BASHORN – FolkHorn 280

BASHORN – FolkHorn 280

BASHORN – FolkHorn 280 är en serie horn som är konstruerat för en mängd olika typer av element skall passa utan att förlora allt för mycket av prestandan. Hornet är kapabelt att återge neråt 35hz med nära 110db med 1w/1m. Serien kan också enkelt förses med en förkammare av valfri storlek för att ytterligare kunna sänka lägsta frekvens. Neråt 10hz är inte omöjligt om lådans höjd ökas. Nivån sjunker något vid 10hz och hornet blir extremt smalbandigt, ungefär som en basreflexport. Här är en som byggt hornet: https://www.minhembio.com/KG-Mannen/281531/

Ritningar för BASHORN – FolkHorn 280

Konstruktion för BASHORN – FolkHorn 280

Målet med detta horn kan läsas ur namnet, FolkHorn, ett horn för folket. För att hornet skall bli populärt måste det vara lättbyggd och kunna bestyckas med element man har hemma eller billiga ur affärernas sortiment. Hornet skall naturligtvis också kunna använda dyrare element för bästa prestanda.
För att kunna uppnå ovanstående mål har en liten ingångsareal valts samt 5 olika beräknade horn sammansatta till ett där det sista är ett sk förkortat horn.
Med detta horn har det tagits ytterligare ett steg fram för att möta upp kravet på smalbandig lågbas under 40hz. Hornet har försetts med möjligheten att använda förkammare. Med rätt dimensionering av förkammaren och höjning av lådan kan den, med smal bandbredd, nå ner till under 10hz vid f0. Detta är extremfallet, normalt kan den dock klara att gå ner till 20-25hz.
För att ytterligare förstärka basen har mynningen placerats nära golvet.

Utformning

Lådan skall först byggas i vanlig 19 mm spånskiva för att därefter kläs med annat material på utsidan med ungefär samma tjocklek om så önskas. Dimensionerna är valda så att hornet skall kunna användas som stereobänk eller gömmas som en vanlig byrå.

Element

Hornet är ursprungligen planerad för ca 800cm2 membranyta. Konstruktionen medför dock att den kan klara en mängd olika element från totalt 200cm yta till 1100cm2. Bäst resultat får man dock med en membranyta mellan 400 och 900cm2. Man kan använda flera element eller ett enstaka. De element-parametrar som är viktigast är Bl och Vas även Re kan anses som viktigt. Normalt är ett lågt Re bättre än ett högt för verkningsgradens skull. För förstärkaren är dock ett lite högre Re bättre. Denna formel kan vara ett bra verktyg för att hitta någorlunda “rätt” Re:
(Bl/3)+3 = Re.
Dvs om Bl är 9 blir Re (9 delat med 3 plus 3) 6,00 ohm.
Om Bl är 28 blir Re (28 delat med 3 plus 3) 12,33 ohm.
Värdet man får fram är alltså ungefärligt och endast vägledande.
Det optimala Bl och Re för FolkHorn 280 får man fram om man delar Bl med Re (Bl/ohm). Värdet skall bli runt 6 Bl/ohm. Skillnaden kan dock vara hyfsat stort utan att ljudet blir nämvärt sämre.

Arbetsområde

Hornet är ett rent bashorn och måste delas högst 150hz över f0 med minst 12db/oktav, helst mer. Ett subbfilter som bryter under f6 är önskvärt om man spelar mycket högt. Om man använder stor förkammare måste man dela hornet max 50hz över f0.

