messung klirrfaktor

[Wrdlbrmft]

Hi!

Einen BrutalStack á la URPS verstehe ich halbwegs....
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Wo der hornbedingte Tiefbassgewinn bei gestackten "Schrumpfhörnern" á la HD15 herkommen soll, das werde ich allerdings nie verstehen..... Macht aba nix.

Eventuell agiert ein HD15 untenrum gar nicht als Horn? Sodass die Annahme von Peter Krips gilt: Das VD des Treibers schiebt sein VD in die Abhörarena. Nicht mehr und nicht weniger. Es findet keine Druck-->Schnelle Transformation statt.

Mfg, Wrdlbrmft

[Farad]

auch wennes mit Klirrfaktor nichtsmehr zu tun hat... ich hab vor wenigen Tagen einem Mitglied des Pa-Forums eine Mail geschrieben in der ich ziemlich viel ziemlich ausführlich erklärt habe.

Ich werd versuchen in aller Kürze zu erklären worums geht: Im Bassbereich wird die akustisch abgegebene Schalleistung von drei größen Bestimmt: Hub, Fläche und Strahlungswiderstand. Der Strahlungswiderstand ist eine Funktion von Frequenz und abgestrahlter Fläche. Je größer die Fläche, desto größer der Strahlungswiderstand, je größer die Frequenz, desto größer der Strahlungswiderstand.

Ein Schallstrahler der klein gegen die Wellenlänge ist (Beispielsweise eine 8" Membran,oder auch noch eine 18" Membran) hat einen relativ sehr geringen Strahlungswiderstand. Dieser ist berechenbar, das spare ich mir aber mal. Wichtig ist das Prinzip. Die Membran ist schlecht an das Schallfeld angekoppelt, der realteil des Strahlunswiderstandes (so heißts eigentlich richtig) ist gering. Die Luft wird nicht richtig komprimiert sondern weicht als Blindleistung zur Seite hin aus.

Bei einem Horn kommt es zu mehreren Effekten:

1. Das Bündelungsmaß steigt. Im Bassbereich zwar wenig, aber es steigt.
2. Der Realteil des Strahlungswiderstandes steigt, weil bei gleichbleibender Frequenz die Strahlerfläche größer ist. Effektiv wirkt jetzt nämlich der Hornmund und der ist deutlich größer als das 15" Chassis oder so. Durch die Steigerung des Strahlungswiderstandes kommt es zur erhöhung des Wirkunsgrades.
3. Das Horn wirkt zurück auf die Impedanz des Chassis. Da die Luftlast angekoppelt wird sinkt die Resonnanzfrequenz. Der Entscheidende Bereich in dem das Horn geprügelt wird (30-50Hz) ist also hochohmig und es fließt bei gleicher Spannung weniger Strom, der Hub ist aber dank der Resonanzfrequenz (das Chassis will da ohnehin schwingen, vergleiche geschlossene Box bei Qtc 0,707) trotzdem gegeben. Das Chassis wird also belastbarer

Stackt man jetzt mehrere Hörner steigt der Strahlungswiderstand weiter an. Dies funktioniert solange wie entweder
1. der Hub am Hornhals nichtmehr eingeprägt ist, die Auslenkungsbeschleunigung (und die Auslenkung selbst) bei größerer Spannung und somit größerer Leistung nichtmehr weiter wächst
2. Der Strahlungswiderstand komplett real geworden ist. Es wird keine Blindleistung mehr abgegeben. Der Umfang des Schalltrahlers entspricht dann in etwa der Wellenlänge. Für 20Hz müßte das Horn also einen Halsumfang von rund 17 Metern haben.

Durch die Bündelung von Hörnern nimmt das Bündelungsmaß wie gesagt zu. Dies gilt auch für den Fall er Überanpassung und dem erreichen das maixmalen Strahlungswiderstandes von 1. Zur Aufsummierung der Elementarwellen kommt es solange der Abstand der Einzelschallstrahler nicht größer als die halbe Wellenlänge ist.

Es kann also durchaus sinnvoll sein über den maximalen Strahlungswiderstand hinaus zu stacken. Durch die Bündelung steigt der Schalldruck auf Achse (worauf es ja letztendlich ankommt) weiter an.

Der schlimmere Fall ist also tatsächlich die Überanpassung. Der Hub wird dann begrenzt und die Zwangskühlung durch die Luftbewegung in der Polkernbohrung verhindert. Stackt man sehr viele Hörner sollte man sie also nicht mit Maximalleistung betreiben.

Sind also wirklich sehr hohe Schalldrücke gefordert (hier sollte man wirklich genau überlegen ob man das braucht!) braucht man Antriebsstarke Chassis (leichte Membran, hohe Reso, hoher Kraftfaktor) in kurzen, kleinen Hörnern. Dafür aber sehr viele. Obendrein ist das Impulsverhalten besser, weil Hörner bis zu einer hohen oberen Grenzfrequenz betrieben werden können (Einschwingen!!) und trotzdem Chassis mit hoher Reso (Ausschwingen!!) verbaut sind.

