DIY Inwall-Lautsprecher "Lockdown"

FoLLgoTT
Der Pegelbereich lässt sich grob einstellen, die Farben leider nicht. Hier die Skalierung die Deinen Angaben am ehesten entspricht.

Das ist ein Pegelbereich von 30dB (-24 bis +4dB). Ist das so besser?
Die Farben der Grafik sind damit nicht mehr wirklich mit ARTA vergleichbar. Die Minus 6dB Linie liegt nun zwischen gelb und grün.

Zitat von cat54

Mei, hätte das mit dem Absacker auf dem Sommerfest geklappt hätte ich Dich solange mit Shots versorgt, bis ein anderer Name gefunden worden wäre!

Ich erinnere mich an unsere Gespräche.
Vielleicht wäre es mir aber auch gelungen Dir aufzuzeigen die Zeit des Lockdowns auch seine guten Seiten hatte.

Schallwandgeometrie

Mir ist aufgefallen, dass ich mir, bei den Messungen mit dem Drehteller und der originalen 30 cm Schallwand, eine Kerbe bei 1500 Hz eingefangen habe. Wenn man ein bisschen reinzoomt und die Glättung raus nimmt, dann sieht das so aus.

Diese Kerbe ist dann auch in Folge unter allen Winkeln sichtbar.

Auch wenn man den MT einzeln misst, dann kann man sie auch sehen.

Besagte Kerbe verschwindet, wenn man den Lautsprecher in eine Bafflewall einbaut.
Das könnte mit der Schallwandbreite und einer >>> Kantendiffraktion zu tun haben.
Dem möchte ich nochmal näher auf den Grund gehen. Hierfür nehme ich mir das kostenlose Programm Edge zur Hilfe.

>>> Hier kann der Edge Baffle Designer kostenlos runtergeladen werden.

Füttert man dieses kleine Tool mit Informationen zur Schallwandgröße und der Positionierung von den Chassis, dann bekommt man eine Simulation des Frequenzverlaufes mit Gehäuseeinfluss auf die Abstrahlung, ohne einer Kompensation.
Die Chassis sind, ohne der zusätzlichen Schallwand, symmetrisch angeordnet und es gibt so auch keine gerundeten Gehäusekanten.

Bei einer Schallwandgröße von 1100 x 300 mm und mittiger Anordnung des AMT, wirft mir Edge die nachfolgende Amplitude raus.

Auf der Simu ist durch die Kanteneinflüsse auch eine Kerbe zu sehen, allerdings bei ca. 1900 Hz.

Wenn die Chassis in der Mitte angeordnet sind, dann ändert sich daran nichts zum Vorteil, wenn man die Schallwand von 300 mm auf 400 mm verbreitert. Die Auslöschung wandert lediglich ein wenig weiter runter.

Erst bei asymmetrischer Anordnung verschwindet die Kerbe. Bei obiger Simu hat die Schallwand 2500 x 400 mm.
Das sieht doch gleich besser aus! Im geplanten Einsatzbereich des HT ist ab ca. 1500 Hz keine drastische Unebenheit zu sehen.
Das Versetzen des HT funktioniert auch bei kleineren Schallwänden gut.

Der Vollständigkeit halber noch die Simu von den beiden Accuton Mitteltönern, bei gleicher Schallwandgröße.

Im geplanten Einsatzbereich des MT sind in der Simulation keine wesentlichen Einbrüche zu sehen.

Wenn die Lockdown also im Surroundbereich nicht vollständig in einer Bafflewall verschwindet, sondern auf den Sitzplatz angewinkelt wird, dann könnte das so umgesetzt werden.

Wenn man nun einen solchen Lautsprecher in eine unendliche Schallwand einbaut, dann verschwinden die Beuge- und Kanteneffekte und der Bafflestep des Originalgehäuses. Da der Schall über den gesamten Frequenzbereich mit 180 Grad in den Raum abgestrahlt wird, erhöht sich der Pegel um + 6 dB. (Halbraumstrahler) Vom reinen Messergebnis wird so die glatteste Amplitude erzielt.

