Grundlagen: Membranflaeche

[pico]

Hi AH,

den Zusammenhang zwischen elektrischer und mechanischer Belastbarkeit kann man mit unserem Programm TSPcheck sehr schön sehen.




In dem angesprochenen Artikel ging es auch nicht um maximal erzielbaren Schalldruckpegel sondern um den Zusammenhang zwischen F3, Vb und eta. Nicht jeder will einen Equalizer einsetzen um den Bass zu entzerren.

[PeterG]

Hallo Data,

Gehen wir von 70phon (96dB/SPL) bei 30Hz aus, dann bräuchte ein 8" (20cm) Tieftöner dafür eine linare Amplitude von ca. +/- 10 mm, was sehr viel ist. Ohne angehängten Helmholtzresonator ("Baßreflex") wird das wohl nichts werden. Mit Baßreflex ist das Ziel eines leisen Brummelns jedoch zu erreichen.

Ich kann mich ja irren, aber ich meine AH hat oben einen 8" Treiber betrachtet.
Frage: kennst Du nen 8" der 10mm linearen Hub macht? Ich kenne dazu zu wenig, und wenn, dann liegt so ein Teil sicher außerhalb der preislichen Schmerzgrenze.

Hobby abgewöhnen sollte nicht sein, aber ne realistische Betrachtung was bei 30Hz machbar ist sollte schon sein, meiner nicht maßgeblichen Meinung nach.

MfG
Peter

PS: man lege mal 25Hz und 30Hz Sinusdauerton an seinen Lautsprecher... ich höre an meinem Basshörnchen zwar einen Unterschied in den Tönen, aber im Blindtest könnte ich die sicher nicht auseinander halten bewegte Luft halt....

Der tiefste Ton der Orgel im berliner Schauspielhaus ( ganz linke Fußpedale und ganz oben geht ne Klappe von Zimmertürgröße auf , hab ich extra drauf geachtet!!) und das hört sich auch mehr nach bewegter Luft an, nicht Hobbyisten hören den Ton garnicht, weil es ihnen nicht wichtig ist!

[AH]

Hallo Data,

Das was Du schreibst ist sicher wie immer richtig, aber auch wie immer vollkommen Praxisfremd.

Ich denke nicht, das es praxisfremd ist.

Vladis Zielvorgabe war 96 dB,

Hier muß geprüft werden, ob Vladis Zielvorgabe wirklich seinen Bedürfnissen entspricht. Viele weniger ahnungsvolle Musikhörer glauben, daß 96dB/SPL bei 30Hz kräftig laut sei, was es definitiv nicht ist (siehe Fletcher-Munson-Kurven). Das entspricht einer Lautheit (subjektiv empfundene Lautstärke) von nur 70phon. 70 phon sind ziemlich leise.

Bei Filmton oder Pop-Musik kann es vorkommen, daß die Bässe "gehörrichtig" abgemischt wurden, d.h. mit viel höherem Pegel auf dem Tonträger vorhanden sind, als der Mitteltonbereich.
Unter dieser Vorausetzung kommt ein Lautsprecher im Tiefbaß schnell in den nichtlinearen Bereich, ohne das die Wiedergabe subjektiv als laut empfunden wird.

Wenn ich das richtig sehe, mußst Du mir bitte den 8" zeigen der da an seine mechanischen Grenzen kommt.

Wenn wir jetzt etwas bösartig sind und von 4pi-Abstrahlung (Vollraum) ausgehen, dann braucht ein 8"er +/-20 mm lineare Amplitude, um 96dB/SPL @ 1m bei 30Hz zu erreichen.
Du kannst mir ja mal den 8"er zeigen, der das schafft und zwar bei einem psychoakustisch akzeptablen Klirrfaktor von ca. 5%.

