Helmholtz Resonator - Größe des Resonanzrohrs

Hi

Die Varianten unterscheiden sich im "Q" und der Bandbreite.

Worauf muss ich bei der Größe und Länge des Resonanzrohrs achten?

ME wie du mit diesen Variablen deine gewünschte FQ schmal - oder breitbandig erreichen kannst, was mE letztendlich auch den Wirkungsgrad ausmacht.

Sieht man z.B sehr schön mit dem Acoustic Calculator

http://www.mh-audio.nl/user/images/Helmholtz.jpg

( kostenloser Download bei http://www.mh-audio.nl/user/acoustic%20calculator.asp )

Trotzdem würde ich vorher testen, in und bei was für einer Helmiposition im Raum die zu bekämpfende Mode am stärksten ist und dort - wenn möglich - den Helmi aufstellen. Geht z.B. ganz gut mit einem Sinusgenerator oder Testfile. MMn erkennt man bei Umhergehen (auch Höhe beachten!) wo die Mode am stärksten ist.

Gruss
Stefan

Geht zwar nicht 100% mit der Mathematik konform, aber ich würde für eine möglichst große Öffnungsfläche sorgen. Zumindest ergeben auch Absorber mit sehr kleiner Öffnung auf dem Papier brauchbare Werte, ich bezweifele aber, daß sie in der Praxis genausogut wirken.

Abstimmung mit Mikro ist unumgänglich. Man kann zwar vieles vorab nach Gehör abklären, aber der berechnete HH muß noch genau getuned werden damit er sicher die Mode trifft. Wenn das nach Berechnung schon funktioniert wars Zufall, alle HH die ich kenne mussten feingetuned werden.

Bei langen Rohren ist das etwas lästig, da man sie stückweise kürzen muß. Ein Loch mit veränderbarer Fläche ist komfortabeler, geht allerdings nur wenn der Absorber groß genug ist (sonst reicht die Materialstärke nicht als Rohrlänge, zumindest nicht bei brauchbarer Öffnungsfläche)

Vorallem die Wirkung der Dämmung ist nicht berechenbar.

Perfekt...das ist genau das, was ich gesucht habe.

Welchen Q-Wert und welche Bandbreite sind denn sinnvoll zu wählen? Welche Werte sollte man nicht über- bzw. unterschreiten um ein vernünftiges Ergebnis zu erhalten.


Messungen am Hörplatz, Umhergehen im Raum, Messungen an möglichen HH-Postionen habe ich schon gemacht.
Dass Theorie und Praxis nicht immer 100%ig übereinstimmen ist mir klar, aber ich will zumindest vorab die Theorie möglichst gut klären, um später in die Praxis weniger Arbeit investieren zu müssen.

Gesucht ist relativ, glaub Beitrag 15 oder so ist hier der Rechner

Welchen Q-Wert und welche Bandbreite sind denn sinnvoll zu wählen?

Das ist die Frage die sich alle stellen.

Die Güte deiner Mode kannst du direkt messen.
Nur der Wirkungsgrad ist, naja, Schätzung wäre noch übertrieben. Normalerweise baut man sie so groß man kann/will. Unter 100l passiert nichts, unter 300l passiert wenig. Gilt für 40Hz und Umgebung bei Eckaufstellung. Höhere Frequenzen brauchen kleinere Volumen und umgekehrt.

Auf dem Papier braucht der Absorber in der Ecke im Vergleich zur Wandaufstellung das halbe Volumen.

buddysk schrieb:

Welchen Q-Wert und welche Bandbreite sind denn sinnvoll zu wählen? Welche Werte sollte man nicht über- bzw. unterschreiten um ein vernünftiges Ergebnis zu erhalten.

Das richtet sich (mE) nach deiner Messung oder der daraus ersichtlichen "Modenqualität" bzw. auch auf den Stellplatz gemünzt, wo der Helmi stehen sollte.

