Hochtöner mit Waveguide: wie zu best möglichem Klang verhelfen?
Dieses ist eine Exclusiv-Information für Interessenten, bzw. Kunden hiesiger Waveguides.
Anwender von Bastel-Produkten, die fragen lieber beim Guider Ihres Vertrauens nach, was dessen Forschungsergebnisse in der Sache sind.
Lassen Sie sich nicht abweisen!
Wie es zu der Frage kam, ob sich Höchtöner mit Waveguide, vielleicht ein wenig besser anhören könnten.
Also wenn der Autor Boxen mit Waveguide-Hochtönern hört (also insbesondere eigene) so stellt sich bei ihm hinsichtlich der Klarheit und Reinheit der Töne nicht unbedingt die Begeisterung ein, die eine solche Konstruktionen, zumindest unterschwellig, doch versprechen müsste.
So irritiert den Autor einmal eine Sache, die ihn spontan an Klirr denken lässt.
So irritiert den Autor einmal eine Sache, die ihn spontan an Klirr denken lässt.
Aber die Klirr-Messung sagt: nö, es ist kein irgendwie relevanter Klirr da.
Und/oder: der Autor nimmt (bei zwar sehr guter räumlicher Darstellung) eine flache, komprimierte, eine irgendwie grobkörnige Auflösung wahr.
Während der selbe Hochtöner, aber ohne Waveguide, aber ganz deulich passabler ("klarer") tönt.
Fischen im Trüben
Die Aufklärung der Diskrepanz war schwierig (weil Mess-technisch offenbar nicht möglich).
Und/oder: der Autor nimmt (bei zwar sehr guter räumlicher Darstellung) eine flache, komprimierte, eine irgendwie grobkörnige Auflösung wahr.
Während der selbe Hochtöner, aber ohne Waveguide, aber ganz deulich passabler ("klarer") tönt.
Fischen im Trüben
Die Aufklärung der Diskrepanz war schwierig (weil Mess-technisch offenbar nicht möglich).
Als letztes noch in frage kommende Mittel, wurde das Vorhandensein eines "anderen Klirrs" angenommen.
Also einer Art Klirr, welcher sich vor der mikrofonisch gestützten Messtechnik, offenbar erfolgreich verstecken kann.
Jener sozusagen un-messbare Klirr, der soll im weiteren nun "Flirr" genannt werden.
Flirr
Flirr: das als Kombination aus "Flach" und "Klirr".
Jener sozusagen un-
Flirr
Flirr: das als Kombination aus "Flach" und "Klirr".
Also als ungefähre Anlehnung an die subjektive Hör-Wahrnehmung des Autors.
Sinngemäß ins Englische übertragen wäre es: Flatortion (aus "flat" und "distortion").
Ohne Messverfahren
Dass man praktisch ohne Messverfahren für den Sachverhalt jenes "Flirr" ist, wie gesagt, das war beim Beginn der Ursachenforschung, natürlich nicht bekannt. Entsprechend lange wurde die Nadel im Heuhaufen, bei Nebel in der Nacht, und mit dabei fest verbundenen Augen gesucht.
Letztlich verdichtete sich zu Beton, dass jener Flirr, durch passive Hochpässe erzeugt wird.
Sinngemäß ins Englische übertragen wäre es: Flatortion (aus "flat" und "distortion").
Ohne Messverfahren
Dass man praktisch ohne Messverfahren für den Sachverhalt jenes "Flirr" ist, wie gesagt, das war beim Beginn der Ursachenforschung, natürlich nicht bekannt. Entsprechend lange wurde die Nadel im Heuhaufen, bei Nebel in der Nacht, und mit dabei fest verbundenen Augen gesucht.
Letztlich verdichtete sich zu Beton, dass jener Flirr, durch passive Hochpässe erzeugt wird.
Aber warum das?
Denn: sind passive Hochpässe nicht akzeptierte Maßnahmen bei der Beschaltung von Hochtönern?