Das messen des Schalldrucks auf 1m Achse ist In-Door natürlich nicht allzu aussagekräftig. Der Vorteil der Bündelung fällt hier nämlich weg. Entscheidend ist hier die Gesamtenergie im Raum. (Hallraum!)

In der Praxis kommt man mit 18" BR stacken aber doch recht weit.

[Farad]

Jetzt aber nochmal zum Klirrgrad, das interessiert mich nämlich selbst.

@harry_m

gibt es einen Meßwert der die Im-Verzerrungen berücksichtigt?

Man gibt ja wenn man die gesamtheit aller Verzerrungen angibt oft auch THD+N an. THD haben wir wieder nur die harmonischen "verarzetet", Noise ist nett, aber für Lautsprecher eher uninteressant.

Hält man IM-Verzerrungen einfach auf geringem Niveau in dem man viele Wege bei Lautsprechern und saubere Bauteile im Elektronikbereich einsetzt?

Könnte man nicht mit einem Meßmikrofon aufgenommenes Signal mit dem Original vergleichen und dann die prozentuale Gesamtabweichung berechnen. IST das nicht THD+N?

farad

[anima]

bin ja paff wie hier mit strahlungswutumständen nur so gespielt wird. eines war mir dennoch noch nie klar, warum die schallabstrahlung unterhalb der reso plötzlich in einem anfall von unstetigkeit futsch sein soll. von einem schlag auf den anderen sozusagen. den die reso, so dachte ich mir, ist ja hauptsächlich das ergebniss dieses feder-masse schwingers und hat mit schallabstrahlung hin oder her wenig
u r s ä c h l i c h zu tun.
bitte nicht gleich lynchen

[Farad]

Hallo,

im Bereich unterhalb der Resonanzfrequenz ist die Membran steif, aus konstanter Kraft folgt konstante Auslenkung. Die Auslenkung ist also konstant, omega steigt proportional zur Frequenz (da omega=2*pi*f). Die für die abgestrahlte Leistung entscheidende Schnelle v² (proportional zum Hub!) steigt also proportional mit omega². Auch der Realteil des Strahlungswiderstandes ist proportional zu omega².

Für die abgestahlte Leistung Pak gilt ungefähr: Fläche*v²*Realteil des Strahlungswiderstandes (jetzt einfach erklärt). Der Leistungsansteig wächst unterhalb der Resonanzfrequenz also mit der vierten Potenz.

Im Bereich zwischen der Resonanzfrequzenz und fg dominiert bei der Membran die Masse. v² fällt mit 1/omega² ab. Der Realteil des Strahlungswiderstandes steigt aber proportional zu omega² an, die abgestrahlte Schalleistung bleibt also konstant. Oberhalb fg ist der Strahlungswiderstand reel und konstant, der Hub fällt aber weiterhin mit 1/omega² ab wodurch auch die abgestrahlte Schalleistung mit 1/omega² abfällt.


Unterhalb der Resonanzfrequenz ist also nicht schlagartig schluß, darunter nimmt nur die abgestrahlte Wirkleistung mit der vierten Potzenz (entsprechend 12dB/8va) ab. Dies ist bedingt durch die Federdominierung in diesem Bereich. Von unstetigkeit kann keine Rede sein.

Bei Bassreflexboxen sieht es nochmal anders aus. Ich denke das würde jetzt aber zu weit führen. Merken kann man sich: Unterhalb der unteren Grenzfrequenz einer Bassreflexbox fällt der Schlldruckpegel mit 24dB/8va ab. Dies ist schon relativ sehr steil, zusammen mit der Unempfindlichkeit unserer Ohren im Bassbereich kann man schon fast davon sprechen dass "darunter nix mehr rauskommt". So ganz korrekt ist es aber natürlich nicht.

gruß, farad

[Farad]

liest hier eigentlich sonst noch jemand mit? oder ist das Selbstzweck im Forum und ich sollte anima lieber persönliche Nachrichten schreiben?

[ichse1]

Hallo Farad,

Ja!

Der Hub wird dann begrenzt und die Zwangskühlung durch die Luftbewegung in der Polkernbohrung verhindert.

Passt zwar nicht ganz zum Thema, aber macht ja nix.

Hast Du schon mal auf www.klippel.de vorbeigeschaut?

Da gibts eine Untersuchung zum Thema Polkernbohrung und Kühlung. Ergebnis: ohne Bohrung kühlt's besser! Die Luft aus der Staubschutzkalotte muss nämlich dann an der Coil vorbei entweichen. Das kühlt!

mfg Stefan

[Farad]

Wenn unterhalb der Spider entlüftet werden kann! Sonst wird die Luft einfach komprimiert.

Weißt du warum Polkernbohrungen eingeführt wurden? (ganz ernste Frage! Ich weiß es nicht, wenn die Kühlung ohne besser ist....)

klippel sagt mir natürlich was, aber ich hab die Seite nicht durch.

farad

[ichse1]

Wenn unterhalb der Spider entlüftet werden kann!

Genau so ist es!

