Warum mehr Schalldruck?

Yeah, dann haben wir doch, wenn mir das jetzt in rechtem Licht erscheint, eine rechte und handfeste Herleitung der "der Wirkungsgrad verbessert sich"-"behauptung". Die Formel kommt mir bekannt vor, wird nach selbiger nicht der Referenzschalldruck von Chassis angegeben?

habe es auch grade mal in excel eingetippt, samt und sonders,

im übrigen ist die formel für unbedarfte besser als

n=((4*pi²)/c³)*((fs³*vas)/qes)
oder n=(0.000000964*((fs³*vas)/qes)

zu lesen, aber das nur nebenbei. Kombiniert man das damit, das sich bei der Kombination mehrerer Chassis von den TSP nur das Vas ändert, so ergibt sich in der Tat aus obiger Formel die behauptete Wirkungsgradsteigerung.

Nach Durchrechnung eines chassis stimmte der Referenzschalldruck mit dem des Herstellers überein, hatte aber nur relativ wenig mit der Realität gemein, da mir die Frequenz fehlt, bei der dieser Schalldruck erreicht sein soll. (und das ein HCM 12 T 89 db bei einem Watt und seiner Fs erzeugt, halte ich für ein Gerücht, aber evtl. erschließt sich das noch aus weiteren studien des pdf, da habe ich schon so die eine oder andere vermutung )

Bei 2,4, 8,....512 chassis ergibt sich rechnerisch jeweils eine steigerung um 3 db, was natürlich anzeigt, das die Formel sich nicht unbegrenzt sinnvoll einsetzen lässt, siehe die auch aussage zum perpetuum mobile sowie "srams" aussagen im zweiten von richi44 aufgeführten thread.

Tja, okay, fehlt uns noch die Widerlegung der These, die verneinung dieser kombination der beiden formeln oder der praktische Gegenbeweis, der ja an und für sich durch die quadro schon gegeben sein dürfte. wobei - gibts denn nicht irgendwelche Subwoofer, die sich hier eher als anschauungsobjekt anbieten?
Und, wenn sich die beiden formeln nicht kombinieren lassen, aus welchem grund?

Grüße,

PS.: wenn ihr auch Probleme mit dem pdf habt, schickt mir doch eine PM, dann leite ich es auch per email weiter :o)

Alex

Ich weiß nicht, was Du dauernd von logischen Erklärungen redest. Das hat mit Logik erstmal wenig zu tun, hier spielt die Physik und ihre mathematische Grundlagen mit und wenn Du Dir die Mühe gemacht hättest, diese Grundlagen zu studieren, würdest Du nicht diese Töne spucken.

Erstens vebitte ich mir solche Töne von Dir!
Zweitens: was ist denn logisch, wenn Mathe und Physik nichts mit Logik zu tun haben?

Wer selbst schon mal einen d'Appollito gebaut hat, kennt den Effekt der Wirkungsgradsteigerung

Da sind wir in einem Bereich, bei welchem die Schallwellenlänge nahe der Membranabmessungen der Anordnung ist. Das ist aber nicht mehr Gegenstand unserer Überlegungen.

Etwas ist doch einfach falsch.
Es wird immer nur vom Schalldruck gesprochen. Machen wir uns doch dazu nochmals ein paar Gedanken.
In der Mechanik kennt man den Begriff "Arbeit", als Produkt aus Kraft und Weg.
In der Elektrik nennt man dies (fälschlicherweise) "Leistung", das Produkt aus Strom und Spannung.
Und in der Akustik ist es die "Schallintensität", das Produkt aus Schalldruck und Schnelle.
Und es sollte noch hinlänglich bekannt sein, dassman zwischen den einzelnen "Disziplinen" Verbindungen und Umrechnungen herleiten kann.Daher hat man auch Mitter der 60er mit dem sogenannten MKSA-System gearbeitet, also Meter, Kilogramm, Sekunden und Ampère verwendet. Damit liess sich eigentlich alles ausdrücken. Dass es dabei zu abstrusen Messwertbezeichnungen kam, versteht sich. Soviel ersttmal dazu.

Doch zurück zur mechanischen Arbeit. Kraft allein oder Strom oder Schalldruck sagt doch null und nichts aus. Für eine Aussage benötige ich doch immer beide Komponenten, also Weg und Spannung und Schnelle.
Wenn ich zwei Batterieen parallel schalte, habe ich die selbe Spannung, aber ich kann den doppelten Strom ziehen. Genau gleich, wenn ich zwei identische Transformatoren parallel betreibe.

Wenn ich jetzt unmittelbar an der Lautsprechermembran die Werte für Schalldruck und Schnelle messe, so bekomme ich bestimmte Werte. Und wenn ich das bei zwei dicht nebeneinander eingebauten Dingern mache, so bleibt sich das gleich. Es sind die selben Werte wie ebi einem einzelnen Chassis. Das sollte doch mal unbestritten sein.

Wenn ich also jetzt durch die Verwendung von 2 Lautsprechern die Leistungsaufnahme verdopple (+3dB), so habe ich die verdoppelte Luftmenge, welche einen direkten Bezug zum Schalldruck hat. Ich habe also einen doppelten Schalldruck, +6dB.
ABER ich habe keine Verdoppelung der Schnelle, woher auch. Und da die Schallintensität (entsprechend der mechanischen Arbeit und der elektrischen Leistung) das Produkt aus Schalldruck und Schnelle ist, hat sich diese Schallintensität verdoppelt, was aber nur +3dB entspricht, genau wie sich die Leistung eines elektrischen Gerätes verdoppelt (+3dB), wenn sich der Strom verdoppelt (+6dB), die Spannung aber gleich bleibt.

Dass sich die elektrische Weiterleitung und die akustische Weiterleitung der Ströme bezw. Schalldrücke und Spannungen bezw. Schnellen nicht ganz vergleichen lässt, ist logisch.
Und irgendwie ist es auch denkbar (ich suche mir dazu keine Formeln aus), dass sich der Strahlungswiderstand an unterschiedlichen Membranflächen unterschiedlich verhält, sodass es wie in der Elektrik mit unterschiedlichen Widerständen zu unterschiedlichen Strömen bei gleichen Spannungen kommt.

richi44 schrieb:

Dass sich die elektrische Weiterleitung und die akustische Weiterleitung der Ströme bezw. Schalldrücke und Spannungen bezw. Schnellen nicht ganz vergleichen lässt, ist logisch.

... um hier zu vergleichen, benutzt man Modelle - im Fall eines elektrodyn. Lautsprechers ein elektrisches Ersatzschaltbild. Damit kann das schwingende System "Lautsprecher/Gehause" exakt beschrieben werden.

... in der von Günther angegebenen Formel für den Wirkungsgrad findet sich eben die Güte Qes, die Resonanzfrequenz fsc und die Verhältniszahl Vas wieder (vgl. z.B. Klinger, Der Entwurf von Lautsprechern mit Hilfe der Filtertheorie, RPB xxx)

... das Ganze erscheint mir aus physikalisch/mechan. Sicht eineindeutig und auch logisch.

Gruß
Detlef

Ich habe mir übrigens mal die Mühe gemacht, die Visatonbox durchzurechnen in welcher ja 4 Breitbandchassis zur Anwendung kommtn. Erstens haben wir da ja nur ein Chassis, das wirklich als Breitband läuft. Die übrigen drei werden bei verschiedenen Frequenzen zugeschaltet. Und das Wichtigste zuerst: Es gibt eine Weiche, an deren Eingang eine Parallelschaltung zweier Spulen mit einem Widerstand liegt. Diese Kombination ist in Serie zur ganzen Geschichte und dämpft ab etwa 1500Hz den Mitten- und Höhenbereich um 2,7dB. Damit stimmt schon mal die gezeichnete Frequenzkurve nicht mehr. Diese müsste oberhalb 1500 Hz um 2,7dB tiefer verlaufen. Ebenso stimmt dann die Angabe des Nennschalldrucks der Box nicht mehr.
Zweitens haben diese Chassis eine ungeheure Güte, sodass es in kleinen Volumina zu Bassüberhöhungen kommt.
Ich habe mir mal den Frequenzgang des Chassis ausgedruckt und die 2,7dB-Korrektur eingezeichnet. Dann wird der Frequenzgang schon wesentlich gerader. Und wenn man dann eine geschlossene Box mit diesem Chassis und einem Nettovorumen von ca. 40 bis 45 Litern simuliert, bekommt man genau die Frequenzganglinearisierung, die im Bass nötig ist. Wir bekommen nämlich ein Q der fertigen Box von 1,413 und damit eine Anhebung bei 87 Hz von 4dB. Diese 4dB plus die 2,7dB am Weicheneingang linearisieren genau so weit, wie es nötig ist.
Dass Visaton erstens von Breitbandtechnik spricht, obwohl eine aufwändige Weiche drin ist, zweitens der Box einen Nennschalldruck von 96dB dB bescheinigt, obwohl im Mitten-Höhenbereich der Pegel um 2,7dB abgesenkt wurde und nur so am Rande bei diesem Chassis von einer linearen Auslenkung von +/-3,5mm die Rede ist, obwohl die Differenz zwischen Wickelhöhe und Polplattenstärke (entspricht dem linearen Hub) nur 4mm beträgt, ist ein weiteres Rätsel.
Wenn also derartige Ungereimtheiten in einem Prospekt stehen, bin ich vorsichtig mit der unbesehenen Übernahme anderer Aussagen.

Und ich wiederhole nochmals, dass bei den Rechnungen zwar mit dem um 6dB gestiegenen Schalldruck gerechnet wird, dass letztlich aber für das Hören die Schallintensität massgebend ist und diese steigt in dem Fall nur um 3dB.
Weiter werden Tonsäulen als Vergleich herangezogen. In jenemFall geht es aber um gebündelten Schall und das ist etwas anderes. Hier geht es um relativ tieffrequenten Schall mit kugelförmiger Abstrahlung. Aber ich werde mal die ganzen Formeln und Internetseiten durchackern... Mag sein, dass isrgendwo etwas steht, das diesen Knoten löst.

Hallo,

hat sich ja einiges getan hier,
ich werde den von mir oben eingestellten Artikel demnächst genauer unter die Lupe nehmen. (Hab momentan wirklich keine Zeit für sowas)

noch was zu dem ominösen Buch:
Das wird Studierenden des Leistungskurses "Elektroakustik" von den Universitäten empfohlen.
Der "Lautsprecherheini", Verfasser des Artikel ist Prof. Dr. Ing. Manfred Zollner, Leiter des Akustiklabors der FH Regensburg.

Ich kann in den Artikel (bis jetzt) keine widersprüche erkennen, darum halte ich ihn auch für glaubwürdig.


aus Beitrag von richi44 -----------------------------------
In der Mechanik kennt man den Begriff "Arbeit", als Produkt aus Kraft und Weg.
In der Elektrik nennt man dies (fälschlicherweise) "Leistung", das Produkt aus Strom und Spannung
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@richi44
du hast da die Zeit unterschlagen:
Arbeit = Newton x Meter = Nm = Ws = Wattsekunde
Leistung = Watt = Newtonmeter/Sekunde

Grüße
Thomas

@tede:
die oben genannte formel stammt wahrscheinlich aus "dem dickason" - sofern du den hast - da wird es etwas verständlicher ausgedrückt, nach meinem empfinden. (wird allerdings nicht das einzige buch sein, das diese formel beinhaltet :o))

Dort findet sich auch die Beschreibung für den Aufbau einer Box mit mehreren Chassis (verdopplung des VAS, alles andere bleibt...)

