Verständnissfrage Belastbarkeit von Mehrwege Ls

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steve65
Stammgast

#1 erstellt: 08. Jan 2005, 17:22

Hi

ich habe ein kleines Verständnissproblem im Bezug auf die Belastbarkeit von Ls.
Als Beispiel nehme ich mal meine alte Canton, es könnte aber auch jede andere Mehrwegebox sein.
Nun, die alte Box hat eine Belastbarkeit von 70 W Sinus und 120 Musik und sie ist eine 3 Wege Box.
Bei einem konstanten Pegel von 3 V pk hat sie folgenden Schallpegel, gemessen in meinem Wohnzimmer (Ls rechts/links in Betrieb).

10 kHz 77,4 dB
5 kHz 77,2 dB
1 kHz 86,0 dB
500 Hz 77,0 dB
250 Hz 86,2 dB
100 Hz 81,2 dB
90 Hz 87,8 dB
80 Hz 87,1 dB
70 Hz 87,8 dB
60 Hz 90,4 dB
50 Hz 88,6 dB
40 Hz 75,9 dB
30 Hz 68,3 dB
20 Hz 67,9 dB

So nun zum Problem.
Ich weiß, daß die Box einen Maximalpegel von 100 dB bei 70 Hz kann, in 3 Meter Abstand. Ferner weiß ich, daß vor x Jahren in einem Test der Box das Problem bestand, daß der Hochtöner nur 97 dB geschafft hat.
Nun 100 dB mit allem was die Box kann, werden erreicht mit 120 W. Nach meinem Verständniss kann ein Hochtöner so um die 5 - 10 W, ein Mitteltöner (dieser zumindest) vielleicht 20 W. Um denn linear zu sein, müsste der Hochtöner aber ebenfalls mit 120 W laufen um die 100 dB zu können. Bei 97 dB hat er begrenzt, das wären nach der Theorie immerhin 60 W mit denen er noch klar kam. Das ist doch ein Missverhältniss, wie kann das sein.

Gruß
Steve

Epsilon
Inventar

#2 erstellt: 08. Jan 2005, 19:25

Hallo,
wie du richtig geschrieben hast halten die Hochtöner meistens nicht viel mehr als 10 W aus. Das müssen sie aber in gewöhnlichen Hifi-Boxen auch gar nicht, denn sie bekommen nicht so viel Leistung ab wie der Tieftöner. Das Signal wird ja von der Frequenzweiche "aufgeteilt", bevor es zu den Chassis kommt, und für die hohen Frequenzen ist nicht so viel Energie erforderlich. Das hängt ganz einfach damit zusammen, dass für tiefe Frequenzen die Membran stärker ausgelenkt wird und daher das Chassis grössere Leistung benötigt.
In einer 3-Wege-Box kriegt also der Bass den grössten Teil der Leistung ab, weniger der Mitteltöner und ganz wenig der Hochtöner.

Im übrigen haben die Belastbarkeitsangaben wenig Aussagekraft.

Gruss Karsten

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#3 erstellt: 08. Jan 2005, 19:34

Epsilon schrieb:

Das hängt ganz einfach damit zusammen, dass für tiefe Frequenzen die Membran stärker ausgelenkt wird und daher das Chassis grössere Leistung benötigt

Naja, nicht ganz.

100W sind 100W, egal ob bei 10Hz oder 10kHz.

Die Musik macht den Unterschied. Hohe Frequenzen enthalten bei durchschnittlichem Musikmaterial sehr viel weniger Leistung als tiefe. Bestehen ohnehin fast nur noch aus Oberwellen.

Deswegen wird (sollte) die Belastbarkeit mit rosa Rauschem gemessen (werden), dass eine angenährt ähnliche Leistungsverteilung besitzt.

Steht auch irgendwo unter HiFi-Wissen.

Gruß
Cpt.

