Cardioid Subwoofer?!

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Servus liebe Community,

was sind cadioid Subwoofer/Speaker bzw. was bewirken diese? Hatte neulich auf einer Produktion Subwoofer von d&b aufgebaut (J-Serie). Diese warn pro Box mit 3 x 18" Woofern ausgestattet, von denen 2 nach vorne und 1 nach "hinten" abstrahlt. Soviel weiß ich schon :D

Vielen Dank für eure Antworten!;)
 
Eigenschaft
 
Ein normaler Subwoofer hat im Abstrahlverhalten eine Kugelcharakteristik. Cardioid Subwoofer dagegen besitzen eine gerichtete Schallabstrahlung mit Cardioid (herzförmiger) Charakteristik.
Der Tieftonbereich wird nach vorne und reduziert zur Seite abgestrahlt. Nach hinten wird der Schall zum größten Teil unterdrückt, dies wird durch den nach hinten abstrahlenden Lautsprecher erreicht.
Der hintere Lautsprecher wird mit eigenem Verstärker und DSP angesteuert, wobei seine akustische Phase um 180° zum vorderen Lautsprecher gedreht wird.
D.h., die Leistung des Amps für den hinteren Lautsprecher wird in diesem Fall dazu genutzt, damit man hinter der Box deutlich weniger Bass hört.
 
Danke für die Info!

Das heißt also durch Phasenauslöschung erreiche ich erstens hinter der Box weniger Schall und vor der Box eine weitere "gerade/gerichtete" Abstrahlung in den Raum?
 
Hi,

schau mal hier:
https://www.musiker-board.de/boxen-endstufen-pa/352363-gerichteter-bass.html
Auch das sieht mir auf den ersten Blick valide aus: http://www.hifi-forum.de/viewthread-182-6440.html
Eine andere Vorgehensweise, die nicht unbedingt richtet, sondern bestimmte Frequenzen nach hinten hin auslöscht, ist in diesem Posting auf dem vorletzten Bild zu sehen: https://www.musiker-board.de/pa-plauderecke-pa/121017-pa-stammtisch-251.html#post5435527

Auch (die englische) Wikipedia weiß was dazu: http://en.wikipedia.org/wiki/Subwoofer#Directional_bass

MfG, livebox
 
Danke nochmal für die Infos,

hab selbst auch nochmal ein bisschen im Netz recherchiert... also letztendlich ist es ein Mittel aus einer kugelförmigen Abstrahlung eine eher lieneare zu generien bzw. gerade Wellenfronten zu erzeugen? Außerdem somit die Energie hinter dem Bass zu reduzieren und somit das Diffusfeld zu minimieren?!

In dem Zusammenhang lassen sich zu dem Raummoden (bei Tiefen) verringern oder "verbessern"? Sorry wenn ich das hier vllt zu weit treibe oder es sich teilweise nach "halbwissen" anhören sollte. Beschäftige mich mit der Materie jetzt erst ein knappes Jahr genauer und zwischenzeitlich ist es halt viel Input den man so bekommt und das hier und da auch mal nur oberflächlich..

MfG
 
Ich bin mal so frei und geb auch mal meinen Senf dazu:

Ein "Cardioid Subwoofer Array" (oder kurz CSA) wird i.d.R. dazu verwendet, um das Abstrahlverhalten von Subwoofern zu optimieren. Dabei ist jeder Lautsprecher prinzipiell erstmal eine Punktschallquelle, d.h. er strahlt in alle Richtungen gleichmäßig Schall ab. Die einfachste Variante daraus ein CSA zu basteln ist die Groundstack-Variante. Dabei werden mehrere Subwoofer übereinander gestellt. Durch akustische Kopplung von 2 Lautsprechern erhöht sich der Pegel auf der Vorderseite sowie auf der Rückseite des Stacks. Um der Lautstärkeerhöhung auf der Rückseite beizukommen (wer will schon den Bass auf der Bühne dröhnen haben?) im Groundstack meistens zwei Bässe nach vorne gerichtet und zusätzlich einer nach hinten. Dabei muss der nach hinten gerichtete Bass "phasengedreht", also verpolt (NICHT 180° Phasenverschoben!!! da gibts nen Unterschied), angefahren werden. Als zweite Möglichkeit gibt es die sog. Subline. Hierbei werden die Bässe (max. 5) im Abstand λ/2 (Lambda-halbe) zueinander und zur Bühne (nach vorne) aufgestellt. Selbstverständlich bleibt hierbei die Möglichkeit einer Kombination mit dem Groundstack (vorrausgesetzt die Bühne ist hoch genug, dass der Stack sie nicht verdeckt). Als letzte Möglichkeit will ich kurz noch das End-Fire-System erläutern. Dabei werden die Subs unter der Bühne hintereinander im Abstand (Boxenmitte) λ/4 (Lambda-viertel) aufgestellt. Hierbei wird der hinterste Sub zuerst angefahren und jeder weitere wird um λ/(4c) zeitverzögert. Das Delay ist allerdings aufgrund des Haas-Effekts und Luftverwirbelungen nur als Richtwert zu sehen, die genaue anpassung muss mit dem Gehör gemacht werden.

so, das wars von mir, ich hoffe ich konnte helfen.