Allerdings widerspricht sich der Author (dickason)(zumindest in meiner ausgabe) vollends, oder drückt sich so unklar aus, das einiges an interpretationsfreiraum bleibt. So ist in dem Abschnitt über zwei lautsprecher erst von 3 dB und anschließend von 6 dB die rede.

mich würde viel mehr interessieren, wie sram im anderen thread mittels hornresp auf einige theoretische steigerung, aber keine durch obige formel berechenbare, kam. Dem ganzen liegt ja auch ein Programm, nämlich hornresp und damit eine oder mehrere formeln zu grunde, über die das ganze berechnet wurde...

Grüße,

Alex

Ich will mich ja erst wieder ein wenig schlauer machen, aber eines scheint irgendwie offensichtlich: Die Sache ist gar nicht so klar und einfach, wie es einige gern hätten, inkl. hochstudierter Leute. Ich gebe darum die Hoffnung noch nicht auf, da irgendwann den ultimativen Durchblick zu bekommen...
Jedenfalls danke an alle, die meinen verworrenen Gedanken folgen (können?) und die Gedulld mit mir haben. Wir teilen uns dann den Nobelpreis!

...tschuldigung, wissen tut mans, aber eben...

@richi44 du hast da die Zeit unterschlagen: Arbeit = Newton x Meter = Nm = Ws = Wattsekunde Leistung = Watt = Newtonmeter/Sekunde

Wie heisst es am Schluss des Films "Manche mögens heiss": Niemand ist vollkommen.

castorpollux schrieb:

Hallo ekel-Alfred, die Frage ist doch, warum die zwei Lautsprecher auf einmal mehr Luft bewegen sollen. Woher solls denn kommen, wenn nicht durch die verdoppelte Leistung, die du ja erwähnt hast - das ist das, worüber wir uns hier den Kopf zerbrechen.

Na, da hast Du mich aber gefoppt! Natürlich bewegen zwei LS doppelt soviel Luft wie einer - macht +6dB. Sie ziehen aber doppelt soviel Strom, also müssen 3dB abgezogen werden - der Wirkungsgrad wird demnach gesteigert.
Halbiert man also die Spannung, verdrängen beide LS soviel Luft wie ein einzelner - brauchen dafür aber nur die halbe Leistung! Der Wirkungsgrad wird also gesteigert - aber auch das Gehäuse wird doppelt so groß.

Nur - warum ist das so? Dann müsste der Antrieb einen besseren wirkungsgrad haben, das scheint mir aber durch die doppelte Membranmasse unlogisch.

NEIN!!
Wenn wir die "akustische Arbeit" ansehen, also die Schallintensität, (Vorstufe der Schallleistung), dann haben wir den Schalldruck mal die Schallschnelle. Der Schalldruck hat sich verdoppelt, also plus 6 dB, so wie sich im Elektrofall der Strom verdoppeln kann. Aber die Schnelle hat sich nicht verdoppelt, so wie sich im Elektrofall nicht zwingend die Spannung verdoppeln muss. Darum haben wir sowohl bei der Elekrotechnik als auch hier nur 3dB Zunahme an elektrischer Leistung oder Schallintensität.
Dass sich bei einem Lautsprecher bei Verdoppelung des Schalldrucks (doppelte Luftmenge) auch die Schnelle verdoppeln muss, geht aus all dem bisher gesagten hervor (selbe Frequenz, doppelter Hub = doppelte Schnelle). Das erreichen wir mit doppelter Spannung an der Schwingspule und somit 4facher Leistung, also +6dB.
Aber wenn wir zwei Lautsprecher einsetzen, haben wir an jedem den ursprünglichen Hub, also bei gleicher Frequenz die gleiche Schnelle. Nur hat sich das bewegte Luftvolumen verdoppelt. Also ist die Schallintensität auch verdoppelt, aber das macht nur 3 dB aus, wie bei der elektrischen Leistung.

DOCH!!
Daher habe ich ja auch das Pferd von hinten aufgezäumt - das Beispiel mit der halbierten Spannung.

@ Alfred
Kann sein, dass ich Dich irgendwie missverstanden habe.
Aber zuerst mal etwas ganz anderes, das mir aufgefallen ist:

c: Schallgeschwindigkeit fs: Resonanzfrequenz Vas: Äquivalentvolumen Qes: elektrische Güte

Das ist etwas aus dem "Anhang" an die Wirkungsgradformel.
Was mir dabei auffällt, dass wir da die Resonanzfrequenz drin haben. Es ist durchaus möglich, dass wir bei der Eigenresonanz durch die Veränderung der Membranfläche oder durch gegenseitige Beeinflussungen oder was einen gesteigerten Wirkungsgrad haben. Das sind Schwingungsvorgänge und Abhängigkeiten, die ich nicht nachprüfen kann. Da ist eine Wirkungsgradsteigerung denkbar.
ABER ich baue einen Lautsprecher und keine Autohupe. Wenn der Wirkungsgrad nach einer Formel steigt, wo eine Frequenz drin vorkommt (nicht jene, ab welcher die Bündelung einsetzt), sind wir doch im falschen Film. Die Vorgabe war eine Frequenz von 100 Hz, damit wir keine Bündelung haben und weit genug von Eigenresonanz und Gehäuseeinflüssen entfernt sind.

Wenn das ein Teil des Dilemmas ist, dass hier eine Formel für den Resonanzfall verwendet wird, der uns eigentlich nicht interessiert, so ist nicht die Formel falsch, sondern deren Anwendung.

Jedenfalls habe ich bei der FH Augsburg im Wesentlichen nur diese Formel gefunden und da steht nirgends, dass sie sich nur auf den Resonanzfall ezieht. Es kann allerdings nicht anders sein, da sonst diese Resonanzfrequenz nichts zu suchen hätte.
Es steht aber auch nirgends, dass das sowohl für die Membranflächen-Vergrösserung an einem Chassis oder durch die Verwendung von 2 oder mehr Chassis einstellt. Daher muss ich nach wie vor davon ausgehen, dass wir es mit Formeln zu tun haben, die zwar richtig sind, aber zweckentfermdet angewendet werden.
Aber sehen wir weiter...

Ich habe zwar nicht nachgesehen, aber die Resonanzfrequenz hängt ja auch von der Membranmasse ab - und damit auch der Wirkungsgrad.
Nebenbei gefragt: Es geht ja um die Wirkungsgradsteigerung bei zwei Chassis. Ist die Debatte, dass eine Vergrößerung der Membranfläche den Wirkungsgrad hebt, vom Tisch?

Nein, ganz und gar nicht.
Aber nochmals kurz der Reihe nach:
Mich interessiert doch nicht, ob der Wirkungsgrdad bei EINER Frequenz besser oder schlechter wird, sondern ob sich was über den ganzen Frequenzbereich ändert. Und wenn in der Formel eine Frequenz (EINE!) drin ist, so ist das nicht das, was ineressiert.

Es sind also meiner Meinung nach immer noch zwei paar Stiefel, ob ich eine Wirkungsgradsteigerung bei einer Frequenz durch Membranvergrösserung habe oder ob es sich um den ganzen Bereich handelt. Und ob das bei Resonanz mit 2 Chassis geschieht, interessiert mich auch nicht. Die Grundfrage ist nach wie vor, ergibt sich eine Wirkungsgradsteigerung bei mehreren Chassis über den ganzen Frequenzbereich, unabhängig von allfälligen Bündelungen.
Und darüber geben die angeführten Formeln, wo die Resonanzfrequenz drin ist, keine gültige Auskunft.Folglich zweifle ich (nach wie vor). Und andere Formeln wurden nicht präsentiert und sowas habe ich auch nicht gefunden.

entschuldigt, es wird etwas OT:
was genau stellen der Referenzwirkungsgrad und der Referenzschalldruck dar?

Wie nämlich oben schon beschrieben, stellt sich beim nachrechnen heraus, das Hersteller den "Wirkungsgrad" ihrer chassis gerne so berechnen, sich aber bei einer echten Messung gerne ganz andere effektive Werte ergeben.

Dickason schreibt, das der Referenzwirkungsgrad generell sehr hilfreich beim Vergleich mehrerer Chassis in einem Mehrwegelautsprecher sei, um beispielsweise herauszufinden, wie stark ein hochtöner abgeschwächt werden müsste.

Die Frage stellt sich mir nun also, ob es sich hierbei um eine theoretische Berechnung handelt, welche den Wirkungsgrad bei 1 oder 2 Khz berechnet, wie ich es an anderer stelle glaube schon einmal interpretiert zu haben,
http://hoerschwelle.know-library.net/
aber dann momentan beim besten willen nicht wüsste, wieso DIESE Frequenz und nicht eine andere, oder aber der Referenzwirkungsgrad ist vollkommen frequenzlos und lediglich dazu zu gebrauchen, wie dickason schreibt, um chassis in einem mehrwegelautsprecher abzugleichen, oder aber eine aussage über den generellen wirkungsgrad zu erhalten.

In dem Zusammenhang verstehe ich aber auch nicht die angabe in dB (SPL), welche sich doch zumindest nach meinen bisherigen Kenntnissen auf eine abgestrahlte Frequenz beziehen muss, oder?

Na, da hast Du mich aber gefoppt!

Jedenfalls danke an alle, die meinen verworrenen Gedanken folgen (können?) und die Gedulld mit mir haben.

Dito

Grüße,

Alex

Tach,

ich verfolge interessiert Eure Diskussion - vlt. kann ich etwas zur Verwirrung beitragen

Die o.g. Formel(n) für den Wirkungsgrad leiten sich aus dem Kleinsignalersatzschaltbild eines schwingfähigen LS/Gehäuse-System ab. Thiele&Small haben damit versucht, das Verhalten von Chassis in der Nähe der Eigenresonanzfrequenz zu beschreiben. Sie berücksichtigen m.W. nicht die komplexe Übertragungsfunktion einschließlich Bündelungseffekten, Impedanzänderungen, Membranresonanzen etc. dieser Chassis - schon gar nicht die einer Multi-Chassis-Konfiguraton.

I.d.S. habt Ihr natürlich Recht - aber wer möchte das Ganze dann theoretisch und anwendungsbezogen in eine allgemeingültige Formel packen? - Nobelpreis lässt grüßen

Hier hilft wohl nur messen

Gruß
Detlef

@richi44:
Du bezweifelst wohl alles, was Du nicht verstehst und das scheint ja einiges zu sein...

Also nochmal:
Membranmasse und Aufhängung bestimmen die fs.
Also:
kleinere Masse -> höhere fs -> höherer Wirkungsgrad
Ist doch logisch, oder?
Das betrifft natürlich nicht nur den Bereich um die fs, da dort der Wirkungsgrad ja dominant von der Güte bestimmt wird.
(Man kann die fs auch über die Nachgiebigkeit C und Membranmasse m bestimmen, falls Du Probleme hast,
die physikalische Größe fs von einer abgestrahlten Frequenz zu unterscheiden.)

fs=1/(2*pi*Wurzel(m*C)) (übliches Masse-Federsystem)

Der Referenzwirkungsgrad gilt sinnvollerweise auch nur im Bereich von deutlich oberhalb fs bis ca. der Frequenz, bei der die Membran noch keine Partialschwingungen zeigt. Keinesfalls gilt er im Bereich der Resonanzfrequenz.

