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Fehlüberlegungen

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richi44
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 03. Sep 2010, 15:34
Fehlüberlegungen bei Lautsprechern und deren Gehäusen.

Einmal mehr habe ich hier gelesen, dass die Bedämpfung des Lautsprechergehäuses dessen Volumen vergrössern soll. Ich frage mich, wer eigentlich auf diesen Unsinn gestossen ist.

Hier einmal die Simulation eines Tieftöners in einem Bassreflexgehäuse. Dabei ist keine Weiche eingesetzt, also keine Verlustwiderstände, aber auch keinerlei Bedämpfung.

Zu sehen ist ein idealer Verlauf bei dem gewählten Volumen von 45 Litern netto und dem Bassreflexrohr. Die Grenzfrequenz liegt bei 29Hz.

In diesem Bild ist nun eine Weiche oder Kabel oder was auch immer an Verlustwiderständen eingefügt (0,3 Ohm). Es ist festzustellen, dass der mittelre Pegel um rund 0,4dB abnimmt, andererseits kommt es bei 46Hz zu einer leichten Überhöhung von 0,1dB. Die Grenzfrequenz kann hier mit rund 29Hz angenommen werden, wenn man sich auf den Pegel bei 200Hz als Referenz bezieht.

Der Verlustwiderstand verringert eigentlich die Dämpfung, denn er wirkt sich aus wie ein höherer Widerstand des Verstärkers (gleichbedeutend mit einem geringeren Dämpfungsfaktor).
Im nächsten Bild ist nun die Box mit dem Widerstand gezeigt, allerdings wurde hier das Volumen so angepasst, dass der Verlauf wieder optimal linear ist.

Jetzt haben wir wieder den Pegelverlust von rund 0,4dB, aber wir brauchen ein Volumen von 50 Liter, damit die Kennlinie gerade wird. Andererseits haben wir eine Grenzfrequenz (unter Berücksichtigung des Pegelabfalls von 0,4dB) von 28Hz.

Im nächsten Bild machen wir etwas, das es nicht so ohne weiteres gibt: Wir setzen einen negativen Widerstand ein.
Wir haben am Anfang nichts eingesetzt, dann 0,3 Ohm und festgestellt, dass wir damit die Dämpfung verringern. Also müssten wir eigentlich auch die Dämpfung erhöhen können, wenn wir einen negativen Widerstand einsetzen.

Dies ist auch ganz deutlich, wenn wir einen negativen Widerstand von 20% der Nennimpedanz, also -1.6 Ohm verwenden.


Jetzt nochmals die Box mit dem negativen Widerstand von 0.3 Ohm, aber mit korrigiertem Volumen:

Festzustellen ist, dass jetzt für eine einigermassen lineare Wiedergabe nur noch ein Volumen von 40.8L nötig sind. Es ist aber so, dass durch die höhere Dämpfung die Systemgüte sinkt. Ist die Güte einer Bassreflexbox grösser als 0,7, so kommt es im Frequenzgang zu einer deutlichen Überhöhung im Bass, also einem Buckel. Und dies geht einher mit einer deutlichen Verschlechterung des Einschwingverhaltens.
Andererseits führt eine Verringerung der Güte zu einem kontinuierlichen Bassabfall.
Wenn wir also die Güte von 0,7 aufrecht erhalten wollen, dabei aber die Dämpfung vergrössern (die güte reduzieren) so müssen wir das Volumen verkleinern, weil ein kleines Volumen eine höhere Güte ergibt. Es ist also keineswegs so, dass die Bedämpfung (durch Dämmmaterial oder einen negativen Widerstand) das Gehäusevolumen verringert, sondern es verringert den Volumen-Bedarf!
Was aber auffällt ist der Anstieg der Grenzfrequenz auf 31Hz.
Und wenn wir die Box mit dem -1.6 Ohm Widerstand anschauen und zwar mit korrigiertem Volumen, so ist diese Box noch recht linear bei einem Volumen von 21.5 Liter (mit einem längeren Bassreflexrohr von jetzt 30cm) aber mit einer Grenzfrequenz von 41Hz!

Würde man den allgemeinen Sprüchen glauben, so könnte man annehmen, dass man mit einer bedämpften kleineren Box das selbe erreiche wie mit einer grösseren ohne Bedämpfung. Hier ist aber offensichtlich, dass dies nicht der Fall ist. Hier nochmals die letzte Box mit dem kleinen Volumen und dem ursprünglichen Bassreflexrohr:

Da stimmt der Frequenzgang nicht und die Grenzfrequenz hat sich nochmals erhöht.

Es ist also eigentlich so, dass das Dämmmaterial einmal Volumen wegnimmt, denn es füllt den Luftraum teilweise aus. Man müsste also die Dichte des Materials kennen.
Zweitens ist es so, dass das Gehäusevolumen nicht abnimmt, wohl aber der Volumenbedarf. Und wenn man wie früher oft üblich Schaumstoffplatten als Dämpfung verwendet, so ist vermutlich deren Volumen grösser als die Volumen-Bedarfsreduktion, sodass letztlich ein grösseres Gehäuse nötig wäre. Man erreicht aber auf jeden Fall einen Anstieg der Grenzfrequenz!

Ich habe in den ersten Bildern mit einem Widerstand von 0,3 Ohm simuliert. Dies entspricht einerseits einer lockeren Füllung (Box höchstens halb mit lockerer Watte gefüllt bei -0.3 Ohm) andererseits entspricht es auch (+0.3 Ohm) einer normalen Bassspule der Weiche. Wenn wir also eine Box mit Weiche bauen, so können wir einerseits das berechnete Volumen verwenden, andererseits die Box leicht bedämpfen und letztlich diese Bedämpfung wieder durch die Weiche "aufheben". Wir dürfen aber keinesfalls glauben, dass wir mit der bedämpften Box mehr Bass bekommen, das Gegenteil ist der Fall. Und wir dürfen eine stark bedämfte Box nicht ihres Füllmaterials berauben, weil sonst die Kiste dröhnt und das Bassreflexrohr total falsch berechnet wäre.


Über das Thema Schalldruckerhöhung durch Membranflächenvergrösserung habe ich vor längerer Zeit mal berichtet. Da wird ja von +3dB "Gewinn" bei Flächenverdoppelung gesprochen, was in der Realität nicht möglich ist, weil man dann einen Wirkungsgrad von 100% überschreiten könnte.
Es gibt aber noch andere Ungereimtheiten, die es mal zu beleuchten gilt...
detegg
Inventar
#2 erstellt: 03. Sep 2010, 16:05

richi44 schrieb:
Einmal mehr habe ich hier gelesen, dass die Bedämpfung des Lautsprechergehäuses dessen Volumen vergrössern soll. Ich frage mich, wer eigentlich auf diesen Unsinn gestossen ist.

... das lässt sich bei geschlossenen Gehäusen CB auch messtechnisch nachweisen.

Hier einmal die Simulation eines Tieftöners in einem Bassreflexgehäuse....

... wo steht, das solches beim "offenen" System BR aus Chassis/Gehäuse/HR-Resonator ähnliches bewirkt?

Es gibt aber noch andere Ungereimtheiten, die es mal zu beleuchten gilt...


;-) Detlef
richi44
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 03. Sep 2010, 18:39
Nachweisen lässt sich, dass durch die Bedämpfung die Systemgüte sinkt und unter anderem auch der Pegel abnimmt (weniger Kennschalldruck). Und es ist nachgewiesen, dass dann das Gehäuse verkleinert werden muss, um die vorgegebene Güte wieder zu erreichen. Das gilt für BR wie CB, denn es hat mit der Boxenkonstruktion nichts zu tun. Was aber auch nachgewiesen werden kann ist die Tatsache, dass bei verkleinertem Gehäuse die Eigenresonanz ansteigt, weil schliesslich die Steifigkeit des Luftpolsters zunimmt.
Wenn also das Gehäusevolumen abnimmt durch die Bedämpfung, so wäre dies die Folge der Luftverdrängung des Dämmmaterials.
Man kann mit der Bedämpfung mit einem eigentlich zu kleinen Gehäuse eine Systemgüte von trotzdem 0,7 erreichen, allerdings mit einer höheren Grenzfrequenz.

Wenn man Versuche anstellt z.B. mit Verstärkern mit variablem, auch negativem Ri, so kann man entsprechend die Bedämpfung verändern. Und da lässt sich einiges feststellen. Dass dieses System bei BR nicht bis RI = R Draht des Lautsprechers gehen kann, liegt daran, dass im Bereich Grenzfrequenz die Membranauslenkung nicht 1:1 auf den zu erwartenden Schalldruck umgesetzt werden kann. Dies verhindert ja die Funktion des BR-Prinzips. Aber die Systemgüte kann nachweislich auch bei der BR verändert werden.

Das mit den diversen anderen Ungereimtheiten kommt bei Gelegenheit.
Velocifero
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 03. Sep 2010, 19:50
Hi Richi,

hast du dieses auch mal messtechnisch Untersucht und ein praktisches Beispiel dazu? IMHO endstehen manche Simulationsergebnisse nach Kunst und Können des Programierers.
Gerade da gibt es ebend Software die alles bis in das kleinste Detail simulieren möchte und manche sind auf das nötigste begrenzt. Beides hat da so seine Vor- und Nachteile...

GRüße
Uncle_Meat
Stammgast
#5 erstellt: 03. Sep 2010, 20:28
Hi Richi,sorry das ich dich genervt hab, aber
soll ich jetzt dem TE was anderes sagen : http://www.hifi-foru..._id=104&thread=20621

PS: habs ja in "" gesetzt...

LG,
Joe
pelowski
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 03. Sep 2010, 22:36

richi44 schrieb:
Fehlüberlegungen bei Lautsprechern und deren Gehäusen.

Einmal mehr habe ich hier gelesen, dass die Bedämpfung des Lautsprechergehäuses dessen Volumen vergrössern soll. Ich frage mich, wer eigentlich auf diesen Unsinn gestossen ist.
..

Mir fehlt das Wissen, um zu entscheiden, ob deine Überlegungen wirklich jeder Kritik standhalten.

Zumindest Vance Dickason behauptet auch "diesen Unsinn".

Grüße - Manfred
richi44
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 04. Sep 2010, 09:49
@ Joe
Bei den Isophönern hat man nicht alle nötigen TSP, um wirklich helfen zu können. Und nachdem in der Kiste keine Mitteltöner mehr drin sind, gehe ich davon aus, dass es so eh nix grossartiges wird. Und das mit den " " passt!

@ Velocifero
Ich habe da vor vielen Jahren Versuche angestellt und gesehen, dass die Bedämpfung zum lineareren Frequenzgang führt gegenüber einem normalen zu kleinen Gehäuse, dass aber die Grenzfrequenz unverändert bleibt. Und ich habe im Gegenzug festgestellt, dass ein zu grosses Gehäuse einen Bassabfall liefert und dass dies mit Bedämpfung noch schlimmer wird. Und diese Versuche (ist schon bald 40 Jahre her) habe ich mit geschlossenen Boxen und mit einigen Bassreflex gemacht.

Ich habe also damals im Grundsatz das festgestellt, was heute bekannt und Grundlage jeder Berechnung ist: Die Systemgüte sollte 0,7 sein, um den tiefstmöglichen Bass bei geringst möglicher Welligkeit und steilstem Abfall hin zu bekommen. Und diese Güte ist die Basis bei geschlossenen Boxen wie bei BR. Wie diese Güte zustande kommt ist dabei zunächst sekundär.
Die späteren Versuchen mit dem variablen Ri des Verstärkers und eine Bedämpfung durch diesen sind nun etwa 20 Jahre her und haben mir da bestätigt, dass die Bedämpfung sowohl elektrisch wie auch akustisch erfolgen kann, mit gleichen Ergebnissen im Bassbereich. Dass natürlich eine akustische Bedämpfung im höheren Frequenzbereich noch wirkt, also Gehäuse-Luftraumresonanzen abschwächt, ist bei einer elektrischen Bedämpfung weniger bis nicht gegeben.

Und man kann ja auch mit verschiedenen Chassis rumsimulieren. Immer dann, wenn Qts des Chassis klein ist ist ein kleines Gehäuse nötig, um die angestrebte Güte zu erreichen. Dies gilt genau wieder für CB wie BR. Das sagt doch klar, dass die kleinere Güte (= stärkere Dämpfung) nach einem kleineren Gehäuse verlangt, was aber bei Erreichen von Q 0.7 eine höhere Grenzfrequenz zur Folge hat.

Also ist es zunächst mal egal, wie die Bedämpfung geschieht, bedämpft ist Q kleiner. Und somit muss das Q des Gehäuses vergrössert werden, was nur mit Volumenreduktion geht. Ob ich also einen Lautsprecher mit kleinem Qts nehme oder einen mit höherem Qts, dieses aber durch Bedämpfungsmassnahmen (elektrisch mit negativem Ri oder durch Dämmmaterial) reduziere macht keinen Unterschied. Ich muss einfach dann durch Verringern des Gehäusevolumens das Q der ganzen Box wieder auf 0,7 bringen.

Dass ich beim BR zusätzlich noch Spielraum durch Variation des Rohrs habe, was es bei der CB nicht gibt, ist ein angenehmer Nebeneffekt, den ich allenfalls gestalterisch ausnützen kann (vorgegebene Gehäusemasse).
mty55
Inventar
#8 erstellt: 04. Sep 2010, 16:35

Man müsste also die Dichte des Materials kennen.


Volumen das Du ausstopfen willst weißt Du

Wenn Du die Watte wiegen kannst hast Du Die Dichte.

Abgesehen davon: Udo Wohlgemuth hat es mir mal so erklärt, dass sich durch die vielen kleinen Fasern der Schall langsamer fortbewegt, ergo länger braucht bis er am Boxenende ankommt und das entsprechend den Effekt hat als wäre die Box größer (Zeit bis zum Erreichen der Wände)

Mehr kann ich dazu aber nicht sagen, das einzige was am Ende wirklich hilft ist ausprobieren.

Bei Deinen Volumenberechnungen solltest Du aber nicht vergessen, dass das Chassis noch Vol wegnimmt, genauso die Weiche und die Versteifungen.

