Konzept: 2,5-Wege Top 2x 8" + 1"

[flexolix]

Hallo zusammen,

Die Ausgangssituation:

Ich habe zuhause folgende Komponenten rumliegen:
- 4x FaitalPro 8RS250 (8 Ohm, 2" VC, 175 W AES)
- 2x BMS 4524 (8 Ohm, 1" VC, 25 W AES)
- 2x FaitalPro STH100 (1" Elliptical Tractrix Horn, 80° x 70°)

Damit möchte ich nun 2 Tops bauen für folgende Use-Cases:
1) Indoor kleine DJ Party, Tops auf Stativen und gemeinsam mit ein oder zwei 18" BR Subs (je 1800 W RMS), Trennung Sub/Top bei ca. 80 Hz elektrisch (BR24), 115 Hz akustisch. Beschallungstiefe bis ca. 8 m auf Clubpegel Partylautstärke
2) DJ-Monitor, auf Stativen oder direkt auf dem DJ Tisch

Meine Prioritäten beim Treffen von Design-Entscheidungen:
1. Möglichst wenig wahrnehmbare Verzerrungen. Dies legt auch den Grenzbereich / max SPL der Box fest
2. Gleichmäßige Abstrahlung, sowohl vertikal als auch horizontal

Rahmenbedingungen für den Entwicklungsprozess:
- Simulation vorab
- Messmöglichkeiten vorhanden
- Aufbau von Prototypen zur Evaluation von Konzept & Abstimmung
- Trennung / Ansteuerung aller Komponenten während der Entwicklung separat / aktiv via DSP

Das aktuelle Konzept:

Meiner Einschätzung nach (in erster Linie auf Basis bisheriger Erfahrungen mit dem Komponenten im Einsatz) übertrifft der BMS HT beim verzerrungsarmen Maximalpegel einen einzelnen der 8" TT, insbesondere bei angewandter Baffle Step Compensation. Außerdem ist die Lücke vom 8" TT mit 2" VC zum 18" Sub mit 4,5" VC recht groß. Aus diesen Gründen möchte ich gerne den Bassbereich der TT mit dem zweiten 8" gleicher Bauart verstärken. Allerdings wird im Midrange die vertikale Abstrahlung von 2x 8" zu früh zu eng, damit ist dann hinsichtlich der Abstrahlung keine saubere Ankopplung des HT+Horn möglich. Aus diesem Grund möchte ich den zweiten TT nur im Bassbereich mitlaufen lassen. Diese Überlegungen führen zu folgendem Konzept:

2,5 Wege mit 2x 8" + HT

Während der Entwicklung kann die Filterung der beiden TT via DSP erfolgen, hier stehen Allpass (1. sowie 2. Ordnung) für den Breitband-TT sowie Tiefpass (12dB/Oct mit variablem Q, sowie LR24 oder BW24) für den Bass-TT zur Verfügung.

Beim Gehäuseprinzip stehen grundsätzlich Horn, BR, Closed Box oder Bandpass zur Wahl. Horn und CB scheiden aus folgendem Grund aus: Das Gehäuseprinzip soll insbesondere den Bassbereich bzw. Bereich des Übergangs zum Sub unterstützen, also insbes. den Bereich 70 - 200 Hz. Closed Box und Horn Loaded fallen hier beim 8"ern leider (zu) früh ab, CB z.B. schon ab 200 Hz. Gegen Bandpass spricht im Sinne der o.g. Prioritäten die zusätzliche Resonanz im Bereich der oberen Abstimmungsfrequenz. Außerdem wird der Boost des oberen Frequenzbereichs der TT nicht benötigt, bzw. müsste sogar wieder auf anderem Wege kompensiert werden. Die Wahl fällt daher auf BR. Da sich das Eingangssignal für die beiden TT teilweise unterscheidet, müssen die beiden jeweils eine eigene BR-Kammer & Ports erhalten. Also:

Beide TT in separater BR-Kammer & mit separaten Ports, jedoch gleiche Abstimmung.

Die Box mit beiden TT nach diesem Konzept (hier erstmal ohne Tiefpass & HT) habe ich in BoxSim simuliert, im Freifeld und mit Schallwandeinfluss.
- Als BR-Abstimmung habe ich 15 L geometrisch (17 L mit Bedämpfung) @ 75 Hz gewählt.
- Hochpass 38 Hz BW12, zum Schutz der TT vor zu hoher Auslenkung bei niedrigen Frequenzen.
- Tiefpass für den Bass-TT ist 240 Hz LR24, für den oberen TT entsprechend ein Allpass 240 Hz 2. Ordnung mit Q=0,707.

