Lautsprecheraufstellung vor einer Wand und der konkrete Einluss auf das Klangbild

Autor

Beitrag

Zatzen
Stammgast

#1 erstellt: 18. Feb 2014, 05:30

Ich möchte hier nochmals ernsthaft zu einer hoffentlich Erkernntnisreichen
Diskussion anregen. Es dürfte ja klar sein, dass ein Subwoofer, vor einer
Wand stehend, zu mehr Bass fähig ist als frei auf dem Boden stehend.

Nun ist meine Frage, bis zu welcher Frequenz nach oben hin wirkt das
Phänomen? 100 Hz? 150 Hz? 200 Hz? 250 Hz?
Irgendwann ist sicherlich Schluss, aber wäre einmal bekannt, was man
da erwarten kann, dann kann man daraus sehr vernünftige
Entschlüsse beim Designen von Lautsprechern ziehen!

Vielen Dank vorab für Eure Antworten!

meg_fan
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 18. Feb 2014, 15:07

Wenn man Lautsprecher "designen" will hat man hoffentlich schon einmal von "Baffle Step" gehört. Damit ist das von Dir gefragte Verhalten erklärt.

Infos, z.B., hier:

http://de.wikipedia...._Lautsprecherfronten

Zatzen
Stammgast

#3 erstellt: 18. Feb 2014, 16:41

Danke für die Information!

Ich suche jetzt nach wie vor nach einer konkreten Antwort auf die Frage, bis zu welcher Frequenz hinauf eine Wand, vor der der Lautsprecher steht, sozusagen als Schallwand wirkt, und der Lautsprecher dadurch in dem Bereich in einen 2 Pi Raumwinkel abstrahlt.

Lässt es sich vielleicht berechnen durch 1/4 Wellenlänge ist
der Höchstabstand zur Wand für eine entsprechende Frequenz?

Das würde dann, wenn die Lautsprecherbox z.B. 50 cm tief ist bzw. der Abstand der TMT zur Wand so viel beträgt, einer Frequenz von ca. 170 Hz entsprechen, und ich müsste bei der entsprechenden Lautsprecherbox erst ab 170 Hz für eine 2 Pi Abstrahlung durch das Gehäuse selbst bzw. entsprechende Dimensionierung der Membranflächen sorgen. Von Tiefbass (z.B. 40 Hz) brauchen wir nicht zu reden, dort ist die Wellenlänge so groß, dass bei beliebiger wohnraumtauglicher Aufstellung eine Verstärkung durch die Wände gegeben ist.

Diese Fragestellung ist für alle Lautsprecherkonstruktionen von Bedeutung, sofern sie nicht nur für das Freifeld konzipiert sind. Und es sollte klar sein, dass es ein Mitteltöner, der z.B. 1 kHz reproduziert, von einer Wand im Abstand von 50 cm nicht beeinflusst wird, während ein Tieftöner bei 100 Hz und gleichem Abstand sehr wohl eine Verstärkung erfährt.

Beim Wandeinbau eines Lautsprechers ist die 2 Pi Abstrahlung theoretisch bis 20 Khz oder wie hoch auch immer gegeben, allerdings sorgt ja der Lautsprecher selbst, ohne die Wand zu "brauchen", bei höheren Frequenzen schon für eine 2 Pi Abstrahlung.

Zatzen
Stammgast

#4 erstellt: 18. Feb 2014, 17:26

Ok, ich habe die Antwort in einem anderen Thread gefunden:

"Nehmen wir also einen Wohnraum und stellen die Lautsprecher 1m von der Rückwand entfernt auf, so kann es erst bei Frequenzen oberhalb von 85Hz zum Bafflestep kommen. Unterhalb dieser Grenze addieren sich die Schallwellen des Direktschalls und jene der Rückwand-Reflexion, sodass der Schalldruck wieder bei vollem Pegel landet (Halbkugel)."

[Beitrag von Zatzen am 18. Feb 2014, 17:30 bearbeitet]

SonnyTucson
Hat sich gelöscht

#5 erstellt: 18. Feb 2014, 20:28

Hallo Zatzen,

bei den obigen Erklärungen sind einige Effekte zusammengewürfelt worden.

Zum einen ist die Abstrahlung des Lautsprechers in den 4-Pi, 2-Pi , Pi oder Pi/2-Raum z.T. frequenzunabhängig, d.h. durch schallharte Wände wird jede Frequenz verstärkt! Im Bass nimmt die Verstärkung allerdings die maximalen 18dB in einer Raumecke an.
Deine Ausgangsfrage:

Nun ist meine Frage, bis zu welcher Frequenz nach oben hin wirkt das
Phänomen? 100 Hz? 150 Hz? 200 Hz? 250 Hz?

zielt wahrscheinlich auf den Übergang des Modenverhaltens in das statistisch verteilte Schallfeld ab. Dieses ist natürlich von Raumdimensionen, Beschaffenheit und Einrichtung abhängig. Die meisten als Stereozimmer genutzten Räume dürften diesen Bereich zwischen 300 - 400Hz haben.

Lässt es sich vielleicht berechnen durch 1/4 Wellenlänge ist
der Höchstabstand zur Wand für eine entsprechende Frequenz?