Pi mal Daumen kann man davon ausgehen, dass die Volumenverkleinerung durch Chassis, Weiche und Versteifungen (wenn sie im Rahmen bleiben) durch die virtuelle Volumenvergrößerung des Sonofil wieder ausgeglichen wird.
Cpt._Baseballbatboy
Inventar
#9 erstellt: 04. Sep 2010, 16:50
Moin,

entweder ist hier was falsch gelaufen, oder ich habe einen an der Zwiebel:


richi44 schrieb:
Einmal mehr habe ich hier gelesen, dass die Bedämpfung des Lautsprechergehäuses dessen Volumen vergrössern soll. Ich frage mich, wer eigentlich auf diesen Unsinn gestossen ist.



richi44 schrieb:
Es ist also keineswegs so, dass die Bedämpfung (durch Dämmmaterial oder einen negativen Widerstand) das Gehäusevolumen verringert,...


Hervorhebungen von mir.

Außerdem wird gar lustig mit Dämmung und Dämpfung rumgeludert.

Außerdem wäre die gleiche Simulation wohl mit einem geschlossenen Gehäuse besser gewesen.

Cpt.
detegg
Inventar
#10 erstellt: 04. Sep 2010, 17:36
Moin Cpt.,

Du tickst schon ganz richtig - ich finde auch einige Ungereimtheiten, die so eigentlich nicht stehen bleiben dürfen.

Die mehrfach erwähnte Systemgüte Qts=0,707 ist nicht als absolutes Konstruktionsziel bei der Abstimmung eines Lautsprechersystems zu sehen.
Dieser Wert ergibt sich aus theoretischen Betrachtungen, wenn man die Übertragungsfunktion eines Chassis/Gehäusesystems als Hochpass n-ter Ordnung beschreibt (CB = 2nd order). Diese ÜF kann nach verschiedenen Gesichtspunkten optimiert werden. Ein Ansatz - die Optimierung auf möglichst tiefe Grenzfrequenz und möglichst "glatten" Amplitudengang - ergibt den Wert Qts=0,707 . Andere Ansätze optimieren das Impulsverhalten, den Phasenverlauf bzw. Gruppenlaufzeit, die Steilheit der Filterflanke.

Leider berücksichtigen diese theoretischen Ansätze nicht die Aufstellung eines Lautsprechersytems im Raum bzw. dessen Einflüsse auf die akustische Übertragungsfunktion. Es macht durchaus Sinn, z.B. eine kleine Regalbox "flacher" bzw. eine freistehende "satter" abzustimmen.

... Isch hätte da noch mehr

;-) Detlef
richi44
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 04. Sep 2010, 18:26

Außerdem wird gar lustig mit Dämmung und Dämpfung rumgeludert

@ Cpt.
Wenn dies Dein einziges Problem ist gehts Dir gut!

Ein Dämmstoff (in einer hohlen Wand) dämpft den Schall im Innern des Hohlraums und dämmt somit die Wand gegen Schalldurchfluss (oder Durchgang).

Dass mir da ein Lapsus passiert ist hat ausser Dir bisher niemand festgestellt, GRATULATION!
Tatsächlich ist es so, dass geschrieben wird, die Bedämpfung verringere das Volumen, was ja ein Stück weit stimmt, weil Volumen durch dass Dämmmaterial (ich erlaube mir immer noch es so zu beschreiben) "verloren" geht. Nur soll der Nutzen grösser sein als das verlorene Volumen, weil man sonst auch ein Ziegelstein in die Kiste legen könnte...

Ich habe für mich die gleiche Simu und die gleichen Versuche (habe ich erklärt) auch mit CB gemacht, ohne unterschiedliches Ergebnis. Darum ist es Hans wie Fritz, welche Simu ich hier verwende.


@ mte:

Volumen das Du ausstopfen willst weißt Du
Wenn Du die Watte wiegen kannst hast Du Die Dichte.
Die Frage ist, wie stark ich die Watte zusammenpresse. Mit genügend Druck bringe ich alle Luft raus und habe vielleicht 200Gr. Bei einem anderen Material kann die Waage 2kg anzeigen, bis alle Luft raus ist. Die Waage sagt daher nichts über das Volumen, das ich verdränge.


Abgesehen davon: Udo Wohlgemuth hat es mir mal so erklärt, dass sich durch die vielen kleinen Fasern der Schall langsamer fortbewegt, ergo länger braucht bis er am Boxenende ankommt und das entsprechend den Effekt hat als wäre die Box größer (Zeit bis zum Erreichen der Wände)

Wie gross die Verringerung der Schallgeschwindigkeit ist, lassen wir mal aussen vor. Die Frage ist aber, welche Auswirkungen dies hat. Meine Boxen haben als Maximalmass innen 66cm. Bei normaler Schallgeschwindigkeit ergäbe dies eine Resonanz von etwa 500Hz. Die Resonanz wird damit bedämpft irgendwo bei 300Hz liegen. Es geht aber nicht um diese Resonanzen, sondern um die Systemgüte und diese hat Auswirkungen im Bereich von 35 bis maximal 50Hz. Dies sind also zwei getrennte Baustellen.


Pi mal Daumen kann man davon ausgehen, dass die Volumenverkleinerung durch Chassis, Weiche und Versteifungen (wenn sie im Rahmen bleiben) durch die virtuelle Volumenvergrößerung des Sonofil wieder ausgeglichen wird.

Wenn ich sowas konkret berechne, wie bei meinen eigenen Boxen, werden natürlich diese Volumina berücksichtig. Bei den hier vorgestellten Simus ist dies nicht nötig, weil das Programm ja ohnehin vom reinen Nettovolumen ausgeht und auch mit diesem rechnet. Ich berechne ja hier nicht eine tatsächlich zu bauende Box, sondern den Netto-Volumenbedarf und die Auswirkungen einer "virtuellen" Dämpfung. Ich kann ja auch nicht abschätzen, wie gross die Bedämpfung tatsächlich wird, sondern muss einen realistischen Faktor einrechnen und nachher diese Systemgüte durch mehr oder weniger Watte (Versuche) anpeilen.
mty55
Inventar
#12 erstellt: 04. Sep 2010, 21:07

richi44 schrieb:


Volumen das Du ausstopfen willst weißt Du
Wenn Du die Watte wiegen kannst hast Du Die Dichte.
Die Frage ist, wie stark ich die Watte zusammenpresse. Mit genügend Druck bringe ich alle Luft raus und habe vielleicht 200Gr. Bei einem anderen Material kann die Waage 2kg anzeigen, bis alle Luft raus ist. Die Waage sagt daher nichts über das Volumen, das ich verdränge.



Du kennst das Volumen der Box die Du mit Watte füllst, richtig?

genau das ist auch das Volumen dass die Watte haben wird. Mehr solltest Du eigendlich nicht wissen brauchen.

Alternativ schmeisst Du das Zeug in einen Eimer der schon mit Wasser gefüllt ist und guckst wieviel Wasser Du rausnehmen musst bis der Pegen wieder genau gleich ist. Dann noch den Gewichtsunterschied und gut ist.

Meine Frage ist nur: Was ist der Sinn den Krempel zu simulieren? Wie schon jemand anmerkte: Wer weiß was die Software so treibt?

darauf bezog sich auch die Pi mal Daumen Regel. Berechne Dein Volumen so, als wären keine Versteifungen drin (Bruttovolumen) und dann passt das schon. 500ml mehr oder weniger Volumen machen viel weniger Unterschied als der Raum in dem die Dinger nachher stehen.
Also, schmeiss den Theoriekram in die Ecke und hol den Leimtopf raus!
richi44
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 05. Sep 2010, 07:50

genau das ist auch das Volumen dass die Watte haben wird. Mehr solltest Du eigendlich nicht wissen brauchen.

Das wäre das Volumen der Watte, wenn ich die Kiste stopfe, bis keine Luft mehr drin ist. Das werde ich aber sicher nicht tun.
Worum geht es? Ich will im Grunde wissen, wie stark ich dämpfen muss, um das Q des Systems auf 0,7 zu bringen. Da kann ich mit dem negativen Widerstand operieren und bekomme z.B. einen negativen Ri von 1 Ohm als Optimum bei meiner Box mit Nennimpedanz 8 Ohm, R DC 6,4 Ohm usw.
Das wäre dann (Impedanz bei der Fg messen!) z.B. 5% neg. Ri bei der entsprechenden Frequenz und dem dort resultierenden Z LS.
Jetzt weiss ich, dass ich eine Dämpfung von rund 5% hinbekommen muss. Wenn ich nun noch die Dämpfungseigenschaften des Material habe, habe ich da eine "Richtlinie" bei der Hand. Ich muss aber auch berücksichtigen, wie viel das Gehäusevolumen tatsächlich abnimmt (Dämpfung mit Schaumstoff) um einmal eine verwertbare Hilfe zu entwickeln, zum anderen zu sehen, welches Dämmmaterial im dann konkreten Fall besser geeignet ist.

Und worum geht es noch?
Es geht zunächst darum zu zeigen, dass man die akustische Dämpfung im Bereich der Grenzfrequenz auch (wie beim Lautsprecher-Ersatzschaltbild) als elektrische Grösse darstellen kann. Und es geht vor allem darum zu zeigen, dass das Gehäuse nicht grösser wird wie behauptet (was ja gar nicht geht ) weil sonst die Grenzfrequenz sinken müsste. Es ist ja genau das Gegenteil der Fall, die Fg steigt weil das Gehäuse tatsächlich kleiner gewählt wird.
Und es geht auch noch darum zu zeigen, dass ich allenfalls mit einer lockeren Füllung (Wattebäuschchen) Resonanzen im höheren Bereich bekämpfen kann, dass dies aber wieder Auswirkungen auf den Bassfrequenzgang hat. Und ich kann zeigen, dass z.B. bei Filzplatten die Dämpfung gering ist, der Volumenverlust aber gross, genau wie bei Schaumstoff. Ich kann also mir selbst zeigen, welches Material im kronkreten Problemfall hilft.
Cpt._Baseballbatboy
Inventar
#14 erstellt: 05. Sep 2010, 10:21
Moin,

warum so angepisst? Ich will nicht beweisen, dass das Volumen nicht größer wird, und ein paar Sätze später das Gegenteil.

Schau Dir Deine Simulationen nochmal genau an. Die passen alle zu einer Veränderung des Gehäusevolumens. Natürlich wird das Gehäuse nicht wundersamerweise größer, aber das effektive Gehäusevolumen verändert sich. Darum geht es.

Deswegen wäre es schön, das ganze mal in CB zu sehen. In BR hat man durch das BR-Rohr einen Freiheitsgrad mehr, da kann man natürlich auch mehr mit spielen. Zeig doch mal ein Gehäuse mit Q=0,707, dann setze R1=0,3 Ohm davor, und dann R2=-0,3 Ohm in Serie. Ergebnis: wie vorher ohne jeglichen Widerstand. Das Spielchen lässt sich in der Realität natürlich nicht ewig weit treiben, das sollte allen klar sein.

Cpt.
ehemals_Mwf
Inventar
#15 erstellt: 07. Sep 2010, 01:24
@Richi44

Ja, warum so angepisst?

Sachlich ist festzuhalten:

1. Bedämpfung über Änderungen am Ri der Spannungsquelle oder Kabelverluste wirken sich als Änderung am Serien-Widerstand aus. (Qe)
Das ist -- obwohl gleicher Einfluß auf die effektive Systemgüte Qt -- prinzipiell was anderes, als Dämmaterial im Gehäusevolumen, Reibungsverluste der LS-Einspannungen oder Undichtigkeit des Gehäuses, die alle als Verluste der Feder-Komponente letztlich als Änderungen am Parallel-Widerstand eingehen. (Qm)
Siehe die üblichen Ersatzschaltbilder, z.B. hier:
http://www.et.fh-mer...tsprecher_Folien.pdf

2. Die "scheinbare" Volumenvergrößerung (anstelle der erwarteten Verringerung) durch Füllung mit Glas-, Stein- oder Polyester-Wolle ist zwar nicht groß (typ. 5 - 20%), aber doch so oft gemessen, z.B.:
http://www.visaton.de/de/forum/pc_bedaempfung.html
und in Grundlagenbüchern als Übergang von "adiabatisch" zu "isotherm" bzw. Reduzierung der Schallgeschwindigkeit erklärt,
dass ich dein Opponieren dagegen nicht nachvollziehen kann.

Gruss,
Michael
richi44
Hat sich gelöscht
#16 erstellt: 07. Sep 2010, 10:08
@ Cpt.
In CB habe ich es gemacht, aber im Moment kann ich hier ja nix einstellen. Und das kann jeder auch mit dem BassCAD, welches ja negtive Widersände zulässt.
Mir geht es darum dass praktisch überall davon gesprochen wird, dass das Gehäuse grösser werde. Dass dies natürlich nicht funktioniert, ist primär klar.
Aber es wird so getan, als hätte dies keine negativen Auswirkungen. In Tat und Wahrheit aber wird (ob durch Dämmmaterial oder elektrisch) die Bedämpfung erhöht und damit die Güte verringert. Um dies zu kompensieren wird ein kleineres Gehäuse verwendet, welches eine höhere Güte bringt. Aber es erhöht auch die Eigenresonanz, was sehr leicht zu sehen ist in der Simu.
Wenn ich also ein z.B. 50L Gehäuse habe das letztlich Q 0,7 liefert oder ein 25L mit gleichem Q dank Bedämpfung, so habe ich einmal eine Fg von angenommen 30Hz, im anderen Fall aber 43Hz. Und darauf wird in all den Behauptungen vonwegen "wundersamer Volumenvergrösserung" NICHT eingegangen, das ist der springende Punkt.

@ Mwf
Wenn Du das Ersatzschaltbild betrachtest, so sind R Draht und L Schw.sp. in Serie. Und ausserdem ist ein Konglomerat aus weiteren Teilen in Serie, nämlich ein Schwingkreis für die Grundresonanz und parallel zu diesem ein Widerstand für die Reibungsverluste der Aufhängung und der Strahlungswiderstand usw. Diese Verluste sind als Parallelbauteile zur Resonanz aufgebaut, liegen aber als Gruppe in Serie mit R und L schw.sp.

Ich könnte jetzt eine Besdämpfung des Gehäuses einer stärkeren Bedämpfung durch Reibungsverluste gleichsetzen. Und wenn man lust hat kann man ja mal am Simu-Programm rumspielen. Man kann z.B. die mechanische Güte verringern was einer höheren mechanischen Reibung entspricht. Dies wäre eine Änderung von Qms und hat Rückwirkungen auf Qts, genau wie eine Änderung der Verlustwiderstände mit einer Änderung von Qes erreicht würde, was ebenfalls den Einfluss auf Qts hat.

