Pegel bei Serien / Reihenschaltung

Welche Impedanz hat der Hochtöner?

Hi Michael,

Michael_Burger (Beitrag #2) schrieb:

Welche Impedanz hat der Hochtöner?

BastelGeek (Beitrag #1) schrieb:

Außerdem ist der HT 4 Ohm

Vielen Dank schon mal

Hallo,

wenn du möchtest das die Leuts deine Beiträge aufmerksam lesen bitte diese auch sorgfältiger besser lesbar schreiben ...

Ansonsten könnte >> Visaton BOXSim << auch 'dein Freund' werden. Dann würde sich hier vieles erledigen ...

P@Freak

Hi P@Freak,

ich fand meine Frage jetzt garnicht so unverständlich, aber nun gut. Offensichtlich konnte man das Überlesen. Ich versuche mir zukünftig mehr Mühe zu geben.

Ich habe Boxsim. In der Version 2.1. Die Simulationen stimmen nicht mal wenn man fertige FRD + ZMA Files läd und die TSP der Hersteller nimmt. Bisher ist es also nicht so wirklich mein Freund geworden. Was hätte ich denn sehen sollen?

Hallo,

also bei der einfachen Anwendung von Boxsim sollte sich ja z.B. deine obige Frage zur Reihenschaltung klären.

Hi,

BastelGeek (Beitrag #1) schrieb:

... Angenommen ich habe einen 4 Ohm TMT der einen Wirkungsgrad von 87db hat und ich schalte einen weiteren in Reihe dazu. Dann bin ich bei 8 Ohm. Erhalte ich dann trotzdem die 6db mehr? Oder nur 3db, wie ich in einem Auszug der HH gelesen habe weil sich der Wiederstand verdoppelt? Oder sogar was ganz anderes? ...

BastelGeek (Beitrag #5) schrieb:

... ich fand meine Frage jetzt garnicht so unverständlich, aber nun gut. ..

Ist sie auch nicht.

Nur ist sie nicht so "mal eben" zu beantworten. Letztlich ist alles richtig und gleichzeitig falsch (!), da müssen erstmal einige Grundlagen (alternativ: praktische Erfahrungen ) verarbeitet sein.

Da ich noch nicht schlafen kann, versuche ich mal einen Crashkurs:

Basics:
-- In der Analog-Audiotechnik ist das System der "Konstant-Spannung" üblich, d.h. eine (Verstärker-)Quelle produziert -- wenn niemand am Pegel dreht -- immer (in Grenzen ...) die gleicheSpannung, egal ob und was man anschliesst. (So ist es auch im 230V~-Leistungsnetz).

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a) Reihen-Schaltung:

-- wenn du zwei gleiche LS in Reihe schaltest, teilt sich die (konstante Gesamt-)Spannung auf beide auf, jeder bekommt die Hälfte = -6dB.
Jeder Einzel-LS spielt jetzt also nur noch halb so laut, jedoch beide zusammen addieren sich mit 0.5 + 0.5 = 1 wieder auf den gleichen Pegel (0 dB) wie einer allein.
-- Die sog. "Spannungs-Empfindlichkeit" (*) wird durch Reihenschaltung also nicht vergrößert.

-- Da sich der Gesamt-Widerstand /-Impedanz durch die Hintereinanderschaltung verdoppelt, halbiert sich der Strom.
Wg. konstanter Spannung ist auch die elektrische Gesamt-Leistung halbiert, pro LS sogar nur 1/4.

-- Wenn die Leistung über der doppelten Impedanz wieder auf den Originalwert angehoben werden soll (wg. Wirkungsgradvergleich) muss der Pegel /die Spannung um Wurzel2 = 3 dB erhöht werden. Um diese 3 dB ist der Wirkungsgrad (**) von 2 gleichen LS höher als der eines allein.

-- Um beide LS in der Reihenschaltung auf gleiche Belastung wie einen allein zu bringen, muss der Pegel /die Spannung verdoppelt werden = + 6 dB.
Um diese 6 dB ist der maximale Pegel (***) von 2 gleichen LS höher als der eines allein.


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b) Parallelschaltung:

-- 2 gleiche LS parallel = jeder einzeln gleiche Spannung, gleicher Strom = gleiche Leistung, beide zusammen 1 + 1 = 2 = +6 dB.
Die Spannungs-Empfindlichkeit (*) erhöht sich bei Parallelschaltung also um 6 dB.
Ebenso ist der maximale Pegel (***) von 2 gleichen LS um 6 dB höher als der eines allein (wie oben).

