Basreflexpijp resonantie, en wat daar aan te doen is

[markbakk]

. (daar heeft KEF er best veel van trouwens)

De golfballetjes waren van die andere Britse fabrikant. Niet dat ik nou per se een lans wil breken voor de club uit Maidstone, maar toch…

[OWC]

. (daar heeft KEF er best veel van trouwens)

De golfballetjes waren van die andere Britse fabrikant. Niet dat ik nou per se een lans wil breken voor de club uit Maidstone, maar toch…

Right ze komen beiden met bijzonder dingen, maar B&W is idd ook een erg goed voorbeeld.
Als we dan alle objectieve metingen zien, denk ik dat ze beter de tijd en moeite in andere dingen kunnen steken..........

[timpert]

http://www.hifi-forum.de/viewthread-267-473.html#15

Heel interessant, alle opties met gaatjes etc waren o.a. door Philips al gedaan. Waar de één zegt dat je gladde ronden poorten moet gebruiken, rolt een ander heel overtuigd vilt o.i.d. in een poort. De ene poort is klein, de andere mega groot met flare. Absoluut nooit voor wordt bij een midwoofer vaak gesteld, terwijl zat top 2-weg luidsprekers hem voor hebben. Blijft gespreksstof

De link hierboven vond ik het leukste wat ik ooit tegenkwam mbt reductie van de poortresonantie.

In die thread worden buisjes met een lengte van λ/4 als absorber gebruikt. Die hebben het voordeel boven Helmolz resonatoren dat ze niet alleen op hun grondtoon, maar ook op de oneven harmonischen actief zijn. In het plaatje van mijn openingspost zouden die pijpjes dus de resonanties met n=1, 3, 5 etc moeten aanpakken. Ik zou de pijpjes van buitenaf door de wand naar binnen laten kijken, zodat ze de stroming niet hinderen, maar het idee werkt.

[timpert]

@timpert

Dit doet me direct wel even aan iets denken.
Het gebruiken van 100-110mm poorten (ik weet even niet de wanddikte, dus ik ga maar uit van 100mm), is wel dubbel zo problematisch.
Zoals hierboven, met 100mm, zit er alsnog een resonantie op 1700Hz. (doorsnee van de buis)
Dat zou misschien NET boven je crossover punt liggen, maar niet heel erg veel.

Zeker als je enkel een soort van akoestisch notch filter gaat maken, kun je daar enkel de fundamentele frequentie in de lengte-richting mee aanpakken.
Het is dan denk ik makkelijker om twee buizen met een binnendiameter van ongeveer 7cm te nemen. diameter = 10 / sqrt(2)
Hierdoor neemt wel de flow resistance iets toe, maar schuift de resonantie op naar ongeveer 2400Hz.
Bij een 4e orde filter op laten we zeggen 1400Hz, ligt dat op ongeveer -19dB

Daarom spreekt de oplossing van KEF me wel aan. Je ziet in de metingen dat mijn "lukraak geboorde" gaatjes met de juiste demping de n=1 resonantie al behoorlijk onder controle krijgen, en ook bij n=3 nog helpen. Als je een pijp met een tweezijdige flare pakt, en die in het midden van een absorberende sectie voorziet, is de diametrale resonantie ook aangepakt omdat die in het dunne deel geabsorbeerd wordt, en in het dikke deel niet kan optreden vanwege de variërende diameter.

Kijk je naar het artikel dat Pjotr heeft ingebracht, dan zie je dat flaring alleen effectief is wanneer de gasstroom het oppervlak nog kan volgen. Als het allemaal te snel gaat, laat de stroming vrij abrupt los van het oppervlak en is de wervel (en dus de ruis) die vanaf dat punt ontstaat sterker dan die bij een scherper eindigende poort. De radius van de flare moet dus groot genoeg zijn om over het hele bereik werkzaam te zijn, anders is het middel snel erger dan de kwaal.

[Pjotr]

Ben benieuwd! De tractrix contour lijkt mij ook het meest logisch. Die is het meest flexibel. Overigens was dat van die golfbalputjes meer een kwinkslag dan een serieuze suggestie

[OWC]

Als het allemaal te snel gaat, laat de stroming vrij abrupt los van het oppervlak en is de wervel (en dus de ruis) die vanaf dat punt ontstaat sterker dan die bij een scherper eindigende poort. De radius van de flare moet dus groot genoeg zijn om over het hele bereik werkzaam te zijn, anders is het middel snel erger dan de kwaal.

