Exmag bygger nytt högtalarsystem

[exmag]

Jag har tänkt tanken att bygga hornet i källaren men jag våndas vid tanken att göra ett stort hål i golvet.
Bo Hanssons källarhorn:
viewtopic.php?f=9&t=63833&full=1#p1858939

[Imperial-Blomman]

Just de Bosse!
Ja har varit å lyssnat dår å de lät ruskit bra.
De fladdra i byxbenen när han körde kyrkorgel.
De de närmaste ja hört en stor orgel utan å va i kyrkan själv.

[exmag]

Ja, ett bashorn lämnar ingen berörd.


Jag har jobbat mycket med beräkningar på lådan så att alla mått följer teorin så mycket som möjligt. Kanalen kan se för bred ut på ett ställe men det beror på att passagen är grundare där. Innerdjupet är 30cm för alla sektionerna utom sista som är 59cm. Vid det grunda stället är djupet från 0 glidande till 30cm. Vibrationshämande stag är inte med på skisser och ritningar ännu. Lådan är ca 180cm bred och 150cm hög. Den övre sektionen är ca 33cm djup och den undre ca 60cm.

ghostHorn.png (151.44 KiB) Visad 292 gånger

Bilden till vänster visar hornet från lyssningsplats skuren precis innanför panelen.
Bilden till höger är hornet från sidan skuren på mitten.
.
.

[exmag]

Schematisk bild på hornet:

2025-08-21-schematisk.png (4.94 KiB) Visad 292 gånger

Orsaken till att första sektionens slut ser ut att bukta ut beror på att den är exponentiellt utvidgande (alla sektionerna är det) och att nästa sektion börjar rakare.
Volymen mätt strikt på hornet så som det teoretiskt ser ut är 932 liter. I verkligheten är hornlådan på 1174,4 liter.

[exmag]

Frekvenskurvan är inte lätt att få till som man vill ha det när lådans dimension redan är bestämd. Hornets "cut off" ligger på ca 28Hz:

2025-08-21-frekvens.png (11.4 KiB) Visad 292 gånger

[exmag]

Den elektriska impedansen kan avgöra var "cut off" ligger men inte alltid har jag märkt. Här verkar det dock vara så, toppen ligger på 28Hz:

2025-08-21-elektrisk-impedans.png (11.42 KiB) Visad 290 gånger

[exmag]

Slaglängden är extremt kort för att med 1Watt få ut 112-113 dB:

2025-08-21-slaglängd.png (11.32 KiB) Visad 291 gånger

[exmag]

Nu skall jag testa olika element och andra former på låda. Nackdelen med denna låda är att den kan vara aningen svårbyggd.

[Morello]

Hur ser kravspecifikationen ut för systemet? Jag försöker förstå vad som fått dig att välja en hornlösning - trots alla uppenbara problem en slik lösning bjuder på.

[Calleberg]

Vad skall du bygga i för material? Björkplyfa (som du såklart borde bygga med) till två sånna lådor kostar numer som ett par halvskapliga 18 tummare...

https://www.beijerbygg.se/privat/sv/pro ... -900219722

MDF är ju mindre svindyrt men det blir en tuuuuu...uung hopvecklad kubiklåda (ca 130kg utan element)

https://www.beijerbygg.se/privat/sv/pro ... -900142715

[I-or]

Slaglängden är extremt kort för att med 1Watt få ut 112-113 dB:

2025-08-21-slaglängd.png

Återigen, du förväxlar ljudeffektnivå med ljudtrycksnivå. För att konvertera ljudeffektnivå till ljudtrycksnivå för ett avstånd om 1 m i frifält så måste du dra av 14 dB* (förutsatt att strålningsresistansen är beräknad för halvsfär, vilket den antagligen är i Hornresp).

Du har alltså en ljudtrycksnivå om ca 110 till 113 dB minus 14 dB, vilket ger ca 96 till 99 dB, 1 m frifält, för den någorlunda konstanta delen av kurvan. Vid 28 Hz är ljudtrycksnivån under dessa förutsättningar ca 93 dB.

För att få ut 113 dB vid 28 Hz (som du skrev i ett tidigare inlägg), 1 m, frifält krävs alltså i din senaste simulering en konförskjutning om ca +20 dB eller 10 gånger relativt ca 0,9 mm, d.v.s. ca 9 mm. Man bör dock vara medveten om att detta ger en mycket hög ljudtrycksnivå, speciellt med två högtalare i ett normalt rum (över 120 dB i lyssningspositionen vid 28 Hz).

