BASHORN – LitelHorn-3

LitelHorn-3

LitelHorn-3 är, som alla i FoumHorn-serien, konstruerat för små element. Man skall kunna använda 3 till 5 tums element. Även i detta horn kan man använda det lilla Pioneer-elementet, som såldes för ca 50 Cent från PartExpress.

Den inledande delen av hornhalsen ligger också här i en liknande kompakta och tung enhet som i LitelHorn-2. Risken för de så farliga vibrationerna i hornets första del är så gott som eliminerade.

Till skillnad från LitelHorn-2 är detta horn ej beräknat i sin fulla längd för lågbasprestanda. Som vi kommer att se längre fram kan vi lura hornet att gå ner hyfsat djupt ändå.
Första delen av hornet som är 120cm långt är beräknat enligt en exponentiell utbredning för att minska ner på vågigheten i frekvensgången. Resten av hornet är uppdelad på 3 st horn beräknat efter en konisk form. Del 1 är 70cm lång, del 2 är 60cm lång och del 3 är 13cm lång. Sammantaget är alltså hornet 263cm långt. Hornet är beräknat för 60hz. Rent fysiskt klarar hornet i “råformat” att nå ner till ca 65hz -3db och med 1 watt in 1 meter bort ligger nivån på 106-109db.

Ett problem med små korta lågbashorn är att frekvenskurvans vågighet tilltar desto lägre frekvens man beräknar hornet för. Därför uppvisar denna konstruktion i “råformat” en del vågighet. Men eftersom vi endast skall använda den lägre delen av basen har konstruktionen tämjts till sin bristningsgräns för att uppnå tillräckligt låg bas med tanke på hornets realtivt lilla storlek. Strax över 100hz har vi följaktligen fått en rejäl svacka i frekvensgången. Denna svacka skall vi utnyttja till att lägga delningen uppåt just där.
I övrigt måste denna typ av horn använda sig av dämpmaterial i hornhalsens senare hälft för att jämna ut frekvenskurvan och ta bort de högre frekvenserna. De första 120cm får absolut ej dämpas. Dämpningen sker på så vis att dämpmaterial tillverkat särskilt för högtalare anbringas på väggarna i några cm tjockt lager. Dämpmaterial av glasfiber eller liknande får ej användas då hornet kan kasta ut fibrer i rummet.

 

Ritning

(Klicka på ritningen för full storlek)

Så här utvecklades högtalaren

• Beräkning
  Beräkningen av hornet är gjort i programmet HornResp v13. Hornet är beräknat för en litet frekvensregister där högre frekvenser dämpas bort dels genom ett delningsfilter (beskrivs ej här) och dels genom dämpmaterial i senare delen av hornet.

 

• Utformning
  Hornet är beräknat i 4 delar varav den första och längsta delen är av exponentielltyp och de andra av konisk typ. Hornet är veckat i ett flertal veck. Hornet skall användas i en vänster- och en högerkanal. Den slutna lådan för de framåtriktade elementen för registret över 100-150hz är på ca 13 liter. Volymen är tillräcklig för upp till 8 tum’s element och för en hyfsad bra basåtergivning på egen hand.

 

• Element
  Detta horn är konstruerat för element med storleken 3 till 5 tum. Bl och Vas bör vara högt för elementstorleken. Den slutna lådan i hornet skall justeras till rätt storlek. För 4tum’s element skall volymen vara 0,4 liter. För 3tum’s element skall volymen vara 0,3 liter. För 5tum’s element skall volymen vara 0,6 liter.

 

• Arbetsområde
  Hornet måste delas vid högst 150hz helst under 150hz och med minst 12db/oktav, helst mer. Ett subbfilter som bryter vid ca 40hz är önskvärt om man spelar mycket högt. Det är de två sista topparna som är synligt innan dämpningen som skall användas. Se de första tre bilderna här nedan.

