Koaxtreiber BMS4590 an JBL2360 Horn

Lautsprecherbau und -tuning

Beitragvon Hornguru » 13.11.2016, 17:49

Interessanter Punkt. Im REW Tutorial gab es eine Erklärung die ich nicht ganz verstanden habe.
Unterschied Reflektion (ping pong zwischen Flächen) oder Resonanz (Materialschwingung) erkennt man daran dass sich die Welle im Wasserfall mit längerer Zeit nach oben schiebt, sprich diagonal verläuft.
Das sieht man hier überwiegend, bis auf die 10k Spitze.
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Beitragvon dietert » 14.11.2016, 08:47

Hallo Mattias,

solche extrem schmalen Einbrüche sieht man übrigens auch bei vielen Koaxiallautsprechern, wo die Hochtonkalotte die Mitteltonmembran als Horn hat. Die Einbrüche sind auch dort stark winkelabhängig und kommen/verschwinden bei Winkeländerungen um 10°. Es hat etwas mit der Symmetrie des Horns zu tun, besser kann ich es auch nicht erklären.

Hier ein Plot aus einem Test der Prodipe MS-4C von Prof. Dr. Anselm Goertz aus 2014:
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Dass es eine Eigenresonanz der Membran ist (in deinem Fall des Horns), würde ich bezweifeln, dazu sind die Einbrüche zu schmal. Und die Frequenz, bei der die Auslöschung passiert, ist winkelabhängig.

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon Mattias » 14.11.2016, 16:28

Hallo,

da sind nun ne Menge Anregungen reingekommen. Ein paar Dinge konnte ich gegenprüfen und habe teilweise unschlüssiges Verhalten gefunden. Leider bekomme ich es in ARTA nicht hin, mehrere fft-Plots in einem fft-Fenster zu überlagern (erlaubt ARTA nur im Frequenzgangfenster und dort gibt stets eine Glättung, höchstauflösend 1/24tel Oktav). Mit x-Bildern will ich das hier nicht vollstopfen.

Also, BMS4590 am JBL gibt einen ausgesprochen frequenzstabilen Einbruch bei 10016Hz. 0° bis 25°, weitgehend gleiche Amplitude, gering fallend, danach verschwindet der Einbruch fast vollständig, taucht begrenzt wieder auf ...

Treiber JBL2445 am JBL-Horn, gleiche Einbruchsfrequenz, noch tieferer Einbruch, ABER: der Einbruch bleibt auch über 30° hinaus stark (eher stärker) vorhanden, aber nicht wechselnd sondern konstant abfallend. Es gibt aber weitere Einbrüche, die aber nicht soo krass (sprich Treiberpartialschwingungen?) sind. Insgesamt wirds zu höheren Winkeln erheblich unruhiger (wüstes frequenzengmaschíges Auf/Ab im Pegel).

Bei Kantenreflektionen würde ich stärkere und vor allem unstete Winkelabhängigkeit in der Einbruchsamplitude erwarten.

Eine Kantenreflektion würde ich mal von linker und rechter Kante erwarten (oben/unten nicht, weil da die Entfernungen zum Schlitz gleitend sind). Oder? Wegstrecken wäre hier Schlitz zur Kante plus Kante zum Mikro, richtig? Hmm, muß das ausmessen. Und das Horn versuchsweise in 0,5° Schritten drehen, das sollte den Pegel im Einbruch stark (unregelmäßig) beeinflussen. Vlt habe ich mit den großen Schritten zufällig ähnliche ganzahlige Laufzeiten für die 10kHz getroffen. Wird als gleich nächstes geprüft.

Messaufbau: Wie Bild auf erster Seite, oberhalb ca 180Hz schalltoter Raum, 3,16m Hornfront zu Mikro, vertikal auf 0° Achse.

Mit dem Abschneiden bei der Analyse, da tue ich mich schwer. Klar bereinigt das was, aber liegt das nicht daran, daß das über den Puls laufende Analysefenster am Ende nix mehr hinter dem Fenster sieht (und damit die Pegel zwangläufig abklingen)? Im schalltoten Raum brauche wegen Reflektionen etc ich nicht abzuschneiden. Da kann auch zu späteren Zeitpunkten noch analysiert werden. Das mehr an Laufzeit Kante zu Mikro gegenüber direkt liegt bei ca 0,5m, also etwas über 1ms. Kappe ich nach dieser Zeit, würde ich ja mal grad 10 Perioden reinbekommen. Oder hab ich da nen Denkfehler drin?

