Slot Load - Horizontale Abstrahlung - Kantendifraktion

[nailhead]

Hi,

schon mal in den Sinn gekommen, dass die Jungs von BBC bestimmt mehr als nur einen Winkel off-axis untersucht haben und nur der Übersicht wegen sich in dem white paper auf einen Winkel beschränkt haben?

[Rudolf]

Fig.10 in dem BBC pdf zeigt im Grunde genau das, was Christophs Messungen in post #2 ebenfalls zeigen: Eine gleichmäßig zur Seite zunehmende Bündelung wird ersetzt durch ein chaotisches Rundstrahlen. Welches in sich selbst nicht das Problem ist. Aber schaut mal auf das Diagramm links oben in Fig. 15:
   
Mit dem Phasen-/Laufzeitgewirr, was aus dem Schlitz kommt, schafft man keinen anständigen Übergang zu einem Hochtöner. Und war das nicht der Anspruch, weswegen die Schlitzerei gestartet wurde?

[JFA]

Och Rudolf,

und wo trennen die bitte schön? Das, was Du da als Chaos siehst, ist der Kollege Hochtöner. Der kleine Einbruch bei 1,5 kHz auf Achse ist nicht tragisch, das gibt es von anderen Methoden auch.

Als Anhang noch ein Service des Hauses: 17er Vifa mit und ohne 80 mm Slot, 0-15-30-45-60°. Messchallwand 65 cm x 55 cm, nach hinten offen.

Noch Fragen?

[Rudolf]

und wo trennen die bitte schön? Das, was Du da als Chaos siehst, ist der Kollege Hochtöner.

Die Trennung ist wohl 1,6 kHz. Ich habe die Oktave um 1,6 kHz mal markiert? Und das soll nicht tragisch sein?
   

[JFA]

Mal abgesehen davon, dass in der Oktave nichts zu sehen ist, was nicht in anderen Lautsprechern auch schon zu sehen war: schau mal in der Grafik darunter bzw. in Fig. 13, die Trennung ist seeehr steil

[Rudolf]

@JFA
Ich weiß nicht, worauf Du hinaus willst. Natürlich geht es immer noch schlechter. Und wenn schon als steile Trennung gruselig aussieht - was kann daran noch nachahmenswert sein?

Es geht mir nicht darum, eine Konstruktion von 1957 kleinzureden. Aber taugt das hier zum "Lernen aus der Geschichte"? Oder ist es eher das Ausgraben von Kuriosita?

[JFA]

Ich will darauf hinaus, dass das Prinzip funktioniert und Eure Bedenken wegen irgendwelchen Phasenfehlern nicht weiter ins Gewicht fallen. Die Konstruktion hat bei der BBC immerhin mindestens 22 Jahre überlebt, und die Mitarbeiter/Forscher/Ingenieure (ganz vorne dran sicherlich Harwood) dort in jahrelanger wissenschaftlicher Arbeit die Grundlagen des heutigen Lautsprecherbaus deutlich mitgestaltet (was leider viele nicht davon abhält, diese in jahrelanger wissenschaftlicher Arbeit erarbeiteten Grundlagen einfach zu ignorieren). Und wenn JBL das Thema auch wieder anpackt scheint es nicht ganz so abwegig zu sein.

@Christoph: machen. Meine Messungen zeigen, dass es geht.

Übrigens: wem von Euch ist aufgefallen, dass die Messungen sehr große Ähnlichkeiten mit der LEAP-Simulation haben?

[Gaga]

Moin zusammen,

@Christoph: machen. Meine Messungen zeigen, dass es geht.

Jetzt war ich beinahe schon überzeugt, daß es überhaupt keinen Sinn macht, sich weiter mit dem Thema zu beschäftigen- und erst Recht nicht der Aufwand weiterer Messungen. Und nu Du.... Danke auch für Deine Messungen.

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.

...und...

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.

Hmm. Ich stimme zu, daß dies eine systematische Herangehensweise wäre. Ich zögere aus zwei Gründen: (a) würde ich letztlich - angenommen es würde funktionieren - ohnehin lieber einen Slot nutzen, der die Abstrahlung horizontal aufweitet, vertikal jedoch nicht und (b) ist's viel aufwändiger, verschiedene Brettchen mit unterschiedlich großen Lochdurchmessern und dann Ringen herzustellen (und zu vermessen), als unterschiedlich breite Slots durch das einfache Verschieben zweier Bretter herzustellen....