Hornet är rejält stort, vilket leder till en mycket begränsad konförskjutning relativt en sluten låda (som för ett 15"-element under samma förutsättningar hade krävt ca 53 mmp ), men det handlar alltså inte om tiondels millimeter vid de ljudtrycksnivåer som du tänker dig.

Topparna i impedanskurvan beror för övrigt på resonanser i hornet.


*Jag skrev 11 dB motsvarande en faktor 10*log(4*π) i ett tidigare inlägg, men då hade jag inte lagt till 3 dB för halveringen av strålningsresistansen.

[exmag]

Hur ser kravspecifikationen ut för systemet? Jag försöker förstå vad som fått dig att välja en hornlösning - trots alla uppenbara problem en slik lösning bjuder på.

Jo, det är en hel del problem med att få ihop det.
Jag testar just nu, jag har inte definitivt bestämt mig för horn.
Kraven är att den skall gå ner till 30Hz och kunna byggas in i en låda på 150-180cm lång 150cm hög och 30cm djup, innermått. Det tillkommer en utväxt längst ner på samma bred som själva hornet 60cm hög och ytterligare 20cm utåt. Den skall agera sista delen och samtidigt vara plats för teven.

Orsaken till att jag försöker mig på ett horn är minnet från den tiden jag byggde horn åt andra men fick inte plats för det själv. Minnet består i ett härligt basljud med häftiga transitenter. Vill jag spela hifi skall jag kunna stänga av hornet.
Om detta inte går får det bli en kvartvågspipa av något slag.

[exmag]

Vad skall du bygga i för material? Björkplyfa (som du såklart borde bygga med) till två sånna lådor kostar numer som ett par halvskapliga 18 tummare...

https://www.beijerbygg.se/privat/sv/pro ... -900219722

MDF är ju mindre svindyrt men det blir en tuuuuu...uung hopvecklad kubiklåda (ca 130kg utan element)

https://www.beijerbygg.se/privat/sv/pro ... -900142715

Inget av det, jag kommer använda 12 mm spånskiva. Jag blev grymt överraskad när jag plockade bort baffeln på min ena OA5 för många år sedan. Den bestod av 10mm spånskiva och knappt några stag alls. Min erfarenhet efter det, när jag byggde horn, är att tunn skiva med stag är bättre än tjocka dito utan stag.

[exmag]

Slaglängden är extremt kort för att med 1Watt få ut 112-113 dB:

2025-08-21-slaglängd.png

Återigen, du förväxlar ljudeffektnivå med ljudtrycksnivå. För att konvertera ljudeffektnivå till ljudtrycksnivå för ett avstånd om 1 m i frifält så måste du dra av 14 dB* (förutsatt att strålningsresistansen är beräknad för halvsfär, vilket den antagligen är i Hornresp).

Du har alltså en ljudtrycksnivå om ca 110 till 113 dB minus 14 dB, vilket ger ca 96 till 99 dB, 1 m frifält, för den någorlunda konstanta delen av kurvan. Vid 28 Hz är ljudtrycksnivån under dessa förutsättningar ca 93 dB.

För att få ut 113 dB vid 28 Hz (som du skrev i ett tidigare inlägg), 1 m, frifält krävs alltså i din senaste simulering en konförskjutning om ca +20 dB eller 10 gånger relativt ca 0,9 mm, d.v.s. ca 9 mm. Man bör dock vara medveten om att detta ger en mycket hög ljudtrycksnivå, speciellt med två högtalare i ett normalt rum (över 120 dB i lyssningspositionen vid 28 Hz).

Hornet är rejält stort, vilket leder till en mycket begränsad konförskjutning relativt en sluten låda (som för ett 15"-element under samma förutsättningar hade krävt ca 53 mmp ), men det handlar alltså inte om tiondels millimeter vid de ljudtrycksnivåer som du tänker dig.

Topparna i impedanskurvan beror för övrigt på resonanser i hornet.


*Jag skrev 11 dB motsvarande en faktor 10*log(4*π) i ett tidigare inlägg, men då hade jag inte lagt till 3 dB för halveringen av strålningsresistansen.