Hier kommt nun auch noch der SBIR-Effekt hinzu, der bei Vielfachen der halben Wellenlänge zu Auslöschungen oder Verstärkungen der vom LS abgestrahlten und von der Wand reflektierten Schallwelle führt.

Und es sollte klar sein, dass es ein Mitteltöner, der z.B. 1 kHz reproduziert, von einer Wand im Abstand von 50 cm nicht beeinflusst wird, während ein Tieftöner bei 100 Hz und gleichem Abstand sehr wohl eine Verstärkung erfährt.

Und diese Antwort ist im Hinblick auf die 4 Pi, 2 Pi- etc Abstrahlung falsch (wenn der MT nicht wegen seiner Bündelung sowieso nur von der Wand wegstrahlt), da an den Begrenzungsflächen alle Frequenzen verstärkt werden.
Die Antwort aus dem von dir zitierten anderen Thread ist falsch, der Kollege wirft SBIR, Baffle-Step und Modenverhalten durcheinander.

Welcher der Effekte soll denn bei der Subwoofer-Auslegung berücksichtigt werden?

Viele Grüsse
Guido

Zatzen
Stammgast

#6 erstellt: 18. Feb 2014, 21:56

Hallo Guido!

Ich denke es ist mal Zeit, etwas weiter auszuholen.

Die Motivation, die mich zu solchen Fragestellungen bringt, ist eine, über die man mit den meisten HiFi-Wissenden leider nicht diskutieren kann.
Es geht um das Phänomen des Strahlungswiderstandes, aber nicht allein wegen der Effizienz oder der Möglichen Maximallautstärke, siehe Hub*Fläche, sondern aufgrund von klanglichen Qualitäten.

Ich mache die Erfahrung, dass eine angemessene, eben Strahlungsimpedanz- optimale Abstrahlfläche einen Klang macht, der realistisch und überzeugend ist, während "zu kleine" Lautsprecher dagegen ziemlich nach Pappkarton klingen.

Oder auch als anderes Beispiel, das beliebte Backloaded Horn, vorwiegend mit möglichst kleinen Breitbändern ausgestattet, mag einen dynamischen "schnellen" Bass aufweisen - aber vom Klangbild her höre ich schon, dass in den Mitten irgendwie eine gewisse Definition fehlt.

Ich ziehe jetzt sicher wieder Kritik an. Aber da muss ich jetzt durch.
Allein, das Wort "Strahlungswiderstand" zu erwähnen, scheint sträflich.

Weiter im Text, und nun kommt der Knackpunkt:
Ich möchte also nun möglichst über das gesamte Spektrum eine optimale Strahlungsimpedanz haben. Aber das ist im Bass nicht möglich, da bräuchte man ja Membrane von über 3 Meter Durchmesser oder einen ganzen Haufen Woofer - ungünstig wenn man eigentlich nur zwei Standboxen bauen will.
Nun scheint aber die Wandaufstellung eines Lautsprechers mein Freund zu sein. Unterhalb einer gewissen Frequenz wirken Boden und Wand wie ein Waveguide, Horn, oder wie auch immer.
Ob dabei wirklich der Strahlungswiderstand steigt sei mal dahingestellt. Andererseits, da es ja unmöglich ist, Lautsprecher mit Ausmaßen von 16m² in ein Wohnzimmer zu stellen, habe ich auch keine andere Alternative. Meine Frage war nun lediglich, ab welcher Frequenz abwärts der Raum "hilft". Und da scheine ich nun eine Formel gefunden zu haben:
343m/s geteilt durch Abstand zur Wand geteilt durch 4 .

Mit diesem Wissen könnte ich nun genau bestimmen, bis zu welcher Frequenz hinab ich die Abstrahlfläche optimal groß gestalten muss, abhängig davon, wie nah der Lautsprecher später an der Wand aufstellt wird.

Gerne lasse ich mich weiter aufklären, nur dürfte es schwer werden, mich zu überzeugen, dass ein einzelner 16 cm Mitteltöner Klanggebilde mit Frequenzen deutlich kleiner 1 kHz glaubhaft rüber bringen kann.
Ich habe mich da nicht verrant und bin offen, notfalls auch zu akzeptieren dass ich mich geirrt habe. Ich habe aber hier zu Hause das "lebendige" Beispiel, was optimaler Strahlungswiderstand bedeutet, und es stellt alles in den Schatten was ich bisher gehört habe. Klar, stabil, transparent, offen, unglaublich detailliert und so realistisch, dass ich mich oft frage ob manche Geräusche nicht gerade in echt von draussen kommen. Da kann man doch verstehen, dass man etwas nach diesem Prinzip öfters bauen will ... ?

[Beitrag von Zatzen am 18. Feb 2014, 22:29 bearbeitet]

Zatzen
Stammgast

#7 erstellt: 18. Feb 2014, 22:37

Um mal weiter auf deine Antwort einzugehen...

Es geht mir nicht um den Schalldruck als solchen.

Allein dafür könnte ich nach dem allseits beliebten Prinzip vorgehen, konsequent alle Chassis zu klein zu dimensionieren, um möglichst alles als Rundstrahler zu haben.

Sicherlich spielt eine Richtwirkung eine gewisse Rolle bei dem Prinzip das ich verfolge. Die Frage ist nur, ob das grundsätzlich schlecht ist.

