Mitteltöner mit hohem Wirkungsgrad nötig?

[Mr. Pit]

Also wäre ein B130 oder B100 hier genau der Richtige? Natürlich nicht unbedingt als BB, sondern mal als MT betrachtet?

[harry_m]

Mir wird es doch zu allgemein und zu verschwommen. Die Kippel-Seite habe ich jetzt flüchtig überflogen, und fand dort eine Menge von Messungen, die sonst nicht auf dem Datenblatt eines Chassis aufgefürht werden. Schön, sehr schön.

Aber ich möchte trotzdem auf die ganz konkrete Frage der Auswirkung der thermischen Kompression zurückkommen: wie habe ich diese zu versehten, was habe ich dabei zu berücksichtigen, und wie macht es mich denn schauer bei der Konstruktion einer neuen Box bzw. bei der Bewertung einer existierenden Box/Chassis?

Da schreibt Andreas in seinem Beitrag:

"Mich würde der erzielbare Pegel des Ti100 bei 0,5dB thermischer Dynamikkompression als Funktion der Frequenz interessieren, z.B. bestimmt mit terzbreitem Rauschen. Wenn z.B. der Mitteltöner 0,5dB komprimiert, der Hochtöner aber nicht (Amplitudenstatistik, geringe elektrische Belastung), ist das meiner Erfahrung nach gerade hörbar (kann ich an der Aktivweiche per Knopfdruck einstellen). Ein Lautsprecher mit pegelabhängigem Amplitudenfrequenzgang ist sicher nicht brauchbar..."

Prima! Wie wird denn diese Kurve ausgewertet?!

Was sagt sie mehr aus, als z.B. das Klirrspektrum bei 80, 90 und 100dB. Wirkt sich diese Kompression letzten Endes nicht als Klirr aus, denn wir wahrnehmen können (oder auch nicht...) ?!

[Volker]

Hallo Jörn,
seiner Zeit als ich Polplattenexperimente mit dem TI 100 M, TIW 250 gemacht habe, konnte ich keinen Vorteil, bzw. nur Nachteile im Pegel durch Dünne/Dicke- Polplatte gegenüber Org.- erkennen. Was sich da auswirkte war der Klirr, bei der unterschiedlichen Polplattenhöhe gewann deutlich die Unterhangspule (unterhalb 200Hz) sonst nix. Evtl. können bessere Ergebnisse im Pegel nur durch stark konische Membranformen und Neodymmagnete erreicht werden. Das einfach vergrößerte ringförmige Magnetsystem aus ``Ferrit´´ jedenfalls, bringt meine Versuche den Pegel zu erhöhnen nicht so richtig nach vorn.

[jhohm]

Hallo Volker,

ich hatte da die japanischen F***** im Sinn...; die ja eigentlich recht konventionell konstruiert sind aber trotzdem einen ziemlich hohen Wirkungsgrad haben..

Gruß Jörn

[Volker]

Hallo Jörn,
der hat doch bestimmt den mehr an Pegel nur durch eine stark geformte a la Trichter- Tröte- Membran.

[jhohm]

Hallo Volker,

das glaube ich nicht!
Schau Dir einmal den FF225K an; der hat eine flache Membran und kommt gut auf über 95 dB....

Gruß Jörn

[AH]

"Mich würde der erzielbare Pegel des Ti100 bei 0,5dB thermischer Dynamikkompression als Funktion der Frequenz interessieren, z.B. bestimmt mit terzbreitem Rauschen. Wenn z.B. der Mitteltöner 0,5dB komprimiert, der Hochtöner aber nicht (Amplitudenstatistik, geringe elektrische Belastung), ist das meiner Erfahrung nach gerade hörbar (kann ich an der Aktivweiche per Knopfdruck einstellen). Ein Lautsprecher mit pegelabhängigem Amplitudenfrequenzgang ist sicher nicht brauchbar..."

Prima! Wie wird denn diese Kurve ausgewertet?!

Was sagt sie mehr aus, als z.B. das Klirrspektrum bei 80, 90 und 100dB. Wirkt sich diese Kompression letzten Endes nicht als Klirr aus, denn wir wahrnehmen können (oder auch nicht...) ?!