Du kan vara lugn, jag känner till det där men är aningen skeptisk till det. Jag utgår från Hornresp siffror för att få rätt jämförelse mellan de horn jag bygger och andras horn. Jag kommer att mäta när jag har något klart så får vi se hur mycket hornet förmår prestera vid 1 Watt in. Hur som helst så är min erfarenhet, och många andras, att icke horn är distanserat ordentligt på nivåracet med en Watt in.

[exmag]

Kan säga att jag ännu inte är nöjd. För att få ihop det med rätt hornlängd hamnar alltid elementet överst medan jag vill ha det underst men då mynnar utloppet uppåt vilket jag inte vill.
Alltså, jag vill ha mynning och element nere vid golvet. Där är jag inte ännu. Idéer är välkomna!
Måtten allt skall in i ser ut som ett gammalt linneskåp, dvs 180cm bred, 150cm hög och 30cm djup. Innermått.

[I-or]

Du kan vara lugn, jag känner till det där men är aningen skeptisk till det. Jag utgår från Hornresp siffror för att få rätt jämförelse mellan de horn jag bygger och andras horn. Jag kommer att mäta när jag har något klart så får vi se hur mycket hornet förmår prestera vid 1 Watt in. Hur som helst så är min erfarenhet, och många andras, att icke horn är distanserat ordentligt på nivåracet med en Watt in.

1. Om du mäter i frifält så blir resultatet som beskrivs ovan.

2. Om du gör markplansmätningar så ökar ljudtrycksnivån med 6 dB.

3. Om du mäter inomhus så kan resultatet bli nästan vad som helst.


Vad gäller verkningsgrad kontra kavitetsvolym för olika högtalarprinciper så bör man observera att detta inte tar hänsyn till elementvalet. För en basreflexlåda om bortåt 1 m3 kan man använda sådär 8 högeffektiva 15"-element för en undre gränsfrekvens om 28 Hz. Verkningsgrad och maximal ljudtrycksnivå blir naturligtvis skyhöga. Detta är skälet till att man sedan länge alltid ser basreflexlådor i PA-sammanhang, där man av naturliga skäl vill minimera storlek och vikt.

Om man däremot vill ha en ekonomiskt optimal lösning och kan tillåta nästan vilka lådvolymer som helst så är hornlösningar att föredra.

[Calleberg]

Inget av det, jag kommer använda 12 mm spånskiva. Jag blev grymt överraskad när jag plockade bort baffeln på min ena OA5 för många år sedan. Den bestod av 10mm spånskiva och knappt några stag alls. Min erfarenhet efter det, när jag byggde horn, är att tunn skiva med stag är bättre än tjocka dito utan stag.

Så är det absolut, min erfarenhet är ochså att sådan tunn spånskiva bör sammanfogas mha.skruvlimmade eller möjligen spikade/limmade fyrkantlister i hörnen.

Om jag forsätter att tänka positivt och estimerar (troligen felaktigt) att man klarar sig med tre skivor per lådda blir det ändå dryga 60kg

[JM]

Ja, ett bashorn lämnar ingen berörd.


Jag har jobbat mycket med beräkningar på lådan så att alla mått följer teorin så mycket som möjligt. Kanalen kan se för bred ut på ett ställe men det beror på att passagen är grundare där. Innerdjupet är 30cm för alla sektionerna utom sista som är 59cm. Vid det grunda stället är djupet från 0 glidande till 30cm. Vibrationshämande stag är inte med på skisser och ritningar ännu. Lådan är ca 180cm bred och 150cm hög. Den övre sektionen är ca 33cm djup och den undre ca 60cm.

ghostHorn.png

Bilden till vänster visar hornet från lyssningsplats skuren precis innanför panelen.
Bilden till höger är hornet från sidan skuren på mitten.
.
.

Mer ekonomisk användning av tänkt hornvolym är att använda ett enkelhorn i stället för som i ditt förslag med ett dubbelhorn. Dubbelhornet har samma halsarea men blir kortare när det splittras i två munareaor. Ett enkelhorn med en halsarea och en munarea blir längre i samma låda och därmed erhålls lägre undre gränsfrekvens. Alternativt kan lådan göras mindre med samma undre gränsfrekvens med ett osplittrat horn.
I diskanthorn minskar distorsionen alltmer med allt större skillnad mellan halsarea o munarea. Gärna över 1 - 300.
Bashorn kräver mer längd än större skillnad mellan halsarea och munarea. Vi tolererar högre numerisk distorsion i basen än i diskanten.
Hyperboliska bashorn ger lägsta undre gränsfrekven vid given längd till priset av högre distorsion. Acceptabelt?