So, nu is genug.

ich weis, das ich nichts weis...

Okay, der referenzwirkungsgrad gilt also ein paar oktaven oberhalb der Fs und dann für 1-2 oktaven.(lax gesagt)

Theoretisch. denn praktisch ergibt sich oft ein gräßlich anderes bild, geprägt von so vielen eigenarten von chassiskonstruktionen, das diese formel teils schon etwas abstrus wirkt, bei bezug auf das kleinsignalersatzschaltbild allerdings ihre berechtigung hat.

und irgendwie widersprecht ihr euch günstigerweise. der eine meint, die formel beschreibt das Verhalten nahe Fs, der andere, die Formel beschreibt das Verhalten fern ab Fs (nur welcher bereich?)

Meine Frage, ob sich dieser referenzwirkungsgrad nun tatsächlich auf eine abgestrahlte Frequenz (von mir aus auch ein bereich) bezieht, die lasse ich einfach mal im Raum stehen, denn so wirklich ist mir noch nicht klar, ob es sich hier tatsächlich um eine berechnete größe handelt, die nachher auch genauso nachzumessen ist/sein sollte oder es sich um eine mehr oder minder virtuelle zahl handelt.

Die Formel zum Referenzwirkungsgrad berücksichtigt auch nicht die Membranfläche, bzw. den Strahlungswiderstand, der sich ja auch mit der frequenz verändert, so dass es sich für einen erechneten referenzwirkungsgrad von 89 db schon einen unterschied macht, ob dieser für den bereich knapp über fs oder ein paar oktaven über fs sitzen soll...

So, nu is genug.

noch lange nicht mein lieber

hier mal ein thread aus dem nubert-forum, in dem dieses unseres thema ebenfalls mit angerissen und ebenfalls gut abgehandelt wird, hab ihn selber noch nicht durch, nur angelesen, scheint aber gute ergänzungslektüre :o)
http://www.nubert-forum.de/nuforum/ftopic8641.html

Grüße,

Alex

Netter Link. Das scheint noch andere zu beschäftigen.
Richi44 wird aber sicher finden, dass Nubert keine Ahnung hat und alles blos abschreibt...

Nu is aber wirklich Schluss,

für heute.

Günther hat "wahr" - ich habe mich missverständlich ausgedrückt

Der Wirkungsgrad eines LS-Systems ist das Verhältnis von elektr. Eingangsleistung zur akustischen Ausgangsleistung. Pak/Pel=((4*pi²)/c³)*((fs³*vas)/qes) * A(jw)²
Er besteht aus einem konstanten (no) und einem frequenzabhängigen Term (A(jw)²). Pak/Pel=no*A(jw)²
Im linearen Bereich (A(jw)=1) oberhalb der Resonanzfrequenz ist der Wirkungsgrad nur abhängig vom verwendeten Chassis - nicht vom Gehäuse.
Im nichtlinearen Bereich (A(jw)/=/1) nahe der Resonanzfrequenz ist der Wirkungsgrad abhängig vom verwendeten Gehäuse.

Die Berechnung des (Referenz-) Wirkungsgrades nach obiger Formel (no) gilt nur bei frequenzunabhängigem Amplitudengang oberhalb fs - welches Chassis hat allerdings dort einen aalglatten Impedanzgang und keine Resonanzen?

Gruß
Detlef

Hallo Alex

hier mal ein thread aus dem nubert-forum, in dem dieses unseres thema ebenfalls mit angerissen und ebenfalls gut abgehandelt wird, hab ihn selber noch nicht durch, nur angelesen, scheint aber gute ergänzungslektüre :o)

Danke. Ich hab ihn auch noch nicht durchgelesen, aber da gibt es tatsächlich interessante Ansätze.
Gruss
Richi

Ich glaub, jetzt hab ichs begriffen. Bei zwei Lautsprechern verbessert sich die akustische Anpassung um den Faktor 2. Und damit kann mehr mechanische Bewegung in Schall umgewandelt werden.
Es gibt aber zu dem Thema doch noch einiges zu sagen: Es sind nicht einfach 6dB mehr Schalldruck bei 3dB mehr Leistung. Erstens kann man nicht jede Membranflächen-Verdoppelung als 3dB Gewinn verbuchen. Dies funktioniert wirklich nur im Bereich der kugelförmigen Abstrahlung. Ab einer bestimmten Membranfläche werden selbst tiefe Töne gerichtet abgestrahlt, sodass auch da kein Gewinn mehr resultiert.
Zweitens resultiert aus der verbesserten Anpassung letztlich eine geringere Mambranauslenkung, verbunden mit höherem Druck (wie bei einem Horn). Damit sinkt aber die Gegen-EMK der Schwingspule, sodass eine höhere Leistungszufuhr resultiert.
Und drittens ist es einfach das Verhältnis zwischen der nutzlosen Bewegung (im luftleeren Raum) und jener mit Schallabstrahlung. Beides benötigt Leistung. Hätten wir im luftleeren Raum keine zugeführte Leistung, wohl aber bei Schallabstrahlung, hätten wir eine 100%ige Umsetzung und somit keinen Gewinn.

Zusammenfassend kann man sagen, dass durch die bessere Anpassung des Lautsprechers an die Umgebungsluft (eben wie beim Horn) bei Verwendung mehrerer Lautsprecher der Wirkungsgrad zunehmen kann, unter Berücksichtigung von Frequenz und Membranfläche (kugelförmige Abstrahlung) sowie des vorhandenen Wirkungsgrades des/der Chassis. Je höher der Wirkungsgrad, desto geringer fällt die positive Auswirkung der akustischen Anpassung aus. Die 3 dB pro Flächenverdoppelung (bei konzentrierter Anordnung, also nicht in Zeilenform) ist der theoretisch höchstmögliche Wert, der in der Praxis nicht erreicht wird.

ich zitiere dich einfach mal aud diesem thread
http://www.hifi-foru...rum_id=43&thread=298
Post 4:

Beim Horn mit seinem Treiber muss man beachten, dass der Lautsprecher im Normalfall schlecht an die Luft angepasst ist. Er könnte bei optimaler Anpassung einen höheren Schalldruck mit gleicher zugeführter Leitung erreichen. Wie hoch dieser Schalldruck sein kann, hängt von der Treiberkonstruktion ab, wie gross beispielsweise der maximale Hub überhaupt sein kann. Dazu muss man wissen, dass für einen grossen Hub eine lange Schwingspule nötig ist, bei der sich über den ganzen Bewegungsbereich immer gleich viele Windungen im Magnetfeld befinden. Baut man also einen Basslautsprecher mit grossem Hub (Peerless), so sind nur etwa 30% der Windungen im Magnetfeld wirksam. Das bedeutet, dass nur 30% des Spulenstroms die Membran bewegen kann (dafür über eine lange Strecke linear) und demnach nur ein geringer Druck möglich ist. Nimmt man einen anderen Lautsprecher (PA-Bass, hart aufgehängt), so sind 80% der Windungen im Magnetfeld. Dieser Lautsprecher hat von Hause aus schon einen höheren Wirkungsgrad und ist in der Lage, einen höheren Luftdruck mit dem selben Spulenstrom zu erzeugen. Da das Horn als Transformator vom Treiber einen hohen Druck verlangt, bremst dieser Druck die Membranauslenkung. In diesem Sinne ist es richtig, dass sich der Hub bei einem Horn reduziert. Und um diesen Faktor, um den der Hub reduziert wird, wird auch der Wirkungsgrad erhöht. Wenn man also die Sache weiter denkt, so kommt es theoretisch irgendwann zu der Situation, dass der Druck durch die Transformation so gross wird, dass keine Membranauslenkung mehr möglich ist, was Schalldruck NULL entspricht. Der Wirkungsgrad durch das Horn wird also nicht direkt gesteigert, sondern es wird eine bessere Anpassung des Lautsprechers erreicht und so seine Möglichkeiten bis zu seiner Grenze besser genutzt. Aber die Grenze existiert und ist treiberabhängig (wie erwähnt: Peerless/PA-Bass).

stimmt das soweit mit deiner interpretation überein, was das verdoppeln der membranfläche angeht? (nur für mein verständnis :o)
wie schaut es aus mit deinem gedankenexperiment, 2 Lautsprecher in einer Box mit 1 passivmembran - was würde passieren? (in etwa)

hmm, was wäre also bei der Quadro? eine konzentrierte Anordnung findet hier ja nicht statt, aber 2 oder max 3 treiber sind hier schon als flächenverdopplung/dreifachung anzusehen, oder nicht?

warum ist es notwendig, kugelstrahler so nah beieinander zu montieren als möglich? gegen die wellenlänge gesehen ist doch eigentlich jeder chassisabstand peanuts. aus dem blickwinkel der akustischen anpassung an die umgebungsluft mag es evtl. hinkommen, das die lautsprecher nebeneinander eben eine steigerung erfahren, und nicht, wie wenn man lautsprecher frei im raum verteilt, eine verbesserung eben jener anpassung nicht eintritt, wie es ja eigentlich gang und gebe ist.
Oder ist die Frequenz nur wegen der bündelung ab einer bestimmten membranfläche wichtig? wie verhält sich das ganze im bereich, in dem sich die frequenz nicht mehr mit dem strahlungswiderstand des chassis verändert/steigt?
(war doch so, mit steigender frequenz steigt bei einem Lautsprecher doch auch der strahlungswiderstand und damit wirkungsgrad in dB (SPL), bitte korrigiert mich, wenn ich falsch liege :o) ) da dieser Bereich bei vielen chassis doch eigentlich spätestens bei 200 hz einsetzt, dieser aber doch durchaus noch nicht bündelt, wäre die frage, ob sich hier auch eine steigerung ergeben sollte, sofern ich nicht auf dem holzweg bin :o)

edit: moment, das der wirkungsgrad eines chassis unter 100 hz nachlässt ist ja ganz normal durch die benötigte membranfläche zur abstrahlung einer frequenz bedingt, daher rührte mein gedanke, das die anpassung an die umgebungsluft ja doch bei niedrigen frequenzen stärker sein müsste als bei solchen, wo der wirkungsgrad nicht mehr steigt. Es würde also jeder Lautsprecher theoretisch den gleichen Abfall zeigen, egal, wie groß die membran. nur der wirkungsgrad wäre eben höher.
Also ist die Frequenz als Wellenlänge hierbei nur von Belang wegen der Bündelung, weniger wegen des chassisabstandes vom einen zum anderen als solchen. Der chassisabstand sollte so gering wie möglich sein, um _einen_ größeren Lautsprecher zu bilden, richtig?

Grüße,

Alex

Hallo Alex,
Zuerst mal: Irgendwie war mir schon klar, dass die bessere Anpassung des Treibers an die Luft entscheidend sein kann. Nur war mir nicht bewusst, dass sich durch die Verwendung von zwei oder 4 Lautsprechern die Membranfläche so verändert, dass daraus eine bessere Anpassung resultiert. Und ich bin auch nicht sicher, was passiert, wenn man um die 4 Lautsprecher einen oder zwei "Kränze" aus weiteren Lautsprechern zieht. Ob sich das linear verhält oder was. Das steht nirgends (habe jedenfalls nichts gefunden).

stimmt das soweit mit deiner interpretation überein, was das verdoppeln der membranfläche angeht? (nur für mein verständnis :o)

Beim Horn ist das Verhältnis der Trichteröffnungen für die Transformation massgebend. Und offenbar ist es bei den Membranflächen ebenso. Bekannt ist vom Horn, dass es eine untere Grenzfrequenz hat, wo die Transformation nicht mehr stattfindet. Und bei der Membranflächenverdoppelung gibt es offensichtlich die obere Grenzfrequenz, bei welcher das "Kugelabstrahlen" zu ende ist.
Um das genau zu verstehen, müsste ich mich in die ganze Wellentheorie vertiefen (und wieder einen Haufen dumme Fragen stellen, was Günther gar nicht liebt). Aber es ist einfach denkbar.

hmm, was wäre also bei der Quadro? eine konzentrierte Anordnung findet hier ja nicht statt, aber 2 oder max 3 treiber sind hier schon als flächenverdopplung/dreifachung anzusehen, oder nicht?