Grüße
Mattias
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Beitragvon FoLLgoTT » 14.11.2016, 19:19

Hallo Mattias
Mattias hat geschrieben:Leider bekomme ich es in ARTA nicht hin, mehrere fft-Plots in einem fft-Fenster zu überlagern (erlaubt ARTA nur im Frequenzgangfenster und dort gibt stets eine Glättung, höchstauflösend 1/24tel Oktav).


Das kann ARTA, soweit ich weiß, auch gar nicht.

Mit dem Abschneiden bei der Analyse, da tue ich mich schwer. Klar bereinigt das was, aber liegt das nicht daran, daß das über den Puls laufende Analysefenster am Ende nix mehr hinter dem Fenster sieht (und damit die Pegel zwangläufig abklingen)? Im schalltoten Raum brauche wegen Reflektionen etc ich nicht abzuschneiden. Da kann auch zu späteren Zeitpunkten noch analysiert werden. Das mehr an Laufzeit Kante zu Mikro gegenüber direkt liegt bei ca 0,5m, also etwas über 1ms. Kappe ich nach dieser Zeit, würde ich ja mal grad 10 Perioden reinbekommen. Oder hab ich da nen Denkfehler drin?


1 ms wäre auch extrem knapp, das stimmt. Aber zumindest könntest du mit einem Fenster mal überprüfen, ab wo diese Resonanzen oder was auch immer im CSD auftauchen. Wenn sie wirklich schon im ersten Impuls vorhanden sind, bleiben ja nur Horn/Treiber als Ursache übrig.
Du könntest auch noch die Kanten mit Schaumstoff bekleiden und schauen, ob sich in der Messung etwas ändert.

Ansonsten bleibt zu sagen, dass dein Horn sehr lange praktisch parallele Flächen besitzt. Die Waveformer, die ich gemessen hatte, hatten das auch. Keiner von denen sah im CSD wirklich gut aus. Kurze Hörner sind hier prinzipiell unkritischer.

Den BMS Koax hatte ein Freund von mir mal eine Zeit lang an einem kleineren JBL-Horn (2380A). Das klang immer ein wenig "rau". Ich weiß aber nicht, ob es am Treiber oder an dem (immer noch recht langem) Horn lag.

Gruß
Nils
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Beitragvon Matty » 14.11.2016, 20:28

Nur mal so - zum Vergleich - der Hochtöner meines BMS4592nd im Oris-Horn (Tractrix) unter verschiedenen Winkeln.

Auch hier gibt es Einbrüche , die sich mit steigendem Winkel stärker ausprägen, aber auch einen, dessen Ausprägung bei 0° besonders stark ist und dann schwächer wird.

Ursachen hierfür sind mir leider nicht bekannt.

Über das genutzte Frequenzspektrum gesehen, sieht der Frequenzverlauf zwischen 5° und 10° am besten aus würd' ich sagen.

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Beitragvon FoLLgoTT » 14.11.2016, 22:06

Hallo Matty,
Matty hat geschrieben:Ursachen hierfür sind mir leider nicht bekannt.


Das ganze Gezuppel sieht schlicht aus wie Reflexionen. :)

Hast du im Raum ohne Fensterung gemessen?

Gruß
Nils
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Beitragvon Matty » 14.11.2016, 23:08

Hi Nils,

Ich erinnere mich nicht mehr genau an den Messabstand, es war auf jeden Fall nah vor dem Hornmund.
Auf keinen Fall weit im Raum.

