale Horn ist definiert als "infinite", also unendlich, bezogen auf Länge und Mundfläche.
Da man sowas ja kaum realistisch bauen kann, ist streng genommen jede unterhalb von "unendlich" angeordnete Hornkonstruktion schon nicht mehr ideal, also ein Kompromiss.
Aber, das schon mal vorab, da kommt es sehr darauf an, wie groß der Kompromiss wird.
Was mach denn ein Horn prinzipiell ?
Betrachten wir uns dazu mal einen freistrahlenden Treiber in z.B. einer CB.
Bekanntlich haben direkstrahlende Treiber/Konstruktionen einen sehr mickrigen Wirkungsgrad, da wird z.T. weniger als 1 % der zugeführten elektrischen Leistung in akustische Wirkleistung umgewandelt.
Warum ist das so ?
Nun, die schwingende Membran soll ja seine Bewegung in Druckschwankungen in der Luft umwandeln.
Nur haben die störrischen Luftmoleküle jede Menge Zeit und Platz, dem Ansinnen der schwingenden Membran auszuweichen.
Dieses Verhalten ist nun aber abhängig von der Fläche der Membran, je größer sie ist, desto weniger Luftmoleküle können sich "aus dem Staub" machen, die Effizienz der Umwandlung von Membranbewegung in Schalldruck verbessert sich.
Es gibt für die Effizienz einen Wert, den sogenannten Strahlungswiderstand, der ist von der Membranfläche und der Frequenz abhängig.
Nun hindern wir mal die Luftmoleküle daran, dem Kompressionsbesteben der schwingenden Membran auszuweichen, indem man ein an beiden Enden offenes Rohr mit dem Innendurchmesser des Membrandurchmessers davorsetzt.
Es ist wohl einsehbar, daß nun kaum noch Luftmoleküle ausweichen können und somit deutlich mehr dazu überredet werden können, Druckschankungen zu produzieren, die als Longitudinalwelle durch das Rohr laufen.
Hält man nun ein Mikrofon in das Rohr, kann man folgerichtig auch einen wesentlich höheren Schalldruck messen.
Misst man nun mit dem Mikrofon aber z.B. in 1 m Entfernung von offenen Rohrende entfernt nochmals, wird man leider feststellen, daß man von dem höheren Schalldruck, den man im Rohr gemessen hat, nichts mehr zu sehen ist.
Das offene Rohrende verhält sich im Prinzip nicht anders, als wenn man den Treiber dorthin verpflanzt hätte.
Nun bauen wir das Rohr etwas um und bauen stattdessen ein oben beschriebenes unendliches Horn davor und halten dann das Mikrofon nochmals davor.
Da man das ja praktisch kaum machen kann, beschränken wir uns da mal auf eine Simulation.
Für die Simulationen verwende ich einen "amtlichen" Bass, den Monacor SPH 450 TC:
http://www.monacor.de/produkte/lauts...oll/sph-450tc/
weil der u.A. den Vorteil hat, auch in CB und BR sinnvoll zu laufen, das wird später zu Vergleichszwecken noch benötigt.
Soweit zum Vorgeplänkel, weiter in Teil 2
Gruß
Peter Krips
Teil 2:
Hallo,
bevor jetzt ein aufgeweckter Realschüler die Frage stellen sollte:denk:: Wieso denn unendliches Horn, gibt es eh nicht.....
Hier die Antwort: Weil es ums Prinzip geht.
Wir haben ja schon im Teil 1 festgestellt, daß zwar der Aufsatz eines Rohstummels vor dem Treiber den Strahlungswiderstand erhöht, der verpufft aber ausserhalb des Rohrendes.
Nehmen wir aber nun ein unendliches Horn, dann kann man den Strahlungswiderstandsgewinn in Treibernähe, das nennen wir von jetzt ab Hornhals dann fungiert die Konstruktion als akustischer Transformator, der den hohen Druck und die hohe Amplitude der Luftteilchen (verglichen zum freistrahlenden Treiber) so anpasst, daß sie auch in der freien Wildbahn (ausserhalb des Rohres/Horns ) den erhöhten Schalldruck realisieren können.
Dazu konnte evtl. Dommii noch was schreiben.
Schauen wir uns zunächst mal den Strahlungswiderstandverlauf eines freistrahlenden Treibers an (der gleiche Monacor wie in allen folgenden Simus)
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16206"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
Der Verlauf ist übrigen ähnlich bei allen freistrahlenden Treibern, lediglich auf der x-Achse je nach Treiberfläche verschoben.
Von tiefen Frequenzen her gesehen kommt der Realteil des Strahlungswiderstand quasi aus dem Nichts, steigt dann an, um sich mit abnehmenden Schwankungen auf einen Mittelwert einzupendeln. Dort, wo Max-Linie erreicht wird (hier 0,5) ist dann auch die Bündelungsfrequenz des freistrahlenden Treibers zu finden.
Die rote Kurve ist dann der Imaginärteil, darin findet sich vor allen Dingen die auf dem Treiber lastende Luftmasse, die von ihm ohne Schalldruckgewinn nutzlos verschoben wird. Das sollten wir mal im Hinterkopf behalten, das wird uns später bei (zu) kleinen Hörnern noch begegnen.
Nun der Verlauf der Strahlungsimpedanz bei idealisierten Horn.
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16200"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
Das ist nun deutlich anders, da ist der Strahlungswiderstand über den gesamten Frequenzbereich konstant. Der dennoch sichtliche Abfall zu tiefen Frequenzen hin ist ein Artefakt des Simuprog, das keine unendlich grußen Mundflächen rechnen kann.
Ich habe bei allen Simus einen Marker bei 35,2 Hz gesetzt, weil ich dann im weiteren Verlauf endliche Hörner mit der Grenzfrequenz simuliere.
Hier der Impedanzverlauf:
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16201"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
Unverdächtig, keine Welligkeiten
Membranhubverlauf:
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16209"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
Da sind zwei Membranhübe dargestellt:
Oben dick eine CB mit dem gleichen Volumen wie die Vorkammer des idealen Hornes.
Darunter dünner und schlechter zu sehen der des Hornes.
Man erkennt, daß der Hub im Horn zwar geringer ist, aber eine so deutliche Hubentlastung (bei gleicher Eingangsleistung) wie oft behauptet ist da nicht zu sehen.
Anders sieht es natürlich aus, wenn man die unterschiedlichen Pegel bei gleicher Eingangsleistung angleicht, dann hat das Horn sehr deutlich weniger Hub zu machen wie z.B. CB.
Hier mal der Vergleich Pegel 1W/1m zwischen Horn und CB:
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16207"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
da macht das Horn etwas über 20 dB mehr Pegel als die CB.
Wobei noch erwähnt werden muss, daß hornresponse an der Stelle den Energiepegel darstellt und nicht den Achsenfrequenzgang.
Nun zum Schluss noch der Maximalpegel der Konstruktionen bei 35,2 Hz, wobei schwarz die elektrische Limitierung und rot die mechanische Limitierung zeigt.
zunächst die CB:
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16208"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
und das ideale Horn:
[URL="http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1022&pictureid=16202"]![[Bild: warning.gif]](http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/highslide/graphics/warning.gif)
[/URL]
So, weiter dann im 3. Teil
Gruß
Peter Krips
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