Ik weet niet precies waar je op doelt met de zeggen dat dingen erger zullen worden?
De turbulentie uit een pijp kan enkel beter worden MET flare dan zonder flare.
Het is fysisch niet mogelijk dat een mooie vloeiende overgang slechter zal presteren dan een harde overgang met een 90 graden hoek

In het geval wat je nu aan het testen bent, is deze overigens het minst gunstig, een pijp zonder baffle heeft namelijk de grootste turbulentie.
Daarnaast is hij op dit moment ook nog eens asymmetrisch, doordat de pijp op een baffle aansluit in de kast.

Even later wordt in de tekst ook beschreven hoe belangrijk het is om bij kleinere flare rate de poort symmetrisch te maken trouwens.

[OWC]

Ben benieuwd! De tractrix contour lijkt mij ook het meest logisch. Die is het meest flexibel. Overigens was dat van die golfbalputjes meer een kwinkslag dan een serieuze suggestie

Dan denk ik dat je toch niet helemaal dit artikel hebt gelezen?

Het golfbal effect wordt namelijk uitvoerig beschreven op pagine "38" (20/27).

Zoals ik ook al aangaf heeft dat zeer weinig effect op een laminaire stroming.
Totaal ander verhaal bij turbulente stromingen.
Nu wil je dat sowieso niet hebben, maar er valt over te discussiëren over wat nu echt zinnig is op de flare van de poort.

Naar mijn mening is dat voor "subwoofers" (zoals beschreven in de tekst) voor bv home-hifi gebruik een totaal marketing sales praatje.
Tenzij je toevallig design technisch (esthetisch) de poorten perse kleiner wilt maken.
Waar ik me nog wel iets bij kan voorstellen bij een klein volume, maar dat is absoluut niet aan de orde bij 50-65 liter.

Voor sound-reinforcement of PA speakers kan ik me daar een veel grotere voorstelling bij maken.
Hoewel daar ik wel een sterk argument naar voren kan brengen dat het omgevingslawaai zo hoog is, dat poort-ruis niet echt hoog in het prioriteiten lijstjes staat. Ook gebaseerd op mijn eigen ervaring.

Anyway, we kunnen hier uren discussiëren over deze dingen.
Normaals, ik betwijfel ten zeerste of @timpert dit systeem maximum gaat uitsturen.
Dan hebben zulke aanpassingen sowieso vrij weinig zin.

[timpert]

Ik weet niet precies waar je op doelt met de zeggen dat dingen erger zullen worden?
De turbulentie uit een pijp kan enkel beter worden MET flare dan zonder flare.
Het is fysisch niet mogelijk dat een mooie vloeiende overgang slechter zal presteren dan een harde overgang met een 90 graden hoek

Deze figuur spreekt dat tegen. Een poort met een dunne flare presteert beter dan eentje zonder flare, tot een bepaald niveau waarbij de compressie en THD ineens rap toenemen. Op dat punt laat de stroming los van het oppervlak en ontstaat een sterkere wervel dan bij een poort zonder flare. Als je de poort groot genoeg kiest is dat geen dingetje meer, maar het probleem van de staande golven duwt je juist naar korte, dunne poorten, ook bij wat grotere kasten. Dus als je een dunne poort gebruikt, kan je beter een royale flare aanbrengen als je wil dat het ding goed blijft presteren bij hoger volume. Waar die omslag precies ligt bij een gegeven poort moet ik nog even uitzoeken, maar het is in ieder geval wel iets om in het achterhoofd te houden.

In het geval wat je nu aan het testen bent, is deze overigens het minst gunstig, een pijp zonder baffle heeft namelijk de grootste turbulentie.
Daarnaast is hij op dit moment ook nog eens asymmetrisch, doordat de pijp op een baffle aansluit in de kast.

Even later wordt in de tekst ook beschreven hoe belangrijk het is om bij kleinere flare rate de poort symmetrisch te maken trouwens.

Om de poort iets beter symmetrisch te krijgen heb ik de pijp een stukje doorgeduwd, zodat die zo'n 5 cm in de box steekt. Zo kon ik er ook zeker van zijn dat de drukmaxima van de 1e en 3e staande golven redelijk in het midden van de buis zouden vallen.

[OWC]

Ik weet niet precies waar je op doelt met de zeggen dat dingen erger zullen worden?
De turbulentie uit een pijp kan enkel beter worden MET flare dan zonder flare.
Het is fysisch niet mogelijk dat een mooie vloeiende overgang slechter zal presteren dan een harde overgang met een 90 graden hoek

Deze figuur spreekt dat tegen. Een poort met een dunne flare presteert beter dan eentje zonder flare, tot een bepaald niveau waarbij de compressie en THD ineens rap toenemen. Op dat punt laat de stroming los van het oppervlak en ontstaat een sterkere wervel dan bij een poort zonder flare. Als je de poort groot genoeg kiest is dat geen dingetje meer, maar het probleem van de staande golven duwt je juist naar korte, dunne poorten, ook bij wat grotere kasten. Dus als je een dunne poort gebruikt, kan je beter een royale flare aanbrengen als je wil dat het ding goed blijft presteren bij hoger volume. Waar die omslag precies ligt bij een gegeven poort moet ik nog even uitzoeken, maar het is in ieder geval wel iets om in het achterhoofd te houden.
flare.png

In het geval wat je nu aan het testen bent, is deze overigens het minst gunstig, een pijp zonder baffle heeft namelijk de grootste turbulentie.
Daarnaast is hij op dit moment ook nog eens asymmetrisch, doordat de pijp op een baffle aansluit in de kast.