Wäre z.B. die Mode "spitz" (schmalbandig) würd ich einen höheren Q wählen/versuchen. Wäre dann in deinem Fall: Länge 10cm ; Durchmesser 21 cm

Dennoch rentiert es sich, wenn man mit dem AC einfach mal die Variablen ausprobiert, so dass es z.B. zu der gemessen Mode konform geht. Manches richtet sich aber auch nur nach dem bereits vorhandenen Baumaterial und Werkzeugen

Umhergehen im Raum

Die Höhenpositionen bitte nicht vergessen. Warum? Siehe: Berge und Täler

Gruss
Stefan

Die Höhe der Portöffnung habe ich schon bedacht...trotzdem danke für den Hinweis.

Ich habe 2 Moden die sehr nah beieinander liegen. Die 51Hz-Mode geht von meinem Sub aus und die 54Hz-Mode vom meinen Frontspeakern.
Die 51Hz-Mode fällt etwas stärker aus...werde also vmtl. auf diese Mode abstimmen mit einer Bandbreite von etwa 12Hz und Q=4.


Habe noch zwei weitere starke und schmalbandige Moden bei 100Hz und 125Hz, aber die müssen erstmal warten...dafür wären Plattenschwinger die bessere Variante oder?

Solang dein Raum nicht grade 3.4m hoch ist spielt die Höhe keine Rolle.

Höchstwahrscheinlich dürfte ein bodennahes Rohr am besten wirken.

Dennoch rentiert es sich, wenn man mit dem AC einfach mal die Variablen ausprobiert, so dass es z.B. zu der gemessen Mode konform geht.

Oder man setzt gleich in die Formel ein.

-3dB Punkte und Modenfrequenz, mehr braucht man nicht.

fu = unterer -3dB Punkt
fo = oberer

f = Frequenz der Mode

f/(fo - fu) = Q

z.B

50Hz Mode
-3dB bei 45 und 55Hz

55-
45 = 10; 50/10 = 5

EDIT:

mit einer Bandbreite von etwa 12Hz

Die Bandbreite steigt durch die Dämmung mitunter stark an, ebenso sinkt der Wirkungsgrad. Es ist daher günstiger einen sehr schmalbandigen HH zu berechnen und den dann mit etwas Dämmung auf die gewünschte Bandbreite zu bringen. Setzt man die Bandbreite des leeren HH bereits hoch an wird er zusammen mit der unumgänglichen Dämmung viel zu breit wirken.

@ Used2Use

Warum so komplizwickt?

Man kann z.B. den Acoustic Calculator nehmen, einfach mit den Maßen rumspielen und auf Calculation drücken (ist halt für Rechenfaule ) Man bekommt mE aber auch schnell ein Gespür, wie sich was verändert.

Solang dein Raum nicht grade 3.4m hoch ist spielt die Höhe keine Rolle. Höchstwahrscheinlich dürfte ein bodennahes Rohr am besten wirken.

Wie man im (von mir) verlinkten Posting erkennen kann, war das bei 38Hz (und Raumecken) nicht der Fall. Mein Raum ist nur 2,60m hoch. Allerdings ist die Wirkung in der Raummitte wieder am Boden hoch.

@ buddysk

Ich habe 2 Moden die sehr nah beieinander liegen. Die 51Hz-Mode geht von meinem Sub aus und die 54Hz-Mode vom meinen Frontspeakern.

Es mag sich jetzt spitzfindig lesen, aber die Moden "gehen vom Raum aus". Ansonsten wären mE die LS falsch eingestellt

Gruss
Stefan

Warum so komplizwickt?

Hehe, eine Division...

Ich weis garnicht wo ich anfangen soll mich darüber zu wundern, daß man die mit einer stochastischen Annäherung über ein Simprog vermeiden will. Vorallem wo angeblich Messungen vorliegen von denen man die Eingabewerte ablesen kann.