Hallo,

thermische Dynamikkompression ist kein Klirr. Kompression hat die Ursache in folgender Tatsache:

- Der Wirkungsgrad der Lautsprecher ist gering, typischerweise in der Größenordnung von 1%

- 99% der elektrisch zugeführten Leistung werden also in der Schwingspule verheizt (im Wortsinne!)

- Die Schwingspule erwärmt sich daher

- Der elektrische Widerstand von Metall hängt von der Temperatur ab. Je höher die Temperatur, desto höher der Widerstand.

Somit nimmt der Schalldruckpegel bei zunehmender Erwärmung nicht mehr proportional der Eingangsspannung zu.

Psychoakustische Bewertung: Das Gehör ist für den Amplitudenfrequenzgang sehr sensibel. Wenn in Mehrwegesystemen ein Strahler (z.B. Mitteltöner) komprimiert, ein anderer (z.B. Hochtöner) jedoch nicht, ändert sich der Amplitudenfrequenzgang des Systems als Funktion der Wiedergabelautstärke. Das kann man an dem Beispiel der JBL-Box sehr schön erkennen, die bei 100W einen anderen Amplitudenfrequenzgang hat, als bei 1W.

Hinzu kommt natürlich der Effekt der Dynamikkompression selbst, d.h. hohe Pegel werden vom komprimierenden LS etwas "gekappt" und da die Schwingspule auch eine gewisse Zeit braucht, um wieder abzukühlen, komprimiert das System auch einige Sekunden nach hohen Lasten weiter.

Je größer der Anteil der Schwingspule ist, der sich außerhalb des Luftspaltes befindet, desto größer ist das Problem, da die Kühlung im Luftspalt viel besser ist, als außerhalb. Hoch gewickelte Schwingspulen sind daher immer ein Problem. Aus demselben Grund sollte man metallische Spulenträger verwenden und kein Kapton, da das Metall die von der Schwingspule erzeugte Wärme besser ableitet.
Leider fallen solche sinnvollen Konstruktionsmerkmale immer wieder wahnhaften Vorstellung von "möglichst wenig mechanischen Verlusten" zum Opfer.

Wie bereits erwähnt, würde eine Maximalpegelkurve eines Strahlers bei 0,5dB und 1dB Kompression viel zur Klärung beitragen. Damit meine ich eine Kurve, die z.B. so aussieht, wie eine Maximalpegelkurve bei einem vorgegebenen Wert von THD: http://www.klein-hummel.de/produkte/...n/O500-max.jpg
Dies ist insofern interessant, da am unteren Ende des Übertragungsbereichs noch große Amplituden vorliegen, die Schwingspule also ganz durch den Luftspalt geht, während sich der Strahler zu höheren Frequenzen hin kaum noch bewegt und daher schlecht gekühlt wird.

Gruß

Andreas

[Ollie]

Das hast du jetzt zwar schoen erklaert, aber du hast nicht auf die Frage geantwortet. Die Angabe der Powercompression (PC) ist nur interessant, wenn Zielpegel angegeben werden. Willst du 110dB peak mit 20db crest/headroom, oder 10 dB crest, oder 0 dB Crest? Es ist nicht einfach darzulegen, weshalb du z.B. bei 110 dB peak (0 dB crest, also Dauerleistung) und mit Rauschen(!) eine PC von x dB fordern solltest, wenn du diese Pegel sowieso nicht als notwendig spezifizierst (du hattest, glaube ich, ja irgendwas mit 96dB continuous +10dB headroom spec'd, oder?). Da ist einiges an Rechnerei notwendig, um auf bruachbares Engineering zu kommen.

Wie also willst du die Messkurve fuer alle praktischen Belange auswerten?

