Tractrixhorn, är dom omoderna?

Hur funkar tekniken bakom bra hifi?

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35498
Blev medlem: 2005-01-10

Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav paa » 2019-07-28 00:20

Peter S och jag diskuterade tractrixhorn i en annan tråd, men det blev stoppat, kanske var lite för mycket OT, vad vet jag?

Det här är i alla fall grunden för tractrixhorn, texten kommer från hjälptexten till det nu nedlagda programmet HornCalc, som är framtaget för att beräkna tractrixhorn:

The Tractrix horn is designed to produce a hemispherical wave front
and to have less coloration than other horns. In October 5, 1927
P.G.A. Voight got the British patent 278,078 for a horn based on
the tractrix curve.

The following is an excerpt from his patent application:

"In a horn constructed according to this invention, the taper at any
point is as nearly as possible such that the sound is expanding as if
the source was at a fixed distance which is at least a quarter wavelength,
of the lowest frequency at which full efficiency is required, away".
And: "Since according to this invention, the rate of expansion shall be
as if the source was a fixed distance away, it follows that the length
of the tangent is equal to this distance. The property of this curve
is therefore that the length of tangents is constant.
At the point where the tangent is at right angles to the centre line,
it becomes the radius. I call this point the "mouth" and prefer either
to terminate the curve at this point, or to continue the plane (baffle)
at right angle to the centre line. The curve whose tangent to the centre
is of constant length is called the "Tractrix", and may be drawn by
drawing a small portion of one tangent after the other.
In the case of a square horn, the tangent to the corners is longer than
that to the middle of the sides and a compromise is unavoidable.
I prefer to make the section correspond to the tractrix.
The shortest tangent is then correct, but the area is 4/pi=1.27 times
that of the corresponding tractrix. If the area is made equal to the
corresponding tractrix, the tangent at the sides will be short,
a defect which is partly compensated for by the excess length of the
tangent to the corners."

And more:
"If the horn is assumed to have a horizontal partition along the centre
which is preferably continued for some distance in front of the mouth,
the sound will still expand perfectly in each half.
When the sound is not required to expand downwards, as for example in
a table gramophone [or a horn placed on the floor -- Sonic Design],
the lower half of the horn can be omitted and considerable space will
be saved."


Så här kan man räkna på Tractrixhorn:

x = a * ln((a + sqrt(a^2 - r^2)) / r) - sqrt(a^2 - r^2)
where;
x is the distance from the mouth of the horn,
a is the radius at the mouth, and
r is the radius at distance x from the mouth.

Different authors on loudspeaker horns have proposed different ideas
about approximating a square or rectangular horn shape to the tractrix
contour. P.G.A. Voight preferred the section height to equal the diameter
of the (round) tractrix. The area of a square horn is then 1.27 times
larger than the tractrix contour, and the circumference, to which some
authors pay great attention, will be even larger compared to the circular
circumference. To calculate from the circumference, on the other hand,
would yield a smaller area from square horns than the circular tractrix,
and since the square and rectangular shapes are compromises anyway,
it seems safe not to complicate things more than necessary.
Consequently HornCalc calculates the sectional area of square and
rectangular horns based on equal area as a circular horn of the selected
cut off.

The cut-off frequency is determined by the size of the horn, and the
circumference of the mouth should be at least one wavelength of the
lowest reproduced frequency for a free field. The horn length should
be at least 1/4 wavelength of this frequency.
If you have input values that make the length shorter than 1/4 wavelength,
the calculated table will print a warning. But if you are to add it to
another horn, you may ignore the warning.

The cut off is calculated according to this and the formula;
Fc=c/(2*pi*r),
where "c" is the speed of sound, 340m/s, and "r" is the radius of the
horn mouth for the fully expanded tractrix. This is in line with Bruce
Edgar's articles. You may note, however that P.G.A. Voight was of the
opinion that the length of the tangent from the horn flare to the centre
line should be a quarter wave of the lowest frequency at which full
efficiency isrequired. This tangent is a constant throughout the horn
and finally defines the opening radius. Thus, P.G.A. Voight can be claimed
to calculate: Fc=c/(4*r). His remark "at full efficiency" may suggest a
somewhat different definition of cut off than -3dB, and this perhaps could
explain the difference.

