Membranstruktur: Stimmt es dass...

[krabat]

... "Otto-Normalverbraucher" ... komplexe physikalische Zusammenhänge ... nicht das richtige Handwerkszeug dazu.

Beruflich bedingt. Diskussionen ja bitte, aber nicht auf dem Niveau dass jemand Wunder behauptet oder dass einfach nur angelesene "Weisheiten" aus den beschlagenen Heftchen heruntergebetet werden. Information ist ein Geschäft, Fehlinformation auch und auch Scheininformation. Viele Experten in Hobbysachen haben jahrelang herumspekuliert. Auch ich, und ich lache mitlwerweile über den fremden und eigenen "durch Putzmittel aufgerauten" Unsinn.

... selber Schuld

Das ist eine Frage der Prioritäten, aber sicher nicht von Schuld - weder im religiösen noch im juristischen Sinne. Soziale Kompetenz: wissen was geht.

Mal in echt: was würde es bedeuten, dass man aus den Membranversteifungen auf den "Klang" zurückschließen könnte? Doch eigentlich nichts. Oder kann man die Ringe irgendwie verschieben? Man könnte doch recht eigentlich nur auf die Hersteller sauer sein, weil sie es einem nicht recht machen. Nölerei gibt's und sonst nix und wieder nix.

Richtig dagegen ist: wissen was man messen muss und das messen. Dementsprechend die Auswahl aus Millionen von Chassis treffen. Der Visaton AL130M mit Alu.-Diaphragma ist ausgezeichnet übrigens! Aber das hauptsächlich (denke ich) wegen des Antriebs.

[Frankynstone]

@Krabat: Könnte sein, dass die Hauptqualität der AL-Serie der Antrieb ist. Die NAC-Serie soll trotz anderen Membranmaterials (Kunststoff?) sehr ähnlich gewesen sein, erinnere ich mich dunkel. Und wir dachten an den selben Timo "Tiki" aus DD

@alle: Nur die Ruhe, im Allgemeinen gehen wir doch hier respektvoll miteinander um. Man muss nicht Moralpredigten halten, wenn das Thema technischer Natur ist.

@Sideshow: Wir sollten konstruktiv ähnliche Chassis (möglichst gleicher Antrieb) von einem Hersteller finden, die sich hauptsächlich durch die Membran unterscheiden. Vielleicht können wir auch drei gleiche Chassis modifizieren, um das Verhalten der Membranen antriebsbereinigt zu untersuchen.

Schauen wir uns doch erst einmal die Vertreter von Visaton an. Dankenswerter Weise gibt es auch zu jedem Chassis die Richtcharakteristik.

• AL200
  Der Frequenzgang wird bis 300Hz nur durch die TSP bestimmt, darüber steigt er an. Die Ursache dafür sehe ich bei der Membran, nicht beim Antrieb. Das Verhalten bleibt aber kontrolliert, bis bei 3kHz eine tiefe Kerbe folgt, ab da macht die Membran ihr eigenes Ding.
  Das Rundstrahlverhalten sieht unter 3kHz rund aus, darüber hat es Haupt- und Nebenkeulen.
• W200S
  Der Pappklassiker sieht im Frequenzgang gar nicht unähnlich aus. Ebenfalls bis 300Hz wie aus dem Physikbuch, darüber etwas lebendig, bei 2,8kHz vermute ich zwei Resonanzen, die sich teilweise kompensieren. Im Frequenzgang sieht man nicht, aber in den Richtcharakteristiken sieht man sehr deutlich, dass sich dieses Aufbrechen der Membran anders gestalten muss als beim AL200.
• WS20E
  Überraschung! Bis 400Hz vollkommene Gelassenheit am Werk und dann geht es bis nahezu 5kHz mit einem leichten Anstieg weiter. Auch im Rundstrahlverhalten gibt es bis 4kHz keine Nebenkeulen. Ich würde dieser Membran unterstellen, dass sie bedingt durch Geometrie und innere Dämpfung des Materials kaum resoniert. Die Frequenzen, bei denen sie gern in sich schwingen würde, könnten durch Klirrspitzen zu finden sein. Hat jemand einen Testbericht greifbar?
• W200
  Er hat Ringe. Sein Frequenzgang sieht bis 600Hz vollkommen leblos aus. Alle Achtung, damit übertrifft er als billigster Kandidat alle oben genannten Chassis. Was darüber abgeht, sieht etwas unschön hügelig aus, die Membran hat also ein ausgeprägtes Eigenleben in welcher Form auch immer. Bis inklusive 4kHz gibt es keine Nebenkeulen im Rundstrahlverhalten. Ich würde das vorbildlich nennen.

