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Wirkungsgrad bei Zimmerlautstärke wichtig?

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Beitrag
myspr
Neuling
#1 erstellt: 07. Apr 2005, 12:17
Hallo,

mal ne Frage eines Newbees:

Im Forum wurde ja bereits öfter darauf hingewiesen, dass
ein guter Wirkungsgrad von Boxen, z.B. > 86db anzustreben sei, damit bei gegebener Vertärkerleistung entsprechend hohe Lautstärken realisiert werden können.

Wie releavant ist diese Eigenschaft denn, wenn man mit den Boxen keine Partys beschallen möchte und ein Betrieb bei Zimmerlautstärke ausreichend ist ???

Gruss
MySPr
msw-fan
Ist häufiger hier
#2 erstellt: 07. Apr 2005, 12:23
Hi MySPr!

Mach dir deswegen mal keine Sorgen...

Wenn du keine hohen Pegel erreichen willst, brauchst du darauf gar keine Rücksicht zu nehmen!

Und selbst wenn der Wirkungsgrad nicht der beste sein sollte, mit ein bisschen mehr Verstärkerleistung ist auch das auszubügeln...

MfG, MSW-Fan
RCH
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 07. Apr 2005, 12:26
Hi myspr
Man kann das mit der Lautstärke immer relativ sehen.
Wie laut ist Zimmerlautstärke und wie viel dB sind dass?
Wenn du bei einer Box mit 85dB Wirkungsgrad einen Verstärker mit 100Watt Leistung hast, so kannst du ungefähr 105dB erreichen. Das ist in einem normalen Raum schon sehr viel, hat also mit Zimmerlautstärke nichts mehr zu tun. Hoher Wirkungsgrad wir also eigentlich nur benötigt, wenn du hohe Schalldrücke mit schwachem Verstärker erreichen willst.
An welche Boxen und an welchen Verstärker dachtest du denn?
Gruß
RCH
derboxenmann
Inventar
#4 erstellt: 07. Apr 2005, 12:31
Also Schlldrucke vn 90dB/1W/1m sind ja wohl bei klanglich ausgereiften Systemen auch bei kleinstlautsprechern realisierbar...

dann bleibt der Verstärker "cool" und das ist ne Menge wert, denn je mehr du aufdrehst, desto mehr verzerrt der Verstärker.

Aber solange es keine 82dB/1W/1m (BOSE) oder sogar 79dB/1W/1m (Technics)sind... dann ist das noch in Ordnung *g*



->dies gilt nicht der Pauschalisierung!
myspr
Neuling
#5 erstellt: 07. Apr 2005, 12:42


An welche Boxen und an welchen Verstärker dachtest du denn?


Verstärker 25W Sinus, Hörabstand 3m.



Wie laut ist Zimmerlautstärke und wie viel dB sind dass?


Weiss nicht, gibt es einen Richtwert für Zimmerlautstärke?
Ich dachte so an ein Volumen, bei dem man sich nebenbei noch gut unterhalen kann.

Es ging mir allerdings mehr um eine generelle Betrachtung des Themas. Bringt ein hoher Wirkungsgrad nur was für die Maximallautstärke oder auch etwas für den Klang im "Normalbetrieb"???
msw-fan
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 07. Apr 2005, 12:46
Keinen Einfluss auf den Klang!

Ist halt nur etwas mehr Leistung erforderlich... Deshalb sind Boxen mit geringem Wirkungsgrad z.B. für die meisten Röhrenverstärker eher ungeeignet, wenn auch mal laut gehört werden soll!
derboxenmann
Inventar
#7 erstellt: 07. Apr 2005, 12:52
Auswirkungen auf den "Klang" hat es nur in der Hinsicht, dass der Verstärker mit wenige rausgangsleistung hantiert... bei 25W Ausgangsleistung ist das mal ganz schnell an der Grenze...
RCH
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 07. Apr 2005, 12:54
Ich finde Lautstärke bei der man sich noch gut unterhalten kann ist so in etwa 70-80dB. Schafft also auch absolut jede Box. Bei billigeren Modellen ist es aber so, dass die erst bei nem höheren Schalldruck von etwa 90dB "richtig gut klingen". Eine 85dB Box würde dann mit deinem Verstärker ca. 92dB/25W/1m bringen.
Gruß
RCH
derboxenmann
Inventar
#9 erstellt: 07. Apr 2005, 13:00
92dB ist aber ganz schön mikrig... also es ist ja so, dass der Bass am meisten verschlingt an leistung, und bei 90% BAssanteil in Musik ist die Schalldruckangabe bei nem 1kHzTon natürlich völlig egal.

