SPL-max nach Hub und Frequenz mit Taschenrechner

Moin,

ich suche Taschenrechnerformel(n) für die Berechnung des SPL-max nach Hub und Frequenz im Vollraum. Bitte keine Simus, aber vielleicht Onlinerechner. Den vom Strassacker kenne ich. Auch die Formel:

Zitat

SPL bei X-max in Abhängigkeit von der Frequenz:

der Timmermanns von HobbyHifi benutzt immer folgende Taschenrechner tauglichen Formeln (für Freifeldangaben)

Geschlossen: SPL-max(f) = 20 x LOG (0,37 x Sd x Xmax x f²)

Bassreflex: SPL-max(f) = 20 x LOG (0,74 x Sd x Xmax x f²)

Sd in "qcm"; Xmax in "cm";

Bei mehreren Treibern einfach einen Multiplikator entsprechend der Treiberzahl mit in die Klammer einfügen.

Gruß FF

Alles anzeigen

Da kommt aber ein anderer Wert raus.

Eine Tabelle nützt mir auch...

Gruß

Moin FF,

das war etwas unglücklich ausgedrückt, ich habe Deine Formel nicht mehr bezweifelt als den Strassacker Onlinerechner.

Dein Rechenbeispiel konnte ich nachvollziehen. Beim Strassacker Rechner:
http://www.lautsprechershop.de/tools/index.htm >>zu Bauelementen >>Tieftönerrechner, kommt bei Deinem Beispiel unter Bassreflex 107 dB raus. Erst wenn man nicht die Auslenkung, sondern den Peak to Peak Hub eingibt wird das Ergebnis mit 113 dB ähnlich.

Deine Formel versteht unter x-max: Schwingspulenlänge - Polplattendicke / 2 , also die maximale Auslenkung aus der 0- Lage?

Bei Bassreflexboxen ist mir unklar auf welcher Frequenz zur Tuningfrequenz die Formel Gültigkeit hat, weder in Deiner Formel noch im Strassacker- Rechner ist die Eingabe der Tuningfrequenz vorgesehen. Gilt die Formel also auf der Tuningfrequenz oder bei der ungünstigsten Frequenz darüber?

Meine spezielle Anwendung betrifft den 18S 12ND610 in einer geschlossenen Box. Dieses Chassis ist mit einer geschönten Auslenkung von 3,5 mm angegeben. Die 18Ss rechnen: Schwingspulenlänge - Polplattendicke / 2 + Polplattendicke / 4 . Die Polplattendicke wird verschwiegen, es wird jedoch behauptet, daß 18S dicke Polplatten verwendet. Bei einer 10 mm Polplatte bleibt also eine Auslenkung von nur 1 mm übrig.

Bei 200 Hz, 1 mm, geschlossen, ergibt das : 117,76 dB ?

Der Strassacker- Rechner gibt wiederum was ganz anderes raus: bei 1mm 115 dB, Bei 2 mm 121 dB. Ich hoffe Du verstehst, daß diese Unterschiede außerhalb jeder brauchbaren Toleranz sind, und ich demnach solange bohre bis ichs wirklich glaube und da bin ich vorsichtig.

@ all: Das kann doch nicht die Wahrheit sein, das alle nur rumsimulieren und nicht die Wahrheit suchen? Wie sieht es denn mit praktischen Erfahrungen aus ? Der Kappa LF hat eine Auslenkung von 2,75 mm, das gibt im ARLS 111 dB bei 45 Hz nach Timmermann. Das bedeutet: Der ist schon bei 64 Watt aus dem linearen Hub !! Und macht beim propagierten Amping von 500 Watt 8 mm Auslenkung, 16 !! mm Hub Peak to Peak? Das klingt brauchbar ????

Gruß

Moin,

ich bin ja doch überascht, daß in einem PA- Selbstbau Forum Glaubensformeln über die Obertöne dieser oder jener Pappe, das Impulsverhalten von Bässen etc. pp. mehr Informationen zu finden sind, als über den, doch auch für nicht Pisa- Small Anhänger recht wichtigen einfachen Zusammenhang zwischen verdrängter Luft, Frequenz und Schall.

Dann gibt es ja auch noch Fachleute die Lautsprecher entwickeln und auch verkaufen, einige sind im Forum aktiv und betreiben Online- Rechner....

Sind sich die Simus denn so einig ?

Mir ist es auch in diesem Forum schon unterlaufen, statt mit der maximalen linearen Auslenkung, mit dem linearen Peak to Peak Hub zu argumentieren, das blieb ohne Widerspruch.