-- der (Gesamt-)Widerstand /-Impedanz hat sich durch die Parallelschaltung halbiert = dopppelter Strom = doppelte Gesamt-Leistung.
Um auf gleiche elektrische Gesamtleistung (z.B. für Wirkungsgradvergleich) zu kommen muss der Pegel (die Spannung) um Wurzel2 = 3 dB gesenkt werden. (+6 -3) = +3 dB. Der Wirkungsgrad (**) (= elektrische zur akustischen Leistung) ist also 3 dB größer als der eines LS allein, d.h. gleiches Ergebnis wie bei der Reihenschaltung oben.

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Mit etwas Nachdenken sollten sich alle deine Fragen klären lassen.
Wenn nicht, gezielt fragen.


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Bei deinen beiden TMTs
-- 4 Ohm mit 87 dB und 8 Ohm mit 82 dB --
nehme ich an, dass die Angabe des 4 Öhmers sich -- wie so häufig -- auf 2 Watt (= 2.83 V~) bezieht (= doppelter Strom, konstante Spannung), ist also eine Spannungs-Empfindlichkeit,
der "echte" Wirkungsgrad liegt theoretisch dann bei 87 - 3 = 84 dB.

Das sind immer noch 2 dB mehr als der 8-"Öhmer", d.h. selbst bei gleichem Durchmesser unterscheiden sich die LS in ihren Grunddaten /TSP,
und zwar typischerweise so, dass der Wirkungsgrad-schwächere 8 Öhmer am unteren Ende (Bass) bei gleicher Treiber- und Gehäusegröße etwas ausgedehnter oder mit stärkerer Anhebung spielt (je nach Qt und Fs).

Damit ist auch klar, dass 2 x gleiche 8-Öhmer parallel mit 82 + 3 = 85 dB Wirkungsgrad noch knapp über dem 1 x 4 Ohm mit 87 - 3 = 84 dB liegen, aber auch noch tiefer runter gehen bzw. eine stärkere Bass-Anhebung produzieren.
Dafür ist allerdings auch ca. das doppelte Gehäusevolumen fällig
Eine doppelte Belastbarkeit führt im Maximalpegel zu +3 dB, also in diesem Fall insgesamt +4 dB.

Bei gleichem Volumen der Gesamtbox (= pro Treiber die Hälfte) wirds unübersichtlich ...
... für heute muss das reichen, evtl. ein ander mal ...


Gruss,
Michael

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(*) = .. dB SPL /pro xVolt /i. 1 m
(**) = .. dB SPL /pro xWatt /i. 1 m
(***) = ... dB SPL /mit max. Watt /i. 1 m

Guten Morgen Mwf,

vielen vielen Dank. Das klärt bereits alle meine Fragen! Nach exakt dieser Antwort hatte ich gesucht. Und sie ist auch wirklich großartig und Leicht erklärt. Bei meiner Google suche bin ich auf ein paar Einträge aus diesem Forum gestoßen, aber keiner hat die Zusammenhänge so gut erklärt. Klasse gemacht. Großes Lob und wirklich vielen Dank für deine Zeit!

Und du hast recht, alle Chassis die ich mir bisher angeschaut habe sind bei 2,83V und damit unterschiedlichen Leistungen angegeben. Wenn man den Wirkungsgrad bei 1W vergleichen möchte, müsste der 4Öhmer eigentlich mit 2V angegeben werden.
Erstaunlich jedenfalls, dass du das vermuten konntest ohne die Chassis selbst gesehen zu haben, während ich da nicht mal drauf gekommen bin obwohl ich die Werte vor Augen hatte. Ich hab echt noch super viel zu lernen, auch wenn ich mich oft garnicht mehr wie ein Anfänge fühle

Hallo,

@Mwf: Wow, super erklärt, müsste man sich eigentlich ausdrucken und einrahmen.

BastelGeek (Beitrag #1) schrieb:

ich habe einen HT mit einem Wirkungsgrad von 90db. Dazu suche ich einen TMT da es auf jeden Fall eine zwei Wege Box werden soll. Bei der Suche ist mir natürlich aufgefallen, dass der Wirkungsgrad von kleinen TMTs oft schlechter ist. Da die Musik auch mal lauter sein soll hatte ich überlegt einfach 2 TMT zu nehmen, da ich damit 6db gewinnen würde. Angenommen ich habe einen 4 Ohm TMT der einen Wirkungsgrad von 87db hat und ich schalte einen weiteren in Reihe dazu. Dann bin ich bei 8 Ohm. Erhalte ich dann trotzdem die 6db mehr? Oder nur 3db, wie ich in einem Auszug der HH gelesen habe weil sich der Wiederstand verdoppelt? Oder sogar was ganz anderes? Außerdem ist der HT 4 Ohm. Da der ja über eine Weiche läuft würde der HT zusätzlich zu höheren Wirkungsgrad auch noch konstant mehr Leistung durch den AMP bekommen, oder? Das gleiche Chassi in 8 Ohm hat 82db Wirkungsgrad. Durch Parallelschaltung käme ich auf 4 Ohm. Würde 6db gewinnen und wäre genau da wo ich auch mit dem 4 Ohm Chassi wäre, oder? Hätte ich damit dennoch Vorteile?