Bei dieser Box können wir im Bereich der Grenzfrequenz (also etwa 63 Hz) davon ausgehen, dass wir eine Flächenvergrösserung von vielleicht Faktor 2,5 annehmen können. Ab etwa 150 Hz (da, wo die Bassanhebung durch die zu hohe Systemgüte endet), beginnt die Bündelung. Folglich fällt ab hier der Schalldruckgewinn durch die Membranfläche weg. Dafür wirkt die vertikale Bündelung. Das hörbare Ergebnis hängt dann vom Raum ab.
Generell muss man natürlich beachten, dass das B200-Chassis generell einen sehr hohen Wirkungsgrad hat, sodass die "Verstärkung" durch die Membranvergrösserung niemals 3dB pro Verdoppelung sein wird. Ich würde meinen, dass wir das nachmessen müssten.

Angenommen, Du hättets eine Membran von 17cm Durchmesser und misst den Frequenzgang nicht auf Achse, sondern genau auf 90 Grad, also irgendwo unmittelbar auf der Schallwand. Was gäbe das für eine Frequenz, wo deutlich weniger zu messen wäre, und bei welcher Frequenz wäre ein absolutes Loch?
Wenn wir eine Wellenlänge von 34cm annehmen (also ein voller Sinuszug), so liefert die Membran an jedem Punkt einen angenommenen Maximaldruck. Bis der Maximaldruck vom rechten Membranrand am linken angekommen ist, haben wir da aber schon Minmaldruck. Also hebt sich die Geschichte auf. Wir haben also bei einer Wellenlänge von 34cm und einer Membran von 17cm Durchmesser eine Auslöschung, also bei einer Frequenz von 1kHz. Und bei 500 Hz hätten wir eine Phasenverschiebung von einem Rand zum andern von 90 Grad, was im Mittel 45 Grad entspricht, also minus 3 dB.
Wenn wir nun eine Wellenlänge von 51 cm annehmen, haben wir über die Membran verteilt (durch die Laufzeit des Schalls) zwei Maxima und 1 Minimum. Das bedeutet, dass der Frequenzgang irgendwann kammfilterartig wird. Dieser Effekt lässt sich nicht vermeiden, aber man kann ihn durch kleinere oder unterschiedliche Abstände minimieren.
Dieser Effekt tritt auch auf, wenn man einen Lautsprecher mittig in eine runde Schallwand setzt. Die Schallwand verhindert eigentlich den akustischen Kurzschluss. Aber auch da bilden sich je nach Frequenz Auslöschungen und Überhöhungen durch die Laufzeit. Wenn man nun den Lautsprecher nicht mittig montiert, vermeidet man diesen Effekt.
Es ist aber nicht nur das, sondern eben auch, dass die Bündelung erst spät einsetzt und damit die gegenseitige Wirkung der Chassis erhalten bleibt.

Wie das mit der Steigerung des Schalldrucks genau ist, habe ich noch nicht ganz in allen Details intus. Wenn ich das Buch von tede zitiere,
http://home.s-planet.de/t.dauner/Lautsprecher/paralell.pdf
unterster Abschnitt.
so hängt es auch vom "Abhörraum" ab (Diffusfeld, Freifeld), wie sich diese Steigerung verhält. Aber ich glaube, dass mit steigender Frequenz der Strahlungswiderstand zunimmt. Das würde aber bedeuten, dass ich bei höheren Frequenzen keinen zusätzlichen Schalldruckgewinn hätte, da dieser ja schon stattgefunden hat und keine Kugelabstrahlung mehr vorliegt. Wenn ich mir aber den Buchtext ansehe, wo einmal von 12dB bei Bass und 6 dB bei den Höhen die Rede ist, an der anderen Stelle (andere Abhörsituation) von generellen 12dB, muss ich passen. Ich sag ja, so einfach ist die Sache nicht...

edit: moment, das der wirkungsgrad eines chassis unter 100 hz nachlässt ist ja ganz normal durch die benötigte membranfläche zur abstrahlung einer frequenz bedingt, daher rührte mein gedanke, das die anpassung an die umgebungsluft ja doch bei niedrigen frequenzen stärker sein müsste als bei solchen, wo der wirkungsgrad nicht mehr steigt. Es würde also jeder Lautsprecher theoretisch den gleichen Abfall zeigen, egal, wie groß die membran. nur der wirkungsgrad wäre eben höher. Also ist die Frequenz als Wellenlänge hierbei nur von Belang wegen der Bündelung, weniger wegen des chassisabstandes vom einen zum anderen als solchen. Der chassisabstand sollte so gering wie möglich sein, um _einen_ größeren Lautsprecher zu bilden, richtig?

Das habe ich nun nicht ganz verstanden.

Das habe ich nun nicht ganz verstanden.

Die wesentliche Frage, die ich versuche, zu stellen, ist, ob und warum die "direkt-nebeneinander"-montage der Lautsprecher wichtig ist.

Außerdem ging es um die folgende deiner aussagen:

Das würde aber bedeuten, dass ich bei höheren Frequenzen keinen zusätzlichen Schalldruckgewinn hätte, da dieser ja schon stattgefunden hat und keine Kugelabstrahlung mehr vorliegt.

im wesentlichen ging es genau darum. bei 100 Hz findet doch noch keine bündelung statt, je nachdem, was für ein lautsprecher es ist - Trotzdem steigt ab dort meist der strahlunswiderstand nicht mehr...oder tut er es doch und das ganze wir chassisspezifisch ausgeglichen, so dass sich ein mehr oder minder gerader frequenzgang ergibt??
Und von einer schalldruckerhöhung gehen wir ja eigentlich aus, nur... evtl. steh ich auch total aufm schlauch, aber diese bessere anpassung an die umgebungsluft könnte doch nur vorliegen, wenn der strahlungswiderstand eben nicht mehr mit der frequenz steigt, oder?

Oder ist es tatsächlich so, das der strahlungswiderstand erst dann nicht mehr mit der frequenz steigt, wenn auch keine kugelabstrahlung mehr vorliegt?

Aber ich glaube, dass mit steigender Frequenz der Strahlungswiderstand zunimmt. Das würde aber bedeuten, dass ich bei höheren Frequenzen keinen zusätzlichen Schalldruckgewinn hätte, da dieser ja schon stattgefunden hat und keine Kugelabstrahlung mehr vorliegt. Wenn ich mir aber den Buchtext ansehe, wo einmal von 12dB bei Bass und 6 dB bei den Höhen die Rede ist, an der anderen Stelle (andere Abhörsituation) von generellen 12dB, muss ich passen. Ich sag ja, so einfach ist die Sache nicht...

ursprünglich war es so gedacht, wie du hier selber schreibst.

dann dachte ich mir allerdings, das doch eigentlich jeder lautsprecher bei einer frequenz und einer angelegten leistung einen gewissen schalldruck erzeugt. egal, wie angepasst er ist, das ganze stellt sich für uns doch so dar, das der schalldruck das ergebnis aus schnelle, hub und membranfläche ist. Daraus resultiert doch, das eine membran entweder auf eine frequenz getrimmt sein muss und dann auch nur bei dieser betrieben wird (autohupe) oder aber, das der strahlungswiderstand mit der frequenz zunimmt und somit jedes chassis, gleich, wie groß, nach "unten hin" einen abfallenden frequenzgang produziert, da es durch die große membranfläche zwar besser bei tiefen frequenzen angepasst ist, allerdings durch die selbe große membranfläche auch wesentlich mehr schalldruck bei höheren frequenzen erzeugt.

Das sich selbiger ab bestimmter membrangröße durch laufzeitunterschiede wieder gegenseitig aufhebt, lasse ich einfach mal außen vor und gehe nur vom reinen vom strahlungswiderstand abhängigen schalldruck aus, welcher sich also bis in den hochton steigern müsste. das ist nicht realität, das ist klar, in der realität würden faktoren wie partialschwingungen der membran, laufzeitunterschiede und fallender frequenzgang durch zu große membranmasse alles zunichte machen.

Grüße,

Alex

Hallo Alex,
da ich das ganze "Strahlungswiderstandstheater" erst jetzt so richtig wieder ins Bewusstsein bekomme, kann ich nicht alles beantworten, sondern bin auf Mutmassungen angewiesen.
Wenn dem so ist, dass der Strahlungswiderstand nur mit kugelförmiger Abstrahlung mit der vergrösserten Membranfläche zunimmt, so haben wir wieder Probleme. Nehmen wir mal an (die ganze Geschichte kommt ja teils aus dem Beitrag über das Staken von Lautsprechern) wir hätten einen Turm aus PA-Lautsprechern. Dann bekommen wir irgendwann in der Vertikalen eine Membrangrösse, die gebündelt abstrahlt. In der Horizontalen haben wir aber weiterhin eine nicht gebündelte Abstrahlung.
Ich weiss es nicht und frage jetzt Dich: Bekommen wir eine Schalldruckerhöhung, weil wir eine grössere Membranfläche haben oder bekommen wir keine, weil in der einen Dimension die Abmessungen gleich geblieben sind und in der anderen keine kugelförmige Abstrahlung mehr stattfindet?

Zur Direkt nebeneinandermontage: Da stelle ich mir vor, dass der Strahlungswiderstand "besser" ansteigt, wenn die Membran nicht unterbrochen ist. Das bedeutet, dass wird beim Staken von Lautsprechern allenfalls bei den höheren Frequenzen (wo noch kugelförmige Abstrahlung erfolgen kann) die "Löcher" mit ihren Laufzeiten den Strahlungswiderstand kammfilterartig verlaufen lassen und somit der letztendliche Frequenzgang auch unregelmässig wird.
Aber das gehört schon wieder zunm vorhin gesagten.
Offensichtlich muss es doch so sein, dass ich dann einen Gewinn verbuchen kann, wenn ich nicht eine Säule, sondern eine Fläche baue. Dies bringt mir bei einer Frequenz von rund 300Hz nichts mehr, weil die halbe Wellenlänge bereits dem Lautsprecherabstand entspricht (Boxen sind 50cm gross). Egal wie viele Lautsprecher ich zur Strahlerfläche zusammenstelle, bei mehr als einem Lautsprecher tritt bereits die Bündelung auf und damit haben wir (nach den Aussagen von tedes Buch) keinen Gewinn durch den Strahlungswiderstand.
Wenn ich aber im Bass Nägel mit Köpfen mache, so stelle ich nicht einfach vier Boxen im Quadrat zusammen. Da sieht man auch immer mehr so Dinger. Also fällt doch auch da die Wirkung flach.

Oder ist es tatsächlich so, das der strahlungswiderstand erst dann nicht mehr mit der frequenz steigt, wenn auch keine kugelabstrahlung mehr vorliegt?