 

• Beräkning för olika membranytor
  Hornet är konfigurerat för att klara element inom 3 tum till 5 tum. Här nedan ser vi olika elementstorleks påverkan på frekvensgången. Lägg märke till den lilla skillnaden.

 

• För 3 tums element med ytan 30cm3 och Bl 3. Hornet odämpat:
  
• För 4 tums element med ytan 50cm3 och Bl 5. Hornet odämpat. Som man ser är denna konfiguration den mest optimala:
  
• För 5 tums element med ytan 90cm3 och Bl 5. Hornet odämpat:
  
• Frekvenskurvan med olika Bl-faktorer för 4-tummare. Rött är 10 i Bl och den andra linjen är 5. Lägg märke till att redan 5 är högt Bl:
  
• Med dämpmaterial och delningsfilter i hornet kan frekvenskurvan se ut så här med 4tum’s elementet (rött):
  

 

• Slaglängden
  Ner till 70 hz slår membranet som mest ca 0,4 mm vid 108 db. Utanför det kontrollerade området stiger slaget till ca 0,9 mm vid 108 db. Det innebär att med 4 tummare kan man spela 60hz upp till ca 110db innan man nått 1mm slaglängd. Lite kan det tyckas men testa med att spela en 60hz sinuston i 108db med en vanlig sluten högtalare. Skulle inte förvåna mig om även den bottnar. För att vara på den säkra sidan bör man använda ett elektroniskt filter som bryter av innan 40hz och neråt.
  Oregelbundenheterna som syns på slaglängden beror dels på impedans variationerna i hornhalsen när man låter ett membran med så liten yta jobba så djupt ner i frekvens och dels på att hornet är mindre än vad som teorierna sääger vid så låg frekvens. Detta är en av orsakerna till att hornet skall dämpas med dämpmaterial.
  

 

• Olika element
  Man kan alltså använda alla förekommande element mellan 3 och 5 tum. Tänk bara på att Bl-faktorn alltid måste öka med ökad yta. Välj alltid ett element med högsta möjliga Bl-faktor och högsta möjliga Vas. Här följer några förslag:Storlek Yta Bl Vas Xmax
  3 tum 30-40 cm2 Över 3 Över 2 liter Min 1,5 mm
  4 tum 40-60 cm2 Över 4 Över 3 liter Min 1,0 mm
  5 tum 60-80 cm2 Över 5 Över 4 liter Min 0,8 mmOvan är minvärden (ej Yta). För att få fram de bästa lämpliga värdena bör man multiplicera ovanstående med 1,5.

 

• Beräkningar
  För att få fram en grundberäkning av hornet används följande elementparametrar:

  Membranyta	=	50cm2 (ca 4 tum’s element)
  Bl-faktor	=	5
  Massa	=	3 gram (utan luft)
  Spolens resistans	=	6 ohm
  Mekaniska Kompliansen	=	4,00E-04 m/newton
  Mekaniska resistansen	=	4,00 newtonsec/m

Efter att optimering gjorts har mängder av ändringar och simuleringar gjorts innan fastställande av form. Med ovanstående elementparametrar får vi följande utvidgning för det mest optimalt förkortade hornet:

• Veckad blir det så här:
  

 

 

• Bygginstruktion
  Bygginstruktionerna här nedan är självbeskrivande.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dämpningen i hornet (gult) skall göras enligt bilden. Använd syntetiskt dämpmaterial eller skumplast som finns bla på Biltema. Lagret bör vara mellan 1 och max 4cm tjockt. Både tjocklek och hur högt upp i hornet som skall dämpas får experimenteras fram.
Hela det slutna utrymmet (blått) för de framåtriktade elementen bör fyllas helt utom en liten bit fram till baffeln. I detta fall kan man använda valfritt dämpmaterial. Bäst är alltid långfibrigt fårull. Även här kan man användas Biltemas dämpmaterial eller varför inte mineralull.