Jeder Hersteller kocht sein eigenes Süppchen, nur bei 18S sind die tatsächlichen Werte verschwiegen. Wie dick ist wohl die Polplatte ? 12 mm ? Dann hätte der eine Auslenkung von sagenhaften 0,25 mm !! oder 14 mm, dann hätte der gar keine lineare Auslenkung ! oder mit 15mm Polplatte gar eine Underhang- Coil

Wie sieht das dann mit den Simulationen aus, mit denen so fleißig simuliert wird ? Die ja schließlich Grundlage kontroverser Diskussionen sind ? Werden da die Angaben auch munter gemischt ? "Korrekturfaktoren" untergerührt?? :lol:

@ Thomas: wenn Du das für mich tun könntest, wäre ich Dir dankbar ! Du hast PN (gleich)

Gruß

Moin,

@ FF: Danke!
Wir wissen jetzt, daß wir nichts wissen :lol:
Beim Kappa hätte ich mal die TS Explanations lesen sollen, Overhang ist für mich halt vom Begriff der gesammte, also Spule - Polplatte.

Zu 18S: ich will schon wissen wie weit die Schwingspulenenden vom kühlenden Spalt weg sind, daß die E120 bis heute leben haben die ihrem minimalen Overhang zu verdanken und ihrer gnadenlosen Sensivity. Das ist mit ein Grund für mich, für meine QuasiMitteltonanwendung nicht den 12HPL76 zu nutzen, der hat schon wieder eine gefährlich lange Schwingspule...

Ich habe vor einen Lautsprecher zu bauen der außergewöhnlich laut für sein Gewicht und seine Größe ist, da beides begrenzt ist. Dafür treibe ich einen relativ großen Aufwand, den andere mit Staunen hinterfragt haben.
Durch den Vorwiderstand linearisiert sich die Wiedergabe, bzw. er wird im Bereich seiner niederen Impedanz leiser aber im kritischen unteren Bereich (knapp an der unteren Grenzfrequenz von ca. 200 Hz, dort wo der LS ein Kugelstrahler ist und somit viel Energie "verpufft", wo Hub die Rolle spielt) lauter, ohne zusätzliche Schwingspulenerwärmung. Im Bereich darüber sehe ich keine Probleme, mein E120 war dort immer laut genug, bei 200 Hz jedoch aufgrund seines niedrigen Qts immer zu leise. Bei entsprechender Livemusik zB. mit Orgelsounds bei einem Open Air, führte der Boost (der besonders Open Air nötig war) zu einer erheblichen thermischen Belastung. Wenn ich den Magneten nach einem Liveset von 1,5 Stunden nicht mehr dauerhaft anfassen kann war das knapp. In den Bereich von Hubproblemen konnte ich so nichtmal bei 200 Hz vorstoßen. Jetzt glaube ich eine Lösung für die thermischen Schwierigkeiten gefunden zu haben und fürchte Hubprobleme. Das betrifft aber eher mechanische Grenzen denn vor nichtlinearitäten des Antriebs habe ich weniger Angst, denn der Vorwiderstand erhöht die AntriebsLinearität durch QuasiStromregelung.

Aus diesem Gründen kann ich keine Erfahrungsschätzung vornehmen, der LS wird sich deutlich anders zur zugeführten Leistung verhalten.

Und will es nicht akzeptieren, hier im Forum niemanden zu finden, der eine zuverlässige Betrachtung zu einem 1*12" Top unter Freifeldbedingungen zu machen, oder mir die Möglichkeit in die Hand zu geben. Dann nimm doch ein Simuprogramm möchte einer rufen. Wenn aber nichteinmal zuverlässige Formeln für allersimpelste Aufgaben existieren, glaube ich nicht an die Zuverlässigkeit von Simulationen des Hubs.

Die Aufgabenstellung lautet: Ein 12" Lautsprecher, Außenabmessungen 56*34*28, geschlossenes Gehäuse, 200 Hz, Freifeld. Welchen Hub muß der machen für welchen Pegel (bei 200 Hz)?

Wenn das nicht möglich ist trete ich den Protoverbrennern der Welt bei, miete mir eine Werkstatt mit Ofen, (meine hat nichtmal einen Kamin) und machs wie früher, Versuch, Irrtum, dann Wärme :lol: Oder eben so wie ich es immer gemacht habe: Bauen, so, daß man mit der Hand an den Magneten kommt und den Hub sehen kann, dann fühlen und schauen, dann die Grenzen akzeptieren. So habe ich mischen gelernt und noch nie einen LS durch Überlastung verloren( Gelogen : einen Bühnenmonitor mit 38 mm Schwingspule, 2 Stück DH1506 durch Einschaltknacken und einige leise Fullrangetops mit basstauglichen Langhubern, die als Topteile in Liveclubs mißbraucht wurden )
Und behaupte fortan: T&S haben geirrt. Simus sind sch***e....

