Impedanzlinearisierung?

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lischper
Stammgast
#1 erstellt: 20. Jul 2005, 14:56
Hallo zusammen,

ich bin jetzt ehrlich gesagt etwas Ratlos.
Ich habe mehrere Variationen ausprobiert, aber immer andere Ergebnisse.
Sowohl mit zwei Tools aus dem Internet als auch nach Formel habe ich versucht die Impedanzlinearisierung zu berechnen.
Mein Tieftöner hat folgende Werte:
Gleichstromwiderstand (Re) 6,1 Ohm
Schwingspuleninduktivität 0,6 mH

Ausgerechnet habe ich einmal 16,1 µF und 7,625 Ohm
Mit dem einen Tool erhielt ich folgende Angaben:
16 µF und 6,1 Ohm
Und mit dem Anderen:
10,32 µF und 7,63 Ohm

Welche Werte sind denn jetzt richtig?

Welche Berechnungsformel zeigt mir das richtige Ergebnis?

Ich dachte der Widerstand errechnet sich aus 1,25 x Re?
Und der Kondensator aus L/R²?

Dann wären doch 16,124 µF und 7,625 Ohm richtig, oder?

Muß ich den zweiten Buckel, welcher durch das Bassreflexgehäuse entsteht mitberechnen?

Viele Grüße, Andreas


[Beitrag von lischper am 20. Jul 2005, 15:00 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 20. Jul 2005, 15:39
Wenn Du die Impedanz linearisieren willst (warum auch immer), musst Du erst mal die Impedanzkurve aufnehmen.
Wenn Du jetzt nur einen Kondensator in Reihe mit einem Widersand verwendest, so kannst Du damit die Schwingspulen-Induktivität etwas ausgleichen, allerdings nicht vollständig. Diese Linearisierung macht höchstens den Sinn, dass Du für die Weiche eher berechenbare Bedingungen bekommst. Klanglich ist die Auswirkung jedenfalls meiner Erfahrung nach nicht gegeben.
Wenn schon, wäre es sinnvoller, die Eigenresonanz(en) zu bedämpfen, damit der Verstärker eine reellere Last sieht. Dazu muss die Impedanzkurve nach Frequenz, Bandbreite und Überhöhung "durchforstet" werden und daraus die Anforderungen an die Seriekreise gestellt werden. Problematisch wird die Sache einmal, weil damit Leistung verbraten wird, die im Seriewiderstand (R, L und C sind in Serie) verheizt wird (Brandgefahr, je nach Stopfmaterial).
Zweitens ergibt sich im Seriekreis eine der Güte entsprechende Spannungsüberhöhung. Bei einer Güte von 10 kann die Spannung am Kondensator schnell mal über 200V eff. betragen. Da muss man erst mal so ein Bauteil haben, das diese Spannung auch verkraftet.
lischper
Stammgast
#3 erstellt: 20. Jul 2005, 17:04
Hi,

meine Frage welche Berechnung richtig ist, wäre damit aber nicht beantwortet.
Ich meine natürlich nur die Chassis bedingte Impedanzlinearisierung, welche zum Beispiel bei vielen Chassis in Klang und Ton Test direkt mit angegeben wird.
Und zwar unabhängig von den Angaben, welche Du erwähntest.
Die Impedanzlinearisierung ist nicht in Reihe, sondern Parallel geschaltet.

Viele Grüße, Andreas


[Beitrag von lischper am 20. Jul 2005, 17:05 bearbeitet]
eBernd
Stammgast
#4 erstellt: 20. Jul 2005, 18:19
Hallo Andreas,

welche Werte die richtigen sind, ist eigentlich nicht einfach zu beantworten, da sie auf stark vereinfachten Modellen eines Lautsprechers beruhen. Für Perfektionisten liefern diese Formel nur Startwerte, von denen aus man sich durch Ändern der Bauteilwerte und Messung der Impedanz über der Frequenz zu einem Optimum hin bewegt.


Muß ich den zweiten Buckel, welcher durch das Bassreflexgehäuse entsteht mitberechnen?


Diese Frage hat mich etwas verwirrt: Eine IL mit R und C bügelt keinen Resonanzbuckel, sondern den (linearen) Anstieg der Impedanz zu hohen Frequenzen hin.