Alternativ schwebt mir eine Konstruktion vor, ein Multichassis System, bei dem diese fast halbkreisförmig angeordnet sind und somit einen Abstrahlwinkel von ca. 180° haben - oder jedenfalls keinen < 90°. Damit könnte hoher Strahlungswiderstand und (halbwegs) Rundstrahlverhalten vereint werden. Käme aber auf einen Versuch an. Ohne Witz bin ich jetzt darauf gekommen ohne an Bose 802 zu denken, wobei diese in meinen Augen aber auch unterdimensioniert ist schon für den Mittelton. Meine bekäme auch noch einen Subwoofer für ca. < 200 Hz, und da würde wieder der Raum und die Wandaufstellung eine Rolle spielen.

Optimale Strahlungsimpedanz ohne Richtwirkung lässt sich bei nur
einer nach vorn gerichteten Schallwand ansonsten nur realisieren,
indem jedes Chassis nur eine Oktave überträgt.

[Beitrag von Zatzen am 18. Feb 2014, 23:07 bearbeitet]

SonnyTucson
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 18. Feb 2014, 23:08

Hi Zatzen,

ich würde mich nicht als Sachverständigen in Sachen 'Strahlungsimpedanz' sehen, aber nach meinem Verständnis ist eine Verbesserung nur durch ein Vergrößerung der schwingenden Membranfläche zu erreichen, nicht durch Wand-Verstärkungseffekte. Der Nachteil dieser Aufstellung ist ja meist ein undefinierter, verschwommener Bass, nicht der von Dir gewünschte, realistische und knackige Bass.

Die von Dir genannten Dimensionen, die für die Tieftonwiedergabe vermeintlich benötigt werden, halte ich für deutlich übertrieben. Wenn die Resonanzfrequenz des Basstreibers ausreichend tief liegt, sind mit z.B 4 Stück 12'' Treibern sehr realistische Pegel in einem 25qm-Raum möglich.

Die Formel

343m/s geteilt durch Abstand zur Wand geteilt durch 4

gibt eigentlich nur den ersten 'Nulldurchgang', also das Schalldruckminimum der zum Wandabstand gehörenden Frequenz wieder (bei 1m also ca.86Hz).

Jetzt gibt es hier aber bei dieser Formel mehrere Gedankenfehler:

1. der Schalldruck steigt ja überhalb dieser Frequenz auch wieder durch die gleichen Wandverstärkungseffekte an (hier liegt wieder nur ein SBIR-Effekt vor)
2. diese Theorie würde nur für einen exakt hinter dem LS liegenden Punkt auf der Wand gelten, alle anderen Punkte auf der Wand haben sehr verschiedene Abstände vom 'Schallentstehungsort'.
3. Der Raum hat mehr als eine nahe begrenzende Wand, ich denke bei deiner Aufstellungsvariante eher drei und damit mehrere sich gegenseitig beeinflussende, reflektierte Wellenfronten.

Ich hatte mir heute morgen noch mal den Toole vorgenommen und seine Messungen zu diesem Thema angesehen. Die Beeinflussungen durch den (2 Pi, 1 Pi) Raum im Vergleich zum Freifeld waren bis 1000Hz sehr deutlich (ich muss noch einmal nachschauen, aber ich glaube bis zu 10dB mehr Schalldruckpegel).

meg_fan
Hat sich gelöscht

#9 erstellt: 18. Feb 2014, 23:13

Verstehe den Ansatz vermutlich schon gar nicht, aber dennoch...

Was ist denn mit Wandeinbau?

Schall addiert sich ja nicht nur, sondern löscht sich auch aus; bekanntes Beispiel die "Viertelwellenauslöschung".

Die Schallwandbreite sehe ich auch nicht berücksichtigt, insb. im Mittel-/Hochton hat die rückseitige Wand kaum noch Einfluss bei typischen LS-Konstruktionen.

Alle Vorgänge sind fliessend mit zu-/abnehmender Frequenz, 18 dB Verstärkung durch eine Ecke im Vergleich zum Freifeld gibt's nur in der Theorie, berücksichtigt man Schallwandbreite, Abstand zur Ecke, etc. Es ergeben sich mit steigender Frequenz immer geringere Einflüsse.

Zatzen
Stammgast

#10 erstellt: 18. Feb 2014, 23:36

Hallo SonnyTucson,

den undefinierten, verschwommenen Bass erkläre ich mir eher durch Raummoden, weniger durch die Tatsache, dass der Bass von der Wand reflektiert wird. Ein Versuch im Freien, einmal vor der Hauswand und dann ohne, würde Klarheit bringen.

Der knackige Bass kommt zudem nicht vom Bass allein. Das Attribut "knackig" kann man ja nur vergeben, wenn es sich z.B. um eine Bassdrum handelt. Diese hat aber auch wichtige Anteile im Bereich der tiefen Mitten, und wenn diese nun von einem kleinen einsamen 13 cm Mitteltöner übernommen werden, dann wirkt das einfach nicht...
Darum gehe ich nach dem Prinzip vor, auch den Mitten viel Fläche zu geben.

Und dabei geht es mir nicht um Lautstärke. Ich bräuchte nicht einmal vier 12" für den Tiefbass. Wohl aber für die tiefen Mitten. Klingt verrückt, aber ist so.