JM

[I-or]

Ja, ett Voigt-horn är som skrivet var förvisso inte den mest effektiva lösningen för en given volym och man måste precis som du är inne på alltid väga distorsion mot verkningsgrad och undre gränsfrekvens. Det hela är i grunden inte speciellt komplicerat och ju större areaförhållande mellan mun och hals, desto mindre gäller den gängse linjäriseringen av vågekvationen, vilket medför att distorsionen ökar.

Angående högfrekvenshorn så gäller att medan en andratonsdistorsion om 3 % är klart störande för höga frekvenser så ligger den vid detta värde precis vid hörbarhetströskeln under ca 100 Hz. Generellt är därför luftdistorsion i hornet inte särskilt ofta är ett reellt problem för bashorn, speciellt när elementdistorsionen räknas in. I det här fallet visar en snabb överslagsberäkning att detta gäller även för lösningen i ritningen ovan.

[JM]

Ja, ett Voigt-horn är som skrivet var förvisso inte den mest effektiva lösningen för en given volym och man måste precis som du är inne på alltid väga distorsion mot verkningsgrad och undre gränsfrekvens. Det hela är i grunden inte speciellt komplicerat och ju större areaförhållande mellan mun och hals, desto mindre gäller den gängse linjäriseringen av vågekvationen, vilket medför att distorsionen ökar.

Angående högfrekvenshorn så gäller att medan en andratonsdistorsion om 3 % är klart störande för höga frekvenser så ligger den vid detta värde precis vid hörbarhetströskeln under ca 100 Hz. Generellt är därför luftdistorsion i hornet inte särskilt ofta är ett reellt problem för bashorn, speciellt när elementdistorsionen räknas in. I det här fallet visar en snabb överslagsberäkning att detta gäller även för lösningen i ritningen ovan.

Horn distorsion (horn specifika luft resonanser) och element distorsion vid given frekvens adderas eller sker en viktning?

JM

[exmag]

Du kan vara lugn, jag känner till det där men är aningen skeptisk till det. Jag utgår från Hornresp siffror för att få rätt jämförelse mellan de horn jag bygger och andras horn. Jag kommer att mäta när jag har något klart så får vi se hur mycket hornet förmår prestera vid 1 Watt in. Hur som helst så är min erfarenhet, och många andras, att icke horn är distanserat ordentligt på nivåracet med en Watt in.

1. Om du mäter i frifält så blir resultatet som beskrivs ovan.

2. Om du gör markplansmätningar så ökar ljudtrycksnivån med 6 dB.

3. Om du mäter inomhus så kan resultatet bli nästan vad som helst.


Vad gäller verkningsgrad kontra kavitetsvolym för olika högtalarprinciper så bör man observera att detta inte tar hänsyn till elementvalet. För en basreflexlåda om bortåt 1 m3 kan man använda sådär 8 högeffektiva 15"-element för en undre gränsfrekvens om 28 Hz. Verkningsgrad och maximal ljudtrycksnivå blir naturligtvis skyhöga. Detta är skälet till att man sedan länge alltid ser basreflexlådor i PA-sammanhang, där man av naturliga skäl vill minimera storlek och vikt.

Om man däremot vill ha en ekonomiskt optimal lösning och kan tillåta nästan vilka lådvolymer som helst så är hornlösningar att föredra.

Jag mäter ofta basen i markplan eller så nära det går. Inte för att se hur effektiv den är utan för att få en frekvenskurva.

Visst kan man använda flera element och nå samma kraftiga tryck. Men, för det första kan man fråga sig hur det skulle se ut med 8st 15 tummare sitta i en låda i vardagsrummet. Den blir svår att gömma. Det viktigaste är dock kostnaden med sådana högtalare. Det element jag har, än så länge, valt kostar ca 3.000kr. 8st sådan blir 24.000kr. Jag kan inte försvara för mig själv den kostnaden bara för att höra/känna jordbävning i en DVD-film korrekt. Då får det nog vara. Eller så bygger jag ett horn, om det nu går att gömma det, vilket jag tror går. Skall senare visa hur jag tänkt.

