Frequenzweiche, Impedanz und Leistungsverteilung

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spezi8472
Neuling

#1 erstellt: 13. Okt 2009, 13:16

hallo ihr,

ich bin seit einiger zeit dabei frequenzweichen im lautsprecher zu verstehen bzw. ich versuche es. nun habe ich ein paar fragen und hoffe, jemand hier kann mir weiterhelfen.

1. impedanz eines chassis

ich habe hier eine weiche bzw. ein weichenteil, welche in einer 3 wege box (audio event 8.1) ihren dienst verrichtet. es handelt sich um einen bandpass 12dB für den tiefmitteltöner und einen hochpass 18dB für den hochtöner. den tiefpass für den tieftöner lassen wir mal weg, der sitzt auf ner anderen platine und kann separat per bi amping angesteuert werden.

die chassis (tiefmitteltöner und hochtöner) haben beide real widerstände von 5,2 ohm, daher gehe ich davon aus, dass es 6 öhmer von der impedanz her sind. wenn ich nun statt des hochtöners einen neuen einbaue mit impedanz 8 ohm, wie wirkt sich das auf die lastverteilung aus? eigentlich müsste ja jetzt mehr strom (ich denke laut kirchhoff und ohmschen gesetz) im tiefmitteltöner fließen, da der ja in der quasi parallelschaltung der chassis weniger widerstand hat. also wäre der hochtöner leiser im verhältnis zum tiefmitteltöner wenn beide eine empfindlichkeit von 90dB pro watt pro meter haben. stimmt das denn?

das sich der hochpass mit der trennfrequenz nach unten verschiebt weil jetzt ein 8 öhmer dranhängt lassen wir mal beiseite.

2. wenn der HT wirklich leiser wäre, würde sich das dann ausgleichen lassen wenn die empfindlichkeit des HT höher ist? also sagen wir mal grob ich nehme einen 8 ohm HT mit 93 dB pro watt pro meter?

3. noch eine erstmal letzte frage. die audio event 8.1 haben angegeben eine impedanz von 4 ohm (steht im datenblatt). wenn ich die einzelnen chassis durchmesse mit dem multimeter bekomme ich für den subwoofer 12,5 ohm, für den tiefmitteltöner 5,2 ohm und für den hochtöner auch 5,2 ohm. wie geht das dann eigentlich um daraus 4 ohm zu erschummeln? laut naja ohmeschen gesetzt komm ich da auf 2,15 ohm. und wenn ich hinten am lautsprecherterminal messe bleibt der hochtöner aussen vor, da der in der weiche ja nen kondensator drinnenhat und somit nen unendlichen ohmschen widerstand hat. ich habe da kein gefühl dafür aber könnte 2,15 ohm ohmscher widerstand auf grob 4 ohm impedanz passen?

so, ich hoffe das ist jetzt nicht viel zu lang geworden und danke für antworten und anregungen!

beste grüße,
bernd

ton-feile
Inventar

#2 erstellt: 13. Okt 2009, 13:47

Hi Bernd,

da stehst Du mit Deinem Weichenwissen ganz am Anfang.

Es gibt einen schönen Grundlagenartikel zu Frequenzweichen von HiFi-Selbstbau.

Klick!
Den würde ich an Deiner Stelle erst mal durcharbeiten, dann wird vielleicht die eine oder andere Frage schon beantwortet.

Ein wichtiger Punkt ist, dass Weichen sich nie berechnen lassen.
Zum einen wegen des nichtlinearen Impedanzganges, zum anderen, weil auch der Amplitudengang alles andere, als linear ist.

Deshalb sollte gemessen und simuliert werden.
Die Nennimpedanz ist für die Weichenentwicklung keine Hilfe, sondern nur eine ganz grobe Hausnummer.

Gruß
Rainer

detegg
Inventar

#3 erstellt: 13. Okt 2009, 14:27

ton-feile schrieb:

Ein wichtiger Punkt ist, dass Weichen sich nie berechnen lassen.
Zum einen wegen des nichtlinearen Impedanzganges, zum anderen, weil auch der Amplitudengang alles andere, als linear ist.

Moin Bernd,

da Du gerade mit der Impedanz rumeierst, hier mal meine Erklärungsversuche ...

