Wirkungsgrad eines Lautsprechers

[Jobsti]

Ich hab da vor einiger zeit mal was für die Einsteiger getippt:

http://www.jobst-audio.de/sonstigestut/159-erlaeuterungen-zu-pegel-dezibel-und-leistungsangaben

Evtl. ist's ja ganz interessant.


Meine Meinung:
Ob jetzt mit 2,83V, 2V oder 1W angegeben wird ist mir persönlich eigentlich recht Schnuppe, solange ich die nominelle Impedanz der Kiste weiß.
Normal schaue ich aber immer auf die Messungen und mach mir mein eigenes Bild über den durchschnittlichen Schalldruckpegel, nur muss eben dabei stehen ob 2pi oder 4pi gemessen wurde.

Ich persönlich mess alles im Vollraum, alles andere kann sich dann auch jeder selbst drauf rechnen.
Ja ich weiß, je nach Schallwandgröße, geht es von Vollraum in Halbraum über, dennoch
ist hier die Vollraummessung bei PA-Topteilen dann sinniger, da sie idR. recht hoch stehen/hängen.
Somit haben wir so circa bis 200-400Hz (je nach Größe) Vollraum- und darüber Halbraumbedingungen (genau wie in der Messung).


Mit 1 Watt auf 1m rechnet's sich halt schöner, zudem kommt damit der Großteil auch besser zurecht.
(Siehe z.B. die ganze Posts im Netz über Limitereinstellung, in dBu oder gar in V in internen DSPs)

So 100% genau brauchen wir's doch auch garnet, +-1dB, Wayne?!

Ich schau mir mein Impedanzschrieb an, schau dass ich net unter die 20% falle
und gehe dann von der nominellen Impedanz aus, fertig.

Will ich's noch genauer, kommt Ampere- und Voltmeter dran und Rosa- oder MLS drüber,
eher aber Rosa zwecks dem höheren Energiegehalt und ich geb genau 1W.


Übrigens:
Ihr werft ständig "Wirkungsgrad" in den Raum, wobei ihr eigentlich Schalldruckpegel meint.
Wirkungsgrad wird eigentlich in % angegeben, bzw. 1% = 95dB.
Dieser beschreibt das Verhältnis von zugeführter und abgegebener/nutzbarer Leistung.

Nur nebenbei, damit kein Durcheinander herrscht


PS:
In Datenblätter der üblichen Hersteller für PA-Chassis, wird oft auf die Messbedingungen hingewiesen.
Den Großteil dieser Messungen konnte ich hier bisher recht gut nachvollziehen.

Der Bereich unterhalb ~200-300Hz juckt mich dabei aber nur relativ wenig, da ich diesen einfach simuliere.
Am Ende MUSS aber sowieso gemessen und der Proto mehrfach umgebaut werden,
zudem ist's oft auch mit 3 4 Chassis net getan, sondern man testet weitaus mehr durch!

Ich finde einige Posts hier doch etwas "pingelich" muss ich gestehen.

[aurelian]

Eine andere Frage, die sich mir noch stellt, nicht bzgl. der Angabe des Wirkungsgrads, sondern bezgl. Belastbarkeit:
Bei den alten HECO-Bausätzen aus den Mittsiebzigern liest man, dass man den Tieftöner (zB ein 30cm Chassis) keinesfalls außerhalb einer geschlossenen Box betreiben dürfe.
Eminence schreibt dagegen, dass sie die Belastbarkeit beim nicht eingebauten Chassis messen
"The Eminence power rating is derived using an EIA 426A noise source and test standard. All tests are conducted for eight hours in a free-air, non-temperature controlled environment. Eminence tests samples from each of three different production runs and each sample must pass a test exceeding the rated power by 50 to 100W."

Waren die alten HECO so weich aufgehängt, dass ohne Luftgegendruck das Chassis schon weit unter der Leistungsangabe angeschlagen hätte? Baut man heute ganz andere Chassis?

[Maja]

Thema????

Sorry, hab mich im Beitrag geirrt!

[Chaomaniac]

…
Hmm... die Frage ist doch eigentlich zu welchem SPL die Spannung dann beim Töner X führt, und zu Welchem beim Töner Y mit anderer Impedanz (?)

