Slot Load - Horizontale Abstrahlung - Kantendifraktion

[dommii]

Anregungswelle

Ist in der Tat etwas komplizierter, aber einfach als eben annehmbar.

Wenn der Slot nennenswert schmaler als die Membran ist dürfte da von ebener Welle nicht wirklich viel übrig sein.

[JFA]

"Welle" ist an sich auch der falsche Begriff, es geht um die Druck- und Schnelleverteilung, die ist näherungsweise gleich.

Im Anhang die Simulationen mit LEAP. Ging schneller als mit Akabak.

Leider hat LEAP auch so seine Tücken: die Kurven 1-3 habe ich mit aktivierten Gehäuse- und Portresonanzen simuliert. Die große Spitze bei 4 kHz ist eine Resonanz der Druckkammer (habe ich als Konus berechnet). Schaltet man die Resonanzen aus kommt man zu Kurve 4. Irgendwo rechnet sich das LEAP einen zurecht, das ist mir früher schonmal aufgefallen. Aus Erfahrung weiß ich, dass die Wahrheit irgendwo dazwischen liegt. Man sieht auf jedenfall schön die Tiefpassfunktion des Slots.

[dommii]

Vorallem geht es um die Phasenbeziehungen.

[JFA]

???

Wie meinen?

[dommii]

Nur ganz kurz: Laufzeitdifferenzen da schon über Bündelungsfrequenz des Treibers.

[Gaga]

Moin zusammen, hallo LFA,

vielen Dank für Deine LEAP-Simu!

Die große Spitze bei 4 kHz ist eine Resonanz der Druckkammer (habe ich als Konus berechnet).

Ich habe noch einmal eine EDGE-Simu gemacht, mit dem 8 cm-Slot.


Dazu die Simu, hier als open baffle:


Warum jetzt open baffle? Weil das Chassis tatsächlich in ein nach hinten offenes Gehäuse eingebaut ist. Ich habe zwar eine Schicht Basotect / Fibsorb dahinter gepackt, aber es ist trotzdem ein offenes Gehäuse.

Wie passen nun die Simulationen zu der letzen Messung?

Ich habe mal die 0°-Messungen (Mic 52 cm) ohne Slot, mit 10 cm- und 6 cm-Slot in eine Abbildung gebracht und die EDGE-Simu oberhalb, die LEAP-Simu unterhalb eingefügt.


Grün ist der 10 cm-Slot, rot der 6 cm-Slot.

Ich meine es ist ganz gut der Effekt der 'Druckkammer' bei knapp über 4 kHz (LEAP-Simu unten) und der Effekt der Schallwand (EGDE-Simu oben) zu erkennen.

Nachdem JFA die LEAP-Simu gepostet hat, werde ich wohl noch eine anständige Messung mit 8 cm-Slot durchführen müssen...

Dan möchte ich noch etwas mit EDGE spielen, um heraus zu finden, ob's überhaupt eine sinnvolle Kombination von Schallwandbreite, Chassis-Durchmesser und Slot-Breite gibt, die einen sinnvollen Vorteil verspricht, z.B. hinsichtlich gleichmässigem Abstrahlverhalten im Übergang zu einen Hochtöner, Belastbarkeit, Übergangsfrequenzen....:denk:

Vorallem geht es um die Phasenbeziehungen.

und

Nur ganz kurz: Laufzeitdifferenzen da schon über Bündelungsfrequenz des Treibers.

Hi dommii, hast Du Lust, das etwas ausführlicher zu erklären?

Bis dahin, Grüsse,
Chrisotph

[Rudolf]

Ich meine es ist ganz gut der Effekt der 'Druckkammer' bei knapp über 4 kHz (LEAP-Simu unten) und der Effekt der Schallwand (EGDE-Simu oben) zu erkennen.