In der Praxis werden wir in unseren kleinen Räumen keine unendliche Schallwand zur Verfügung haben.
Hier habe ich eine Schallwand mit einer Größe von 250 x 250 cm simuliert. Ist die Schallwand breiter und höher, so verschiebt sich der Bafflestep entsprechend nach unten, hier im Beispiel bei 200 Hz. Wenn der Lautsprecher in einer Kannte oder Ecke verbaut wird, dann erhöht sich der Pegel entsprechend. Der Roomgain ist bei dieser Betrachtung jedoch nicht berücksichtigt.

Schallwand 12 mm, mit 45 Grad Phase an MT und HT.

Bei der Anfertigung vom Gehäuse habe ich mir eine Schallwand mit 1100 x 300 x 12 mm mitbestellt, um ein wenig damit experimentieren zu können.
Diese Schallwand hat eine gerundete Kannte und konische Abfräßungen mit 45 Grad an allen Chassisöffnungen.

Mir war klar, dass diese Schwallwand keine gleichmäßige Schallführung bringen kann, aber ich hatte sie trotzdem mal gemessen.

Der Hornhals hat eine Breite von 48 mm und der Hornmund von 72 mm. Wirft man den Rechenknecht an, dann sollte die 45 Grad Phase eine Wirkung nur bis hinunter zu 4760 Hz seine Wirkung zeigen. Doch seht selber.

Hier eine Messung auf Achse, in 1 Meter Abstand, mit und ohne der aufgesetzten 12 mm Schallwand.

Die Schallwand zeigt seine Wirkung schon ab ca. 700 Hz, im mittleren Bereich bei 1000 - 2000 Hz liegt der Gainanstieg bei 3 dB, bis 8000 Hz.

Über 9 khz kommt es auf Achse zu einer unschönen Auslöschung. Das ist weniger schön.

Da der Hochtöner erst ab ca. 1800 Hz spielen darf, muß die darunterliegende Erhöhung auf die 45 Grad Phase des MT zurückzuführen sein.

Das wollte ich mir nochmal näher ansehen. Hier also der MT alleine. Die Kannten der 45 Grad Abphasung hatte ich bis hier hin noch nicht gerundet.

Dann will ich mir das Ganze mal unter Winkeln anschauen. Hier die dazu passende Kurvenschar. Dieses mal mit gefensterter Messung, 1/12 geglättet.

Im Vergleich zur Abstrahlung ohne Waveguide sieht das nicht besser aus. Der Vollständigkeit noch den Directivety Plot aus VituixCAT

Ich finde die Grafik für das Bündelungsverhalten zeigt ganz gut das Problem von der konischen Schallführung.



Der Mitteltöner bündelt den Schall zunehmend bis ca. 1300 Hz. Wenn der Hochtöner bei 1800 Hz übernimmt, dann ist die Abstrahlung wieder deutlich aufgeweitet.
Die Schallführung ist mit einer Breite von 48 mm viel zu klein um beim Übergangsbereich zum MT eine ausreichende Wirkung zu erzielen.



Das die Kontur im Frequenzbereich bei 5 - 7000 Hz einschnürt kann man dann auch gut auf dem Polar Map gut erkennen.
Das passt dann auch gut zur Größe vom Hornmund und der vorher berechneten Frequenz bei 4764 Hz.

Das geht besser!!! ...

macelman

Das mit dem engeren Hornhals kommt später noch. Das könnte auch gerade bei der Abstrahlung vom Hochtonbereich über 13 khz helfen.

Ich wollte ich erst mal daran orientieren.