Das, was Du als Parallelwiderstand bezeichnest ist nur die Parallelschaltung zum Schwingkreis Resonanzfrequenz, ist aber nichts weiter als das dritte Serieglied, denn die Lautsprecherimpedanz, welche ja schliesslich die Systemgüte spiegelt wird zwischen den Anschlussklemmen wirksam und da sind "R", "L" und "Fg(+Rv)" wirksam.

Abgesehen davon liessen sich die Verlustwiderstände auch ohne weiteres in Seiewiderstände umrechnen (wie dies z.B. bei einem Elko mit dem ESR geschieht).

Zu den Angaben von Visaton: Da wäre ich etwas vorsichtig. Visaton veröffentlicht z.B. etwas über die Eigenresonanz eines Lautsprechers mit Doppelschwingspule. Und ich gehe mal davon aus, dass dieser Lautsprecher seriös und fehlerfrei aufgebaut ist. Dann gibt es keinen messbaren Unterschied der beiden Wicklungen auf der Spule. Wenn es Unterschiede gäbe, so müsste da etwas schief gelaufen sein oder es müssten die Daten unterschiedlich angegeben werden, nach Spule 1 und 2 getrennt aufgelistet.

Also nehmen wir mal diesen Lautsprecher und regen ihn von aussen durch Schall an, ohne dass wir etwas messen. Wir betrachten einfach mal, bei welcher Frequenz der Ausschlag wie gross ist und schreiben dies auf. Daraus und aus der daraus ausgerechneten Membrangeschwindigkeit (mit Einbezug der Frequenz) können wir errechnen, wie gross die Klemmenspannung an der Schwingspule werden müsste. Wir können dies natürlich auch mit einem hochohmigen NF-Voltmeter messen, das die Schwingspule nicht belastet.
Das Ergebnis wäre EINE Frequenz, wo das Maximum liegt und dieses wird aus den mechanischen Gegebenheiten gebildet.

Und wir könnten z.B. die beiden Schwingspulen in Serie schalten und würden feststellen, dass wir bei richtiger Polung die doppelte Spannung hätten, mit dem gleichen Frequenzverhalten. Oder wir hätten bei falscher Polung eine Aufhebung, also NICHTS am Ausgang, wenn der Lautsprecher zwei identische Spulen besitzt. Wenn dies der Fall ist können wir auch die beiden Spulen elektrisch parallel schalten, ohne dass sich etwas an der Frequenz ändert, denn wenn es elektrisch keine Differenzen gibt fliessen keine Ströme zwischen den Spulen und damit gibt es keine Rückwirkung. Dies ist erstens logisch und zweitens Tatsache.

Wenn ich nun Visaton betrachte, so hat die Serieschaltung einen Einfluss auf die Eigenresonanz wie auch die Parallelschaltung. Und wenn man sich anschaut, woher dies kommen muss, so wird die Spannungsüberhöhung bei hochohmiger Ansteuerung gemessen, es geht also der Generator-RI in die Rechnung ein, wie auch der Lastwiderstand des Messgerätes. Da wird also ein Rückschluss gezogen, der einfach nur falsch ist, weil man Messfehler produziert hat und diese als Auswirkungen des Lautsprechers nimmt und nicht erkennt dass es die Ursachen der Frequenzverwerfung sind.

Und wenn ich die Messung hier mit den bedämpften und unbedämpften 50 und 60 Liter Gehäusen nehme, so wird da nicht auf eine gleiche Signalamplitude geachtet, was der Güte etnspricht, es wird also nicht so bedämpft und das Volumen angepasst, dass Q gleich bleibt, sondern es wird das Verhältnis der Boxen mit und ohne Bedämpfung betrachtet, aber unabhängig vom Q. Nun wollen wir aber bei einer bedämpften Box das selbe Q, nämlich 0,7, weil nur dann die Abstimmung optimal ist. Und wenn wir dies tun, dann sinkt das Volumen von 60 auf 40L, aber dabei steigt die Resonanz etwa auf den Wert einer unbedämpften 50L Box an. Die Resonanzüberhöhung ist dann gleich hoch und damit Q wie erwünscht konstant. DAS ist eine Voraussetzung beim Boxenbau, alles andere ist immer nur die halbe Mite!
HiFi-Selbstbau
Inventar
#17 erstellt: 07. Sep 2010, 15:24
Hi richi44,

wenn Du die korrekten Bezeichnungen für die Effekte verwenden würdest kämst Du vielleicht auch mit den Wirkungen nicht so durcheinander.

Das Material, das man in die Box stopft, heißt korrekt Absorptionsmaterial, weil es Schall absorbiert. Es hat aber auch nch ein paar "Nebenwirkungen":


  1. es verdrängt Volumen (wo nix ist kann auch nix wirken). Dieser Effekt ist recht schwer genau zu bestimmen. Je leichter man durch das Material durchpusten kann (= Strömungswiderstand), desto "luftdurchlässiger" muss es also sein, kann also nur wenig Volumen einnehmen.
  2. es verändert die Kompression von adiabatisch in isentrop (s. http://www.picosound.de/D_lstips.htm#absincr). Damit einher geht eine Verringerung der Schallgeschwindigkeit c. Diese Konstante wird aber auch bei der Berechnung des äquivalenten Gehäusevolumens Vas eingesetzt (Vas = Rho * c² * Cms * Sd²), somit ändert sich also Vas.



    Das Gehäusevolumen ändert sich also physikalisch nicht wirklich, wohl aber das Verhältnis Vas/Vb. Da man lieber davon ausgeht, dass Vas gleich bleibt muss man nun eine virtuelle Vergrößerung von Vb annehmen, um die messbare Wirkung des Absorptinsmaterials zu erklären. De facto ändert sich das VERHÄLTNIS von Vas/Vb, was nun größer oder kleiner wird ist für den EFFEKT eigentlich belanglos, da nimmt man gern die Vorstellung die "eingängiger" ist.
  3. Durch den Strömungswiderstand werden auch die mechanischen Reibungsverluste Rms erhöht, was sich in einer Verringerung von Qms niederschlägt

Was bleibt vom Geschrei: wenn man ein Material in die Box einfüllt, das die Schallgeschwindigkeit verringert, verringert sich dadurch tendenziell das Verhältnis Vas/Vb, sofern die Verringerung der Schallgeschwindigkeit größer ausfällt als der Volumenverbrauch des Materials. Im Endeffekt reicht also ein KLEINERES mit diesem Material gefülltes Gehäuse um DENSELBEN Effekt wie das größere ungefüllte Gehäuse zu erreichen - quod erat demonstrandum.

Gruß Pico
richi44
Hat sich gelöscht
#18 erstellt: 07. Sep 2010, 17:01
Ich sehe und messe einfach einen Anstieg der Grenzfrequenz und damit ist für mich klar, dass ein kleineres Gehäuse zwar durch die Wolle (ich verwende ab jetzt nur noch diesen Ausdruck!) eine passende Systemgüte bekommt, dass aber andererseits die Fg nicht mehr die selbe ist wie beim grösseren Gehäuse.
Wenn also alles gleich bleiben würde, gäbe es ja "Superwolle" und kleine Satellitenböxchen, die mit einer Fg von 20Hz arbeiten würden.

Abgesehen davon ist dies im Grunde "möglich" wenn ich einen -Ri entsprechend der Minimalimpedanz des Chassis verwende. Dann spielt nämlich das Gehäuse so gut wie keine Rolle mehr. Ich bekomme keine Resonanzfrequenz und nichts weiter als eine Wiedergabe, welche gegen die Bässe mit 6dB / Oktave abfällt. Dies ist leicht zu korrigieren. Dass diese Dinger aber dann eien ungeheure Leistung benötigen ist die Kehrseite...
HiFi-Selbstbau
Inventar
#19 erstellt: 07. Sep 2010, 17:21
Hi richi44,

man kann die Physik nicht verbiegen, auch nicht mit "Superwolle". Der maximale Effekt wäre von 100% adiabatisch zu 100% isentrop, also eine Verringerung der Schallgeschwindigkeit von 343 auf 287 m/s.

Durch Einbringen von porösem Absorptionsmaterial solltest Du keine Erhöhung der Resonanzfrequenz feststellen. Wenn Du die Erniedrigung der Fs gerade durch ein etwas kleineres Gehäuse kompensierst kommt es auf dasselbe hinaus (wenn man die Rms-erhöhende Wirkung des Materials vernachlässigt). Was da genau passiert hängt auch vom Verhältnis Qms/Qes ab, wie nahe das Material dem Bass kommt etc..

Wenn der scheinbar volumenvergrößernde Effekt (denn Du nach den obigen Ausführungen hoffentlich nicht mehr ernsthaft bestreitest) geringer ausfallen würde als das vom Material eingenommene Volumen könnte es zu dem von Dir beobachteten Effekt kommen. Dann wäre das Material aber einfach nur ungeeignet für seinen Job . . .

Gruß Pico
ehemals_Mwf
Inventar
#20 erstellt: 08. Sep 2010, 01:06

richi44 schrieb:
...Wenn ich also ein z.B. 50L Gehäuse habe das letztlich Q 0,7 liefert oder ein 25L mit gleichem Q dank Bedämpfung, so habe ich einmal eine Fg von angenommen 30Hz, im anderen Fall aber 43Hz. Und darauf wird in all den Behauptungen vonwegen "wundersamer Volumenvergrösserung" NICHT eingegangen, das ist der springende Punkt.

Eine Halbierung des Gehäusevolumens durch Einsatz von "Dämpfungswolle" ist weitab vom Optimum.
Wie gesagt, 5 - 20 % sind realistisch, dann passts,
d.h. die Unterdrückung/Dämpfung von Stehwellen im Gehäuse -- dem evtl. primären Ziel der Aktion --
hat keine wesentlichen Nachteile,
evtl. sogar einen kleinen Vorteil , in der Triade aus Gehäusegröße -- Grenzfrequenz -- Wirkungsgrad (Passiv-LS) bzw. Maximalpegel (Aktiv-LS).


z. Ersatzschaltbild:
Ja, wenn man den Effekt der scheinbaren Volumenvergrößerung ignoriert, können die durch Reibungsverluste entstehenden Parallel- in elektrische Serien-Widerstände umgerechnet werden (und umgekehrt). Das habe ich oben unklar ausgedrückt.

-------------------
z.d. Visaton-Doppelschwingspulen-Messungen:
Völlige Zustimmung , die Ungereimtheiten -- ausgelöst durch ungleiche Messpegel bzw. unterschiedliches Ri/RL-Verhältnis -- sind mir schon immer aufgestossen.

Gruss,
Michael
richi44
Hat sich gelöscht
#21 erstellt: 08. Sep 2010, 09:54
Ich will jetzt nicht ablenken, aber etwas anderes zwischendurch:

Beispiel : Chassis mit einem Wirkungsgrad von 2,5% :
1 Chassis ergibt : 2,5%
2 Chassis ergeben : 5,0%
4 Chassis ergeben : 10%
8 Chassis ergeben : 20%
16 Chassis ergeben : 25% mehr als 25% lassen sich durch Strahlungskopplung praktisch nicht realisieren !!

Das ist doch genau so ein Quatsch wie vieles andere. Wenn die Rechnung von der Wirkungsgradverdoppelung bei doppelter Membranfläche stimmen würde, so würde sie immer stimmen. Stimmt sie aber nicht, dann ist dies hier falsch und das IST falsch! Warum soll es bis 25% genau so sein, und nachher schlagartig nicht mehr?

Aber zurück zum ursprünglichen Thema.

Vas : das Äquivalentvolumen in l (Liter) gibt die Dämpfung des Lautsprechers im Vergleich zu einem Luftvolumen an, ist also hier abhängig von der Membranfläche und der Aufhängung.


Die Nachgiebigkeit von Sicke / Zentrierspinne ( Feder - Cms ), in der die Membran / Schwingspule ( Masse - Mms ) eines Treibers aufgehängt ist, kann zusammen mit der Membranfläche in ein Luftvolumen mit der gleichen Nachgiebigkeit umgerechnet werden.
Dieses Luftvolumen bezeichnet man als Äquivalentvolumen Vas.
Es bestimmt zusammen mit fs und Qts in einem Gehäuse die Übertragungsfunktion des Treibers, also die Lautstärke, in der Nähe der Resonanzfrequenz verglichen mit höheren Frequenzen.

Jetzt haben wir hier zwei völlig verschiedene Aussagen. Und beide stammen aus den Aussagen von Händlern.
Die erste Aussage ist irgendwo zwischen verwirrend und falsch, die zweite macht Sinn. Nun kann man sich fragen, wie man die Federhärte bestimmt. Tatsächlich kann dies durch das Vas geschehen. Man kann aber auch erst einmal die Resonanzfrequenz messen und vorausgesetzt die bewegte Masse ist bekannt (ideal wäre es im Vakuum zu messen, um die Luftmasse und den Strahlungswiderstand zu vernachlässigen,die Rechnung ist dann zwar nicht praxisnah, aber einfacher). Dann lässt sich aus Frequenz und Masse die Federhärte berechnen. Oder man schaut, wie tief die Membran ausgelenkt wird, wenn die bekannte Membranmasse diese gegen die Rückhaltung der Aufhängung bewegt. Dies ist dann ein statischer Vorgang, sodass Strahlungswiderstand, Schallgeschwindigkeit und ähnliches nicht vorkommen.

Es ist also auch auf andere Weise möglich, die Federhärte zu bestimmen. Und wenn wie hier im zweiten Zitat Vas das Pendant zur Federhärte ist, so kann ich dies natürlich umrechnen.

Wenn ich die Messung tatsächlich über ein angekoppeltes Volumen löse, so spielt das Volumen eine Rolle, aber auch die Membranfläche und der Luftdruck. Ich kann aber so eine Messung sogar statisch ausführen, also mit dem reinen Membrangewicht und (vorausgesetzt die rückwärtige Kammer wäre absolut dicht) die Eintauchtiefe durch die Federwirkung der Luft verringern. Auch da würde ein Strahlungswiderstand keine Rolle spielen, wohl aber der Luftdruck. Und weil wir dann keinen Ton haben, sondern die Messung statisch ausführen spielt auch die Schallgeschwindigkeit keine Rolle (tut sie eh nicht).

