Subwoofer mit 2*AL200 ???

[Farad]

@Ichse

Was meinst du mit effektiver umgesetzt? Der Wirkungsgrad ist oberhalb der fc ein anderer?

Ich kenne den Text von FH und auch das Diagramm. Das geht aber davon aus, dass die Flanke der Gesamtkurve unterhalb fc mit 12dB/8va abfällt.

Ich darf Bernd Stark aus seinem "Lautsprecher Handbuch" zitieren.

Bei sehr niedrigen Frequenzen (unter 100Hz) spielt die mechanische Belastbarkeit eines Lautsprechers eine größere Rolle als die elektrische. (...) In der Praxis dürfen die Rückstellkräfte von Basslautsprechern also nicht zu stark sein, da deren Membranen bei tiefen Frequenzen relativ große Amplituden ausführen müssen. (...) Unterhalb 80-100Hz entscheiden nichtmehr der Wirkungsgrad und die maximale elektrische Belastbarkeit über den höchstmöglichen Schalldruck, sondern die mechanischen Faktoren. (...) Diejenigen mit einem hang zur Mathemathik können sich den maximalen Schalldruck eines Lautsprechers im Tiefbassbereichauch selbst ausrechnen:

Pmax=112dB+ 10log Pak

Pak= Zs*v²

Zs= ((pi²*p0)/c) *r^4* f²

mit v= H*f*pi (Membranschnelle)
H= maximaler Hub der Memrban in Metern
p0= 1,18 (Luftdichte in kg/m³
c= 344 (Schallgeschwindigkeit in Luft)
r=(Effektiver Membranradius in Metern)
f= Frequenz in Hertz

(...) Durch den Einbau in geeingete Gehäuse läßt sich die effektive Belastbarkeit von Lautsprechern im Tiefbassbereich mehr als verdoppeln.

In dieser Rechnung wird von einem Chassis ausgegangen, dass ohne Resonator verbaut wurde und folglich ganz allein seinen Schalldruck erarbeiten muss.

fc, die Einbauresonanzfrequenz kommt in dieser Rechnung nicht vor.

Berechnet wird aber Pmax als maximaler Schalldruck und Pak die nichts anderes als gemessene Größen der Luftbewegung darstellen.

-> fc hat keinen Einfluß auf die effektiv abgestrahle Schalleistung. Ohne Resonatorunterstützung ist H (maximaler Hub) der limitierende Faktor. Alles andere ist konstant.

farad

[Farad]

@Ichse

ich hab das Buch von FH gerade leider nciht da, aber mir kommt langsam, dass du doch recht haben könntest. Die Formeln die ich da aufgeschrieben haben gelten vielleicht echt nur für den Überresonanzbetrieb. Kannst du die paar Textzeilen schnell abtippen? Wer nett zur auffrischung meiner Gehrinwindungen. Oder hab ich doch recht? ich weiß es gearde selbst nicht.

farad

[Norbert]

Hallo,

Also wenn ich schon mal mit zwei Tieftönern einen Sub bauen möchte, dann würde ich doch die Tieftöner räumlich getrennt einbauen, evtl. in ein Wandgehäuse und mir die Möglichkeit eröffnen, Raum-Moden zu kompensieren. Da stellt sich aber zuerst mal die Frage nach dem Raum.

[MikeMcFluke]

Hallo!

Es macht sicherlich einen Unterschied, ob ich ein Chassis in 1 oder 10 oder 100l geschl. betreibe. Bei 1l dürfte die Luftfeder so hart sein, dass die mech. Belastung auf die Membran enrom ist und die Kraft für die nötige Auslenkung auch flöten geht...

WinISD zeigt mir an Hand des AL200 sehr interessantes:
20l / qtc=0,7 erreiche ich bei 50W 30Hz +-7,5mm Hub
1l / qtc=2,28 erreiche ich bei 50W 30Hz +-0,7mm Hub
erst bei 6000W würde die Membran bei 30Hz wieder +-7,5mm Hub machen...

Also der qtc-Wert sollte im Rahmen bleiben. Natürlich liegt ja dann auch fc deutlich höher, weshalb sich der frühe Abfall mit starker Überhöhung einstellt. Nichts desto trotz kann die Mebran hier nicht mehr sinnvoll schwingen.

