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Dipolsubwoofer

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    Dipolsubwoofer

    Hallo Alle,

    habe da wieder mal ein Frage ob ich das richtig verstanden habe: Ein Dipolsubwoofer ist also eigentlich suboptimal in Bezug auf Schallpegel und Abstrahlung --- verglichen mit einem herkömmlichen CB Subwoofer. Aber in Verbindung mit einem üblichen Hörraum mit all seinen Problemen im Baß (klein -- verglichen mit den tieferen Wellenlängen) kann es sein, daß wenn Positionierung von Sub und Hörposition passen, er 1. weniger Schall, sprich Baß in die Ecken abstrahlt und somit weniger Dröhnprobleme mit sich bringt und 2. prinzipbedingt, recht schnell und impulstreu den selben abstrahlt ---logischerweise hat die Sache dann auch 2 Haken. nämlich der erzielbare Pegel und die ungleichmäßige Abstrahlung im Raum verglichen mit einer kugelförmigen Abstrahlung eines normalen Subs in einem so großen Raum, daß die Raummmaße die Wellenlänge der tiefsten Frequenz "kassieren" also einer Halle sozusagen.....

    #2
    Ein Dipolsubwoofer ist also eigentlich suboptimal in Bezug auf Schallpegel und Abstrahlung --- verglichen mit einem herkömmlichen CB Subwoofer.
    Ja. Ein geschlossener Subwoofer ist genau genommen der Idealfall, alles Andere sind Kompromisse.

    Aber in Verbindung mit einem üblichen Hörraum mit all seinen Problemen im Baß (klein -- verglichen mit den tieferen Wellenlängen) kann es sein, daß wenn Positionierung von Sub und Hörposition passen, er 1. weniger Schall, sprich Baß in die Ecken abstrahlt und somit weniger Dröhnprobleme mit sich bringt und 2. prinzipbedingt, recht schnell und impulstreu den selben abstrahlt
    Stimmt alles, nur Punkt 2 kann ich nicht zustimmen, denn dafür gibt es keinen Grund.

    ---logischerweise hat die Sache dann auch 2 Haken. nämlich der erzielbare Pegel und die ungleichmäßige Abstrahlung im Raum verglichen mit einer kugelförmigen Abstrahlung eines normalen Subs in einem so großen Raum, daß die Raummmaße die Wellenlänge der tiefsten Frequenz "kassieren" also einer Halle sozusagen.....
    Ja, das Ganze funktioniert nur bis zu einem bestimmten Punkt (nach unten hin), dann wird immer mehr "geschluckt". Das aber mit Absicht.

    Mich kann so ein Prinzip nicht überzeugen, denn es gibt zu viele unbestimmte Variable, wenn man so etwas fertig kauft.
    Wenn man es dagegen exakt auf die vorgegebene Raumsituation anpasst - dann vielleicht.
    Gruß
    David


    WEBSEITE HiFiAKTIV: Klick mich
    Einen "Audio-Laien" erkennt man daran, dass er sich viel mehr mit Audiokomponenten beschäftigt als mit Raumakustik, LS-Aufstellung und Hörplatzwahl.
    Auch Personen, die noch wenig Wissen auf diesem Gebiet haben, oder solche, die Rat und Hinweise von Erfahrenen suchen, sind hier richtig.
    Meine Auffassung von seriösen Vergleichstests: Klick mich - Die bisherigen Testergebnisse: Klick mich - Private Anlage: Klick mich - Wann gefällt mir ein Musikstück? - Klick mich
    Grundsätzlich: Behauptungen die mir bedenklich erscheinen, glaube ich nur, wenn sie messtechnisch nachvollziehbar sind und wenn sie mir in Form eines verblindeten Vergleichs bewiesen werden konnten.
    Eine Bitte an Alle: nicht ganze (noch dazu große) Beiträge zitieren und darunter einen kurzen Kommentar schreiben! Besser (beispielsweise): "Volle Zustimmung zu Beitrag 37".
    Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

    Kommentar


      #3
      Dies ist ein Dokument, das das Verhalten unterschiedlicher Prinzipien gut erläutert:



      wobei auch ich, nicht immer auf die gleichen Schlussfolgerungen komme ;)
      Gewerblicher Teilnehmer

      Happy listening, Cay-Uwe.

      www.sonus-natura.com

      Kommentar


        #4
        Sehr gut, Cai-Uwe, Danke, das werd' ich heute vormittag mal genau durchlesen.