LG Schmiddi
 
Ich bin mal so frei und geb auch mal meinen Senf dazu:
... böse Falle, ich kram da mal nicht die Sprüche raus, die ich mir damals kurz nach dem Boardbeitritt bei dieser Steilvorlage - mit Smily hinten dran - durch lesen durfte :rofl:

Ein "Cardioid Subwoofer Array" (oder kurz CSA) wird i.d.R. dazu verwendet, um das Abstrahlverhalten von Subwoofern zu optimieren.
Dies ist eine Variante, um aus den Dinger keine Kugel mehr zu machen ... aber da gibt's auch viele andere ;)

Dabei ist jeder Lautsprecher prinzipiell erstmal eine Punktschallquelle, d.h. er strahlt in alle Richtungen gleichmäßig Schall ab.
Sry ["Klugscheißmodus" an] konventionell wird jede Kiste egal welchen Frequenzbereich die bedient als "Pointsource" bezeichnet", solang das Kind kein Linearray ist! ["Klugscheißmodus" aus]

Die einfachste Variante daraus ein CSA zu basteln ist die Groundstack-Variante.
Die einfachste sicherlich, aber wenn die Kicksubs eh hängen, warum nicht auch in 12m Höhe ein CSA bauen :confused: ;) :rofl:

Im Groundstack meistens zwei Bässe nach vorne gerichtet und zusätzlich einer nach hinten.
1. warum "nur" im Groundstack :gruebel:
2. das geht auch ohne die Kiste umzudrehen ;)

Als zweite Möglichkeit gibt es die sog. Subline. Hierbei werden die Bässe (max. 5) im Abstand λ/2 (Lambda-halbe) zueinander und zur Bühne (nach vorne) aufgestellt.
Mist ... irgendwas mach 'mer ständig falsch, warum funktionert das Spielzeug trotzdem wie gedacht ... komisch hier schien es mit 12 Subs ganz gut zu funktionieren :bang:

Als letzte Möglichkeit will ich kurz noch das End-Fire-System erläutern. Dabei werden die Subs unter der Bühne hintereinander im Abstand (Boxenmitte) λ/4 (Lambda-viertel) aufgestellt. Hierbei wird der hinterste Sub zuerst angefahren und jeder weitere wird um λ/(4c) zeitverzögert. Das Delay ist allerdings aufgrund des Haas-Effekts und Luftverwirbelungen nur als Richtwert zu sehen, die genaue anpassung muss mit dem Gehör gemacht werden.
... AHHHHHHHHHHHH ... nur ein kleiner Einwand ... warum nicht erst simulieren (Step #1), dann bauen (Step #2), dann messen (Step #3), dann Meßwerte interprtieren (ggf. back to Step #1 or #2 or #3) und nur nebenbei Fühlen ob der "Schub" stimmt?
 
Das Delay ist allerdings aufgrund des Haas-Effekts und Luftverwirbelungen nur als Richtwert zu sehen, die genaue anpassung muss mit dem Gehör gemacht werden.
Haas-Effekt bei Bass-Arrays?
Das Mittel zum genauen Abgleich nennt sich übrigends nicht Ohr sondern FFT Analyzer.
 
"phasengedreht", also verpolt (NICHT 180° Phasenverschoben!!! da gibts nen Unterschied)

Sicher?? Da gab's hier schon heiße Diskussionen unter Fachleuten (die nicht - nur - im PA-Bereich, sondern auch in Mathe und E-Technik fit sind).
Ich hab munkeln gehört, dass das Thema bald noch mal auf den Tisch kommen soll, wenn einer die Zeit findet, was dazu zu schreiben.
Zu welchem Schluss dieser Kollege letztendlich gekommen ist, hab ich schon fast wieder vergessen :redface: Aber ich glaube es war so, dass es keinen Unterschied macht.
(Reichlich Bier und Absinth waren nicht das Problem, aber es gab wichtigeres zu quatschen :D)

-----

...und somit das Diffusfeld zu minimieren?!