Hallo Christoph,
hast Du Dir mal überlegt, was in der "Druckkammer" im Einzelnen vorgeht, wenn die Wellenlängen kürzer werden als die Abmessungen der "Druckkammer"? Das sind auch "Laufzeitdifferenzen".

[Gaga]

Hallo Rudolf,

hast Du Dir mal überlegt, was in der "Druckkammer" im Einzelnen vorgeht, wenn die Wellenlängen kürzer werden als die Abmessungen der "Druckkammer"? Das sind auch "Laufzeitdifferenzen".

Ja. Es ist mir schon klar, daß bei kleiner werdender Wellenlänge jede Menge Interferenzen 'in der Druckkammer' am Start sind.... Die dann auch winkelabhängig bei der Messung sichtbar sein sollten. Allerdings habe ich zunächst eher versucht zu verstehen, wie Slot und Schallwand interagieren.

Ich habe mir auch aus anderen Gründen zunächst keine grossen Gedanken über die Resonanzen gemacht: Zwischen Membran und Slot-Brett ist die grösste Entfernung ca 3,8 cm - zwischen Dustcap und Slot-Brett. Allerdings ist die Duscap nicht vom Slot-Brett verdeckt. Zwischen dem Kegel-förmigen Konus und dem Slot-Brett gibt es sonst praktisch keine parallelen Flächen und die Abstände werden nach außen hin immer kleiner. Diese Resoanzen lägen vermutlich ohnehin in einem Bereich > 5 kHz, in dem der Tief-Mitteltöner ggf. nicht mehr genutzt würde. Zur Not - wenn man das wirklich nutzen wollte - könnte man hinter dem Slot-Brett das Volumen ggf. verkleinern.

Der Chassis-Durchmesser von 14,5 cm ist womöglich eher ein Problem. Ich habe allerdings keine Vorstellung, wie stark sich dieses bemerkbar macht.

Ich nehme an daß LEAP mit dem Peak bei etwas über 4 kHz den Slot, also die Slot-Breite von 8 cm simuliert...? Oder simuliert LEAP auch die Resonanzen innerhalb der 'Druckkammer' abhängig von deren Geometrie?

Zu den 14,5 cm würden Resonanzen bei ca. 1200 und 3600 Hz passen. Bei 1200 Hz sehe ich in den Winkelmessungen kein Problem, zwischen 3 und 4 kHz schon.

Wie würdest Du das einschätzen - bzw. weshalb schätzt Du das tatsächlich als kritisch ein?

Versteh mich nicht falsch - ich plädiere hier nicht für den Einsatz von Slot-Loads, ich versuche lediglich zu verstehen, was die bewirken und ob man sie ggf. sinnvoll nutzen kann.

Gruß,
Christoph

[Rudolf]

Hallo Christoph,
hast Du dich schon mal mit den Druckkammern echter Druckkammerlautsprecher beschäftigt? Weißt Du, weshalb es dort diese kleinen Kanäle gibt?


Überleg mal, wie weit der Weg vom Rand der Membran zum Slot ist und wie weit von der Dustcap? Kann das in Deiner Konstruktion alles gleichzeitig am Slot ankommen?

[Gaga]

Hallo Rudolf,

ja, ich habe mich sehr ausführlich mit dem Aufbau sowohl von Druckkammertreibern, als auch mit Phaseplugs für Mitteltonhörner (incl. den neueren JBL-Konustreibern für Mitteltonhörner) beschäftigt.

Mir ist daher auch durchaus der Sinn der Phaseplugs bekannt und vollkommen bewusst, daß es bei einer Slot-Konstruktion wie hier diskutiert die Laufzeitunterschiede gibt - irgendwie reden wir gerade komplett aneinander vorbei.

Das war nicht mein Punkt. Mir ging's drum, wie stark sich die zweifellos vorhandenen Laufzeitunterschiede konkret auf den Frequenzgang und die Abstrahlng unter Winkeln auswirken.