        @David: Danke, dann weiß ich, daß ich den Sachverhalt richtig gesehen habe. Du hast recht, theoretisch....könnte das.... (wie bei einem Passivlautsprecher auch), wenn er exakt auf Abhörsituation und Raum hin ausgelegt würde, was aber in der Praxis in aller Regel scheitert, weil die reale Situation zu komplex ist....
        Zuletzt geändert von Gast; 09.04.2013, 10:59.

        Kommentar


          #5
          Hallo Frank, David, Cay-Uwe,

          das Problem bei vielen Diskussionen über Dipol-Subwoofer ist m.E. , daß meist bestimmte Bauformen von Dipol-Subwoofern (Linkwitz W-Frame, H-Frame, Ripol, ...) diskutiert werden und diese wiederum mit bestimmten Bauformen von monopolar abstrahlenden Subwoofern verglichen werden (Geschlossen, Bassreflex, ...). Die jeweiligen Eigenheiten dieser Konstruktionen werden dann leider oftmals nicht von denjenigen Eigenschaften unterschieden, welche allein durch die unterschiedliche Anregung des Raums

          - an einem einzigen Ort im Fall des Monopols

          - an zwei Orten, aber in Gegenphase im Fall des Dipols

          herrühren, und damit die eigentlichen "prinzipiellen Unterschiede" unabhängig von der jeweiligen Bauform wären.

          Die meisten Bauformen von Dipol Subwoofern haben tatsächlich geringe Wirkungsgrade und müssen für einen gegebenen Schalldruck ein erheblich größeres Verschiebevolumen aufweisen als monopolar abstrahlende Subwoofer. Das liegt zumeist am geringen Wegunterschied zwischen den gegenphasigen Schallquellen.

          Vom erzeugten Schalldruck her sind Dipol und Monopolquelle bei einer bestimmten Frequenz Feq etwa gleich effizient, diese ist gegeben wenn (ca.) Feq = 0.17 * (c/D) ist. Dabei ist
          D....der Abstand der gegenphasigen Schallquellen, aus denen der Dipol aufgebaut ist
          c....die Schallgeschwindigkeit in Luft

          Beispiel: Für D=0.5m ergibt sich Feq etwa zu 116Hz.

          Mit jeder Oktave, die es tiefer geht, benötigt der Dipol (unter Freifeldbedingungen) das 8 fache Verschiebevolumen, der Monopol jedoch nur das 4 fache.

          Ein Dipol Subwoofer mit D=0.5m müsste also für einen gegebenen Pegel um 30Hz etwa das 4 fache Volumen verschieben, wie ein Monopol. Daraus erklären sich die großen Chassis, welche z.B. in H-Frames oder Ripolen verbaut werden, wenn HiFi gerechter Schalldruck und geringe Verzerrungen gefordert sind.

          Ist der Monopol gar als BR System ausgeführt, welches im Beispiel auf ca. 30Hz abgestimmt sei, dann kann sich das treiberseitig zu installierende Verschiebevolumen noch erheblich verringern. Am effektiv zu verschiebenden Volumen ändert sich jedoch nichts, ganz gleich ob man ein geschlossenes oder ein BR-Gehäuse aufbaut.

          Dipole sind nicht immer per se ineffizient, weil sie Dipole sind, sondern oft nur deshalb, weil die Dipol-Pfadlängen bei Subwoofern nicht an den abzustrahlenden Frequenzbereich angepasst sind, und die Vorteile von BR-Systemen nicht genutzt werden. Mit entsprechender Frequenzgang-Entzerrung kann man einen Dipol Subwoofer durchaus aus zwei BR-Subwoofern aufbauen, die man z.B. auf eine Dipol Pfadlänge von 1m aufstellt. Feq sinkt dann auf ca. 58Hz, man benötigt nur noch das doppelte Verschiebevolumen gegenüber dem Monopol bei 30Hz.

          Oberhalb Feq erzeugt der Dipol übrigens sogar mit gleichem Verschiebevolumen einen höheren Schalldruck auf seiner Wirkungsachse.

          Man kann die Dipol-Pfadlänge nur deshalb nicht beliebig lang machen, weil die "Dipol 8" als Abstrahlcharakteristik sich oberhalb ca. 2 * Feq zusehends deformiert. Es spricht jedoch prinzipiell nichts dagegen, Subwoofer mit Pfadlängen von z.B. 1m zu bauen oder sogar mehr, je nach gewünschtem Übertragungsbereich.