Beräkning olika membranytor för BASHORN – FolkHorn 280

Som tidigare sagts kan hornet jobba med olika membranytor. För att åskådliggöra detta visas här en serie simuleringar av ett varierande antal 8 tums elementet enligt följande uppställning, 5st, 4st, 3st, 2st och 1st.
Elementet heter Eminence Alpha 8 och är det med bäst data i Hifiktis katalog för detta horn. Elementet är också billigt 455kr (2007). Det är dock långt i från optimalt för hornet då Bl/ohm är 1,71 medan det borde ligga runt 6. Simuleringarna har gjorts med 25liter sluten låda bakom elementen om inget annat sägs.Eminence Alpha 8 8tum

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 125 97 1,5 209,2 181 91 2,3

ohm W RMS dB tum mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

76 5,27 0,65 0,60 4,5 0,53 14,1 0,23 9,0 20 210 3,2 14,22

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

 

Frekvenskurvor

Det man kan utläsa ur nedanstående frekvenskurvor för Eminence Alpha 8 är att f0 sjunker för varje extra element tills man kommer till element 4. Efter detta sjunker inte längre f0. Man kan också se att hornet går högre upp i frekvens för varje extra element och att rakaste kurvan blir det med 2 element av Eminence Alpha 8.

1st Eminence Alpha 8. Membranyta= 210cm2

2st Eminence Alpha 8. Membranyta= 420cm2

3st Eminence Alpha 8. Membranyta= 630cm2

4st Eminence Alpha 8. Membranyta= 840cm2

5st Eminence Alpha 8. Membranyta= 1050cm2

Alla Eminence Alpha 8 på samma papper

 

Beräkning olika element för BASHORN – FolkHorn 280

Det viktigaste är inte att hornet kan jobba med olika membranytor även om detta horn är strålande på den punkten. Det är minst lika viktigt att kunna jobba med olika elementfabrikat av blandad storlek beroende på att man ofta vill bygga om sitt tidigare konstverk till ett nytt och då kunna använda samma element. FolkHorn är mästare i klassen på den punkten som vi skall se här nedan. Problemet är dock att få tag i relevanta data för äldre element. Simuleringarna har gjorts med 25liter sluten låda bakom elementen om inget annat sägs. Vi börjar med några gamla godingar på 10 tum och bara ett element åt gången, vilket egentligen är på tok för liten membranarea, först ut:

Fostex FP 253 10tum

Elementet är ursprungligen konstruerat för bakladdade horn och därför försedd med lätt kon 23gram med luft och teoretiskt 20,28 gram utan luft. Det är den senare vikten som HornResp använder.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 125 93,5 50 262 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

42 7,3 0,16 0,50 6,5 0,46 99 0,61 9,5 23 340 0 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Snygg kurva
f3 = 43hz.

Kurvan ser väldigt fin ut här ovan men impedansen är vågig. Hornet bör dämpas de sista 2-3 sektionerna med skumgummi på alla sidorna. Bl/ohm är 1,3 vilket jag tror man kan se på imp.kurvan.

 

Audax HD 24 P 45 TSM 10tum

Ett typiskt subbaselement med högre konvikt, mycket lågt Qts och fs. Skall bli intressant att se hur ett subbaselement klarar detta.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 120 92,5 45 278 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

22 6,2 0,77 0,24 2,1 0,22 258 1,4 11,7 37 363 0 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Fin kurva f3 ligger på 45hz. Här kan man se effekten av det låga Qts, en rundare krökning innan fallet neråt i frekvens. Vi ser också att det tyngre membranet viker av kurvan uppåt från ca 200hz.

Här ser man ett element som bättre lämpar sig för hornet, bortsett från den ganska lilla konarean. Det är förhållandet Bl/ohm på 1,9 som bidrar till denna relativt fina kurva. Det finns dock ändå lite krusningar som kan bidra till “kaffeburksljud”. Alltså bör även denna dämpas med skumplast en bit in i hornet.

 

Kef B139B Motsvarar 10tum

Legenden i samlingen fast i nyare upplaga. Denna skall inte klara jobbet bra om man följer vad de gamla lärde har lärt ut. Vi får väl se.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 100 88,5 55 302×188 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

29 7,2 1,1 0,49 3,7 0,47 92 0,57 12,1 54 342 0 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

f3 ligger på 45hz. Det mycket tunga membranet gör att kurvan faller tidigt uppåt. Det gör inget för hornet bör delas mellan 100 och 200hz. Trots nästan dubbelt så tungt membran än föregående orkar den ändå spela med hög verkningsgrad. När membranet blir tyngre kan man motverka det genom att minska den slutna lådan bakom elementet…

..och då blir det så här. Riktigt snyggt, inte sant? Lådan har minskats från 25liter till 15liter.