Was die Sache mit dem Wandabstand angeht, herrscht irgendwie noch große Unklarheit. Vielleicht müsst ihr etwas mehr nach dem Prinzip der Hornkonstruktion denken, wo durch eine feste Form ein gleichmäßiger Schalldruckgewinn über mehrere Oktaven gewonnen werden kann - und das, indem der Strahlungswiderstand erhöht wird - allerdings immer nach oben begrenzt. Und es gibt auch konische Hörner, welche entfernt mit einer Raumecke oder auch, noch ein bisschen entfernter, mit der Kombination Boden und Wand vergleichbar sind.

Dabei ist das ganze Geschehen 3-dimensional - es dürfte klar sein, dass der Bassbereich, je nach Hörposition, total zerklüftet ist - Raummoden.
Und, das hab ich hier jetzt gelernt, SBIR, je nach Gehäusekonstruktion. Der Trick ist dabei wohl, das Gehäuse so auszulegen, dass es ab der ersten potentiellen SBIR Auslöschung schon selbst gerichtet abstrahlt.
Das scheint aber auch nicht so schwer zu sein, denn wenn ich es richtig
verstehe, liegt die tiefste einer solchen Auslöschung deutlich über 200
Hz, wenn man die Lautsprecherbox einigermaßen nah an die Wand stellt.

Was den Vergleich Freifeld und 1 Pi angeht: Ja, sicherlich wird auch 1 kHz verstärkt, WENN die entsprechende Schallquelle nur ein paar cm weit von der Wand entfernt ist. Ich denke, diesen Effekt kennt jeder - wenn man sein schnurloses Telefon auf laut stellt und auf den Tisch legt klingt es auch viel voller und lauter. Ein paar cm darüber aber nicht. Und dabei dürften zuerst die höheren Frequenzen verschwinden, und zum Schluss die tiefsten.

Zatzen
Stammgast

#11 erstellt: 18. Feb 2014, 23:42

Hallo meg_fan,

Du bringst einen wichtigen Punkt hier herein.

Ich sehe es auch so, dass ein Lautsprecher im Mitteltonbereich bereits selbst richtet. Entweder durch die Schallwandbreite, oder, wenn man es nach Strahlungswiderstand auslegt, wird mehr oder weniger schon wegen der Membranfläche gerichtet.
Und dann bin ich so konsequent, und lasse lieber wirklich alles gerichtet abstrahlen, was insgesamt dann viel homogener klingt. Lediglich ist im Bassbereich bei passablen Gehäusegrößen eine Richtwirkung nicht möglich - das wird aber gewissermaßen von Wand und Boden übernommen - deshalb dieser Thread.

Über Viertelwellenauslöschung kannst du gerne noch etwas schreiben, ich finde dazu nichts.

Und ja, es ist fließend, ich erwarte auch nichts anderes, den Tiefton-"Support" durch die Wände stelle ich mir auch nicht sprunghaft vor, sondern vielmehr langsam über z.B. eine Oktave einsetzend.

[Beitrag von Zatzen am 18. Feb 2014, 23:55 bearbeitet]

SonnyTucson
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 19. Feb 2014, 08:26

Hi Zatzen,

den undefinierten, verschwommenen Bass erkläre ich mir eher durch Raummoden, weniger durch die Tatsache, dass der Bass von der Wand reflektiert wird.

Nun hatte ich den Threadtitel so verstanden, daß Du z.B. einen Subwoofer direkt vor eine Wand oder in eine Zimmerecke platzieren willst und nach den Auswirkungen fragst!? Diese Positionierung bedingt dann eine maximale Anregung der Raummoden mit all ihren 'Dreckeffekten'. Meine Schlussfolgerung ist, daß sich diese Position nicht unbedingt für einen 'knackigen' Bass (was auch immer das ist

)eignet.

Der knackige Bass kommt zudem nicht vom Bass allein. Das Attribut "knackig" kann man ja nur vergeben, wenn es sich z.B. um eine Bassdrum handelt.

Jetzt sind wir natürlich bei der subjektiven Bewertung eines Schallereignisses. Das könnten wir bis zum Sanktnimmerleinstag diskutieren. Ich spiele E-Bass und wage zu behaupten, daß ich auch diesem einen entweder verschwommenen oder knackigen Bass (slapping&popping) abhängig von den räumlichen Gegebenheiten entlocken kann.

Bei dem Punkt, ob eine normale Raumecke bereits als Basshorn funktioniert, kann ich leider nicht weiterhelfen. Die Herleitung des erhöhten Schalldrucks in Raumecken über die konstante Schallleistung bei verschiedenen Raumwinkeln lässt diesen Schluss jedoch nicht zu.

Was den Vergleich Freifeld und 1 Pi angeht: Ja, sicherlich wird auch 1 kHz verstärkt, WENN die entsprechende Schallquelle nur ein paar cm weit von der Wand entfernt ist

Nun habe ich den Toole wieder vor mir liegen (S.183ff) und hier konnte an der Hörposition ca. 8dB mehr Schalldruckpegel gemessen werden, wenn man die Freifeldabstrahlung (4 Pi) mit dem Raum (Pi/2) vergleicht! Leider liegt mir hierzu kein anderes wissenschaftliches Material vor....

