Widerstand Horneinfluss auf Basschassie?

[Burns]

Hallo, stehe vor einer Frage laut Thementitel:

Bei einem normalem geschlossenen kleinen Gehäuse sinkt der Widerstand im Tiwefbassbereich.
1-Wie verändert sich dieser wenn der Treiber auf der anderen Seite eines geschl. Gehäuses in ein Horn abstrahlt?

2-Bei einem Reloadet Horn mit kleiner Kammer?

Danke!
lg Burns

[UweG]

Gute Frage. ... aber ziemlich komplex.

Ganz einfache Antwort: In allen Gehäusen sinkt die Impedanz mit sinkender Frequenz irgendwann mal auf Rdc, den Gleichstromwiderstand der Schwingspule.

Der Einfachheit vernachlässige ich in folgender Betrachtung die Schwingspuleninduktivität, die bei hohen Frequenz die Impedanz aus anderen Gründen ansteigen lässt.

Die Impedanz ist immer dann klein, wenn die Schwingspule anders als durch die elektrodynamischen Kräfte, die durch Feldstärke und Stromdichte zu beschreiben sind, daran gehindert wird Hub zu machen. Bei ganz tiefen Frequenzen ist das die Einspannung bzw. das begrenzte Volumen der geschlossenen Box. Bei hohen Frequenzen ist es die Messe der Schwingspule + Membran + ... die bewegt werden muss. Auf der Resonanz kommt es darauf an, wie viel mechanische Dämpfung im System ist. Ein (theoretisches) mechanisch unbedämpftes System hat eine Frequenz bei der die Impedanz ins Unendliche steigt. Wenn man nun (in der Vorstellung) die Masse und die Steifigkeit um jeweils den gleichen Faktor reduziert, dann bleibt diese Frequenz gleich aber die Breite des Impedanzpeak nimmt immer weiter zu. Masselos und mit Steifigkeit = 0 bekommt man keinen Strom in das System, weil jedesmal wenn ein klein wenig Strom fließt, die sich bewegende Schwingspule als Generator arbeitet der entsprechende Gegenspannung liefert. Genau genommen müssen dann allerdings wirklich alle Verluste = 0 werden, also auch die magnetische Hysterese und das Chassis muss im Vakuum betrieben werden. Gib mal in Boxsim Qes = =0.00001 und Qms = 100000 ein und schalte die Impedanzmessung ab. Dann siehst Du was passiert. Bei einem GF200 mit dem ich das Probiert habe, liegt dann die Impedanz zwischen 2 Hz und 1500Hz über 10000 Ohm.
Jetzt mal wieder etwas praktischer. Eine Möglichkeit, die Impedanz zu beeinflussen ist, der Vorderseite einen Helmholtz-Resonator aufzusetzen. wenn auf der Rückseite des Chassis ein geschlossenes Volumen ist, nennt man das dann Bandpassgehäuse. Strahlt die Rückseite frei in den Raum, ist es eine Bassreflexbox mit umgekehrt montiertem Chassis.
Ein Helnholtzresonator ist ein besonderes Horn, dass auf eine Frequenz hin optimiert ist und deshalb so viel kleiner ist als jedes klassische Horn.
Der Helmholtzresonator bewirkt, dass das Chassis auf dieser Frequenz stark bedämpft wird und die Energie wird vom Helmholtzresonator aufgenommen und (zum Teil) durch den BR-Kanal abgestrahlt. Der Rest geht in Luftreibung, verbiegt Gehäusewände, ... . Deshalb hat die Bassreflexbox auf der Abstimmfrequenz ein Impedanzminimum.
Ich unterstelle den meisten extrem klein bauenden (Bass-)Hörnern, dass sie näherungsweise arbeiten wie ein Bassreflexgehäuse bzw. wie ein Bandpass.
Wenn das Horn dann größer wird und real über einen weiteren Frequenzgang mehr oder weniger konstant dem Chassis einen hohen Widerstand entgegen setzt, dann wird sich auch der Bereich in dem geringe Impedanzen auftreten mehr und mehr nach oben erweitern. Weil das reale Kompakthorn nicht sonderlich linear ist, wird der Impedanzverlauf auch einiges an Berg- und Tal-Fahrt machen.