Cheers,
Ollie

[VISATON]

Das, was Ollie jetzt geschrieben hat, wollte ich auch gerade fragen: Wollen wir ein Rockkonzert beschallen oder nur sehr laut im Wohnzimmer hören? 100 Watt Dauerleistung auf den Mitteltöner zu legen, ist wohl nicht gerade realistisch. Auch 10 Watt sind schon sehr viel. Nach meiner Erfahrung erwärmt sich eine Schwingspule mit Musiksignalen nicht annähernd so stark wie man es durch Tests mit konstantem Rauschen oder Sinussignalen erreicht. Abgesehen von Heavy-Metal besteht die Musik aus vielen Peaks und Pausen. Welches Messsignal sollen wir also anlegen? Wie gesagt, ein Dauersignal ist meiner Meinung nach wenig aussagefähig.

[AH]

Hi Ollie,

ich beziehe mich bei der thermischen Dynamikkompression auf den Dauerpegel. Anregung mit z.B. mit Sinus oder Schmalbandrauschen
Natürlich kann man unter Kenntnis der Wärmekapazität der Schwingspule und dem Wärmeübergang in die Umgebung das Verhalten bei kurzzeitiger Belastung simulieren (dürfte trivial sein) oder auch messen. Wird dann beliebig unübersichtlich.

Spezifizieren muß jeder selber, es gilt die alte Regel: Erst die wiederzugebende Musik messen, dann den LS danach bauen.
Nur weil ich für meinen Nahfeld(!)lautsprecher einen Dauerpegel von 96dB/SPL @ 1m und einen Spitzenpegel von 106dB/SPL @ 1m spezifiziert habe (zwischen 100Hz und 2kHz, wg. Amplitudenstatistik des von mir bevorzugten Programms), muß das nicht für jeden anderen Hörer und jeden anderen Lautsprecher, andere Hörabstände und Wiedergabe von anderem Programm (Dancefloor-Mucke mit +10dB bei 30Hz usw. usf. ) gelten.
Es gibt Musik, wo der Spitzenpegel über mehrere Sekunden erreicht werden kann (Orchestertutti, Plenum der Orgel), es gibt Musik, wo der Spitzenpegel nur für einige Millisekunden (Percussion) erreicht wird....

Daher schlage ich den Dauerpegel vor, denn das ist der konservativste Wert.

Gruß

Andreas

[Ollie]

OK, welchen Wert fuer die PC bei welchem Dauerpegel spezifizierst du - und wieso? Das ist doch die eigentliche Frage.

96dB Dauer +20dB headroom, also sollte der LS bei 96dB (TI100: 10W) nicht oder nicht mehr als x dB komprimieren. Das sagt uns aber leider nichts darueber aus, ob bzw. wie der LS die Spitzen (1kW peak) kappt. Also fordern wir 116dB mit hoechstens x dB power compression. Sinnvoll? Nein. Wir machen nicht in PA, und der Wert sagt uns nichts darueber aus, wie sich der SL unterhalb der 116dB verhaelt. Also waehlen wir die Mitte, z.B. 106dB (Dauerpegel!!). Wieviel dB PC lassen wir zu? 0.5? 0.3? 1dB? Wieso? Woher kommen diese Zahlen? Welches sind sinnvolle Annahmen fuer die Dynamik in Musikmaterial? Wie gemessen? Wieso? Dancefloor-Mucke mit +10dB @30Hz ist fuer den MT kein Thema, weil das fast schon PA ist bzw. mit viel Membranflaeche abgefackelt (ha ha) werden kann. Ausserdem haben wir hier eher mechanische denn elektrothermische Limits.

Diese PC-Sachen sind alles Ueberlegungen, die spasseshalber gemacht werden koennen, keine Frage; aber solange wir keine PA-Professionals sind, ist es recht unwichtig. Man nimmt, was man bekommt, wenn alles andere passt. "Problematisch" ist allenfalls der Wirkungsgrad, wie US ja bereits schrieb; wenn man 100W in den LS blasen muss, damit er 100dB (peak? Dauer? Im geschlossenen Raum?!) darstellen kann, wird's vielleicht bloed - aber auch nur, wenn man mit aller Gewalt Class-A hoeren will. Sonst ist auch hier Silizium billiger als Mataharium (oder wie die neuen Magnetmaterialien heissen).

Ah, ein einziger Grund fuer geringe (whatever this may be) PC faellt mir auf die Schnelle ein: specmanship. Weil wir nur dann LS selber entwickeln wollen, wenn man damit auch zum Mond fliegen kann.