Die nächsten Schritte:

- Prototyp 1 mit CB TT + HT bauen
- Am Prototyp 1 messen, ob Verzerrung von HT & TT im Bereich über 400 Hz auf ähnlichem Niveau sind
- Am Prototyp 1 die Abstrahlung von HT und TT einzeln messen
- Simulation der Trennung HT/TT und gemeinsame Abstrahlung auf Basis der Einzelmessungen von TT und HT
- Prototyp 2 mit BR TT + HT bauen
- Am Prototyp 2 die BR Abstimmung messen bzw. anpassen
- Am Prototyp 2 die Gesamtbox messen


Die Fragen an Euch:

- Was haltet ihr vom Konzept?
- Was haltet ihr von der gewählten BR- und Filterauslegung?
- Habt ihr sonstige Tipps / Verbesserungsvorschläge?


-------------------------------
Edit 1: Bei Use-Case 1 statt Clubpegel vielleicht eher "Partylautstärke". Kann gut sein dass die vorhandenen Komponenten nicht für Clubpegel genügen.

[Klangart]

Hallo,

hier fehlt mir ein wenig Praxisbezug ... du sprichst von "Grenzbereich" und nimmst den kleinstmöglichen HT-Treiber. Hier wäre ein BMS 4544 deutlichst angebrachter um mal einen zu nennen. Du nimmst einen Bass Mitten Lautsprecher der schon 20Hz tiefer spielt als andere Top Boxen Pappen und krampfst dir dann noch tiefgang mit extra Pappe zusammen. Bei Club Pegel auf nennenswerten Entfernungen würde ich da einiges anders und einfacher gewichten.

Klangart

[flexolix]

Hi Klangart. Danke für das Feedback.

Eine wichtige Randbedingung ist bei diesem Projekt, dass ich (nur) diese Komponenten zuhause rumliegen habe, und daher genau damit das bestmögliche für die Use-Cases realisieren möchte. Nicht unbedingt, um nachher das allerbeste Produkt für diesen Anwendungsfall zu haben (dann könnte ich auch Meyer Sound Ultra-X40, Voice-Acoustic Score 8, Seeburg X6, etc. kaufen), sondern um aus der Aktion möglichst viel im Bezug auf Entwicklung und Messen zu lernen und Erfahrung im Boxenbau zu sammeln.

Dass diese Komponenten nicht diejenigen sind, die höchste Pegel verzerrungsfrei wiedergeben, ist mir klar. Doch bevor ich mich an eine Neuentwicklung mit neu auszuwählenden und neu zu kaufenden Komponenten wage, möchte ich erst einmal mit diesen Komponenten alle nachfolgenden Entwicklungsschritte durchspielen und sehen, ob ich eine annehmbare Box zusammenbringe.

PS: Mit "Grenzbereich" meine ich den jeweiligen Grenzbereich der genannten Treiber. Die Grenze würde ich bei dem Pegel setzen, bei welchem die Verzerrungen (THD / TD) merklich wahrgenommen werden. Wenn der BMS 4524 ab 115 dB wahrnehmbar verzerrt, dann spielt die gesamte Box halt nur bis 115 dB. Wenn das dann den Use Case 8 m / Discopegel nur unzureichend erfüllt, kann ich das gut akzeptieren.

PPS: Ich habe den Use-Case 1 angepasst. Kann gut sein, dass mit den Komponenten kein Clubpegel erreicht wird. Ist für den Use-Case aber nicht tragisch.

[flexolix]

Das Ziel des 2,5 Wege Konzeptes ist es übrigens nicht, mehr Tiefgang zu generieren, sondern eine gesamtheitlich höhere SPL des TT-Zweiges.

Wenn ich nur einen einzelnen 8"er verwenden würde, hätte der im Lowend (<100 Hz) genau die selbe Kurve. Nur dass diese dann insgesamt 6 dB niedriger liegt, und ich bei einem einzelnen 8er eine Baffle Step Korrektur anwenden muss (ca. -6 dB Slope von 100 bis 500 Hz). Somit liege ich dann auch im Übergangsbereich TT auf HT um 6 dB niedriger. Der HT muss in diesem Fall dann um -6 dB zusätzlich abgesenkt werden.

