Facharbeit über Lautsprecher

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dominik44
Stammgast
#1 erstellt: 02. Jan 2013, 22:55
Hallo,

Ich schreibe eine Facharbeit in Physik über Lautsprecher, genauer gesagt, welche Probleme es bei den beliebten kleinen Lautsprecher ala Bose gibt. Ich steh noch am Anfang. Bis jetzt hab ich folgende Probleme gefunden, die man analysieren könnte-mit Physikalischer Begründung, versteht sich:
-Material Plastik -> Ungewünschte Schwingungen
- kleines Volumen/Chassis ->Beschränkte Pegelfestigkeit, Basstiefe, weiterführend inwiefern ein separater Subwoofer das Problem löst und welche Probleme dennoch auftreten.(Trennfrequenz etc., Bass Verteilung, Übergang)
-Verwendung meist nur einer Chassis pro Lautsprecher-> Einbußen im Klang, Problem alle Frequenzen sauber darzustellen.
-aber auch Vorteile: ,,Jede Lautsprecherbox steht sich, was die Schallabstrahlung im Raum betrifft, quasi ja selbst "im Weg""

Gibt es hier noch Ergänzungen zu dem Teil?

Zunächst werde ich natürlich noch auf den Grundlegenden Aufbau eines Lautsprechers eingehen, die Grundlagen der Akustik klären(Schall, Schwingungen , Reflexionen, Frequenzen(was ist eigentlich ein Ton etc., Wie nimmt ein Mensch diesen wahr) und das Ideal Charakterisieren. Am Schluss werde ich noch Höreindrücke und Vergleiche zwischen ausgewachsenen Lautsprechern erläutern. So möchte ich es ungefähr aufbauen.
Inhaltsangabe:
Einleitung: Der Trend zu den ,, unsichtbaren´´ Schallwandlern.
Akustik: Was ist überhaupt ein Ton, Wie erreicht er uns, Wie nehmen wir ihn war-ein Ausflug in die Biologie.
Der Lautsprecher: Hintergrund, Physikalische Grundlagen, Aufbau eines Dreiwegesystems, das Ideal.
Die Probleme der ,,Mini-Lautsprecher“
(dann die eben genannten Punkte)
Höreindrücke: Wie wirken sich die Probleme auf Klangbild aus, auch in Vergleich zu ausgewachsenen Lautsprecher.
Resümee

Ich wäre für jede Ergänzung dankbar(Fachliteratur Empfehlungen. Aufbau z.B)

Viele Grüße
Dominik
Markus_Pajonk
Gesperrt
#2 erstellt: 03. Jan 2013, 01:43
Hallo,
schau mal auf www.fink-audio.com und www.klippel.de Dort gibt einiges an weiterführendes Material.

Markus
Kantreuter
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 03. Jan 2013, 11:38
Und noch ein paar Beispiele für

Grundlagen zur Akustik:

www.sengpielaudio.com

Wellenfelder, Aufnahme- und Wiedergabetechnik (Schallausbreitung und auditive Wahrnehmung), etc.:

hauptmikrofon.de - Helmut Wittek Publications
www.anselmgoertz.de

Grundlagen zum Lautsprecherbau für Lau:

Lautsprecher - Dichtung und Wahrheit

'Edith': Für das eigentliche Thema der Arbeit von Interesse könnte auch noch das folgende Projekt aus der Selbstbauszene sein:
Photostory - Entwicklung der Nugget (PDF)

Folgende Punkte sind aus meiner Sicht zur Eingrenzung der zentralen Probleme von Kleinlautsprechern mit und ohne Subwoofer besonders interessant.

1. Preisgestaltung: Qualität, konstruktiver Aufwand und Ausführung bewegen sich bei faktisch allen Modellen, die mir bisher untergekommen sind, am untersten Ende der Fahnenstange. Besonders die beliebten Komplettpakete scheinen zur Kompensation der vergleichsweise niedrigen Margen der für's Image notwendigen, hochwertigen Systeme herangezogen zu werden

2. Die Fähigkeit von Kleinstlautsprechern zur Wiedergabe tiefer Töne ist aus physikalischen Gründen stark begrenzt. Häufig gelingt, insbesondere bei höherem Schalldruck, nicht einmal die Anbindung an die vom Hersteller empfohlenen oder mitgelieferten Subwoofer. Wird deren obere Grenzfrequenz zu hoch angesetzt, ist's in diesem für die auditive Wahrnehmung sehr wichtigem Bereich vorbei mit Stereo. Ein Satellit muss bis deutlich unter die Wahrnehmungsschwelle des Richtungshörens sauber übertragen und der Subwoofer an der Übernahmefrequenz mit steilem Abfall 'ausblenden' ohne tonal zu 'verschmieren' oder durch die Kombination der 3 (!) Quellen unerwünschte Peaks (oder tiefe Täler...) zu erzeugen. Also in der Praxis wg. 1. faktisch immer ein Kompromiss. Mal davon abgesehen dass ein Großteil der 'Brüllwürfel' den Tatbestand der akustischen Täuschung erfüllen, da auch DSP-Systeme bei unzureichendem Volumen / Lauflängen trotz tellergrosser Membranen und Sicken im Format von Staubsaugerschläuchen an ihre natürlichen Grenzen stossen...

Dann noch viel Spass und Zeit für Deine weitere Recherche - und ich würd' mir das mit dem Thema nochmal überlegen...