Okay, der Vergleich anhand der Diagramme ist jetzt unfair, weil sich die Kandidaten durch den Antrieb unterscheiden. Aber es ist ein Anfang.

[krabat]

@Krabat: Könnte sein, dass ... ein ausgeprägtes Eigenleben in welcher Form auch immer. Bis inklusive 4kHz gibt es keine Nebenkeulen ... Aber es ist ein Anfang.

Die Ondulationen im unteren Bereich könnten auch mit Zentrierspinne oder Sicke zu tun haben - im oberen auch. Dann hat es noch Einflüsse der Form, unter anderem wegen convexer/konkaver Kappe, Öffnungswinkel. Der Korbrand beugt Schall. Nebenkeulen sind ein Effekt von Interferenzen, die auch ganz ohne Teilschwingungen auftreten. Soweit ich weiss spielen auch die Materialien von Spulenwickel und -träger eine Rolle.

Eines der schwächsten "Konzepte" bei der Beschreibung von Lsp-Chassis ist der "Schallentstehungsort". Genährt wird es von der naiven Vorstellung, dass irgendwo Kraft eingeleitet wird, ein Antriebspunkt vorliegt. Richtiger ist, dass die Kräfte sich in einem dynamischen Gleichgewicht befinden. Schall entsteht nicht und läuft dann irgendwo hin.

Schall ensteht überall da, wo Luft wegbeschleunigt wird. Das Schallfeld aussen ist die Überlagerung aller dieser winzig kleinen Schallereignisse. Und sofern bei einem linearen Treiber die Frequenz festliegt, "läuft" da auch nichts! Das Wellenmuster liegt dann ein für alle mal fest. Das Wellenmuster ändert sich mit der Zeit NICHT, sondern nur mit der Frequenz.

Noch eine Frage für die Profis und solche, die gerne welche wären: auf einer Teilschwingung kann eine gegenseitige Auslöschung der Schallbeiträge der Membranteile vorkommen. Diese Auslöschung kommt aber auch schon zustande, wenn die Anregungsfrequenz nicht ganz der Eigenfrequenz der Teilschwingung entspricht. Also schwingt die Membran in Teilen, aber eben nicht ganz. Wie muss ich mir eine solche "halbe" Teilschwingung vorstellen, und welchen Einfluss hat das auf das Schallfeld?

[gargamel]

Hallo,

du sprichst den Öffnungswinkel an.
Was ist wenn der 180°ist?
Warum setzen sich die Flachmembranen ausser bei Teufel nicht durch?

Gruß
Guido

[Frankynstone]

Krabat, du bist gut. Zentrierspinne und Korb spielen immer mit rein. Gegen den Glockenklang des Korbs kann man sogar etwas tun, indem man dämpfendes Zeug dranklebt.

Auslöschungen bei hohen Frequenzen können in der Membran entstehen, weil, wie du so schön ausdrückst, die Luft wegbeschleunigt wird und zwar zu unterschiedlichen Zeiten und unterschiedlich weit weg vom Schallempfänger.

Die Schwingspule sehe ich als starr an, ob sie nun aus Pappe, Kapton oder Alu besteht. Ihr mechanischer Einfluss sollte vernachlässigbar sein, mal abgesehen von der Masse.

Schallentstehungsort ist doch nur eine Krücke, damit man den Phasengang simulieren kann. Theoretisch ist der Schallentstehungsort die Mitte der Schwingspule, von dort aus breitet sich der Schall erst einmal durch das Material aus und von der Membran, die eine Mischung aus Kolbenschwingung und Biegewellen vollführt, lösen sich Wellen ab. Der Schallentstehungsort ist dadurch frequenzabhängig.

Eine halbe Teilschwingung gibt es nicht. Jedes schwingfähige System hat eine Güte. Ist sie gering, dann verbreitert das den Resonanzbuckel und das System kann auch neben seiner Resonanzfrequenz angeregt werden. Ist die Güte hoch, reagiert das System kaum auf Anregung neben der Resonanzfrequenz. Die Anregung der Resonanz dauert dann auch mehr Perioden, weil man in das System Energie stecken muss.

[Lui]

Warum setzen sich die Flachmembranen ausser bei Teufel nicht durch?

Flachmembranen sind von Form her am instabilsten. Deshalb ist der konstruktive Aufwand bei ihnen am größten.

[krabat]

Krabat, du bist gut.

Logisch.

(verschiedene Lautsprecherbestandteile) ... spielen immer mit rein.
...
Die Schwingspule ... Ihr mechanischer Einfluss sollte vernachlässigbar sein, mal abgesehen von der Masse.

