Baffle ontwerp tbv verminderen diffractie

[Tom Magchielse]

De dempende laag, die je op het front plakt, moet wel een dikte hebben die substantieel is t.o.v. de golflengte. Dat is de reden dat dunne laagjes schuim vrijwel niks doen. (Dat hebben we ooit echt geprobeerd, zelfs met wanstaltig dikke lagen akoestisch schuim; het deed weinig)
Wat betreft lijnbronnen: de straling van een dome (bijna een puntbron) bereikt de rand van de baffle met in alle richtingen een andere fase. De aan de rand verstrooide golven hebben dan ook allemaal een andere fase t.o.v. de bron, waardoor het diffractie-effect in frequentie uitgesmeerd raakt. De lijnbron heeft dit voordeel niet.
En inderdaad, dit is de baffle step voor midden tonen.
Tom

[jvenema]

Bij de keyboard versterker die ik onder handen genomen heb, door slecht klinkende piezo tweter te vervangen door iets anders, Heb ik twee afgeschuinde latjes in de hoek geplaatst om diffractie wat tegen te gaan. Dit bekleden met wat relatief dun schuim gaf toch een duidelijke verbetering wat betreft diffractie. Komt wellicht omdat dit niet vlak op de baffle zit maar onder een hoek. Zie ook foto om indruk te krijgen van constructie.

Met rode kruis de piezo tweeter die vervangen is door een SB26ADC-C0004

Resultaat voor de ingreep in rood en in groen erna.

Voor de volledigheid is misschien wel nuttig om te vermelden dat de piezo tweeter verkeerd om aangesloten was af fabriek. Na ompolen tweeter was -20dB dip iets onder de 3kHz weg, maar zo’n piezo ding blijf ik toch naar mijn mening schel en schreeuwerig vinden klinken. Verder ook wat bracing en demping toegevoegd, vandaar ook wel wat verschillen voor en na in woofer bereik.
Geheel klinkt stuk beter maar om het HiFi of MyFi te noemen gaat wellicht wat ver. Vervorming van piezo tweeter was wel erg hoog, denk dat hier ook een stuk winst zit voor de oren.

[OWC]

Foam is niet hetzelfde als een klein beetje vilt.
Tom gaf ook al aan dat een hoop afhangt van de dikte.
Uiteindelijk hangt natuurlijk een hoop af van de frequentie.

In jou geval is het eerder nog de reflectie van de opstaande rand van de baffle.
Dat is natuurlijk al direct funest.

[jvenema]

Dikte foam was niet veel, maar inderdaad zo’n opstaande rand is rampzalig en boven en opzij ook nog ongeveer dezelfde afstand. De schuine latjes scheelde heel veel en foam deed dus ook merkbaar en meetbaar wat.

[WrineX]

Meerdere, dit is de Wilson Sasha die ik liet zien. Maar zijn er meerdere opties?

Iets met plaatje en duizend woorden enzo....

FAlcon.jpg

hihi alhoewel de LS35a niet een hele mooie curve heeft

[Pjotr]

Meerdere, dit is de Wilson Sasha die ik liet zien. Maar zijn er meerdere opties?

Iets met plaatje en duizend woorden enzo....

FAlcon.jpg

hihi alhoewel de LS35a niet een hele mooie curve heeft

Ja, je moet er maar net in passen........

[Wieger61]

Wat is de optimale plek voor een tweeter op een baffle? Hoeveel moet je afkanten om een vlakke frequentieresponse te krijgen?
Hierboven is al veel over baffle- en tweetervormen gediscussieerd en geschreven. Ik wil daar een resultaat aan toevoegen dat ik (voor het gemak) uit Boxsim-simulaties haal. Stel je hebt een kleine, vlakke baffle van 20 x 40 cm (BxH) met boven een tweeter en onder een mid-woofer, een standaard tweewegsysteem dus. Als je in Boxsim de Visaton tweeter DSM 25 op de verticale as 10 cm, dus op de halve breedte van boven plaatst, krijg je deze response:

De dip tussen 2,5 en 4 kHz komt zoals bekend door de interferentiedip van de geluidsgolf van de tweeter en de door looptijd verlate golven van de randreflecties die afhankelijk van de afstand tot de dome steeds variëren. Met de kortste afstand van 10 cm (die hier drie maal optreedt), kun je de frequentie van de dip inschatten: 343/0,1 = 3.430 Hz, een waarde die aan de hoge kant blijkt. Rond de 3430*0,5 = 1715 Hz zie je om dezelfde reden een interferentiepiek, evenals op 3430*1,5 = 5145 Hz. De vlakke stippellijn is van een baffle van 10 x 6 meter met de tweeter op 4 meter van boven, dus een baffle waarop je vrijwel geen last hebt van reflecties (door verzwakt golffront op rand).

