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Formel: Schalldruck eines Lautsprechers bei einer Verstärkerleistung berechnen

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SonnyTucson
Hat sich gelöscht
#51 erstellt: 02. Apr 2015, 23:26
Du hättest auch einmal in die andere Richtung rechnen müssen. Um den Schalldruck um 20dB zu erhöhen (107dB) braucht man dann die 100-fache Leistung. Für 50dB tatsächlich nur einen Bruchteil (0.0002W).
ehemals_Mwf
Inventar
#52 erstellt: 03. Apr 2015, 11:41

Skeip (Beitrag #50) schrieb:
... Oder habe ich mich irgendwo verrechnet?

Nein.
Aber deine "Zimmerlautstärke" ist mit 50 dB schon auffallend niedrig,
und/oder ungenau gemessen, kein Spitzenwert ...

Die ~logarithmische Empfindungscharakteristik vieler Sinneseindrücke ist Ursache für die extreme Spannweite von - linearen - Leistungsanforderungen.

Keine Frage, HiFi-Verstärker sind -- abgesehen von Subwoofern -- für viele Homezwecke klar über-dimensioniert.
Einstellige Watts würden reichen.
Nur, wem willst du das klarmachen, wie willst du das verkaufen?

Gruss,
Michael
Skeip
Neuling
#53 erstellt: 03. Apr 2015, 11:55
Also ich habe dann natürlich noch so laut gemacht das ich 70db gemessen habe, und hatte direkt das Bedürfnis Gehörschutz an zu ziehen. Also ich werde glaube ich nie so laut Musik hören.

Also da ich mit eine Smartphone gemessen hab ist das natürlich sehr ungenau. Aber es wird selbst wenn es 10db mehr waren und selbst wenn der Lautsprecherhersteller gelogen hat und es nur 83db/1W/1m sind. Ist die aufgenommene Leistung verschwindent gering.

Also mir ist ja relativ wie die wie man das verkauft.
Mir war nur wichtig das ich jetzt weiß, dass es völlig aussreicht einen 500€ Verstärker mit 60W Ausgangsleistung zu kaufen. Alle anderen sollen ruhig teure Verstärker kaufen.


[Beitrag von Skeip am 03. Apr 2015, 12:02 bearbeitet]
Willi.E
Stammgast
#54 erstellt: 05. Apr 2015, 16:03
Mein Verstärker hat 2x 8mW und das reicht mir vollkommen um die Ohren klingeln zu lassen.
kinodehemm
Hat sich gelöscht
#55 erstellt: 05. Apr 2015, 20:49
Moin


2x8mW
ehrlich, Willi?

Das wäre aber in der Tat ein neuer Tiefenrekord..
Selbst ne SE ECC83 hätte ja mehr Leistung
Willi.E
Stammgast
#56 erstellt: 05. Apr 2015, 21:21
Hallo,


ehrlich, Willi?


Ja klar, ich lüge dich nicht an. Nur ist der angesprochene
Verstärker für Kopfhörer hergestellt worden.

Haha, das musste einfach sein. Das ist so ein Flachwitz ey.
Klaus-R.
Inventar
#57 erstellt: 23. Mai 2015, 10:39
Hallo,

beschäftige mich gerade selber mit diesem Thema und dachte, daß die zur Berechnung notwendigen Formeln vielleicht ganz nützlich sind.

Bei einer Abstandsverdopplung fällt der Pegel in kleinen Räumen um ca. 3 dB, wie Messungen ergeben haben:

Toole, "Loudspeakers and Rooms for Sound Reproduction—A Scientific Review", J. of the Audio Engineering Society 2006, S.451

http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=13686

1. Für kleine Räume gilt daher die Freifeld-Formel für die Schallpegelabnahme (dBSPL) mit der Entfernung (m)

L2 = L1 - | 20 log r1/r2) |

nicht und muß stattdessen heißen

L2 = L1 - | 10 log r1/r2 |

| n | = (absoluter) Betrag der Zahl n
http://de.wikibooks....eelle_Zahlen:_Metrik


2. Der Schallpegel (dBSPL) in 1 m Entfernung bei einer zugeführten Leistung von 1 W ist gegeben durch den Kennschalldruck K des Lautsprechers in dB/1W/1m.

Erhöht man die zugeführte Leistung P, so ist der Pegel L in 1 m zu berechnen nach

L = K + | log P |

3. Bei 2 inkohärenten Schallquellen, die den gleichen Pegel L (dBSPL) erzeugen, ist der Summenschallpegel Ls (dBSPL)

Ls = L + 3.01

Da der eingangs vorgestellte Rechner die Freifeld-Formel benutzt, sind die Ergebnisse nicht dieselben, die man in kleinen Räumen erhält. Obige Formeln erlauben, die richtigen Werte zu berechnen.