          Mit den üblichen H-Frames, Ripolen u. dergl. ist dies jedoch nicht möglich, weil diese dann innerhalb ihres Übertragungsbereiches oder zu knapp darüber Pfeifenresonanzen des Luftkörpers im Gehäuse ausbilden.

          Würde man Dipole und Kardiod-Systeme geschickter aufbauen, dann wäre bei Subwoofern der Unterschied zu monopolaren Systemen im Wirkungsgrad relativ gering: Jeder kann auch heute schon 2 BR-Subwoofer gegenphasig betreiben und die Schallquellen in ca. 1m Entfernung positionieren, sofern der Frequenzgang unterhalb der Übernahmefrequenz des Subwoofers entsprechend kompensiert wird.

          Soviel zunächst zu den "technischen Besonderheiten" möglicher Anordnungen.

          Was uns ja eigentlich interessiert ist das Verhalten im Hörraum. Dipol Subwoofer müssen bevorzugt mit der Wirkungsachse entlang der längeren Seite des Raums aufgestellt werden. Denn unterhalb der tiefsten Raummode - wenn 1/4 der Schallwellenlänge zwischen Front- und Rückwand des Raums passen - findet praktisch keine Schallabstrahlung mehr statt und der Dipol kann auch keine "Room Pressurization" aufbauen, d.h. keinen Wechseldruck unterhalb der niedrigsten Raummode. Geschlossene Systeme und auch extrem tief abgestimmte BR-Systeme können dazu in Wohnräumen noch in der Lage sein.

          Der Dipol regt weniger Raummoden in Querrichtung des Raums und zwischen Boden und Zimmerdecke an. Die Anregung von Moden kann dabei sowohl durch Verschieben als auch durch Verdrehen der Dipol-Achse verändert werden. Beim Monpol kann die Modenanregung nur durch Verschieben verändert werden.

          In der Aufstellung selbst kann ich nicht erkennen, daß ein Dipol "kritischer" wäre, um etwa einen ausgewogenen Frequenzgang im Raum zu erreichen. Die Optimierung von Anregungsort und Hörposition ist bei einem monopolaren Subwoofer nicht weniger "schwierig".

          Lediglich ein ausreichender Abstand zur Frontwand des Raums muss bei einem Dipol zwingend eingehalten werden (>1m), sonst kommt zu wenig Abstrahlung zustande. Dipol Subwoofer können aber z.B. durchaus nahe seitlicher Wände oder sogar in seitlichen Raumkanten plaziert werden.

          Platziert man die o.g. genannte Anordung 2er BR-Boxen in einer seitlichen Raumkante, dann wird übrigens auch von einem Wirkungsgradnachteil zu Ungunsten des Dipols zumindest im Bereich oberhalb der niedrigsten Raummode nicht mehr viel zu berichten sein.

          Der Dipol Subwoofer erzeugt bei guter Plazierung eine subjektiv oft als "trockener" empfundene Basswiedergabe. Ein Eindruck, der dann m.E. hauptsächlich auf verminderte Modenaregung im mittleren und oberen Bassbereich zurückzuführen ist, wo Moden zwischen Boden- und Zimmerdecke sowie den Seitenwänden meist eine größere Rolle spielen. Grundsätzlich muss aber auch ein Dipol-Subwoofer unterhalb der Schröderfrequenz Raumoden anregen, um eine Basswiedergabe im Raum zu erzeugen.

          Die Störung der Nachbarschaft fällt u.a. durch fehlende Room-Pressurization ebenfalls geringer aus. Dafür ist ein Dipol-Subwoofer nicht für die Reproduktion tieffrequenter Ereignisse unterhalb der tiefsten Raummode geeignet: Allerdings reicht ein Raum mit z.B. 4m Tiefe bereits für ca. 40Hz, die genannte Einschränkung relativiert sich also.

          Bei den oft leidenschaftlich geführten Monopol vs. Dipol Diskussionen wird oft Eines vergessen:

          Es ist grundsätzlich für eine ausgewogene Basswiedergabe in der Umgebung der Schröderfrequenz und darunter von erheblichem Vorteil, den Raum an mehreren Stellen anzuregen, welche in Relation zur betrachteten Wellenlänge hinreichend separiert sein sollten. Dies gilt auch für den Fall, dass monopolare Subwoofer eingesetzt werden.