Wenn ich das Buch interpretiere, gehe ich davon aus.

dann dachte ich mir allerdings, das doch eigentlich jeder lautsprecher bei einer frequenz und einer angelegten leistung einen gewissen schalldruck erzeugt. egal, wie angepasst er ist, das ganze stellt sich für uns doch so dar, das der schalldruck das ergebnis aus schnelle, hub und membranfläche ist

Genau das habe ich auch gedacht. Und daraus resultierten meine Zweifel. Und weiter wiederhole ich es hier wieder: Die letztlich abgestrahlte Leistung des Lautsprechers ist eine Folge von Schnelle und Schalldruck. Also ist doch der Schalldruck eigentlich nur die halbe Miete... Aber bei dieser Überlegung haben wir halt die Anpassung nicht berücksichtigt.

Nun bin ich aber mal ganz bösartig:
Ich hatte einen Philips Lautsprecher mit 26cm Durchmesser aus einem Radio von Ende der Dreissiger. Eine relativ leichte Membran mit sehr weicher Aufhängung. Und der ohnehin nie starke Magnet hat auch etwas gelitten im Lauf der Zeit.
Ausserdem hatte ich einen Kinolautsprecher mit Elektromagnet und 35cm Durchmesser. Wenn ich beide aufs "Gesicht" legte, sodass sie den Rest Luft auf der Tischplatte komprimieren mussten, tat dies der starke Kinolautsprecher problemlos, der schwache Philips hatte keine Kraft und bewegte sich kaum.
Bei freier Aufstellung und Anregung mit 50Hz machte der Philips grosse Auslenkungen, das Kinoding kleine.
Der Grund: Durch den schwachen Antrieb des Philips hatte er nicht die Kraft, die Luft zu komprimieren. Da war der Strahlungswiderstand zu hoch. Ohne Gehäuse wurde die Membran kaum gebremst. Und der schwache Antrieb liess in der Schaingspule keine grosse Gegen-EMK entstehen, sodass die Schwingspulenbewegung nicht dadurch reduziert wurde. Genau umgekehrt beim starken Kinoding.

Das bedeutet doch, dass ich den Philips (mit vermutlich geringem Qes aber hohem Qts) nicht mit einem höheren Strahlungswiderstand belasten kann, weil er dann einfach nicht mehr schwingt. Ich weiss, dass ich ihn in einer Schallwand betreiben konnte, nicht aber in Gehäusen unter 100 Liter. Also haben wir doch diese chassisspezifische Grösse zu berücksichtigen. Also stimmt das mit der Schalldrucksteigerung durch die Anpassung nur bedingt.

das der strahlungswiderstand mit der frequenz zunimmt und somit jedes chassis, gleich, wie groß, nach "unten hin" einen abfallenden frequenzgang produziert, da es durch die große membranfläche zwar besser bei tiefen frequenzen angepasst ist, allerdings durch die selbe große membranfläche auch wesentlich mehr schalldruck bei höheren frequenzen erzeugt.

Heute werden Chasis für eine bestimmte Gehäuseart und -Grösse konstruiert.
Beim vorhin erwähnten Philips hatte man noch nie etwas von des TSP gehört. Heute kennt man die Zusammenhänge. Allerdings ist die ganze Geschichte nur bei Breitbandlautsprechern relevant. Da versucht man durch membrantechnische Massnahmen (Hochton-Trichtermembrane) die grosse Bassmembrane abzukoppeln und nur die leichte Hochtonmembrane anzuregen. Und da die Membranmasse ja die Auslenkung behindert, und ausserdem die Schwingspulenimpedanz ansteigt und somit die Leistungsaufnahme verringert wird, kann man daraus einen einigermassen ebenen Fraquenzbereich züchten.
Und bei normalen Lautsprechern mit Bass, Mitten und Höhen kann man das Verhältnis aus Membranfläche, Grenzfrequenz, Bündelung und Masse für jeden Bereich optimieren. Da weiss man, was man erreichen möchte (TSP) und bastelt dann halt so lange, bis etwas dabei heraus kommt.
Dass gebastelt wird, sieht man ja daran, dass Versuche mit verschiedenen Membranformen und Materialien gemacht werden. Daher auch die Blechmembranen, die wir vor 25 Jahren schon wegen Untauglichkeit zu Grabe getragen haben...

richi44 schrieb:

...wenn ich beide aufs "Gesicht" legte, sodass sie den Rest Luft auf der Tischplatte komprimieren mussten, tat dies der starke Kinolautsprecher problemlos, der schwache Philips hatte keine Kraft und bewegte sich kaum. Bei freier Aufstellung und Anregung mit 50Hz machte der Philips grosse Auslenkungen, das Kinoding kleine. Der Grund: Durch den schwachen Antrieb des Philips hatte er nicht die Kraft, die Luft zu komprimieren. Da war der Strahlungswiderstand zu hoch. Ohne Gehäuse wurde die Membran kaum gebremst. Und der schwache Antrieb liess in der Schaingspule keine grosse Gegen-EMK entstehen, sodass die Schwingspulenbewegung nicht dadurch reduziert wurde. Genau umgekehrt beim starken Kinoding.

Wenn Du die Chassis aufs "Gesicht" legst, verhalten die sich, wie in einer extrem kleinen Box verbaut. Für den Philips mit großem Q ergibt sich ein noch größeres Q und eine hohe Resonanzfrequenz. Da ist ja klar, dass der bei 50Hz keinen Schall abstrahlen kann im freien Betrieb aber großen Hub macht.
Bei dem Kino-Dings ist es wohl etwas anders: Der hat in dem "Gesicht"-Zustand mglw. noch erträgliche Güte und Resonanzfrequenz, so dass die Dämpfung bei 50Hz viel geringer ist, während er im freien Betrieb durch das kleinere Q nicht so wilde Ausschläge macht.

Das bedeutet doch, dass ich den Philips (mit vermutlich geringem Qes aber hohem Qts) nicht mit einem höheren Strahlungswiderstand belasten kann, weil er dann einfach nicht mehr schwingt. Ich weiss, dass ich ihn in einer Schallwand betreiben konnte, nicht aber in Gehäusen unter 100 Liter. Also haben wir doch diese chassisspezifische Grösse zu berücksichtigen. Also stimmt das mit der Schalldrucksteigerung durch die Anpassung nur bedingt.

Deine Schlussfolgerung ist allerdings falsch: Du hast den Philips nicht mit einem größeren Strahlungswiderstand belastet, sondern hast einfach die Federkräfte so erhöht, dass das schwingende System weit unter seiner Resonanzfrequenz betrieben wird und unter der Resonanzfrequenz nimmt die Schnelle mit abnehmender Frequenz auch ab.

@chriss:
grade wollte ich eine ernsthafte antwort schreiben, da lese ich DAS


So, zum Thema:

Ich weiss es nicht und frage jetzt Dich:

Die momentane basis meiner interpretationen und erkenntnisse kommt zu diesem schluss:
es wird zu einer schalldruckerhöhung kommen, allerdings auch zu einer vertikalen bündelung - beides unabhängig voneinander. Die Schalldruckerhöhung wäre wahrscheinlich besser, wenn die membrane anstatt in einer 4*2 in einer 3*3-anordnung wären, des radius der neuen membrane wegen.

So, nun aber noch mal back to the roots, ich habe hier:
http://www.hifi-regl...fd58c16493a1bb28e0b5
noch mal in den basics zum strahlungswiderstand gelesen.

Es liegt mir nun die vermutung nahe, das durch das parallelschalten der Lautsprecher bei gleicher Watt-leistung eine bessere anpassung an die umgebungsluft erfolgt, weil der Blindanteil sinkt. Das hatten wir schon, jaja, ich weis, aber könnte es evtl. daran liegen, das die chassis wie im ersten post beschrieben, doppelt so viel Luft verschieben.

Könnte es sein, das die Transformation, von der du später auch gesprochen hast, ebenfalls stattfindet, nur eben umgekehrt wie beim horn, also nicht druck->schnelle, sondern schnelle->druck? (das würde dieses rätselraten um die schallschnelle evtl. lösen)
Oder sinkt der Blindanteil wegen des prinzipiell geringeren Hubes jeder Membran? (oder bringe ich grade alles durcheinander?)

Heute werden Chasis für eine bestimmte Gehäuseart und -Grösse konstruiert.

aus dem darauf folgenden abschnitt schließe ich, das ich davon ausgehen darf, das der strahlungswiderstand tatsächlich mit der frequenz steigt und damit eigentlich auch der frequenzgang stetig steigen müsste - nur mal von der strahlungswiderstandsseite aus gesehen, alles andere außer acht gelassen, da es sich hierbei um den springenden punkt für die nächste vermutung handelt.

das würde bedeuten, das auch im bündelnden bereich eine verbesserung der anpassung an die umgebungsluft vorhanden ist, auch wenn interferenzen und laufzeitunterschiede und ein kammfilterartiger frequenzgang selbiges zu vertuschen versucht.
wenn der strahlungswiderstand steigt, der frequenzgang aber mittels basteleien und spezieller züchtung grade gebogen wird, wie du sagst so kann und sollte der strahlungswiderstand und damit der wirkungsgrad bei verwendung mehrerer chassis auch im bündelnden bereich steigen.

Beleg:
http://www.hifi-foru...hread=211&postID=2#2
-> der post von beobachter unterstützt meine aussage, behaupte ich einfach mal ;-)

damit ist allerdings auch

Oder ist es tatsächlich so, das der strahlungswiderstand erst dann nicht mehr mit der frequenz steigt, wenn auch keine kugelabstrahlung mehr vorliegt? Wenn ich das Buch interpretiere, gehe ich davon aus.

hinfällig.

so, bevor ich mich jetzt ganz verzettle, klick ich auf "antwort erstellen" ;-)

@ Günther
Ich hätte das mit den beiden Lautsprechern auch anders beschreiben können. Um dem Kinolautsprecher mit kräftigem Antrieb die bewegte Membran von Hand zu bremsen, musste ich einige Kraft aufwänden, weil er ja wie gesagt auch einen kräftigen Antrieb hatte.
Beim Philips war es ein Leichtes, die Membran still zu halten, weil er einfach keine Kraft hatte.
Daraus habe ich geschlossen, wenn der Philips nicht in der Lage ist, meine Finger wegzudrücken, bringt er das mit der Luft auch nicht zustande.

@ Alex
Ich werde mir mal das ganze Zeug nochmals durchlesen. Es ist halt immer noch irgendwie verwirrlich...

Ich werde hier mal einige Stellen aus dem Link zitieren.