Zatzen
Stammgast

#13 erstellt: 19. Feb 2014, 16:30

Ich habe gerade noch etwas gefunden, das zur Klärung der Sache beitragen könnte:

"Abhängig vom Strahlungswiderstand ändert sich die Effektivität von Lautsprechern. In der Raummitte ist der Strahlungswiderstand minimal, die Effektivität ebenfalls. Wird der Lautsprecher auf den Boden gestellt erhöht sich der Strahlungswiderstand und die Effektivität um 3dB, zwischen Wand und Boden um 6dB und in der Raumecke sogar um 9dB."

(Quelle: bassreflex.de)

Wenn das also kein Blödsinn ist, dann liege ich mit meiner Betrachtungsweise gar nicht so falsch, Und es impliziert, dass ein gewisser Mindestabstand nötig ist, denn irgendwo muss man ja die Grenze ziehen, ab wann man sagen kann, der Lautsprecher steht vor der Wand oder in der Ecke - da es ja alles fliessende Übergänge sind.

Weiterhin, folgendes:
"[...] Nehmen wir mal eine Standbox mit einer Frontfläche von 120 cm x 30 cm, 80 cm von der Wand entfernt. Unterhalb von 500 Hz fällt der Frequenzgang ab, weil die Boxenbreite zu klein ist. Aber dieser Vorgang setzt langsam ein, besonders, da der Strahlungswiderstand durch die Höhe von 120 cm langsamer als bei einer Frontfläche von 30 cm x 30 cm abfällt. Unterhalb von 100 Hz fängt dann aber der der Strahlungswiderstand wieder an zu steigen, weil die Rückwand ins Spiel kommt."

(Quelle: nubert-forum.de)

Das passt nun ziemlich 100% auf meine Fragestellung!

[Beitrag von Zatzen am 19. Feb 2014, 16:42 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#14 erstellt: 19. Feb 2014, 18:53

Aber soweit war das doch schon geklärt, nicht?

Problem ist eben noch die Phasenlage des Schalls, gegenphasige Überlagerung zweier Schallwellen führt eben zur teilweisen bis völligen Auslöschung dieser. "Viertelwellenauslöschung" bedeutet: Abstand Lautsprecher (genauer SEO) bis zur Wand entspricht einer Viertelwelle. Bei 80 cm Abstand und 30 cm Schallwandbreite trifft der an der Rückwand reflektierte Schall genau gegenphasig wieder beim LS/Chassis ein, wenn dessen Wellenlänge 3,80 m ist, also bei ~90 Hz. Natürlich ist das eine stark vereinfachte Darstellung, der Schall trifft ja nicht nur auf einen Punkt an der Wand, der genau 80/95 cm entfernt ist, zudem spielt eben die Höhe der Schallwand eine Rolle, das Material der Wand, sonstige Reflektionen, ... Deshalb kommt es weder zur völligen Auslöschung noch setzt das Verhalten ruckartig ein.

Zatzen
Stammgast

#15 erstellt: 19. Feb 2014, 19:17

Ganz geklärt war noch nicht, ob die Raumwände tatsächlich den Strahlungs-
widerstand unterhalb einer gewissen Frequenz, abhängig vom Wandabstand der Lautsprecherbox, erhöhen, oder ob lediglich durch Raummoden eine Verstärkung des Bassbereichs auftritt. Eigentlich sollte aber klar sein, dass Raummoden auf deutsch gesagt einfach nur Resonanzen sind, und dass Wände für sich genommen und ohne weitere parallele Wand nur bündelnd wirken, ohne Resonanzen.

Ich verstehe in der Theorie das Problem mit der Phasenauslöschung bei einer Wandaufstellung. Jedoch scheint mir das in der Praxis weniger ein Problem zu sein, allein durch die Tatsache, dass so gut wie alle Lautsprecher mehr oder weniger nah vor einer Wand aufgestellt und dennoch linear gemessen werden.

Wenn man einen Lautsprecher in die Wand einlässt, d.h. der Abstand beträgt somit 0, dann kann es ja zu keinen Auslöschungen kommen.

Es ist mir weiterhin ein bisschen schleierhaft, ob solche Auslöschungen, wenn der Lautsprecher einen gewissen Abstand zu Wand hat, wirklich überall im Raum existieren - schliesslich ist das ganze wiederum dreidimensional.

Um nochmals einen beispielhaften Vergleich zu bringen:
Ganz ähnlich verhält es sich mit Rearloaded-Hörnen. In der Theorie und der Simulation ergeben sich massive Einkerbungen im Frequenzgang, die sich aus der Summierung der Direktabstrahlung und des Hornanteils ergeben, bereits im Bereich 100-200 Hz. Dennoch haben diese Konstruktionen dann in der Praxis meist einen glatten Frequenzgang.

[Beitrag von Zatzen am 19. Feb 2014, 19:36 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#16 erstellt: 19. Feb 2014, 19:29

Zatzen (Beitrag #15) schrieb:

Ich verstehe in der Theorie das Problem mit der Phasenauslöschung ... Jedoch scheint mir das in der Praxis weniger ein Problem zu sein ... dass so gut wie alle Lautsprecher mehr oder weniger nah vor einer Wand aufgestellt und dennoch linear gemessen werden.

