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Physikalische Erklärungen zum Lautsprecherbau

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  • PeterKli
    Registrierter Benutzer
    • 07.12.2004
    • 224

    Physikalische Erklärungen zum Lautsprecherbau

    Hallo alle zusammen,

    vor langer Zeit, als ich mit dem Hobby Lautsprecherbau angefangen habe und dieses Hobby mich total begeistert hat, hab ich versucht viele meiner Freunde auch von dem Hobby mit vielen Argumenten zu überzeugen. Es ist mir auch gelungen, teilweise....!!

    Für die ist der Lautsprecherbau sowie die ganze Elektronik drumherum nur "2 Lautsprecher rein, Anlage an und losgehts", doch dann kommen schon die ersten Probleme in Erscheinung.
    "Wieso hören sich meine Lautsprecher in jedem Punkt des Raumes unterschiedlich an?", war eine Frage. Ganz einfach hab ich gesagt, wer die Lautsprecher horizontal zueinander in einer Box baut ist auch selber schuld. Bündlung bzw. Inteferenzen sind der Grund...die Antwort meines Kollegen war nur Häääää???

    Ich denke es geht vielen hier so, dass sie nicht wirklich VERSTEHEN warum man Center nicht horizontal sondern vertikal bauen sollte..........

    Die häufigsten Fragen die ich gestellt bekomme sind z.B.

    - Was ist Bündlung von Wellen bzw. Intefernz??
    - Was bedeutet für den Laien die Einheit dB in einem Diagramm bzw. auf der Anzeige am Verstärker??
    - .....und weitere

    Obwohl ich Maschinebau und nicht Elektrotechnik studiere, versuche ich hier nach und nach ein paar Antworten zu geben, damit auch wirklich ein Laie was mit dem Begriff dB oder Inteferenz, auslöschung.....anfangen kann.


    Wieso dürfen LS nicht horizontal zueinander stehen ???

    Also, Schallwellen sind Luftdruckveränderungen, so ensteht durch überdruck und unterdruck eine Schwingung die wir als Schall wahrnehmen. Wenn man sich ein Sinussignal vorstellt, so kann man z.B. die obere Amplitude als Überdruck und die Untere Amplitude als Unterdruck bezeichnen (im übertragendem Sinne).
    Diese Sinuswellen bewegen sich aus dem Lautsprecher heraus geradlinig zum Zuhörer (falls kein Hinderniss vorhanden ist), das folgende Bild dient zur Erklärung:




    Die Anfangspunkte der zwei Kegel seien 2 Lautsprecher die horizontal zueinander liegen, die Schallwellen seien idealisiert die Kegel. Nach einem bestimmten weg treffen die Wellen aufeinander. Wichtig hierbei ist das die Wellen der 2 LS ca. gleich sind, also z.B. im Übernahmebereich zweier LS die die gleichen Wellen mit gleicher Wellenlänge (=Länge der Sinuskurve) aussenden.
    Was passiert nun wenn der Zuhörer seinen Ort wechselt (statt zischen den Wellen geht der Zuhörer weiter nach links)?? In diesem Fall zeigt es folgende Grafik:



    Die Welle mit gleicher Frequenz vom rechten Lausprecher hat einen längeren Weg den sie zurücklegen muss als die Welle vom linken, da der Zuhörer weiter links steht. Falls der Fall auftritt das der Wegunterschied genau eine Wellenlänge bzw. ein vielfaches der Wellenlänge beträgt dann addieren sich die Wellen und wir erhalten die gewünschte Verstärkung (siehe Bild, oberen Teil),
    falls der Wegunterschied nun das 0,5 oder 1,5....beträgt dann sind diese Phasenverschoben und löschen sich aus. Das führt zu den Einbrüchen im Frequenzgang.

    Das ist die Erklärung warum Boxen LS immer relativ vertikal zueinander gebaut werden sollten, da hier die Wellen sich von einem Punkt aus bewegen, auch wenn man im Raum die Position in horizontaler Richtung ändert.

    Ich hoffe diese Erklärung war unverständlich genug....

    Falls jemand Ergänzungen oder andere schwer verstehbaren physikalischen Themen im Bezug auf den LS-Bau hat, dann unterstützt mich, meine Kollegen und andere Teilnehmer hier werden es euch danken....
    Zuletzt geändert von PeterKli; 18.11.2006, 02:18.
  • PeterKli
    Registrierter Benutzer
    • 07.12.2004
    • 224

    #2
    Was bedeutet die Messgröße "dB" ganz grob, zum Verständniss ?

    Diese Größe kommt aus der Regelungstechnik und wurde eingeführt um Verstärkungen einfach darstellen zu können. Diese Einheit ist jedem geläufig, aber die wenigsten kenne den Hintergrund der manchmal ganz interessant ist.