A ratio of at least one to five between the throat and the mouth area
should be achieved. If this and the length are considered, the mouth
area can be reduced to 1/2 for placement in one wall (baffle), to 1/4
for placement close to the floor and one wall, and to 1/8 if the opening
is placed in a corner. If the room walls are not heavy enough, their
supporting effect may be lost and a larger mouth may be necessary.

One cannot simply choose a smaller mouth to get the reduction of size,
since the contour would not become right in that case.
A full-size horn is the base for the calculation of the reduced horn,
and the reduction is done by HornCalc by dividing the full tractrix horn
section into half, a quarter or an eighth, and, as Voight said about the
horn for half space, "The sound will still expand perfectly in each half".

For midrange and tweeter horns, many of the tractrix horn advantages are
lost if the horn curve is terminated before the full, right-angle turn is
reached. Unwanted edge diffractions would be created by the sharp edges
of such a mouth. Thus no provision is made for the reduction of circular
cross-section horns.

The produced table of the calculations for circular horns has an
interesting feature in the angle column. If you would like to add a
tractrix mouth to an existing horn or compression driver with a known
or measured opening angle, it is possible to make the start angle fit.
Set the throat diameter to fit the preceeding horn, and try different
cut-off frequencies until you get the desired start angle.

For rectangular horns it is possible to select two flat sides if you would
like the horn to be easier to build. If you make the distance between
sides 1A and 1B equal at both the throat and the mouth, these sides will
become parallel -- this can be useful when designing folded horns.

The two flat sides may be used to design a horn for constant directivity
with the desired projection angle in one plane.

The produced table, when calculating rectangular horns with two flat sides,
has a column with values for the distance along the horn measured on the
flat side. This will greatly simplify the construction of the horn sides.



Peter påstår att man kan göra en linjär transformation på tractrixhornet och omforma det utan att förlora dess egenskaper.
Det låter väldigt märkligt i mina öron. Om man transformerar hornets geometri till någon annan betraktningsvinkel, så transformeras väl samtidigt luftens vågrörelser i samma betraktningsvinkel som det transformerade hornet? Och inget är ändrat när man åter betraktar det i den normala betraktningsvinkeln?
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

Tangband
Semesterfirare
 
Inlägg: 8841
Blev medlem: 2017-11-28

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav Tangband » 2019-07-28 07:00

Hoppas Peter bidrar med information- tack för initiativet att starta en ny tråd pa ! :)
Följer med intresse.

Användarvisningsbild
bja47
 
Inlägg: 33
Blev medlem: 2005-04-07
Ort: Växjö

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav bja47 » 2019-08-06 20:21

Jag har lagt ut 2 pdf-dokument om tractrix-horn, man når dem via dessa länkar.

Horn louspeaker design av J. Dinsdale , tryckt i Wireless World Mars 1974 (egentligen 3 delar, men detta en sammanslagning) på 17 sidor
https://www.dropbox.com/s/igvbe0q2rba47 ... s.pdf?dl=0

Ur Speaker Builder nr 2 1981 "The Tractrix Horn Contour" av Bruce C. Edgar , 7 sidor
https://www.dropbox.com/s/6r9hs58wopmqg ... r.pdf?dl=0
Bengt

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 57246
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav Nattlorden » 2019-08-06 20:43

Alla hornformer som tagits fram för att förenkla en svår geometrisk form till något enklare byggbart är omodernt för alla utom hembyggare.... datorstyrda cnc-fräsar och liknande gör att den teoretiska formen inte längre är så svår att uppnå. Speciellt inte om det bara är en gjutform som måste skapas med hyperprecision. Trots allt... state-of-the-art är Hubblespeglar.... audio är löjligt enkelt....
It's all fun and games until Darth Vader comes.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35498
Blev medlem: 2005-01-10

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav paa » 2019-08-06 21:11

Menar du att tractrix tagits fram för att förenkla en svår geometriska form? Jag tror jag behöver en förklaring av hur du tänker där.
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35498
Blev medlem: 2005-01-10

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav paa » 2019-08-07 00:11

bja47 skrev:Jag har lagt ut 2 pdf-dokument om tractrix-horn, man når dem via dessa länkar.