(Und weil es der Nachbar nicht hat. Und weil vielleicht die stereoplay eines Tages die PC als Quelle fuer schlechten Klang identifiziert. Und wir dann sagen koennen: been there, done it. Aber das wuerden wir natuerlich nie zugeben.)


Cheers,
Ollie

[harry_m]

Bin leider nicht früher dazu gekommen, eine Antwort zu schreiben. Aaaber jetzt...

Ollie und Visaton sind mir zuvor gekommen, aber ich denke in eine andere Richtung. Das Stichwort heisst für mich "klangliche Relevanz".

Da schreibt Andreas:

"... Das Gehör ist für den Amplitudenfrequenzgang sehr sensibel. Wenn in Mehrwegesystemen ein Strahler (z.B. Mitteltöner) komprimiert, ein anderer (z.B. Hochtöner) jedoch nicht, ändert sich der Amplitudenfrequenzgang des Systems als Funktion der Wiedergabelautstärke..."

Richtig. Allerdings ist diese Beschreibung als Veranschaulichung sehr gut geeignet. Aber irgendwie empfinde ich es als etwas überzogen: bei einer dramatischen Fehlkonstruktion wäre es vieleicht so. Ansonsten bin ich skeptisch.

Zum Anderen: ich sehe mir die JBL-Kurven an, und sehe dort eine Differenz von max. 1,5dB: bestimmt gut messbar. Dann versuche ich mir vorzustellen, wie ich vor einer Box sitze, die gerade mit 100W spielt. Ich denke dabei an unser Gehör mit seiner berühmten Kurve (vie heisst sie nochmal?!- Danach wird die von den High-Endern die ach so verachtete Tonkompensation ausgelegt: so dass bei sinkenden Lautstärke im Tief- und Hochtonbereich angehoben wird, weil wir bei leisen Tönen schlechter hören...) Worauf ich hinaus will: die Veränderung unseres Eimpfindens als Funktion der Lautstärke dürfte eine wesentlich dramatischere Wirkung haben, als die 1,5dB die JBL auf seiner Messung präsentiert.

Außerdem: unsere Ohren versagen bestimmt noch vor dem Mitteltöner.

Beim ersten Visaton-Treffen machte ich meine Erfahrung mit dem Lauthören: ich ging als Erste in den großen Raum mit Atlas DSM und Monitor. Und dort haben wir verständlicherweise "etwas" lauter gehört. Den Rest des Tages habe ich mir schenken können: weder im Heimkio noch im gelben Raum habe ich etwas vernünftig einschätzen können.

So als erste Überlegung. Habe ich hier einen Denkfehler, oder ist doch was dran?

[Volker]

Harry
Ich ziehe mal den vergleich beim letzten Visaton Treffen--> Solitude gegen Monitor bei Techno Mucke . Beide können Laut aber bei Techno zeigte die Monitor dann doch ihre Stärke.

[harry_m]

Volker, das sind wir uns ja einig. Es wäre ja andersrum kaum denkbar, oder?

Dass dieser Vergleich doch etwas unfair ist, darüber waren wir glaube ich auch einig. Die 25mm Schwingspule der Solitude gegen das MT-Horn aufgestellt muss wirklich schnell(er) an seine Grenzen kommen.

Stelle die zwei Boxen aber in Deinem Wohnzimmer auf: was glaubst Du, wo das schwächste Glied sein wird?

[AH]

Hi Ollie,

Also waehlen wir die Mitte, z.B. 106dB (Dauerpegel!!). Wieviel dB PC lassen wir zu? 0.5? 0.3? 1dB? Wieso? Woher kommen diese Zahlen? Welches sind sinnvolle Annahmen fuer die Dynamik in Musikmaterial? Wie gemessen? Wieso?

Ich würde bei Mehrwegesystemen 0,5dB zulassen, da eine solche Veränderung des Amplitudenfrequenzganges (z.B. Mitteltöner komprimiert, Hochtöner nicht) gerade hörbar ist.
Die Dynamik von Musikmaterial hängt sehr vom Genre ab. Die von mir gehörten Klassik-Aufnahmen haben meist zwischen 40dB und maximal 70dB Dynamik, totkomprimierter Plastik-Pop hat nicht selten weniger als 10dB.
Ein unkomprimiert aufgenommenes Sinfonie-Orchester in Originallautstärke sollte "hifi" für mich schon leisten können.

