Verbesserung der Laufzeit / vertikale Schalladdition - waveguide-audio

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Verbesserung der Laufzeit / vertikale Schalladdition

Zweck von Waveguides

Über den Zweck von Waveguides

Laufzeit-Verbesserung /vertikale Schalladition
Optisch überarbeitet am 26. Oktober 2013


Von seitlich auf die Chassis einer herkömmlichen Zweiwege-Box geschaut, hat man es mit recht ungleichen mechanischen Schallentstehungsorten von Tiefmitteltöner und Hochtöner zu tun. Wie unten rechts in der Grafik zu erkennen, ist der Hochtöner dem Tiefmitteltöner vom mechanischen Schallentstehungsort her, um ein paar Zentimeter voreilend:


- Je ausgedehnter der Versatz zweier Schallentstehungsorte
- von seitlich gesehen


- und je höher die Trennfrequenz
- und je größer der vertikale Winkel,


- desto stärkere Frequenzeinbrüche
- werden sich im Übernahmebereich der Chassis zeigen








Der folgende Abschnitt möchte das visuell verdeutlichen:


 

Angesichts einer Trennfrequenz von vielleicht 2.500Hz (entsprechend einer Wellenlänge von ca. 14cm) sollte verständlich sein, dass die für vertikal +10Grad und -10Grad aufgezeigten Laufzeit-Differenzen von 9cm und 2cm, nicht ohne Folgen für die Addition der zwei Schallquellen bleiben können, die im Übernahmebereich die gleiche Frequenz abstrahlen müssen.

Entsprechend der rechten Skizze sollten Messungen an realen Boxen nach vertikal oben, einen deutlicheren Einbruch im Frequenzgang im Übernahmebereich aufweisen, als bei Messung nach vertikal unten.




Unten:

Überprüfung des Gesagten per Messungen auf 1 Meter Abstand:

 

Kommentar: weitgehend bestätigt sich, nach vertikal oben ergeben sich die deutlicheren Einbrüche. Worin die beiden Ausnahmen sich begründen, ist dem Autor aus dem Stehgreif nicht erklärlich.


Nun eine Skizze, bei der aufgrund eines Waveguides vor dem Hochtöner, die mechanischen Schallentstehungsorte auf einer Linie liegen:

Die Laufzeit-Differenzen nach vertikal oben und unten, sind hier praktisch gleich.

Entsprechend sollten sich bei realen Beispielen, für die vertikalen Winkel im Übernahmebereich, auch Frequenzgänge weitgehend ohne Einbruch zeigen.



Unten dazu einige Messungen, die am hiesigen Fundus auf ca. 1 Meter Abstand vorgenommen wurden:

 

Kommentar: der für herkömmliche Konstruktionen zu beobachtende Einbruch im Bereich der Übergangsfrequenz auf vertikalem Winkeln nach oben, ist hier nur mininal vorhanden.


Aber: zuzüglich ist in diesem Fall noch zu berücksichtigen


- mittels geeignetem Waveguide (und geeignetem Hochtöner) konnten tiefere Trennfrequenzen realisiert werden.
- Wie beispielsweise 1.400Hz entsprechend einer Wellenlänge von ca. 24 cm.
- Anstatt vielleicht 2.500Hz / 14cm wie in den Beispielen mit herkömmlicher Konstruktion.


Die im Mitteltonbereich ausgeglichenere vertikale Schallabgabe ist deshalb:


- nicht allein der per Waveguide herbei geführten gleichen Schallbündelung im Übernahmebereich zu verdanken.
- wie ebenfalls nicht allein einer mechanisch praktisch gleichen Ebenen für die Schallentstehungsorte.


Sondern zusätzlich darin begründet, dass:


- allein schon auf Grund der längeren Wellenlänge wegen tieferer möglicher Trennfrequenz,
- im Verhältnis geringere Einbrüche wegen Laufzeitunterschieden auftreten.
- Der durch das Waveguide bedingte größere Abstand zwischen den Treiber-Mitten,
- wird durch die längere mögliche Wellenlänge, sogar zu kleinem Teil überkompensiert.
-( entsprechende Berechnung gerade nicht zur Hand )


PS:


Ein Waveguide ist hinsichtlich Schallentstehungsort, natürlich NICHT zwangsläufig so dimensioniert,
dass zum individuell verwendeten Tiefmitteltöner,
stets genau der gleiche mechanische Schallentstehungsort gegeben sein wird.


In der Praxis wird jedoch mit einem vermeindlich "sinnvoll" ausgelegtem Waveguide, eine deutliche Angleichung der Schallentstehungsorte zu erwarten sein.


 


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