MIKE

P.S.: Eine Skizze zu meinem Sub gibt es nicht, aber es ist schnell erklärt: Man nehme eine Kiste mit b30xh40xt40 und baue eine Trennwand ein. Dabei ergeben sich je 15l (Trennwand senkrecht mittig) Nun wird jeweils in Front und Rückwand ein WSP verschraubt und gleichgepolt angeschloßen. So gleichen sich nun die Impulse der Mebranen aus und das Gehäuse könnte auf einem Kegel balanciert werden!
Zwei getrennte Subs wäre sicherlich, was Raummoden angeht sinnvoller gewesen, aber ich hatte nicht mit einer derartigen Problematik gerechnet... (dazu aber bitte im anderen Thread mehr)

[Farad]

halthalt, wir setzen Qtc auf 0,7. Wir haben zwei Bässe, beide erreichen Qtc=0,7 in 40 Litern. Der eine hat eine fc von 60Hz, der andere eine von 20Hz. Der erste wird aktiv so entzerrt, dass seine untere Grenzfrequenz ebenfalls bei 20Hz liegt.

Die thermische Belastbarkeit sei ausreichend groß, beide Chassis haben eine maximale Auslenkbarkeit von +-6mm, beide haben eine nominale Auslenkbarkeit um +-4mm.

Beide können also den gleichen Hub durchführen, beide die gleiche Luft verschieben.

Ich behaupte: Der Strahlungswiderstand ist gleichgroß!
Ich behaupte: Der Membranschnelle ist die Entzerrung egal!
Ich behaupte: Beide erzeugen denselben Schalldruck!

Stimmts, oder nicht?


farad

[MikeMcFluke]

sehr gute Frage...

Ich denke: NEIN!

Die tiefe Reso bei 20Hz sagt dich aus, dass das Chassis bei einer Güte von 0,7 dort -3dB hat also Pi mal Daumen bis 30Hz linear spielt! Dabei liegt der Übertragungsbereich überhalb von fc!

Liegt die Reso dagegen bei 60Hz, so haben wir Pi mal Daumen bei 20Hz schon -15dB oder noch weniger... Wollen wir hier massiv entzerren, belasten wir den Hub des Chassis deutlich mehr, als bei dem anderen.

Der Hub in einer geschl. Box stiegt um fc am stärksten an und flacht danach etwas ab. Dass heißt, ein Chassis mit fc = 20Hz muß oberhalb deutlich weniger Hub machen als eines mit fc = 60Hz. Diese Überlegung gilt für gleiche Eingangsleitung.

Wie sieht es nun mit dem Pegel aus?
Deutlich über fc hängt der Pegel nicht ausschließlich vom Hub ab, sondern auch vom Wirkungsgrad des LS. Ein Wirkungsgrad stärkerer LS sollte über fc auch mehr Pegel produzieren...

Hm, aber sollte er dabei auch mehr Hub machen als der andere, bei gleicher Eingangsleistung?

MIKE

EDIT:
An einem Bsp:
TIW400 gegen BGS40NG
betrachtete Frequenz 200Hz

1. beide Gehäuse 120l geschl. fc=45 und ca. 75Hz
==> gleiche Eingangsleistung +4-5dB für dem BGS
==> gleicher Hub +2-3dB für den BGS

2. beide Gehäuse auf qtc=0,7
==> gleiches Ergebnis!

Oderhalb fc hat der Pegel scheinbar ein andere Abhängigkeit als die "Hub mal Fläche"!

MIKE

[AH]

Farad hat selbstverständlich Recht.

Pak = Membranbeschleunigung * Membranfläche * Strahlungswiderstand

Und sonst nix. Siehe z.B. Zwicker, Elektroakustik

Wo die Einbau-Resonanzfrequenz eines Lautsprechers im geschlossenen Gehäuse liegt, ist für die abgegebene akustische Wirkleistung vollkommen egal.

Wie ich schon in einem anderen Thread erwähnt habe, ist eine einfache und effiziente Lösung, das Gehäuse so groß zu wählen, daß am gewünschten unteren Ende des Übertragungsbereiches elektrische und mechanische Belastbarkeit zusammenfallen.

Gruß

Andreas

[Reservemaha]

Genau! Farad hat Recht!
Gruß, maha

[MikeMcFluke]

Okay!

Wie und wo spielt dann SPL mit?

Warum zeigt die Simulation dann diesen deutlich Pegelunterschied?
Sind dafür fehlende Meßwerte verantwortlich?

Ist im SPL eines Chassis der Strahlungswiderstand mit drin?
Sind für gleiche Membrangrößen (12" 10") die Widerstände gleich?