Hallo zusammen,

Die Ausgangssituation:

Ich habe zuhause folgende Komponenten rumliegen:
- 4x FaitalPro 8RS250 (8 Ohm, 2" VC, 175 W AES)
- 2x BMS 4524 (8 Ohm, 1" VC, 25 W AES)
- 2x FaitalPro STH100 (1" Elliptical Tractrix Horn, 80° x 70°)

Damit möchte ich nun 2 Tops bauen für folgende Use-Cases:
1) Indoor kleine DJ Party, Tops auf Stativen und gemeinsam mit ein oder zwei 18" BR Subs (je 1800 W RMS), Trennung Sub/Top bei ca. 80 Hz elektrisch (BR24), 115 Hz akustisch. Beschallungstiefe bis ca. 8 m auf Clubpegel Partylautstärke
2) DJ-Monitor, auf Stativen oder direkt auf dem DJ Tisch

Meine Prioritäten beim Treffen von Design-Entscheidungen:
1. Möglichst wenig wahrnehmbare Verzerrungen. Dies legt auch den Grenzbereich / max SPL der Box fest
2. Gleichmäßige Abstrahlung, sowohl vertikal als auch horizontal

Rahmenbedingungen für den Entwicklungsprozess:
- Simulation vorab
- Messmöglichkeiten vorhanden
- Aufbau von Prototypen zur Evaluation von Konzept & Abstimmung
- Trennung / Ansteuerung aller Komponenten während der Entwicklung separat / aktiv via DSP

Das aktuelle Konzept:

Meiner Einschätzung nach (in erster Linie auf Basis bisheriger Erfahrungen mit dem Komponenten im Einsatz) übertrifft der BMS HT beim verzerrungsarmen Maximalpegel einen einzelnen der 8" TT, insbesondere bei angewandter Baffle Step Compensation. Außerdem ist die Lücke vom 8" TT mit 2" VC zum 18" Sub mit 4,5" VC recht groß. Aus diesen Gründen möchte ich gerne den Bassbereich der TT mit dem zweiten 8" gleicher Bauart verstärken. Allerdings wird im Midrange die vertikale Abstrahlung von 2x 8" zu früh zu eng, damit ist dann hinsichtlich der Abstrahlung keine saubere Ankopplung des HT+Horn möglich. Aus diesem Grund möchte ich den zweiten TT nur im Bassbereich mitlaufen lassen. Diese Überlegungen führen zu folgendem Konzept:

2,5 Wege mit 2x 8" + HT

Während der Entwicklung kann die Filterung der beiden TT via DSP erfolgen, hier stehen Allpass (1. sowie 2. Ordnung) für den Breitband-TT sowie Tiefpass (12dB/Oct mit variablem Q, sowie LR24 oder BW24) für den Bass-TT zur Verfügung.

Beim Gehäuseprinzip stehen grundsätzlich Horn, BR, Closed Box oder Bandpass zur Wahl. Horn und CB scheiden aus folgendem Grund aus: Das Gehäuseprinzip soll insbesondere den Bassbereich bzw. Bereich des Übergangs zum Sub unterstützen, also insbes. den Bereich 70 - 200 Hz. Closed Box und Horn Loaded fallen hier beim 8"ern leider (zu) früh ab, CB z.B. schon ab 200 Hz. Gegen Bandpass spricht im Sinne der o.g. Prioritäten die zusätzliche Resonanz im Bereich der oberen Abstimmungsfrequenz. Außerdem wird der Boost des oberen Frequenzbereichs der TT nicht benötigt, bzw. müsste sogar wieder auf anderem Wege kompensiert werden. Die Wahl fällt daher auf BR. Da sich das Eingangssignal für die beiden TT teilweise unterscheidet, müssen die beiden jeweils eine eigene BR-Kammer & Ports erhalten. Also:

Beide TT in separater BR-Kammer & mit separaten Ports, jedoch gleiche Abstimmung.

Die Box mit beiden TT nach diesem Konzept (hier erstmal ohne Tiefpass & HT) habe ich in BoxSim simuliert, im Freifeld und mit Schallwandeinfluss.
- Als BR-Abstimmung habe ich 15 L geometrisch (17 L mit Bedämpfung) @ 75 Hz gewählt.
- Hochpass 38 Hz BW12, zum Schutz der TT vor zu hoher Auslenkung bei niedrigen Frequenzen.
- Tiefpass für den Bass-TT ist 240 Hz LR24, für den oberen TT entsprechend ein Allpass 240 Hz 2. Ordnung mit Q=0,707.