[Beitrag von Cpt._Baseballbatboy am 09. Jan 2005, 13:01 bearbeitet]

A2driver
Stammgast

#4 erstellt: 08. Jan 2005, 19:36

Vorsicht bei Test CD wo nur gewisse Frequenzen wiedergegeben werden da kann man leicht die Hochtöner abschiessen weil dann die gesamte Leistung an diese gehen da die anderen Chassis ja stumm bleiben. Leider eigene Erfahrung in jungen jahren.

steve65
Stammgast

#5 erstellt: 08. Jan 2005, 20:00

Hm,
irgendwie verstehe ich das nicht. Eine Box braucht die Leistung x um im Bassbereich einen bestimmten Pegel zu liefern und eine Leistung y um den gleichen Pegel im Hochtonbereich zu liefern??
Nein, das kann nicht sein. Die Box braucht eine Spannung x und damit irgendeine Leistung um einen bestimmten Pegel im Bass bereich zu liefern, aber die Box braucht auch die gleiche Spannung x und damit eine ähnliche Leistung, um den gleichen Pegel im Hochtonbereich zu liefern. So oder so ähnlich habe ich das da oben Dokumentiert, gemessen mit Sinus Tönen. Aber, bei Maximalpegel klappt das nicht bei einer Hifi Box( zumindest bei meiner), der Hochtöner hält das nicht aus.

Allenfalls wäre eine Erklärung, daß der Hochtöner den Pegel gar nicht bringen muss bei normaler Musik. Aber was ist wenn jemand keine normale Musik hört?

cr
Inventar

#6 erstellt: 08. Jan 2005, 20:17

Wenn deine Musik so eine ist, dass du gleichlaute Sinustöne anhören mußt, dann hast du ab 10 bis 15 Watt ein Problem (deine Ohren mindestens ebenso wie der HT)

steve65
Stammgast

#7 erstellt: 08. Jan 2005, 20:39

Ich habe eigentlich weniger an Sinusmusik gedacht. Ich höre zwar heute immer öfters im Radio komische Musik, aber das ist nicht meine Sache. Ne, ich habe mehr ans Heimkino gedacht, da rumst, kracht und zischt es, immer gleich laut, max Pegel gut 100 dB. Nicht alles davon wird vom Basstöner geliefert. Gleiches gilt für CD, ich habe einige Sachen mit Frauenstimmen, gut das trifft nicht so den Hochtöner, aber den Mitteltöner. Das ist bei meinen Boxen kaum besser, es ist eine kleine 30 mm Kalotte. Singt die Dame, habe ich 100 dB an meinem Hörplatz, der kleine Kalottenmitteltöner fliegt fast auseinander, seine Schwingung ist gut sichtbar. Nach der Theorie müßte er mit Maxleistung der Box laufen, was aber gar nicht sein kann. Aber wie wird er sonst so laut?

Epsilon
Inventar

#8 erstellt: 08. Jan 2005, 21:03

Cpt._Baseballbatboy schrieb:

Naja, nicht ganz.

100W sind 100W, egal ob bei 10Hz oder 10kHz.

Was gegensätzliches hab ich nicht behauptet.

Deswegen wird (sollte) die Belastbarkeit mit rosa Rauschem gemessen (werden), dass eine angenährt ähnliche Energieverteilung besitzt.

Bei Rosa Rauschen ist die Energie je Oktave konstant.

@steve65

Ich höre zwar heute immer öfters im Radio komische Musik, aber das ist nicht meine Sache

Da sind wir Leidensgenossen

cr
Inventar

#9 erstellt: 08. Jan 2005, 21:24

Nicht alles davon wird vom Basstöner geliefert. Gleiches gilt für CD, ich habe einige Sachen mit Frauenstimmen, gut das trifft nicht so den Hochtöner, aber den Mitteltöner. Das ist bei meinen Boxen kaum besser, es ist eine kleine 30 mm Kalotte. Singt die Dame, habe ich 100 dB an meinem Hörplatz, der kleine Kalottenmitteltöner fliegt fast auseinander, seine Schwingung ist gut sichtbar. Nach der Theorie müßte er mit Maxleistung der Box laufen, was aber gar nicht sein kann. Aber wie wird er sonst so laut?