Denn: sind passive Hochpässe nicht akzeptierte Maßnahmen bei der Beschaltung von Hochtönern?
Und sind doch auch Bestandteil von Superboxen?
Und somit doch auch kaum fehlbar, wenn sie im Zusammenhang mit vielfach als super sinnreich
angepriesenen Waveguide-Hochtönern, eingesetzt werden?
Ok, vielleicht.
Aus Rückmeldungen von Anwendern war bisher zu erfahren, dass diese das, also das was ich "Flirr" nenne, was in deren anderen Ohren lediglich "sanft" klingt, als eine dienliche Charakter-Eigenschaft der Ton-Darbeitung, begrüßt wurde.
Eventuell wäre die Meinung aber anders, wenn der Unterschied zwischen "sanft" und "ja, deutlich klarer", hätte verglichen werden können.
Der Autor, er möchte jedenfalls nicht darüber schweigen, was ihm, hinsichtlich Waveguide-Hochtönern,
gehört negativ aufgefallen ist.
Und möchte Ihnen fairer Weise, die ihm klar gewordene Alternative was deren bessere Ansteuerung ist,
zumindest mal aufzeigen dürfen.
Herleitung, wie Waveguide-Hochtöner klarer tönen werden:
Unten zu sehen sind Impedanzgänge für einen Hochtöner mit, bzw. ohne Waveguide. Beide sind passiv jeweils auf 1.200Hz Trennfrequenz und auf gleichen Frequenzgang beschaltet. Beide waren im Pegel mittels Spannungsteiler, auf jeweils 85dBSPL abgesenkt. Somit liegt (bis auf die niedrige Trennfrequenz) in beiden Fällen, eine typische Beschaltung für 2-
Wie oben zu erkennen, erfordert der Hochtöner mit Waveguide (grüne Kurven) typischer Weise ja stärkere Filterung.
Die sich dabei in vergleichsweise viel höher liegenden Werten auf der Impedanzkurve ausdrückt.
Als weiterer Kausalschritt sind weiter unten dann, Messungen des sog. Dämpfungsfaktors dargestellt.
Aber zunächst, was das mit dem Dämpfungsfaktor (DF) gleich noch mal war:
Jener Dämpfungsfaktor, er beschreibt als Zahlenwert das Verhältnis des Signalqellen-Ausgangswiderstandes (der Endstufe)
zum Abschluss-Widerstand (dem der Schwingspule). Je größer das Verhältnis des Ausgangswiderstandes zum Abschluss-Widerstand, desto präziser wird die Schwingspule gelenkt, also wie bis zu ihrer Soll-Position ausgelenk. Und während des Ganzen: um so effektiver gebremst.
zum Abschluss-
Alles was sich an Impedanz-
Dazu eine Anmerkung:
der Sachverhalt, dass ein netto hoher Dämpfungsfaktor auch eine bessere Kontrolle über die Bewegung der Schwingspule des Hochtöners haben könnte, wird von Fachleuten teils bestritten. Wenn der Dämpfungsfaktor immerhin so hoch sei, dass der Frequenzgang dabei nicht irgendwo einbricht oder andererseits zu Überhöhungen führt, wäre alles gut.
Der Onkel Autor spricht jedoch vom intimsten Feinbereich der initialen Hochton-Erzeugung.
Und nicht darüber, ob ein sehr geringer Dämpfungsfaktor, ein halbes db, oder gleich 5dB an der Lineartät ausmachen könnte.
Man wird, wie im CSD (bzw. im Wasserfallspektrum oder mit irgendeinem sonstigen Messverfahren) allerdings keinen Unterschied beim Ein- oder Aus-Schwingen feststellen können. Also egal, ob ein besonders niedriger, oder ein eher hoher Dämpfungsfaktor zugegen war.
Die Messauflösung ist offenbar zu gering dafür (oder die Messverfahren sind dafür halt wie schon erwähnt, offenbar zu ungeeignet), den Sachverhalt aufdecken zu können.
