Anpassen der horizontalen Schallbündelung - waveguide-audio

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Anpassen der horizontalen Schallbündelung

Zweck von Waveguides

Über den Zweck von Waveguides
Siehe auch Laufzeit und vertikale Schallabgabe
und Hub- und Klirr-Senkung


Anpassung der horizontalen Schallbündelung


Wegen sog. Kanten-Reflektionen ist es nicht einfach, bei einer herkömmlichen  Boxen-Konstruktion (ohne Waveguide, oder sonstiges kluge Vorgehen) einen linearen Frequenzgang "auf Achse" zu bewirken. Oft ist es sogar unmöglich. Und man muss sich damit behelfen, auf seitlichen Winkel nach Linearität zu suchen, wo Kantenreflektionen ihre Intensität verlieren.

Allerings wäre der Nutzen aus diesem Vorgehen (also die etwas seitliche Schallabstrahlung als Haupt-Abstahlachse heran zu ziehen) nicht unbedingt groß. Denn "der schlimme axiale Null-Grad" würde zumindest ja trotzdem in dem Raum strahlen.

Der Grund für Kanten-Reflektionen (meist im unteren Hochtonbereich) liegt einmal darin begründet, dass ein Hochtöner bei tiefen Frequenzen sehr breit abstahlt. Der Hochtöner somit auch die Gehäusekannten beschallt, deren Schallreflektionen leider anders-phasig sind, und die somit partielle Auslöschungen im Achs-Frequenzgang bewirken.

Angenommen, so ein Hochtöner würde zwar tiefe Frequenzen breit abstrahlen, aber es gäbe den nachteiligen Effekt der Kanten-Reflektionen nicht, so bleibe dennoch, dass wo der Hochtöner breit abstrahlt, der Tiefmitteltöner den Schall schon sehr gebündelt abgibt.

 
 

Der Grund dafür liegt  in den unterschiedlich großen Membranflächen von Tiefmitteltöner und Hochtöner, denn:

eine große Membrane wie die
eines Tiefmitteltöners
bündelt den Schall bei gleicher Frequenz stärker,
als die kleine Membrane
eines Hochtöners


Wird dem klein-membranigen Hochtöner aber ein Waveguide vorgebaut, wird dessen schallführende Wirkung, den Schall im unteren Einsatzbereich bündeln. Und legt man das Waveguide entsprechend aus, bündelt die Einheit aus Waveguide und Hochtöner gleich stark, wie es der Tiefmitteltöner im Übernahmebereich macht.

Skizze rechts: der Unterschied für seitliches Abstrahlverhalten im Übernahmebereich ohne, bzw. mit Waveguide


 

Folgend reale Beispiele bezüglich unterschiedlicher Schallbündelung im Übernahmebereich,
auf Grund von unterschiedlich großen Membranflächen von Tiefmitteltöner und Hochtöner


(Die Messungen stets horizontal auf 0/15/30/45/60/75/90 Grad)
(Wobei zunächst vertikal, der Punkt für beste Schalladdition gesucht wurde)

Wie zu unschwer zu erkennen, nimmt der Schalldruck auf den seitlichen Winkeln, nicht einfach gleichmäßig etwas ab. Sondern nimmt im Mitteltonbereich, meist um 3.000Hz herum, zunächst wieder zu.  Wie zuvor beschrieben ist die Ursache dafür, dass der Hochtöner mit kleiner Membrane und mangels Schallführung ("Waveguide") im Übernahmebereich weniger bündelt, wie der Tiefmitteltöner.

Unten Konstruktionen, bei denen ein Waveguide für den Hochtöner verwendet wurde

Richten wir den Blick dabei auf den Bereich um 2.500Hz herum, so stellen wir fest:
offensichtlich paßt das Bündelungsverhalten trotz Hochtöner "mit Waveguide",
hier auch nicht zusammen:

 

Folglich bitte merken, um sich vor Treu-Doofheit zu schützen:

nur weil jemand "Waveguide" zu etwas sagt,
sind dann leider nicht automatisch auch die Eigenschaften drin,
um eine Box nach Prof. Dr. Waveguide damit bauen zu können.





Hier nun Messungen von 2-Wege Boxen mit Waveguide,  wo die Dimensionen des Waveguides, die Größe des Tiefmitteltöners und die Dimensionierung der Schallwand, recht gut miteinander harmonieren. Erkennbar daran, dass die horizontalen Winkelfrequenzgänge im Übernahmebereich, weitgehendst frei sind von Überschneidungen und von partiellen Pegelsprüngen:

 


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