Hoorn ontwerpen

[mbottens]

Ik heb een paar vragen over het ontwerpen van een hoorn.

1. Moet de hoorn om goed als hoorn te functioneren voor een bepaalde frequentie minsten die golflengte lang zijn. Dus voor 50 Hz een lengte van 340/50= 6,8 meter?

2. Wanneer er een constant gedeelte in een hoorn aanwezig is (de horizontale en verticale afstand blijft gelijk), wordt dit gedeelte dan wel bij de hoornlengte gerekend?

3. Is het zo dat de inhoud van de hoornmond moet toenemen of is het zo dat als je bijvoorbeeld de breedte iets verkleind en de hoogte meer laat toenemen dan dat je de breedte verkleind, dus de inhoud vergroot, dat het dan nog goed als hoorn werkt?

4. Wanneer je een compressie wil toepassen is het dan aan te bevelen om dit over een langere afstand te doen, of over een korte afstand? Je moet dit zien als een omgekeerde hoorn die je voor de speaker plaatst, en de vraag is dan als je dit over een kleine of over een grote afstand moet doen?

5. In de documenten die ik lees over het ontwerpen van hoornluidsprekers, lees ik steeds over parabolische en exponentiele hoorn speakers. Maar als je een kast bouwt zoals op onderstaande link dan is dat toch geen een van beide, waar is dit dan op berust?

http://www.funktion-one.com/res9.htm

6. Wat is de functie van een hoorn wanneer deze eigenlijk te kort is zoals bij veel bas hoorn speakers?

7. Waarom gaan bijvoorbeeld 4 bandpass hoornen wel zich steeds meer als een hoorn gedragen? terwijl een dat niet doet.

7. Bij alle bovenstaande vragen, wil ik de volgende vraag stellen: Hoe ver is het antwoord afhankelijk van de gebruikte frequentie dus is het antwoord verschillend voor de bas midden en hoge tonen.

[michiel]

1. Een bekend vuistregeletje is 1/4 golf lengte als maximale bodem aanhouden.
Ik denk dat de hoorn op een gegeven moment als resonerende buis gaat werken, en zo een stukje lager kan komen dan hij eigenlijk zou moeten komen.
Ook door een groter membraam te gebruiken kan de hoorn iets ingekort worden. Ik zie dit altijd op de volgende manier: Het membraam moet aan de hals passen (kan een compressie aanwezig zijn). Neem je nu een grotere driver, dan kun je deze richting de mond verschuiven tot deze weer mooi op de nieuwe hals aansluit zonder dat de compressie ratio groter wordt.
Ik denk dat

2. Dat zal wel moeten. Het geluid is niet in staat een stukje te skippen. Een afwijking van het verloop geeft wel een verstoring van de werking.

3. Als basis kun je een ronde hoorn nemen. Je ziet dat het oppervlakte vergroot volgens een patroon dat door de curve wordt vast gelegt. Als je de hoorn nu vierkant maakt en dan de vergroting in de breedte of de hoogte doet maakt niet uit. Zolang het oppervlakte maar vergroot volgens het in de curve vast gelegde patroon

4. Je wilt dus een omgekeerde hoorn gebruiken (hals > mond). Dat zou niet echt lekker gaan.
Bij TL's zie je dit vaak maar ik ga er van uit dat je het over front loaded hoorns hebt. En dan is het geen goed plan!
De compresie vind plaats tussen de hals en het membraam is het membraam 400 cm^2 en de hals 200 cm^2, dan heb je een compresie factor van 2. Wat er tussen zit reken je als volume bij de voorkamer van de hoorn, en niet als lengte bij de hoorn.

5. Parabolisch en exponentieel zijn bepaalde curves. Daarnaast heb je nog konisch, tracttrix, hyperbolisch, oktalhyperbolisch.
De F1 res 9 ziet er uit als een konische hoorn.
De curve bepaald de maat waarin het oppervlakte wordt vegroot over de lengte.

6. Zie een stukje hier boven.

7. Ik weet dit niet exact, maar ik kan een poging wagen. Zet je 1 hoorn in een ruimte, dan moet deze het hele gebied voor zijn rekening nemen. Zet je er nu een tweede naast, dan neemt iedere hoorn de helft. enz..
Zet je meer hoorns bij elkaar, dan ziet elke driver een langere hoorn. Dus het totaal plaatje verandert.