Even later wordt in de tekst ook beschreven hoe belangrijk het is om bij kleinere flare rate de poort symmetrisch te maken trouwens.

Om de poort iets beter symmetrisch te krijgen heb ik de pijp een stukje doorgeduwd, zodat die zo'n 5 cm in de box steekt. Zo kon ik er ook zeker van zijn dat de drukmaxima van de 1e en 3e staande golven redelijk in het midden van de buis zouden vallen.

Dat plaatje spreekt toch helemaal niks tegen?
Je was met een 90 graden flare sowieso al minder goed af?
Zowel qua compressie en dus ook vervorming, die bij de rechte poort direct al minder waren.
Op het -6 niveau is de vervorming bijna dubbel zo groot bij een rechte poort.
Bij -8 is dat zelfs nog meer.

Dat klopt toch letterlijk wat ik eerder zei?

Er is idd ergens een grens dat klopt.
Conclusie kan ook zijn om onder die grens te blijven.

Ik denk dat het verstandig is die grens eerst te weten.
Of met andere woorden, weten hoe hard jij nu thuis wilt gaan spelen.
Anders wordt het een moeilijk vraagstuk zonder dat het weinig oplevert.

Om deze reden ben ik nog steeds benieuwd hoe goed dat akoestisch lowpass filter werkt.
Daarmee sla je dan meerdere vliegen in een klap tov van de gaatjes.

[timpert]

Ik heb even een AKABAKkie gedaan. De situatie met reflexpijp zonder gaatjes wordt redelijk weergegeven door dit model:

Du1 t/m Du4 vormen de kast achter de woofer met een totaal volume van 46 L, Du6 en Du7 zijn samen de reflexpoort met een diameter van 10 cm en een effectieve lengte van 48 cm. Ik heb de kast met korte en dikke ducts gemodelleerd en niet met het "enclosure" element, omdat deze manier me wat meer vrijheid geeft om de demping te verdelen. Ik krijg met deze opzet de volgende respons uit de poort:

In de simulatie zijn de resonanties nog wat ernstiger dan in mijn meting, maar het beeld komt best mooi overeen met vooral resonanties bij n=1, 3 en 5 sterk vertegenwoordigd terwijl n=2 iets minder prominent maar nog wel duidelijk aanwezig is.

Nu maar de gaatjes simuleren. Om dit te bereiken moet ik halverwege de reflexpijp een gecontroleerd lek aanbrengen in de vorm van een stromingsweerstand. In eerste instantie zoals ik het nu heb gemaakt, met de pijp en dus ook het lek buiten de kast. Dat levert het volgende model op:

Ra1 is de stromingsweerstand (8e4 Pas/m3) en Du7 stelt de geboorde gaatjes voor. De respons uit de poort wordt hiermee:

De resonantie n=1 wordt nu sterk onderdrukt, n=2 (vrijwel) niet en n=3 een klein beetje. Ook dat zie ik precies zo in mijn meting terug. Maar een poort die uit de kast steekt wordt in het algemeen niet zo fraai gevonden, dus ik vroeg me af of het ook zou werken als ik de poort aan de binnenkant van de kast aanbreng. De gaatjes + stromingsweerstand lekken dan niet naar de buitenlucht, maar naar het volume van de kast. Het model wordt dan dit:

En de bijbehorende poortrespons wordt dit:

Waar de onderdrukking van n=1 ongeveer een dB is verslechterd zijn n=3 en n=5 een paar dB verbeterd. Ik heb nog niet verder gespeeld met de waarde van Ra1, maar het resultaat geeft wel duidelijk aan dat de gaatjes + demping (zoals ook al verwacht) ook binnen in de kast hun werk doen en dat is goed nieuws.

Dit is mijn eerste probeersel met AKABAK, maar ik ben blij met dit resultaat. Met dit startpunt kan ik ook de andere kandidaat oplossingen aan de tand voelen, en dat scheelt een hoop tijd en materiaal t.o.v. alles maken, meten en tweaken. De meest veelbelovende oplossingen kan ik dan in het echt maken en testen. Wordt dus vervolgd...