Und die Masse wiederum bestimmt die Resonanzfrequenz und -intensität der Membranmoden mit. Es ist also nie die Membran allein!

Auslöschungen bei hohen Frequenzen können in der Membran entstehen, weil, (die Abstrahlung des Schalls) zu unterschiedlichen Zeiten und unterschiedlich weit weg vom Schallempfänger (erfolgt).

Die Nebenkeulen der Abstrahlung sind also nicht nur bei Partialschwingungen vorhanden - oder weg. Muss man die nun haben, damit die Membran gut ist oder weg damit, was sagt der Hobbyist?

Schallentstehungsort ist doch nur eine Krücke, damit man den Phasengang simulieren kann. Theoretisch ist der Schallentstehungsort ...

Hört das denn nie auf? Das ist so nicht! Sorry, aber es ist wirklich nicht so wie man sich das naiv vorstellen möchte. Du schreibst ja selbst, da wird Energie in das System gepumpt, das schaukelt sich auf, was doch wohl heisst, dass in der Membran am Ende größere Kräfte stecken als im Antrieb! Die Membran treibt dann die Spule an. Man stelle sich einfach vor, dass sich ein Kräftegleichgewicht einstellt, an dem alle Komponenten zugleich beteiligt sind. Das ist das Wetbild des Mechanikers. Ein Kind denkt ans Anschubsen, ein Techniker an Kräftegleichgewichte.

In der Newton'schen Mechanik stellt sich dieses Gleichgewicht ständig sofort her. Erst mit der Relativitätstheorie kommt es zum "Durchfließen" des Raumes mit Wirkungen. Aber das meinst Du bestimmt nicht.
Ich bitte nochmal für den scharfen Ton um Entschuldigung. Aber ich bin ja auch kein Pauker.

Eine halbe Teilschwingung ... System hat eine Güte. ... verbreitert das den Resonanzbuckel und das System kann auch neben seiner Resonanzfrequenz angeregt werden.

Guck mal Chladni: Das Schallfeld sollte bei Partialschwingungen richtungsabhängig sein - durch die Eigenschwingung der axialsymmetrisch runden Membran erfolgt ein Symmetriebruch (schon wieder das Fachwort "Brechen", schon wieder mit anderer Bedeutung ... )

[Frank]

• AL200
• W200S
• WS20E
• W200

Du vergleichst jetzt nur das Rundstrahlverhalten. Sinn der Hartmembranen soll (ich schreibe "soll" weil ich dazu keine eigenen Versuche unternommen habe und auch keine kenne) ja ein besseres Impulsverhalten sein. Die Schallgeschwindigkeit im Material ist ja proportional zum E-Modul. Die Folklore geht also, dass sich der Rand in Material mit geringerem E-Modul erst in Bewegung setzt, wenn der Impuls quasi schon rum ist (um es übertrieben darzustellen).

Für mich persönlich ist die Frage nach dem Membranmaterial weit in den Hintergrund gerückt. Tatsächlich ist mir ein Treiber in einem ordentlichen Korb lieber als einer im schnöden Blechkleid, vorausgesetzt, die technsichen Daten sind ähnlich.

[Frank]

Flachmembranen sind von Form her am instabilsten. Deshalb ist der konstruktive Aufwand bei ihnen am größten.

Man kann gar nicht oft betonen, wie wichtig die Formgebung der Membran ist. Als erstes hat das wohl Ted Jordan mit seinem Patent erkannt.

[Frankynstone]

Okay, zugegeben. In der Membran können lokal Kraftmaxima auftreten. Ebenso muss man die Membran aber als akustischen Leiter betrachten, die an beiden Rändern (Schwingspule und Sicke) mit einer Impedanz (Nachgiebigkeit der Sicke und Zentrierspinne, sowie Dämpfung durch Antrieb und Verstärker und Dämpfung durch innere Reibung in Sicke und Zentrierspinne, sowie Luftreibung im Spalt, was vergessen?) abgeschlossen ist. Du kannst mechanische Systeme durch elektrische Ersatznetzwerke darstellen.

Du hast Recht, ich aber auch denn weder Mechanik noch Elektrik sind statisch und stellen ihr Gleichgewicht sofort her. Für die Dynamik solcher Systeme und das "Durchfließen" braucht man die Relativitätstheorie nicht.

Genau, in Hartmembranen (ich denke da an Keramik, Titan) mit hoher Wellenausbreitungsgeschwindigkeit sollte eine annähernd kolbenförmige Bewegung noch bei sehr hohen Frequenzen auftreten, super Impulsverhalten. Über die Form der Membran (Kegel oder Nawi mit jew. Öffnungswinkel, Inverskalotte mit Radius) steuert man sehr einfach den Abstrahlwinkel.