>>> DIVERSO PRO

Damit das WG des Hochtöners im gewünschten Frequenzbereich (2000 Hz) seine Wirkung zeigen kann muß deutlich breiter werden. (idealerweise ca. 17 cm)

Darum habe ich mich mit Raspel und Feile bewaffnet und das Teil auf eine Breite von 145 mm flachgedängelt.

Damit das Ergebnis am Ende reproduzierbar ist, habe ich mir eine Schablone gemacht, von einer Kontur die sich in anderen Anwendungen schon bewährt hat.

Hier mal eine Messung mit und ohne Waveguide. Im Übergangsbereich bei 2000 Hz ist der Gain um ca. 3 dB höher.

Die Amplitude beim Mitteltöner sieht jetzt nicht mehr so sprunghaft aus. Ich denke, das hat auch mit der Verrundung von den Kannten zu tun.

Hier eine Messung vom MT 100 cm auf Achse. Die hellblaue Linie zeigt den Frequenzverlauf mit der konischen 12 mm Schallwand.

Jetzt sind auch bei 2 - 3 khz Gain dazu gekommen, auch wenn es mit + 2dB nicht sonderlich viel ist. Das Waveguide muß noch tiefer sein, wenn es denn ein bischen mehr sein darf.

Es kommen hier in Kürze noch die dazu passenden Winkelmessungen nebst Polar Map dazu...

Die Büdelung vom HT und MT im direkten Vergleich

Dann die Winkelmessungen als Summe in REW. Noch immer ist eine kleine Kerbe, verursacht durch die Schallwand bei 1500 Hz zu sehen.

Mit VituixCAT sieht das Ganze dann so aus.

So im direkten Vergleich zu vorher sieht das Bündelungsverhalten doch schon etwas gleichmäßiger aus.

Im Bereich von 500 - 1500 Hz wird der Schall vom Mitteltöner mit der 45° Phase gebündelt und auf eine ca. 90 Grad breite Abstrahlung gebracht.

Bei 1500 - 2500 Hz ist im Übergangsbereich zum Höchtöner eine Aufweitung zu sehen. Durch die breite Abstrahlung des Hochtöners kommt es dazu. Das Waveguide müßte noch breiter werden, um in diesem Frequenzbereich besser zu wirken, so dass der Übergang gleichmäßiger wird. Alternativ könnte man den Mitteltöner auch bis ca. 2500 Hz rauf spielen lassen. Das würde vermutlich auch schon Besserung bringen.

Die Einschnürung im Hochtonbereich bei 13 khz kommt durch die orginale Platte des AMT, diese Engstelle ist auch auf der Messung ohne der Schallwand zu sehen.
Gerade auch bei den Winkelmessungen über 45 Grad ist das deutlich zu sehen. Hier könnte das stellenweise abdecken vom Original AMT noch was bringen....

Einer für Alles!?

Hier im Forum wird oft die Frage nach dem richtigen Lautsprecher für ein Heimkino gestellt.
Da sich diese Frage jedoch nicht so pauschal beantworten lässt, gibt es oft Rückfragen.

- Hörst Du mehr Musik oder schaust Du eher Filme?
- Ist der Raum akustisch optimiert, oder handelt es sich um ein Wohnzimmer?
- Wie groß ist das Heimkino und weit bis Du vom Lautsprecher entfernt?

- Wie laut hörst Du?

- Willst Du die Lautsprecher frei stellen oder in einer unendlichen Schallwand verbauen?

Durch diese Fragen kann ein Anfänger ganz schön ins schwitzen kommen und die Fragen sind auch für einen erfahrenen Hasen gar nicht mal so einfach zu beantworten. Im Grunde ist es immer eine Abwägung von Kompromissen. Einige Anforderungen ändern sich auch noch während oder nach dem Heimkinobau, wenn man seine eigenen Erfahrungen gesammelt hat.

Natürlich habe ich mir diese Fragen auch oft gestellt und gerade beim Thema Abstrahlcharakteristik ist das gar nicht so klar definiert. IMHO gibt es nicht den einen Lautsprecher, der für jede Situation passt.