Jetzt ist da aber die Rede von der Schallgeschwindigkeit
Damit einher geht eine Verringerung der Schallgeschwindigkeit c. Diese Konstante wird aber auch bei der Berechnung des äquivalenten Gehäusevolumens Vas eingesetzt (Vas = Rho * c² * Cms * Sd²), somit ändert sich also Vas.
Diese Formel kann ich so aus dem Bauch heraus nicht beurteilen. Allerdings ist da eben die Schallgeschwindigkeit enthalten, was in der ursprünglichen Formel nicht der Fall ist. (Die Nachgiebigkeit von Sicke / Zentrierspinne ( Feder - Cms ), in der die Membran / Schwingspule ( Masse - Mms ) eines Treibers aufgehängt ist, kann zusammen mit der Membranfläche in ein Luftvolumen mit der gleichen Nachgiebigkeit umgerechnet werden.
Dieses Luftvolumen bezeichnet man als Äquivalentvolumen Vas.)
Damit muss ich annehmen, dass die Schallgeschwindigkeit als "Mass für die Bedämpfung" in die Rechnung eingeht, wie man dies auch als negativen Widerstand (in % der Impedanz) angeben könnte. Tatsächlich hat die Schallgeschwindigkeit in der Berechnung des Vas (ohne Bedämpfung) nichts verloren und kommt dort auch nicht vor.

z. Ersatzschaltbild:
Ja, wenn man den Effekt der scheinbaren Volumenvergrößerung ignoriert, können die durch Reibungsverluste entstehenden Parallel- in elektrische Serien-Widerstände umgerechnet werden (und umgekehrt). Das habe ich oben unklar ausgedrückt.

In meinem Ersatzschaltbild ist das Chassis dargestellt, ohne Gehäuse. Man kann nun ein Gehäuse ebenfalls durch ein Ersatzschaltbild darstellen (was ja wohl unbestritten ist) und die beiden Bilder vereinen. Dann können wir noch unterscheiden, ob wir das Ergebnis nur bei der Fg betrachten wollen (was einfacher ist) oder ob wir es auf jede beliebige Frequenz anwenden wollen.
Und letztlich können wir noch die "Wolle" ins Spiel bringen und auch diese in ein Ersatzschaltbild umwandeln, das wir ebenfalls in das bereits bestehende Bild einfügen. Ich gebe zu, dass ich damit überfordert wäre und daher keine Prognose zum Ergebnis mache. Ich gehe aber davon aus, dass ich bei so einer Rechnung zwar eine Anpassung der Systemgüte bekomme, aber dabei ein Anstieg von Fg erfolgt (weil das effektive Gehäusevolumen zum Erhalt der Güte verringert werden muss), wie ich ihn bisher festgestellt habe und wie er auch bei der Simu zutage tritt.

Und letztlich: Wenn ich als Beispiel eine Halbierung des Gehäusevolumens angeführt habe, so ist dies zwar grenzwertig aber nicht ganz ausgeschlossen. Ich habe nämlich bei einer Simu einen negativen Ri eingesetzt in der Höhe von 20% und dabei eine optimale Abstimmung beim rund halben Gehäusevolumen bekommen, mit Anpassung des BR-Rohres. Zugegeben, mit einer CB habe ich es nicht simuliert, müsste nachgeholt werden...
Es geht aber im Wesentlichen um die Abklärung, ob sich die Fg ändert beim kleineren Gehäuse, wie ich festgestellt habe, oder ob sie trotz kleinerem Gehäuse gleich bleibt.
richi44
Hat sich gelöscht
#22 erstellt: 08. Sep 2010, 11:51
Ich habe mir meine Gedankengänge nochmals durchs Hirn geleitet und da ist einiges dabei raus gekommen:
Falsch sind eigentlich die Aussagen, dass das Volumen sich vergrössere.
Falsch ist eigentlich die Annahme, dass sich Vas durch die Bedämpfung ändert, denn diese ist eine Eigenschaft des Chassis, während sich die Bedämpfung um Gehäuseeinflüsse kümmert. Damit wäre eigentlich die vorher kritisierte Beschreibung eher denkbar als die Beeinflussung von Vas.
Richtig ist die Definition, wie z.B. ein geschlossenes Gehäuse
Lehrbuchformel: Vb = Vas/((Qtb/Qts)2-1)
berechnet wird. Das bedeutet, dass wir richtigerweise den Einfluss der "Wolle" in Qtb einfliessen lassen müssen.

Verwirrend sind die Aussagen im Bereich der Resonaz trotz kleinerem Gehäuse.
Eine kontinuierliche Steigerung des Füllgrades bewirkt auch eine kontinuierliche Massevergrößerung.
Hier ist zunächst unklar, welche Masse gemeint ist.

Eine zusätzliche Masse bewirkt für ein schwingendes Lautsprechersystem stets ein Absinken der Resonanzfrequenz. Das Impedanzmaximum wird zu tiefen Frequenzen hin verschoben. Gleichzeitig bewirken die zunehmenden Dämpfungsverluste ein permanentes Absinken der Höhe des Impedanzmaximums

Daraus müsste man ableiten, dass das Dämpfungsmaterial mitschwingt, was ja kaum Sinn der Sache ist (was aber immerhin irgendwie vorstellbar sein kann).
Was jedenfalls ganz eindeutig aus diesen Zeilen (und dem Rest des Artikels) hervorgeht, dass der Pegel im Bass abnimmt. Jetzt mal angenommen ich baue eine Dreiwegbox oder eine "FAST", also ein Breitbänder mit Trennung bei z.B. 100Hz und ein Subwoofer. Durch die Bedämpfung könnte nach vorheriger Aussage eine tiefere Resonanz entstehen, aber gleichzeitig nimmt die Basslautstärke ab. Damit liegt aber mit Sicherheit der -3dB-Punkt jetzt höher als ohne Bedämpfung (und entsprechend grösserem Gehäuse!!) und dieser Punkt ist ja mein Bezug!

Und wenn ich da bei der Lautsprecherbedämpfung weiter lese, so steht, dass je nach Boxentyp eine Bedämpfung über 200% nichts mehr bringt oder gar kontraproduktiv ist. Dies und all die anderen Aussagen lassen den Schluss zu, dass es sich da nicht um gesicherte Formeln handelt, sondern um Erfahrungswerte, welche in ein formelartiges Gewand gesteckt wurden. Und weil teils "alte Formeln" verwendet werden bei denen es die Idee der Bedämpfung noch nicht gab, wurden Konstrukte erfunden, in welchen plötzlich Gehäusemassnahmen Auswirkungen auf die Chassisparameter haben sollten. Natürlich ist dies im Endeffekt egal, an der Rechnung kommt das selbe heraus, aber es ist dem Verständnis der Materie nicht dienlich, wenn solche "Tricks" angewendet werden.
Das gilt ja auch für den Einsatz der Schallgeschwindigkeit als "Grösse" der Bedämpfung.

Wenn ich nun nochmals durchrechne und als Vorgabe IMMER die Systemgüte der fertigen Box mit 0,707 im Auge behalte, dann muss ich für diese gleiche Güte bei Bedämpfung das Gehäusevolumen verringern. Dadurch kann ich (zumindest im Bereich der Eigenresonanz) die Güte erhalten und den Pegelabfall verhindern. Aber dies geht dann einher mit der Erhöhung der Resonanzfrequenz. Das, was hier beschrieben wurde
Für die folgenden Erklärungen wurden Meßreihen mit unterschiedlich starker Bedämpfung ein und desselben Gehäuses untersucht.
hat durch die Bedämpfung ein unterschiedliches Q und damit einen unterschiedlichen Pegel zur Folge. Dass dabei Fg sinken kann, ist kein Wunder. Wenn ich aber die Forderung stelle (die berechtigt ist) dass Q gleich bleiben soll, dann ergeben sich andere Ausgangspunkt und damit andere Resultate.

Ich kann bei einem dafür geeigneten Tieftöner den Bassbereich tief halten (Tiefbass-tauglich), wenn ich eine tiefe Trennung zum Mitteltöner anstrebe oder der Tieftöner generell einen etwas geminderten Mitten-Wirkungsgrad hat. Dann kann ich sowas linear abstimmen mit entsprechenden weiteren Chassis. Aber dies ist dann keine Universallösung sondern eine "Fingerübung", aus dem kleinst möglichen Gehäuse den best möglichen Lautsprecher zu zaubern. Und das geht dann wieder nur auf Kosten des Kennschalldrucks...
HiFi-Selbstbau
Inventar
#23 erstellt: 08. Sep 2010, 16:28
Hi richi44,

es ist verwirrend, wenn Du aus verschiedenen Quellen zitierst. Wenn da jeder sein Gedankengebäude aufbaut ist es nicht verwunderlich, dass die Aussagen nicht zusammenpassen und Dich (und mich) verwirren.

Das äquivalente Volumen solltest Du Dir wie folgt vorstellen:

  • Du nimmst einen Kolben mit dem Durchmesser, der der effektiven Membranfläche des Chassis entspricht
  • Den schiebst Du in ein Rohr mit demselben Durchmesser
  • Dann verschliesst Du das Rohr und stellst das Volumen des Rohres so ein, dass die Federwirkung des Volumens genau so hoch ist wie die Federwirkung der Aufhängung (der Kolben kann natürlich reibungsfrei verschoben werden und ist 100% dicht)
  • das sich so ergebende Volumen ist das äquivalente Volumen

Da es sich bei dem Vorgang um eine Kompression von Gas handelt gehen die thermodynamischen Werte des Gases und die Art dem Kompression (adiabatisch oder isentrop) in die Bestimmung des Äquivalentvolumens mit ein. Das Äquivalentvolumen ist somit GENAU GENOMMEN von den Chassisparamertern (Cms und Sd) UND den Gaseigenschaften abhängig. Letzteres wird häufig vernachlässigt, da man von Luft bei 20°C und der üblichen adiabatischen Kompression ausgeht.

So, nachdem Du nun hoffentlich widerspruchsfrei davon überzeugt bist, dass Vas NICHT NUR eine Chassiseigenschaft ist und Du Dir mein vorheriges Post noch einmal sorgfältig surchlliest werden hoffentlich alle Fragen erschöpfend beantwortet sein und du endlich glauben, dass Absorptionsmaterial bewirken kann, dass in einem etwas kleineren geometrischen Gehäusevolumen DERSELBE Frequenzgang erzeugt werden kann.

Frage Dich NICHT, ob Du woanders was Anderes liest sondern ob das, was ich schreibe, irgendwo gegen die Physik verstösst. Wenn es das nicht tut muss das Geschriebene richtig sein.

Dieses wird der letzte Versuch sein Dir die Physik des Lautsprecherbaus nahe und Ordnung in Deine wirren Gedanken zu bringen.

Gruß Pico
richi44
Hat sich gelöscht
#24 erstellt: 08. Sep 2010, 17:39
Das mit dem Kolben ist klar. Und wenn der Durchmesser nicht stimmt, lässt sich dies umrechnen, das habe ich gewusst und eigentlich auch so geschrieben (oder zumindest so gemeint).
Dass sich daraus das aequivalente Volumen ergibt ist ebenfalls klar und von mir auch so verstanden und beschrieben (mit anderen Worten).

Ich verstehe aber das Vas mehr als "Gleichnis" denn ich bin nicht gezwungen, die Federsteife der Aufhängung so zu ermitteln, das kann ich genau so durch die "Eindringtiefe" der Schwingspule bei einer bekannten Masse. Und damit sind alle die Fragen um den Luftdruck und adiabatisch oder isentrop eigentlich vom Tisch. Und ob ich so eine statische Messung nun mit der reinen vorhandenen Federkraft der Membraneinspannung ausführe oder mit einem Zylinder und einem Kolben ändert an der Federkraft und an der Membranmasse nicht die Bohne. Damit gibt es keinen Grund an meiner Überlegung in dieser Richtung zu zweifeln.

Was mir bisher fehlt ist der Nachweis, dass bei einem bedämpften Gehäuse bei gleicher Güte von 0,707 (Gehäuse inkl. Lautsprecherchassis) und dem entsprechend verringerten Gehäusevolumen (um die Güte beizubehalten) die Resonanzfrequenz nicht ansteigt oder die Wiedergabe nicht um so viel leiser wird, dass der -3dB-Punkt sich nicht richtung höherer Frequenz verschiebt. Dies ist für mich der Angelpunkt und da ist mir bisher jede Antwort die Antwort schuldig geblieben.

Das verringerte Volumen ergibt eine härtere Feder und damit eine höhere Resonanz.
Dies kann damit kompensiert werden, indem die Masse erhöht wird, was nur funktioniert, wenn die Wolle mitschwingt. Und auch wenn sie mitschwingt wird der Tieftöner leiser, sodass er bereits bei höheren Frequenzen bei den -3dB angelangt ist, früher als dies bei grösserem Gehäuse ohne Bedämpfung der Fall wäre.

Ich weiss nicht, ob ich das noch klarer umschreiben kann, denn ich wiederhole es zum x-ten mal. Bisher kamen alle möglichen Antworten wie etwa das was Visaton vermerkt. Da wird genau das behauptet, was ich jetzt bemängle, dass nämlich die Resonanz bleibe (warum?), dass aber der Pegel sinkt. Aber wenn der Pegel sinkt, zumindest im Bereich der bisherigen Resonanz ergibt sich daraus eine tiefere Güte und das will ich ja nicht. Und die tiefere Güte ergibt den genannt tieferen Pegel und damit der fühere oder höhere -3dB-Punkt und folglich eine höhere Fg.

Meine Feststellungen decken sich mit allem was hier geschrieben wurde, wenn man es nur richtig zusammenfügt. Was bringt mir eine gleiche Resonanz im kleineren Gehäuse, wenn ich im Mittel beim Tieftöner 2,5dB verschenke? Dann bin ich bei eigentlich erst -0,5dB am -3dB-Punkt. Und dies geschieht garantiert bei einer höheren Frequenz. Und wenn ich die gleiche Güte erreiche, so wird das Gehäuse um so viel kleiner, dass die Resonanz durch die höhere Federsteife als Folge des kleinen Volumens ansteigt und damit die Fg.

Der wirkliche Beweis, dass ich eine Box mit Wolle bedämpfen kann, dabei die gleiche Güte UND den gleichen Pegel behalte und dies erst noch bei einer gleichen oder tieferen Frequenz ist das Perpetuum Mobile. So klingt es aber wenn man die Aussagen liest. Man bekommt den Eindruck, dass man die Box nur bedämpfen muss, also ordentlich Wolle rein und schon geht der Bass tiefer und die Fg liegt auch eher tiefer und dies bei einem kleineren Gehäuse.