Horn louspeaker design av J. Dinsdale , tryckt i Wireless World Mars 1974 (egentligen 3 delar, men detta en sammanslagning) på 17 sidor
https://www.dropbox.com/s/igvbe0q2rba47 ... s.pdf?dl=0

Ur Speaker Builder nr 2 1981 "The Tractrix Horn Contour" av Bruce C. Edgar , 7 sidor
https://www.dropbox.com/s/6r9hs58wopmqg ... r.pdf?dl=0
Bengt


Det verkar som att man tidigare felaktigt trott att de tyska "kugelwellenhorn", som Siemens patenterade och använde i Klangfilm biografhögtalare, skulle vara av tractrixtypen. T.ex Bruce Edgar verkar tro detta, men det stämmer inte när man kollar på Siemens patentansökan.
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

Användarvisningsbild
petersteindl
Der Eiermann
 
Inlägg: 39788
Blev medlem: 2007-04-17
Ort: Härnösand

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav petersteindl » 2019-08-07 00:48

paa skrev:
bja47 skrev:Jag har lagt ut 2 pdf-dokument om tractrix-horn, man når dem via dessa länkar.

Horn louspeaker design av J. Dinsdale , tryckt i Wireless World Mars 1974 (egentligen 3 delar, men detta en sammanslagning) på 17 sidor
https://www.dropbox.com/s/igvbe0q2rba47 ... s.pdf?dl=0

Ur Speaker Builder nr 2 1981 "The Tractrix Horn Contour" av Bruce C. Edgar , 7 sidor
https://www.dropbox.com/s/6r9hs58wopmqg ... r.pdf?dl=0
Bengt


Det verkar som att man tidigare felaktigt trott att de tyska "kugelwellenhorn", som Siemens patenterade och använde i Klangfilm biografhögtalare, skulle vara av tractrixtypen. T.ex Bruce Edgar verkar tro detta, men det stämmer inte när man kollar på Siemens patentansökan.

Precis, kugelwellen har betydligt större problem vid hornmunnen än Tractrix. Jag har bägge artiklar i pappersformat och det är smidigt med pdf så jag laddade ner dessa. På 80-talet så ägde jag klangfilmhorn och klangfilm 15 tumsbasar. Dessa basar gillade Bo Hansson i Karlskoga så han lyckades också få tag i ett par som han monterade i sina jättestora betongbashorn. Dessförinnan hade Bo ett par Cerwin 15 tumsbasar som jag och Wille Lilliehöök specialbeställde från Cerwin Vega. Klangfilmhornen var jag inte så förtjust i men Klangfilmbasarna var en höjdare för bashorn.

Mvh
Peter
VD Bremen Production AB + Ortho-Reality AB; Grundare av Ljudbutiken AB; Fd import av hifi; Konstruktör av LICENCE No1 D/A, Bremen No1 D/A, Forsell D/A, SMS FrameSound, Bremen 3D8 m.fl.

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 57246
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav Nattlorden » 2019-08-07 06:38

paa skrev:Menar du att tractrix tagits fram för att förenkla en svår geometriska form? Jag tror jag behöver en förklaring av hur du tänker där.


Jag tänker kanske på fel horn? Jag hade för mig att det var den som hade raka kanter och veck... men när jag söker nu så verkar det inte stämma, så då får jag ta tillbaka det.
It's all fun and games until Darth Vader comes.

Användarvisningsbild
darkg
Ljushuvud
 
Inlägg: 8651
Blev medlem: 2011-12-11
Ort: Kristianstad

Re: Tractrixhorn, är dom omoderna?

Inläggav darkg » 2019-08-07 08:59

Traktris är kurvan som en kopplad hund beskriver när den behöver sniffa på något:

Bild
Don’t just do something, sit there.


Återgå till Teknikforum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 8 gäster