Die nächsten Schritte:

- Prototyp 1 mit CB TT + HT bauen
- Am Prototyp 1 messen, ob Verzerrung von HT & TT im Bereich über 400 Hz auf ähnlichem Niveau sind
- Am Prototyp 1 die Abstrahlung von HT und TT einzeln messen
- Simulation der Trennung HT/TT und gemeinsame Abstrahlung auf Basis der Einzelmessungen von TT und HT
- Prototyp 2 mit BR TT + HT bauen
- Am Prototyp 2 die BR Abstimmung messen bzw. anpassen
- Am Prototyp 2 die Gesamtbox messen


Die Fragen an Euch:

- Was haltet ihr vom Konzept?
- Was haltet ihr von der gewählten BR- und Filterauslegung?
- Habt ihr sonstige Tipps / Verbesserungsvorschläge?


-------------------------------
Edit 1: Bei Use-Case 1 statt Clubpegel vielleicht eher "Partylautstärke". Kann gut sein dass die vorhandenen Komponenten nicht für Clubpegel genügen.

Hallo,

hier fehlt mir ein wenig Praxisbezug ... du sprichst von "Grenzbereich" und nimmst den kleinstmöglichen HT-Treiber. Hier wäre ein BMS 4544 deutlichst angebrachter um mal einen zu nennen. Du nimmst einen Bass Mitten Lautsprecher der schon 20Hz tiefer spielt als andere Top Boxen Pappen und krampfst dir dann noch tiefgang mit extra Pappe zusammen. Bei Club Pegel auf nennenswerten Entfernungen würde ich da einiges anders und einfacher gewichten.

Klangart

Hi Klangart. Danke für das Feedback.

Eine wichtige Randbedingung ist bei diesem Projekt, dass ich (nur) diese Komponenten zuhause rumliegen habe, und daher genau damit das bestmögliche für die Use-Cases realisieren möchte. Nicht unbedingt, um nachher das allerbeste Produkt für diesen Anwendungsfall zu haben (dann könnte ich auch Meyer Sound Ultra-X40, Voice-Acoustic Score 8, Seeburg X6, etc. kaufen), sondern um aus der Aktion möglichst viel im Bezug auf Entwicklung und Messen zu lernen und Erfahrung im Boxenbau zu sammeln.

Dass diese Komponenten nicht diejenigen sind, die höchste Pegel verzerrungsfrei wiedergeben, ist mir klar. Doch bevor ich mich an eine Neuentwicklung mit neu auszuwählenden und neu zu kaufenden Komponenten wage, möchte ich erst einmal mit diesen Komponenten alle nachfolgenden Entwicklungsschritte durchspielen und sehen, ob ich eine annehmbare Box zusammenbringe.

PS: Mit "Grenzbereich" meine ich den jeweiligen Grenzbereich der genannten Treiber. Die Grenze würde ich bei dem Pegel setzen, bei welchem die Verzerrungen (THD / TD) merklich wahrgenommen werden. Wenn der BMS 4524 ab 115 dB wahrnehmbar verzerrt, dann spielt die gesamte Box halt nur bis 115 dB. Wenn das dann den Use Case 8 m / Discopegel nur unzureichend erfüllt, kann ich das gut akzeptieren.

PPS: Ich habe den Use-Case 1 angepasst. Kann gut sein, dass mit den Komponenten kein Clubpegel erreicht wird. Ist für den Use-Case aber nicht tragisch.

Das Ziel des 2,5 Wege Konzeptes ist es übrigens nicht, mehr Tiefgang zu generieren, sondern eine gesamtheitlich höhere SPL des TT-Zweiges.

Wenn ich nur einen einzelnen 8"er verwenden würde, hätte der im Lowend (<100 Hz) genau die selbe Kurve. Nur dass diese dann insgesamt 6 dB niedriger liegt, und ich bei einem einzelnen 8er eine Baffle Step Korrektur anwenden muss (ca. -6 dB Slope von 100 bis 500 Hz). Somit liege ich dann auch im Übergangsbereich TT auf HT um 6 dB niedriger. Der HT muss in diesem Fall dann um -6 dB zusätzlich abgesenkt werden.