Mal sehen. Es braucht ohnehin noch etwas Zeit, bis ich wieder messen kann.

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin,

im hifi-forum-thread (link im 1. Beitrag), in dem das Konzept 'Diffraktionsschlitz) bereits kontrovers diskutiert wurde, wird u.a. auf die Backes Müller BM Line verwiesen. Bei einigen Lautsprechern dieser Serie (BM line 15 / 20 / 30) wird ein 'Slot' vor den Mitteltönern / Bass-Chassis eingesetzt.

Leider finde ich keine Messung (des Abstrahlverhaltens unter Winkeln). Ein Testbericht auf Audio de kommentiert das Konzept so:

Die beiden 12 Zentimeter messenden Mitteltöner mit Kohlefasermembran sind hinter einem Schlitz verbaut, der sich harmonisch an die Schallführung des Hochtöners anschließt und das horizontale Abstrahlverhalten aller drei Töner verstetigen soll. Die Schallwand aus Kunststein ist dabei nicht plan, sondern wie eine große Schallführung leicht zu den Seiten hin gerundet – das beschränkt den Abstrahlwinkel auf einen sinnvollen Nutzbereich von etwa +-60 Grad und verringert zudem effektiv das Auftreten von Kantenreflexionen.

Hier der link zu einem Audio-Test der BM 15. Auf der 3. Seite unten sind zumindest rudimentäre Winkelmessungen (welche?). Klirr (durch die 'Druckkammer' vor den Mitteltönern) scheint nicht wirklich ein Problem zu sein.

Wie auch immer. Falls jemand einen link zu Messungen hat, bitte posten....

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin,

hat niemand ne Meinung oder Infos zu den BM Line Lautsprechern?

Wie auch immer. Habe die Vorschläge von Rudolf und Eismann aufgenommen und eine neue Serie Messungen gemacht, auch mit 'rundem Slot' - mehr ist dann zur Zeit für mich nicht drin.... Vielleicht mag ja der ein oder andere Leser auch mal die Messkette anwerfen...?

Zunächst der Vergleich von Winkelmessungen unter 0°, 10°, 20°, 30°, 45° und 60°, Messabstand 92 cm, Setup, Messbedingungen und Fensterung immer identisch:
(i) ohne slot;
(ii) mit 'rundem slot' 6.5 cm Durchmesser;
(iii) mit 'rundem slot' 6.5 cm Durchmesser und einfachem 'plug' zur Verringerung des Frontvolumens;
(iv) mit 6.5 cm slot vertikal;
(v) mit 8.5 cm slot vertikal.

(i) Winkelmessung ohne slot:


(ii) Winkelmessung mit rundem slot, 6.5 cm Durchmesser - der worst case:


(iii) Winkelmessung mit rundem slot, 6.5 cm Durchmesser, mit 'plug' zur Volumenverringerung:


(iv) Winkelmessungen mit vertikalem slot, 6.5 cm breit:


(v) Winklemessungen mit vertikalem slot, 8.5 cm breit:



Gruß,
Christoph

[Gaga]

mich erinnert das ganze stark an die "Karlson Coupler"; sollte das evtl der wahre grund für dieses Konstrukt sein?
Das das Abstrahverhalten verbessert werden soll?

Hallo Jörn,

bin mir nicht sicher, ob das so beabsichtigt war - aber das wird auf alle Fälle ein Nebeneffekt des Slots beim Karlson Coupler sein.

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin zusammen,

kleiner Service - hier die vergrösserte Darstellung des interessanten Bereichs zwischen 1 und 5 kHz.

Ohne slot:


Mit rundem slot, 6.5 cm:


Mit rundem slot 6.5 cm und 'Plug' zur Verkleinerung des Volumens vor dem slot:


Mit slot 6.5 cm vertikal:


Mit slot 8.5 cm vertikal:


Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin,

hier dann die entsprechenden Polardiagramme der Messungen.

Die Messung des runden 6.5 cm-slots mit Plug zur Volumenverringenrung habe ich weggelassen. Diese Messung zeigt m.E. nur, daß durch die Volumenverkleinerung der Tiefpass-Effekt der 'Vorkammer' etwas verringert wird.