Stelle ein paar Personen die Frage: "Was ist 2 mal 2" und Du wirst folgende Antworten erhalten: Der Ingenieur zückt seinen Taschenrechner, rechnet ein bisschen und meint schließlich:3,999999999 Der Physiker: "In der Größenordnung von 1 man 10 hoch 1" Der Mathematiker wird sich einen Tag in seine Stube verziehen und dann freudestrahlend mit einen dicken Bündel Papier ankommen und behaupten: "Das Problem ist lösbar!" Der Logiker: "Bitte definiere 2 mal 2 präziser." Der Hacker bricht in den NASA-Supercomputer ein und lässt den rechnen. Der Psychiater: "Weiß ich nicht, aber gut, das wir darüber geredet haben..." Der Buchhalter wird zunächst alle Türen und Fenster schließen, sich vorsichtig umsehen und fragen: "Was für eine Antwort wollen Sie hören?" Der Jurist: "4, aber ich weiß nicht, ob wir vor Gericht damit durchkommen." Der Politiker: "Ich verstehe ihre Frage nicht..."

Bei deiner Auflistung fehlt der Pragmatiker

150Liter-Gehäuse sind vorhanden. Und ich gehe jede Wette ein, dass der TE nicht jedes Werkzeug für jedes runde Löchlein, geschweige denn die passenden Reflexkanäle im passenden Durchmesser Zuhause rumliegen hat. Wie _praktisch_ wäre dann ein Tool, in dem man genau die möglichen Variablen eingeben kann, die sich durch vorhandene Werkzeuge und Materialen ergeben?

Gruss
Stefan

Ich habe 2 Moden die sehr nah beieinander liegen. Die 51Hz-Mode geht von meinem Sub aus und die 54Hz-Mode vom meinen Frontspeakern. Es mag sich jetzt spitzfindig lesen, aber die Moden "gehen vom Raum aus". Ansonsten wären mE die LS falsch eingestellt

War von mir natürlich schlecht formuliert:
Der Sub und die Lautsprecher regen die entsprechende Mode an. Mein Raum ist etwa doppelt so breit wie lang und somit sind die beiden nahe beieinander liegenden Moden auch nachvollziehbar.


Ich werde heute abend mit den gemessenen Werten und der Formel von Uses2Use das mal ausrechnen und mit den Acoustic-Calculator-Daten vergleichen.

edit: Ich kann eure beiden Argumentationsweisen nachvollziehen.

Im Endefekt wird es einfach darauf hinauslaufen, dass ich es auf einen Versuch ankommen lassen muss und hoffen, dass dieser möglichst nah am theoretisch berechnetem Ideal ist.
Mir kommt es auch nicht auf die letzte Nuance an - ich will einfach den nervenden Raummoden etwas entgegenwirken.

Und ich gehe jede Wette ein, dass der TE nicht jedes Werkzeug für jedes runde Löchlein, geschweige denn die passenden Reflexkanäle im passenden Durchmesser Zuhause rumliegen hat.

Das Wort das du suchst könnte "Stichsäge" lauten.
(Bitte frag mich jetzt nicht auch noch ob ich es schaffe damit runde Löcher zu sägen, ohne Pendelhub und mit Kurvensägeblatt ja, wenn man keins Zuhause hat gibts sowieso Ärger, mit dem Schnellsägeblatt bekommt man keine schönen Schnitte hin.)

Was allerdings die Festlegung auf einen Durchmesser mit der genauen Abstimmung zutun hat, ka.
Um die Güte des HHs auf die Mode abzustimmen braucht man nur ein Werkzeug, Mathematik.
Ob man jetzt lieber probiert oder in Formeln einsetzt ist mir pers. gleich, ist eure Zeit. Dachte nur so könnts schneller gehen, nachdem wie gesagt die Eingabewerte einfach nur abgelesen werden müssen.

Hab beruflich viel mit Holzmaterialen zu tun und ich traue mir _nicht_ zu, dass ich mit einer Stichsäge ein rundes Loch mit z.B. 10cm Durchmesser hinbekommen würde. Meist werden für diesen Kram stabile Lochfräser bemüht und die hat man (meist) eben nicht in allen Durchmessern - wie auch die Reflexrohre.

Zumindest wenn das Helmi Teil am Ende nach etwas aussehen sollte. Ansonsten kann man natürlich mit irgendwas Löcher reinschnippeln

Gruss
Stefan

buddysk schrieb:

edit: Ich kann eure beiden Argumentationsweisen nachvollziehen.