Stark komprimierter Plastikpop fällt dagegen schon bei 85dB/SPL auf die Nerven.

Dancefloor-Mucke mit +10dB @30Hz ist fuer den MT kein Thema, weil das fast schon PA ist bzw. mit viel Membranflaeche abgefackelt (ha ha) werden kann. Ausserdem haben wir hier eher mechanische denn elektrothermische Limits.

So meinte ich das auch nicht. Die Maximalpegelkurve des LS sollte der Amplitudenstatistik der Musik angepaßt sein.

"Problematisch" ist allenfalls der Wirkungsgrad, wie US ja bereits schrieb; wenn man 100W in den LS blasen muss, damit er 100dB (peak? Dauer? Im geschlossenen Raum?!) darstellen kann, wird's vielleicht bloed - aber auch nur, wenn man mit aller Gewalt Class-A hoeren will. Sonst ist auch hier Silizium billiger als Mataharium (oder wie die neuen Magnetmaterialien heissen).

Das würde ich so nicht sagen. Bei den hohen Leistungen entstehen zudem neben Kompression auch nichtlineare Verzerrungen.



@ Visaton:

Ich hätte schon gerne ein Dauersignal. Zusätzlich könnte man den Pegel als Funktion der Zeit bei verschiedenen konstanten Eingangsspannungen darstellen, woraus man erkennt, daß der Strahler kurzfristig natürlich höhere Pegel mit geringerer Kompression erzeugt.

Abgesehen von Heavy-Metal besteht die Musik aus vielen Peaks und Pausen.

Das kann ich so nicht bestätigen, bei Klavier ist das so, aber Streicher oder v.a. Bläser vermögen durchaus sehr hohe stationäre Pegel über mehrere Sekunden zu erzeugen, ebenso (ausgebildete) Sänger usw.
Ich habe selbst lange genug im Blech eines Orchesters gesessen, um zu wissen, wie laut das sein kann. Und es müssen keine kurzen Notenwerte sein, die da gespielt werden.

@ Harry:

Zum Anderen: ich sehe mir die JBL-Kurven an, und sehe dort eine Differenz von max. 1,5dB: bestimmt gut messbar. Dann versuche ich mir vorzustellen, wie ich vor einer Box sitze, die gerade mit 100W spielt. Ich denke dabei an unser Gehör mit seiner berühmten Kurve

Die Instrumente erzeugen ein pegelabhängiges Obwellenspektrum, auch das Einschwingverhalten ist pegelabhängig. Auch geringe Kompression ist daher überraschend deutlich hörbar, Veränderungen des Amplitudenfrequenzganges als Funktion des Wiedergabepegels natürlich auch. Erfahrene Tonmeister heben daher bei Orchesteraufnahmen die leisen Stellen etwas an (wenn denn komprimiert werden muß), weil die Musiker sofort mitbekommen, wenn die Pegelspitzen komprimiert würden.

Außerdem: unsere Ohren versagen bestimmt noch vor dem Mitteltöner.

Beim ersten Visaton-Treffen machte ich meine Erfahrung mit dem Lauthören: ich ging als Erste in den großen Raum mit Atlas DSM und Monitor. Und dort haben wir verständlicherweise "etwas" lauter gehört. Den Rest des Tages habe ich mir schenken können

Das Gehör dämpft nach einiger Zeit hohe Pegel, das ist richtig. Musik, die über wenige Sekunden sehr hohe Pegel erreicht und dann über große Zeiträume sehr leise ist, ist jedoch physiologisch viel unproblematischer, als dauerhaft laute Musik (wie eben komprimiertes Material), da das Gehör sich wieder erholen kann. Zudem ist man die Dämpfung des eigenen Gehörs auch bei der Originaldarbietung gewohnt, das bedeutet nicht automatisch, daß eine zusätzliche Dämpfung nicht hörbar wäre.

Gruß

Andreas