Polardiagramm ohne slot, 0-60°, 200 Hz bis 4000 Hz:


Gut zu sehen ist die Einengung der Abstrahlung zwischen der 1600 Hz und der 2500 Hz-Linie und die Aufweitung der Abstrahlung bei 1600 Hz durch die Kantendiffraktion.

Polardiagramm 6.5 cm slot, rund, 0-60°, 200 Hz bis 4000 Hz:


Bei dem runden 6.5 cm-'slot' ist die Abstrahlung bis zu 4000 Hz aufgeweitet, die 200 - 4000 Hz Linien bewegen sich überwiegend in einem Bereich von 5 dB (+/- 2.5 dB) - allerdings eher chaotisch und alles andere als parallel zu einander.

Polardiagramm 6.5 cm slot, vertikal, 0-60°, 200 Hz bis 4000 Hz:


Die Abstrahlung des vertikalen 6.5 cm slots sieht da schon viel weniger chaotisch aus. Dafür ist die Abstrahlung zu den hohen Frequenzen hin nicht so breit.

Polardiagramm 8.5 cm slot, vertikal, 0-60°, 200 Hz bis 4000 Hz:


Das Polardiagramm des vertikalen 8.5 cm slots nähert sich (logischer Weise) noch stärker an die Charakteristik der Abstrahlung ohne slot an.

Dennoch ist die Abstrahlung bis 2500 Hz klar breiter als ohne slot. Das könnte je nach Trennfrequenz und Abstrahlcharakteristik des Hochtöners ein Vorteil der slot-Variante sein.

Die Aufweitung der Abstrahlung bei 1600 Hz ist ebenfalls zu sehen. Das war auch schon bei den ertsen Messungen zu sehen: Mit der Aufweitung der Abstrahlung wird die Kantendiffraktion am Gehäuse stärker. Dies ist jedoch kein prinzipieller Beinbruch, da die Diffraktion mit einer entsprechenden Kanten-Verrundung oder Fase minimiert werden kann.

Insgesamt meine ich, daß der vertikale slot durchaus einen Sinn machen kann, wenn er 'maßvoll' eingesetzt wird, d.h. die Abstrahlung nur so weit aufgeweitet wird, wie's der Übergang zum Hochtöner braucht, um die negativen Eigenschaften ausreichend gering zu halten (z.B. ist der Höhenverlust durch die 'Vorkammer' beim 8.5-cm slot kein Problem mehr).

Der Slot kann ja durch stufenloses Verschieben und Messen entsprechend angepasst werden...

Im nächsten Beitrag die Sonogramme der Messung.

Gruß,
Christoph

[Gaga]

Moin,

die Darstellung der Messungen als Sonogramm.

Ohne slot:


Mit rundem 6.5 cm-'slot':


Die Abstrahlung wird wie schon gesehen viel breiter. Gut zu sehen ist hier auch die Wirkung des Tiefpasses (Vorkammer) zu den höheren Frequenzen hin.

Mit vertikalem 6.5 cm-slot:


Bis ca 2 kHz gleichmässigere horizontale Abstrahlung. Geringerer Höhenverlust als beim runden 6.5 cm slot.

Mit vertikalem 8.5 cm slot:


...zwischen dem 6.5 cm slot und der Abstrahlung ohne slot...

Gruß,
Christoph

[Gaga]

...und weil ich schon dabei war die Wasserfälle.

Ohne slot:


Runder 6.5 cm 'slot':


Vertikaler 6.5 cm slot:


Vertikaler 8.5 cm slot:


So, jetzt ist aber genug...

Gruß,
Christoph

[JFA]

im hifi-forum-thread (link im 1. Beitrag), in dem das Konzept 'Diffraktionsschlitz) bereits kontrovers diskutiert wurde, wird u.a. auf die Backes Müller BM Line verwiesen. Bei einigen Lautsprechern dieser Serie (BM line 15 / 20 / 30) wird ein 'Slot' vor den Mitteltönern / Bass-Chassis eingesetzt.

Der Slot der B&M hat erstmal den gleichen Effekt. Durch das vorgelagerte Horn kommt noch eine Wirkungsgradsteigerung und Richtwirkungssteuerung hinzu (Wirkungsgradsteigerung wird durch die Impedanztransformation der "Druckkammer" erzielt).

[Gaga]

Moin zusammen,

hmmm, kein weiteres Interesse am 'slot'-Thema, jetzt nachdem die zusätzlichen Messungen da sind?