In BoxSim kan je de randreflecties verminderen door de hoeken af te kanten. Maar hoe sterk moet dat? Bekend is dat een golf pas reageert op een voorwerp zoals een afkanting, als de afmeting daarvan in de buurt van de 1/3 golflengte of groter komt. De dip ontstaat bij een golflengte van ongeveer 10 cm, dus een afkanting van 3,5 cm rondom is een goede eerste poging:

De afkanting van 45 graden levert een zwakkere interferentiedip op een frequentie nu hoger door de kortere afstand tussen dome en rand: bij circa 343/0,065 = 5277 Hz, weer een te hoge schatting, logisch want het is de kortste afstand. Laat je vervolgens ook nog de tweeter 3,5 cm zakken, blijkt ook die dip vrijwel helemaal te verdwijnen:

Weliswaar ligt het niveau tussen 1 en 3 kHz vergeleken met de referentie circa 1dB hoger, maar kan die verhoging dankzij het geleidelijke verloop met een geschikt hoogdoorlaatfilter mooi weggewerkt worden. Check je response onder verschillende hoeken, zie je dat de dip niet verplaatst is, maar afgevlakt. De verschillende uitdovende randreflecties vullen elkaar blijkbaar beter aan tot een vlakkere response.

Is de maatvoering van verplaatsen en afkanten te herhalen bij andere dimensies? Een baffle 2 x maal zo groot levert met een relatief kortere afkanting en tweeterverlaging van 4,5 cm het beste resultaat:

Ter vergelijk: hier de tweeter in midden op een 40 cm brede baffle, 20 cm van boven:

Kortom: een prima vuistregel gevonden om randreflecties af te zwakken en te laten mengen tot een redelijk vlakke response. Hoe dit in het echt uitpakt weet ik niet en ga ik (nu) niet uitzoeken.

[VintageHarry]

Interessant, bedankt hiervoor!

[Wieger61]

Een toevoeging: gebruik je op een 20 x 40 (BxH) baffle 3,5 cm afgekant een neodymium-tweeter met een kleine diameter zoals de SEAS H1396 27TFFNC (5,3 cm), dan levert een positie vlak onder de 3,5-cm afgekante bovenrand een bijna perfect resultaat:

[Wieger61]

Nog een interessante variatie, nu zonder (!) afkanting. De gedachtegang daarachter: Zoals boven aangegeven ontstaat door interferentie tussen dome en een plek op de rand 10 cm verderop bij circa 343/0,1 = 3.430 Hz een responsedip, maar op circa de helft en anderhalf maal die frequentie een piek, in verhouding 1:2:3. Als je nu de kortste afstanden van tweeter tot de zijwanden en bovenkant in verhouding 1:2:3 zet, vallen dan de verschillende pieken en dalen zodanig over elkaar heen dat de respons vlak wordt ook zonder afkanten? Op een baffle 20 x 40 (BxH) zonder afkanting levert een tweeter 5 cm van links en 10 cm van boven al dit mooie resultaat in Boxsim:

De prijs is een brede dip rond 7 kHz die het geluid iets minder helder zal maken. Bespaart je de moeite van het afkanten!

[VintageHarry]

Dat afkanten is inderdaad wel eens lastig, bedankt dus voor deze handige aanvulling!
Eigenlijk moet ik deze nuttige thread eens offline opslaan, maar hoe?

[Wieger61]

Dank! Ik sla dit soort weetjes op in OneNote, een soort digitale ordner.

In een andere simulator, LspCAD, is het allemaal nog wat duidelijker te zien, met andere conclusies. Daar kan ik niet afkanten (weet niet hoe). Dus hier alleen een 20 x 40 cm (B x H) baffle met rechte hoeken. Eerst de tweeter halverwege en 10 cm van boven:

Nu 5 cm van links en 10 cm van boven, zonder afkanting dus.