Im Halbraum (was realistischer ist), werden "nur" +/- 10mm benötigt, was immer noch sehr viel ist.
Ohne zusätzlichen Helmholtzresonator (mit der Konsequenz einer ggf. hörbare Verschlechterung des Phasenfrequenzganges) wird das Ziel von 96dB/SPL bei 30Hz mit einem 8"er nur schwer zu erreichen sein.

Um es anschaulicher zu machen, hier die nichtlinearen Verzerrungen eines Lautsprechers mit einem guten, langhubigen 8"-Tieftöner (Peerless) im geschlossenen Gehäuse bei 95dB/SPL @ 1m. Man muß berücksichtigen, daß dieser Lautsprecher bei 30Hz im Pegel schon 6dB runter ist, der Klirrfaktor ist erst oberhalb ca. 40Hz wirklich bei 95dB/SPL @ 1m aufgenommen, bei 30Hz sind es nur 89dB/SPL @ 1m.

http://www.klein-hummel.de/produkte/...n/O300-95d.jpg

Man kann sicher sagen, daß der Klirrfaktor zwischen 10% und 30% im Tieftonbereich wahrnehmbar ist. Dieser real existierende und recht sauber durchentwickelte Lautsprecher schafft die geforderte Spezifikation schonmal nicht. Was nicht überraschend ist, wie ich oben ausgeführt habe.

Noch was, wer zum Teufel hört zu Hause mit 115 dB? Von welchem Planeten kommst Du eigentlich das Du immer vollkommen fern jeder Praxis antwortest?

Vielen ist nicht bekannt, daß 115dB/SPL bei 30Hz bloß einer Lautheit von 96phon entspricht (Fletcher-Munson-Kurve). Vielen ist vielleicht auch nicht bekannt, daß die Wahrnehmbarkeitsschwelle bei 30Hz oberhalb 60dB/SPL liegt, d.h. 30Hz-Töne unterhalb 60dB/SPL werden gar nicht wahrgenommen. Das Gehör ist im Tieftonbereich sehr unempfindlich.
Ich bin mir nicht sicher, was Vladi anstrebt. Wenn er im Baßbereich eine Lautheit anstrebt, die dem entspricht, was Laien landläufig unter "96dB" verstehen, dann muß er einen Maximalpegel von 115dB/SPL vorsehen.

@ Pico:

In dem angesprochenen Artikel ging es auch nicht um maximal erzielbaren Schalldruckpegel sondern um den Zusammenhang zwischen F3, Vb und eta.

Selbstverständlich ist das richtig, nur lenkt dieser Zusammehang vom Wesentlichen ab, wenn man den Tieftonbereich eines Lautsprechers auslegen möchte. Eine vernünftige Auslegung berücksichtigt ausschließlich den verzerrungsarm erzielbaren Maximalpegel als Funktion der Frequenz und optimiert diese Größe in Bezug auf das Gehäusevolumen unter Berücksichtigung der Amplitudenverteilung des wiederzugebenden Programm-Materials. Alles andere ist unvernünftig.

Nicht jeder will einen Equalizer einsetzen um den Bass zu entzerren.

Okay, aber das ist dann low-fi. Ich habe noch keine Betriebsschallpegelkurve im Tieftonbereich gemessen, die ohne Entzerrung akzeptabel wäre. Allein der Raumeinfluß macht eine Entzerrung meist zwingend notwendig, zudem sind brauchbare Equalizer heutzutage billig an jeder Straßenecke zu haben. Und wenn man schon entzerren muß, kann man auch gleich eine "vernünftige" Auslegung des Tiefton-Lautsprechers vornehmen.

Gruß

Andreas

HUP

@Peter

TIW200XS ±10 (125¤)
Raptor 6 ±9 (129¤)

Wobei ich immer noch davon ausgehe das auch Vadi die 96 dB nur auf seiner Wunschliste hat sie aber erfahrungsgemäß tatsächlich nicht braucht.