8. Midden en hoge tonnen zijn een ander verhaal dan lage tonen. Bij hoge tonen moet je rekening houden met reflectie's en direct afgestraalde energie. Bij bass hoorns is dit veel minder belangrijk, of haast niet van toepassing (afhankelijk van het formaat van de hoorn).

[Rademakers]

citaat:5. Parabolisch en exponentieel zijn bepaalde curves. Daarnaast heb je nog konisch, tracttrix, hyperbolisch, oktalhyperbolisch.
De F1 res 9 ziet er uit als een konische hoorn.
De curve bepaald de maat waarin het oppervlakte wordt vegroot over de lengte

Is één van deze hoornvormen superieur aan de andere, of is het verschil enkel een keuze tussen rendement en diepgang?

Een vloeiend opgerold slakkenhuis (geen hoeken) neemt relatief de minste ruimte in beslag en is door de buiging van de panelen toch relatief erg sterk. Heeft het elimineren van het gebruik van hoeken nog andere (hoorbare) voordelen?

Mvg Johan

[mbottens]

citaat:1. Ook door een groter membraam te gebruiken kan de hoorn iets ingekort worden. Ik zie dit altijd op de volgende manier: Het membraam moet aan de hals passen (kan een compressie aanwezig zijn). Neem je nu een grotere driver, dan kun je deze richting de mond verschuiven tot deze weer mooi op de nieuwe hals aansluit zonder dat de compressie ratio groter wordt.
Ik denk dat

Ik begrijp je niet helemaal, bedoel je figuurlijk verschuiven of echt verschuiven en wat bedoel je met compressie ratio, dat ken ik alleen van compressors in mijn studio.

[mbottens]

citaat:3. Als basis kun je een ronde hoorn nemen. Je ziet dat het oppervlakte vergroot volgens een patroon dat door de curve wordt vast gelegt. Als je de hoorn nu vierkant maakt en dan de vergroting in de breedte of de hoogte doet maakt niet uit. Zolang het oppervlakte maar vergroot volgens het in de curve vast gelegde patroon

Ga je dan eerst in een ronde hoorn je verloop weergeven en dan een paar eikpunten nemen waar je de oppervlakte bepaald wat je dan gebruikt voor de oppervlakte voor die plek in je hoorn? En maakt het dan niet zo veel uit dat het verloop tussen die eikpunten anders loopt dan bij het ronde model? En als dit klopt is het dan zo dat je hoorn beter gaat werken naarmate je meer eikpunten neemt?

[mbottens]

citaat:4. Je wilt dus een omgekeerde hoorn gebruiken (hals > mond).

Nee ik had het puur over de compressie voor de hals, daar kun je bijvoorbeeld direct voor de driver een te kleine opening maken bijvoorbeeld de helft van het driver oppervlak, dus dan is de ruimte van de kamer achter de hals minimaal. Maar je zou ook een verloop kunnen maken van de driver naar de hals waar compressie op treed. En de vraag is nu wat hier aan te raden is. Een verloop of direct plaatsen tegen de hout wand?

[michiel]

citaat:Geplaatst door mbottens

citaat:3. Als basis kun je een ronde hoorn nemen. Je ziet dat het oppervlakte vergroot volgens een patroon dat door de curve wordt vast gelegt. Als je de hoorn nu vierkant maakt en dan de vergroting in de breedte of de hoogte doet maakt niet uit. Zolang het oppervlakte maar vergroot volgens het in de curve vast gelegde patroon

Ga je dan eerst in een ronde hoorn je verloop weergeven en dan een paar eikpunten nemen waar je de oppervlakte bepaald wat je dan gebruikt voor de oppervlakte voor die plek in je hoorn? En maakt het dan niet zo veel uit dat het verloop tussen die eikpunten anders loopt dan bij het ronde model? En als dit klopt is het dan zo dat je hoorn beter gaat werken naarmate je meer eikpunten neemt?