    Als Beispiel nehmen wir z.B. meinen Harman/Kardon HK910 Verstärker, der hat eine digitale Anzeige und zeigt die Verstärkung zwischen -80dB und +15dB an.

    Meine Kollegen fragten mich, wieso wird im negativem Bereich angefangen und was bedeutet dB.


    Beispiel:
    Wir nehmen an der Verstärker hat eine Leistung von 70 Watt (RMS). Hier wäre volle Verstärkung, eine Verstärkung mit dem Faktor 1, 35 Watt wären 0,5 usw. !! Wichtig ist, dass man das so annimmt!!!!

    Um jetzt die Einheit dB zu verstehen muss man folgende Formel kennen:

    Lautstärke in dB = 10* log (von dem oben gennanten Faktor 1 oder kleiner)

    Zum Verständniss ein Rechenbeispiel:
    Wieviel db stellt sich auf meiner Anzeige an wenn ich mit halber Verstärkerleistung hören will

    10*log(0,5) = -3,01dB , dies bedeutet, dass wenn ich mit 35 Watt Leistung hören will, ich auf meiner Anzeige -6dB einstellen muss (und das ist bei 70 Watt Leistung verdammt laut )

    Ich hoffe das jetzt viele verstehen warum 100dB nicht das doppelte der Lautstärke von 50dB sind, dass wird auch gerne verwechselt.....
    Zuletzt geändert von PeterKli; 18.11.2006, 11:00.

    Kommentar

    • Fosti
      Registrierter Benutzer
      • 18.01.2005
      • 3175

      #3
      Original geschrieben von PeterKli
      [Der Faktor 20 ist historisch bedingt und hat keine besondere Bedeutung.
      Nein, das hat nichts mit "historisch" zu tun sondern, dass man den Logarithmus aus dem Verhältnis der Quadrate bildet!
      Ich stimme ansonsten dafür, deinen Nick in "Cato" zu ändern; derjenige, der im Senat immer mit "...im übrigen bin ich der Meinung, dass MEG gehört werden muss!" geschlossen hat . (copyright by mechanic)

      Kommentar

      • Fosti
        Registrierter Benutzer
        • 18.01.2005
        • 3175

        #4
        Kein Thema

        Munter bleiben!
        Ich stimme ansonsten dafür, deinen Nick in "Cato" zu ändern; derjenige, der im Senat immer mit "...im übrigen bin ich der Meinung, dass MEG gehört werden muss!" geschlossen hat . (copyright by mechanic)

        Kommentar

        • ichse1
          Registrierter Benutzer
          • 23.05.2002
          • 1514

          #5
          Hallo,

          Der Faktor 20 ist vollkommen logisch erklärbar.

          Die Einheit BEL ist als logarithmisches Verhältnis von Leistungen "erfunden" worden.
          Ein BEL ist aber sehr viel, daher hat man sich geeinigt mit 1/10 BEL zu rechnen. Das deci BEL war geboren. Daher kommt der Faktor 10 in der Formel. Wenn man jetzt noch die (in unserem Fall) Schallleistung durch den Schalldruck ersetzen will, dann kommt noch ein Quadrat in die Formel, das zu dem Faktor 20 führt.

          Also nix historisch.

          Ich nehm's ja sonst nicht so genau, aber in so einer Art Lexikon wie hier sollte der Inhalt schon genau stimmen.
          mfg Stefan

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          • ichse1
            Registrierter Benutzer
            • 23.05.2002
            • 1514

            #6
            Hallo Peter,

            Freut mich, dass du es nicht persönlich nimmst. Gibt ja auch keinen Grund dazu.

            Ich muss leider nochmal lästig sein.
            Du sprichst ja oben von Leistung. Daher stimmt der Faktor 20 auch leider nicht.

            Decibel ist folgendermaßen definiert:

            dB = 10 * log (Leistung1/Leistung0)

            Da man in der Akustik oft mit Schalldrücken zu tun hat, und die Leistung quadratisch vom Druck abhängt, kann man in der Formel auch den Schalldruck verwenden.

            dB = 10 * log (Druck1²/Druck0²)

            zieht man das Quadrat vor den log, dann erhält man die gewöhnte Form.

            dB = 20* log (Druck1/Druck0)

            Also bei Leistungen kommt Faktor 10, bei Drücken (oder Spannungen oder Strömen) kommt Faktor 20.

            Wäre schön, wenn Du das oben korrigierst. Dann lösche ich meine Klugsch**ßerei hier um das ganze übersichtlich zu halten.
            mfg Stefan

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