          Einen Teil seiner Vorteile erzielt ein Dipol- und/oder Kardioid-Subwoofer allein aus der Tasache, daß er bereits eine räumlich verteilte Schallquelle ist. Die Besonderheit der "Gegenphasigkeit" der Einzelschallquellen ist dabei ein zusätzlicher Aspekt.

          Unterschiedliche Anregungspunkte im Raum haben jeweils eine andere Frequenzabhängigkeit der akust. Impedanz und können gemeinsam am Hörplatz einen ausgewogeneren Frequenzgang erzeugen. Das gilt ganz besonders dann, wenn man die Anregungsorte gezielt danach auswählt.

          Die Schwankungsbreite der Schalldruckverteilung über unterschiedliche Hörplätze lässt sich damit ebenfalls verringern: Das ist anders als bei "Digitaler Raumkorrektur", wo ein "geradegezogener" Frequenzgang für einen bestimmten Hörplatz immer auch Verschlechterungen an anderen Plätzen nach sich ziehen muss: Denn das Problem wird mit DRC nicht an der Ursache, sondern am Symptom angepackt und es kann damit nur an einem konkreten Hörplatz eine ausgewogene Bassiedergabe im modalen Frequenzbereich des Hörraums hergestellt werden.

          Auch bei Dipol-Subwoofern kann eine ausgewogenere Anregung des Raums durch den Einsatz mehrerer Subwoofer erreicht werden.
          Zuletzt geändert von dipol-audio; 16.03.2014, 17:39.
          Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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            #6
            Eine Korrektur:

            "Denn unterhalb der tiefsten Raummode - wenn 1/4 der Schallwellenlänge zwischen Front- und Rückwand des Raums passen - findet praktisch keine Schallabstrahlung mehr statt ..."

            muss heißen:

            "Denn deutlich unterhalb der tiefsten Raummode - bei der 1/2 der Schallwellenlänge zwischen Front- und Rückwand des Raums passen - kann der Dipol praktisch keinen Schalldruck mehr im Raum erzeugen ..."


            ...das nachfolgende Zahlenbeispiel mit ca. 4m Raumtiefe für 40Hz stimmte im Text trotzdem ... ;-)
            Zuletzt geändert von dipol-audio; 16.03.2014, 19:04.
            Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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              #7
              Hallo Oliver!
              Super Beitrag, ich kann nur momentan aus Zeitgründen nicht darauf reagieren. Ich hoffe, die Anderen machen das, es gäbe dazu noch einiges zu sagen.
              Gruß
              David


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              Grundsätzlich: Behauptungen die mir bedenklich erscheinen, glaube ich nur, wenn sie messtechnisch nachvollziehbar sind und wenn sie mir in Form eines verblindeten Vergleichs bewiesen werden konnten.
              Eine Bitte an Alle: nicht ganze (noch dazu große) Beiträge zitieren und darunter einen kurzen Kommentar schreiben! Besser (beispielsweise): "Volle Zustimmung zu Beitrag 37".
              Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

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                #8
                Hallo

                Zitat von dipol-audio Beitrag anzeigen
                "Denn deutlich unterhalb der tiefsten Raummode - bei der 1/2 der Schallwellenlänge zwischen Front- und Rückwand des Raums passen - kann der Dipol praktisch keinen Schalldruck mehr im Raum erzeugen ..."
                Welcher Logik folgt dieses Argument?

                :S
                LG
                Babak
                Grüße
                :S

                Babak

                ------------------------------
                "Alles was wir hören ist eine Meinung, nicht ein Faktum.

                Alles was wir sehen ist eine Perspektive, nicht die Wahrheit!"


                Marcus Aurelius

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                  #9


                  Die Messergebnisse zeigen ähnliche Werte wie von dipol-audio angegeben.

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                    #10
                    Hallo Babak,
                    Hallo Stax,

                    unterhalb der niedrigsten Raummode (mit Index 0,0,1), die einer "stehenden Welle" mit lambda/2 entlang der Raumdimension mit größter Ausdehnung entspricht, lässt sich Wechseldruck im Raum praktisch nur noch durch den Druckkammereffekt aufbauen.

                    D.h. der Raum wird mit sinkender Frequenz zunehmend "als Ganzes" unter Druck gesetzt, ohne dass eine Wellenausbreitung erfolgt. Dazu ist ein Dipol nicht in der Lage, da die Summe des in den Raum verschobenen Volumens (wenn man die Vorzeichen auf beiden Wandlerseiten beachtet) stets Null ist. Trotzdem spricht man auch beim Dipol von einem Verschiebevolumen ...