Für eine IL bei Resonanz(en) benötigt man eine R-L-C-Reihenschaltung (die richi schon ansprach) und für zwei Buckel benötigt man (eigentlich) zwei dieser Schaltungen.

Auch die Frage, wozu Du die Impedanz linearisieren willst, ist von Interesse:

a) exaktes Arbeiten einer Frequenzweiche
b) Verwendung eines "empfindlichen" Röhrenverstärkers (ohne Gegenkopplung, niedriger Dämpfungsfaktor)

Gruß, Bernd
lischper
Stammgast
#5 erstellt: 20. Jul 2005, 18:52
Hallo,

ich will zu aller Erst mal das die Weiche exakt arbeitet, damit später nach diversen Messungen noch Verfeinerungen an der Weiche vorgenommen werden können. Aber erst mal soll die Weiche theoretisch exakt arbeiten. Und wenn sowas sowohl vom Hersteller als auch von Klang & Ton empfohlen wird, kann es ja nicht verkehrt sein mit einer aus dem Chassis berechneten Impedanzlinearisierung zu arbeiten.

Tatsächlich spiele ich auch mit dem Gedanken auf Röhre überzugehen. Jedoch nur auf eine EAR Röhrenvorstufe mit einer Atoll Transistorendstufe.

Kann mir denn einer erklären wie die unterschiedlichen Ergebnisse zustande kommen?

Das eine Tool findet Ihr hier:
http://www.lalena.com/audio/calculator/impedEqual/

Viele Grüße, Andreas
richi44
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 21. Jul 2005, 11:09
Also, wenn ich rechne, bei welcher Frequnz XL = R Schw.sp. ist, so komme ich auf 1619 Hz. Und das entspricht einem Kondensator von rund 16,1 Mikrofarad.
Also bekäme ich 16 Mikrofarad und 6,1 Ohm.

Aber das ist eigentlich die halbe Wahrheit. Wenn man von einer Impedanz von 8 Ohm ausgeht, sieht die Rechnung anders aus. Dann wäre die Frequenz, bei der XL und R gleich sind, rund 2123 Hz und demnach wäre C rund 10 Mikrofarad und R 8 Ohm.

Man kann sich jetzt fragen, was die 8 Ohm Lautsprecherimpedanz eigentlich sollen und woher sie kommen. Es ist einfach mal ein hübscher Durchschnittswert. Und ausserdem muss man mal ganz am Rande die Frage stellen, woher im Resonanzfall die Impedanzüberhöhung kommt. Diese stammt von der Gegen-EMK, einer Folge der Schwingspulenbewegung. Und weil sich die Schwingspule ja bei jeder Frequenz bewegt, wirkt immer die Gegen-EMK und führt damit zu einer Impedanz-Erhöhung. Das hast Du in Deiner Rechnung nicht bedacht. Also müsste man mit der Impedanz und nicht mit dem reinen Drahtwiderstand rechnen. Und damit käme man auf die 10 Mikrofarad und 8 Ohm.
Das aber nur, wenn man den Wirkungsgrad des Lautsprechers kennt. Erst dann kann man die Impedanz einigermassen berechnen.
Oder man misst sie aus, wie ich bereits gesagt habe.

Jedenfalls bewirkt eigentlich die Schwingspulen-Induktivität einen Höhenabfall. Nur: wenn man sich die Frequenzkurve eines guten Chassis anschaut, ist dieses bei SPANNUNGSANSTEUERUNG, also reellen Verhältnissen linear. Das bedeutet, dass die Geschichte schon berücksichtigt wurde.

Um die Weiche richtig zu berechnen, könnte man nun hingehen und die gemessene Impedanzkurve als Mass verwenden. Man könnte ablesen, wie gross die Impedanz (hängt auch im Mitteltonbereich noch vom Gehäuse und vor allem der Bedämpfung ab) bei der Trennfrequenz ist und die Weiche entsprechend korrigieren. Und wenn Du Glück hast, bekommst Du einen Wert für den Kondensator, den es so nicht gibt.
Und bedenke die Bauteiltoleranz bei Spule, Kondensator und Widerstand. Und auch der Luftdruck hat Einfluss auf die Dämpfung des Lautsprechers und noch viel mehr die Aufstellung im Raum.