Echt, ich messe gerne mal +/- 10 dB. Und wenn man sich mal klarmacht dass -6 dB schon eine Schalldruckabnahme um 50% darstellt, kann man von linear wohl nicht sprechen.

Zatzen
Stammgast

#17 erstellt: 19. Feb 2014, 19:56

Das stimmt wohl. Ich messe selbst ähnliches, jedoch nur etwa +- 3 dB, und mangels vieler Messungen kann ich nicht sagen ob das nicht einfach Raummoden sind. Dabei ist mir aber auch aufgefallen, wie ich oben schon sagte, das ganze ist 3-dimensional. Das, was das Mikrofon aufzeichnet, deckt sich nicht mit dem, was ich an anderer Position gehört habe. Gerade im kritischen Bereich meiner Auftstellung zwischen 70 und 100 Hz hat nur das Mikrofon eine Senke aufgezeichnet, während am Abhörplatz dort deutlich hörbar war, dass dieser Bereich gleichmäßig ist und stattdessen ein anderer Bereich leiser, den das Mikrofon lauter aufgezeichnet hat.

Trotzdem wird man nicht dazu übergehen, aufgrund dieser Tatsachen in Zukunft Lautsprecher nur noch in der Mitte des Raumes aufzustellen. Ein Tonstudio mag sich das vielleicht leisten können - aber selbst da findet man soetwas selten.

Mir geht es auch nicht um eine möglichst hohe Linearität im Bassbereich,
sondern um eine möglichst nahtlos verlaufende Strahlungsimpedanz.

[Beitrag von Zatzen am 19. Feb 2014, 20:05 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#18 erstellt: 19. Feb 2014, 20:19

Habe ich schon verstanden, dann eben - wie bereits angesprochen - Wandeinbau. Den findet man vergleichsweise häufig im Tonstudio...

Zatzen
Stammgast

#19 erstellt: 19. Feb 2014, 21:19

Lässt sich nur bei Otto-Normal nicht realisieren, daher müsste ich Viertelwellenauslöschung in Kauf nehmen, und, wenn du es nicht erwähnt hättest, wäre es mir wohl auch nicht aufgefallen, möglicherweise auch deshalb, weil die Raummoden im Bass mindestens genauso gravierend sind.

meg_fan
Hat sich gelöscht

#20 erstellt: 19. Feb 2014, 21:55

Es gibt schon Situationen in denen die Viertelwellenauslöschung grosse Probleme bereitet. Die Auslöschung entsteht ja schon beim Chassis, daher wird auf einer entsprechenden Problemfrequenz extrem wenig Energie überhaupt abgegeben.

Die Alternative zum Wandeinbau wären z.B. (ggf. mehrere) flache Basstreiber in einem entsprechend breiten und flachen Gehäuse dass direkt an der Wand aufgestellt wird. Wenn man das ordentlich verrundet, "sehen" entsprechende Frequenzen praktisch keine Stufe mehr.

Zatzen
Stammgast

#21 erstellt: 19. Feb 2014, 22:15

Wie sieht es generell mit viel Membranfläche im Bassbereich aus?
Wenn ich statt einem 16er sechs 25er habe, bringt das Vorteile in Hinblick auf Auslöschungen? In beiden Fällen einmal einen Wand-Membranzentren-Weg von 80 cm angenommen.

Auf jeden Fall danke für die Erwähnung dieses Faktors, der scheinbar generell ziemlich wenig beachtet wird. Meist wird bei Ratgebern lediglich empfohlen, Lautsprecher einerseits möglichst weit von den Wänden entfernt aufzustellen, um Reflexionen zu vermeiden wegen besserer Ortbarkeit. Und es wird erwähnt, dass die Basswiedergabe umso kräftiger ist, je näher die Box an der Wand steht.

[Beitrag von Zatzen am 19. Feb 2014, 22:18 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#22 erstellt: 19. Feb 2014, 23:15

Ich sehe da keinen echten Vorteil, ausser ggf. wenn die LS eingewinkelt werden und die Lautsprecher dadurch bedingt unterschiedliche Abstände zur Rückwand haben, die Auslöschungen durch andere Chassis entsprechend aufgefüllt werden.

Ich würde eher ein 15"-Chassis in ein flaches und ganz stark abgerundetes Gehäuse verbauen und dieses direkt an der Wand aufstellen.

Die "Viertelwellenauslöschung" haben nur wenige Hersteller auf dem Schirm, ein Grund warum ich MEG-Fan bin

Zatzen
Stammgast

#23 erstellt: 19. Feb 2014, 23:51

Dann wäre es wohl das beste, wenn man eine Lautsprecherbox baut, den Tieftöner möglichst weit hinten zu positionieren, auch wenn man dann oben herum weiter nach vorne kommt, um mehr Volumen zu haben. Also, von der Seite könnte das dann so aussehen:
__
....|
__|
|<
----

Oder so ähnlich... ungefähr. Sicherlich sind dann die Verrundungen nicht
drin, aber es ist ja auch nur eine erste Idee.

Wie wäre es eigentlich mit einem Downfire-Bass? Also nicht nur unten das BR Rohr, sondern komplett der Bass bis z.B. 200 Hz unten raus? Dann ist es doch auch zielmlich nah an der Wand.
Oder, direkt nach hinten raus - wenn der Woofer quasi nur 10 cm von der Wand entfernt direkt da drauf feuert, kommt ja beim Hörer fast nur der reflektierte Schall an. Würde natürlich eine entsprechend harte Wand voraussetzen.