Nu är vi tillbaka till 25liters låda. Imedansen förbättrades ytterligare från föregående element men fortfarande bör man nog dämpå med skumplast en bit in i hornet.

 

Peerless XLS 10 (830452) 10tum

Vi tar ett nytt element, Peerless 10 tum värsting. Titta på data så förstår man…
Jo, det finns ett ännu värre Peerless-element, med en rörlig massa på 400gr och fs på 11,2hz (!?). Jag gjorde några provsimuleringar även med det elementet. Jag tar inte med detta här då kurvorna visar att elementet är fullständigt odugligt för hornet.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 0 88,4 51 269 239 124 2,42

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg bara magneten

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

18,9 3,4 4,3 0,18 2,63 0,17 89,7 0,52 17,5 135,3 352 0 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Nu börjar det hända saker. f3 ligger på 52hz. Det mycket tunga membranet gör att kurvan faller mycket tidigt uppåt. Här bör hornet delas vid 120hz. Verkningsgraden är lysande, det indikerar 110db 1m1watt om. Det blev ingen skillnad när lådan minskades ner. Erfarenheten säger dock att detta element inte gör sig i detta horn även om det går.

Imedansen är lite svår att läsa av då skalan ändrats pga det höga ohmtalet vid högre frekvenser. Men tittar man tydligt är detaningens vågigt fortfarande. Lite skumplast behövs här också. Man ser att spolen i elementet duger som en del av ett delningsfilter.

Eminence Kappa PRO-15LF-2 15tum

Nu går vi upp till 15 tum. Först ut i denna storlek får bli Kappa. Ett mycket kompetent element. Lite tung kon kanske.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 600 97,8 76,2 381 0 167 11,3

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

35 6,12 1,0 0,32 9,57 0,31 172,5 0,21 20,4 100 760 6,7 18

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Så här skall det se ut! Vare sig mer eller mindre.

Här är det också godkänt. Man kan lägga in lite skumplast om man vill, men det är inte nödvändigt.

MGR A-1715 15tum

Vi testar en billig 15 tumare på ca 400kr (Ljudia 2007).

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 0 0 0 0 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

26 6,0 0,8 1,05 5,0 0,87 271 0 10,17 99 750 0 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Det GÅR använda en mycket billig 15 tumare med högt Q-värde. Man kan jämna ut kurvan genom att lägga in lite dämpmaterial. Dämpmaterialet bör här vara effektivare än skumplast. Verkningsgraden ger lite låg nivå ut men är fortfarande högre än flera vanliga högtalare. Man bör nog satsa på ett annat element.

JBL 2202 12tum

Nu en riktig superklassiker.

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 0 0 0 0 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

50 5,5 1,0 0,18 3,50 0,17 87,72 0,021 21,07 39,25 530 3,5 0

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

Resultatet är utmärkt (f3= 48hz). Trots sitt låga Qts ger kurvan en liten avslutande puckel innnan fallet ner i frekvens. Lite skumplast på ytorna kan vara befogat. JBL’aren presterar nästan som en 15 tumare fast det är en 12 tumare.

JBL 2226 J 15tum

Fortfarande en JBL men en som tillverkas nu (2007).

ALLMÄNT:

Impendans: Effekttålighet: Känslighet: Talspolediam: Diameter: Baffelhål: Djup: Vikt:

8 0 0 0 0 0 0 0

ohm W RMS dB mm mm mm mm kg

THIELE-SMALL PARAMETRAR:

fs Re Le Qes Qms Qts Vas Cms Bl Mms Sd Xmax Xmek

40 10 3,5 0,33 5,0 0,31 175 0 27 98 880 7,6 40

Hz ohm mH liter mm/N T-M gram cm² mm mm

(f3= 41hz). Ganska normalt för en 15 tumare. Lågt f3.