OK, erst mal zu den Basics. Ich glaube es wäre gut, wenn man je nach Heimkinogröße 5 - 11 gleiche Lautsprecher für die untere Ebene zur Verfügung hat. Identische Lautsprecher haben die gleichen Trennfrequenzen, den gleichen HT, MT oder TT verbaut, das ist für eine homogene Reproduktion schon mal zuträglich. Aber an jeder Stelle im Raum haben die Lautsprecher mit unterschiedlichen Problemen zu kämpfen.

Main-Lautsprecher

Oft fristen die Main Lautsprecher ihr Dasein in Raumecken und strahlen den Schall mit 90 Grad in den Raum ab.
Das trifft zumindest für den Bassbereich zu. Der Hoch- und Mitteltonbereich, wird in Abhängigkeit von der Frequenz, der Chassisgröße, oder einer Schallführung, dann mehr oder weniger stark gebündelt wiedergegeben.

Warum sollte es ein Problem sein, wenn die Amplitude auf Achse linear ist und nur unter Winkeln aussieht wie eine Achterbahn?
Der Directivety Plot hat dann die Form von einem Weihnachtsbaum, na und? Gerade die Mainlautsprecher sind so weit vom Höhrplatz entfernt, dass mehr Reflexionen am Höhrplatz ankommen als Direktschall.

Ungeschickt ist es wenn der Schall vom rechten Main an der linken Seitenwand reflektiert und sich dann dem Schall des linken Main vermischt. Die Spiegelpunkte sollte man unbedingt mit porösen Absorbern behandeln. Aber das ist heute das kleine 1 x 1. Was aber ist mit Boden und Deckenreflexionen?

Wenn die Raumreflexionen je nach Frequenz unterschiedlich stark sind, dann kommt es zu Verfärbungen im Klang.

Da hilft es auch nicht, wenn am Ende mit einem DSP alles glatt gezogen wird und das Signal auch Achse linear ist.
Viele haben die Mainlautsprecher auch hinter der Leinwand, oft lässt sich das auf Grund der geringen Raumbreite auch gar nicht anderes machen, wenn man ein großes Bild haben möchte. Hier möchte ich jetzt nicht auf Pro und Kontra eingehen, sondern die
Frage stellen. Wie groß sollte der Abstrahlwinkel von einem Main Lautsprecher idealerweise sein? 60 oder 90 Grad?

Wird der Schall durch ein Horn, ein Waveguide oder ein großes Chassis gebündelt wiedergeben, so kommt es insgesamt zu weniger frühen Raumreflexionen. Wichtig ist, dass die Abstrahlung möglichst gleichmäßig über alle Frequenzen ist. Kommt mehr Direktschall am Höhrplatz an, dann wird dadurch auch der Wirkungsgrad des Lautsprecher erhöht. Das ist ja schon mal positiv, weil die Mainlautsprecher durch Ihren größeren Hörabstand Pegelreserven immer brauchen können.

Center-Lautsprecher

Damit der Center-Lautsprecher gleich klingt wie die Main-Lautsprecher, müsste dieser Im Bassbereich potenter sein.
Der Schall wird nicht mit 90 Grad wie bei den Mains, sondern in einen Halbraum mit 180 Grad abgestrahlt. Wir gleichen den niedrigeren Schallpegel im Bass einfach durch einen DSP oder oder die Vorstufe wieder aus. Vom Abstrahlwinkel könnte ich mir das Abstrahlverhalten ähnlich vorstellen wie bei den Mains. 60 - 90 Grad? Vermutlich wäre das auch für die traute Dreisamkeit am Besten.

Front Wide Lautsprecher

Auch hier ist es vermutlich nicht sinnvoll, wenn sie sehr breit abstrahlen.