[Horrexx]

Zu 1)
Wenn das Horn eine substatielle Bedeutung haben soll, dann ist seine Grenzfrequenz durch die „flarerate“ bzw. das Wuchsmaß bestimmt. Der Mund-Durchmesser sollte passend gewählt sein. Die Länge des Horns ist damit festgelegt.
Die rückwärtige Kammer beeinflußt die Resonanzfrequenz des eingebauten Lautsprechers. Allgemein sollte sie gleich der Grenzfrequenz des Hornes sein. Man kann auch so vorgehen, dass der Frequenzgang zur unteren Grenzfrequenz hin „optimal flach“ eingestellt wird.
Das sogenannte „reactance annulling“ liefert im allgemeinen nicht das gewünschte Resultat, das ist in (englischsprachigen) Foren häufiger diskutirt worden.
Für meine Zwecke benutze ich zur Bestimmung des rückseitigen Volumens (rear chamber) das Programm Hornresponse von David McBean.

Zu 2 )
Ein grundsätzlich unvermeidbares Volumen zwischen Membran und Horn – die Membran muß sich ja ohne anzuschlagen bewegen können – wirkt wie ein in einer elektrischen Schaltung gegen Masse geschalteter Kondensator. Dieses Volumen (frontchamber) wirkt also wie ein Tiefpass. Avantgarde Acoustic wendet ieses Verfahren an.
Für meine Zwecke wähle ich die frontchamber möglichst klein, einen möglicherweise gewünschten Tiefpass lege ich vorzugsweise mit einem Kondensator fest. Das schützt evtl. auch besser den Lautsprecher, da so höhere Töne geblockt werden.
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Peter

[Burns]

OK, danke!
Eure Beiträge sind mir sehr hilfreich.
D.h. der je Frequenz resultierende Membranhub abhängig vom Luftwiderstand hat demnach Einfluss auf den Widerestand des Chassie. Dieser sinkt bis minimum Gleichstromwiderstand Re.
Luftwiderstand ist vom Gehäuse und deseen unterstützende Frequenzen abhängig.

lg Burns

[Horrexx]

Eure Beiträge sind mir sehr hilfreich.

... hat demnach Einfluss auf den Widerestand des Chassie. Dieser sinkt bis minimum Gleichstromwiderstand Re.

Danke.

Ja. Mit einem starken Antrieb und einem hohen Kompressionsverhältnis (Verhältnis aus Membranfläche und Hornmundfläche) kann z.B. der Wirkwiderstand der Lautsprecher /Horn-Kombination "sehr hoch" , z.B. deutlich höher als 8 Ohm für sein , was natürlich bei einem Betrieb an einem Verstärker für 8 Ohm-Lautsprecher den maximal möglichen Schalldruckpegel reduziert.
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Peter

[UweG]

Ja. Mit einem starken Antrieb und einem hohen Kompressionsverhältnis (Verhältnis aus Membranfläche und Hornmundfläche) kann z.B. der Wirkwiderstand der Lautsprecher /Horn-Kombination "sehr hoch" , z.B. deutlich höher als 8 Ohm für sein , was natürlich bei einem Betrieb an einem Verstärker für 8 Ohm-Lautsprecher den maximal möglichen Schalldruckpegel reduziert.

Ein starker Antrieb bedeutet eine hohe Gegeninduktion, also hohe Impedanz, wenn nicht entsprechend Last anliegt. Ein hohes Kompressionsverhältnis bewirkt, zumindest wenn das Horn in dem Frequenzbereich funktioniert, aber eben diese hohe Last, also niedrige Impedanz. Wieso soll da ein für 8-Ohm gebauter Verstärker den Schalldruck reduzieren? Weil das Horn da wo die Impedanz hoch ist tendenziell nicht so gut funktioniert?

By the way: Ein Horn im Bassbereich kann eine gute Idee sein, muss nicht. Ein kleines Horn im Bassbereich ist für Hifi wohl nie eine gute Idee. Kleine Basshörner sind solche unter 1000 Litern.

[Horrexx]

Wieso soll da ein für 8-Ohm gebauter Verstärker den Schalldruck reduzieren?

Der Schalldruck wird in der Beispielsargumentation nicht reduziert, sondern es ist so gemeint, dass der Schalldruck bei einem Verstärker mit einer höheren möglichen Ausgangsspannung auch höher sein könnte.
(Bei Röhrenverstärkern konnte man früher die Ausgangsimpedanz /-spannung wählen.)

Bei einem (guten) Horn kann der erreichbare Schalldruck mit einem gegebenen Verstärker dennoch sehr hoch sein, obwohl keine Leistungsanpassung vorliegt.
Es geht hier um den Unterschied zwischen maximal möglichem Schalldruck und maximal möglichem Wirkungsgrad.
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Peter