Genau auf das wollte ich hinaus!
Was bringt mir da die Angabe SPL bei Watt/Meter?
Im besten Fall handelt es sich um 4? und 8 ?-Chassis mit bekannten Mess-Spannungen von 2 V und 2,83 V. Dann kann man sich noch mit der 3 dB-Regel behelfen (sofern man davon weiß, ich kann mich noch gut an meine Anfängerzeiten erinnern, wo das nicht der Fall war). Wenn jetzt eine weitere Anpassung an das reale Impedanzminimum oder gar den Gleichstromwiderstand stattfindet, wird's schnell schwierig. Genau so mit Zwischengrößen bei der Nennimpedanz (6 ?, 12 ?). Dann wird's ohne Wikipedia-Googlen für den Otto-Normal-Zusammensteller hanebüchen.
Da ist es meiner Meinung nach doch deutlich sinnvoller, mit einer bestimmten vorgegebenen Mess-Spannung zu arbeiten. Umrechnereien für den Pegel entfallen dann. Ob das nun 1 V, 2 V, 2,83 V oder was ganz anderes ist, wäre dann egal, sofern der Wert standardiesiert ist und sich die Datenblattersteller daran halten.

Beispiel:
Ein engagierter aber noch am Anfang der Learning-Curve stehender Selbstbauer will sich selbst eine Chassiskombination zusammenstellen. Er durchforstet eine Unmenge an Datenblättern, er will es gleich „richtig” machen und schaut sich in erster Linie im gehobenen Mittelklasse-Preissegment um. Nach langer Suche hat er für einen Zweiweger die vermeintlich passenden Spielpartner gefunden.
Der Tiefmitteltöner, ein 4-Öhmer, wird mit einer Empfindlichkeit von 88 dB angegeben, der Hochtöner, ein 8-Öhmer, mit einer Empfindlichkeit von 89 dB. Beide Angaben sind SPL bei Watt/Meter. Dass es nicht schlecht ist, dass der Hochtöner ein dBchen lauter ist, hat der Bastler schon mitbekommen, lässt dieser sich doch durch einen Widerstand in der Weiche leicht etwas zurücknehmen.
Die Information, dass Chassis am Verstärker die Spannung „sehen” und nicht die Leistng, fehlt dem Erbauer der Edelbox noch, wird er aber bald lernen…
Wären jetzt die Angaben in den Datenbättern auf eine einheitliche Spannung von beispielsweise 2,83 V bezogen gewesen, wäre ihm sofort aufgefallen, dass der Hochtöner nicht mit dem Tiefmitteltöner mitkommt.

Auch für uns, die wir um besagten Umstand wissen, ist es doch nur ein Vorteil, wenn Chassis unter gleichen Bedingungen getestet und die Daten entsprechend veröffentlicht werden. Es wird insgesamt einfacher ohne (zwar simple, aber dennoch nötige) Kopfrechnerei die Datensätze zu vergleichen.
Der Wirkungsgrad eines Lautsprecherchassis (im Sinne von Leistungseffizienz) ist für hobbymäßige HiFi-Anwendungen eher von drittrangigem Interesse, ist diese Angabe doch schon in der spannungsbezogenen (und neutraleren) Empfindlichkeitsangabe mit drin.
Was in der fertigen Lautsprecherbox daraus wird, hängt einzig und alleine vom Entwickler und dessen Weichenschaltung ab. Es ist ein leichtes, eine Weiche zu entwickeln, die ein einzelnes 8 ?-Chassis auf eine Nennimpedanz der Gesamtbox von 4 ? runterzuziehen und das auch noch bei reduzertem Pegel bezogen auf die Eingangsspannung. Also, was bringt mir dann die Datenblattangebe SPL bei Watt/Meter?
Interessant wird das doch wirklich erst im Anwendungsfall der eigentlichen Lautsprecherbox wenn Wirkungsgrad und Impedanz gering sind…

Dass sich 2,83V als Messgröße etabliert hat, kann man auch nicht sagen. Bei meiner Chassis-Suche bin ich eher auf Frequenzschriebe und Empfindlichkeitsangaben mit 1 Watt gestoßen.

Eminence und Dayton und Ciare sind ja nicht gerade NoNames unter den Chassisherstellern und die messen mit 1 W.

Zitat von Eminence:
Eminence sensitivities are expressed as the average output across the usable frequency when applying 1W/1M into the nominal impedance. ie: 2.83V/8 ohms, 4V/16 ohms.
http://www.eminence.com/support/unde...dspeaker-data/

Da hab ich mich nicht sonderlich klar ausgedrückt.
Sorry.
Gemeint hab ich:
Bei Spannungsbezgenen Empfindlichkeitsangaben hat sich der Wert von 2,83 V etabliert.
Dass die Hersteller es untereinander unterschiedlich handhaben, ist aber leider Fakt.
Das Beispielzitat von Eminence ist aber ein vorbildlicher Fall, das sind Informationen, die man bei einem Großteil der Hersteller gar nicht erhält.
Da werden teilweise Frequenzgänge in Testboxen abgedruckt, von denen man oft weder das Volumen, noch die Schallwandabmessungen kennt.
Den genauen Wortlaut der Norm kenne ich nicht, aber mir war so, als ob eine Messung in einer Normschallwand vorgeschrieben ist (die je nach Chassisgröße auch andere Maße hat) und die SPL-Angabe auf Watt/Meter bezogen sein muss.
Warum letzteres für mich wenig/keinen Sinn macht, hab ich ja schon erklärt.
Von der Norm weicht beinahe jeder Hersteller ab, halt in unterschiedlichen Bereichen der Vorschriften, nur nicht immer in den sinnvollen…