MIKE

[MikeMcFluke]

Original geschrieben von AH
(...)
Wie ich schon in einem anderen Thread erwähnt habe, ist eine einfache und effiziente Lösung, das Gehäuse so groß zu wählen, daß am gewünschten unteren Ende des Übertragungsbereiches elektrische und mechanische Belastbarkeit zusammenfallen.

Gruß

Andreas

Hallo!

Da hätte ich noch eine Nachfrage...
Beispiel WSP21S 130W Musik und +-4mm linearen Hub!

Anwendung Heimkino-Sub!

Laut Simulation erreiche ich mit
15l qtc=0,71, fc=75,3Hz und damit die max. Auslenkung bei 20Hz schon mit 16W
3,8l qtc=1,20, fc=136Hz und damit die max. Auslenkung bei 20Hz mit 130W

Ist das wirklich sinnvoll? Dabei werden doch Membran und Antrieb massiv belastet! Hat das minimale Volumen keinen Nachteil auf die Betriebssicherheit?

MIKE

[ichse1]

Die Formel stimmt schon, aber....

Pak ~ Z*v²

unter Fc: v² steigt mit f mit 6dB, Z ebenfalls => 12dB gesamt
über Fc: v² sinkt mit f mit 6dB, Z steigt mit f mit 6dB => 0dB gesamt

Wie jetzt?


mfg Stefan

[AH]

@ mike:

ob das sinnvoll ist, oder nicht, hängt vom verwendeten Lautsprecher ab. Der WSP 21S ist aufgrund des weiten Konuswinkels in Verbindung mit dem Konusmaterial sicher wenig geeignet (könnte kollabieren). Ich würde für erste Tests etwa die Hälfte der Nennbelastbarkeit als elektrische Belastbarkeitsgrenze wählen, nicht die Musikbelastbarkeit etc.
Was Du zuerst angegeben hast, 15l Volumen für einen 8"er, fc ca. 70Hz ist risikolos und sinnvoll. Den kann man dann problemlos eine Oktave nach unten entzerren.

Ein Experiment ist ja auch nicht sooo schwer: Chassis in das Volumen schrauben, z.B. AL200 einmal in 16l (vollkommen problemlos, größtes sinnvolles Volumen aus meiner Sicht, 32W für Vollaussteuerung bei 30Hz) und einmal in 8l, Sinus-Signal draufgeben, Spannung langsam erhöhen und messen / hören ob es tut, wie es soll... Der Klirrfaktor wird etwas höher sein, verglichen mit größeren Volumina - bei reiner Baßwiedergabe eher ein kosmetisches Problem. Der Klirr ließe sich aber durch konstruktive Maßnahmen problemlos beseitigen.

Du mußt Dir jedoch vorher ausrechnen, ob der Pegel der angestrebten Konstruktion reicht und ggf. ein scale-up vornehmen. Ein einzelner 8"er mit +/- 4mm Hub (Deine Angabe) schafft mechanisch 88dB/SPL @ 1m bei 40Hz und 76dB/SPL @ 1m bei 20Hz, beide Angaben bezogen auf den Vollraum. Durch die Grenzflächen des Raumes kommt durch gleichphasige Addition noch ein Pegelgewinn von wenigstens 6dB hinzu.

Gruß

Andreas

[walwal]

@mike

qtc 1,2???
Wohl besser nicht:

