Manger - der bessere Breitbänder?

[hreith]

Hi Moppel,

wer nicht über sich selbst lachen kann, den sollte man nicht ernst nehmen.
Die übelsten Frauenwitze habe ich von Frauen gehört - und der oben ist auch von einem Physiker.

[Ollie]

Re: Doch keine Physik, sondern simple E-Technik?

tiki,

Original geschrieben von tiki

Insofern kann man alle Ladungsausgleichsvorgänge auf den Statoren selbst vernachlässigen, da sie sich in weit kürzeren Zeiträumen abspielen, als durch die oberste, akustisch zu übertragende Frequenz vorgegeben.

Mit zu großen Zeitkonstanten innerhalb der Statoren funktionierte der Wandler prinzipiell nicht, weil die Anregungsspannung eben nicht über die Statorenfläche konstant wäre.

Ich erkenne an dieser Stelle überhaupt kein Problem.

Das hast du jetzt falschrum hingedacht. Dass "alle Ladungsausgleichsvorgänge auf den Statoren (...) sich in weit kürzeren Zeiträumen abspielen, als durch die oberste, akustisch zu übertragende Frequenz vorgegeben" ist, ist gerade das hier entscheidende Problem.

Mal dir mal auf, wie die Folie sich bei "Auslenkung" durchbiegt (gedehnt, uebrigens), und dann ueberlege dir, was auf den Statoren passiert, wenn die Folienmitte, d.h. der Scheitelpunkt der Beigung, dem einen Stator naeher kommt. Na? Die Ladungen auf den Statoren verschieben sich schnell genug (sic!), um wegen Influenz in die Statorenmitte zu rutschen. Und was machen die Ladungen da? Eben. Wie also bewegt sich eine ESL-Membran? Wie ein (chaotisch?) zappelndes Seileck und eben nicht irgendwie koplanar oder sonstwie wunschgetraeumt. (Hausaufgabe: wie verhindert man allzuheftige Ladungsauflaeufe auf den Statoren? Hint: Berechne die Coulombabstossung der Ladungen auf dem Stator untereinander.)

Uebrigens kommt die gedehnte Folie fuer ihre Rueckstellkraft selber auf. Die Folie kann sich noch so linear dehnen, wie sie will - die Kraft ist nicht parallel zur Auslenkung, d.h. der ESL hat genau dasselbe Problem wie jede Zentrierspinne: RS-Kraft nichtlinear mit der Auslenkung. Huch. Aber das nur am Rande.

tiki, mach mal Lesestunde: Streng, J.H., 1989, JAES, 37, 3, und Streng, J.H., 1990, JAES, 38, 5. Vergleiche mit Walker (1980) oder sonstige seiner Schriften. Und wenn du gelesegestundet hast, sag nochmal ganz laut, es sei simple E-Technik und mach mich auf meinen grossen Denkfehler aufmerksam.

Bis dahin jedoch: Cheers!
Ollie

[lachkiste]

Re: Doch keine Physik, sondern simple E-Technik?

Original geschrieben von tiki
Hallo Ollie und lachkiste,

Insofern kann man alle Ladungsausgleichsvorgänge auf den Statoren selbst vernachlässigen, ...

...

Schlimmer, diese Aussage ist gänzlich unverständlich.

Gruß, Timo

Timo,

Die ladungsverteilung auf dem stator ist selbst bei einer auferlegten gleichspannung nicht homogen und damit die kraft auf die folie nicht homogen und damit zumindest die simplifizierte darstellung im "Jecklin" schlicht falsch - insbesondere was das rundumstrahlen und den "wirkungsgrad" betrifft. Meiner kenntnis nach haben die bastler an ESL das umwerfende problem, dass sich der bau einfach nicht vorausberechnen lässt. Weil nämlich die sammlung an zur theorie geheiligten vorurteilen falsch ist.

Eine theorie des ESL, die die - wie beim manger übrigens - essentiellen partialschwingungen aktiv berücksichtigt muss her. Ich behaupte bis zum beweis des gegenteils wohlbegründet, dass partialschwingungen am ESL unvermeidlich sind. Diese partialschwingungen sind wie bei Breitbändern, weichmembranern, beim Manger und wie beim DML a/k/a NXT-lsp proaktiv zu planen und zu berechnen.