Die ronde hoorn had ik er alleen bij gehaald omdat je dan een goed beeld krijgt van de situatie.
Als je bij simulatie programma's kijk zie je dat een lijst kunt opvragen waar de lengte van de hoorn opstaat met het bij horende oppervlakte. Je kan dan zelf uitzoeken met welke vorm je wilt werken.
De vorm heeft invloed op de hogere tonen. Laat je de horizontale wanden evenwijdig lopen dan zal de vertikale spreiding erg klein zijn, en de horizontale spreiding juist groot.

Ik weet niet precies welke kant jij op wilt met de eik punten. Ik denk dat je het volgende bedoeld.
Stel je hebt een exponentiele hoorn. Neem je nu het minimum van twee puten (1 bij de hals, 1 bij de mond) en je verbindt deze dan krijg je een heel ander verloop dan de bedoeling is. Namelijk een konisch verloop.
Zet je in het midden nog een punt, dan kom je al meer in de buurt van de exponentieel verloop.
Je kunt zo ver doorgaan totdat je een vloeiende lijn benadert. En dat zal het minste verstoring op leveren.

citaat:Is één van deze hoornvormen superieur aan de andere? Of hebben ze zo allemaal hun eigen voor-en nadelen?

Ik heb niet echt een bepaalde voorkeur, ik heb dan ook niet echt veel verschillende curves gehoord.
Het begon allemaal met de exponentiele curve. Ik vermoed omdat deze wiskundig gezien het meest optimaal zal zijn (voordat ze over horns nadachten was het allemaal konisch). Maar toen kwam er iemand die bedacht dat de eponentiele curve in de praktijk niet helemaal goed was. De eponentiele curve zou ervan uit gaan dat het golffront vlak is, maar dat is niet zo.
En ik geloof dat daaruit de tracttrix is geboren. De tractrix wordt voornamelijk voor mid hoorns gebruikt. Ik heb zelf een 200 Hz tracttrix hoorn gebouwt, en deze klinkt heel erg goed (komt mede door de hoge kwaliteit driver die ik gebruik).
Ik denk dat de exacte curve afhankelijk is van de overige hoorn paramters in combinaite met de driver paramters. Het totaal plaatje wordt opgebouwt uit de sammenhang van alle factoren. Deze moeten allen op elkaar afgestemt zijn om een optimaal resultaat te bereiken. Dus je kunt niet 1 vorm als beste vorm aan wijzen.

citaat:Ik begrijp je niet helemaal, bedoel je figuurlijk verschuiven of echt verschuiven en wat bedoel je met compressie ratio, dat ken ik alleen van compressors in mijn studio.

Als je membraam groter is dan de hals krijg je compressie. De verhouding tussen membraam oppervlakte en hals oppervlakte geeft de compressie ratio.

Zie hier ook: http://www.diy-systems.com/en-us/pg_18.html Een moo

[mbottens]

Dat is weer een goeie site. Ik lees het allemaal snel door en het weekend ga ik me er eens echt in verdiepen (wat baal ik dat ik AJ horn niet heb)

Maar nog 1 vraag voor ik stop, wat van type hoorn is dit en waar zie je dat aan:

http://www.speakerstore.nl/show_construction.asp?Id=9

[michiel]

Dat is een konische hoorn. Dat zie aan de rechte hoorn wanden tussen hals en mond. Dus geen exponentiele toename van het oppervlakte.

[mbottens]

Is het gebruik van een conische hoorn een goede keus, want ik zie dit in veel projecten en concepten terugkomen? En blijft het bij iedere stralingshoek een conische hoorn? Ik bedoel hiermee dat je twee hoornen hebt die even diep zijn en dezelfde hals opening hebben maar een verschillende hoornmond hebben in vergelijking met elkaar?

Alvast bedankt voor al je reacties op mijn hoorn vragen, ik schiet nu echt op.

[dokter dB]

@mbott. :
ik heb even heel vlug naar die artikels en dat patent gekeken, was het idd ff vergeten en had daarna ff weinig tijd... maar zo op het eerste gezicht ziet het er voor een toursyssteem niet echt intelligent uit... neemt heel veel ruimte in, en is eigenlijk en sublaaghoorn.... niet echt interessant verder volgens mij.

over bovenstaand: wat michiel zegt over bandbreedte (hogere frequenties break-up, ofwel hogere modi) is waar.
Een laag/mid hoorn bijvoorbeeld kan qua constructie vrij ruim worden genomen, hij werkt ook meestal maar in 2 oktaven. Je kan voor verschillende typen kiezen, zolang ze maar meer verloop hebben dan konisch.
Je hebt ook weinig keus wil je een handelbare kast houden.
Bij sub hoorns is voornamelijk lengte van groot belang.