Insgesamt haben wir es hier ja mit Wellenlängen zu tun, die vom Gehäuse selbst nicht oder nur kaum in der Abstrahlung beeinflusst werden können.

Habe mich gerade mal eben nach MEG umgeguckt.
Ich frage mich nur, WIE erzielt man mit einem äusserlich stinknormalen kompakten Gehäuse und einer(!) kleinen Membran eine nierenförmige Abstrahlcharakteristik im Bass? Kannst du mir das erklären? Das wäre ja die Lösung für unser Problem...

Ah okay, ich hab's. Die Dinger sind hinten offen, sie beschreiben es selber als "akustisches Laufzeitglied". Ob das nun einfach Gehäuse ist oder ob da noch eine Membran drin ist... Mal sehen.

Allerdings... Würde diese Maßnahme wohl genau den Effekt verhindern, den ich ausnutzen möchte: Die Beteiligung der Rückwand an der, ich sag jetzt mal, Klangfülle, im Bassbereich.

[Beitrag von Zatzen am 20. Feb 2014, 00:20 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#24 erstellt: 20. Feb 2014, 00:59

Bass nach hinten wäre wohl die beste Lösung, habe ich selbst schon so gebaut, 5 cm Abstand reichen. Aber die Wand muss massiv sein, keine Glasscheiben, Gipskartonplatten, o.Ä. Ist natürlich generell ein Problem, bei dieser Konstruktion dann aber ein echtes NoGo.

Besseren Bass als aus grossen MEGs habe ich noch nie gehört. Insgesamt sind das extrem natürlich/echt klingende Lautsprecher. Und völlig gegenteilig zu deiner Idee konstruiert, die gezielt gerichtete Abstrahlung mittels "Laufzeitglied" haben die grossen Modelle auch schon im Mittelton. Überhaupt sind die Schallwände sehr klein. Letztlich also das genaue Gegenteil deiner Idee. Der ich daher auch nur im Bassbereich etwas abgewinnen kann

Zatzen
Stammgast

#25 erstellt: 20. Feb 2014, 01:33

Die Idee von mir ist ja auch nur im Bassbereich nötig. Ab den tiefen Mitten aufwärts kann man ja mit dem Gehäuse für "genug" Fläche, Strahlungswiderstand, Richtwirkung, wie auch immer, sorgen. Nur im Bass weiss ich nicht so recht, was ich tun soll. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass viel Fläche ab den tiefen Mitten aufwärts wirklich ein Erlebnis ist - ob nun aber auch der Bassbereich, um dazu passend zu klingen, von der Wand reflektiert werden muss oder nicht, muss ich vielleicht noch herausfinden. Das ganze ist sowieso ein subjektives Empfinden von mir, messtechnisch bringt eine Box mit hohem Strahlungswiderstand den gleichen Frequenzgang wie eine mit niedrigem. Aber ich habe bei einer ersteren mehr das Gefühl, mitten drin im klanglichen Geschehen zu sein, und das auch bein Mono Aufnahmen, alles hat eine ziemliche Tiefe und Substanz.

Wenn ich aber meine Konstruktionen von vornherein so auslege, dass sie nur durch Wandaufstellung richtig funktionieren, dann kann ich auch eine massive Wand voraussetzen, und eine rückwärtige Bassabstrahlung ist dann durchaus machbar.

Letztlich liegt dem ganzen Konzept auch eine gewisse Kapitulation nach dem Motto "es geht halt nicht anders" zugrunde. Denkbar sind nämlich auch freistehende Outdoor-Konstruktionen, wo man zwar bspw. bis 200 Hz hinunter den Strahlungswiderstand berücksichtigen kann, darunter aber mit einer Kugelförmigen Abstrahlung leben und lediglich für entsprechend zum Rest passenden Wirkungsgrad achten muss. Natürlich wäre das mit großen Horn-PA's alles machbar, aber hier geht es mir um haustaugliche HiFi- oder Partyboxen.

[Beitrag von Zatzen am 20. Feb 2014, 01:34 bearbeitet]

meg_fan
Hat sich gelöscht

#26 erstellt: 20. Feb 2014, 13:56

Ehrlich gesagt bin ich der Überzeugung, dass Du keinen Unterschied im Bass hörst, ob der "Lautsprecher" nun mehr oder weniger bündelt - bei angenommenem identischem Frequenzgang am Hörplatz. Was sich verändert ist im Wesentlichen die Raumanregung. Im Bass ist, das bestätigt jeder Blindtest, das Freifeld-Verhalten die beste Variante. Also das Fehlen von Resonanzen und "Nachhall". Da kommst Du mit einem Lautsprecher, der stärker bündelt, wie z.B. einer MEG mit kardioider Abstrahlung, am ehesten hin. Oder eben Wandeinbau. Das wahrnehmbare Ergebnis wird bei optimaler Abstimmung identisch sein.