Und noch dies:
Das sind mal meine Gedanken und daraus resultierend meine Fragen. Aber die ganze Materie ist so unausgegoren beschrieben, dass man sich fragt, warum man denn nicht wiklich kleine Böxchen baut mit einem brachialen Tiefgang? Und diese Frage stelle nicht nur ich, sondern viele User. Bisher habe ich aber (wie hier zu sehen) auf die grundsätzliche Frage keine befriedigende Antwort erhalten.
Natürlich, wer sich die Gedanken nicht macht (wie das mit dem Lautsprecher mit Doppelschwingspule oder die Wirkungsgradsteigerung bei Vergrösserung der Membranfläche) hat keinen Grund nachzufragen und nimmt somit alles was verzapft wird als gegeben und gesichert hin. Dass es da aber Widersprüche gibt (wie in den anderen zwei Bereichen) ist im Grunde offesichtlich. Nur muss man halt überlegen und die Fragen stellen, die da im Raum sind...


[Beitrag von richi44 am 08. Sep 2010, 17:46 bearbeitet]
HiFi-Selbstbau
Inventar
#25 erstellt: 08. Sep 2010, 17:52
Hi richi44,


Nur muss man halt überlegen und die Fragen stellen, die da im Raum sind...

Fragen stellen ist gut, zuhören und das von anderen Gesagte versuchen nachzuvollziehen wäre besser.

Du bist echt ein hoffnuingsloser Fall. Und tschüß . . .

Gruß Pico


[Beitrag von HiFi-Selbstbau am 08. Sep 2010, 17:54 bearbeitet]
AC-SB
Stammgast
#26 erstellt: 08. Sep 2010, 18:02

richi44 schrieb:
Was mir bisher fehlt ist der Nachweis, dass bei einem bedämpften Gehäuse bei gleicher Güte von 0,707 (Gehäuse inkl. Lautsprecherchassis) und dem entsprechend verringerten Gehäusevolumen (um die Güte beizubehalten) die Resonanzfrequenz nicht ansteigt oder die Wiedergabe nicht um so viel leiser wird, dass der -3dB-Punkt sich nicht richtung höherer Frequenz verschiebt. Dies ist für mich der Angelpunkt und da ist mir bisher jede Antwort die Antwort schuldig geblieben.


Nun, da hilft am Ehesten Gehäuse bauen und TSP messen.
Man muss noch nicht mal 2 Gehäuse bauen, sondern nur die "größere Nummer", die man mit einem Festkörper verkleinern und dann über Dämpfungsmaterial virtuell wieder vergrößern kann.

Das haben wohl auch schon einige getan (ich auch), aber Du scheint ja die Ergebnisse zu bezweifeln.

Scheint mir fast manchmal so, als würden Simulationsergebnisse und theoretische Überlegungen höher bewertet als die Praxis.
Was ein Glück, dass ich für Theorie schlicht zu blöd bin und messen muss

Michael


[Beitrag von AC-SB am 08. Sep 2010, 18:03 bearbeitet]
Velocifero
Hat sich gelöscht
#27 erstellt: 08. Sep 2010, 18:26
@Richi: deine Frage wurde ausreichend beantwortet.
Leider treibst du es mehr und mehr ins lächerliche....

Also aufhöhren zu tippen, sondern aufstehen und Messzeug schnappen!!!


Vielleicht hilft ja auch das hier
http://www.diy-hifi-...?p=6269&postcount=78

Ich kann aber bestätigen, das ein dicht, vollgestopftes Gehäuse mit nicht geeigneten Materialien zum Gegenteil (Volumenreduzierung) führen kann


[Beitrag von Velocifero am 08. Sep 2010, 18:29 bearbeitet]
detegg
Inventar
#28 erstellt: 08. Sep 2010, 18:45

richi44 schrieb:
Was mir bisher fehlt ist der Nachweis, dass bei einem bedämpften Gehäuse bei gleicher Güte von 0,707 (Gehäuse inkl. Lautsprecherchassis) und dem entsprechend verringerten Gehäusevolumen (um die Güte beizubehalten) die Resonanzfrequenz nicht ansteigt oder die Wiedergabe nicht um so viel leiser wird, dass der -3dB-Punkt sich nicht richtung höherer Frequenz verschiebt. Dies ist für mich der Angelpunkt und da ist mir bisher jede Antwort die Antwort schuldig geblieben.

Einzig Du bist einen nachvollziehbaren Nachweis schuldig geblieben, das es eben so ist.

Die Antworten der User und die Grundlagen der Physik, das es eben nicht so ist, scheinst Du zu ignorieren.

;-) Detlef
richi44
Hat sich gelöscht
#29 erstellt: 09. Sep 2010, 07:46
Ich gebe zu, ich kanns nicht nachvollziehen, weil da Dinge verlangt werden (Massevergrösserung der Membran durch die Wolle), die mir nicht logisch erscheinen. Und ich kanns nicht nachvollziehen, weil es meinen früheren Messergebnissen widerspricht.

Was ich auch nicht kann ist das Ganze heute nachmessen, weil ich schlicht keine Messmittel mehr zur Verfügung habe.
Ich kann meine Überlegungen nicht beweisen denn Unterlagen über die früheren Messungen existieren nicht mehr. Und meinen Kopf (Datenspeicher) will ich ja auch nicht opfern.

Damit lassen wir es bewenden. Ich bedanke mich bai allen, die (erfolglos?) versuchten, mich auf den Weg der Wahrheit zu bringen. Ich verspreche, sobald ich die Möglichkeit habe, werde ich diese Messungen nachholen (wiederholen) und sie für mich dokumentieren.
hreith
Inventar
#30 erstellt: 09. Sep 2010, 12:28
Auch wenn es wieder keine Praxis ist

Vereinfachtes Ersatzschaltbild eines elektrodynamischen Lautsprechers



U1 Eingangsspannung
U2 Beschleunigung / Schalldruck
Rs Schwingspulenwiderstand
Ls Schwingspuleninduktion
R1 Dämpfung
C1 Masse
L1 Federsteife
V Membrangeschwindigkeit
B magnetische Induktion
l Länge der Spule im Magnetfeld
i Schwingspulenstrom
F Antriebskraft = B x l x i

Das Gehäuse hängt nun parallel zu R1 und L1 und bringt je nach Beschaffenheit einen R- und einen L-Anteil mit.
Ohne Verlußte geht der R-Anteil des Gehäuse gegen unendlich, nur seine Federsteife bringt ein zusätzliches L und erhöht so die Einbaureso.
Wenn das Gehäuse hohe Verlußte mitbringt, dann wird sein R-Anteil wichtig denn damit kann das Gehäuse (bzw seine Füllung) die Schwingung bedämpfen (Energie entziehen, Bewegung über Reibung in Wärme umsetzen...) und so die Güte verändern. In langen, schmalen Gehäusen (Rohr, TL oder Schnecke) ist dieser Einfluß relativ groß.
Hinzu kommt, dass in langen, schmalen Gehäusen ein Teil der Luft im Gehäuse nicht kompremiert sondern verschoben wird. Damit bringt das Gehäuse dann auch einen C-Anteil mit, erhöht die dynamsiche Masse und kann so auch die Reso reduzieren.
Am Ende bringt also das Gehäuse im vereinfachten Ersatzschaltbild einen R-, einen C- und einen L-Anteil mit und es obliegt dem Entwicker, diese für seine Belange zu "optimieren".
richi44
Hat sich gelöscht
#31 erstellt: 09. Sep 2010, 13:55
Eigentlich wollte ich nicht mehr...

Es gibt Ersatzschaltbilder mit und ohne Übertrager. Demenstprechend unterschiedlich sind die Ausgangssignale. Mit Trafo bekommen wir eine Differenzierung und damit den Schalldruck, soweit glaube ich sehen wir das gleich.
Dann gibt es Unterschiede, mit L und C. Einmal wird C als Masse bezeichnet und einmal L. Ich müsste jetzt die verschiedenen Ersatzschaltbilder raus suchen und vergleichen, aber ich glaube mich zu erinnern, dass die Differenz ebenfalls mit der Übertragerfunktion, also der Differenzierung zu tun hat, aus dem Gedächtnis kann ich es jedenfalls nicht mehr zuordnen.

Was mich aber "beeindruckt" ist die Aussage:
Hinzu kommt, dass in langen, schmalen Gehäusen ein Teil der Luft im Gehäuse nicht kompremiert sondern verschoben wird. Damit bringt das Gehäuse dann auch einen C-Anteil mit, erhöht die dynamsiche Masse und kann so auch die Reso reduzieren.

Das ist eine vernünftige Erklärung, die mir so noch nicht begegnet ist. Allerdings bekomme ich da meine Probleme: Das mit der tieferen Resonanz wird ja als generell betrachtet, auch in kleinen Würfelboxen oder Kugeln.
Nehme ich Deine Aussage als Grundlage, so müsste das Gehäuse eine Länge von halber Wellenlänge aufweisen, um diesen Effekt ausspielen zu können. Dann hätte tatsächlich die Schallgeschwindigkeit einen Einfluss. Aber mal realistisch betrachtet haben wir bei einem Gehäuse von 1,7m eine Wellenlänge von 3,4m was einer Frequenz zwischen (leer) 100Hz und (bedämpft) etwa 75Hz entspricht. So eine Box zähle ich aber zu basstauglichen Konstruktionen, wo Fg von unter 40Hz üblich sind. Bei tieferen Frequenzen kommt es zu Reflexionen und Auslöschungen und vor allem zu ungleichmässigen Verschiebungen (mal angenommen). Damit könnte eigentlich die Geschichte von den Verschiebungen erst oberhalb 75Hz greifen. Uns interessiert aber der Bereich um 20 bis etwa 45Hz, was für so eine grosse Box auch realistisch ist. Ausserdem käme es auch bei der unbedämpften Box zu den gleichen Verschiebungen.

Die zweite Annahme könnte sein, dass durch die Bedämpfung die Verschiebung in den höheren Lagen nicht mehr stattfindet, sondern nur noch in den Tiefen und so die Masse der eingeschlossenen Luft als zusätzliche frequenzabhängige Membranmasse zu betrachten ist.

Die Krux an der Sache ist nun, dass in den Formeln oder Beschreibungen jeweils nicht von einer bestimmten Gehäuseform ausgegangen wird, sodass diese Notwendigkeit entweder nicht beachtet wird oder dass sie nicht existiert (und damit die Verschiebungstheorie fraglich würde) oder es gibt die Massezunahme nicht in diesem Sinne.
Dann gibt es aber auch keine tiefere Resonanz, wenn die Masse gleich bleibt, die Federhärte durch das kleinere Volumen aber zunimmt.

Und einfach noch so als Gedankenspiel: Wenn ich ein altes KW-Radio habe, so gibt es dort bisweilen eine KW-Lupe. Dies wurde manchmal mit einem Kurzschlussring an der Oszi-Spule bewerkstelligt, welche in grösserem Abstand beweglich die Dämpfung des Oszis veränderte, damit das LC-Verhältnis und über dieses die Frequenz beeinflusste. Und es ist bekannt, dass bei einer Vergrösserung der Dämpfung die Frequenz ansteigt. Die Rsonanz ist ja gegeben, wenn XL und XC gleich sind. Oder besser ausgedrückt: Die Resonanz ist dann gegeben, wenn die Phasenverschiebungen gleich gross sind. Das hat zur Folge, dass eine stärkere Bedämpfung der Spule (nur diese wird beeinflusst, icht der Kondensator) nicht eigentlich Xl verändert, wohl aber ZL.
Und richtigerweise müsste man von ZL ausgehen. Durch die Zunahme der Bedämpfung und damit die Reduktion von Z muss die Frequenz höher sein. Z nimmt ab, also muss auch XC abnehmen, was nur bei der höheren Frequenz der Fall ist.

Wenn wir also diese elektrische Tatsache ins Ersatzschaltbild übernehmen würden, so müsste sich genau auch diese Verschiebung ergeben. Und diese Verschiebung sagt halt, dass die Resonanzfrequenz durch die Bedämpfung ansteigen müsste.

Es ist also nach wie vor undurchsichtig und irgendwie widersprüchlich.
Und ich beziehe hier jetzt nicht Stellung sondern zeige einfach auf die Diskrepanzen zwischen der Elektronik, wo die Bedämpfung des Schwingkreises dessen Resonanzfrequenz ansteigen lässt und der Behauptung der Lautsprecherboxenbauer, wo die Bedämpfung die Resonanzfrequenz absinken lassen soll.
Ich zeige ebenfalls auf die Frage der Luftbewegung, welche eine bewegte Masse darstellt und auf die Frage, ob das in JEDEM Gehäuse entsprechend abgeht oder nur in den langen Dingern, welche irgend einen Zusammenhang mit der Fg haben.

Einfach mal DANKE! Aber Du siehst, dass Deine Antwort die offenen Fragen irgendwie nicht ganz löst. Ich habe mich damit abgefunden, dass ich es nicht werde ergründen können. Aber wie früher schon erwähnt gibt es in den Lautsprechertools etliche Ungereimtheiten und widersprüchliche Aussagen, dass es eigentlich auf eine mehr oder weniger nicht ankommt.
hreith
Inventar
#32 erstellt: 09. Sep 2010, 14:46
Es kommt darauf an, wonach du das Ersatzschaltbild auflösen willst.
- Wenn du es nach der Bewegung auflöst, dann erscheint z.B. die bewegte Masse als Kondensator.
- Wenn du es nach der Impedanz ausauflöst, dann erscheint z.B. die bewegte Masse als Spule.
Die Funktion von dem Ding ist ja immer die gleiche und der Masse ist es völlig egal wie wie du sie betrachtest. So ein Ersatzschaltbild zeigt halt den Blick auf eine bestimmte Ausgangsgröße und soll uns beim Verständnis helfen. Bei manchen tut es das, bei anderen nicht

Die Trafos brauchst du um die verschiedenen Bereiche umsetzen zu können. Du kannst auch jedes Bauteil mit der Trafo-Funktion übertragen und dann auf die Abbildung der Trafos verzichten ....