Selbst wenn sich die Leistung auf alle 3 Lautsprecher gleich aufteilen würde, bekäme den HT schon nur mehr 23,3 Watt ab.
Nun ist es aber so, dass im Bassbereich ungleich mehr Leistung verbraten wird, auch bei deiner Musik oder bei fast allen natürlichen Geräuschen.
Eine Aufteilung 4:2:1 ist in den meisten Fällen wohl das Äußerste, was HT und MT abbekommen, das wären bei 70W:
40:20:10W. Damit wäre kein LS überlastet.
Um zB zu vermeiden, dass der MT überlastet wird, nimmt man entweder einen leistungsstarken oder koppelt ihn erst relativ hoch an, dann fließt die meiste Leistung in den Basslautsprecher. Das Gleiche gilt für den HT, die erst bei Frequenzen von 3000-6000 Hz angekoppelt werden. Ab 6.000 Hz kommt meist nur mehr sehr wenig Leistung daher.
Bei einer Zweiweg-Box kann es leicher passieren, dass der HT (MT gibts ja nicht) überlastet wird.

Warmmilchtrinker
Stammgast

#10 erstellt: 08. Jan 2005, 22:27

Ich hoffe mal, dass ich jetzt nichts falsch verstanden habe:

100dB sind nicht bei jeder Frequenz gleich laut, das heißt, sie sind es schon, aber das menschliche Ohr nimmt jede Frequenz anders unterschiedlich laut wahr. Tiefe Bässe und obere Höhen nehmen wir als nicht so laut wahr, weil unsere Hörschwelle dort bei einem deutlich höheren Pegel liegt als etwa im Mittenbereich zwischen 1.000 und 3.000Hz, wo die Hörschwelle bei geringen Pegeln läuft. Du wirst 100dB bei 1kHz als odeutlich lauter wahrnehmen als bei 20Hz. Die Hörschwelle ist aber weder sinusförmig noch regelmäßig. Aber je näher du zu 1kHz kommst, desto niedriger liegt die Hörschwelle, ganz grob. Deshalb müssen Lautsprecher bei 1kHz weniger Hub für denselben wahrgenommenen Pegel aufwenden wie bei deutlich höheren oder niedrigeren Frequenzen.

Epsilon
Inventar

#11 erstellt: 08. Jan 2005, 23:38

Hmmm... es stimmt, dass unterschiedliche Frequenzen unterschiedlich laut wahrgenommen werden, aber das hat mit der Frage hier nichts zu tun. Die Box soll ja das Musiksignal authentisch wiedergeben und nicht an die menschliche Hörkurve anpassen...

Ich muss mich nochmal schlau machen, aber ich war bisher der Meinung, dass tiefe Frequenzen im Vergleich zu hohen Tönen gleicher Lautstärke (db, unabhängig von der menschlichen Hörkurve) mehr Energie enthalten - kann aber auch sein, dass das Unsinn ist.

Greenslow
Stammgast

#12 erstellt: 09. Jan 2005, 00:59

Ich bin mir da auch nicht sicher.
Ich glaube zu wissen, das die Energie bei tiefen Frequenzen größer ist als bei hohen. Die Energie ist die Fläche unter der Sinuskurve.
Wenn man auf ein Oszi eine tiefe und eine hohe Frequenz gibt und diese übereinanderlegt, kann man sich das wohl am deutlichsten vorstellen. Ich denke mal das die hohe Frequenz weniger Energie enthält, weil sie im Vergleich zu der niedrigen mehr Nulldurchgänge hat.
Wenns das alles nicht stimmt könnt ihr mich ruhig zurechtstutzen!

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#13 erstellt: 09. Jan 2005, 13:03

Epsilon schrieb:

Cpt._Baseballbatboy schrieb:

Deswegen wird (sollte) die Belastbarkeit mit rosa Rauschem gemessen (werden), dass eine angenährt ähnliche Energieverteilung besitzt.

Bei Rosa Rauschen ist die Energie je Oktave konstant.

Stimmt natürlich. Typisches Phänomen: Leistung und Energie werden in einem Rutsch genannt und gegeneinander ausgetauscht. Passiert zum Glück nicht nur mir.

Habs oben abgeändert.

Die Leistungsprektraldichte des rosa Rauschens fällt mit 3dB/Oktave ab und hat damit immer den gleichen Energiegehalt pro Oktave.