Hier im konreten Fall eines Chasiis mit 14,5 cm Durchmesser und einer Slot-Breite von 8 cm. Macht - maximal - eine Abdeckung vom Chassis-Rand von jeweils 3,25 cm. Nach oben und unten hin von diesem Punkt aus weniger.

Wenn ich DIch richtig verstehe, scheint für Dich klar zu sein, daß die (negativen) Auswirkungen die möglichen positiven (breitere Abstrahlung im Übernahmebereich zum Hochtöner) ganz klar übersteigen und daß sich eine weitere Beschäftigung mit dem Konzept nicht lohnt...?

Ich versuch raus zu bekommen, ob das so ist, oder ob's da einen gangbaren Kompromiss gäbe. Falls nicht, wäre dies vollkommen ok für mich, das Slot-Load-Konzept liegt mir absolut nicht am Herzen.

Gruß,
Christoph

[Rudolf]

Die Bündelung eines Lautsprechers fängt bei niedrigen Frequenzen und großen Winkeln außerhalb der Lautsprercherachse an. Sie wird mit höheren Frequenzen stärker und wandert in Richtung Achse. Die Bündelung bei niedrigen Frequenzen wird vom Verhalten an den Außenrändern der Membran bestimmt. Mit steigender Frequenz kommen weiter innenliegende Bereiche der Membran zum Tragen. Kann man mir soweit folgen?

Hinter einem breiten Schlitz wird vor allem das Abstrahlverhalten an den Außenrändern der Membran und damit in Richtung großer Abstrahlwinkel gestört. Mit enger werdendem Schlitz werden weiter innenliegende Membranbereiche und Winkel näher zur Achse betroffen. Ist das ebenfalls verständlich?

Die Modellvorstellung des Schlitzes als Diffraktionselement setzt voraus, dass die den Schlitz durchdringende Welle eben (phasenstarr) ist. Diese Voraussetzung stimmt immer weniger, je enger der Schlitz wird. Denn gleichzeitig wird auch das Gezappel in der "Druckkammer" immer bedeutender.

Das heißt, der Schlitz entzieht sich selbst die Voraussetzung für sein (angebliches) Wirken. So richtig sieht man das sicher erst in einem Polardiagramm

[Gaga]

Hallo Rudolf,

Die Bündelung eines Lautsprechers fängt bei niedrigen Frequenzen und großen Winkeln außerhalb der Lautsprercherachse an. Sie wird mit höheren Frequenzen stärker und wandert in Richtung Achse. Die Bündelung bei niedrigen Frequenzen wird vom Verhalten an den Außenrändern der Membran bestimmt. Mit steigender Frequenz kommen weiter innenliegende Bereiche der Membran zum Tragen. Kann man mir soweit folgen?

Ja, ich kann Dir absolut folgen. Ob's 'man' kann, kann ich nicht sagen....

Hinter einem breiten Schlitz wird vor allem das Abstrahlverhalten an den Außenrändern der Membran und damit in Richtung großer Abstrahlwinkel gestört. Mit enger werdendem Schlitz werden weiter innenliegende Membranbereiche und Winkel näher zur Achse betroffen. Ist das ebenfalls verständlich?

Yep, ebenfalls vollkommen verständlich....

Die Modellvorstellung des Schlitzes als Diffraktionselement setzt voraus, dass die den Schlitz durchdringende Welle eben (phasenstarr) ist. Diese Voraussetzung stimmt immer weniger, je enger der Schlitz wird. Denn gleichzeitig wird auch das Gezappel in der "Druckkammer" immer bedeutender.

D'accord - aus meiner Sicht ebenfalls logisch.

Das heißt, der Schlitz entzieht sich selbst die Voraussetzung für sein (angebliches) Wirken. So richtig sieht man das sicher erst in einem Polardiagramm

Ja, auch diese Schlussfolgerung ist klar.