Einen 30Hz Ton hörst du erst ab 50dB... also darf da auch ruhig ein bissl mehr rauskommen im Bassbereich, das stört unterhaltungen nur zweitrangig...

Aber wie gesagt... 90dB/1W/1m schafft heutzutage fast jeder Ordentliche Lautsprecher mit gutem Klang...
richi44
Hat sich gelöscht
#10 erstellt: 07. Apr 2005, 13:23
Man könnte jetzt eine Abhandlung über die Entstehung des Wirkungsgrades verfassen.
Ich möcht es da etwas kurz machen und nur ein paar Aspekte berücksichtigen.
Für eine bestimmte Lautstärke bei einer bestimmten Frequenz ist eine bestimmte Luftmenge zu bewegen. Tiefe Töne = grosse Luftmenge.
Wenn ich also einen Tieftöner von 30 cm Durchmesser habe und mit ihm 30 Hz mit einem Schalldruck von 100 dB in 1m Abstand erzielen will, benötige ich ein bewegtes Luftvolumen von ca. 885 Kubikcentimeter. Die Membranfläche beträgt etwa 570 Quadratcentimeter. Folglich muss die Membran um total 1,55 cm schwingen. Wollte ich das mit einem 20 cm Lautsprecher erreichen, müsste dieser rund 2,5 mal weiter auslenken.
Da sind schonmal Limiten gesetzt. Aber nicht nur das. Damit diese Auslenkung möglich ist, muss die Wicklungshöhe der Schwingspule entsprechend gross sein. Sonst ist plötzlich kein Draht mehr im Luftspalt des Magneten und somit ist Ende der Durchsage.
Ist aber beispielsweise die Schwingspule 2,5cm breit gewickelt, der Luftspalt aber 1cm hoch, so ist eine Auslenkung von 1,5 cm möglich, andererseits "verpufft" aber 66% der Magnetkraft der Schwingspule ausserhalb des Magneten.
Nimmt man aber einen hart aufgehängten Tieftöner, wie er in Beschallungsanlagen üblich ist, so wird schon gar nicht versucht, 30 Hz zu übertragen. Man beschränkt sich vieleicht auf 63 Hz. Dann reicht eine bewegte Luftmenge von 200 ccm für 100 dB Schalldruck aus. Folglich kann man die Auslenkung weniger gross machen, konkret rund 1/4. Folglich kann die Wickelhöhe auch wesentlich geringer sein, sodass 95% der Wicklung im Magnetfeld verbleibt. Das erhöht den Wirkungsgrad entsprechend. Weiter kann ich die Polplatte des Magneten dünner und damit das Magnetfeld stärker konzentriert auslegen. Das erhöht den Wirkungsgrad weiter.
Wenn man sich die Daten bei den Lautsprecherherstellern anschaut, so gibt es 30er Subwoofer mit gerade mal 87 dB Schalldruck bei 2,83V in 1m Abstand, es gibt aber auch solche für Beschallungen mit 98 dB. Diese 12 dB Unterschied entsprechen einer vervierfachung der Verstärkerleistung.
Und wenn man die Daten weiter vergleicht, so ist leicht festzustellen, dass kleinere Lautsprecher meist weniger Schalldruck erzeugen. Logisch, weil die Membranfläche kleiner ist und daher das mögliche bewegte Volumen abnimmt. Es ist somit eine logische Folge, dass kleinere Systeme nicht so laut spielen können, also nicht den gleich hohen Schalldruck bei 2,83V erzeugen können wie grosse Lautsprecher. Die Aussage, dass beispielsweise 90 dB Schalldruck /W/1m bei Kleinslautsprechern möglich sei, ist daher falsch. Es gibt zwar vereinzelt Lautsprecher mit diesem Nennschalldruck in der 8cm-Klasse, aber diese lassen nur einen maximalen linearen Hub von 0,5mm zu, sodass bei einer Membranfläche von 33 Qcm gerade mal 160 Hz mit 80 dB wiedergegeben werden können. Da kommt man also auf höchstens 0,1W, die dem Lautsprecher zugeführt werden können. Sowas ist keine ausgereifte Konstruktion.