Een hoorn zonder hoeken is het beste ("hoeken" dwz half slakkehuis oid). Geluid in een bocht geleiden is heel complex te benaderen/simuleren en geeft weldegelijk veel verliezen. Maar vanwege handelbaarheid word het toch gedaan.
Voor laag is ronde hoeken beter, maar voor hoog zijn de meningen verdeeld: reflectiehoeken (45 graden oid) werken dan ook....
Verder is de stijfheid van de hoornpanelen van enorm belang voor het rendement, meer dan bij BR.
Een hoorn met hoge bandbreedte (Hooghoorn) is CD (constant directivity) ofwel exponentieel.

Heb net dat tractrix v1.4 excelsheet gedownload.... ziet er wel handig en uitgebreid uit...

[michiel]

Er wordt vaak voor konische hoorns gekozen vanwege de relatief gemakkelijke constructie. En het werkt vrij goed.

De spreiding (als je die bedoelt met stralings hoek)is frekwentie afhankelijk. Bij subs word vaak een bolvormige afstraling verkrijgen. hoe hoger je komt, hoe smaller de bundel.
De meeste controle over de afstrling heb je in het lage midden gebied. Bij hoge frekwentie's bundellen conus weergevers al uit zich zelf.

citaat:zolang ze maar meer verloop hebben dan konisch.

Een konische hoorn kan goed gebruikt worden hoor. als je er maar rekening mee houdt bij het ontwerpen. voor compacte bandpass hoorns die laag moeten komen (dus een lange hoorn) is het geen bezwaar of je nu een konisch verloop neemt of een exponentieel. Hier gaat het vaal om de massa in de hoorn,en die is bij een konische hoorn vergleken met een eponentiele met gelijke hals en mond groter.

[dokter dB]

ja dat is waar, vanwege de dus kleine bandbreedte, maar toch voor laag zie je het meestal iets richting exponentieel gaan, in een paar sprongen oid..
check dit:

http://www.decware.com/whorn.htm

Deze lijkt weer erg veel op konisch... Als je nog 2 BR poorten erbij maakt aan de voorkant (dan word het dual tuned bandpass 8th order) werk het volgens mij nog beter....

[dokter dB]

http://www.speakerstore.nl/show_construction.asp?Id=3

deze is weer richting exponentieel...
waarom doet niemand BR-poorten in de gesloten ruimte? word het dan te groot? De poort word zeker vrij lang met zo'n klein volume...

Als het volume van de gesloten kamer groter word gemaakt dan is het gebied boven f3_hoorn weer zachter.... dat zal de reden wel zijn dan....

[frederik_]

bron: http://joelist.free.fr/Dinsdale-on-horns/
Deze pdf's zijn erg interessant!
Hierbij weer wat info:

Optimale ophanging luidspreker motor:
De hoorn moet een constante weerstand hebben in het frequentiegebied die de hoorn weer moet geven. Van alle vormen is hier de hyperbolische de betere.

Vervorming bij hals hoorn door air overload.
Wanneer een geluidsgolf wordt voorgeplant door de lucht onstaan er een serie harmonischen (vervorming).
Deze vervorming onstaat doordat het resultaat van een gelijke toe en afname van de druk niet gelijk aan 0 is. De volume verandering bij een druk toename is kleiner dan bij een afname.
Voor een minimale ververvorming moet de hoorn zo snel mogelijk afbuigen, zodat de druk snel afneemt in de hoorn.
Parabolische en konische hoorns veroorzaken de minste vervorming door air overload.

Verschil Hyperbool en Exponentieel (bij gelijke hals,hoornmond en hoornlengte):
De hyperbool zorgt voor een betere lading (10% van frequentiuegebied)van de luidspreker motor, dan de exponentiele vorm.
Door de grotere air overload in throat bij hyperbool is de exponentiele vorm een goed alternatief.