Offen bleibt für mich nach wie vor, ob der intrinsische negative den möglichen positiven Effekt prinzipiell immer bei Weitem übertrifft - oder ob es einen vom geplanten Einsatz abhängigen Bereich gibt, in dem ein Kompromiss auch Vorteile bieten kann.

Falls der Slot immer prinzipiell mehr Nachteile bringt, als er Vorteile bieten kann, würden sich weitere Messungen tatsächlich erübrigen.... Wäre auch ok, dann spare ich mir eine Menge Arbeit - aber mir ist das (noch) nicht klar.

Von mir ein ehrliches Dankeschön für Deine absolut klare und strukturierte Erklärung. Aber - vielleicht bin ich etwas empfindlich, nimm's mir bitte nicht krumm - braucht's dazu unbedingt den aus meiner Sicht etwas oberlehrerhaften Ton? Deine Kompetenz zum Thema ist doch so oder so hinreichend bekannt...

Grüße,
Christoph

[Eismann]

Wenn man nun Rudolfs Gedanken mit Laufzeitunterschieden ernst nimmt und trotzdem eine Beugung will und einen runden Konustreiber verwendet, dann sollte der Slot eher eine Ringform haben. :w00t:

In der Mitte zu, ringförmige Öffnung und aussen wieder zu.
die Lage des Ringes sollte möglich so liegen, dass außen und innen liegende Membranzonen gleich weit von der öffnung erntfernt sind.

So kommt man den Umwegelementen in Druckkammertreibern näher. Das wäre jetzt mal mein neuer Vorschlag.

Gruß Eismann

PS: einer weitere Form haben wir auch noch gar nicht betrachtet: Mehrere Schlitze neben einander. Das entspricht einem Beugungsgitter.

[Rudolf]

Hallo Eismann,

deinen Vorschlag finde ich sehr gut. Weil es radialsymmetrisch zugeht, vermischen sich keine unterschiedlichen Geometrien aus unterschiedlichen Richtungen. Das macht die Analyse einfacher und eindeutiger.
Ich würde das Experiment sogar noch grundsätzlicher beginnen: Bevor es mit dem Ring weitergeht, käme ein kleines Loch mittig in der Schallwand, das stufenweise größer wird. Oder ein membrangroßes Loch, das stufenweise kleiner wird.

Was ich außerdem für wichtig halte: Da der Versuch eine Aufweitung der Abstrahlung erreichen will, sollte man von Anfang an auch zur Seite messen. 15, 30, 60° erscheinen mir ausreichend und angemessen.

Wenn man nun Rudolfs Gedanken mit Laufzeitunterschieden ernst nimmt und trotzdem eine Beugung will und einen runden Konustreiber verwendet, dann sollte der Slot eher eine Ringform haben. :w00t:

[Kripston]

Hallo,
ich befürchte, das wird nie so funktionieren wie gedacht.
Es wurde schon die Bündelungsfrequenz und die Laufzeiten zum Schlitz erwähnt, die einem das Vorhaben versauen.
Obendrein, und das ist bisher anscheinend übersehen worden, stellen sich oberhalb der Bündelungsfrequenz des Treibers auch Partialschwingungen ein, die das Modell der ebenen Wellenfront im Spalt ohnehin zunichte machen.

Selbst wenn es (zufällig ?) gelänge, mit dem Schlitz die Treiberbündelung aufzuheben bzw. zu höheren Frequenzen zu verschieben und ein gleichmäßiges Rundstrahlverhalten hinzubekommen, dann geht das, man kann es in den obigen Simus ja schon erkennen, massiv zu Lasten des Pegels.
Das war schon früher so, als man mit nachträglich vorgesetzten Akustiklinsen die Abstrahlung von PA-Hornhochtönern verbreiterte.
Da ging der Achsenpegel auch in die Knie.
Kann ja auch garnicht anders sein, denn mehr Schallenergie produziert das Horn oder der Treiber hinter dem Schlitz oder Linse ja nun nicht.
Wenn ich durch welche Maßnahmen auch immer, Schallenergie zu größeren Winkeln ausserhalb der Achse "umleite", fehlt die mir zwangsläufig woanders.
Noch vergessen:
Oberhalb der Bündelungsfrequenz fällt die Gesamtschalleistung eines Treibers ohnehin mit steigender Frequenz ab, es ist also mit steigender Frequenz immer weniger "zum Verteilen" da....