Was man braucht oder was nicht

@AH

Hier muß geprüft werden, ob Vladis Zielvorgabe wirklich seinen Bedürfnissen entspricht.

Das ist der entscheidende Punkt. Ich gehe auch davon aus das hier ein reiner Zahlenwert gefordert wird ohne Erfahrung was wirklich benötigt wird.

Wie ich schon geschrieben hatte und ich hoffe das ist bei Dir auch so angekommen. Deine Betrachtungen sind sicher richtig, da habe ich keinen Zweifel, ich gehe aber davon aus das die Forderung leicht Praxisfremd ist.

Ich bin der Meinung das die 115 dB keinesfalls erforderlich sind. Wer so laut hört dürfte innerhalb kürzester Zeit die grüne Fraktion vor der Tür haben, weiß man doch das tiefe Frequenzen sich relativ wenig um räumliche Begrenzungen kümmern.

[Frank]

Habt Ihr Streithähne eigentlich abseits der durchaus korrekten Diskussion der technischen Rahmenbedinungen mal überlegt, wo jemand mit doch eher weniger stark ausgeprägter Sachkenntnis auf diese Zahl gekommen ist?

Woher nur

Hallo Frank

wo jemand mit doch eher weniger stark ausgeprägter Sachkenntnis auf diese Zahl gekommen ist

Ich denke in irgendeinem Händlerprospekt oder einer ähnlichen Aussage.

20 - 20000 Hz
95 dB
500 Watt

sind ja leider eine relativ gebräuchliche Angabe mit recht wenig Wahrheitsgehalt. :-(

[Vadi]

Also ich moechte 96 Phon hoeren da ich meine Ohren nicht beschaedigen will.

Offenbar ist eine Explosion sowieso zu laut, um sie in echt wiederzugeben.

Ich will eine lineare Darstellung der Sounds. Also wenn eine Explosion das lauteste ist, dann soll diese auch mit 96 Phon wiedergegeben werden

Ich hoffe halt, dass meine Nachbarn dass zumindest teilweise akzeptieren.

[Vadi]

Meine Standboxen sind ja TQWTs mit -3dB bei 50Hz. Vielleicht reicht das ja schon?

[Farad]

Hallo.

Zu genau so Problemen kommt es, wenn Leute die keine Ahnung haben (sorry Vadi, das ist jetzt wirklich nicht gegen dich gerichtet) über Dezibel reden. Leider wird man allerorts mit diesen Unsinnsangaben konfrontiert.

Die wenigsten Leute wissen überhaupt, dass das Dezibel ein reines Verhältnismaß ist und man auch ohne Probleme 6dB mehr Äpfel kaufen kann, wenn einem danach ist das logarithmisch auszudrücken.

In der Elektroakustik macht es meiner Meinung nach überhaupt garkeinen Sinn von dB(SPL) zu sprechen, wenn nicht eindeutig definiert ist...

... bei welcher Frequenz?
... Durchschnitt oder Spitzenpegel?
... NUR bei dieser Frequenz?? Energetische Summe aller anderen kommt dazu!
... mit welchem Klirrfaktor?
... wenn Durchschnittspegel, wie hoch soll der Spitzenpegel bei welchem Klirrfaktor liegen?


Wenn das alles nicht klar ist, dann lasst die Dezibelangaben bitte, bitte bleiben. Auch wenn im Fernsehen in jedem Ton/Klang/Akustik/Schallschutzbeitrag etwa alle 10sec von Dezibels die Rede ist.


Selbst mit viel Hörerfahrung ist es praktisch unmöglich einen Klangeindruck im Bassbereich in dB zu erfassen. Die Zeitdauer, der Crest-Faktor, die Frequenzverteilung und eben die Munson-Fletcher-Kurven machn es unglaublich schwierig.


Wenn etwas angegeben wird, dann gebt es in Phon, noch besser, ini Sone an. Da ist man den lästigen Logarithmus auch noch los und 20sone sind wirklcih doppelt so laut wie 10sone.