[Beitrag von Kantreuter am 03. Jan 2013, 14:06 bearbeitet]
dominik44
Stammgast
#4 erstellt: 03. Jan 2013, 14:47
Vielen Dank schon mal,

damit kann man arbeiten.Besonders das Buch ,,Dichtung und Wahrheit" scheint recht ausführlich zu sein-Es wird selbstverständlich kein Pappenstiel werden, dass durchzuarbeiten und vor allem zu verstehen,auch die ganzen anderen Materialien. Inwiefern meinst du, dass ich es mir mit dem Thema nochmal überlegen sollte? Mein Physik Lehrer war überraschenderweise begeistert.

Viele Grüße
Dominik
Kantreuter
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 03. Jan 2013, 15:19
"...
Inwiefern meinst du, dass ich es mir mit dem Thema nochmal überlegen sollte?
..."

Hallo Dominik,

ich kenn' Dein Lehrer nicht - aber die physikalische Seite wird schnell arg komplex - und das kann in Bezug zum Anspruch gewisse Risiken beinhalten wenn Du an der falschen Stelle tiefer bohrst.

iceman650
Stammgast
#6 erstellt: 04. Jan 2013, 01:24
Naja, kommt auf deine Jahrgangsstufe und eben auch auf den Anspruch deines Lehrers (=deiner Schule) sowie eben auch den Umfang der Arbeit an.
Wenn du das ganze in 5 Seiten unterbringen sollst, wird es natürlich schwer.
20 Seiten darüber wären natürlich weniger das Problem.
Da du von Physiklehrer sprichst, bist du vermutlich noch Schüler? Auch da ist eben die Sache - Leistungskurs Jahrgang 12-13 ist das weniger das Problem, Klasse 8 Realschule ist eher ein größeres Projekt, wenn du deinen Umfang durcharbeiten willst.


Gruß, Marc


[Beitrag von iceman650 am 04. Jan 2013, 01:46 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 04. Jan 2013, 10:52
...und noch ein Punkt:
Wenn Du es rein physikalisch betrachtest, wirst Du schreiben, dass die Gehäusekonstruktion des Kleinlautsprechers z.B. bei 200Hz eine Resonanz bildet und dabei die Systemgüte auf 1 ansteigt.
Klanglich hat dies zur Folge, dass diese Frequenz angeregt wird, sodass eine Zeit vergeht, bis das Signal vorhanden ist, aber dass es auch die gleiche Zeit dauert, bis das Signal "verklungen" ist. Physikalisch ist es ein "Pappenstiel", musikalisch aber ein entscheidender Faktor.

Ich will damit sagen, dass es natürlich möglich ist, die Gründe und die mechanischen Auswirkungen gegenüber zu stellen und daraus eine "Tabelle" zu konstruieren. Was dies aber bei der Musikwiedergabe bedeutet bleibt dabei auf der Strecke und die Arbeit hat für den Aussenstehenden keinerlei Wert. Was Du auflisten wirst ist eigentlich in einer Reihe von Büchern zu finden.
Wenn Du dem Ganzen einen Sinn geben willst, dann muss es im Verhältnis zur hörbaren Wiedergabe stehen. Es müsste also angeführt werden, was die erwähnte Systemgüte 1 bedeutet. Und es müsste nicht nur erklärt werden, dass eine kleine Membran nur eine geringe Luftmenge bewegen kann, sodass tiefe Frequenzen nur mit kleinen Pegeln möglich sind. Es müsste auch erklärt werden, wie eine Bassreflexbox funktioniert oder eine TML, weil damit erstens die Membran-Rückseite mit in die Abstrahlung einbezogen wird und weil zusätzlich (zumindest bei der BR) die Wiedergabelautstärke erhalten bleibt, auch wenn die Membranauslenkung im Resonanzbereich abnimmt.

Also, entweder wird es eine Formelsammlung ohne Praxisbezug oder es wird eine Erklärung der Zusammenhänge mit dem Bezug zum Musik hören (inkl. Musiktheorie wie Oktave, Quinte, Terz usw) und eine kurze Erklärung des Hörens allgemein. Der zweite Fall wird aber recht umfangreich....
dominik44
Stammgast
#8 erstellt: 04. Jan 2013, 13:27
Hallo,

@iceman650

Also ich bin in der 11 in Lk Physik.Die Facharbeit soll max. 15 Seiten rein geschriebener Text sein.

@richi44

Natürlich sollte das Hörbare nicht auf der Strecke bleiben. Aber wenn ich dann noch Musiktheorie dazu nehmen muss sinnvollerweise, wird das alles sehr knapp.Das dumme ist man darf auch nicht mehr schreiben, gibt Punktabzug.

@kantreuter

Und mein Physiklehrer wies mich noch darauf hin, dass ich aufpassen solle, genug Physikalisches mit hinein zu bringen

Nochmal vielen Dank an alle für die hilfreichen Hinweise.

Ich werde mich die Tage damit beschäftigen, mir mal einen besseren Überblick zu verschaffen und einen Plan zu erstellen was rein kommt und in welchen Maßen-Das auf 15 Seiten zu bekommen wird das Hauptproblem sein.Ich werde mich dann nochmal melden.

Viele Grüße
Dominik
dominik44
Stammgast
#9 erstellt: 10. Feb 2013, 13:52
Hallo,

Demnächst geht es in die Uni-Bibliothek um weitere Fachliteratur zu besorgen.Das Buch ,,Dichtung und Wahrheit´´ war zwar schon recht hilfreich(nur die ganzen Schwärzungen nerven), nur braucht man eben mehr Quellen, leider nicht nur von Internetseiten. Ich habe bis jetzt noch Webers Tontechnik und Handbuch der Tontechnik gefunden als Literatur, die ich mir ausleihen werde. Gibt es noch weitere wichtige Werke zu dem Thema?

Viele Grüße
Dominik
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