Hier dient die physikalische Größe des Strahlungswiderstandes (Zr) zur Umschreibung der Effektivität beim Umwandeln von mechanischer Energie (die Schwingungen) in akustische Energie (der Schall, den wir letztendlich auch hören). Hierbei ist zu beachten, dass sich der Strahlungswiderstand in zwei Einzelkomponenten auftrennen lässt: Den Wirkanteil, identisch mit der Schallabstrahlung, und dem Blindanteil. Beim Blindanteil schiebt die Membran also auch Luft hin und her, die nichts zur eigentlichen Schallabstrahlung beiträgt. Je mehr Luftmasse insgesamt hin und her geschoben wird, umso größer wird der Blindanteil. Dies ist besonders bei kleinen Membrandurchmessern, die einen großen Hub ausführen müssen, der Fall, während bei großen Membrandurchmessern mit entsprechend kleinem Hub der Blindanteil gering und der Wirkanteil sehr groß ist. Die Änderung des Strahlungswiderstands ist frequenzabhängig und hat somit einen deutlichen Einfluss auf den Frequenzgang eines Lautsprechers. Ebenso ist Z von der Membranfläche abhängig, so größer die Membranfläche wird, so größer wird auch der Strahlungswiderstand. Die von der Membran abgestrahlte Leistung ist, abgesehen vom eben behandelten Strahlungswiderstand, noch von weiteren Faktoren abhängig. Unterhalb der Resonanzfrequenz steigt v proportional mit der Frequenz an, oberhalb von fs nimmt die Geschwindigkeit mit 1/f wieder ab. Will man nun die akustische Leistung ermitteln, so gehen die beschriebenen Parameter in die dafür bestimmte Gleichung mit ein, also sowohl der Strahlungswiderstand, der sich, wie erläutert, in Blind- und Wirkanteil gliedert, und das Quadrat der Membrangeschwindigkeit v: Die akustische Leistung (Leistung wird in der Physik immer mit der Größe P umschrieben, hier wegen der „akustischen“ Leistung P(aK) ist proportional zum Strahlungswiderstand, multipliziert mit dem Quadrat der Membrangeschwindigkeit: P(aK) ~ Zr x v2 . Da v quadratisch in diese Gleichung mit eingeht, wirkt sich diese Größe und deren Frequenzabhängigkeit in Bezug auf P(aK) noch stärker aus. Entgegengesetzt verläuft der Strahlungswiderstand: Er steigt quadratisch mit der Frequenz an: Zr ~ f2. Mittels dieser zwei Gleichungen kann man nun sehr interessante Untersuchungen durchführen, um den Arbeitsbereich eines Lautsprechers näher zu bestimmen. Zwei Fälle sind zu unterscheiden, will man die Gleichung untersuchen, und zwar zum ersten das Verhalten unterhalb der Resonanzfrequenz fs und zum zweiten das Verhalten oberhalb von fs. Die Membrangeschwindigkeit ist zu f proportional, dies fand bereits Erwähnung – also v ~ f. Wie wir ebenfalls wissen, ist Zr ~ f2. Beides in die Gleichung Zr x v2 eingesetzt, ergibt P(aK) ~ f2 x f2. Unterhalb der Resonanzfrequenz steigt die akustische Leistung also mit der 4. Potenz der Frequenz, das heißt mit 12 dB pro Oktave an. Die Membrangeschwindigkeit nimmt proportional mit f ab, wie schon erwähnt: f ~ 1/f. Dieses in die Gleichung von oben eingesetzt, ergibt folgendes: P(aK) ~ f2 x 1/ f2 = 1. Dies zeigt nun, dass die akustische Leistung oberhalb der Resonanzfrequenz nicht mehr frequenzabhängig ist. Darum ist dies der eigentliche Arbeitsbereich eines Lautsprechers, der somit mit der Resonanzfrequenz beginnt und dort endet, wo der Strahlungswiderstand nicht mehr mit der Frequenz ansteigt.

Hier nochmals kurze Auszüge aus dem Obigen:

Beim Blindanteil schiebt die Membran also auch Luft hin und her, die nichts zur eigentlichen Schallabstrahlung beiträgt. Je mehr Luftmasse insgesamt hin und her geschoben wird, umso größer wird der Blindanteil.

Das würde eigentlich aber auch für eine grosse Membran mit kleinem Hub gelten, denn die bewegte Luftmasse bleibt sich doch gleich.(?)
Oder ist hier Luft gemeint, die sich nicht in achsialer Richtung bewegt? Dieser Anteil ist natürlich bei kleinen Membranen mit grossem Hub grösser. Das wäre dann aber eine Frage der Bündelung und nach Tedes Buch nimmt ja die Schallleistung bei kugelförmiger Abstrahlung zu und nicht im Bereich der Bündelung.

Wenn ich den ganzen Bereich der akustischen Leistung anschaue, so resultiert, dass die akustische Leistung frequenzlinear ist. Das einzige, was übrig bleibt, ist die Membranfläche (bezw. der Durchmesser). Also haben wir einzig über diese Membranfläche eine Wirkungsgradsteigerung. Aber wieder zurück zum ominösen Buch ( http://home.s-planet.de/t.dauner/Lautsprecher/paralell.pdf ). Sobald wir gebündelte Abstrahlung haben, ist es mit dem Gewinn an akustischer Leistung vorbei, auch wenn wir mehrere Lautsprecher verwenden.

Je länger ich die einzelnen Formeln und Bücher und Artikel verfolge, umso undurchsichtiger wird die Geschichte. Im Moment sieht es so aus, als würde mit der grösseren Membran einfach mal der akustische Widerstand zunehmen oder sinkt nur der Blindanteil als Folge der Bündelung?
Irgendwie drehe ich mich da im Kreis...

aaalso:

mit "luft verschieben" ist, so denke ich, gemeint, das die luft wírklich nur verschoben wird, also nicht mehr mit der frquenz, mit der sie angeregt wird, um ihren ruhepunkt "schwingt". Es würde also quasi ein luftstrom mit verwirbelungen erzeugt.

bei großer membran mit kleinem hub "schwingt" die luft mehr um ihren ruhepunkt, bei großem volumen und gleichzeitig kleiner membran, also hohem hub, schwingt die luft zu einem teil nicht mehr, sondern verschiebt sich, egal wohin. Salopp gesagt könnte man natürlich davon ausgehen, das es sich hierbei um die luft handelt, "die zur seite ausweicht" und evtl ist diese annahme auch richtig.

bei verwendung mehrerer lautsprecher und der damit verbundenen wirkungsgradsteigerung ginge es daher nicht um den sand den du und dein kollege euch gegeneinander beim loch graben ins gesicht werft, sondern mehr darum, das euch verhältnismäßig weniger sand von der schippe rutscht, wenn ihr den sand wegschüttet. (edit: -das euch weniger sand von der schippe rutscht, bevor ihr den sand wegschüttet - was ja normalerweise immer passiert, wenn man sand mit einer schaufel von a nach b transportieren will, man verliert auf dem weg sand und hat am ende nicht mehr so viel sand zum wegschütten auf der schippe, und das wird eben hier gemildert)
Ihr habt beide die gleiche schaufel, schaufelt zwar zusammen genauso viele "schaufelhübe", wie einer allein, verhältnismäßig rutscht aber weniger sand von der schippe, weil jeder für sich die Schaufel langsamer/vorsichtiger bewegt.

Wenn ich den ganzen Bereich der akustischen Leistung anschaue, so resultiert, dass die akustische Leistung frequenzlinear ist. Das einzige, was übrig bleibt, ist die Membranfläche (bezw. der Durchmesser). Also haben wir einzig über diese Membranfläche eine Wirkungsgradsteigerung. Aber wieder zurück zum ominösen Buch ( http://home.s-planet.de/t.dauner/Lautsprecher/paralell.pdf ). Sobald wir gebündelte Abstrahlung haben, ist es mit dem Gewinn an akustischer Leistung vorbei, auch wenn wir mehrere Lautsprecher verwenden.

warum? ich hatte doch an und für sich erklärt, das der strahlungswiderstand mit der frequenz und der membranfläche steigt, was doch heisst, das auch bei höheren frequenzen eine steigerung des wirkungsgrades eintreten muss. Das dies aber nicht genutzt werden kann, weil das ergebnis im sinne des frequenzganges fürchterlich aussehen würde, ist mir allerdings klar.

Das hat aber erst mal nichts damit zu tun, das die steigerung nur bei kugelförmiger abstrahlung stattfinden kann. denn das kann ja nicht der fall sein. theoretisch tritt sie auch ein, wenn keine kugelförmige abstrahlung mehr vorhanden ist, allerdings ist der effekt dann von laufzeitbeschwerden, interferenzen usw. geprägt, also ergibt das wenig sinn.

die kugelförmige abstrahlung im zusammenhang mit der wirkungsgradsteigerung durch mehrere lautsprecher ist meiner meinung nach nur ein kriterium für die linearisierung des frequenzganges oder eben die bündelung, sofern beabsichtigt, nicht für die verstärkung des wirkungsgrades, der, an sich betrachtet, durch das mehr an membranfläche sowieso steigen muss.

allein die formeln kann ich nicht herleiten und komplett begreifen, fakt dürfte aber sein, das man bei nicht mehr kugelförmiger abstrahlung einer frequenz durchaus probleme mit interferenzen bekommen wird, weswegen ich diesen part mit geringerer wirkungsgradsteigerung in dem buch eher für stark praxisorientiert halte, sprich, er bezieht noch interferenzen und der gleichen gleich ein, deswegen die niedrigere steigerung oberhalb der kugelförmigen abstrahlung einer frequenz. das verwirrt natürlich, wenn man es denn hinterfragt ;-)

die frage, die sich natürlich stellt und nicht beantwortet wird, ist ob das nun praktisch orientiert ist, oder ob, bedingt durch die kugelförmige abstrahlung noch weitere effekte der verstärkung auftreten, was mir dann aber vollkommen neu wäre und dann wirklich verwirrend ;-), weil für diesen fall dann tatsächlich die positionierung der membranen nebeneinander unnötig wäre.

alle klarheiten beseitigt? oder bin gar ich vollkommen auf dem holzweg?

man könnte das auch "bessere Anpassung an das Medium Sand" nennen ;-)

Hallo,
ihr habt ja inzwischen viele Worte gefunden.
Für mich sind sie schwer zu lesen (weiles so viele sind).
Für mich sind sie auch schwer zu verstehen. Ich kann nicht einmal sagen, was mich so richtig stört. Ich komme mir aber vor wie auf einem anderen Stern.

Offenbar hat sich die Behauptung durchgesetzt, dass zwei Lautsprecher den Wirkungsgrad verdoppeln. Wenn es wirklich genau der Faktor 2 ist, müsste sich das auch ohne viele Formeln plausibel machen lassen.

Überzeugt hat mich die Perpetuum mobile Theorie irgendwo im ersten Drittel:

Jetzt also ran, ihr Wirkungsgrad-Erhöher. Widerlegt diese Reihe (Es wäre schön, wenn dann in jeder Zeile der richtige Wirkungsgrad stünde):

1 Lautsprecher 5% Wirkungsgrad
2 Lautsprecher 10% Wirkungsgrad
4 Lautsprecher 20% Wirkungsgrad
8 Lautsprecher 40% Wirkungsgrad
16 Lautsprecher 80% Wirkungsgrad
32 Lautsprecher 160% Wirkungsgrad

Wenn das mit den 5% für einen Lautsprecher zu viel ist, tun es auch weniger. Wenn man genügend viele bündelt, erreicht man immer mehr als 100%.

dass sich der Kennschalldruck erhöht, würd ich ja noch verstehen ... aber der Wirkungsgrad

bukowsky schrieb:

dass sich der Kennschalldruck erhöht, würd ich ja noch verstehen ... aber der Wirkungsgrad :?

... ebend!

Gruß
Detlef

hab mich schon gewundert, so lange keine antwort mehr...

Zitat: "fragen? nein? gut, entweder sie haben alles verstanden oder nichts" ;-)

So, jetzt gehts aber erst mal nach Hannover, Antworten gibts (zumindest von mir) erst evtl morgen :o)

nur so viel: es ist die rede von "Anpassung" Anpassung als solche bedeutet einen Kompromiss, ansonsten würde sie nicht so heissen. die Anpassung an die Umgebunsluft wird also verbessert. Das bei einem Kompromiss keine 100% erreicht werden können, dürfte auch klar sein.