Die folgende Abbildung zeigt die gemessene, komplexe Impedanz (genauer den Betrag der Impedanz und die dazugehörige Phase) in Abhängigkeit von der Frequenz zweier "identischer" 13cm TMT

Der mit dem Gleichspannungs-Multimeter gemessene Widerstand (Betrag der Impedanz) beträgt ca. 6,8 Ohm. Das wäre in obiger Darstellung GANZ links bei der Frequenz 0Hz !!
Die zugehörige Weiche (der TP) soll den TMT aber bei ca. 2kHz trennen. Dort beträgt die Impedanz aber schon ca. 13 Ohm, eine Oktave höher bei 4kHz dann ca. 18...20 Ohm.
Dein Tiefpass sieht also einen frequenzabhängigen, veränderlichen Widerstand, der sich mit einer einfachen Formel NICHT berücksichtigen lässt.

Und dann kommt noch der von Rainer angesprochene akustische Amplitudengang des TMT-Chassis hinzu - Du verstehst, dass hier keine einfache Berechnung möglich ist?!

Gruß
Detlef

spezi8472
Neuling

#4 erstellt: 13. Okt 2009, 14:42

hallo ihr beiden,

erstmal danke für die superschnellen antworten!
das die impedanz von chassis frequenzabhängig ist, war mir schon bewusst. jedoch nicht, dass es sich um solche werte handelt wie in der grafik zu sehen sind. irgendwie dachte ich, dass eine angabe von 8 ohm grob passen würde. aber dem ist ja ganz und gar nicht so.

wie sieht dann eigentlich der ablauf aus, wenn man in einer lautsprecherbox z.b. den ht austauschen will, die chassis unbekannt sind und man trotzdem einigermaßen ein brauchbares ergebnis erzielen will?

grüße,
bernd

detegg
Inventar

#5 erstellt: 13. Okt 2009, 14:49

spezi8472 schrieb:

wie sieht dann eigentlich der ablauf aus, wenn man in einer lautsprecherbox z.b. den ht austauschen will, die chassis unbekannt sind und man trotzdem einigermaßen ein brauchbares ergebnis erzielen will?

... es geht gut NUR mit messen - ziemlich gut nur mit VIEL Erfahrung - und evtl. dann mit viel Glück! Spielst Du Lotto?

Detlef

edit1: ... der o.g. Impedanzgang zeigt die NICHT eingebauten Chassis

edit2: ... wenn Du Simulationdaten Deiner Chassis bekommen kannst, evtl. ein Simu-Prog nutzen

[Beitrag von detegg am 13. Okt 2009, 14:58 bearbeitet]

spezi8472
Neuling

#6 erstellt: 13. Okt 2009, 15:13

das mit dem lotto passt wahrscheinlich super! aber ich spiele nicht und habs auch noch die nächste zeit nicht vor

es macht gerade nur so spass sich in dem kram zu verlieren und hier und da zu lesen und sich seine gedanken zu machen. was sagt deine grafik denn genau aus? für mich sah das jetzt so aus als wenn der widerstand über die frequenz aufgetragen ist. und das für beide chassis.

gruß, bernd

detegg
Inventar

#7 erstellt: 13. Okt 2009, 15:21

spezi8472 schrieb:

was sagt deine grafik denn genau aus? für mich sah das jetzt so aus als wenn der widerstand über die frequenz aufgetragen ist. und das für beide chassis.

... genau, nur noch nicht eingebaut - bzw. ohne Weiche.

:-) Detlef

spezi8472
Neuling

#8 erstellt: 13. Okt 2009, 15:57

wie macht man eigentlich solch ein messung, wie in deiner grafik zu sehen ist, bei einem chassis? kannst du mir das erklären oder braucht man dafür super spezielle ausrüstung? ich hätte zumindest ein multimeter, ein oszi und den pc zur verfügung.

gruß, bernd

detegg
Inventar

#9 erstellt: 13. Okt 2009, 16:08

spezi8472 schrieb:

wie macht man eigentlich solch ein messung .... ich hätte zumindest ein multimeter, ein oszi und den pc zur verfügung.

... damit hast Du mehr als die meisten hier!

# Ich benutze als Messumgebung ARTA - Freeware mit leichten Einschränkungen.
# Teste Deine Soundkarte mit RMAA
# kauf Dir einen Messwiderstand und etwas Kinderknete für einige Cent

... dann sollte es gehen!

;-) Detlef

spezi8472
Neuling

#10 erstellt: 13. Okt 2009, 16:19

vielen dank detlef!

ich würde sagen, der zeitvertreib für den ein oder anderen kalten abend ist damit gesichert

viele grüße und danke für die nette kleine runde.

bernd

detegg
Inventar

#11 erstellt: 13. Okt 2009, 16:36

spezi8472 schrieb:

ich würde sagen, der zeitvertreib für den ein oder anderen kalten abend ist damit gesichert :)

... berichte mal!