Surround-Lautsprecher

Der Hörabstand von den Surroundlautsprechern ist oft näher. Da bin ich kein Freund einer starken Bündelung., weil die Lautsprecher sonst ortbar werden. Es ist mir wichtig, dass die Lautsprecher breit abstrahlen um einen diffusen, umhüllenden Klang zu erziehen. Die Surroundlautsprecher müssen dann nicht so genau auf einen Sitzplatz ausgerichtet werden. Da bei gleicher Bestückung weniger um fehlende Pegelreserven. In der Praxis könnte ich mir hier ein Abstrahlwinkel zwischen 100 und 150 Grad gut vorstellen.

... und für eine Eckaufstellung eignet sich wieder eine 90 Grad Abstrahlung.

Langer Worte wenig Sinn.

Ich wollte einen Lautsprecher bauen, mit dem ich durch eine vorgesetzte Schallwand im Nachhinein bestimmen kann, wie breit er abstrahlt. Die Breite des Hornmundes bestimmt, bis zu welcher Frequenz das Waveguide seine Wirkung zeigt. Die tiefe der Schallwand bestimmt den gewonnen Gain. Das geht automatisch mit einer höheren Bündelung einher. Da ist bis zu vorgegeben physikalischen Grenzen schon einiges möglich.

Durch die symmetrische Anordnung der Chassispaare werden Boden und Deckenreflexionen wirkungsvoll reduziert.

... und so tauchen wieder neue Fragen auf?

- Ist jede Raumreflexionen zu vermeiden und schädlich?

- Sind die Reflexionen für Musik förderlich und für Filme schlecht?

- Welche Bedeutung hat der Energiefrequenzgang für die Bewertung der Akustik?

- Wie verändert der Wandeinbau die Eigenschaften meines Lautsprechers?

Vielleicht hat dieses Thema ja noch weiteren Diskussionsbedarf und ihr habt andere Erfahrungen gesammelt!?
Dann kann ich es gerne auch aus meinem Bauthread für die "Lockdown" raus kopieren.

... hier geht es dann bald weiter mit dem ersten Versuch von einer CNC Schallwand mit 19 mm Bautiefe.

Dann wollte ich Euch noch von meinem ersten Versuch berichten, dass Waveguide in eine 19 mm tiefe Platte zu schnitzen.
Das wird noch nicht die Endlösung sein. Ich wollte mich da einfach langsam herantasten und dazu lernen.
Im Grunde war es der Thomas Thomro1974 der für mich, seine CNC Fräse angeschmissen hatte.

https://www.dropbox.com/s/siv6…-20210913-WA0026.mp4?dl=0

https://www.dropbox.com/s/4utn…-20210913-WA0028.mp4?dl=0

Diese Kontur hat zusammen mit der Öffnung vom AMT (50 mm) eine Breite von insgesamt ca. 143 mm.
Damit ist die Schallführung genauso breit wie die vorher dokumentierte, handoptimierte Version mit 12 mm tiefe.

Das Waveguide schließt wieder an der Stelle an, wo der Mundorf AMT seine 3 mm tiefe und 3 mm breite Abfasung hat.

Zusammen mit dem abgedichteten Luftspalt zwischen Schallwand und Gehäuse hat die Schallführung damit eine Tiefe von ca. 23 mm.

Also dann mal schauen ob diese Schallführung irgendwas kann.

Gemessen hatte ich einmal mit dem Drehteller und dann in meiner improvisierten, unendlichen Schallwand.

Bei den Winkelmessungen in der Schallwand ist der Einfluss bei tieferen Frequenzen deutlich geringer.
Die Ergebnisse haben aber durch das verstellen des Mikrofones unterschiedliche Reflexionen in den Winkelmessungen.

Darum schauen wir uns mal die Messungen mit dem Drehteller an.

Hier zunächst wieder der Vergleich des Lautsprechers mit (rot) und ohne (grün) der 19 mm Schallwand.

