Schallbeugung im Tief-/Mitteltonbereich

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komodowrn
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 07. Aug 2021, 20:06

Hallo zusammen,

ich habe mich in den vergangenen Tagen etwas mit dem Thema Lautsprecherbau und mit Simulationsprogrammen wie Boxsim auseinander gesetzt. Dabei bin ich bei der Simulation der Schallbeugung auf ein Verhalten gestoßen, dass sich mir nicht ganz erschließt.
So wie ich es verstanden habe, entsteht Schallbeugung immer dann, wenn die Wellenlänge einer Schwingung kleiner ist, als der Abstand der Schallquelle zur nächsten Kante.

Konkret habe ich beispielsweise einen Lautsprecher mit den Maßen H 350 mm, B 200 mm und T 175 mm simuliert.
Was mich dabei stutzig gemacht hat, ist das Verhalten im Tieftonbereich. Meiner Meinung nach sollte dort kein nennenswerter Effekt durch Schallbeugung auftreten, da bei z.B. 500 Hz die Wellenlänge 686 mm beträgt (also ca das Doppelte der Höhe der Box) und somit keine Schallbeugung mehr stattfindet sollte.

Dies deckt sich soweit mit dem was ich online gefunden habe:

Schallbeugung an Kanten

Nun habe ich aber bei oben Beschriebener Box die Simulation einmal mit und einmal ohne Schallbeugung simulieren lassen. Die Ergebnisse sind in der Grafik dargestellt:

Laut Simulation findet gerade im Bereich der tiefen Frequenzen eine starke Dämpfung (ca. -5dB) statt. Dies deckt sich nicht mit dem was ich sonst so an Informationen gefunden habe.
Daher meine Frage, an welcher Stelle habe ich einen Denkfehler gemacht oder etwas übersehen?

Beste Grüße
komodowrn

Wave_Guider
Inventar

#2 erstellt: 07. Aug 2021, 22:25

Hi,

die tiefen Frequenzen (bis so 500 Hz hoch in Deinem Fall) können ob ihrer verhältnismäßig langen Wellenlänge,
nach seitlich und nach hinten des Gehäuses ausweichen.

(Dabei ist eher der Durchmesser der Membrane sowie die Breite der Schallwand ein bestimmender Faktor
und weniger die Höhe des Gehäuses).

Oberhalb Deiner 400 Hz beginnt dann der sog. Baffelstep ("Schallwand-Anstieg"):

- die Wellenlänge wird klein in Relation zum Durchmesser der Membrane, bzw. der Breite der Schallwand.

Dabei wird zunehmend kein Schall mehr um die Schallwand herum nach seitlich und hinten gebeugt,
sondern nur noch nach vorne abgestrahlt. Und auf der Messkurve erscheint dieser Bereich dann lauter.

Incl. des Durchmessers der Membrane und der Schallwand-Abmessungen,
weist die schwarze Kurve also den soweit richtigen Sachverhalt aus.

Wo dies und das um die Box herum gebeugt wird und anderes eher gebündelt nach vorne abstrahlt,
wird man dieses auch genau so messen können, wenn man die Box einmal auf der Vorderseite misst,
und dann auf der Rückseite.

Hinten sind weniger Mitten und Höhen, aber mehr Bass.

Grüße von
Thomas

ehemals_Mwf
Inventar

#3 erstellt: 07. Aug 2021, 23:12

Hi,

Komodowrn (Beitrag #1) schrieb:

... So wie ich es verstanden habe, entsteht Schallbeugung immer dann, wenn die Wellenlänge einer Schwingung kleiner ist, als der Abstand der Schallquelle zur nächsten Kante...

Es ist genau umgekehrt, also Beugung wenn Wellenlänge größer als Schallquelle bzw. Abstand Schallquelle bis zur nächsten Kante der "Schallwand".

Gruss,
Michael

komodowrn
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 08. Aug 2021, 07:42

Hallo Thomas und Michael,

vielen Dank für die schnelle, ausführliche und verständliche Antwort. Das hilft mir vom Verständnis her sehr weiter.

Beste Grüße
komodowrn