Ich weiß auch nicht warum die Polkernbohrung eingeführt wurde, ich denk mal drüber nach. Anbohren ist wahrscheinlich einfach die naheliegendste Methode ein unerwünschtes, geschlossenes Volumen zu entlüften. An die Kühlung wird nicht gedacht worden sein...

Klippel ist spitze, ich hab ihn aber auch noch nicht durch...

mfg Stefan

[anima]

"... die abgestrahlte schallenergie ist also ungefähr ungekehrt proportional dem imaginärteil der federkonstante sofern die membranfläche kleiner als das quadrat der wellenlänge ansteigt. .." tut mir leid, ich steig da aus, obwohl mir die verwendeten einzelbegriffe nicht ganz unbekannt sind. nachtürlich finde ich die bemühung ganz großartig (hoher kommunikativer imaginärteil), aber ich glaube, dass der erklärungswert für jene, die es nicht ohnehin wissen, die form einer nullasymtose annimmt . . das heißt, es tritt jener fall ein, wo bei steigendem wissen, das verständnis konstant bleibt . es muss also andere wege geben, die dinge verständlich zu machen, als den der wörtlichen formelbegründung.
ich glaube, es kennt jeder diese lautsprecherformelansammlungen . wenns nach denen ginge, gäbe es überhaupt keine lautsprecherdiskussion, weil alles a² x b² = - c² ist , und der ottomotor wäre auch seit könig ottokar unverändert... ist er aber nicht. die adiaptische formulierung ist zwar exakt auf dem papier aber oberflächlich beim gasgeben
solange wir nicht quarks essen und quanten trinken, möchte ich also auf einer sehr vorstellbaren modellwelt bestehen. und ich weiß, farad'ay & co kennt sie

[Farad]

Die Lautsprecherformelsammlungen sind wichtig! Tatsächlich gäbe es deutlich weniger Lautsprecherdiskussionen wenn mehr Leute ein paar Grundlange kennen würden. Das bisschen Elektroakustik erklärt nicht alles was man hört, aber mit etwas theoretischem Wissen weiß man doch ungefähr wie dick das Eis ist, auf dem man sich bewegt. Man verrennt sich doch sehr viel weniger in High-End-Voodoo-Diskussionen die einem nach kurzem kritischen Blick doch die Zeit nicht Wert sind.

Musik ist was anderes! Die hört man möglichst entspannt und ohne Ingenieur zu sein (oder mal so was ähnliches wie einer werden zu wollen).

[Claus]

Pohlkernbohrung

Die Pohlkernbohrung ist vielleicht bezüglich der Kühleigenschaften schlechter, aber akustisch ist sie wohl besser. Ich habe ein paar der alten Altec Klassiker Basschassis, die in der Staubschutzkalotte ein Loch zur Belüftung haben. Die zeigen bei ca. 650Hz ein "Loch" im Frequenzgang, das ich mich mir erst mal nicht erklären konnte. Erst nach langem Experimentieren habe ich herausgefunden, daß es von diesem Belüftungsloch kommt. Das strahlt nämlich Schall ab, und zwar gegenphasig. Ist eigentlich auch klar, der Lautsprecher "pumpt" ja Luft durch dieses Loch mit der Frequenz der Membranbewegung. Bei der genannten Frequenz kommt es wohl gerade zur Auslöschung. Mit Polkernbohrung wird das vermieden.

[Farad]

soweit schon klar, aber warum hat man nicht direkt unterhalb der Zentrierspinne entlüftet? Hier kann die Luft an der Schwingspule vorbei ins Gehäuse hinein.

Ich würde aber sehr gerne nochmal zum Ausgangsthema zurückkommen!!

Wie werden Intermodulationsverzerrungen meßtechnisch erfasst?

farad

[Claus]

soweit ich das verstehe, so ähnlich, wie der Klirrfaktor.

Der Klirrfaktor ist definiert als Verhältnis der Summe der Effektivwerte aller Verzerrungsprodukte zum Effektivwert des Geamtsignals.

Der Intermodulationsfakor ist definiert als Verhältnis der Summe der Effektivwerte der neu auftretenden Summen- und Differenztöne zweier Sinus Meßtöne (f1 und f2) zum Effektivwert des höheren Meßtones.

Dabei sollen sich (nach DIN 45403, TL 4) die Amplituden der Meßtöne wie 4:1 verhalten. Die Frequenz des unteren Meßtones ist beliebig, die des oberen 4 oder 5 kHz.

Meist beschränkt man sich auf die ersten beiden Frequenzpaare f2 +/- f1 (quadratischer Intermodulationsfaktor m1) und f2 +/- 2*f1 (qubischer Intermodulationsfaktor m2).

Also z.B. f1 = 1 kHz, f2 = 4 kHz und dann die Amplituden der Frequenzen 3 kHz und 5 kHz messen und zur Amplitude von 4 kHz in Bezug setzen. Ergibt dann m1, so ähnlich wie "k2" beim Klirr.

[Farad]

Vielen Dank. Hast du eine solche Messung an Lautsprecherboxen schoneinmal durchgeführt? Warum wird diese offensichtlich interessante Messung selten durchgeführt? Ich habe noch nie eine gesehen! Ist sie schwierig durchzuführen?

farad