Um das Beispiel mit dem Sand aufzugreifen: es wird beim wegtragen immer ein bischen von der schippe rutschen, ganz perfekt wirst du nie sand schaufeln können, das hängt aber auch von deiner schaufel ab. 100% wirst du also nie erreichen, aber wenn noch jemand zweites die gleiche arbeit verrichtet, wird euch zusammen verhältnismäßig weniger sand von der schippe rutschen, als würdest du alleine für zwei arbeiten.

Und so einfach wie in deinem beispiel, robernd, ist es nicht, definitiv nicht. Ein beispiel für deine Zahlenreihe findet sich übrigens hier, post 23:

http://www.hifi-foru...ad=5722&postID=23#23

Gegenfrage: könnte mir einer bitte erklären, das der Strahlungswiderstand, wie von mir erklärt und interpretiert, sich nicht erhöht? das der Blindanteil aufgrund obigen schippenbeispiel nicht sinkt?
Ich bin immer fan davon, meine eigenen spinnereien zu verstehen, und für gegenvorschläge auch offen

mist, doch wieder viel geschrieben...

Hi,
kann mir bitte jemand erklären, warum die Resonanzfrequenz sinkt, wenn wir zwei gleiche Chassis in ein doppelt so großes Gehäuse bauen. In einem schwingungsfähigen System hängt die Resonanzfrequenz nur von Masse und Rückführungskraft ab. Keins von beiden ändert sich.

Mindestens eine der Behauptungen muss falsch sein, wenn an der Wirkungsgradverbesserung etwas dran ist. Sagt mir bitte welche:
1. Zwei gleiche getrennte Boxen direkt nebeneinander. Sicher kein Unterschied gegenüber zwei Boxen in größerem Abstand.
2. Wenn wir die Trennwand zwischen zwei Boxen entfernen, ändert sich nichts. Wenn wir nämlich in eine Kiste von beiden seiten Luft drücken, steht sie in der Mitte still. Also wird auch ohne Wand am Ort der ehemaligen Trennwand keine Luft schwingen.
3. Eine Wand hat keine Wirkung, wenn wir sie an einer Stelle einsetzen, an der die Luft prinzipiell still steht. Es wirkt keine Kraft (Druckdifferenz) auf die Wand.
4. Eine Box mit doppeltem Volumen und zwei Lautsprecherchassis ist absolut identisch mit zwei nebeneinander stehenden halben Boxen mit je einem Lautsprecher.

Noch einmal: Es ist nicht Aufgabe eines Zweiflers, irgendeine Theorie (mathematisch) zu widerlegen. Der Behaupter muss den Beweis antreten. Das bedeutet nicht, einfach eine vom Himmel gefallene Formel anzuwenden. Er muss darlegen, unter welchen Bedingungen die Formel gilt. Und beweisen, dass alle Bedingungen auch eigehalten sind. Zum Widerlegen reicht es völlig aus, nur einen einzigen Widerspruch zu finden.

Es gibt übrigens immer wieder Pseudo-Wissenschaftler, die sich irgend ein Naturgesetz schnappen und damit wild umeinander rechnen. (Häufigster Fehler: Der meistens vorhandene Zusatz "in einem geschlossenen System" wird ignoriert.) Und schon läuft das Perpetuum mobile
Rechnen allein ist deshalb kein Beweis!

warum solte sich Fs ändern bei verwendung zweier chassis? tut sie doch gar nicht, oder wie kommst du nun darauf?

ich würde tippen, 1. ist falsch, zumindest der vermutung nach wird durch die nah beieinander stehenden Membranen eine neue Membran gebildet. (der unterschied dürfte außerdem in den laufzeitunterschieden liegen)
2. ist prinzipiell richtig, aber die luft wird an der stelle, wo vorher die and war, sich sehr wohl bewegen und es würden sehr wohl kräfte auf die wand wirken

...was für eine wand eigentlich??? doch wohl die wand des gehäuses, nicht?

ich behaupte aber immernoch und zum widerholten male:wesentlich für die wirkungsgradsteigerung ist die verringerung des Blindanteils im Wirkungsgrad durch aufteilen des Signales auf mehrere Lautsprecher. Die positionierung nahe beieinander erzeugt eine neue Membran, ermöglicht eine störfreie Wirkungsgradsteigerung bis in den Grundtonbereich. Im Bereich um 40 Hz beispielsweise dürfte es keine Rolle spielen, ob die Lautsprecher nun direkt nebeneinander sitzen, oder aber 1 m entfernt voneinander sind. (unter dem vorbehalt, das dies evtl. nicht mit im raum verteilten lautsprechern funktioniert, sondern nur wenn die lautsprecher auf der selben schallwand sitzen)

Noch einmal: Es ist nicht Aufgabe eines Zweiflers, irgendeine Theorie (mathematisch) zu widerlegen. Der Behaupter muss den Beweis antreten. Das bedeutet nicht, einfach eine vom Himmel gefallene Formel anzuwenden. Er muss darlegen, unter welchen Bedingungen die Formel gilt. Und beweisen, dass alle Bedingungen auch eigehalten sind. Zum Widerlegen reicht es völlig aus, nur einen einzigen Widerspruch zu finden.

du hast vollkommen recht, doch ist es beinahe als allgemeines gedankengut hingenommen, as eine wirkungsgradsteigerung stattfindet, genauso wie strom aus der steckdose kommt. Wir als zweifler können nun nur reverse engineering betreiben oder versuchen, es uns zusammenzuklauben und unsere schlüsse zu ziehen.
würden wir als einsame verfechter nun einfach die "bemühungen" der behauptung kurz widerlegen oder schlicht mit dem verweis darauf, das sie nicht richtig hergeleitet sind, ignorieren, so würde diese legende weiter gelten, nicht?

und nein, rechnen ist kein beweis, und zudem nicht mal meine stärke ;-) ich hoffe aber, das meine schlussfolgerungen halbwegs nachvollziehbar sind und richti noch dazu. wenn ich zu arg phantasiere, wie gesagt, korrigiert mich, bitte.

Hallo castorpollux,
du hast mir diese Zahlenreihe ans Herz gelegt. Da ändert sich die Resonanzfrequenz:
http://www.hifi-foru...ad=5722&postID=23#23

Mit Wand meine ich eine Trennwand innerhalb einer Box, die dann zu Außenwänden von getrennten Boxen werden kann.

Wenn wir einen spiegelsymmetrischen Kasten haben und die Luft mit symmetrisch eingebauten Lautsprechern bewegen, darf es in der Mitte (Symmetrieebene) keine Luftströmung geben. Andernfalls wäre es eben nicht die beschriebene symmetrische Anordnung.

Wenn wir Phasenverschiebungen (Blindleistung) zur Wirkungsgradveränderung bemühen, wird die Sache richtig schön unübersichtlich, und wir können fast alles behaupten. In der Akustik stecke ich nicht tief genug drin, um das mit vernünftigem Zeitaufwand zu verstehen.

Deshalb setze auch ich auf die Logik. Und die sagt mir, beim Verdoppeln eines beliebigen Systems ändert sich zunächst einmal nichts. Falls doch, dann ist es keine Verdopplung. Also suche ich den Unterschied zur einfachen Verdopplung. - Und den kann ich selbst mit viel gutem Willen nicht finden.

Vielleicht abstrahieren wir viel zu sehr. Eine Lautsprecherbox ist eben kein einfacher Kasten. Es gibt eine Bassreflexöffnung oder Dämmmaterial. Wenn es wirklich eine Wirkungsgraderhöhung gibt, sehe ich darin eine mögliche Ursache. Wahrscheinlich hat eine geschlossene Box mit doppeltem Volumen nicht auch doppelt so viel Dämmstoff. Und das steckt in irgendwelchen Entwurfsprogrammen drin.
Zu einem Bassreflexgehäuse mag ich überhaupt nichts sagen. Zwei Lautsprecher nebeneinander und die Öffnung an einem Ende Wer versteht schon, was dort wirklich passiert?

oh, entschuldige, das hatte ich ich irgendwie überlesen, zwar wahrgenommen, aber irgendwie nicht dran gezweifelt, wie auch alle anderen in dem thread nicht. Meines Wissens nach ändert sich bei verwendung von 2 oder mehr chassis nach nichts an der resonanzfrequenz des chassis -also dem TSP-parameter Fs.

...moment, evtl liegt es ja an dem kleinen gehäuse, das er dem tieftöner zur verfügung gestellt hat und das daher eine etwas andere sichtweise gebietet? schließlich ändert sich sich die resonanz der Lautsprechergrupe, nicht die des Chassis. Wäre mir zwar bislang ebenfalls unbekannt in diesem zuammenhang, aber man lernt ja nie aus...und die gehäuse haben wir hier ja eigentlich nicht betrachtet, evtl. ist dies also der springende punkt für die resonanzveränderung...

grüße,

Alex

Sorry,
jetzt habe ich dich rechts überholt, indem ich den meinen Beitrag aufgeblasen habe.

Wo wir gerade beim Überholen sind. Wie war das doch mit den zwei Geländewagen, die jeder weniger Bezin brauchen, wenn sie gemeinsam durch den Matsch fahren?

Aber sie werden sicherlich verhältnismäßig weniger Leistung brauchen, als einer alleine - um den gleichen Trekker aus der Grube zu ziehen...

das das ganze irgendwann unsinnig wird und mehr geländewagen auch nicht mit weniger leistung auskommen, um den trekker aus der grube zu ziehen, ist allerdings auch klar.

hmmm, wenn wir bei der blindleistung, die ich ja ein wenig an den haaren und ein paar beispielen herbeigezogen habe, alles behaupten können, dann definieren wir doch besser mal die blindleistung genau: phasenverschiebungen sinds meiner meinung nach nicht unbedingt, sondern, wie an diversen stellen schon beschrieben, luft, die einfach nur verschoben wird, aber nicht mit der requenz um ihren ruhepunkt schwingt.

Links/beispiele?

Grüße,

Alex

Da hab ich mir vom Thema eine kurze Auszeit genommen und schon ist soviel passiert.
@ alex

mit "luft verschieben" ist, so denke ich, gemeint, das die luft wírklich nur verschoben wird, also nicht mehr mit der frquenz, mit der sie angeregt wird, um ihren ruhepunkt "schwingt".

Es kann aber kaum sein, dass die Luft einfach so verschoben wird, ausser es herrsche Durchzug in der Bude.
Nach meiner Vorstellung ist die Blindleistung, die da "geleistet" wird die Luftbewegung, die Quer zur Lautsprecherachse geschieht. Bei einer grossen Membran (oder vielen kleinen, dicht an dicht) zwingen die queren Luftströme sich gegenseitig in eine Richtung, nämlich in die der Lautsprecherachse. Das würde bedeuten, dass wir dicht über der Membran einen parallelen Fuftstrom haben (es ist ja eigentlich nur ein Hinundherbewegen der Luft, aber das soll mich im Moment noch nicht kümmern). Zur kugelförmigen Abstrahlung kommt es dann in einigem Abstand.
Das kann ich mir wie folgt vorstellen: Erstens habe ich jetzt einen höheren Anteil an nützlichem Luftstrom, nämlich jener, der axial austritt. Zweitens habe ich eine grössere Membranfläche, welche einer grösseren Luftmenge entgegentritt. Und drittens habe ich von jedem gedachten Punkt der Membran eine kugelförmige Abstrahlung. Diese führt zu Luft-Querbewegungen, die "leistungsfressend" oder Dämpfungserhöhend gerichtet werden müssen. Also haben wir eine höhere Dämpfung durch diese "Querwinde", die wir in eine Richtung bringen müssen. Ob dieses "Luftstrom zurechtbiegen" wirklich Leistung frisst oder nur den Widerstand erhöht, lasse ich auch mal offen. Da kommt uns sicher noch eine Idee.