*seufz*

farad
...der sich zur Zeit ständig mit dem dB und seinen Kollegen rumschlagen muß...

[PeterG]

Re: HUP

Original geschrieben von Data
@Peter

TIW200XS ±10 (125¤)
Raptor 6 ±9 (129¤)

Hi Data,

Hmmm, dann schau mal hier: http://www.ilmag.de/html/body_raptor6.html

9mm max Hub => der lineare ist sicher kleiner und das SPL-Diagramm gibt bei 30Hz etwas über 70dB an.

129€ ? , ich würde dafür lieber ca 2000cm² Membranfläche nehmen und behaupte, das ich da mehr Spaß dran hätte. Das ist aber Ansichtssache und Gott sei Dank sind die Geschmäcker verschieden.


MfG
Peter

[maha]

Farad. P0 ist definiert.
Gruß, maha

[kboe]

maximalpegel.....

@data, pico und farad:

an die erfahrenen praktiker:

wieviel dB muß ein LS im heimischen Wohnzimmer ( sag mer mal so ca. 30 m2 ) wirklich schaffen um auch mal "die sau rauslassen" zu können?
so bis ca. 30Hz runter....

BT beschreibt die mezzoforte ( w250s) als eine seiner pegelfesteren Konstruktionen.
eine nachsimulation ergibt einen maximalen pegel von 98 dB bei 40 Hz ( der frequenz des maximalen hubes oberhalb der abstimmfrequenz ) sehr konservativ gerechnet unter einhaltung des theoretisch maximalen hubes und im FREIFELD. im HALBRAUM wären es schon ca. 103 dB.

für meine 2-wegeriche mit 17er bass gelten sehr ähnliche dB-werte nur bei 60 Hz statt bei 40.

das heißt aber, daß die mezzoforte zwar wesentlich tiefer, aber nicht lauter können.
und die 17er könnten schon manchmal etwas lauter können mögen.

[maha]

Hi!

Bin zwar nicht angesprochen.......

...aber "die Sau" benötigt bei 30Hz zwischen ein und zwei Litern Verdrängungsvolumen. Das resultiert dann in 0,5 bis 2 Watt akustisch abgegebener Leistung.
Dafür braucht es 2 gute (langhubige) 15er. Eine sachgerechte Reflexabstimmung ist notwendig, sie verschafft auch noch zusätzlichen Headroom.

maha

[AH]

Hallo,

Vadi möchte also 96phon erreichen, was sicher kein ganz unvernünftiger Wert ist. Meine "nicht praxisrelevanten" Einwendungen waren also vielleicht doch praxisnäher, als manche zunächst glaubten

Nimmt man die gegenüber Fletcher-Munson besseren Robinson-Dadson-Kurven, ergibt sich daraus folgender Pegelbedarf:

96 phon bei 30Hz entspricht etwa 115dB/SPL.
96 phon bei 100Hz entspricht etwa 100dB/SPL
96 phon bei 1kHz entspricht 96dB/SPL
96 phon bei 5kHz entspricht etwa 85dB/SPL
96 phon bei 10kHz entspricht etwa 100dB/SPL

Man sieht, daß Vadis Wunsch oberhalb 100Hz technisch relativ einfach zu realisieren ist, 96phon bei 30Hz sind jedoch nicht mehr so einfach zu erreichen.

Zunächst sollte Vadi noch sagen, ob er bereit ist, dem höheren Maximalpegel einer Baßreflexkonstruktion das bessere Impulsverhalten einer geschlossenen Box zu opfern.
Das ist auch ein Kostenfaktor, ganz grob gesagt.