Rohrähnliche Gehäuse:
du musst es nicht auf die halbe Wellenlänge treiben. Der Effekt tritt immer auf. So findet man in den Angaben der Treiber oft auch bei der Masse den kleinen Zusatz "inkl. bewegter Luft". Die Luft im Nahfeld des Treibers wird immer nur verschoben, nicht kompremiert. Sie kann somit auch mit in die "Membranmasse" einbezogen werden. Allerdings ist diese Luftmenge von der Schallführung um den Treiber abhängig und wird durch rohrähnliche Gehäuse eben deutlich erhöht.

Ansonsten sind bei Lautsprechern wohl alle Parameter frequzenzabhängig, die Reib- und Dämpfungseigenschaften von Füllstoffen sind es auch. Man kann sich dann damit behelfen, indem man die einzelnen Bauteile im Ersatzschaltbild eben nur als Platzhalter ansieht und deren Wert eben aus einer eher länglichen, komplexen Formel zu bestimmen ist ....
Für die Betrachtung rund um die Grundreso haben wir aber nur einen sehr kleinen Frequenzbereich und können darum auf die frequenzabhängikeit der Parameter verzichten. Wir berechen eben auf den Mittelwert und fertig.

"Aber Du siehst, dass Deine Antwort die offenen Fragen irgendwie nicht ganz löst."
==> das war auch nicht meine Absicht denn dann hätte ich eine sehr längliche Abhandlung schreiben müssen. Wenn du es auflösen willst, dann solltest du mal in den einschlägigen Büchern nachlesen. Ich meine nicht die einfachen mit den Bausätzen sondern die mit den komplexen Formeln
--_Noob_;-_)_--
Inventar
#33 erstellt: 09. Sep 2010, 17:45

HiFi-Selbstbau schrieb:


es verändert die Kompression von adiabatisch in isentrop

Gruß Pico


Wohl eher von adiabat zu polytrop.

isentrop (Entropie ändert sich nicht) = adiabat reversibel

adiabt und isotherm sind Grenzfälle. Die meisten realen Prozesse laufen polytrop ab. Polytropenexponent 1,4 entspricht adiabt, Polytropenexponent 1 entspricht isotherm.

Gruß
Patrick
ehemals_Mwf
Inventar
#34 erstellt: 10. Sep 2010, 00:11

richi44 schrieb:
...sondern zeige einfach auf die Diskrepanzen zwischen der Elektronik, wo die Bedämpfung des Schwingkreises dessen Resonanzfrequenz ansteigen lässt und der Behauptung der Lautsprecherboxenbauer, wo die Bedämpfung die Resonanzfrequenz absinken lassen soll.

Es wird gerne übersehen, dass Resonanzfrequenz und z.B. das Amplitudenmaximum nicht zwangsweise identisch sind.
Nur wenn die Übertragungsfunktion im konkreten Fall ein Bandpass ist, sind beide identisch und gleich der Mittenfrequenz.

Nicht jedoch bei Hoch- oder Tiefpass-Funktionen. Da ist dann z.B. die Frequenz des Amplitudenmax. von der Dämpfung abhängig und verschwindet bei zu starker Bedämpfung irgendwann völlig, obwohl die Resonanzfrequenz unverändert bleibt (Sekundäreffekte ignoriert).
Ähnliches dürfte in Gegenkopplungsschaltungen (Oszillator) gelten.

--------------------
Lautsprecherbauer sollten jetzt wissen, dass das Einbringen von Wolle nicht nur bedämpft,
sondern auch die Eigenschaften des eingeschlossenen Luftvolumens dahingehend verändert, dass es scheinbar (etwas) größer, nachgiebiger wird ;)...

Gruss,
Michael
hreith
Inventar
#35 erstellt: 10. Sep 2010, 00:47
Hi Michael ,

verwirre den Mann doch nicht
"..der Elektronik, wo die Bedämpfung des Schwingkreises dessen Resonanzfrequenz ansteigen lässt .."
lässt genauso auf Verständnisprobleme schließen wie der Rest vom Satz.
Bedämpfung ist eben Dämpfung - also ein (Reib-)Widerstand und der hat in dem Fall gar keinen Einfluß auf die Lage der Reso weil die ja nur von den komplexen Anteilen bestimmt wird.

Das Problem des ganzen Beitrages ist ja nicht technischer Natur sondern wirft nur die Frage auf, wie man es dem Manne ab bessten erklären kann.
richi44
Hat sich gelöscht
#36 erstellt: 10. Sep 2010, 09:08
Prinzipiell: Es wird kaum jemand bestreiten, dass durch die unterschiedlichen Verluste der näher oder weiter entfernten Kurzschlusswindung beim Oszillator die Frerquenz verändert wird. Dass sich damit die Güte des Kreises ändert versteht sich. Und dass die Rückkopplung auf Schwingfähigkeit bei grösster Dämpfung einzustellen ist, ebenfalls. Darüber brauchen wir nun wirklich nicht zu diskutieren. Schliesslich gibt es solche Radios. Und es gibt auch die alten Saba-UKW-Empfänger bei welchen die Senderabstimmung durch ein variables L gebildet wird. Sinnigerweise tauchen da versilberte Kupfer-Kegel an einer Glasstange in die Vorkreis- und Oszillatorspule ein. Also werden die L nicht ferromagnetisch beeinflusst, sondern durch Veränderung der Wirbelstromverluste.

Blau ist die Spule markiert, rot der versilberte Kegel.
Dass dies also kein Hirngespinst ist, sollte damit bewiesen sein, und die Erklärung habe ich ja geliefert!

Es fragt sich langsam, wer begriffsstutzig ist.

Aber jetzt zurück und in aller Ruhe:
Wir haben in den Formeln alles schöne und lustige wie etwa die Schallgeschwindigkeit, die sich durch die Bedämpfung ändert. Es hat mir noch niemand erklären können, welchen Einfluss diese (und wodurch) auf die Grenzfrequenz hat.
Oder wir haben das mit der verschobenen Luftmasse die ja wie hier eben erwähnt normalerweise in den Parametern berücksichtigt ist. Damit müsste das Thema eigentlich vom Tisch sein. Sinnigerweise ergibt ein kleineres Gehäuse eine kleinere Luftmasse aber eine höhere Federhärte. Das wird ja wohl stimmen. Und trotzdem soll da die Resonanzfrequenz absinken? Das ist für mich ein Widerspruch, den mir noch niemand erleutern konnte.

Konkret geht es doch darum: Ich will eine Güte von 0,707. Das bekomme ich mit einem unbedämpften Gehäuse von z.B. 50 Liter.
Oder ich will ein Q von 0,707 mit einem bedämpften Gehäuse. Um dieses Q zu erreichen muss ich (natürlich mit dem selben Lautsprecher!) das Volumen auf 42 Liter reduzieren. Damit nimmt die Luftmasse im Gehäuse ab, also müsste man (wenn schon) die Masse der Membran inkl. Luft als geringer berechnen. Andererseits nimmt die Federhärt zu, was logischerweise zu einem Resonanzfrequenzanstieg führen müsste. Dies soll aber genau umgekehrt sein. Und da fehlt mir einfach der Glaube an diese verkehrte Funktion, die überall sonst genau anders rum ist. Ich kann ja auch die Masse einer Unruh und ihre Feder als Schwing-Gebilde betrachten. Und da wird die Schwingung schneller, wenn ich Masse verringere oder Federhärte erhöhe.
Natürlich kann ich so eine Unruh in eine Flüssigkeit tauchen und stelle fest, dass durch die Reibungsverluste die Schwingung langsamer wird. Es könnte dann aber tatsächlich die höhere bewegte Masse sein, welche die Schwingfrequenz absinken lässt...

Aber wie gesagt, meinetwegen könne wir das Thema hier beenden, denn ohne klare und überzeugende Argumente kommen wir kaum weiter.
Ich erinnere an den Wirkungsgrad-Zuwachs durch die grössere Membranfläche. Dies habe ich vor Jahren hier in dem Sinne wie es üblicherweise zu lesen ist (entsprechnd der hier veröffentlichten Angaben) angezweifelt. Ich wurde von vielen angezweifelt und sogar als unverständiger Spinner hingestellt, bis wir letztlich gemeinsam auf eine Seite gestossen sind, wo die Geschichte erklärt wurde, dass nämlich die Annahme der +3dB pro Verdoppelung nur funktioniert, wenn die Lautsprecher einen Wirkungsgrad von NULL haben, nicht aber bei einem realen Wirkungsgrad und dass es da noch weitere Einschränkungen gibt.
Es kann ja sein, dass jemand auch in diesem Zusammenhang auf so eine Seite stösst und die Sachlage tatsächlich klärt. Das Bisherige war jedenfalls noch nicht überzeugend und widerspricht vielem der gängigen Vorstellungen...
hreith
Inventar
#37 erstellt: 10. Sep 2010, 11:13
Hi Richi,

"Prinzipiell: ..."
==>
wenn du mit dem Papst über Gott oder einem Elektrotechniker über Elektrotechnik redest - dann sollte krar sein wer derjenige ist, der sich damit auskennt. Solange du die jeweiligen Fachkompetenzen der Leute nicht anerkennst wirst du Schwierigkeiten mit dem Erlernen haben
Es ist völlig unzweckmäßig wenn du meinst, deine Thesen vertreten oder verteidigen zu müssen. Die Physik arbeitet nach ihren Regeln und entweder du erkennst sie oder du erkennst sie eben nicht. Die Hinweise in diesem Beitrag kannst du als Hinweise nehmen um die Arbeitsweise der Physik zu erkennen. Das ist aber eine Leistung die du dann selbst erbringen musst.

Ich denke, dass es hifi-selbstbau schon angedeutet hat. Das Luftvolumen als solches kann dir für die Abstimmung völlig egal sein. Du kannst den Treiber auch in ein Gehäuse mit einem beliebig anderen Gas oder einem anderen Stoff setzen und hast dann gar kein "Luftvolumen" !
Wichtig für deine Betrachtungen ist einzig Wirkung, die dieses Volumen auf den Treiber hat. Im Ersatzschaltbild kommt somit parallel zu C1, R1, L1 noch ein weiteres C R L hinzu. Du wirst je nach Gehäuseausführung und -füllung immer C R L haben ! Einzig deren Größenordnung wird unterschiedlich sein.

Wenn du die Impedanz eines Lautsprechers ohne Gehäuse und in unterschiedlichen Gehäusen misst dann kannst du mit hinreichender Genauigkeit die Werte für C1, R, L1 bestimmen.
Und wenn du bei den Messungen in den Gehäusen C1, R1, L1 jeweils aus der Parallelschaltung aus den Treiber- und Gehäuseanteilen ansiehst, dann kannst du in einem 2ten Schritt die Gehäuseanteile errechnen.

Generell sind deine Verweise auf den Wirkungsgradzuwachs mit der Membranfläche und andere Dinge wenig hilfreich. Sie lenken dich nur vom eigentlichen Thema ab. Versuche dich auf eine einzige Aufgabe und eine einzige Fragestellung zu konzentrieren und versuche ein Abschweifen in ganz andere Gefilde zu vermeinden. Konzentration kann extrem hilfreich für ein Verstehen sein.
Hoppenstett
Ist häufiger hier
#38 erstellt: 10. Sep 2010, 11:20
Hallo Richi.

Zum Thema Membranfläche und Wirkungsgrad ein Beispiel.
Wir haben einen Basslautsprecher, den lenken wir auf 2 mm aus, dafür brauchten wir eine bestimmte Spannung. Um ihn auf 4 mm auszulenken brauchen wir die doppelte Spannung, das entspricht der 4-fachen Leistung.
Jetzt nehmen wir 2 dieser Lautsprecher, neben einander, und lenken sie jeweils auf 2 mm aus, dann haben wir auch das doppelte Verschiebevolumen, brauchen aber nur 2 mal die einfache Leistung.


[Beitrag von Hoppenstett am 10. Sep 2010, 11:38 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#39 erstellt: 10. Sep 2010, 12:09
Mir ist klar, dass ich da ein generelles Verständnisproblem habe. Und es ist auch klar dass ein Abschweifen zu anderen "Baustellen" die Sache nicht vereinfacht. Wenn ich also von den +3dB bei Membranverdoppelung rede so habe ich ja gesagt, dass dieses Thema abschliessend geklärt wurde, es ist nur als Beispiel dafür erwähnt worden, dass im Netz viel Unsinn verzapft wird (nicht nur von mir )

Ich habe vorher gesagt, dass die Eigenresonanz aus der Membranmasse und der Feder-Rückstellkraft, also der Federhärte gebildet wird. Meine Frage: Ist das richtig?
Meine Überlegung: Wenn die Masse vergrössert wird, sinkt die Resonanzfrequenz. Richtig?
Weiter, wenn die Feder härter wird (durch das Luftpolster im Gehäuse) steigt die Resonanz. Richtig?

Jetzt kommt das erste Problem: Wenn das richtig ist was ich eben gesagt habe, dann muss doch das Gehäuse zumindest Einfluss auf die Federhärte haben und die Resonanzfrequenz erhöhen. Richtig? Ich kann also im Ersatzschaltbild L (oder C) parallel denken und damit dessen Wert verändern mit entsprechender Konsequenz auf F Res.
Und es ist unbestreitbar dass F Res. zumindest in einer geschlossenen Box höher ist als das offene Chassis.

Was also bleibt ist die Frage, wie sich die Membranmasse nun vergrössert. Wie und in welchem Masse das geht ist mir noch unklar.

Und wenn wir annehmen, die Membranmasse habe sich vergrössert aber gleichzeitig auch die Federhärte, so ist es eine Frage der Dimensionen oder Werte, wie sich F Res. dabei verhält. Auch das ist noch nicht klar.

Und als letztes kommt ja die Dämpfung R dazu, die ebenfalls parallel zu L und C liegt. Da muss es ja einen Einfluss geben. Sicher sinkt bei der Ersatzschaltung die Überhöhung. Aber es stellt sich mir die Frage, wie sich F Res. verhält?

Und es stellt sich die andere Frage, wie sich L und C ändern müsste, damit der Einfluss von R (Bedämpfung des Gehäsuese) die Überhöhung auf gleichem ursprünglichem Level hält und was das für das Gehäuse bedeutet, wie sich dieses dann verhalten muss?

Und die allerletzte Frage ist doch dann, wie sich mit verändertem L und C (um die Überhöhung auf gleichem Pegel zu halten) F Res. verhält?

Ich rede jetzt immer von F Res, dabei geht es eigentlich um Fg. Aber es gibt ja einen Zusammenhang zumindest bei der geschlossenen Box zwischen F Res. und Fg, richtig?