Jetzt mache ich hier mal einen ganz anderen Vergleich. Nehmen wir an, wir hätten einen Verstärker, der maximal (Sinus) eine Spannung von 20V abgeben kann. Und bei Strömen über 5A eff schaltet die Überstromsicherung ab. Wie hoch ist die höchste mögliche Ausgangsleistung?
Wenn ich einen 4Ohm Lautsprecher verwende, komme ich auf 100W. Bei einem 8 Ohm Lautsprecher bekomme ich 50W, weil ich nur 20V raus bekomme und damit an 8 Ohm 2,5A möglich sind.
Mit 2 Ohm bekomme ich aber auch nur 50W, weil bereits bei 10V die Grenze von 5A erreicht ist.
Das bedeutet doch, dass ich den Widerstand (oder besser gesagt die Dämpfung) nicht beliebig verringern oder erhöhen kann, um den maximalen Wirkungsgrad zu erreichen. Das ist auch das, was ich mit meinem alten Philips Lautsprecher sagen wollte.

Wir können also davon ausgehen, dass ich den Strahlungswiderstand oder besser die Strahlungsdämpfung so weit erhöhen kann, bis ich die optimale Anpassung erreicht habe. Irgendwann würde ein höherer Druck (Strom) verlangt, den die Schwingspule nicht mehr liefern kann. Dann sinkt der Wirkungsgrad wieder, auch wenn wir die Membranfläche vergrössern (?) (oder er steigt zumindest nicht mehr an). Das ist bei einem Lautsprecher mit schwachem Antrieb sehr schnell erreicht. Daher nützt ein schwacher Lautsprecher nichts. Und das gilt auch für ein Horn, wo ähnliche Verhltnisse vorkommen.

Nehmen wir aber einen Lautsprecher mit starkem Antrieb, kann ich den Druck durch die Schwingspule noch erreichen. Aber ein solcher Lautsprecher (mein Kinolautsprecher) erzielt im Leerlauf eine hohe Gegen-EMK in der Schwingspule, sodass seine Impedanz ansteigt und er daher keine hohe Leistung aufnimmt (wie ein Elektromotor im Leerlauf). Sobald ich aber die Schwingspule mechanisch bedämpfe, sinkt die Auslenkung und damit die Gegen-EMK. Folglich nimmt die Impedanz ab und der Strom steigt, also nimmt der Lautsprecher eine höhere Leistung auf (Motor unter Belastung). Damit habe ich aber den Wirkungsgrad nicht erhöht, sondern die Lautsprecher-Impedanz verändert.

Aus diesen Zusammenhängen kann man ableiten, dass mit einem schwachen oder starken Antrieb keine optimale Wirkungsgradsteigerung erfolgen kann. Das mit der Verdoppelung des Schalldrucks ist daher eine rein theoretische Angelegenheit.
Diese Überlegung widerspricht weder der einen noch der anderen aufgeführten Formelsammlung, also weder dem Buch noch Nubert noch sonst wem.

http://home.s-planet.de/t.dauner/Lautsprecher/paralell.pdf


Hier ein Auszug aus dem "Buch" von Tede.
Ich bin irgendwie der Ansicht, dass es zum Hören eines Schallereignisses wie zum Sehen eines optischen Ereignisses Leistung braucht. Ich muss also der Glühlampe Leistung zuführen und auch dem Lautsprecher. Und ein geringer Teil der zugeführten Leistung wird in Licht oder Schall verwandelt. Und da beginnt die Krux!
Wenn ich lese, dass die abgestrahlte Leistung einmal um 6dB und einmal um 12dB zugenommen hat, andererseits der Schallpegel (was immer das sein mag) generell um 12dB. Dies im Freifeld. Da herrscht noch Erklärungsbedarf.
Noch schöner wird es später. Ändert sich da jetzt der Schallpegel um 12dB oder wieder um 6 bezw. 12dB?

Und weiter oben (nicht mehr in diesem Textauszug) steht, dass bei Bündelung der Schalldruck vervierfacht wird (bei 4 Lautsprechern), dass aber die Leistung auch nur vervierfacht ist (das, was ich ganz am Anfang auch behauptet habe). Allerdings wird nach diesem Text die Leistung bei Kugelabstrahlung (tiefe Frequenzen) mit 4 Lautsprechern versechszehnfacht, bei vervierfachung des Schalldrucks.
Eine Vervierfachung des Schalldrucks geht also einmal mit einer Versechszehnfachung der Leistung einher, einmal mit einer Vervierfachung. Weiter haben wir generell eine Schalldruckerhöhung um 12dB, aber eine zusätzliche Bassanhebung um 6dB (macht 18dB?) und andererseits nur 12dB. Und in der ganzen Leistungsrechnung fehlt doch die Schnelle, denn ohne diese haben wir keine Schallintensität und keine Schallleistung.

Irgendwie wird mir das Ding langsam unheimlich. Oder handelt es sich letztlich immer nur um gedachte und durchgerechnete "Fakten", die nicht nachgemessen wurden? Und was stimmt jetzt?

kann mir bitte jemand erklären, warum die Resonanzfrequenz sinkt, wenn wir zwei gleiche Chassis in ein doppelt so großes Gehäuse bauen. In einem schwingungsfähigen System hängt die Resonanzfrequenz nur von Masse und Rückführungskraft ab. Keins von beiden ändert sich.

Reso hängt nur von Masse und Rückstellkraft (federkonstante) ab --> stimmt.

Bewegte Masse = Masse (konus+Spule+mitschwingender Teil der Aufhängung) + mitschwingende Luftmasse (!)

Vereinfacht gesagt (wers genau haben will muss aus dem imaginären Teil des Strahlungswiderstandes die mitschwingende Luftmasse bestimmen) schwingt ein Teil der Luft mit der Membran mit (Luftlast). Da die Luft zur Seite ausweichen kann schwingt bei einer Membran mit doppeltem Durchmesser (oder 4 stück nah beieinander montierten Membranen) etwa 8 mal soviel Luft mit (das ist nur eine Näherung: man stelle sich einfach eine Halbkugel mit dem Membrandurchmesser vor und berechne die Masse der darin enthaltenen Luft). Dadurch steigt die Masse des gesamten schwingenden Systemes schneller als mit der Zahl der Chassis. Die Federkonstante (das Beispiel mit den Trennwänden in der Box ist genau richtig) steigt aber linear mit der Chassisanzahl.

--> Verhältnis Masse zu Federkonstante steigt --> reso verringert sich

Gruss SRAM

Hi SRAM,
wenn du mir jetzt noch plausibel machen kannst, warum bei mehreren Lautsprechern dicht nebeneinander mehr Luft schwingt als wenn sie weit auseinander sind, könnte ich mich sogar mit einer Wirkungsgraderhöhung anfreunden

Zunächst einmal widerspricht es den Konzept der Elementarwellen (jeder Membranpunkt liefert eine Kugelwelle, alle Kugelwellen überlagern sich).
Außerdem würde ich so ganz naiv erwarten, dass bei kleinerem Abstand weniger Luft schwingt als bei größerem Abstand.
Noch bin ich lernfähig. - Zumindest gebe ich mir Mühe

Achtung Analogie ! (und wie alle vergleiche hinkt er etwas):


Bist Du Taucher ? Macht nix, folgender Versuch:

- nimm ein Ruderblatt
- zieh es mit sagen wir mal 1 m/s durch wasser und messe die Kraft die es auf Deine Hand ausübt (Federwaage)
- jetzt nimm ein Blatt, das nur 1/4 der Fläche hat und wiederhole den Versuch

--> Du wirst feststellen, dass Du weniger als 1/4 der Kraft benötigt hast, sprich, hättest du weit voneinander entfernte 4 solche Blätter bewegt, dann hättest Du trotz der gleichen Fläche wie beim großen Blatt weniger Kraft benötigt, also auch weniger Leistung an das Wasser abgegeben.

Und dasselbe passiert auch mit Lautsprechermembranen und Luft (zumindest der in unmittelbarer Membranähe)

Gruss SRAM

hmmm, man möge mich schlagen oder auch nicht, doch all die beispiele helfen mir bei meinem verständnis von blindleistung nur bis zu einem gewissen punkt weiter.

Nach meinem Verständnis gibt es für die Blindleistung (im akustischen sinne) zwei möglichkeiten:
1. Blindleistung betrifft die luft "die zur seite ausweicht". Nach meinem dafürhalten würde diese Blindleistung also mit der steigenden frequenz abfallen. Noch dazu würde sie wahrscheinlich mit steigender Membranauslenkung (bei gleicher frequenz) steigen, auch wenn die Schnelle der Membran zunimmt.
2. Blindleistung ist Luft, die hin und her verschoben wird, aber keine Arbeit an sich im Sinne von Schallerzeugung verrichtet. Dieser blindanteil fiele bei jeder Frequenz an.(der üblen vermutung nach aber auch hier weniger bei höheren frequenzen, aber eigentlich eniger als bei 1.)

ersteres hätte zur folge, das die mit der steigenden frequenz verringerte Blindleistung für immer weniger erhöhung des wirkungsgrades sorgen würde.

1. und 2. hätten aber in diesem zusammenhang, der wirkungsgradsteigerung, zur folge, das durch verwendung mehrerer Lautsprecher, die zusammen weniger auslenken als ein einzelner für den gleichen Pegel(bei gleicher luftmenge), ein besserer Wirkungsgrad erreicht wäre (für 2.:und das evtl. bei jeder Frequenz), weil der vermutung nach bei geringerer auslenkung weniger blindanteil entsteht. Man könnte natürlich auch ein chassis verwenden, das eine 4* so große Membran wie das einzelne hat und bei gleicher Frequenz/verschobener Luftmenge einen höheren Wirkungsgrad hat, wegen geringerer Auslenkung.
(nur mal davon ausgegangen, man könnte für einen test solche zueinander passende lautsprecher finden)

allgemein: darf ich davon ausgehen, das der strahlungswiderstand aufgrund der zwei chassis sich nun verdoppelt hat, unabhängig von unseren betrachtungen über die verringerung der blindleistung(und zwar bei jeder frequenz)?

ich verstehe zwar die sinnhaftigkeit aller beispiele, doch geben sie mir noch relativ wenig im bezug auf die akustik, vor allem die hier heiß diskutierte blindleistung...(evtl. wegen der komßplexität, jaaaa ;-) )

wenn ich das beispiel mit dem paddel recht verstehe, dann hat man durch die "verteilten kleineren lautsprecher mit der gesamten membranfläche"="ein großer lautsprecher" eine bessere anpassung an das medium Luft erwirken, als es der große lautsprecher bieten würde - der wirkungsgrad steigt. hmmm, verstehe ich das falsch oder ist das eine ganz neue richtung, die wir da einschlagen?

Das nah aneinander montieren hingegen sorgt dafür, das die resonanzfrequenz des Systems sinkt, und nichts anderes, richtig oder falsch?

Sollte ich der letzte sein, der es nach srams letztem post noch nicht verstanden hat, bitte, helft mir auch noch :o)