Das Ohr, es kann das aber offenbar.
Advantage Ohr.
Unten eine Tabelle die klar machen sollte, dass die Höhe des Dämpfungsfaktors, selbst bei einer koscheren AB Transistor-Endstufe, kaum entscheidend ist. Sondern: dass übliche Einfügungs-Widerstände (... der Passiv-Weiche / und weil die Endstufe 5 Meter von den Boxen entfernt ist) absolut dominant sind. Und jeden theoretisch hohen Dämpfungsfaktor der Endstufe (insbesondere im passiv beschalteten Hochtonbereich), zu quasi Null machen.
| Fiktive Dämpfungsfaktoren von Endstufen @ 1.000Hz / 4 Ohm | Rechnerischer Innenwiderstand der Endstufen @ 1.000Hz / 4 Ohm | Plus 0,1 Ohm für ein paar Meter LS-Kabel. Plus Serienwiderstand des Hochton-Spannungsteilers von 5 Ohm. Summe: 5,1 Ohm Ergibt als neuen Innenwiderstand der Quelle: | Neuer Dämpfungsfaktor für @ 1.000Hz / 4 Ohm. (Aus 4 Ohm geteilt durch den neuen Innenwiderstand) |
50 | 0,08 Ohm | 5,18 Ohm | 0,77 (statt 50) |
10.000 | 0,004 Ohm | 5,104 Ohm | 0,78 (statt 10.000) |
Die folgende Tabelle zeigt die tendentiellen Verhältnisse bei Aktiv- bzw. DSP-Bertrieb für den
Fall, dass sich eine "koschere AB-Endstufe" sehr nah am Hochtöner befinden würde:
| Fiktive Dämpfungsfaktoren von Endstufen @ 1.000Hz / 4 Ohm | Rechnerischer Innenwiderstand der Endstufen @ 1.000Hz / 4 Ohm | Plus Widerstand sehr kurzer LS-Kabel von 0,02 Ohm. Serienwiderstand eines Hochton-Spannungsteilers entfällt, da der Pegel im DSP angepasst ist. Ergibt als neuen Innenwiderstand der Quelle: | Neuer Dämpfungsfaktor für @ 1.000Hz / 4 Ohm. (Aus 4 Ohm geteilt durch den neuen Innenwiderstand). |
50 | 0,08 Ohm | 0,1 Ohm | 40 (statt 50) |
10.000 | 0,004 Ohm | 0,024 Ohm | 166,7 (statt 10.000) |
Dämpfungsfaktor-Vergleich, hier aber über Frequenz.
Für drei Fälle, wie im Bild beschrieben:
Alldaaahhh: die Kurven für 2) und 3) die fehlen im Diagramm doch offenbar ;-)
Nee ne Kumpel, die ware schon dabei. Unten der Hinweis, wo die sich versteckt haben:
Die Y-Achse gezoomt, ist der traurige Rest an Dämpfungsfaktoren besser zu sehen:
Und da haben wir den Salat:
während in diesem Beispiel die Schwingspule des passiv beschalteten Hochtöners noch mit Spurenelementen eines
Dämpfungsfaktors geführt sein könnte,
geht seinerseits der Dämpfungsfaktor beim Hochtöner "mit Waveguide", nun aber fast gänzlich verloren.
Folge für übliche Klirr-Messungen an Waveguide Hochtönern: offenbar genau gar keine.
Die Folge für das OHR aber: Flirr.
Die empirisch erprobte Abhilfe ist:
Waveguide-Hochtöner besser nur ohne irgendwelche passiven Bauteile im Signalweg zu betreiben.
Und statt dessen analog-aktive, oder besser gleich DSP-Filterung zu verwenden.
Und ebenso wesentlich:
die Endstufe für den Waveguide-Hochtöner, so nah wie nur möglich, an dessen Schwingspule heran zu bringen (um auch Kabel-Widerstand wirklich absolut minimal zu halten).