Ich auch

Im Endefekt wird es einfach darauf hinauslaufen, dass ich es auf einen Versuch ankommen lassen muss und hoffen, dass dieser möglichst nah am theoretisch berechnetem Ideal ist. Mir kommt es auch nicht auf die letzte Nuance an - ich will einfach den nervenden Raummoden etwas entgegenwirken.

Meine Meinung: Einfach machen. Meist wirkt der erste Helmi nicht wie gewünscht. Vlt weil man irgendwas anderes nicht beachtet hatte.

Aber... danach wird jeder weitere nur besser

Gruss
Stefan

Ich ebenfalls.

Und dennoch kann ichs mir nicht verkneifen...

Wenn der HH nach was aussehen soll wird er gespachtelt. Dann kann man kleinere Fehler am Ausschnitt gleich korrigieren. Wobei, in Ermangelung guten Werkzeugs muß ich mich in dem Punkt mit ineffektiven Lösungen rumschlagen. Ich passe das Rohr mit der Raspel/Feile ein. Wird genauso gut, dauert nur länger.

EDIT:
Ich hab da allerdings vergessen, daß es ja auch MPX gibt...

Meine Meinung: Einfach machen. Meist wirkt der erste Helmi nicht wie gewünscht. Vlt weil man irgendwas anderes nicht beachtet hatte.

Sowieso. Mit Mikrofon im Haus ist das Abstimmen kein Problem. Dazu setzt man eine Variable bewusst so, daß man sie leicht tunen kann. Entweder man beginnt mit einem etwas zu langen Rohr, oder mit einem etwas zu großen Volumen (oder mit dem errechneten, es wird von der Dämmung noch etwas vergrößert).

Falls alle Stricke reißen kann man ihn noch etwas mehr füllen, so senkt er dann breitbandig den Nachhall im Bass. Davon kann man sowieso nie genug haben.

Endkorrekturen kann man nebenbei auch noch ausrechnen. Das berücksichtigt meines wissens nach keiner der HH-Rechner. Die für BR-Boxen allerdings schon. Daher ists genauer wenn du den Port am Ende nochmal mit z.B Boxsim nachrechnest. Das Programm versucht wenigstens die Lage des Ports im Gehäuse, das Dämmmaterial und die Abmessungen des Gehäuses zu berücksichtigen. Die HH-Simulatoren gehen von einem einfachen Feder-Masse System aus, da wäre ein Treffer reiner Zufall.

EDIT:

Feder-Masse Formel gilt für:

kleine Rohrdurchmesser in Relation zur Länge
kleine Kanäle in Relation zum Volumen
große Abstände zu allen Wänden des Raums und den Innenwänden des HHs

Rohr direkt am Boden z.B wäre da schon fatal. Großes, kurzes Rohr ebenfalls. Daher wunderst mich auch, daß simpele Simulationsprogramme so gerne und vorallem unwiedersprochen verwendet werden. Bzw. versteht man so ev. meine Meinung zum Erfahrungsammeln mittels Simulationsprogramm eher. Bei guten Simprogs spricht überhaupt nichts dagegen. Allerdings sind die für HH zu ungenau.

f/(fo - fu) = Q

Nach der Formel habe ich mit Fronts + 1 Sub Q=8,5 und mit 2 Subs Q=7.

(Momentan noch mit 2 Subs, die ich aber bald gegen einen Selbstbau-Sub austauschen möchte.)

Ergo: Schmalbandigen HH bauen und mit Dämmmaterial experimentieren.

Feder-Masse Formel gilt für: kleine Rohrdurchmesser in Relation zur Länge kleine Kanäle in Relation zum Volumen große Abstände zu allen Wänden des Raums und den Innenwänden des HHs

Soll heißen, dass ich das beim Bau des HH beachten muss oder?

20cm Durchmesser zu 10cm Länge: Ist dabei "kleine Rohrdurchmesser in Relation zur Länge" überhaupt noch gegeben?

Soll heißen, dass ich das beim Bau des HH beachten muss oder?