 

Sänk undre gränsfrekvensen för BASHORN – FolkHorn 280

För att sänka undre gränsfrekvensen tar vi till ett knep. Vi inför helt enkelt en kavitet mellan hornets början och elementets membran. Man kan sänka frekvensen rejält på detta sätt men det får vissa konsekvenser. Ju mer man sänker frekvensen ju smalbandigare blir det användbara området. Man kan likna förfarandet med att koppla ett horn på en basreflesport.

Så här gör man

baffeln består av två delar, en övre och en undre. Elementet finns inte med på bilden men det skall sitta i mitten längst ner på baffeln.

Den övre baffeln flyttas upp för att bilda en önskad volym mellan element och horn.

Skillnader mellan olika volymer
Vi börjar med ingen volym alls med optimalt element. Vi ser här att f3 ligger vid 46hz.

Nu ökar vi på avståndet mellan bafflarna till 1cm vilket ger 5 liter. f3 har nu flyttats ner till 42hz och att kurvan bryter av brantare upptill i fekvens.

Vi fortsätter att öka volymen och hamnar nu på 10 liter vilket är 2cm mellanrum. f3 har nu sjunkit till 40hz men också nivån sjunker med samma watt in. Bandbredden minskas också ytterliger.

Vi ger oss inte utan ökar på volymen till 20 liter eller 4cm mellanrum. f3 åker nu ner till 39hz. Bandbredden minskas ytterligare och det börjar se lite oroligt ut. Det oroliga är inte så mycket att bekymra sig över eftersom man i detta skicket endast kan använda frekvenser under 70-100 hz.

Nu börjar vi bli riktigt tuffa och ökar på volymen till 40 liter vilket betyder att avståndet nu är 8cm och därmed passerat lådans övre kant. För att öka på så här mycket kräver fortsättningsvis att lådan blir högre. Man kan nu skönja en smalbandig topp längs ner. f3 har nu åkt ner till 32 hz.

Vi fortsätter vårt angrepp på de lägre frekvenserna med en ökning av volymen till hela 80 liter. Nu börjar vi klart se den topp som kavitéten bildar och den som man i sådana här konstruktioner använder. Man brukar lägga in ett filter mellan 40 och 50hz för att renodla toppen. f3 är nu ner på 27hz.

I vårt sökande efter låga frekvenser ökar vi på volymen med ofattbara (?) 80 liter och är nu uppe i 160 liter. Det finns nu ingen återvändo. Från och med nu måste vi bara använda oss av toppen längst ner. f3 är nere på subb-nivåer, observera att nivån ligger kvar högt. f3 är 21hz!!

För att visa att man kan nå hur långt ner som helst med f3 drar vi till med opraktiska 320 liters volym. Volymen passerar därmed hornet volym med råge. f3 är nu nere på 17hz. Bli inte skrämd av toppens spetsighet. Simulatorprogrammet simulerar inte dessa toppar på rätt sätt då den inte är konfigurerad för detta. Toppen blir i verkligheten mer avrundad upptill och bandbredden bredare. Ungefär som kurvan ur en basreflexport. Allt över 30hz måste filtreras bort.

Vi gör en simulering för att se hur stor lådan behöver vara för att nå 10hz
vid f3. 830 liter blev det. Nivån vid 10hz har bara sjunkit marginellt. För att få ut 107db här krävs 1watt in och membranets slag hamnar på 0,9 mm.

Vi offrar lite tid på att lägga ihop alla kurvorna på ett blad. Det är alltså bara en utrymmesfråga var någonstans man vill ha sitt f3. Haken är bara att för stor volym troligtvis gör hornet oanvändbart.

 

Bygg BASHORN – FolkHorn 280

Sockel

Såga ut sockeln ur spånskiva med önskad höjd. Sockeln bör runt 100mm innanför högtalaren, utom baktill där den kan ligga jämt med högtalaren.

Fronttyg

Såga ut de två mittstagen så att de slutar 19mm innan sido och bottenstycket. Såga sedan ut en skiva som passar hornets mynning minus tyget som skall vikas över kanten. Såga ut tre fyrkantiga hål som motsvarar de tre facken i mynningen med ca 40 mm kant runt om. Klä sedan ramen med lämpligt högtalartyg el. motsvarande. Sätt fronten på plats med lämplig fastsättnings anordning.