Nein - Mit dem Diffusfeld passiert überhaupt nichts. Willst du das Diffusfeld verändern, musst du bauliche Maßnahmen ergreifen. Aber sowieso ist die Raumakustik in diesem speziellen Anwendungsfall so ziemlich egal - also wenn es darum geht, auf der Bühne weniger Bass zu haben. Da ist das schnuppe ob die Bühne in einer Hütte oder in freier Landschaft steht.

Auch im Haus veränderst du nur den Diffusschall - nämlich so, dass dort weniger Schall auf Hindernisse trifft, wo du das absolut nicht gebrauchen kannst.
Nach dem Energieerhaltungssatz löschst du den Bass natürlich nicht aus, sondern schickst ihn wo anders hin. Es kann durchaus sein, dass du ihn an der der Bühne gegenüberliegenden Wand oder evtl. den Seitenwänden auch nicht wirklich gebrauchen kannst - in dem Fall musst du irgendeinen Tod sterben. Aber in der Regel wirst du dich über ein bisschen mehr Bumms unten rum für den Publikumsbereich freuen :)
(Denn in Locations die so groß sind, dass man solche Späßchen betreibt, hat man in der Regel keine Probleme mit übermäßigem Bass :D)
 
Zuletzt bearbeitet:

Jup. :)

An einem Sägezahnsignal kann man das gut sehen. Bei einer reinen Sinuswelle sieht eine Phasenverschiebung und eine Phasendrehung optisch zwar gleich aus - was es aber nicht ist. Deswegen gibts diese Falschinformationen, leider teils auch auf Herstellerseite.

Sägezahnsignal:
VerpoltesSignalA.png

Oben: Originalsignal
Mitte: 180°-phasenverschobenes Signal
Unten: Verpoltes Signal

Gruß,
Lukas
 

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Sicher?? Da gab's hier schon heiße Diskussionen unter Fachleuten (die nicht - nur - im PA-Bereich, sondern auch in Mathe und E-Technik fit sind).

Das Problem dabei war, dass ich (als einer der Diskussionsteilnehmer) nicht unbedingt ein Mathegenie bin. :)


Ich hab munkeln gehört, dass das Thema bald noch mal auf den Tisch kommen soll, wenn einer die Zeit findet, was dazu zu schreiben.

Ich hau Carl dazu nochmal an. Ich habe selbst einige Ansätze gebraucht (siehe oben), aber was soll ich sie sagen? Der mann hat Recht!


Aber sowieso ist die Raumakustik in diesem speziellen Anwendungsfall so ziemlich egal - also wenn es darum geht, auf der Bühne weniger Bass zu haben. Da ist das schnuppe ob die Bühne in einer Hütte oder in freier Landschaft steht.

Jain. Hinter und neben der Bühne wird sich irgendwo eine Wand befinden. Der dort reflektierte Schall landet wieder auf der Bühne. Je nach Frequenz kommt es dabei zu Auslöschungen oder Überhöhungen. Insofern kann ein Cardio-Setup auch in kleinen Buden sinnvoll sein.


An einem Sägezahnsignal kann man das gut sehen. Bei einer reinen Sinuswelle sieht eine Phasenverschiebung und eine Phasendrehung optisch zwar gleich aus - was es aber nicht ist. Deswegen gibts diese Falschinformationen, leider teils auch auf Herstellerseite.

Ich fürchte, da liegt nicht nur Wikipedia falsch. Carl kann das besser erklären, mal sehen ob er die Zeit findet, das nochmal aufzurollen.
 
Raumklang schrieb:
Jain. Hinter und neben der Bühne wird sich irgendwo eine Wand befinden. Der dort reflektierte Schall landet wieder auf der Bühne. Je nach Frequenz kommt es dabei zu Auslöschungen oder Überhöhungen. Insofern kann ein Cardio-Setup auch in kleinen Buden sinnvoll sein.
Wobei es da wiederum Diskussionen gibt, ob ein Cardioid-Setup überhaupt noch wie angedacht funktioniert, wenn es in naher Entfernung eine Wand im Rücken hat. Ich meine mich zu erinnern, dazu an anderer Stelle schon mal was gelesen zu haben, bei Interesse kann ich mich mal auf die Suche begeben.