[helli]

Könnte sein, dass die Hauptqualität der AL-Serie der Antrieb ist. Die NAC-Serie soll trotz anderen Membranmaterials (Kunststoff?) sehr ähnlich gewesen sein, erinnere ich mich dunkel.

Wir sollten konstruktiv ähnliche Chassis (möglichst gleicher Antrieb) von einem Hersteller finden, die sich hauptsächlich durch die Membran unterscheiden.

Wenn das jemand fachgerecht untersuchen möchte, könnte ich einen NAC-130 dafür leihweise zur Verfügung stellen.

[krabat]

In der Membran können lokal Kraftmaxima auftreten.

Darauf kommt es doch gar nicht an.

Ebenso muss man die Membran aber als akustischen (Wellen)Leiter betrachten, der ...

Nein.

Du hast Recht, ... denn weder Mechanik noch Elektrik sind statisch und stellen ihr Gleichgewicht sofort her.

Das stimmt eben nicht. Ich weiss nicht wie Ingenieure denken, aber ein Physiker, der da vieleicht noch ein bisschen näher dran ist, denkt so:

Wenn ich das Ding mit EINER Frequenz speise, muss sich ein definierter Zustand herstellen, der sich für diese Frequenz immer wieder einstellt. Das Ding ist linear. Wenn die Frequenz feststeht steht auch der ZUSTAND des Systems fest. Es gibt (ausser der Amplitude) keine freien Parameter mehr! Da "fließt" also rein gar nichts mehr, da breitet sich nichts mehr aus, da IST alles ausgebreitet und fertig.

Für die Dynamik solcher Systeme ... super Impulsverhalten.

Die "Dynamik" meint hier wohl nicht Lautstärkesprünge, sondern mit dem Fachbegriff Dynamik wird hier die Bewegung überhaupt bezeichnet. Diese Wirrrnisss! Die Bewegung des Schwingsystems wird durch die Frequenz bestimmt, siehe oben. Ein Impuls IST die Überlagerung von Frequenzen - nicht mehr und nicht weniger! Egal - der ZUSTAND des lineraen Systems wird als Überlagerung der Zustände für jede am Impuls beteiligte Frequenz beschrieben. Nicht mehr und nicht weniger.

Da iss nix und wieder nix mit "super". "Datt iss allet voll normahl!", würde es in Duisburg heissen.

Oder wollt ihr jetze auch noch nicht-lineares Verhalten in Membranen diskutieren, ohne Fourieranalyse (Frequenz, Impuls etc) anzuwenden?! Guckt mal oben wie sich die Begriffe verdrehen. Wie sich das alles aufbläht! Die Beugung klarer mathematischer Konzepte und Modellvorstellungen unter Ahnungen und naivem Glauben, alles ohne die notwendige praktische Erfahrung. Wo sind eure lehrreichen Fehlschläge, die Praxis?

Ich halte den Austausch von Heftchenweisheiten nach wie vor für groben Unfug. Bitte nehmt das nicht persönlich. Danke!

[markus7]

krabat, voellig falsche Kommunikationsstrategie. Du wirst nicht und deshalb falsch verstanden. So wird das nix.

[Frankynstone]

Krabat, deinen Zustand des eingeschwungenen Systems nennt man stationär. Stationäre Zustände bei Anregung mit einer Frequenz gibt es auch bei nichtlinearen Systemen.

Was ein Dirac-Impuls, ein Sprung etc. ist, weiß ich sehrwohl, schließlich durfte ich mich mit Signalverarbeitung und Systemtheorie herumquälen. Zugegeben, das waren nicht meine Lieblingsfächer, deswegen überlasse ich die Formeln den Experten.

EDIT Vielleicht sollte man immer dazu schreiben, ob man gerade im Frequenz- oder im Zeitbereich denkt /EDIT

Hey, ich bin Hobbyist. Wenn Lautsprecherbau mein Job wäre, würde ich es vielleicht genauer nehmen. Vielleicht aber auch nicht

[PeterG]

krabat, voellig falsche Kommunikationsstrategie. Du wirst nicht und deshalb falsch verstanden. So wird das nix.

Naja, aber er hat meiner unmaßgeblichen Meinung nach in vielem Recht !

wobei das mitm Physiker werde ich mal erfragen, hab ja oft Kontakt mit welchen, bzw. arbeite für die und die sind IMMER skeptisch !!!



MfG
Peter