[aurelian]

Dass sich 2,83V als Messgröße etabliert hat, kann man auch nicht sagen. Bei meiner Chassis-Suche bin ich eher auf Frequenzschriebe und Empfindlichkeitsangaben mit 1 Watt gestoßen.

Eminence und Dayton und Ciare sind ja nicht gerade NoNames unter den Chassisherstellern und die messen mit 1 W.

Zitat von Eminence:
Eminence sensitivities are expressed as the average output across the usable frequency when applying 1W/1M into the nominal impedance. ie: 2.83V/8 ohms, 4V/16 ohms.

http://www.eminence.com/support/understanding-loudspeaker-data/

[ALler]

Chaomaniac schrieb:

Dein Verstärker schaut sich den Lautsprecher an und überlegt dann welche Spannung er ausgeben soll, damit der Lautsprecher eine bestimmte Leistung aufnimmt?

Nadürlidsch njet.

Oder anders: Dein Verstärker gibt bei einer bestimmten Stellung des Lautstärkereglers eine bestimmte Leistung ab, egal welche Lastimpedanz gerade anliegt?

Hmm... die Frage ist doch eigentlich zu welchem SPL die Spannung dann beim Töner X führt, und zu Welchem beim Töner Y mit anderer Impedanz (?)

Oder nicht

Grüße von
ALler

[Chaomaniac]

…

Dann hätte man besser vergleichbare Daten für die Empfindlichkeit als bisher per stur 2,83V.

…

O.K.
Dein Verstärker schaut sich den Lautsprecher an und überlegt dann welche Spannung er ausgeben soll, damit der Lautsprecher eine bestimmte Leistung aufnimmt?
Oder anders: Dein Verstärker gibt bei einer bestimmten Stellung des Lautstärkereglers eine bestimmte Leistung ab, egal welche Lastimpedanz gerade anliegt?
Ich hab mehrere Verstärker in unterschiedlichen Preisklassen hier und die sind alle (in vertretbarer Näherung) Konstantspannungsquellen…

[ALler]

Haaaalt - Protest!

Sämtliche Unwägbarkeiten wie es sich mit der Empfindlichkeit verhält, bleiben doch bei stur 2,83V komplett erhalten

Man müßte von da, auf Nennimpedanz oder auf Realimpedanz umrechnen.

Da ist man doch ein Stück näher dran, wenn man wenigstens die Nennimpedanz zugrunde legen würde (!?)

Oder wo die Realimpedanz zu sehr von Raster der Nennimpedanzen abweicht, kann man natürlich auch die Realimpedanz nehmen.
Ja was bleibt einem denn auch wenn es wirklich auf 0,5dB ankommt, ob irgendwas noch zusammen paßt?

Und nur weil es ein grobes Raster für Nennimpedanzen gibt ist man doch nicht verpflichtet solche Werte zur berücksichtigen.

Ein Statiker wird auch nicht sagen:

Werte für die Tragfähigkeit von Balken könne man nur für 2 Meter, 4 Meter und 8 Meter Länge berechnen, für Zwischenwerte am realen Bau bitte selber interpolieren.

Nur weil sich 2,83V/1Meter/@egal_Ohm mal etabliert hat heißt es ja nicht, das es nicht auch besser ginge.

Z.B. könnte man den ja Gleichstrom-Widerstand ansetzen, notfalls dann die Spannung für 1Watt ausrechnen und einstellen, und gut.

Dann hätte man besser vergleichbare Daten für die Empfindlichkeit als bisher per stur 2,83V.

Warum das nicht gemacht wird ist doch klar: Faulheit bzw. gescheuter Arbeitsaufwand.

Grüße von
ALler

[wolfgang520]

Hallo Chaomaniac,

vielen Dank, so korrekt findet man die Erklärung noch nicht einmal in Wikipedia. Dabei sind Deine Aussagen sogar für den Laien absolut verständlich.
Du könntest in Wikipedia eine Korrektur vornehmen.

Gruß

Wolfgang

[walwal]

Also gut, 4 Jahre gewartet.

[Chaomaniac]

So lange bin ich doch noch gar nicht „dabei”

[walwal]

Auf die Gelegenheit, dich berechtigt korrigieren zu können, habe ich 8 Jahre im Forum gewartet.
Und jetzt willst du mir den Spaß auch noch nehmen.