Es wäre mir und allen anderen geholfen, welche wie ich sich offenbar bequem auf dem Schlauch niedergelassen haben. Ist es möglich, diese Fragen relativ knapp zu beantworten?
hreith
Inventar
#40 erstellt: 10. Sep 2010, 13:07
Mir ist klar, dass ich da ein generelles Verständnisproblem habe. Und es ist auch klar dass ein Abschweifen zu anderen "Baustellen" die Sache nicht vereinfacht. Wenn ich also von den +3dB bei Membranverdoppelung rede so habe ich ja gesagt, dass dieses Thema abschliessend geklärt wurde, es ist nur als Beispiel dafür erwähnt worden, dass im Netz viel Unsinn verzapft wird (nicht nur von mir )
==> das ist nicht nur im Netz so.

Ich habe vorher gesagt, dass die Eigenresonanz aus der Membranmasse und der Feder-Rückstellkraft, also der Federhärte gebildet wird. Meine Frage: Ist das richtig?
==> ja

Meine Überlegung: Wenn die Masse vergrössert wird, sinkt die Resonanzfrequenz. Richtig?
==> ja

Weiter, wenn die Feder härter wird (durch das Luftpolster im Gehäuse) steigt die Resonanz. Richtig?
==> ja

Jetzt kommt das erste Problem: Wenn das richtig ist was ich eben gesagt habe, dann muss doch das Gehäuse zumindest Einfluss auf die Federhärte haben und die Resonanzfrequenz erhöhen. Richtig?
==> jein. Wenn der Massezuwachs dominant ist, dann wird die Einbaureso sinken. Meist ist aber die Federsteife dominant und dann steigt die Einbaureso.

Ich kann also im Ersatzschaltbild L (oder C) parallel denken und damit dessen Wert verändern mit entsprechender Konsequenz auf F Res.
Und es ist unbestreitbar dass F Res. zumindest in einer geschlossenen Box höher ist als das offene Chassis.

Was also bleibt ist die Frage, wie sich die Membranmasse nun vergrössert. Wie und in welchem Masse das geht ist mir noch unklar.

Und wenn wir annehmen, die Membranmasse habe sich vergrössert aber gleichzeitig auch die Federhärte, so ist es eine Frage der Dimensionen oder Werte, wie sich F Res. dabei verhält. Auch das ist noch nicht klar.

Und als letztes kommt ja die Dämpfung R dazu, die ebenfalls parallel zu L und C liegt. Da muss es ja einen Einfluss geben. Sicher sinkt bei der Ersatzschaltung die Überhöhung. Aber es stellt sich mir die Frage, wie sich F Res. verhält?
==> die Reso wird von C und L bestimmt, nicht von R. R verändert nur die Dämpfung (Dämpfung = 1/Güte). Die Dämpfung (und damit die Güte) wird in der Regel aber als dimensionslose Größe angegeben was sich durch den Bezug auf die Kennimpedenz (errechenbar aus L und C) erreichen lässt. Du musst also den absoluten Wert der Dämpung vom relativen unterscheiden obwohl beides gleich bezeichnet wird.

Und es stellt sich die andere Frage, wie sich L und C ändern müsste, damit der Einfluss von R (Bedämpfung des Gehäsuese) die Überhöhung auf gleichem ursprünglichem Level hält und was das für das Gehäuse bedeutet, wie sich dieses dann verhalten muss?
==> wie gersagt. Die Dämpfung wird ausschließlich von R bestimmt, nicht von L oder C (siehe oben).

Und die allerletzte Frage ist doch dann, wie sich mit verändertem L und C (um die Überhöhung auf gleichem Pegel zu halten) F Res. verhält?
==> verdauer erstmal den Rest.

Ich rede jetzt immer von F Res, dabei geht es eigentlich um Fg. Aber es gibt ja einen Zusammenhang zumindest bei der geschlossenen Box zwischen F Res. und Fg, richtig?

Es wäre mir und allen anderen geholfen, welche wie ich sich offenbar bequem auf dem Schlauch niedergelassen haben. Ist es möglich, diese Fragen relativ knapp zu beantworten?
richi44
Hat sich gelöscht
#41 erstellt: 10. Sep 2010, 14:36
Noch schnell abscheifend zur Membran-Verdoppelung: Was damals rausgekommen ist ist die Aussage, dass die Rechnung nur bei einem Wirkungsgrad von Null stimmt, sonst nicht und nur im Bereich unterhalb der Bündelung.
Wenn wir wie in meinem Beispiel angegeben von einem Wirkungsgrad von 2,5% ausgehen, so sind
Beispiel : Chassis mit einem Wirkungsgrad von 2,5% :
1 Chassis ergibt : 2,5%
2 Chassis ergeben : 5,0%
4 Chassis ergeben : 10%
8 Chassis ergeben : 20%
16 Chassis ergeben : 25% mehr als 25% lassen sich durch Strahlungskopplung praktisch nicht realisieren !!

16 Chassis wären (falls die Formel richtig wäre) 40%, 32 Chassis 80%, 64 Chassis 160%, also das Perpetuum Mobile...
Das zeigt doch deutlich, dass diese Rechnung nicht als Formel stimmt, sondern bestenfalls näherungsweise, bezw. dass sie stimmt, wenn die erwähnten Einschränkungen gemacht werden. Haben wir einen Wirkungsgrad so hat der Strahlungswiderstand dämpfenden Einfluss auf den Membranhub und damit Rückwirkungen über die EMK der Membranbewegung auf die Impedanz und damit auf die Stromaufnahme, also die zugeführte Leistung. Und weil der Wirkungsgrad steigt, nimmt diese Rückwirkung zu und damit wird das Perpetuum Mobile verhindert.
Das ist also so ein typischer Fall, wie Angaben, die bei 4 Lautsprechern noch mit einigermassen hingehen können, trotzdem falsch verbreitet werden, denn eine Formel gilt (für alle Fälle) oder sie hat irgendwo einen Knaks.

Aber das soll nicht das Thema sein. Hier geht es um das mit dem Frequenzanstieg oder -Abfall.

Alles klar bis zur ersten Frage mit Deiner Antwort:

jein. Wenn der Massezuwachs dominant ist, dann wird die Einbaureso sinken. Meist ist aber die Federsteife dominant und dann steigt die Einbaureso.
Hier fehlt mir die Angabe, woher der Massezuwachs kommt. Wenn wir die Masse der Membran aus dem Datenblatt ablesen so ist da jeweils vermerkt, dass die Masse INKL: der Luftmasse beziffert ist, also der auf die Membran einwirkende Luft. Da kann eigentlich, wenn wir dies als Basis nehmen, die Luftmasse und damit die Membranmasse nicht zunehmen, zumindest solange in dem Gehäuse nichts ist (ausser Luft, und die haben wir ja schon berücksichtigt), das mitschwingt. Schwingt da z.B. die "Wolle" mit, so muss erst definiert werden, was das für Wolle ist, denn diese hat möglicherweise eine deutlich höhere Haft- als Gleitreibung, sodass diese Auswirkung Einfluss auf das Mitschwingen hätte und damit für so eine Aussage die Ergänzung mit dem verwendeten Material nötig wäre.

Daher bleibt meine Frage bestehen:
Was also bleibt ist die Frage, wie sich die Membranmasse nun vergrössert. Wie und in welchem Masse das geht ist mir noch unklar.


Hier meine nächste Frage und Deine Antwort:

Und als letztes kommt ja die Dämpfung R dazu, die ebenfalls parallel zu L und C liegt. Da muss es ja einen Einfluss geben. Sicher sinkt bei der Ersatzschaltung die Überhöhung. Aber es stellt sich mir die Frage, wie sich F Res. verhält?
==> die Reso wird von C und L bestimmt, nicht von R. R verändert nur die Dämpfung (Dämpfung = 1/Güte). Die Dämpfung (und damit die Güte) wird in der Regel aber als dimensionslose Größe angegeben was sich durch den Bezug auf die Kennimpedenz (errechenbar aus L und C) erreichen lässt. Du musst also den absoluten Wert der Dämpung vom relativen unterscheiden obwohl beides gleich bezeichnet wird.

Wenn die Dämpfung keinen Einfluss auf die Frequenz hat kann es folglich nur sein, dass sich durch die "Wolle" die Membranmasse erhöht? Denn durch die Wolle, also die Bedämpfung der Box soll sich ja die Resonanz oder die Fg reduzieren. Und zumindest bei einer CB ist ja unterhalb der Resonanz "Feierabend" mit Wiedergabe (Pegelabfall mit 12dB/Oktave), also gibt es ein Verhältnis zwischen diesen beiden Grössen.

Also, was jetzt zu klären wäre ist die Sache mit der Massenvergrösserung. Wenn es durch die "Wolle" zustande kommt, spielt doch das Material eine Rolle. Somit müssten Angaben vorhanden sein, welches Material in einer Box die Masse um wie viele Prozent vergrössert und dies ab welchem Schalldruck und bei welcher Frequenz. Wenn es so eine Liste gibt, gehört diese zwingend zur Berechnung dazu.
Wenn es keine Rolle spielt könnte man dies einfach als festen Faktor einsetzen. Und wenn die Massezunahme nicht durch die Wolle erwirkt wird, wodurch dann.

Das sind die Fragen, die mich dem Verständnis näher bringen und vermutlich nicht nur mich.
hreith
Inventar
#42 erstellt: 10. Sep 2010, 15:41
Hi Richi,

wenn du nicht abschweifen willst dann solltest du es auch lassen !

" Hier fehlt mir die Angabe, woher der Massezuwachs kommt. "
==> das hatte ich weiter oben über den Luftanteil beschrieben, der nur verschoben, nicht aber kompremiert wird.
Das ist aber auch völlig Wurst. Die Membran arbeitet auf die komplexe Strahlungsimpedanz und diese kann man über den "Trafo" am Ausgang des Treibers auf dessen Eingang umrechnen so dass wir wieder weitere C R L haben die parallel zu C1, R1, L1 sitzen und eben in ihren Anteilen die gleiche Wirkung haben wie eine Masse. Es spielt dabei überhaupt keine Rolle ob es wirklich eine Masse ist oder nicht. Entscheident ist lediglich, dass es auf das mechanische System so wirkt als wäre es eine Masse.
Klassisches Beispiel ist ein RiPol. Durch den Einbau in das "Gehäuse" kann bei geeigneter Auslegung die "Einbaureso" niedriger liegen als die "Freiluftreso" des Treibers. In der Ersatzschaltung fasst man das eben über eine Masse zusammen die zusätzlich auf der Membran lastet ...

"Wenn die Dämpfung keinen Einfluss auf die Frequenz hat kann es folglich nur sein, dass sich durch die "Wolle" die Membranmasse erhöht? "
==> eine "Dämpfung" im Gehäuse ist ein Reibwiderstand. Das hat zunächst mal gar nichts mit einer Masse zu tun. Ich denke, das wurde aber schon mal angedeutet. Hier scheint es, als würde es dir an der Konzentration mangeln und die wirft Sachen durcheinander die man besser getrennt betrachten sollte. Mach mal irgendwelche Meditationsübungen und sonstige Dinge zur Steigerung der Konzentrationsfähigkeit. Das hilft eventuell besser als noch 5 Beiträge.
lui551
Hat sich gelöscht
#43 erstellt: 10. Sep 2010, 16:01

Es spielt dabei überhaupt keine Rolle ob es wirklich eine Masse ist oder nicht. Entscheident ist lediglich, dass es auf das mechanische System so wirkt als wäre es eine Masse.


Das ist höhere Mathematik, oder deren Einfluß.

Muss man auch mal anerkennen

Grüsse Lutz


[Beitrag von lui551 am 10. Sep 2010, 16:01 bearbeitet]
hreith
Inventar
#44 erstellt: 10. Sep 2010, 16:11
Hi Lutz ,

aber darum geht es doch oder?
Die Berechnungsmodelle zu Lautsprechern sind doch nur vereinfachte Modelle. Sie sollen die Realität abbilden - aber sie sind nicht die Realität.

Solange ich mit meiner Kreditkarte bezahlen kann als wäre es Geld erfüllt sie für mich eben die gleiche Aufgabe, sie wirkt als wäre sie Geld. Dennoch gibt es gewisse Unterschiede zwischen einer Plastikkarte und einem Stapel Münzen.
richi44
Hat sich gelöscht
#45 erstellt: 10. Sep 2010, 16:59
a) bin ich Rentner und war nie in einer Uni (hab nur mal in der Nähe gewohnt ). Damit ist das mit der höheren Mathe bei mir hoffnungslos und das mit der Konzentration sowieso.

b) bin ich davon ausgegangen, dass es sich um Formeln handelt, die man einfach unbesehen anwenden kann, wie etwa das ohmsche Gesetz. Dies scheint hier aber nicht der Fall zu sein, womit ich mich folglich abzufinden habe.

c) habe ich die Abschweifungen (Membranfläche) dazu hergenommen um zu zeigen, dass die verbreiteten Aussagen oft nur Faustformeln sind und daher auch als solche bezeichnet werden müssen.
Und zum Thema Dämpfung des Schwingkreises und der daraus resultierenden Frequenzverschiebung: Dieser "Ausflug ist entstanden, weil ich quasi als bescheuert dargestellt wurde, weil ich ein Prinzip aufgezeigt und kurz erleutert hatte, das offenbar nicht mehr geläufig ist, das aber genau so offenbar Anwendung gefunden hat.

d) habe ich das mit der Luft in dem langen Gehäuse sehr wohl gelesen und auch darauf reagiert. Ich habe gesagt, dass ja die Luft als Masse üblicherweise in der Membranmasse enthalten sei und dass dann in einem kleineren Gehäuse weniger Luft sei, die bewegt werden könne, der kleinere vorhandene Rest dafür umso stärker komprimiert werden müsste, sodass es keine Massezunahme gebe, sondern eine Federverhärtung.