[exmag]

Inget av det, jag kommer använda 12 mm spånskiva. Jag blev grymt överraskad när jag plockade bort baffeln på min ena OA5 för många år sedan. Den bestod av 10mm spånskiva och knappt några stag alls. Min erfarenhet efter det, när jag byggde horn, är att tunn skiva med stag är bättre än tjocka dito utan stag.

Så är det absolut, min erfarenhet är ochså att sådan tunn spånskiva bör sammanfogas mha.skruvlimmade eller möjligen spikade/limmade fyrkantlister i hörnen.

Om jag forsätter att tänka positivt och estimerar (troligen felaktigt) att man klarar sig med tre skivor per lådda blir det ändå dryga 60kg

Ja, lister i hörnen är ett måste. Den skall limmas ock skruvas. För att det skall bli snyggt kommer jag att klä den med något på utsidan.
Den blir tung, jag är medveten om det. Därför kommer jag att sätta ihop den på plats. Mäta utomhus kan man glömma.

[exmag]

Ja, ett bashorn lämnar ingen berörd.


Jag har jobbat mycket med beräkningar på lådan så att alla mått följer teorin så mycket som möjligt. Kanalen kan se för bred ut på ett ställe men det beror på att passagen är grundare där. Innerdjupet är 30cm för alla sektionerna utom sista som är 59cm. Vid det grunda stället är djupet från 0 glidande till 30cm. Vibrationshämande stag är inte med på skisser och ritningar ännu. Lådan är ca 180cm bred och 150cm hög. Den övre sektionen är ca 33cm djup och den undre ca 60cm.

ghostHorn.png

Bilden till vänster visar hornet från lyssningsplats skuren precis innanför panelen.
Bilden till höger är hornet från sidan skuren på mitten.
.
.

Mer ekonomisk användning av tänkt hornvolym är att använda ett enkelhorn i stället för som i ditt förslag med ett dubbelhorn. Dubbelhornet har samma halsarea men blir kortare när det splittras i två munareaor. Ett enkelhorn med en halsarea och en munarea blir längre i samma låda och därmed erhålls lägre undre gränsfrekvens. Alternativt kan lådan göras mindre med samma undre gränsfrekvens med ett osplittrat horn.
I diskanthorn minskar distorsionen alltmer med allt större skillnad mellan halsarea o munarea. Gärna över 1 - 300.
Bashorn kräver mer längd än större skillnad mellan halsarea och munarea. Vi tolererar högre numerisk distorsion i basen än i diskanten.
Hyperboliska bashorn ger lägsta undre gränsfrekven vid given längd till priset av högre distorsion. Acceptabelt?

JM

Jag skrev "Ja, ett bashorn lämnar ingen berörd.", oberörd, skall det vara.

Jag är inne på version 3 nu. Den har bara en kanal men på ett sätt att kanalerna inte blir för långa. Just nu är hornet 3m långt men jag kanske ökar det så att jag kommer ner till 28Hz. Version 1 har jag visat, version 2 är bättre men är tveksam pga för korta sektioner. Revision 3 har långa men väldigt sektioner och är inte delad i två. Problemet med att ha en kanal är att elementet nästan alltid hamnar ute i ett hörn eller så. Det undviker jag i version 3. Dessutom är det lätt att skala upp eller ner det hornet.

[exmag]

Ja, ett Voigt-horn är som skrivet var förvisso inte den mest effektiva lösningen för en given volym och man måste precis som du är inne på alltid väga distorsion mot verkningsgrad och undre gränsfrekvens. Det hela är i grunden inte speciellt komplicerat och ju större areaförhållande mellan mun och hals, desto mindre gäller den gängse linjäriseringen av vågekvationen, vilket medför att distorsionen ökar.

Angående högfrekvenshorn så gäller att medan en andratonsdistorsion om 3 % är klart störande för höga frekvenser så ligger den vid detta värde precis vid hörbarhetströskeln under ca 100 Hz. Generellt är därför luftdistorsion i hornet inte särskilt ofta är ett reellt problem för bashorn, speciellt när elementdistorsionen räknas in. I det här fallet visar en snabb överslagsberäkning att detta gäller även för lösningen i ritningen ovan.