Die so berechneten Werte berücksichtigen allerdings nicht die Erstreflexionen, deren Pegel von der Aufstellung im Raum und zusätzlich vom Abstrahlverhalten der Lautsprecher abhängt, und dann noch von den akustischen Eigenschaften der Reflexionspunkte (Reflexion/Absorption/Diffusion).

Edit: Habe das mal für meinen Raum durchgerechnet: bei einem Direktpegel von 80 dB am Hörplatz kommen durch die Reflexionen 8,3 dB dazu, berücksichtigt man zusätzlich das Abstrahlverhalten, sind es nur 5,6.

Klaus


[Beitrag von Klaus-R. am 23. Mai 2015, 11:58 bearbeitet]
old-DIABOLO
Stammgast
#58 erstellt: 03. Jun 2015, 17:11
Hallöchen Klaus.

Du addierst inkohärent. Da stimmen die 3 dB, fast. In der Praxis, bei stereophoner Musikwiedergabe, sind jedoch durchschnittlich über 80 % der Signale mit monauralen Charakter. Dies ergibt eine kohärente Addition, im ideal 6 dB.

Da die ganze Geschichte jedoch auch noch abhängig vom Abstand der Boxen zueinander, somit der der Frequenz zughörigen 1/2 Wellenlänge ist, kommen weitere akustische Parameter hinzu.

Genau genommen ist nur ein Kompromiss möglich, zu tiefen Frequenzen geht die Addition Richtung 6 dB, zu hohen sind es ca. 4,5 dB (Ergebnis aus Addition Direktschall, 6dB sowie Diffus-Schall, 3dB.

In der Praxis ist dann der Frequenzgang einer einzelnen Box (Signale nur eine Seite betreffend) zu tiefen Frequenzen zu leise oder die Summe beider Lautsprecherboxen (monaurale Signale) zu laut.

Es geht nur um wenige dB, unsymmetrische Raumeinflüsse und die psychoakustische Wahrnehmungseffekte auch nicht berücksichtigt. So wie ich deine Beiträge lese interessieren dich auch Details. Und da sind es für entsprechende Qualität meiner Erfahrung durchaus hörbare Argumente.

Die Formeln zur Herleitung sind dir sicherlich geläufig, ansonsten natürlich Klasse Erklärung auf den Seiten von EBS s. o. Schade das er vor geraumer Zeit...

Gute Zeit!


[Beitrag von old-DIABOLO am 03. Jun 2015, 17:16 bearbeitet]
Klaus-R.
Inventar
#59 erstellt: 05. Jun 2015, 06:52
Moin Diabolo,


old-DIABOLO (Beitrag #58) schrieb:
Du addierst inkohärent. Da stimmen die 3 dB, fast. In der Praxis, bei stereophoner Musikwiedergabe, sind jedoch durchschnittlich über 80 % der Signale mit monauralen Charakter. Dies ergibt eine kohärente Addition, im ideal 6 dB.


Hab' mal bei Sengpiel geschaut, und ein bißchen gegurgelt. Der Korrelationsgrad scheint von der Aufnahmetechnik, sowie der Frequenz abzuhängen, kann jedoch nur statistisch und nicht absolut erhalten werden. Für die 80%, haste da mal 'ne Quelle? Wenn der Korrelationsgrad zw. 0 und 1 liegt, wie soll man dann addieren? Einmal 3 dB, einmal 6 dB, und der tatsächliche Wert liegt irgendwo dazwischen?


Da die ganze Geschichte jedoch auch noch abhängig vom Abstand der Boxen zueinander, somit der der Frequenz zughörigen 1/2 Wellenlänge ist, kommen weitere akustische Parameter hinzu.


Die Sache mit dem Boxenabstand, kannste das mal näher erläutern, und haste auch da eine Quelle? An welche akustischen Parameter denkst Du?


Genau genommen ist nur ein Kompromiss möglich, zu tiefen Frequenzen geht die Addition Richtung 6 dB, zu hohen sind es ca. 4,5 dB (Ergebnis aus Addition Direktschall, 6dB sowie Diffus-Schall, 3dB.


Wie sieht das dann mit den Reflexionen aus? Sind gleichen Reflexionen (Seitenwand - Seitenwand) untereinander kohärent, sind unterschiedliche Reflexionen (Decke - Boden) untereinander inkohärent? Quelle dafür?

Edit: Nur am Rande: in kleinen Räumen gibt es kein diffuses Schallfeld, wie zahlreiche Messungen gezeigt haben. Eine Literaturauswertung zu diesem Punkt kann ich bei Interesse schicken.