Im kritischen Übergangsbereich zwischen 1500 bis 3000 Hz steigt der Pegel durch das WG um bis zu 4 dB an.
Das könnte sich positiv auf die Verzerrung des AMT am unteren Ende auswirken.
Die Weiche muss jedoch wieder neu angepasst werden. Hier kommt es im Übergangsbereich bei 1300 Hz zu Auslöschungen.

Rein rechnerisch sollte die Schallführung für den Hochtöner in einem Bereich von 2400 Hz bis 7800 Hz wirksam sein.

Der X-over von HT und MT erfolgt bei ca. 2000 Hz. Unter 2000 Hz zeigt dann die Kontur für den Mitteltöner seine Wirkung. Nicht zu vergessen ist das Bündelungsverhalten der Treiber selber. Bei 350 HZ erfolgt der Übergang zum 10" TT.

Der Höchtöner verhält sich ab Winkeln über 60 Grad und 13 kHz nicht mehr ideal.

Als Nächstes will ich die Messungen mal in Richtung Vituix Cat übertragen.

In VituixCAD sehen die Messungen dann so aus.

Von 500 bis 10000 Hz liegt die Bündelung bei ca. 130 Grad (- 6dB). Zwischen 1000 und 2000 Hz lässt die Bündelung etwas nach.
Bei ca. 13000 Hz kommt es noch zu einer Unstetigkeit im Hochtonbereich. Ansonsten sieht es doch gar nicht so schlecht aus.

Dann hatte ich zur Probe vorne bei der Öffnung des AMT mal eine kleine Abklebungen angebracht.

Es ist spannend, dass man schon dadurch, im Bereich zwischen 10 und 20Khz, einen gleichmäßigeren Verlauf erzielen kann.
Diesem Thema werde ich bei der nächsten Schallwand mehr Aufmerksamkeit widmen.

Das schaut lecker aus! Schön, das Du die Zeit gefunden hast. Ich freue mich schon drauf.

Danke für Deine Unterstützung.

Das MiniDSP Flex 2 x 4 soll jetzt auch endlich bei mir eintreffen. Dann geht doch wieder was weiter.

Servus Martin Moe

leider bin ich jetzt dazu gekommen, dass kleine Paket von Dir zu öffnen.
Die Schallwände sehen wirklich gut aus. Jetzt bin ich nur gespannt, wie sie sich messen lassen. Nochmal vielen Dank dafür.
Bald kommt ja wieder die richtige Jahreszeit dafür und dann will ich das Projekt auch langsam abschließen.

Das hier ist die Schallwand von einem Surroundlautsprecher mit 1100 x 300 x 19 mm.
Die seitlichen Abfasungen sollten die Kanntendifraktion vermindern und das Rundstrahlverhalten verbessern.
Dieses mal werden Teile des AMT von dem Waveguide abgedeckt um den Abstrahlwinkel zu verbreitern.
Angepeilt ist ein möglichst breiter Abstrahlwinkel von ca. 135 Grad. Das schwarze MDF würde völlig ausreichen, wenn der Lautsprecher hinter einer Stoffbespannung verschwindet.

Das hier ist eine Schallwand, geeignet für den Wandeinbau der Mains in einer Raumecke, mit 1100 x 400 x 25 mm.

Die assymetrische Form wurde gewählt um die Kannntendiffraktionen zu reduzieren.

Angepeilt ist damit ein Abstrahlwinkeln von ca. 90 Grad, um die frühe Wandreflexionen zu reduzieren.

Vielleicht versuche ich es erst mal noch mit ein paar gefensterten Messungen im Raum, bis der Frühling endgültig wieder einkehrt und ich meine Nachbarn wieder ärgere.

Gute Frage. Die Schallführungen sind aktuell in der Breite gleich ausgeführt.
Durch die unterschiedlich tief ausgeführen Wände, hier 19 und 25 mm, verändern sich dann die Winkel.