Den J-Infra haben wir damals auch draußen vermessen und nicht drinnen. Allerdings lässt sich auch ein normaler Subwoofer drinnen schlecht messen. Und wann hat man schon mal die Möglichkeit, das gegenüberliegende Finanzamt einen Tag lang mit Sinussweeps zu nerven :D
 
Wobei es da wiederum Diskussionen gibt, ob ein Cardioid-Setup überhaupt noch wie angedacht funktioniert, wenn es in naher Entfernung eine Wand im Rücken hat. Ich meine mich zu erinnern, dazu an anderer Stelle schon mal was gelesen zu haben, bei Interesse kann ich mich mal auf die Suche begeben.
Ich hab mich mit den ganzen Cardioid Zeugs nur im Heimbereich beschäftigt, aber das Prinzip ist ja gleich.

Die Pegelreduktion findet ja durch destruktive Interferenz statt. Was man jetzt betrachten muss sind nicht nur die Schallquellen die direkt am Subwoofer entstehen, sondern eben auch alle Spiegelschallquellen an den Wänden. Was dann von dem sauberen Abstrahlverhalten übrig bleibt kann man sich ja ausmalen. Meistens kein Cardioid mehr.

Das schöne an Basswiedergabe ist allerdings dass auch wenn eigentlich überhaupt nichts mehr funktioniert doch immer noch irgendwie Bass rauskommt. ;)
 
Wobei es da wiederum Diskussionen gibt, ob ein Cardioid-Setup überhaupt noch wie angedacht funktioniert, wenn es in naher Entfernung eine Wand im Rücken hat.

Ich möchte behaupten, dass ein Cardio-Setup auch in relativ kleinen Räumen zumindest so funktionieren kann, dass man (direkte) Reflektionen von der Rückwand ganz gut in den Griff bekommt.
Ein End-Fire System wird da sicherlich nicht so gut funktionieren - eine Anordnung 2 nach vorne einer nach hinten (wie z.B. bei J) aber durchaus.
Mir würde es in so einem Fall primär darum gehen, destruktive Interferenzen durch Rückwandreflektionen zu vermeiden. Und das tut man am besten, indem man der Rückwand garnichts zum Reflektieren gibt.
Lösche ich den nach hinten abgestrahlten Schall der Subs bereits einen Meter hinter der Bühnenkante wirkungsvoll aus, läuft da auch nichts mehr so massiv gegen die dahinter befindliche Wand.

Ich glaube da steht mal wieder eine MAPP-Simulation an :)
 
Ich möchte behaupten, dass ein Cardio-Setup auch in relativ kleinen Räumen zumindest so funktionieren kann, dass man (direkte) Reflektionen von der Rückwand ganz gut in den Griff bekommt.
Ich möchte behaupten dass da -irgendwas- bei raus kommt was man nicht so pauschal gar nicht vorher sehen kann. ;)

Ich glaube da steht mal wieder eine MAPP-Simulation an :)
Ich denke das ist das zielführenste. Ich lasse mich auch gerne überzeugen. Wenn ich ein wenig theoretische Unterfütterung bekomme dass das in Wandnähe vorteilhaft ist würde ich sogar mal was in di Richtung angehen..
 
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Hallo,
juhuuuuu mein Lieblingsthema.

Also: Da es hier um die Schallerzeugung geht, und darum eine gerichtete Quelle zu erzeugen, scheiden grundsätzlich psychoakustische Effekte aus.

Ein kleines youtube video für zwischendurch: Unterhaltsam, kurzweilig und gut Oberflächlich:
http://www.youtube.com/watch?v=VwLH7zP6Lwo

Und wie immer ist es natürlich so, dass ein CSA Array nur im Freifeld cardioid ist. Wenn man eine wand dahinter platziert müsste man nach der Spiegelquellenmethode (mirror / image source method), welche eigentlich zum simulieren von raumakustik verwendet wird, die gesamtanordnung in der Ebene der Wand spiegeln, und dann dessen wieder überlagern.

Vllt hilft das Video ja dem ein oder anderen weiter!

Was gilt ist:
- Subwoofer im Abstand von Lambda/2 bilden keine Interferenzen
- Je größer das Subwoofer array desto stärker bündelt es (Die Richtcharakteristik eines Arrays ist die fourier-Transformierte der appertur)
- End-Fire Arrays bekommen eine deutlich höhere Directivity hin als broad-side
- Wenn ein 'einfaches' Delay über alle Frequenzen verwendet wird, ist die Richtcharakteristik nicht über die Frequenzen Konstant
- Das ganze hat nichts mit psychoakustik zu tun
- Angrenzende flächen / wände interferieren mit dem Array wodurch es natürlich die richt charakteristik kaputt machen kann

Glück auf beim fleissigen arrayen

Johannes
 
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