                    In einem gedachten hermetisch abgedichteten Hörraum könnte eine ebenso dichte geschlossene Box sogar einen statischen Druck aufbauen, indem der Tieftöner einfach auf eine bestimme Auslenkung (mittels Gleichspannung) eingestellt würde.

                    Das ist natürlich nur ein Gedankenexperiment und nicht praxisgerecht, aber es verdeutlicht den Unterschied zum Dipol: Der Dipol "saugt" das Volumen welches die eine Teilschallquelle "herauschiebt" mit der anderen Teilschallquelle - die ja gegenphasig ist - wieder ein. Ein Druckkammereffekt ("Room Pressurization") ist daher nicht möglich.
                    Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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                      #11
                      Deinen Beitrag kann man so lesen, als wolltest Du sagen, man könne keinen teffrequenten Signake unter der Frequenz der ersten Raummode wiedergeben.
                      Grüße
                      :S

                      Babak

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                      Marcus Aurelius

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                        #12
                        Nicht mit Dipolen, das ist richtig ... im Nahfeld sieht es nochmal ein wenig anders aus.
                        Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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                          #13
                          Also können doch so tiefe Frequenzen wiedergegeben werden.
                          Grüße
                          :S

                          Babak

                          ------------------------------
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                          Marcus Aurelius

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                            #14
                            Als Beispiel:

                            Bei einer Raumtiefe von 5m liegt die Mode 0,0,1 bei ca. 34 Hz, um glatte Zahlen zu nehmen.

                            Um deutlich unterhalb dieser Mode auch an einem Hörplatz, der nicht unmittelbar vor den LS ist, noch praxisgerechten Schalldruck zu erzeugen müsste man

                            - ein geschlossenes Systen mit hinreichendem Verschiebvolumen haben

                            oder

                            - ein BR-System das (je nach gewählten Parametern) deutlich tiefer als die Mode 0,0,1 abgestimmt sein müsste

                            Ich gehe davon aus, dass der Frequenzgang der genannten Systeme ggf. für Raum und Aufstellung entzerrt werden muss, auch im Sinne eines sinnvollen Kompromisses zw. max. Pegel und unterer Grenzfrequenz.

                            Für Räume, welche eine Tiefe > 5m haben, dürfte also den meisten BR-Systemen die Puste dabei ausgehen, wenn es darum geht unterhalb der Frequenz der Mode 0,0,1 noch einen "tonfrequenten Wechseldruck" aufzubauen: Abstimmungen deutlich unter 34 Hz sind m.E. eher selten und eine Tiefbassanhebung, welche erst unterhalb von fb greift ist für eine BR-Box "vorsätzlicher elektroakustischer Totschlag", weil der Membranhub zu groß wird.

                            Für solche Vorhaben bleiben letztlich nur aktiv entzerrte geschlossene Subwoofer, welche über hinreichendes Verschiebevolumen verfügen.

                            Der Dipol geht so tief (auch einen Tick drunter ...) wie die Mode 0,0,1 des Raums, vorausgesetzt seine Auslegung (Abstimmung, Entzerrung, max. Verschiebevolumen) erlaubt dort einen praxisgerechten Pegel, ansonsten sollte man ihm das durch einen Hochpass ersparen, wie jedem anderen System auch.

                            Zum unterschiedlichen benötigten Verschiebevolumen eines Dipols gegenüber einem Monopol habe ich ja oben schon etwas geschrieben. Dieser Unterschied ist prinzipbedingt, aber aus Sicht der Schallabstrahlung nicht von der jeweiligen Bauart des Dipols oder des Monopols abhängig: Lediglich die gewählte Dipol-Pfadlänge bestimmt, bei welcher Frequenz Feq beide Konzepte das gleiche Verschiebvolumen benötigen. Unterhalb Feq geht das Verschiebevolumen im Freifeld für den Dipol mit jeder Oktave x8, beim Monopol x4 .

                            Eine BR-Box kann jedoch als Resonator im Bereich der Abstimmfrequenz ein (je nach gewählten Parametern erheblich ...) größeres Volumen verschieben als treiberseitig installiert ist.
                            Zuletzt geändert von dipol-audio; 18.03.2014, 19:23.
                            Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                            Kommentar


                              #15
                              Das hier sind zwei BR in Stereo Anordnung, mono gemessen in ca. 2,5m Abstand am Hörplatz.
                              Wie groß müsste der Raum sein ?
                              Die gelbe Linie steht bei 25 Hz.



                              LG, dB
                              don't
                              panic

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