Gruß
Peter Krips

[JFA]

Mensch, immer diese Zweifler: http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1958-31.pdf

Seiten 22 und 23 bzw. Fig. 10

Und ja, der Report ist von 1958, und ja: auch der Rest ist äußerst interessant.

Achja: Link zum Patent von 1947: http://worldwide.espacenet.com/publicati...cale=en_EP

[dommii]

Ich weiß jetzt nicht ganz genau was du uns damit sagen magst, mit nur zwei Winkeln kann man bei deratig chaotischen Interferenzeffekten nicht wirklich viel erkennen.

[Gaga]

Hallo dommii,

Zitat:
Vorallem geht es um die Phasenbeziehungen.
und

Zitat:
Nur ganz kurz: Laufzeitdifferenzen da schon über Bündelungsfrequenz des Treibers.
Hi dommii, hast Du Lust, das etwas ausführlicher zu erklären?

Ich weiß jetzt nicht ganz genau was du uns damit sagen magst, mit nur zwei Winkeln kann man bei deratig chaotischen Interferenzeffekten nicht wirklich viel erkennen.

Absolute Zustimmung, daß es bei einem Slot (ohne entsprechende Phaseplug-artige Maßnahmen) Laufzeitdifferenzen gibt. Auch daß diese unter Winkeln zu sehen sein werden. Darauf hat Rudolf ebenfalls schon hingewiesen.

Wie stark negativ werden sich diese Laufzeitdifferenzen (oder auch Phasenfehler unter Winkeln) Deiner Erfahrung nach auswirken?

Denkst Du, daß es daher prinzipiell keinen Sinn macht, sich weiter mit dem Thema Slot und Steuerung des Abstrahlverhaltens auseinander zu setzen?

Gruß,
Christoph

[JFA]

Ich weiß jetzt nicht ganz genau was du uns damit sagen magst, mit nur zwei Winkeln kann man bei deratig chaotischen Interferenzeffekten nicht wirklich viel erkennen.

Das die Idee funktioniert? Das es schonmal gemacht wurde? Das man die Interferenzeffekte vernachlässigen kann?

Ich habe keine Ahnung, warum die BBC das Prinzip später nicht mehr weiter fortgeführt hat, aber mögliche Hinweise habe ich ja schon relativ früh im Thread gegeben.

@Christoph: mach einfach mal. Versuch macht kluch!

Nochwas von der BBC:
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1967-57.pdf
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1969-05.pdf
http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/reports/1979-22.pdf

Danach scheint sich das mit Schlitz erledigt zu haben. Mögliche Ursache: in der Antike hat man sehr großflächige Lautsprecher benutzt (15" mit Trennung um 1,5 kHz), um überhaupt so etwas wie Wirkungsgrad zu haben. Der Schlitz war dann eine Möglichkeit, die starke Bündelung auszugleichen. Später war das dann nicht mehr so nötig.

[dommii]

@Gaga: Ich habe mit dem Thema in der Praxis noch keine Erfahrungen gemacht, aber mein theoretischer Background sagt mir das die Phasenschmierereien direkte Folgen im Abstrahlverhalten nach sich ziehen. Das kann gut gehen, weil die konstruktiven und destruktiven Interferrenzen der neu entstehenden Quellen an den Kanten abgeschwächt werden, kann aber auch gänzlich im Chaos enden.

@JFA: Naja, laut dem Diagramm funktioniert sie für zwei Winkel mehr oder weniger gut. Das weniger könnte einer der Gründe gewesen sein warum sie nicht weitergeführt wurde.