Geschlossene Systeme:
Die Einbau-Güte (Qtc) steigt, wenn man das Chassis in ein Gehäuse setzt, je kleiner das Volumen, desto höher die Güte, allerdings darf die Güte nicht zu hoch werden, ab etwa 0,7 tritt im Frequenzgang eine Überhöhung auf. Das heißt also, daß der Qts-Wert bei geschlossenen Gehäusen unter 0,7 sein muß, in der Praxis ist er dafür meist zwischen 0,4 und 0,6. Sogenannte Free-Air-Systeme in Autos besitzen ein großes Volumen (Kofferraum), dort kann er zwischen 0,6 und 0,7 sein. Wie groß das Volumen nun sein muß, darüber gibt das Äquivalentvolumen Vas Auskunft. Um komplizierte Berechnungen zu sparen, sollte man es einfach simulieren lassen.
Mit dem Einbau steigt auch die Resonanzfrequenz, also steigt auch die minimal mögliche untere Grenzfrequenz, das heißt, daß immer weniger Tiefbass wiedergegeben wird. Also wird selbst z.B. bei einer niedrigen Resonanzfrequenz fs=25Hz und einer Güte Qts=0,35 nur eine untere Grenzfrequenz von ca.50 Hz (egal welcher Einbaugüte) erreicht. Erst z.B. durch ein Baßreflexsystem sind unter 30 Hz drin.
Grundformeln:
Einbaugüte Qtc=Qts*sqrt(Vas/Vbox+1); Einbauresonanzfrequenz fc=fs*Qtc/Qts
Hier noch ein paar Hinweise zur Einbaugüte Qtc:
Je tiefer sie ist, desto präziser ist die Wiedergabe des Lautsprechers. Bei einer Güte von 0,707 (=1/sqrt(2)) ist der Amplitudenverlauf maximal glatt, bei noch guter Präzision. Bei Güten darüber gibt es einen Überschwingen im Amplitudenverlauf. Z.B. bei Qtc=1 ist ein Überschwingen von etwa 1dB vorhanden, bei der Einbauresonanzfrequenz ist der Pegel dann genau 0dB, aber die Präzision ist nur noch mangelhaft. Die Fans geschlossener Gehäuse wählen große Volumina und erreichen so extrem präzise aber leider nicht so tiefe voluminöse, füllige Baßschläge durch die niedrige Einbaugüte (z.B. Qtc<=0,5).
Warum bei größeren Güten die Präzision schlecht wird? Das mag zwar manchem nicht einleuchten, wer sich aber die Impuls- oder Sprungantwort in dem Volumen anschaut, wird es verstehen. Präzision / Impulsivität ist die Eigenschaft, möglichst schnell auf eine Änderung des Signals zu reagieren und dabei wenig Abweichungen (kein Nachschwingen) zu erreichen.

[MikeMcFluke]

Danke für die Erklärung!

Ich habe heute meine zwei WSP in je 15l geschl. mit Sinus in meinem Raum angehört. Dabei habe ich aufgrund des Raumes eine deutliche Überhöhung bei 45Hz (recht breit also so von 35-55Hz oder so) ==> Ich habe die Anhebung von 35Hz +6dB auf 25Hz +6dB geändert. Jetzt kommt bis 28Hz bei mir am Hörplatz ordentlich was an und der Pegel is Dank aufstellen am Boden mittig gegenüber der Couch direkt an der Wand (ein WSP nach rechts einer nach links) doch mehr als ausreichend. Der Raum macht ordentlich mit.

Dadurch bekomme ich aber komischerweise ab 70Hz nix mehr mit. Da wird der Pegel sehr niedrig und ich muß ca. 1m nach vorne gehen (mit dem Kopf), dann paßt es. ABER da sind dann die Töne unter 50Hz weg... Aber es is mir im Moment wurscht, da ich nur für Heimkino den Sub anschmeiße und dabei muß es nur von ganz unten ordentlich schieben. Außerdem sind keine Resonanzen zu spüren, es paßt.

Auch die Phase läßt sich gut mit der Casa in Einklang bringen. Wenn alles spielt, ändert sich kaum was! Phase 180°...

MIKE

P.S.: Kann das Problem bei 70Hz und höher schon von der Bauart kommen? die Wellenlängen sind doch noch viel größer als der Abstand der beiden Chassis (40cm)

[Mr.E]

Ich habe die letzten beiden Beiträge nicht mehr gelesen (hole ich noch nach), aber so viel kann ich sagen:

Der Strahlungswiderstand hängt ausschließlich von der Membranfläche ab. Laut dem K+T beigelegten Buch(von wem ist denn das gleich wieder, fällt mir mal wieder der Name nicht ein...) beträgt der Strahlungswiderstand der Luft konstant 420 Ohm pro m².
Daher sind TTs auch zu klein, um Bässe "optimal" an die Luft abzugeben (da Zr von Lamba abhängt, insofern irritiert mich dieses "konstant" in der Formulierung enorm, aber so steht es nun mal geschrieben...).
Daher können PA-TTs auch nicht lauter im Bass, als HiFi-TTs. Zu klein gegen Lamba.
Umgekehrt ist dann Zr im MT-Bereich zu groß, wobei das nicht so extrem zu sein scheint, wie im Bassbereich Zr zu klein ist. Aber trotzdem sind wohl deshalb MTs (13 cm) im MT-Bereich lauter, als TTs (ab 20-25 cm).
Und dass SPL vom Wirkungsgrad abhängt..tja...natürlich...deshalb heißt's doch Wirkungsgrad, oder nicht?