Nehmen wir an, unsere Strahler schaffen +/- 6mm halbwegs linear (was für Tieftöner nicht ganz unrealistisch ist), dann benötigen wir 3000cm^2 Membranfläche. Das wären z.B. drei Stück 15"er oder um acht bis zehn Stück 10"er.
Ganz grob abschätzend braucht man pro 1000cm^2 Membranfläche 60l akustisch wirksames Volumen, wenn man nicht extrem entzerren möchte. Vadis Wunsch läßt sich also mit ca. 180l akustisch wirksamen Volumen erreichen, was ca. 150l tatsächlichem Volumen entspricht, wenn Dämpfungsmaterial verwendet wird.

Perfektionisten nehmen zehn Stück 10"er, was aber teurer ist. Zehn Schwingspulen sind jedoch elektrisch belastbarer, als deren zwei und man hat möglicherweise auch weniger Probleme mit Klirr aus Membrandeformation.

Wer nicht soviel Geld ausgeben möchte, kann die Kosten verringern, indem er die Box als auf 30Hz getunte Baßreflexbox auslegt. Das spart etwa die Hälfte der Chassis.
Man kommt also mit 1,5 Stück reflexten 15"ern oder fünf Stück reflexten 10"ern aus.

Alle Rechnungen gelten für 1m Abstand, im Freifeld nimmt der Pegel jedoch mit ca. 6dB pro Entfernungsverdopplung ab, so daß pro doppelter Entfernung die doppelte Strahleranzahl anfällt. Im Raum liegen die Verhältnisse jedoch etwas anders, so daß die Rechnung bei 1m Abstand wohl realistisch ist, auch weil durch gleichphasige Addition von Begrenzungsflächen noch ein Gewinn an Schalldruckpegel und Wirkungsgrad zu erwarten ist.

Gruß

Andreas

P.S. @ Vadi:

Offenbar ist eine Explosion sowieso zu laut, um sie in echt wiederzugeben.

Das ist schon möglich, dafür gibt es beim Militär Gefechtsfeldsimulatoren. Dem Hörensagen nach beinhaltet ein solcher Gefechtsfeldsimulator je 512 Stück 5"-Tieftöner im geschlossenen Gehäuse, das Bruttovolumen dürfte geschätzt um 1m^3 liegen (paßt also bequem ins Wohnzimmer).
Allerdings könnten bei solchen Systemen u.U. charakteristische Nebenwirkungen einer "echten" Explosion auftreten, möglicherweise sieht Dein Wohnzimmer/Haus nach der total realistischen Wiedergabe einer Explosion etwas anders aus, als vorher

Läßt sich im Wohnzimmer übrigens ganz leicht realisieren (die Praxisrelevanz des folgenden Abschnitts muß jeder für sich selbst prüfen ), Du mußt nur von der Stirnwand etwas Platz abteilen, indem eine zweite Wand vor der Stirnwand eingezogen wird, die ihrerseits mit genügend Chassis versehen wird. In 10m^2 (2,5mx4m) Stirnwand bekommt man bequem über hundert Stück 10"er eingebaut. Auch der WAF dürfte hoch sein (nachdem man die Wand mit Stoff abgedeckt hat), denn es steht nichts im Raum rum.
Wünsche nach realistischem super-ultra-extrem-explosions-Baß sind durchaus erfüllbar, nur etwas teurer. Rechnen wir 50€ pro Tieftöner und 50€ pro Verstärker, wäre man mit 10.000€ dabei, dazu noch eine Mauer, was gemessen an hai-ent-Preisen gar nicht mal soooo teuer ist.
Echte Freaks bauen dasselbe nochmal auf der Rückwand als zeitverzögert angesteuerten aktiven Absorber (DBA), womit sich auch keinerlei stehende Wellen im Raum mehr ausbilden. Das von "tiki" beklagte Rumpeln dürfte sich dabei stark verringern, da es keine lokalen Schalldruck-Maxima mehr gibt.
Wenn es allerdings aufnahmeseitig explodiert, könnte die Statik des Hauses trotz des aktiven Absorbers durchaus... ein wenig leiden.