Im Freifeld ist kardioide Abstrahlung "ein alter Hut", siehe z.B. hier:

http://www.dbaudio.com/fileadmin/docbase/TI330_1.2D.PDF

[Beitrag von meg_fan am 20. Feb 2014, 13:57 bearbeitet]

Zatzen
Stammgast

#27 erstellt: 20. Feb 2014, 14:36

Dann wäre die neue Fragstellung: Ab welcher Frequenz aufwärts hört man einen Unterschied *wenn* es bündelt / der Strahlungswiderstand hoch ist / ist nicht kugelförmig strahlt ?

Heisst konkret, bis zu welcher Frequenz hinab muss ich "supporten", damit es so schön "griffig" klingt.
Ich habe dazu schonmal einen Versuch gemacht, bei einer eher kleinen Lautsprecherbox, also mit wenig Strahlungswiderstand bei tieferen Tönen, einfach mal nen Sinus vom Tiefbass bis in die Mitten hochsweepen und dann "fühlen" ab wo es dünner, weniger "rundum" klingt. Tatsächlich irgendwo um 200 Hz herum. Aber das ist sehr subjektiv.

Ich befinde mich noch in der Phase, in der ich meine Konstruktionen auf Wirkungsgrad züchte, wann immer möglich. Daher ist zumindest die "alte Hut"-Methode einer kardiodiden Bassabstrahlung da unpassend.

meg_fan
Hat sich gelöscht

#28 erstellt: 20. Feb 2014, 15:22

Um 200 Hz geht aber auch das Schallfeld vom modalen ins statistische Verhalten über. Ich gehe davon aus, dass Du diesen Unterschied wahrnimmst. Ein Test im Freifeld würde da wohl Klarheit bringen.

Zatzen
Stammgast

#29 erstellt: 20. Feb 2014, 21:48

Ja, das ist nämlich die Frage.
Es soll einfach im ganzen Frequenzbereich definiert und zusammenhängend klingen. Für meine Erfahrung nicht möglich, wenn die jeweilige Abstrahlfläche so klein wird, dass der Strahlungswiderstand unter dem Optimum liegt.
Das ganze Phänomen mag an unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken über den Frequenzverlauf der Wiedergabe einer Lautsprecherbox liegen. Meistens hat man dort Bass und Mitten bis ca. 1 kHz Kugelförmig, und darüber wird gerichtet. Trotzdem ist mir aufgefallen, dass kompakte Lautsprecher allgemein auch keine Probleme mit der Basswiedergabe haben, bei entsprechender wandnaher Aufstellung im Raum. Man sehe sich nur einmal in einem Showroom mit Studiomonitoren um. Dort finden sich hauptsächlich und im Schnitt soetwas wie 16cm TMT + Kalottenhochtöner. Die meisten Studios arbeiten also mit soetwas, sogar die Mastering-Studios, wo man eigentlich bei der Abhöre nicht knauserig sein sollte.
Über Bass und Höhen dieser Lautsprecher kann ich mich nicht beklagen, aber die Mitten... Einfach irgendwie "wattig". Und dazu dann die hohen Mitten, die unregelmäßig herausstechen, weil in dem Bereich der Strahlungswiderstand dann wieder stimmt.
Aber ich drehe mich im Kreis.

Eine Sache noch:
Für mich ist es klanglich nicht dasselbe, wenn man ein z.b. ein 20 cm Lautsprecherchassis in eine 50x50 cm große Schallwand montiert, wie wenn man stattdessen vier dieser Chassis in eine Schallwand gleicher Größe montiert. Natürlich ist letztere Kombination auch bei seriell/parallel Verschaltung 6 dB (theoretisch) effizienter, aber auch klanglich dürfte sich etwas ändern.

Mal zwei extreme Gegensätze als Beispiele:

Prinzip der Kugelabstrahlung unter Ignorierung der Strahlungsimpedanz:

http://www.youtube.com/watch?v=U4QCyRtE37M&feature=youtu.be

Verpflichtende Beachtung der Strahlungsimpedanz (da Hörner), Tiefbass jedoch mit nur wenig direkstrahlender Fläche:

http://www.youtube.com/watch?v=cbiUzD9dVtY&feature=youtu.be

Und man muss das nicht unbedingt als Horn umsetzen, und auch nicht
derart viel Fläche einsetzen. Horn wie Direktstrahler haben vor- und Nachteile, wenngleich man durch Multichassis-Anordnungen aber immerhin vom Wirkungsgrad her ebenfalls in die Nähe von Hörnern gelangen kann.

Sicherlich wird es beim ersten Beispiel auch bessere System dieser Art geben, aber ich meine das Phänomen ist prinzipbedingt. Auch die gespielte Produktion ist so direkt nicht vergleichbar mit der anderen, aber wie gesagt, man kann prinzipbedingte Unterschiede hören, die einem gerade deshalb auffallen, weil man nicht live dabei ist sondern das ganze über eine Kamera aufgenommen wird und man es wiederum über das eigene Wiedergabesystem hört.
Genau wie man auch sehen kann, ob eine Kamera einen Fernseher, eine Kinoleinwand oder die Realität abfilmt. Das Ziel von Lautsprechern sollte es sein, so realistisch wie möglich zu klingen, so dass etwas mit einem Mikrofon aufgenommenes möglichst so klingt, als hätte es gar nicht den Weg über die Lautsprecher genommen. Und dabei spielt noch mehr hinein als ein linearer Frequenzgang oder die Dynamik- und Impulstreue.