Klaus


[Beitrag von Klaus-R. am 05. Jun 2015, 07:10 bearbeitet]
old-DIABOLO
Stammgast
#60 erstellt: 07. Jun 2015, 02:54
Hallöchen Klaus.

80 % monauraler Charakter. Die Thematik hatte mich vor einigen Jahren interessiert. In der Literatur zur Aufnahmetechnik fanden sich ähnliche Angaben mehrheitlich, jedoch vereinzelt auch erheblich abweichende Angaben. Dies veranlasste mich selbst Messungen vorzunehmen. Verglichen wurde hierbei das elektrische Verhältnis Summensignal (monaural) zu Differenzsignal (li oder re) stereophoner Aufnahmen. Zudem hochpassgefiltert ab 100 Hz.

Je nach Musikrichtung und alter der Aufnahmen waren die Abweichungen höher, jedoch typische Rock, Poppklassiker (gute, nicht bis auf maximale Lautheit komprimierte Aufnahmen) liegen hier zumeist recht nahe beisammen.

Wie du schreibst ist es jedoch frequenzabhängig zu gewichten. Geschuldet je nachdem ob das Gehör die Laufzeit (zu tiefen Frequenzen) oder Lautheit (zu hohen Frequenzen) auswertet (Empfindungsgrössen)

Du hättest gerne Literaturangaben und ich muß an dieser Stelle passen, es ist schon zu lange her. Jedoch um es selbst zu testen braucht es ja nicht viel Elektronik. Ein Differenzierer und ein Summierer, sowie ein Hochpass. Ich hatte damals mit einem Neutrik Audiographen gemessen und ausgewertet, aktuell würde ich es mit ARTA machen.

Korrelationsgrad. Wie du schreibst liegt der Wert zwischen 3 und 6 dB, entsprechend einer nicht kohärenten und einer kohärenten Addition. Lass es uns praxisnah betrachten. Stereophone Musik enthält immer monaurale wie auch binaurale Signale (sonst gäbe es keine Phantomschalquellenmitte). Hieraus folgt, die theoretisch maximal mögliche Differenz zwischen 3 dB und 6 dB Addition von 3 dB wird also nicht gegeben sein. Jedoch log 10 und log 20 nachgerechnet und verglichen, ob 50 oder 90% der Signale monauralen Charakter haben, liegt die Leistungsdifferenz im Bereich 1 – 2 dB. So bleibt schlussendlich eine absolute Addition von ca. 4,5 dB +-0,5 dB, (frequenzabhängig). Betrachtet werden elektrische Werte, nicht berücksichtigt sind psychoakustische Wahrnehmungseffekte wie Laufzeit- und Lautheitslokalisationsunterschiede.

Boxenabstand. In kurzer Form. Wenn der Durchmesser der Lautsprechermembran kleiner der ½ Wellenlänge = +6dB bei Lautsprecherverdoppelung (gleiche Leistung für jeden LS). Jedoch nur wenn der Lautsprecherabstand zueinander wiederum kleiner ½ Wellenlänge ist sonst weniger. Im realen Wohnraum wird dies entsprechend durch Reflexionschalle, Moden zusätzlich verzerrt. Siehe auch obigen Beitrag von MWF(2010) und EBS (Eberhard Sengpiel)

Sind Reflexionsschalle kohärent oder inkohärent in der Addition? Inkohärent! Die Wahrscheinlichkeit dass sich einzelne Reflexionsschalle addieren ist genauso groß wie die einer Auslöschung (konstruktive / destruktive Addition). In der Summe = Mehrfachreflexionen + unterschiedliche Wellenlängen unterschiedlicher Frequenzen bleibt über den Frequenzbereich logischerweise eine typische inkohärente Addition. Ob Seitenwand, Rückwand, Frontwand, Decke oder Boden, aus elektroakustisch energetischer Sicht sind es schlicht Reflexionen.

Ich hab es jetzt versucht ohne die gewünschten Quellenangaben verständlich zu beschreiben, passt trotzdem? Sonst Möser, Schwamkrug, Blauert, Zwicker, Kutruff, … DEGA/DAGA Papers. Die Klassiker zu Elektroakustik, Akustik, Psychoakustik halt.

Diffuses Schallfeld. Sorry, Nahfeld – Fernfeld – Direktschall – Diffusschall – Raumschall, da geht es mir wie vielen die diese Begrifflichkeiten, nicht korrekt, vertauschen oder die typischen Wortverfälschungen vornehmen. Danke für den Hinweis.


[Beitrag von old-DIABOLO am 07. Jun 2015, 03:18 bearbeitet]
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