Der langen Rede kurzer Sinn: Die 8 Ohm sind nicht einfach aus der Luft gegriffen, sondern recht vernünftig. Sie entsprechen in etwa dem, was sich bei der Trennfrequenz einstellt, sofern diese nicht unzulässig hoch angesetzt ist.
Wenn Du beispielsweise eine Zweiwegbox mit einem 30cm-Tieftöner mit kräftiger Schwingspule baust und die Trennung bei 3 kHz ansetzt, würde die Spuleninduktivität eine Rolle spielen, die man bei der Weiche berücksichtigen müsste. Aber das gäbe eh nur eine Katastrophe, weil Du eine unbrauchbare Abstrahlcharakteristik erzeugen würdest.

Das alles bedeutet, dass die Impedanzlinearisierung eigentlich für die Katz ist und von 80% der Boxenhersteller nicht angewendet wird. Wäre sie nötig, wären es höchstens noch 20%, die darauf verzichteten.
The_Real_Eagle
Ist häufiger hier
#7 erstellt: 21. Jul 2005, 22:54


hmmm.... mal so was ähnliches.

ich beabsichtige, nicht den impedanzverlauf zu hohen frq. hin,
sondern die fres-spitze in der impedanzkurve zu bügeln, da
die (in meinem fall) 6-db trennung sehr nah bei fres liegt.

da genügt leider ein rc-glied nicht,
sondern ein lrc (mit abenteuerlichen werten) muss her.

wenn ich dann die resultierende gesamt-imp. betrachte,
wird aus meinem "8-öhmer" eher ein "4öhmer"...

hmmmm...macht's wirklich sinn, oder dient es nur
zu meiner beruhigung??


...grübelnd

Norbert
richi44
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 22. Jul 2005, 14:41
Jetzt haben wir zwei Interessenten mit unterschiedllichen Interessen.
Andreas möchte offensichtlich den oberen Bereich bereinigt haben, denn, obwohl nicht ausdrücklich erwähnt, will er die Trennfrequenz einiges von der Resonanzfrequenz entfernt verwirklichen.
Norbert schreibt aber, dass er die Trennung nahe der Resonanzfrequenz möchte. Die Frage ist, was das soll. Unterhalb der Resonanz ist ja mit Wiedergabe nicht mehr viel los. Und knapp darüber möchtest Du trennen? Um da zu helfen, müsste man wirklich mehr wissen. Was solls werden? Ein Sub?
Da wäre eh nichts mit 6 dB-Trennung.
Also Norbert, schreib, was es werden soll, dann sehen wir weiter.
lischper
Stammgast
#9 erstellt: 23. Jul 2005, 12:36
Hallo an Alle,

ich habe gestern und heute etwas mit der Impedanzlinearisierung gespielt. Ich habe mit 15 µF und 5,6 Ohm angefangen. Dann habe ich 10 µF und 6,8 Ohm ausprobiert und dann mal 8,2 µF und 3,9 Ohm. Heute habe ich sogar 5,6 µF und 3,9 Ohm getestet.
Mit dieser Variante gefällt es mir sogar klanglich am besten. Kann es sein das jetzt der Grundton weniger linearisiert wird und der Klang dadurch etwas musikalischer und schmelziger geworden ist? Mit 15 µF und 5,6 Ohm war es im Tiefmittelton deutlich analytischer und kühler.
Mit der Spule habe ich auch getestet. Ich habe 1,4 und 2mm Spulen von 0,82 mH bis 1,8 mH getestet. Ideal scheint bei meinem Projekt eine 1,0 oder 1,2 mH Spule zu sein. Eines fällt aber sofort auf. Die Stimme ist bei einer 0,82 mH Spule deutlich mehr im Vordergrund. Bei 1,5 oder 1,8 mH ist der Klang für mich zu warm. Vermutlich ist aber nur die Stimme leiser geworden und dadurch das wärmere Empfinden.
Ich werde in den nächsten Tagen schon eine für mich optimale Lösung finden. Übrigens die 2mm Spule ist detailierter als die 1,4mm Spule. Liegt das am Innenwiderstand?
Immerhin hat die 2mm Spule mit 1,2 mH nur 0,18 Ohm Innenwiderstand.

Viele Grüße, Andreas
The_Real_Eagle
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 23. Jul 2005, 14:40
@richi44

Schau mal hier... da steht alles drin

http://www.hifi-foru...m_id=104&thread=3712

Norbert
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