Die Frage ist nun einfach, wie hoch der Schalldruck zuhause sein soll. Mit 70 dB lässt sich schon etwas anfangen, mit 80 dB ist man auf der guten Seite. Also käme man für die 80 dB mit einem Verstärker von 2*5W alleweil aus, auch wenn der Wirkungsgrad der Boxen undiskutabel schlecht wäre.
Die Verzerrungen eines Verstärkers hängen stark von seiner Konstruktion und Einstellung ab. Die meisten Geräte der unteren Qualitätsklasse haben bei kleinen Lautstärken einen wesentlich höheren Klirr als kurz vor der Höchstleistung. Dies, weil die Übernahmeverzerrungen pegel-unabhängig sind, der Klirr aber in % des Nutzpegels gemessen wir. Steigt der Nutzpegel, während der Klirrpegel gleich bleibt, so verbessert sich der Klirr prozentual.
Höherwertige Geräte klirren erst, wenn sie übersteuert werden. Da sind bis zu diesem Punkt praktisch keine Verzerrungen wahrnehmbar.
snark
Administrator
#11 erstellt: 07. Apr 2005, 13:25
@richi44

Danke für den tollen Beitrag ! Sehr informativ und verständlich !!

snark
derboxenmann
Inventar
#12 erstellt: 07. Apr 2005, 13:53
Respekt!

Lautsprecher sind bei mir mit nem Membrandurchmesser von 15cm schon "Kleinst-" :)... von Bose redet ja keiner *g*

Sehr gut erklärt!!! Einwandfrei!
lens2310
Inventar
#13 erstellt: 07. Apr 2005, 18:37
Warum hoher Wirkungsgrad ?

1. Verstärker mit geringer Leistung (Röhren, A-Betrieb).
2. Dynamik
3. Geringe Verzerrungen durch geringe Auslenkung.
derboxenmann
Inventar
#14 erstellt: 07. Apr 2005, 18:54
Die Auslenkung ist unabhängig vom Wirkungsgrad...
Die Dynamik ist auch unabhängig vom Wirkungsgrad...
Murray
Inventar
#15 erstellt: 07. Apr 2005, 19:01

derboxenmann schrieb:
Die Auslenkung ist unabhängig vom Wirkungsgrad...
Die Dynamik ist auch unabhängig vom Wirkungsgrad...


Jein, die Auslenkung ist eher von der Gehäuseart bestimmt, aber Dynamik kommt erst mit gutem wirkungsgrad zustande! (Diese Aussage ist komplett IMHO! )

Murray, 97dB/1W/1m, momentan 2 Watt nutzend!
lens2310
Inventar
#16 erstellt: 07. Apr 2005, 19:11
Unabhängig, wirklich ??
Warum hab ich dann Hörner oder große Bassreflex ?
ukw
Inventar
#17 erstellt: 07. Apr 2005, 19:20
@richi44: Das Verstärker bei geriner Lautstärke klirren...
Ist ein komplexes Thema.
Bei fast allen Transistorverstärkern ist das der Fall.
Klirr ist hoch bei sehr geringer Leistung und bei über 90 % der Leistung.
Dazu ist bei hohen Frequenzen mehr Klirr vorhanden als Beispielsweise bei 250 Hz oder 1000 Hz.
Entsteht überwiegend Klirr bei niederfrequentem Testsignal, liegts meißt am unzureichenden Netzteil.
Entsteht überwiegend Klirr bei hochfrequentem Testsignal, liegt die Ursache oft in der mangelhaften Bandbreite des Verstärkers.

Dann muß man wissen, daß mal Thd (Distorsion) "Klirr" angegeben wird, und manchmal Thd/N Diostorsion&Noise (Klirr und Nebengeräusch) gemessen und angegeben wird. Immer genau hingucken was da genau steht.

Die Thd Werte sind immer "besser"

Ist Thd&Noise angegeben, so darf 0,1 % nicht wundern. Es ist schon ein guter Wert.

Noise (Nebengeräusche) die im Testsignal enthalten sind, werden oft durch unzureichene Schirmung der Signalwege oder parasitären Effekten der Bauteile/Netzteile verursacht.
derboxenmann
Inventar
#18 erstellt: 07. Apr 2005, 19:25
Wir reden hier rein vom Chassis...

Wenn der rückwärtige Schall auch genutzt wird ist die auslenkung natürlichkleiner im vergleich zu einem Chassis, wo in einem geschlossenen Gehäuse sitzt...

Hörner sind eine sache fürsich, hier kommt die Dynamik wohl eher dadurch, dass der Schall nicht zur Seite "ausweichen" kann... was zu Schalldruckgewinn führt Ich selber bin auch Horn-Fan keine Sorge... auch hohe Wirkungsgrade sind meine Sache

ABER: Ohne Hub, kein Schall... das wird sich nie ändern. Luft muss in bewegung gebracht werden, sonst haste keinen Schall, oder?