Jag har också tittat på Voigt-horn, eller kvartvågspipa med ökande tvärsnitt. De är dock väldigt smalbandiga om elementet inte får vara med på utsidan. Jag har dock sett fantastiska sådana pipor med bra frekvensgång. De kan gå djup ner i registret men förlorar i verkningsgrad ju längre ner man vill stämma av den.

[I-or]

Horn distorsion (horn specifika luft resonanser) och element distorsion vid given frekvens adderas eller sker en viktning?

JM

Den typiska horndistorsionen härrör från luftens olinjäritet i de trånga sektionerna av hornet. Kompressionsmodulen ("styvheten") för luften är aningen högre vid kompression än expansion, vilket blir ett problem vid höga ljudtrycksnivåer när skillnaden tilltar.

(Detta kan för övrigt även vara märkbart i slutna lådor och basreflexlådor när man utnyttjar element med stor luftpumpningskapacitet i mindre kavitetsvolymer.)

Distorsionen som emanerar i element och horn är förstås additiv, men jämna ordningar från olika delar av högtalaren kan ha motsatt tecken och därför åtminstone delvis släcka ut varandra om man har tur.

Tvärresonanser i hornet (ibland benämnda HOM, Higher Order Modes) är å andra sidan ett linjärt fenomen. Dessa kan leda till hörbarhet i vissa fall, oftast för högre frekvenser, men är hanterbara vid en optimerad utformning av hornets form. Detta är betydligt enklare att åstadkomma idag med hjälpmedel som FEM - man ser ganska ofta oerhört välkonstruerade horn för höga frekvenser numer.

[I-or]

Jag mäter ofta basen i markplan eller så nära det går. Inte för att se hur effektiv den är utan för att få en frekvenskurva.

Visst kan man använda flera element och nå samma kraftiga tryck. Men, för det första kan man fråga sig hur det skulle se ut med 8st 15 tummare sitta i en låda i vardagsrummet. Den blir svår att gömma. Det viktigaste är dock kostnaden med sådana högtalare. Det element jag har, än så länge, valt kostar ca 3.000kr. 8st sådan blir 24.000kr. Jag kan inte försvara för mig själv den kostnaden bara för att höra/känna jordbävning i en DVD-film korrekt. Då får det nog vara. Eller så bygger jag ett horn, om det nu går att gömma det, vilket jag tror går. Skall senare visa hur jag tänkt.

Saken är dock den att det inte blir samma egenskaper med en basreflexkonstruktion av en given volym, utan bättre egenskaper.

Dessutom kan man utnyttja ordentligt med klass D-effekt och konstruera en basreflexlåda som i kombination med ett kapabelt 15"-element klarar 113 dB, 1 m, frifält vid 28 Hz med begränsad distorsion för en kavitetsvolym om i sammanhanget futtiga ca 100 liter. Kostnaden blir förvisso högre än för det horn (+förstärkeri) som skissats på ovan, men möblerbarheten ökar med en tiopotens eller så.

[exmag]

Om jag var ute efter basreflex hade jag byggt det (och kanske gör om jag inte fortsätter med hornet).
Jag håller samtidigt på att projektera för vanliga högtalare med OA-principen. De är naturligtvis av basreflextyp. Vid hifi-lyssning kommer hornet vara avstängt men när jag tittar på film kommer det att vara på. Jag gillar hornbasljudet, det är i de flesta fall kristallrent och ger en fysisk närvaro som är svårt att matcha.

[exmag]

Tredje versionen av GhostHorn:

gohsthorn-3-frekvens.png (11.31 KiB) Visad 38 gånger

Nu när jag bara har en kanal kunde jag minska ner hornet på höjden. Översidan av hornet skall bli bänk för hifi- och teve-utrustning. När man bli äldre vill man stå upp om det skall fingras på grejerna. Idén att (äntligen) bygga ett horn kom när jag förstod att jag måste placera en hylla över teven. Egentligen borde hornet kallas HyllHorn. Eftersom hornet är stort borde det heta HelhylleHorn...
.
.

[exmag]

gohsthorn-3-slaglängd.png (10.18 KiB) Visad 38 gånger

[exmag]

gohsthorn-3-el-impedans.png (12.1 KiB) Visad 39 gånger