Alles in allem bedanke ich mich hauptsächlich bei Dir Hubert für Deine Bemühungen. Du hast noch am meisten zur Erhellung der Situation beigetragen. Es kann also sein (aber muss nicht) dass das geschieht, was zu lesen ist, nämlich das Absinken der Fg durch "Wolle". So kann ich mich nun getrost zurücklehnen. Es sieht folglich so aus, als ob man mit diesen Formeln "alles beweisen könnte, wies beliebt".
Dies bedeutet für mich, dass es sich um eine Faustformel handelt, der nicht die Bedeutung zuzumessen ist, wie das im allgemeinen getan wird. Dann kann also jeder rechnen wie er mag, ob das Reslutat etwas mit der Realität zu tun hat, steht offensichtlich auf einem anderen Blatt.
hreith
Inventar
#46 erstellt: 10. Sep 2010, 17:15
Hi Richi,

a)
ich habe manchmal Schwierigkeiten, das Gegenüber einzuschätzen und auch solche zu erkennen wo genau das Problem ist.
Wenn man schon 100 Jahre Fahrrad gefahren ist dann hat man eventuell nicht mehr das Gefühl dafür, dass es damit ein Problem geben könnte.

b)
es gibt keine einzige Formel die man einfach so anwenden sollte. Zu jeder gehört der Definitionsbereich, der jedoch oft weggelassen wird. Außerdem werden die Formeln gerne solange vereinfacht bis sie eben einfach sind - auf Kosten der Genauigkeit.

c)
sachliche Dinge sollte man von Personen trennen. Niemand weis alles und je mehr man sich mit einem Thema beschäftigt, desto weniger Zeit bleibt für andere. Als Konsequenz ist man in umso mehr Bereichen "quasi bescheuert" je besser man sich in einem anderen auskennt
Von mir aus betrachtet haben deine Ausführungen so gewirkt, als ob die Formeln falsch wären und du sie widerlegen würdest, neue Erkenntnisse bringen würdest. Und genau deshalb gab es kräftigen Gegenwind. Eine Frage nach deren Grenzen wäre zielführender gewesen.

d)
du wird immer alles erhalten (Masse, Feder, Dämpfung), lediglich die Größenordnung ist unterschiedlich. Und in stark vereinfachten Sichtweisen konzentriert man sich eben auf eine der Wirkungen - z.B. die Federwirkung. Das heißt aber noch lange nicht, dass es die anderen beiden nicht auch geben würde
lui551
Hat sich gelöscht
#47 erstellt: 10. Sep 2010, 17:17

Sie sollen die Realität abbilden - aber sie sind nicht die Realität.


Mathematik macht Voraussagen aufgrund von Modellen. Das muss nicht zwangsläufig stimmen. Nach meiner Erfahrung stimmt es aber ganz gut, was Simulationen so ausspucken.


Lutz
hreith
Inventar
#48 erstellt: 10. Sep 2010, 17:30
Hi Lutz,

wenn ich mir der CC bezahle, dann stimmt das auch meist ganz gut - dennoch wird aus der CC kein "Geld"

Ich für meinen Teil bin ein eher elektrisch denkender Mensch, mit der Mechanik habe ich so meine Probleme. Wenn ich die aber in eine Spule, einen Kondensator oder einen Widerstand umrechnen kann - dann ist mir das wesentlich eingängiger. Dennoch muss ich wissen, dass eine Masse nunmal kein Kondensator ist.
Ich kann es auch noch weiter abheben und als irgendwelche Koeffizienten auf oder unter dem Bruchstrich ansehen. Dennoch bleibt ein gewisser Unterschied zwischen einer Zahl und einer Masse.

Im konkreten Fall scheint sich Richi ja gerade daran gerieben zu haben, dass in einigen Veröffentlichungen und Formeln irgendwelche Massen und Federn auftauchen die es so in der Realität eben gar nicht gibt. Und genau darum der Hinweis auf den Unterschied zwischen der modellhaften Abbildung und der Realität.
richi44
Hat sich gelöscht
#49 erstellt: 11. Sep 2010, 08:15
Den seinen gibts der Herr im Schlaf und ich habe geschlafen. Und jetzt weiss ich auch, das der Titel stimmt, aber dass ich ihn für mich anwenden muss. Ich habe die ganze Geschichte nochmals überdacht.

Vier Dinge sind zutage getreten: Erstens bin ich von der (verbreiteten?) falschen Annahme ausgegangen, dass die Induktivität der Masse entspreche und nicht die Kapazität.
Zweitens habe ich die Aussage direkt übernommen, wonach da die Induktivitäten, Kapazitäten und Widerstände im Ersatzschaltbild einfach parallel wären, was zu falschen Ergebnissen führt, wenn man sie nicht detailiert betrachtet.
Drittens habe ich erwartet, dass die Fg durch die Bedämpfung sinkt, statt davon auszugehen, dass zumindest bei einem geschlossenen Gehäuse diese ohnehin ansteigt, durch die Bedämpfung der Anstieg aber geringer ist.
Und letztlich habe ich in der Simu die elektrische Bedämpfung beeinfluss, also das Chassis verändert und nicht das Gehäuse.

Wenn ich im Ersatzschaltbild die Komponenten einfach parallel schalte, hätten alle Verluste den gleichen Einfluss. Wenn ich sie aber dort einfüge, wo sie hingehören und dann erst umrechne, bekomme ich andere Funktionen.

Hier mein Ersatzschaltbild:
Fraglos sind sicher die Positionen 1 und 2 sowie der Übertrager, ebenso Pos. 3. Pos. 4 stellt den Reibungsverlust der Zentrierung und der Sicke dar. Ich habe diesen Verlust bewusst als Seriewiderstand gezeichnet, denn er entstammt der ganzen "Feder" und wirkt zunächst nur hier.

Dazu ein Satz: So wie man die Verluste eines Kondensators in den ESR umrechnet, kann man auch hier Verluste als Serie- oder Parallelwiderstand umrechnen.
Ausserdem hat ein grosser paralleler Dämpfungswiderstand kaum Auswirkungen, ein grosser Serie-Dämpfungswiderstand aber schon. Wenn wir also von grosser Dämpfung und gleichzeitig von einem Dämpfungswiderstand reden, geht das als Parallelwiderstand nicht, da müssten wir richtigerweise vom Dämpfungsleitwert reden.

Pos. 5 ist die Strahlungsdämpfung (frequenzabhängig, gezeichnet für eine Frequenz).
6 ist die Membranmasse, 7 die vordere Luftmasse und 8 die hintere Luftmasse, wenn wir das Chassis frei schwebend im Raum aufhängen würden, ohne Schallwand.
Sobald wir ein Gehäuse haben entfällt Pos. 8, denn da wirkt die Luftmasse des Gehäuses, also Pos. 9.
10 stellt die generellen Verluste des Gehäuses (Reibung der Luftmoleküle gegenseitig und an den Gehäusewänden) dar und 11 ist die variable Dämpfung (mehr oder weniger Wolle). 12 schliesslich ist die Federwirkung der Gehäuseluft.

Sicher kann ich die drei Massen 6, 7 und allenfalls 8 addieren. Bezogen auf das Totalsystem und unter Vernachlässigung der Dämpfungen könnte ich auch 8 durch 9 ersetzen. Und ich könnte 3 und 12 parallel schalten.
Überlegen wir uns mal, was dann passiert: 6, 7 und 8 ergeben die totale bewegte Masse ohne Gehäuse, 6, 7 und 9 die Masse im eingebauten Zustand. Nun ist 6 die grösste Masse und 9 ist sicher kleiner als 8. Das bedeutet, dass die Masse durch den Einbau ins Gehäuse leicht abnehmen wird (die Frequenz steigt).

Die Federn/Induktivitäten liegen ebenfalls parallel. Nun nimmt aber die Totalinduktivität bei Parallelschaltung ab, damit wird die Feder kleiner und eine kleinere Feder aus gleich dickem Draht hat eine höhere Federhärte (die Feder eines tiefer gelegten Autor = kürzere Feder ist härter als das längere Original).
Die Folge: Die Resonanzfrequenz aus Chassis UND Gehäuse steigt an, weil die Luftmasse eher abnimmt, die Federhärte aber stärker wird, was die Resonanz in die Höhe treibt. Und auch elektrisch stimmt die Sache, weil C eher kleiner als grösser wird, L aber deutlich kleiner. Und bei einem kleinen Gehäuse ist L deutlich kleiner als das L der Chasis-Feder.

Betrachten wir jetzt nur mal 11:
Bei einer kleinen Dämpfung kann man 9 parallel 6 und 7 rechnen, wenn wir 5 mal vergessen. Bei einer grossen Dämpfung ist 9 aber über einen grossen Widerstand an 6 und 7 angeschlossen und somit nur bedingt bis kaum wirksam. Und das Selbe gilt für 3 und 12. Wenn ich aber gesagt habe, dass die Parallelschaltung der Induktivitäten deren Wert reduziert, so wird der Wert von 3 bei kleinem 11 stark reduziert (12 ist relatv klein), bei grossem 11 aber kaum verändert. Folglich nimmt zwar nicht eigentlich die Frequenz bei vergrösserter Dämpfung zu, aber die Frequenzanhebung durch das Gehäuse, also der Gehäuseeinfluss nimmt ab.

Natürlich kann man letztlich alle R in Parallelwiderstände umrechnen und diese durch einen Parallelwiderstand darstellen. Und das gilt auch für alle C und L. Nur ist dann nicht mehr nachvollziehbar, woher der scheinbare F Res-Abfall (bezw. verringerte Anstieg) kommt. Und genau das war eine der Fallen, in die ich Depp getappt bin.

Und es wird auch klar, warum das in der Simu nicht funktioniert hat:
In der Simu füge ich einen zusätzlichen Widerstand (positiv oder negativ, man könnte 1 durch ein Pot ersetzen) in Serie zu 2 ein. Dies hat generelle Auswirkungen auf das Ausgangssignal, also die Lautstärke. Es hängt aber auch zusammen mit der Summe aller Bauteile (oder Funktionen) auf der Sekundärseite des Übertragers. Schliesslich bildet 1 ein Teiler mit der Summe der rechten Bauteile. Wenn ich hingegen 1 unverändert lasse, aber an 11 rum schraube, bekomme ich zunächst eine Veränderung am Gehäuse und dadurch eine gezielte Veränderung des Ausgangssignals.


Dass man mit einem Ersatzschaltbild nicht einen kompletten Lautsprecher beschreiben kann ist logisch weil da noch viele Membran-Teilschwingungen und Unlinearitäten und was sonst noch eingezeichnet werden müssten. Ich bin mir aber sicher, dass das vorliegende Ersatzschaltbild die Situation für mein Problem so darstellt, dass es durchschaubar ist.
Und einfach nochmals: Würde ich die Dämpfung durch die Wolle als Parallelwiderstand auf den Ausgang klemmen, hätte seine Änderung den gleichen Einfluss wie eine Änderung einer anderen Dämpfung, nämlich keinen auf die F Res. Zeichne ich es aber so ein, wie es tatsächlich ist und rechne den Widerstand halt von Parallel auf Serie um, so kann ich ihn dem Ort zufügen, wo er auch tatsächlich sitzt und damit die Beeinflussung ausführen, welche einen Einfluss auf F Res. hat.
hreith
Inventar
#50 erstellt: 11. Sep 2010, 12:04
Hi Richi,

"Wenn ich im Ersatzschaltbild die Komponenten einfach parallel schalte, hätten alle Verluste den gleichen Einfluss. Wenn ich sie aber dort einfüge, wo sie hingehören und dann erst umrechne, bekomme ich andere Funktionen."

==> ja, nur ist die "andere Funktion" nicht unbedingt die richtige Funktion
Generell lassen sich Reihen- in Parallelschaltungen umrechnen (und umgedreht), für das Verständnis kann eine umgerechnete Darstellung aber hinderlich sein.

So ist es ziemlich unzweckmäßig R5 dahin zusetzen wo du ihn hingesetzt hast. Üblicherweise hängt er eben Quasi an den Ausgangsklemmen.
Auch die Reihenschaltung von R10 und R11 würde meine Anschauung eher behindern als fördern.

Du hast ja ein Bewegungs-Schaltbild gemalt. Am Eingang speist du eine Spannung ein und am Ausgang kannst du dann die Höhe der "Bewegung" messen. Jede Behinderung dieser Bewegung - völlig egal wodurch diese bedingt ist - wird die Bewegung kleiner machen und darum ist es der Anschauung förderlich, wenn die Reibwiderstände parallel hängen ....

Um mal ein Beispiel für die Strahlungimpedanz zu geben, habe ich dir dieses Bildchen rausgesucht:


Du musst also im Kopf behalten, dass alle Werte der Bauteile im Ersartzschaltbild von der Frequenz und der Belastung anhängig sind.
Um die Sache allgemeiner betrachten zu können und eine Vergleichbarkeit zu verbessern normiert man die Dinge gerne. Da hat man dann zum einen die Grundreso, als nächstes den Krm ...
richi44
Hat sich gelöscht
#51 erstellt: 11. Sep 2010, 14:04
Das mag so sein und bei jenen das Verständnis fördern, die sich täglich damit auseinander setzen. Ich habe für mich den Fluss aufgezeichent, wie er für mich abläuft, eigentlich vom Verstärker her durch den Lautsprecher zum Ausgang, welcher ja eigentlich ein akustisches Signal ausgibt. Ich hätte hier noch unpraktischer sein können und das Gehäuse quasi als Seitenast an das Chassis anklemmen können. Das hätte dann die Verknüpfung verdeutlicht aber die Zeichnung unübersichtlicher gemacht.

Aber egal, erstens denke ich offensichtlich etwas komplizierter als andere und zweitens habe ich es so aufgezeichnet, wie es für mich vom Ablauf her logisch ist. Jederfalls ist gerade beim Gehäuse die Zweiteilung in 10 und 11 nötig um darzustellen, dass es eine "feste" Dämpfung gibt, die ich nicht ohne weiteres verändern kann und daneben eine variable Dämpfung, denn Wolle rein und raus ist fast so flexibel wie ein Pot.

Wenn ich Lehrlinge ausgebildet habe waren solche Auftrennungen nötig, um genau einer Funktion (Wolle) auch ein Bauteil zuzuordnen. Dass ich dieses letztlich dann vereinen kann und am Schluss der ganzen Übung nur noch eine Dämpfung, eine Spule und einen Kondensator habe mag für den Vollprofi Sinn machen, hilft aber dem Lernenden nicht wirklich weiter. Erst wenn er die Einzelkomponenten kennt, kann er sie (ohne im Kopf zu behalten) zusammenfassen. Wenn er aber einfach eine Zusammenfassung bekommt, ohne zu wissen was da drin ist, ist das doch eine Wundertüte ohne Durchblick. Und daran bin ich ja auch hängen geblieben. Wie viele Klimmzüge es gebraucht hat bis die Wundertüte aufgedröselt war zeigt sich ja an der Fülle von Text...
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