Das 'Gezuppel' ist das eine - das sind sicher Reflexionen im Raum. Die kann man sich wegdenken. Dachte das wäre klar :wink:

Das andere sind die sich deutlich abzeichnenden Einbrüche an einigen Stellen.
Hierzu habe ich schnell mal eine Adhoc-Messung direkt auf Höhe des Hornmundes gemacht.
Hierbei habe ich der Einfachheit halber keine exakten Winkelmessungen gemacht, sondern das Mikro ausgehend von der Mittel langsam weiter in Richtung Rand bewegt. Deswegen sind die Messungen vom Pegel her nicht 100%ig vergleichbar,

Das grundsätzliche Verhalten aber ist das Gleiche:

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Je weiter man nach Außen geht um so stärker entwickeln sich die Einbrüche bei verschiedenen Frequenzen.
Aus meiner Sicht nur mit Reflexionen im Horn zu begründen, oder sehe ich das falsch?

Interessant finde ich, dass der Einbruch bei knapp unter 17k Hz zunnächst geringer wird und sich dann weiter außen ein Einbruch bei ca. 18k Hz entwickelt. Ich hatte da den Phaseplug in Verdacht, aber sicher bin ich mir nicht.

Ich wollte aber nicht den Thread kapern, sondern lediglich eine (mehr oder weniger) vergleichbare Messung vorstellen (Horn mit BMS459x). Ich dachte, das wäre vielleicht für den Thread-Ersteller auch interessant. :cheers:

Viele Grüße,
Matthias
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Beitragvon FoLLgoTT » 15.11.2016, 07:06

Hallo Matthias,
Matty hat geschrieben:Das 'Gezuppel' ist das eine - das sind sicher Reflexionen im Raum. Die kann man sich wegdenken. Dachte das wäre klar :wink:


Selbst wenn man sich das "feine Gezuppel" wegdenkt, bleiben zumindest im Grundton stärkere Einbrüche/Überhöhungen durch Reflexionen übrig. Ich würde im Raum nie ohne Fensterung messen, wenn nur der Lautsprecher erfasst werden soll. :)

Ich gebe dir aber Recht, dass der Hochton davon in der Regel nicht so stark betroffen ist. Vor allem nicht in einer Nahfeldmessung (die aber auch wieder begrenzte Aussagekraft besitzt).

Aus meiner Sicht nur mit Reflexionen im Horn zu begründen, oder sehe ich das falsch?


Möglich. Es kann aber auch der Treiber selbst oder die Kombination mit dem Horn sein. Das findet man wohl nur heraus, wenn man andere Hörner misst oder den Treiber mal nackt.

Gruß
Nils
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Beitragvon dietert » 15.11.2016, 13:51

Hallo Matthias,

aus deiner letzten Messung kann man eventuell ein Kammfilter rauslesen mit einem Raster von etwa 7 KHz (Wellenlänge etwa 2", also wie Treiberanschluss). Natürlich ist die Realität viel komplizierter. Die erste Auslöschung tritt ja verschoben auf (bei 8 KHz) und die anderen beiden bei 14 und 21 KHz erscheinen jeweils in zwei "Varianten". Vielleicht ist das Horn irgendwo elliptisch. Der physikalische Mechanismus bei diesen Auslöschungen wäre etwa so wie bei rundstrahlenden Lautsprechern Auslöschungen durch Bodenreflektionen.

Interessant ist natürlich auch der Einbruch auf Achse bei 16,7 KHz, immerhin 8 bis 10 dB. Kannst du eventuell noch was zu dem ORIS Horn sagen, da gibt es anscheinend unterschiedliche Varianten.

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon Hans-Martin » 15.11.2016, 14:55

Hallo Dieter,
Kammfiltereffekte aufgrund geometrischer Gegebenheiten kann ich nicht nachvollziehen, bei ungradzahligen Vielfachen von X wäre Auslöschung, bei geradzahligen von X eine Betonung zu erwarten. Hier wollen die Zahlen nicht so recht zusammenpassen. Ich bin gespannt, was am Ende sich herausstellt...
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon dietert » 15.11.2016, 16:39

Hallo Hans-Martin,

im Pegeldiagramm fallen Auslöschungen durch destruktive Interferenz sicherlich viel mehr auf, mit Auslöschungen von 10 oder 20 dB, während konstruktive Interferenz nur 6 dB bringt. Die Kurvenform passt schon einigermaßen. Diese Kerben sehen wirklich nicht wie Resonanzen aus.

