Ersatzschaltbild Lautsprecher

U=R*I schrieb:

ich möchte bei LTSpice-Simulationen nicht immer nur einen ohmschen Widerstand an den Ausgang meiner Schaltung hängen. Ich suche daher ein näherungsweise allgemeingültiges Ersatzschaldbild für gängige dynamische Lautsprecher. Ich weiß, dass jeder Lautsprecher anders aufgebaut ist und der Impedanz- und Phasenverlauf jedes Mal anders aussieht. Es soll einfach die Tendenz wiedergeben und zeigen, ob ein Verstärker an komplexen Lasten Probleme hat.

Was ich in einem Fall mit PA-Lautsprechern gemacht habe: Vom Hoch- und Tiefmitteltontreiber den ohmschen Widerstand und die Induktivität gemessen und diese in's Spice-Schaltbild eingesetzt. Dann die Frequenzweichenbauteile mit Ihren aufgedruckten Sollwerten dazugenommen und bei den Frequenzweichenspulen noch zusätzlich den ohmschen Widerstand gemessen und mit eingesetzt. Nun noch den ohmschen Widerstand des Lautsprecherkabels gemessen und mit in die Schaltung reingesetzt - damit hab' ich dann simuliert. Aufgrund der Niederohmigkeit der ohmschen Verlustwiderstände ist hier natürlich nach Möglichkeit Vierdraht-Kelvin-Messung angesagt - sonst werden die Meßfehler unangenehm groß. Die Induktivitäten von Lautsprecherchassis und Drosseln sollte man in diesem Fall übrigens nur mit einer klassischen Meßbrücke mit 1[kHz] Meßfrequenz (welche im Bereich der späteren Betriebsfrequenzen liegt) messen und nicht mit mit einem L-Meßgerät auf Resonanzbasis (wie z.B. R&S LARU). Der Grund hierfür liegt darin, daß die Resonanzmessung bei den üblichen Induktivitätswerten im unteren einstelligen [mH] Bereich bei Meßfrequenzen von vielen zehn [kHz] stattfindet - und hier erscheint dann die (meistens doch erhebliche) Wicklungskapazität deutlich im Meßergebnis und sorgt im Extremfall für Meßfehler von 50% und mehr (alles eigene praktische leidvolle Erfahrung). Was man auch noch relativ einfach machen kann: Die - aus dem Datenblatt bekannte oder selbst ermittelte - Resonanzfrequenz des einzelnen Lautsprecherchassis in der Simulation als Parallelschwingkreis passender Güte parallel zum jeweiligen Lautsprecherchassis legen - der bildet dann die Impedanzerhöhung bei Resonanz in der Schaltung ab. Das sollte noch relativ einfach möglich sein - alle anderen Dinge, welche die elektromechanischen und / oder elektroakustischen Eigenschaften der Lautsprecher möglichst komplett nachempfinden sollen, brauchen eigene Bauteilemodelle für jedes Lautsprecherchassis und werden deswegen ziemlich kompliziert und aufwendig.

In meinem Fall hab' ich die Frequenzweiche simuliert und deswegen den Verstärker einfach als Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand von 0.05[Ohm] bis 0.1[Ohm] in der Simulation stehen gehabt. Ich war allerdings doch sehr erstaunt, welche durchaus signifikanten Änderungen im Frequenzgang- und Phasenverhalten die Einbringung der ohmschen Verlustkomponenten (Lautsprecher, Drosseln, Kabel) in die Schaltung gegenüber einer mit idealen, verlustlosen Komponenten simulierten Schaltung erbrachte - hier bilden sich durch die R/L-Zeitkonstanten weitere, frequenzbestimmende Glieder aus, die das Verhalten der Gesamtschaltung doch deutlich beinflussen.

Dieser komplette Lautsprecher sieht (mit 8[Ohm] Nennimpedanz und 1.500[Hz] Trennfrequenz) bei mir in Spice dann so aus:

http://666kb.com/i/aznh0p3ueexvtl8jw.jpg

Grüße

Herbert

Hallo Herbert,

wow, da hast du dir ja richtig Mühe gegeben! Werde ich gleich mal ausprobieren.

Grüße
URI

Moin Herbert,

ich habe dein LS Model auch mal Simuliert,
übrigens cool was du da gemacht hast

Gehe ich recht in der Annahme das:
R1 / L3 der Bass ist und
R2 / L4 der Hochtöner

LG Therese

PS: könntest du das nicht mal etwas besser erklären
was das Kabel usw. ist

Tip
Elrad-DVD-Rom!, s gab dort einige Artikel, z.B.

"Softe Spanplatten,
Berechnng von Lautsprecherboxen mit PSpice"