Das hier ist vielleicht interessant zu dem Thema, von wegen Energie von Sinusschwingungen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Effektivwert

Unter "Mathematische Form" die hässliche Formel mit dem Integral: Et=...

Gruß
Cpt.

[Beitrag von Cpt._Baseballbatboy am 09. Jan 2005, 13:10 bearbeitet]

steve65
Stammgast

#14 erstellt: 09. Jan 2005, 19:11

Hm,

wenn ich das nun richtig verstehe, kann ein Hifi Ls keinen konstanten Max Pegel über die Frequenz liefern.

Bei meinem Beispiel: 100 dB max bei 70 Hz, 90 dB im Hochtonbereich. So ganz glauben kann ich das ja noch nicht, aber ich will meine Hochtöner für die Messung auch nicht riskieren.
Was wollten die Tester vor x Jahren sagen, der Hochtöner komprimiert bei 97 dB ? Gut er kann nicht lauter, aber bei welcher Eingangsspannung, dem Proportional bei welcher Eingangsleistung?

Das verstehe ich eben nicht, es müßte, aber es kann nicht.

Die Leistung ist bei konstanten Größen (U, Z) übrigens unabhängig von der Frequenz.

Gruß
Steve

Epsilon
Inventar

#15 erstellt: 09. Jan 2005, 19:36

Ich hab mir mal sagen lassen, dass so ab 10 db, bevor die max. Lautstärke erreicht ist, der LS den "normalerweise" geraden Frequenzgang nicht mehr einhalten kann. Wenn die Box also bis 100 db kann, wirds bei 95 db also schon eine Berg- und Talbahn sein.

[Beitrag von Epsilon am 09. Jan 2005, 19:37 bearbeitet]

Frank_K.
Stammgast

#16 erstellt: 09. Jan 2005, 23:27

steve65 schrieb:

Ich weiß, daß die Box einen Maximalpegel von 100 dB bei 70 Hz kann, in 3 Meter Abstand. Ferner weiß ich, daß vor x Jahren in einem Test der Box das Problem bestand, daß der Hochtöner nur 97 dB geschafft hat.
Nun 100 dB mit allem was die Box kann, werden erreicht mit 120 W. Nach meinem Verständniss kann ein Hochtöner so um die 5 - 10 W, ein Mitteltöner (dieser zumindest) vielleicht 20 W. Um denn linear zu sein, müsste der Hochtöner aber ebenfalls mit 120 W laufen um die 100 dB zu können. Bei 97 dB hat er begrenzt, das wären nach der Theorie immerhin 60 W mit denen er noch klar kam. Das ist doch ein Missverhältniss, wie kann das sein.

Die bei Musik auftretende Leistung pro Oktave sinkt zu höheren Oktaven mehr oder weniger deutlich ab.

So als Anhaltspunkt (durchschnittlicher Schallpegel):

Klassik:
32...63 Hz: 88 dB
63...125 Hz: 97 dB
125...250 Hz: 100 dB
250...500 Hz: 99 dB
0,5...1 kHz: 96 dB
1...2 kHz: 90 dB
2...4 kHz: 84 dB
4...8 kHz: 78 dB
8...16 kHz: 72 dB

Metal:
32...63 Hz: 86 dB
63...125 Hz: 100 dB
125...250 Hz: 100 dB
250...500 Hz: 99 dB
0,5...1 kHz: 97 dB
1...2 kHz: 94 dB
2...4 kHz: 91 dB
4...8 kHz: 88 dB
8...16 kHz: 85 dB

Filmmusik:
32...63 Hz: 106 dB
63...125 Hz: 102 dB
125...250 Hz: 100 dB
250...500 Hz: 99 dB
0,5...1 kHz: 97 dB
1...2 kHz: 93 dB
2...4 kHz: 89 dB
4...8 kHz: 86 dB
8...16 kHz: 83 dB

Der kurzzeitige Pegel bei hohen Frequenzen ist natürlich
höher, da die Pegelschwankungen zu hohen Frequenzen hin
stärker werden. Aber der mittlere Pegel, der für die
Erwärmung veantwortlich ist, liegt eben auf deutlich niedrigerem Niveau.