Hier zie je duidelijk dat het op de as prima uitziet, maar van de as af op 30 graden richting de rand 15 cm van de dome, de response duidelijk afwijkt van het ideaal. Zet je bij stereoweeergave beide tweeters gespiegeld aan de binnenzijde, dus naar elkaar toe, dan heb je op je luisterplek daarvan weinig last. Wel zal de kast door de veranderde reflectierespons (ook afhankelijk van je luisterruimte) anders klinken.

[Mtraxx]

Bij VituixCad heb je onder tabje Tools (F6) Diffraction welke dit behandeld.
Voer je baffle afmeting in en je kan makkelijk schuiven met je driver op de baffle en ziet wat de invloed van de edge diffraction doet. Vervolgens kan je de edge radius aanpassen (kast afronding).
Wat nog leuk is binnen deze tools is als je een infinite baffle meting hebt(evt gemaakt met spl-trace) kan je de invloed van de edge diffraction over de infinite curve heen leggen en opslaan als de curve waarmee je zou willen simuleren.

[Wieger61]

Handig als ook afrondingen te simuleren zijn. Wel levert een simulator zoveel keuzemogelijkheden op, dat de zoektocht naar een optimum lastig wordt. Daarom heb ik boven vuistregels opgevoerd, die akoestisch zin hebben en blijkbaar werken, om zo het aantal keuzemogelijkheden voor een optimum te beperken.

[Douwe84]

Erg interessant, dank hiervoor!

Bij VituixCAD kan je wel afronden maar niet afkanten. Hoe verhouden die 2 manieren zich tot elkaar in effect?

[satefan]

Bij VituixCAD kan je wel afronden maar niet afkanten. Hoe verhouden die 2 manieren zich tot elkaar in effect?

Een afkanting wordt denk ik doorgaans onder een hoek van 45 graden gedaan. Ik kan me voorstellen dat de discontinuiteit die de geluidsgold ondervind altijd hetzelfde is. Een knik van 45 graden blijft een knik van 45 graden, maar de dikte van het schuine vlak zal natuurlijk ook uitmaken.

Bij een afronding kun je door de radius te vergroten de overgang geleidelijker laten verlopen.

Satefan

[jvenema]

Kan me voorstellen dat je met afschuinen twee randen krijg en een soort van uitmiddeling krijg.

[satefan]

Kan me voorstellen dat je met afschuinen twee randen krijg en een soort van uitmiddeling krijg.

Of een dubbele difractie?

[Douwe84]

Is afronden dan "beter" dan afschuinen? Als ik bv een 3cm baffle heb en deze 45 graden afschuin of 30mm radius geef, ligt dan de voorkeur bij afronden?

[jvenema]

Kan me voorstellen dat je met afschuinen twee randen krijg en een soort van uitmiddeling krijg.

Of een dubbele difractie?

dat bedoel ik dus, maar met een andere frequentie response, waardoor het wat uitgemiddeld.

[OWC]

Is afronden dan "beter" dan afschuinen? Als ik bv een 3cm baffle heb en deze 45 graden afschuin of 30mm radius geef, ligt dan de voorkeur bij afronden?

Als vuistregel in de akoestiek is het beste om elke overgang zo vloeiend mogelijk te maken.
Maar goed dat is natuurlijk ook een beetje relatief en afhankelijk van de frequentie in hoeverre dat van invloed is.

[satefan]

Is afronden dan "beter" dan afschuinen? Als ik bv een 3cm baffle heb en deze 45 graden afschuin of 30mm radius geef, ligt dan de voorkeur bij afronden?

Als vuistregel in de akoestiek is het beste om elke overgang zo vloeiend mogelijk te maken.

Daarom zijn violen niet vierkant.

[markbakk]

Ik heb even 'de dikke Olson' erbij gepakt. Pagina 23, helemaal voorin het beroemde plaatje.

Met dank aan deze aartsvader (en aan Beranek natuurlijk)... maar afgeknot is niet echt slechter dan afgerond. Sterker nog, afknotten zou wel eens beter kunnen zijn wanneer je niet ook de achterzijde van de kast aanpakt.

[Douwe84]

Helder heren, dank

[OWC]

Is afronden dan "beter" dan afschuinen? Als ik bv een 3cm baffle heb en deze 45 graden afschuin of 30mm radius geef, ligt dan de voorkeur bij afronden?

Als vuistregel in de akoestiek is het beste om elke overgang zo vloeiend mogelijk te maken.

Daarom zijn violen niet vierkant.

Rechthoekig speelt ook niet zo fijn