Weil es das nicht von der Stange gibt, unten ein paar frühe Ideen, was man sich da basteln könnte:
Obiges impliziert in letzter Konsequenz auch, im Hochtonbereich wohl lieber keine Endstufen-Technik zu verwenden, die seriell zum Ausgang, eine Spule (zum Ausfiltern von Takten einer PWM ) nötig hat.
Wobei jedoch schon zu lesen war, dass manche Konstrukteure solcher Endstufen, mit der Gegenkopplung an den Ausgang solcher Spulen gehen. Was den Dämpfungsfaktor auch im Hochtonbereich, hoch halten würde. Aber: was nützt es, wenn SIE anschließend mit langen LS-Kabeln, oder mit einer passiven Hochton-Frequenzweiche daher kommen ...
Frage:
aber wenn man eine Situation hätte,
also wo ein Serien-Widerstand (zur Pegelanpassung des Hochtöners) gar nicht gebraucht würde?
Dann wäre man wegen angeblich zu geringem Dämpfungs-Faktor, doch fein raus (!?)
Antwort:
Offenbar verschlechtern Kondensatoren den Dämpfungsfaktor schon heftig damit, dass sie halt im Signalweg sind.
Wie relevant das ist, können Sie ohne jede Messtechnik selber prüfen:
Sie brauchen dazu einen Hochtöner, am besten einen mit rauer Gewebekalotte.
- Schwingspule mit kurzem Draht gebrückt (= hoher Dämpfungsfaktor)
- Schwingspule offen ( = maximal niedriger Dämpfungsfaktor)
- Schwingspule mit einen Tonfrequenz-Kondensator gebrückt
- Schwingspule mit einen Widerstand gebrückt
Als Wert für den Kondensator: irgendwas zwischen 1uF und 20uF.
Als Wert für den Widerstand: so 0,1 Ohm bis 10 Ohm.
An dem Hochtöner sollen wahlweise folgende Beschaltungen ausgeführt werden können, während man mit einem Pinsel über die Membrane streicht:
-
-
-
-
Als Wert für den Widerstand: so 0,1 Ohm bis 10 Ohm.
(Experimentieren Sie gern mit jeweils unterschiedlichen Werten/Fabrikaten!!).
Auf das Streicheln mit dem Pinsel hin, gibt die Membrane ein Geräusch von sich (auf Metall-Membranen tippelt man besser mit zwei Fingern, was die Membrane allerdings schrotten kann). Während man das Geräusch erzeugt, führt man wechselweise die o.g. Beschaltungen durch. Und: achtet auf den Unterschied.
Auf das Streicheln mit dem Pinsel hin, gibt die Membrane ein Geräusch von sich (auf Metall-Membranen tippelt man besser mit zwei Fingern, was die Membrane allerdings schrotten kann). Während man das Geräusch erzeugt, führt man wechselweise die o.g. Beschaltungen durch. Und: achtet auf den Unterschied.
Ein ruhiger Ort ist bei dieser Untersuchung angeraten:
Wie z.B. der Sanitär-Bereich, oder im Keller.
Den Töner dabei auf dem Schoß, die Membrane Richtung Kopf.
Es kann sinnvoll sein, entweder die Geräuscherzeugung oder das Umschalten, von einer zweiten Person machen zu lassen.
Denn: bei nur einer Person, da beinflussen sich deren Schalt-Hand und die Geräusch-Hand, gern gegenseitig.
Also: je nach Schlechtigkeit des gegebenen Unterbewusstseins, um so mehr :-)
Feststellen sollten Sie:
bei welcher der Beschaltungen das Geräusch am leisesten, bzw. am lautesten ist.
Wo das Geräusch am leisesten ist, da ist der Dämpfungsfaktor sinnreich hoch geblieben.
Und bei welcher Beschaltung das Geräusch im Vergleich laut klingt, da haben Sie die Ursache für Flirr.
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