Kann mich noch gut an ein Statement von dir erinnern, man müsse bei Waveguides Grenzflächen mit mehr als 45° relativ zur gedachten Schallwand vermeiden. Diese Bedingung ist bei richtigen Hörnern in der Nähe des Treibers sicher verletzt. Da sind die Grenzflächen viel steiler, eher so wie der Fußboden (vertikal zur Schallwand).

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon Mattias » 16.11.2016, 21:14

Hallo,

hier ist ja was los, u.a. eröffneter Nachbarthread "Kantendiffraktion ...". Da ist kaum Hinterherkommen. Hatte mir diese Schaumstoffisolationsschläuche für Warmwasserrohe besorgt und auf die Kanten gezogen. Bin heut zum Messen gekommen, etwas wie erwartet, estwas unerwartet, denn leicht kritisch sind die oberen und unteren geraden Kanten des Horns (und nicht die Seiten).

Die Schaumstoffschläuche dämpfen zwar nicht großartieg, aber verändern die Geometrie der Kanten nachhaltig. Deshalb war meine Erwartung, wenn da was Wesentliches passiert, dann muß sich das deutlich im Frequenzeinbruch bei 10kHz zeigen.

Zunächst nochmal 0° mit Horn wie es ist:
Bild

Nun mit Schaumstoffschlauch ober und untere Kante:
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Bei den 10kHz tut sich etwas (aber nicht wirklich Entscheidendes), dummerweise wird dafür bei 7kHz schlechter. Ganz unfachlich formuliert: Die "Fehlerenergie bleibt halt, sie sucht sich nur andere Wege.

Mit Schaumstoff an allen Kanten siehts ähnlich aus.

Leicht bemerkenswert, der wenn auch sehr geringe Pegelverlust im Mittetonbereich (mehrmals gemessen und reproduzierbar). Natürlich nicht entscheidend!

Meine Vermutung ging von Anfang an mehr in Richtung Innenkonstruktion, das deckt sich auch sehr gut mit den Messerfahrungen von Nils. Geringe Änderungen im vertikalen Messwinkel haben stärkere Auswirkungen als im Horizontalen, verwundert natürlich nicht, lange Schlitzseite zu kurzer Schlitzseite.

Ach ja in dem Zusammenhang, kleine Winkelschritte (0,5°) bin ich schuldig. Vertikal habe ich das schlicht durch Mikrofonhöhe gemacht (wie gesagt). Egal ob mit ode ohne Schaumstoffrolle, stets gleiches relatives Verhalten. In der Horizontalen mittels Drehtisch geprüft, hier tut sich fast nichts.

Logischerweise ist das Thema "Optimierung" lange nicht abgeschlossen, nun wirds aber mit den Softwaretools eng. Dazu eine neue Empfehlung zur FIR-Berechnung.

FIR-Designer von eclipseaudio! Sehr gutes Handling, man muß bei Änderungen nichts verwerfen, kann mittels Slidern einiges in Echtzeit beeinflussen und damit gut bewerten. Auch hat eclipseaudio ausgesprochen prompt die wichtigste Funktion nachgereicht, nämlich tatsächliches FIR-Set plus Speaker in Frequenzgang und Phase (das fehlte komischerweise zuvor).

Das beste an FIR-Designer, es können mehrere Frequenzbereiche gleichzeitig aber unterschiedliche bearbeitet werden (z.B. verschiedene Glättungen). Oder auch Auslassen von Teilen. FIR-Designer ist merklich preiswerter als FilterHose und damit peisWERTER.

Werde vermutlch in den sauren Apfel beißen und nochmal Geld auslegen. Das Feature frei definierbarer Bereiche und deren Eigenschaften könnte in Sachen Optimierung einen weiteren interessanten Schritt zum Testen bringen.

Weiteres wird folgen, Grüße
Mattias
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Beitragvon Matty » 16.11.2016, 21:49

Hallo Dieter,

interessante Gedankengänge!

Was kann ich zum Oris-Horn noch sagen?
Es handelt sich um die Version mit einem Außendurchmesser von ca. 55cm.
Die Hornkontur ist meines Wissen Tractrix, also ein echtes Kugelwellenhorn.
Das Ding ist auch von vorne 'kugelrund' also nicht elliptisches 8)
Treiber ist bekannt: Koax-Kompressionstreiber mit 2"-Anschluss.
Innen drin erkenne ich etwas, was aussieht wie ein Phaseplug.