[Pjotr]

Ziet er goed uit! Mooi dat de simulaties in de richting van je metingen komen! Altijd een aardige indicatie dat de aannames in je model de goede kant op zijn. Wel benieuwd hoe je straks een Tractrix contour o.i.d. gaat modelleren

[timpert]

Daar is in voorzien. Ik gebruik nu een "duct" element voor de reflexpijp, maar er is ook een "waveguide" element en daarin zitten diverse profielen al ingebouwd.

[OWC]

Mooi hoor!
Ja uiteindelijk is er een hoop te doen met AKABAK.
Super fijn dat ze inmiddels naar een visuele manier zijn gegaan ipv regels.
Dat laatste werd op een gegeven moment zo'n brei.

Het feit dat het erger lijkt, komt zeer waarschijnlijk door het feit dat er in het echt (behoorlijk veel) verliezen zijn.

De gaten werken als een notch filter.
Dat zou je volgens mij ook los kunnen plotten in AKABAK om dat te bevestigen.
Het nadeel daarvan is dat hogere harmonischen weer op een andere plek in de pijp zitten + je moet dan de notch ook wel kunnen tunen.

Een akoestisch low pass is dan ook vrij simpel te simuleren op deze manier.

[timpert]

Zeker, de lowpass en de flares ga ik ook nog simuleren. Ik ben pas net (als in: vandaag) serieus met AKABAK aan de slag gegaan, maar het smaakt naar meer omdat het zoveel kan.

[OWC]

Ja, ik ken het.
De prijs stond me alleen een beetje tegen

[Henkjan]

voor hobby is t gratis

[Pjotr]

Klopt maar het blijft een steile leercurve hebben. Ben er ooit ook eens aan begonnen maar heb er te weinig emplooi voor om door te zetten. Wel leuk om dit te volgen.

[OWC]

voor hobby is t gratis

Ja, maar dan kun je niet saven toch?

[timpert]

Als hobbyist mag je de studenten licentie gebruiken, en die is volledig functioneel. Je kan ook saven. Alleen mag je er niet commercieel mee werken.

Zie hier: http://www.randteam.de/AKABAK3/AKABAK-O ... dent.html

[Walt]

OWC betekende Ontzettend Weinig Commercieel toch?

[timpert]

Nog een testje, om het af te laren. Dit keer een poort met flares. Allereerst een poort met exponentiele flares die van d=20cm naar d=10cm over een lengte van 10cm gaan. De middensectie is een rechte buis van 30 cm, d=10 cm in twee gelijke stukken. Het model ziet er zo uit:

En de respons zo:

Enkele dingen vallen op ten opzichte van een rechte poort: de output bij de boxresonantie is lager en de resonantie bij n=2 lijkt behoorlijk goed onderdrukt. Resonantie n=3 is echter vrij prominent aanwezig.

Als ik weer een lek in het midden van de (inwendig veronderstelde) pijp aanbreng, net als bij de rechte pijp, dan wordt het model dit:

En de resulterende respons wordt:

Resonanties n=1 en n=2 lijken nu aardig onder controle, maar de box Q is lager geworden en resonantie n=3 is in relatieve zin wat toegenomen.

Ik vind het mooi geweest voor vandaag, maar ik denk dat deze simulaties laten zien dat er met flaring + een gecontroleerd lek de resonanties al aardig verbeteren. Een opmerking: het lek is in het model fysiek heel klein, want het sluit aan op een punt in de pijp. Dat laat zich wiskundig wel doorrekenen, maar fysiek is dit niet te maken. Daar beslaat het lek altijd enkele cm langs de pijp omdat de gaatjes nou eenmaal een bepaalde grootte moeten hebben. Ook is de demping van het geheel maar een slag in de lucht, dus ik verwacht dat dit resultaat niet meer dan een kwalitatieve indicatie is van wat je verwachten kan in de praktijk.

[Henkjan]

mooi resultaat

[markbakk]

Op diyaudio heeft Brandon ‘Augerpro’ de poorten met afgestemde resonatoren in praktijk gebracht. Ik kon even de originele thread niet vinden. Beetje praktische bevestiging van het theoretische spoor.

[OWC]

Op diyaudio heeft Brandon ‘Augerpro’ de poorten met afgestemde resonatoren in praktijk gebracht. Ik kon even de originele thread niet vinden. Beetje praktische bevestiging van het theoretische spoor.

Dat staat ook op z'n website.

Z'n manier van testen vond ik alleen nogal warrig gedocumenteerd, ik kon maar heel slecht zien en beoordelen wat en hoe er nu precies getest was.

[timpert]

Die heeft de 3D printer flink de sporen gegeven. Ik ben nu druk bezig met AKABAK, zodat ik de bedenkselen eerst kan stimuleren, en dan de beste kandidaten kan gaan maken. Scheelt toch aardig wat materiaal.