Die sache, dass man bei seinen leisten bleiben soll ist doch bekannt. Warum sollte ein nichtphysiker einen ESL im engeren sinne des wortes konstruieren können oder wollen? Physik kommt insofern ins spiel, als die differentialgleichung der membranbewegung recht kompliziert ist. Ist auch noch der stator wie vorgeschlagen in spezieller weise geformt ... . falsche förmelchen anwenden kann jeder. Und in der audioszene ist dann auch noch egal, was dabei herauskommt. Aber "echt" ist das nicht.

ciao

[tiki]

Hallo,

gegen so geballte Argumente komm ich nicht sofort an, zumal meine paar relevanten Bücherchen an werdende E-Techniker verliehen sind.

mach mal Lesestunde

Das werd ich tun, dauert aber ein bißken. Danke für die konkreten Tips.

Um die Partialschwingungen selbst ging es mir gar nicht, das ist völlig einsehbar.

Gruß, Timo

[hreith]

Linearität ist in Bezug auf Lautsprecher (und andere reale technische Dinge) immer ein sehr relativer Begriff.
Das trifft jedoch genauso auf übliche Lautsprecher zu.
Wenn man sich nicht in irgendwelchen Grundsätzlichkeiten verliehren will (denen der übliche nichtprofessionelle Lautsprecherbauer sowieso nicht folgen kann), dann muss man zusehen, dass man halbwegs allgemeinverständlich und praxisbezogen bleibt.

Wenn es einem Lautsprecher gelingt, über einen sehr weiten Frequenz- und Pegelbereich einen sehr geringen Klirr zu erzeugen, dann darf man ihm durchaus eine gewisse Linearität zugestehen.
Wenn es ihm gelingt, die Richtproblematik einigermaßen praxisgerecht in den Griff zu bekommen, dann verdient das Anerkennung.
Ober der Erbauer das ausgerechnet oder ausprobiert hat - das ist dann seine Sache.
Nach meinem Wissensstand sind die Äpfel schon vom Baum gefallen, bevor ein gewisser Herr die Schwerkraft erfunden und berechenbar gemacht hat.

[Frankynstone]

Mich würde mal interessieren, wie straff so eine Folie gespannt ist. Und zwar aus folgendem Grund:

Nehmen wir nach obiger Grafik, auf die ich mich im folgenden beziehe, an, die Statoren wären durch die Vorspannung mit Vorwiderstand mit einer negativen Ladung besetzt worden und auf der Folie befände sich die positive. Es liegt keine Musik an.

Wäre jetzt zufällig die Membran genau in der Mitte, so wirkte vom linken und vom rechten Stator die betragsgleiche Kraft. Die Kapazitäten links und rechts wären gleich groß. Die Feldstärken links und rechts wären gleich groß. Dieses Ereignis ist unwahrscheinlich.

Wäre jetzt zufällig die Membran etwas links der Mitte, so würde sie vom linken Stator eine stärkere Anziehung erfahren, als vom rechten Stator. Die Kapazität wäre links größer, durch den Übertrager hindurch wanderten also Ladungen nach Links, die Feldstärke wäre links größer (links und rechts zwangsläufig gleiche Spannung, links kleinere Distanz zwischen den "Platten"). Dieses Ereignis ist wahrscheinlich und mit der gleichen Wahrscheinlichkeit kann das auch nach rechts passieren.

Es muss also eine relativ starke rückstellende Kraft geben, sonst würde sich die Membranfolie an wahlweise einen der Statoren anlegen und Ruhe wäre.

Als nächstes fällt mir folgendes ein: Nehmen wir an, der Zuhörer befindet sich links im Bild. Ändert sich das Abstrahlverhalten, wenn die Membran durch eben vorgestellte Ereignisse zu ihm hin oder von ihm weg gewölbt ist? Wenn ja, wird dem Elektrostaten eine Vorzugsrichtung gegeben?

[hreith]

Hi Frankynstone,

ein Bild sehe ich in deinem Beitrag leider nicht ,dennoch der Versuch einer Antwort:
(oder meinst du das aus meinem Beitrag?)

Ein praktischer ESL hat mit einem theoretischen nicht wirklich viel zu tun. Darum konnte ich auch die obigen leidigen Rumteitereien an theoretischem Kleinkram als nicht wirklich sinnvoll betrachten.

In der Praxis wird die Folie gespannt, bis man (als Neuliung) angst haben muss, dass sie reist.
Zusätzlich werden noch Stützpunkte über die Fläche verteilt, so dass man eigentlich nie weiter als sagen wir mal 10cm bis zur nächsten Abstützung hat.
Bei "Vollbereichs-Panles" hat man weniger Spannung und weniger Abstützungen. Für einen Hybriden möglichst viel Spannung und eher mehr Abstützungen.