Ich habe mir mal die Mühe gemacht, die in Post #1 und Post #59 über die links gelisteten Beispiele von 'slot'-Konstruktionen grob zu vermessen, um das Verhältnis von Baß-Mitteltonchassis-Durchmesser und slot-Breite abzuschätzen.

Alle Konstrukte, bei denen der slot eingesetzt wurde sind 2-Weger mit (zu) großen Baß-Chassis, um halt die (horizontale) Abstrahlung im Trennbereich zum HT etwas zu verbessern...

Für die BBC-Speaker ist der Slot so breit oder etwas breiter als der halbe Membrandurchmesser. Das entspräche einem slot von 7,5 cm Breite oder größer für den hier vermessenen ScanSpeak. Ich vermute mal, daß die BBC-Leute damit die hier im Thread diskutierten Nachteile (Höhenabfall durch Vorkammer, Interferenzen und Phasensauereien unter Winkeln) möglichst gering halten wollten. Das legen m.E. auch meine Messungen nahe: Zwischen den vertikalen 6.5 cm bzw 8.5 cm slots scheint ein machbarer Kompromiss zwischen brauchbarer Verbesserung der horizontalen Abstrahlung und Vermeidung von zu starkem Höhenabfall und zu heftger Inteferenzen zu liegen.

Das aktuelle JBL-Konstrukt ist etwas spezieller. Hier hat der Slot eine Art X-Form, ist in der Mitte, vor der Dustcap schmaler (ca 1/4 Memebrandurchmesser und hat an den breiten Stellen drüber und drunter wieder ca den 1/2 Membrandurchmesser Breite.
In der JBL-Box EON515 kommt ein 15''-Baß (380mm) und ein 1''-HT-Treiber zum Einsatz. Die Trennfrequenz liegt bei 2.2 kHz und es wird eine horizontale bzw vertikale covrage von 100° H x 60° V angegeben. Nun würden mich natürlich Winkelmessungen interessieren....

Gruß,
Christoph

[Rudolf]

Hallo Christoph,
die Winkelmessungen sind einigermaßen erhellend.

Aus meiner Sicht kämen nur die 6,5 cm in Frage - als rund oder als "Schlitz". Die Unterschiede ergäben sich einmal aus einer gewünschten vertikalen Bündelung und zum andereren aus der anvisierten Grenzfrequenz:
Soll im Übergang zum Hochtöner die Bündelung auch vertikal stetig bleiben? Bleibt die Trennfrequenz unter 2,5 kHz? Dann müsste es die runde Öffnung werden.
Will man vertikal eine größere Bündelung und eher bei 3 kHz trennen? Dann wäre es der Slot.

Könnte sein, dass dich diese Lösung auch interessiert:
   
Das ist die Avantgarde Zero 1.

[Gaga]

Hallo Rudolf,

vielen Dank für Deine Einschätzung. Bin noch nicht sicher, vielleicht versuche ich was mit slot-load und möglichst kontrollierter Abstrahlung. In dem Fall würde ich dann um Unterstützung bitten...

Könnte sein, dass dich diese Lösung auch interessiert:
Anhang 5175
Das ist die Avantgarde Zero 1.

Ja, interessiert mich tatsächlich. Allerdings verstehe ich nicht, wie das 'Gitter' vor dem Tieftöner dessen Abstrahlung beeinflusst? Und auch nicht, wie mit dem Mitteltonhorn (400 mm Durchmesser und 190 mm Tiefe) noch 250 Hz abgestrahlt werden (Trennfrequenz zum TT)...

Gruß,
Christoph

[JFA]

Ja, interessiert mich tatsächlich. Allerdings verstehe ich nicht, wie das 'Gitter' vor dem Tieftöner dessen Abstrahlung beeinflusst?

Minimal. Der Durchmesser des äußersten Lochkranzes ist ja nur geringfügig kleiner als der Membrandurchmesser. Aber die Tiefpassfunktion ist latürnich vorhanden. Ob die bei der tiefen elektrischen Trennfrequenz noch wirksam ist...

Und auch nicht, wie mit dem Mitteltonhorn (400 mm Durchmesser und 190 mm Tiefe) noch 250 Hz abgestrahlt werden (Trennfrequenz zum TT)...

Wie sonst wenn nicht so groß?