Hier ist noch ein altes Bild davon:
Bild

@Nils: Ich habe jetzt mal meine Hausaufgaben gemacht und mit Arta eine weitere kleine Messreihe gestartet:

Hier habe ich dann auch mal eine saubere Fensterung vorgenommen. Es ergibt sich im wesentlichen das gleiche Bild:

Bild

Spaßeshalber habe ich auch mal zwei Messungen des Mitteltöners gemacht. Der vorher betrachtete Bereich liegt zwar oberhalb des Einsatzbereiches des Mitteltöners (Trennfrequenz 6300Hz).
Dennoch lasst sich ein ähnlicher Einbruch bei ca 8kHz erkennen (grüne Kurve 'auf Achse', blaue Kurve weiter außen).

Das lässt meines Erachtens darauf schließen, dass es sich nicht um ein Treiberproblem handelt sondern irgendwie mit der Geometrie des Horns bzw. des Gesamtsystems zusammenhängt.
Der Frequenzverlauf des Mitteltöners in seinem Einsatzbereich ist übrigens auf Achse und auch unter größeren Winkeln relativ unauffällig.

Es wäre jetzt wirklich interessant, mal einen direkten Vergleich zu haben.

@Matthias:
Weisst Du welchem Prinzip/ welcher Kontur Dein Horn in der Horizontalen und in der Vertikalen folgt?

Viele Grüße
Matthias
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Beitragvon Hornguru » 16.11.2016, 22:44

Hier gehts wirklich ab :D wird mal wieder Zeit, lange wars ruhig im AH.

Wie wäre es mal mit dünnem Nadelfilz? Oder fuffigem Verpackungsschaum.
Ich experimentiere derzeit am Eckhorn, inspiriert von Hans Martin, um sauberen Mittelton herauszubekommen.

Im Prinzip ist das Eckhorn nach Klipsch da ähnlich geplagt.
Oberhalb 100Hz gibt es schweinereien, ab 300 gibts Kerben, und ab 700 ist alles von Kammfiltern zerfressen.
Das liegt sicher an den Faltungen die es unverhältnismäßig schlimmer machen als die Austrittskanten eines ungefalteten. Doch kann man hier lernen.

Der Treiber, das weiss ich, läuft bis 1kHz linear, steigt leicht an, um bei 2khz in einer dramatischen Resonanz aufzubrechen und dann theatralisch zu sterben.

Im Horn ist nix mehr mit sauberen 1kHz. In einem Test habe ich es brutalst mit Schaumstoff umwickelt.
Und siehe da, bis 300 perfekt linear, bis 700 sauber, >1000 Kolaps.
Immerhin! Und da ist noch keine Bedämpfung tief drin geschweige im Hals gewesen.
Dass dies Tiefton Energie kostet ist klar.

Deswegen zart Schritt für Schritt mit Tiefton neutralen Material.
Der Fehlkauf von Pyramidenkönig bietet sich hier gerade zu an.
Ist er ja fast so Durchlässig wie Bespannstoff :mrgreen:

Dünner Filz im 1, 2 und 4 mm wartet auch auf seine Anwendung.
Messungen bleiben ich mal noch schuldig.

Gruß
Josh
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Beitragvon Matty » 16.11.2016, 23:05

Hi Josh,

ich habe gerade den Thread nochmal von Anfang an durchforstet und bin auf folgenden Beitrag von Dir gestoßen:

http://www.aktives-hoeren.de/viewtopic.php?p=120285#p120285

Dadurch inspiriert bin ich mal schnell in den Keller gerannt, habe ein ca 1cm dickes Stück Basotect gefunden (das Dünnste was ich griffbereit hatte), so tief wie es geht in das Horn geschoben, so dass es das Horn am Hals unmittelbar vor dem Treiber 'auskleidet'.

Ergebnis:
Bild
(Grün mit, gelb ohne Basotect)

Scheint als könnte diese Maßnahme die Einbrüche ein wenig entschärfen.
Da werde ich die Tage wohl mal weiter experimentieren 8)

Grüße
Matthias
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