Das mit den ungleichen Abständen zu beiden Seiten ergibt sich aus den unvermeidlichen Fertigungstolleranzen und ist für ESL-Bauer also Alltag. Wer es auf 0.1mm schafft, der ist schon Spitze. Eine Schwingspule sitzt ja auch nie 100% genau symmetrisch im Magnetfeld (welches ebenso nie homogen ist). Darum ist für Anfänger ein eher hoher Membran-Stator-Abstand auch sinnvoll, weil leichter beherrschbar. Profis gehen bis auf 1mm runter, erziehlen damit deutlich mehr Wirkungsgrad, müssen aber die Produktion sauber und sicher im Griff haben.

Bei gebogenen Panels scheint man gezielt unterschiedliche Abstände in beide Richtungen zu benutzen. Auch darf man die Folie nicht gleichmäßig in alle Richtungen ziehen sondern vor allem von oben nach unten.

Der Hub und damit die Durchbiegung der Folie ist gerade bei Hybriden extrem gering, von daher sind alle Betrachtungen dazu eigentlich überflüssig.

Es gibt nur 2 Stellen, an denen man sie beachten muss:
1) ist die Spannung zu gering, dann "klatscht" die Folie gegen einen der beiden Statoren und ein Betrieb ist natürlich nicht mehr sinnvoll. Man müsste dann die Hochspannung reduzieren, was aber auf den Wirkungsgrad geht.
2) eine Anregung auf der Resonanz kann die Folie deutlich auslenken, da diese kaum gedämpft ist. Hier ist eine hohe mechanische Spannung auch eher von Vorteil. Schafft man es, dass die Spannung der Folie mit der Auslenkung noch zunimmt, dann kann man eine Anschlagen verhindern.

Um auf Wirkungsgrad zu kommen, wählt man die Hochspannung so hoch, dass man die Feldsättigung in der Luft gerade noch nicht erreicht (plus etwas Sicherheitsabstand). Daraus ergibt sich dann die notwendige Spannung der Folie. Je besser der ESL-Bauer das im Griff hat, umso höher ist der Wirkungsgrad und umso höher ist auch der maximale Schalldruck.

Lege meine Aussagen aber bitte nicht auf die Goldwaage. Ich bin im praktischen ESL-Bau nur so gut, dass es für den eigenen Hausgebrauch reicht und weis darum gute Arbeiten von guten Leuten sehr zu schätzen.

[Ollie]

Ein praktischer ESL hat mit einem theoretischen nicht wirklich viel zu tun.

Ja, das erzaehl doch bitte mal den prinzipiell Ueberlegenen im Forum, denn genau darum geht es. (Wenn doch schon die Theorie falsch ist...)

[hreith]

Hi Ollie,

warum soll ich das unbedingt jemanden auf die Nase drücken, der das nicht möchte?
Wer eine Frage stellt und ich kann helfen - gerne.
Wer alles besser weis - dem kann ich auch nicht helfen.

[Ollie]

Da hast du freilich Recht.

[lachkiste]

Original geschrieben von hreith
Hi Frankynstone,...
Ein praktischer ESL hat mit einem theoretischen nicht wirklich viel zu tun. ...

Aber hallo!

Woraus wir dann lernen können oder besser müssten, dass die theorie falsch ist! Die prinzipiellen überlegenheiten des ESL sind als viel zu kurz gedachte wunschträume entlarvt. Eine gültige theorie müsste erst noch entwickelt werden. Dazu gehört vieleicht auch ein paradigmenwechsel hin zu einer statistisch beschriebenen membranbewegung a la DML.

Um zum Manger zurückzukommen. Bei dem natürlich auch: wunschträume, oder direkter gesagt unwahrheiten. Und viel schlimmer! Bei dem ist, weil die theorie durchaus bekannt ist, die praxis das problem. Unabdingbare voraussetzungen des funktionierens können nicht geschaffen werden. Das seit zig jahren. Das kann man also eher vergessen.

Schönes WE!

[Frankynstone]

Ja, hreith, ich meite "Bild 18" in Deinem Beitrag. Danke für Deinen ausführlichen Beitrag.

Könnte man nicht auch die Vorspannung auf die Statoren geben (meinetwegen, wieder auf "Bild 18" bezogen, links plus und rechts minus) und die Membran mit Signal gegen Masse befeuern? Durch den Innenwiderstand der Membran ergäbe sich bei Einspeisung am oberen Ende eine ganz nützliche Filtercharakteristik mit nach unten verschwindender Höhenwiedergabe. Alternativ vielleicht eine Metallfolie, dann fällt die Filtercharakteristik weitgehend weg. Gleichstrommäßig sei die Membran gegen Masse isoliert und erhält Ladungen von dem Stator, an dem sie näher dran ist, müsste sich also allein zentrieren (zu lasch eingespannt könnte es allerdings zu einer klatsch-klatsch-Oszillation kommen, siehe Physikunterricht).