[Chaomaniac]

Alter Rechthaber


…hab's korrigiert…

[walwal]

2, 83.....

[Chaomaniac]

…
Ist es also richtig die Messung zu gaten, um damit diesen Fehler zu korrigieren?

Ja.
Wenn ein Lautsprecherchasis für sich alleine beurteilt werden soll, gibt es als einzige wirklich neutrale Betrachtung die Messung ohne Raumeinflüsse in der unendlichen Schallwand.
Soll ein Chassis oder eine ganze Boxenabstimmung neutral beurteilt werden, führt an einer Messung in der Box mit endgültiger Schallwandgestaltung kein Weg vorbei. Auch hier dürfen keine Rameinflüsse mit rein, denn der Raum ist nicht neutral und das Messergebnis wäre in einem anderen Raum nicht das gleiche.

Zur Diskussion über die Angabe Watt/Meter oder 2,83 v/Meter:
ich halte von der Angabe Watt/Meter rein garnichts!
Diese Angabe ist ausnahmslos immer gemogelt, der Impedanzverlauf eines Lautsprechers in keinem Fall mit dem eines ohmschen Widerstandes zu vergleichen.
Bei konstanter Eingangsspannung des Testobjektes ist die Leistungsaufnahme also extrem Frequenzabhängig. Sollte man sich wirklich die Mühe machen, für die Einzelfrequenzen die Spannung so einzustellen, dass immer ein Watt aufgenommen wird, sähe das Ergebnis völlig anders aus, völlig fern eines realistischen Betriebes eines Lautsprechers.
Es wird bei der leistungsbezogenen Angabe vereinfacht die (konstante) Spannung angelegt, bei welcher an der angenommenen Nennimpedanz eine Leistung von einem Watt aufgenommen wird. Bei Chassis mit 8 ? Nennimpedanz also 2,83 V, bei 4 ? entsprechend 2 V.
Die Nenimpedanz wird dadurch definiert, dass sich das Impedanzminimum in einem Toleranzschlauch von ±20 % um die Nennimpedanz bewegt.
Bei einem 4-Öhmer darf das Impedanzminimum also zwischen 3,2 ? und 4,8 ? liegen, bei einem 8-Öhmer zwischen 6,4 ? und 9,6 ?, bei einem 6-Öhmer zwischen 4,8 ? und 7,2 ?.
Alleine durch diesen Toleranzkorridor kann die generelle Annahme von beispielsweise 2 V bei 4 ? Nennimpedanz nicht wirklich richtig sein. Angenommen ein Chassis hat sein Minimum bei 3,2 ?, ein anderes bei 4,8 ?.
Dann ist die Angabe bei beiden gelogen, wenn sie mit 2 V gemessen wurden. Zumindest sind sie nicht vergleichbar, augegangen vom Bezug auf die Leistung.
Dann kommt noch dazu, dass die Hersteller sich nicht wirklich an die Toleranzgrenzen halten.
Beim beispielhaft herangezogenen AL 170 liegt das Impedanzminimum je nach Exemplar sogar unter 6,0 ?, weshalb die Einstufung als 8-Öhmer streng genommen falsch ist. Das machen aber fast alle Hersteller, um noch das letzte Bisschen Spannungsempfindlichkeit herauszukitzeln. Ob das in dieser Form, nur um bessere Papierwerte zu erzielen, sinnvoll ist, sei mal dahingestellt.
Dann kommt noch hinzu:
Wenn ich Lautsprecherchassis nach Datenblättern bezüglich ihrer Kombinierbarkeit aussuchen will, erschwert die Angabe Watt/Meter die Suche unnötig.
Auch ist niemals bekannt, ob mit einer Spannung bezogen auf die Nennimpedanz (z. B. 2 V bei 4 ?) oder bezogen auf das Impedanzminimum (z. B. 1,79 V bei 3,2 ?) gemessen wurde.
O.K. Man kann sich bei 4- und 8-Öhmern noch mit der 3 dB-Regel helfen, aber wie viele potenzielle Hobby-anwender haben die Pegeldifferenz eines 4-oder 8-Öhmer zu einem 6-Öhmer auswendig im Kopf??
Amps sind im allgemeinen Spannungsquellen und fragen den Lautsprecher nicht erst, welche Leistung sie denn gerne hätten…
Ausgegangen von einer einheitlichen Spannung (die sich bekanntermaßen mit 2,83 V etabliert hat), fallen alle vorhandenne Probleme weg.
Die Datensätze sind absolut gesehen praktikabler und vergleichbarer und es gibt auch keine „Lügen”, die aus irgendwelchen fraglichen Begriffsdefinitionen und Toleranzüberschreitungen entstanden sind.