es kommt eigentlich sehr selten vor, dass z. B. bei einer 2 Wege-Box die TMT und HT gleich laut sind. In den allermeisten Fällen ist der Hochtöner lauter und muss z. B. durch einen Spannungsteiler eingebremst werden oder wenn es nur wenig ist, reicht auch ein Widerstand vor dem Hochtöner. Auch wenn du ein 4 Ohm TMT verwendest, musst du nicht zwangsläufig auch ein 4 Ohm HT nehmen, oft sind 8 Ohm Hochtöner lauter als 4 Ohm Tiefmitteltöner. Und bei Verwendung von 2 Tiefmitteltöner, würde ich immer zwei 8 Ohm Chassis parallel schalten.

@Pollton

.. es kommt eigentlich sehr selten vor, dass z. B. bei einer 2 Wege-Box die TMT und HT gleich laut sind. In den allermeisten Fällen ist der Hochtöner lauter und muss z. B. durch einen Spannungsteiler eingebremst werden oder wenn es nur wenig ist, reicht auch ein Widerstand vor dem Hochtöner. Auch wenn du ein 4 Ohm TMT verwendest, musst du nicht zwangsläufig auch ein 4 Ohm HT nehmen, oft sind 8 Ohm Hochtöner lauter als 4 Ohm Tiefmitteltöner. Und bei Verwendung von 2 Tiefmitteltöner, würde ich immer zwei 8 Ohm Chassis parallel schalten.

Genau richtig erklärt.
Nur zur Richtigstellung. Wenn man z.B. zwei 8 Ohm TMT parallel schaltet, bekommt man im Endeffekt tatsächlich ca. + 6 dB mehr Schalldruck.

Allerdings resultieren hierbei +3 dB durch die höhere Stromaufnahme (geringere Gesamtimpedanz der beiden Tieftöner) und nochmal + 3 dB durch die doppelte Membranfläche.

Alleine durch die doppelte Membranfläche ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad (Luftkoppelung) von +3 dB.

Zwei 4 Ohm TMT parallelschalten, das wird nichts, da die Impedanz dann unter 3 Ohm sinken würde, das mögen viele Verstärker nicht!

Hallo zusammen,

vielen Dank auch euch nochmal für die Rückmeldung.

Mwf's Beitrag gehört eigentlich in eine FAQ Wobei das vermutlich garnicht so oft gefragt wird.

Vielleicht zur Erklärung. Die Anforderung ist nicht meine. Sie wurde von einem Kumpel an mich gerichtet, der am Bau der Garagenbox beteiligt war und dem Boxenbau auch spaß gemacht hat. Und er hätte gerne eine super kleine Box. Diese soll möglichst laut können und auch gut Bass. Außerdem sollte sie günstig sein. Ein klassisches unlösbares Problem.

Es standen verschiedene Chassis zu Auswahl. Am Ende haben wir die Auswahl auf einen Tang Band Treiber und einen Dayton Audio Treiber für TMT reduziert. Der Tang Band Treiber kann nicht so tief, hat aber einen Wirkungsgrad von 90db. Der Dayton Audio Treiber kann eine ganze ecke tiefer aber nicht so laut. Wir haben also mal seine Prioritäten betrachtet und uns dann für den Dayton Audio Treiber entschieden. Damit wird die Box kleiner, günstiger und kann tiefer. Da sein Raum recht klein ist (so 3x3m) haben wir die Lautstärke vernachlässigt. Der HT ist gestern gekommen, der TMT soll heute zwischen 11:30 und 12:30 kommen (was bei DPD immer fraglich ist).

Die Weiche habe ich schon mal grob geplant. Trennfrequenz wird ca. 2800Hz sein. Die Lautstärke wird über ein L-Pad angepasst werden. Jedenfalls so wie es jetzt geplant ist. Simuliert haben wir das mit den FRD und ZMA Files die online verfügbar waren. Wo wir am Ende landen wird sich nach den Messungen zeigen. Wird denke ich ein ganz spannendes Projekt für uns Sobald der Bau beginnt mach ich auch gern ein Bau Thema auf, für die unter euch, die uns scheitern sehen wollen