Eine gewölbte Konstruktion, wie diese:

ist sicher robuster, da die Wölbung der Membran eine gewisse Stabilität verleiht, aber sicher auch eine ausgeprägtere Resonanz. Am Ende ist der Klang vielleicht sogar schon wieder "kalottig", falls es sowas gibt.

@lachkiste: Lass mal die Beschimpfungen. Magst ja Recht haben, aber letztendlich steckt eine interessante Idee dahinter. Die Geschichte mit der Funktion des Ohres kann man zwar vergessen, aber ich bilde mir ein, dass man mit einem Biegeschwinger durchaus kugelwellenähnliche Abstrahlung hinbekommen müsste, mal angenommen, der Antrieb erfolgte an einem zentralen Punkt, ein Impuls würde die Membran genau so schnell durchlaufen, als bestünde sie aus Luft, und würde am Rand tatsächlich nicht reflektiert. Dass es nicht funktioniert, merkt man an der schlechten Abstrahlcharakteristik und es liegt an allen drei Baugruppen: Antrieb, Membran, Einspannung.

[hreith]

Der theoretische Ansatz, dass die Kraft bei einem dynamischen Treiber linear von I abhängt ist ja so in der Praxis auch nicht der Fall, da BL nicht linear ist.
Theoretische Ansätze sind immer vereinfachte Modelle der Realität, sollen diese in Grundzügen veranschaulichen und grob berechenbar machen. In Wirklichkeit wird es aber auf der Erde wohl kaum was geben, was nicht von dem berühmten Flügenschlag des Schmetterlinges in China abhängig ist. Da machen weder ESL, noch Manger oder die üblichen dynamischen Treiber eine Ausnahme.

Die Theorie hinter den ESL würde ich nicht als falsch bezeichnen, nur eben bei der "Reihenentwicklung etwas früh abgebrochen ...", wenn du verstehst, was ich meine

Letztlich scheint sie mir aber völlig ausreichend. Die Probleme, die man beim ESL-Bau zu lösen hat, sind wie einige Beiträge weiter oben grob zusammengefasst, eher von anderen Dingen abhängig als von der Theorie, hängen eher mit den Fertigungsmöglichkeiten und verfügbaren Werkstoffen zusammen.
Aber auch das ist bei dynamsichen Treibern ja nicht wirklich anders.

@Frankynstone:
Final macht es andersrum. Es fließt dann aber ein recht kräftiger Strom über die Beschichtung, was der Linearität und Langlebigkeit wohl eher abträglich ist.
Im Vergleich Final-Capaciti muss man sagen, dass Final etwa 10dB weniger Wirkungsgrad hat, min. 10dB weniger max. Pegel kann, den 10 bis 100fachen Klirr erzeugt und etwa das 10fache kostet. Jetzt kann sich jeder die Realisierung aussuchen, die ihm genehm ist.

Die Idee mit der punktförmigen Anregung der Membran beim MSW würde eine umso größere Auslenkung benötigen, je mehr der Punkt zum Punkt wird. Das steht natürlich dem Bestreben nach einem großen Übertragungsbereich (möglichst ab dem Grundton) entgegen, lässt sich so kaum realisieren - zumindest nicht bis max. 110dB und einem Wirkungsgrad von um die 90dB ab 200Hz.

[Moppel]

Ein großer Vorteil von ESL dürfte das fehlende Gehäuse sein.

Eine herkömmliche Schallwand, auf der Chassis montiert sind, erzeugt sicher schlimmere parasitäre Schwingungen als der schlechteste ESL es je auf seiner eigenen Fläche vermochte

Gruß,
Moppel

[lachkiste]

Original geschrieben von Frankynstone


@lachkiste: Lass mal die Beschimpfungen. Magst ja Recht haben, aber letztendlich steckt eine interessante Idee dahinter. Die Geschichte mit der Funktion des Ohres kann man zwar vergessen, aber ich bilde mir ein, dass man mit einem Biegeschwinger durchaus kugelwellenähnliche Abstrahlung hinbekommen müsste, mal angenommen, der Antrieb erfolgte an einem zentralen Punkt, ein Impuls würde die Membran genau so schnell durchlaufen, als bestünde sie aus Luft, und würde am Rand tatsächlich nicht reflektiert. Dass es nicht funktioniert, merkt man an der schlechten Abstrahlcharakteristik und es liegt an allen drei Baugruppen: Antrieb, Membran, Einspannung. [/B]

He he, was für beschimpfungen?! Was soll die unverschämtheit, mir beschimpfungen zu unterstellen?! Was reitet dich, bube!?