Und dass sich hart aufgehänge Chassis anders anhören als Weiche ist auch klar... oder?
lens2310
Inventar
#19 erstellt: 07. Apr 2005, 19:40
Aber eindeutig ist doch das bei der Fs im Bassreflex die Auslenkung des Chassis viel geringer ist und das gleiche trifft doch beim Horn zu. Wie sonst hätte man vor 50 Jahren überhaupt Bässe hören können. Alle Chassis waren auf maximalen Wirkungsgrad "gezüchtet", das heißt, geringe Membranmasse, kurze und somit leichte Schwingspule, da die Verstärker nur ein paar Watt liefern konnten.
Ein Chassis mit einer Fs von 60 Hz kann in einem entsprechend gebauten Horn auch noch 30 Hz abstrahlen und das mit hohem Wirkungsgrad und geringer Membranamplitude.
diablo
Ist häufiger hier
#20 erstellt: 07. Apr 2005, 19:46
Also ich vergleiche den Wirkungsgrad gerne mit Automibilen (Bin KfZ Mechaniker!): Ich kann z.B. mit einem Polo 180 fahren und mit einem Porsche, ABER welcher der beiden hat mehr "mühe" auf die180 zu kommen? Ich denke wenn man sehr Wirkungsgradstarke Chassis hat, kann man damit "besser" hören, weil alles viel "lässiger" abläuft! Das Chassis muss sich also (bei Zimmerlautstärke z.B.) nicht sonderlich "anstrengen", und (verzerrt weniger!) spielt dadurch viel Leichter usw. "Hören wie mit der Lupe!" Genügend Wirkungsgad vorausgesetzt

PS: Dann spielt die Verstärkerleistung auch keine Rolle mehr! Und wenn AUCH dieser sich nicht anstrengen braucht.... Ich hoffe es ist einigermaßen verständlich rübergekommen
lens2310
Inventar
#21 erstellt: 07. Apr 2005, 19:53
Sehe ich ähnlich.
Hast Du diese fetten Lowthertreiber aus deinem Avatar im Einsatz ?
Konnte sie letztens bei Audio-Technik hören. Sehr gut !!
Waren in einer Audiovector verbaut.
Herbert
Inventar
#22 erstellt: 07. Apr 2005, 20:39
Hier sollte etwas differenziert werden:

Der immer wieder gern zitierte Hub der Membran ("Verschiebevolumen") produziert noch keinen Schalldruck . Wie der Name schon sagt, es sollen Drücke erzeugt werden und keine Volumina verschoben werden. Mein Lieblingsbeispiel ist hier immer der Basstreiber ohne Gehäuse, der zwar jede Menge Luft bewegt, aber dennoch keine Druckschwankungen erzeugt. Daher muss der Hub immer in Verbindung mit der Einbauart gesehen werden. Und ein bisschen Richtwirkung ist auch ganz gut. Daher ist der "Kennschalldruck" hier das richtige Maß.

Das "Lässige" bei Lautsprechern höheren Wirkungsgrades ist wohl eher durch geringere Verluste innerhalb des Schwingsystems und meist höhere Schalldruckreserven bei großvolumigen Systemen zu erklären.

Gruss
Herbert
ukw
Inventar
#23 erstellt: 07. Apr 2005, 21:22
Klar, Herbert - das sind die Vorteile.
Systeme mit hohem Wirkungsgrad haben aber auch Nachteile.

Es gibt Chassis mit hohem Wirkungsgrad
und es gibt Gehäuse oder Funktionsprinzipien mit hohem Wirkungsgrad (Horn).

Je höher der Wirkungsgrad (besonders bei höheren Frequenzen z.B. 1000 Hz)
desto ehr ist der Tieftonbereich unter dem Niveau (Lautstärke und oder Qualität)
oder es wird zu einer äußerst kostenintensiven Materialschlacht.

Aktiv muß das System dann allemal sein.

Deshalb halte ich es nicht für sinvoll ein System zu sehr auf den Wirkungsgrad hin zu optimieren.
Wozu auch, da Verstärker Leistung in der heutigen Zeit bei "besserem" Home Hifi
kein Thema mehr sein sollte...
derboxenmann
Inventar
#24 erstellt: 07. Apr 2005, 21:29
Mein Beyma 15B100 hat im geschlossnen System schon 96dB *ggg*
Herbert
Inventar
#25 erstellt: 07. Apr 2005, 22:20

oder es wird zu einer äußerst kostenintensiven Materialschlacht.