Nein, ich wollte mich nur genauer ausdrücken wenn ich schon die gängigen Simulationstools kritisiere. Unter Umständen stimmen sie ja.

20cm Durchmesser zu 10cm Länge: Ist dabei "kleine Rohrdurchmesser in Relation zur Länge" überhaupt noch gegeben?

Nein. Ein Teil der Umgebungsluft wird noch mitangekoppelt. Daher ist die akustisch wirksame Länge des Rohres etwas größer als die geometrische.
Dieser Effekt wird durch direk angrenzende Flächen verstärkt, wenn z.B das Rohr direkt am Boden wäre koppelt es noch mehr Luft an. Wenn der Rohrdurchmesser sehr klein ist, dann macht die Endkorrektur kaum etwas aus. Für große Öffnungen sinds gleich mal ein paar Hz. Wie wir wissen bedeutet das, daß die Mode verfehlt wird.

Boxsim bietet einen BR-Rechner, der angrenzende Flächen des Gehäuses berücksichtigt (vermutlich auch die Endkorrektur). Höchstwahrscheinlich sind die Ergebnisse etwas genauer.

Ich würde so vorgehen:

f und Q ermitteln
Volumen gibt der Raum vor
Dann wählt man eine sinnvolle Öffnungsfläche und setzt ins Simprog ein.
Die Güte sollte deutlich über der gemessenen liegen, man erhält zur gewählten Öffnungsfläche eine Länge.
Der Koppelungsfaktor sollte nicht zu klein sein

Somit hätte man alle Werte, die kann man in Boxsim in den BR-Rechner eingeben. Der berücksichtigt dann noch die genauen Abmessungen und die Lage des Rohres im Gehäuse. Man variiert die Länge des Rohres bis man die gewünschte Frequenz getroffen hat. Dabei kann man ein wenig Dämmung mitsimulieren.

Danach baut man den Absorber auf. Damit er halbwegs den simulierten Werten entspricht muß er stabil sein. 22mm Platten, bei Längen über 50cm würd ich eine Strebe einplanen. Das Testrohr muß gut abschließen, ich würde fürs Abstimmen eine Dichtung anbringen (Z.B unsichtbar an der Innenseite der Front). Bei einer 10cm Öffnung wird man noch eine Serviceluke brauchen um die Dämmung notfalls noch ändern zu können. Ich würde mit Sonofil dämmen, z.B 5cm Dicke an 3 Wänden.

Das Abstimmen läuft dann etwa so:
Man baut ihn auf, stellt ihn hin, misst. Nichts. Entweder zu viel Dämmung oder eine viel zu niedrige Resonanzfrequenz, oder beides. Also mal die Dämmung halbieren. Ahh, eine kleine Senke, aber was macht die da unten? Also Rohr kürzen. Irgendwann nach dem 3-4 mal kürzen trifft man wenigstens mal die Mode. Ist der HH zu schmal teilt sich die Mode in 2 schmale und niedrigere Peaks auf. Also mehr Dämmung. Dadurch sinkt die Resonanzfrequenz wieder, also Rohr kürzen

Ist natürlich ein Extrembeispiel. Man sollte jedoch darauf vorbereitet sein. Man kann HH nicht simulieren. Man kann grob bestimmen, ob es für die gegebene Mode/Volumen Sinn macht einen zu bauen. Für den Port erhält man nur Startwerte für die messtechnische Abstimmung. Man darf allerdings nicht vergessen, daß ist schon eine große Hilfe.

Um das Abstimmen zu beschleunigen verwenden viele eine rechteckige Öffnung. Mit einer 2. Platte davor kann man die Fläche durch Verschieben ändern. Die Länge bleibt dabei gleich. Das geht wesendlich schneller, mir scheinen jedoch die Öffnungsflächen zu klein zu sein.

Mit Boxsim habe ich schon etwas herumgespielt, wie sich die Position der Öffnung, Dämmung, etc. auf die Frequenz auswirkt...ergibt teilweise schon recht deutliche Unterschiede trotz identischem Gehäuse.

Gehäuse wird 19mm MDF + Verstrebungen.

Vielen Dank für die ausführlichen Beschreibungen.