Stimmt, Uwe!

....und der WAF leidet.
richi44
Hat sich gelöscht
#26 erstellt: 08. Apr 2005, 07:20
Es ist doch immer die Frage, wie ich den Wirkungsgrad erreiche. Das kann ich wie erwähnt mit einer grossen Membran tun. Dann bekomme ich aber auch ein entsprechend grosses Gehäuse.
Oder ich nehme eine kurze Schwingspule, die sich nicht aus dem Magnetfeld bewegen muss. Dann habe ich aber eine kleine maximale Auslenkung.
Wenn ich jetzt ein Horn baue, so hilft mir das Chassis mit hohem Wirkungsgrad, den Druck im Horn auch aufzubauen, denn ein Horn ist wie ein "Transformator". An der Membran entsteht ein sehr hoher Luftdruck, aber nur eine geringe bewegte Luftmenge. Am Ende des Trichters ist die bewegte Luftmenge gross, der Druck aber klein.
Würde ich ein normales Chassis mit langer Schwingspule und geringem Wirkungsgrad verwenden, könnte ich den nötigen Druck gar nicht erreichen, weil der "Elektromotor" des Lautsprechers dafür zu schwach ist. Folglich hätte ich mit jenem Chassis zwar ein Horn, aber weder mehr Schalldruck noch sonstige Horn-Vorteile.
Wenn ich aber die Hornfunktion in Abhängigkeit von der Frequenz anschaue, so muss ich feststellen, dass für tiefe Töne ein sehr grosses, langes Horn nötig ist. Ist es nämlich zu klein, so entsteht keine Drucktransformation mehr. Die Kiste ist dann eine "verbogene" Schallwand, und dazu wäre dann das verwendete Chassis absolut ungeeignet.
Darum sind wirkungsgradstarke Hörner erstens mit Chassis mit harter Membranaufhängung ausgerüstet (die Resonanz spielt fast keine Rolle mehr), um den Wirkungsgrad zu erreichen und zweitens oft als Eckhörner gebaut, um den Raum als Hornverlängerung zu benutzen.

Und noch etwas zur Dynamik. Das ist der Unterschied zwischen der lautesten und der leisesten Stelle. Angenommen, diese wäre 60 dB, so ist dieser Wert durch die Aufnahme gegeben. Ob ich nun die Maximallautstärke mit 10W oder mit 100W erreiche, hat auf die Dynamik keinen Einfluss. Die 60 dB bleiben 60 dB und die Leistung für das Lautstärkeminimum ist hal einmal 10 Mikrowatt und einmal 100 Mikrowatt.
diablo
Ist häufiger hier
#27 erstellt: 08. Apr 2005, 18:01
@lens2310:"Hast Du diese fetten Lowther treiber aus deinem Avatar im Einsatz ?"
Ohh.. Was würde ich dafür geben wenn ich mir dieses "Prachtexemplar" von einem Horn-Treiber leisten könnte! Nein, ich habe zur Zeit den
PM6C(in der Bicor 200 Plus ATS Eckhorn, bin sehr zufreiden ), aber die Sicke fängt an sich aufzulösen, weshalb ich jetzt am überlegen bin, ob ich mal die Ersatzmembrane von Stamm probieren soll! Mal sehen...

Hier nochmal zum sabbern (zumindest für mich)....

PM6C:
Stamm-Membrane: http://i19.ebayimg.com/01/i/03/94/c9/28_1_b.JPG
Bicor200: http://lowther.de/lowther/lautsprecher/bicor200.jpg
ATS: http://lowther.de/lowther/subwoofer/ats.jpg
Herbert
Inventar
#28 erstellt: 09. Apr 2005, 12:37

aber die Sicke fängt an sich aufzulösen, weshalb ich jetzt am überlegen bin, ob ich mal die Ersatzmembrane von Stamm probieren soll! Mal sehen...


Die Sickenproblematk hat dann auch bei mir u.A. den Einstieg zum Ausstieg aus der Lowther-Geschichte initiert. Und wenn ein Recone-Kit dann mehr kostet als ein anderer, hochwertiger Treiber.....

Die Stamm-Membran scheint den gleichen Schaumstoff zu verwenden. Zudem wirkt der Hochtonkonus sehr resonanzanfällig. Lowther hat in diesem Punkt ja vor einigen Jahren nachgebessert.

Gruss
Herbert
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