Gruß

Moin,

immerhin begreife ich langsam warum das nicht so einfach ist.

Nach meinem schlauen Buch ist die Richtwirkung von zwei Dingen abhängig, dem Membrandurchmesser und der Schallwandgröße. Beide Faktoren liegen bei meiner Box deutlich im Bereich der Bündelungsfreiheit, auch bei 200 Hz. Jedenfalls nach dem Chart in meinem Buch. Die Box ist einfach deutlich zu klein um was anderes als ein Kugelstrahler zu sein. Darum sollten Berechnungen als Kugelstrahler bzw. Formeln für Subwoofer hinreichend genaue Ergebnisse liefern.

Jetzt mal zu den Formeln von unknown_artist:

Schallpegel Lp=20lg (p/p0) mit p0= 2*10^5 Pa

Damit kann ich für den von mir gewünschten Schallpegel von 125 dB/1m den nötigen Schalldruck errechnen, Formelzeichen p, Einheit Pa = Pascal ? Was ist p0 ? der atmosphärische Druck ?

Schalldruck p=sqrt(J/(2,4*(10^-3)m³/(Ns))

daraus kann ich die Schallintensität errechnen, Formelzeichen J, Einheit ??

J= Pak/A

Damit errechne ich die im Ausgangspunkt des Schalls nötige Akustische Leistung, Formelzeichen Pak, Einheit ??

A ist in meinem Fall die Kugeloberfläche Formelzeichen Ak, Einheit m^2:

Ak=4*pi*r^2

Pak=(a^2*r^4*f^4)/(24*10^10)

Das ist die akustische Leistung einer Kolbenmembran in einer unendlichen Schallwand,
passt also nicht zu meiner Box die ja ein Kugelstrahler ist?
Was ist a ? Der Hub ?
Wenn man die Membranfläche des 12" einer Kugeloberfläche gleichsetzt und diese Atmen lässt, könnte man die nötige Volumenänderung mit dem Verschiebevolumen der Membran gleichsetzen, und so die Auslenkung berechnen ?

Dann könnte man sich auch gleich über die nötige Teilchen(Molekül)Amplitude aus dem Raum dem Lautsprecher nähern :lol:

Oder man verdoppelt einfach die Akustische Leistung ? Ich denke aber das geht schief wegen den sich ändernden Druckverhältnisse.

Ich bin ja nun einerseits neugieriger Theoretiker aber auch pragmatischer Tontechniker. Darum erweitere ich mal die Aufgabe:

Die Aufgabenstellung lautet:
Ein 12" Lautsprecher, Außenabmessungen 56*34*28, 200 Hz, Freifeld. Welche Auslenkung muß der machen für 125dB (bei 200 Hz, Vollraum)?
Nach der von FF geposteten Formel:
Geschlossen: SPL-max(f) = 20 x LOG (0,37 x Sd x Xmax x f²)
Benötige ich: 20*LOG(0,37*522cm²*0,25cm*200Hz²)=125.7dB/1m
Also eine Auslenkung von 2,5 mm.

Welche Simus oder praktische Erfahrungen/Messungen ( !! ) Bestätigen diesen Wert ?


Gruß

Moin,

@ maha:

Zitat

Was anderes erscheint problematischer:
10 watt Pak bedingen bei einem zweiprozentigen WG 500 elektrische Watt.
Ein Abrauchen der Coil dürfte vorprogrammiert sein.

Das von mir vorgesehene Chassis 18S 12ND610 bringt es immerhin auf einen Wirkungsgrad von 100 dB ~ 6%, der auch mögliche Beyma 122ND bringt es auf 8,6%. Damit das Chassis einen zum mechanisch möglichen Gehäusevolumen passenden Qts bekommt nutze ich einen Vorwiderstand von 6 bzw. 8 Ohm. Nicht elegant jedoch muß nur der Lautsprecher ansich leicht und klein sein.

Kurzinfo: Ich brauche aus statischen Gründen ein superleichtes, dennoch ab 200 Hz lautestmögliches Top. 12" bleiben erstmal die einzige Möglichkeit.....

Zitat

Diese 500 Watt müssen aber auch auf die Membrane "übertragen" werden.

Durch den Vorwiderstand ergibt sich eine Strombegrenzung und damit auch eine Begrenzung der Maximalkräfte, die an der Membrane zerren. Durch diese Zurücknahme der Dämpfung sollte sowohl die Wärme aus "Bremsaktionen" reduziert werden, als auch sinnlose Belastungen der Membrane, die sich im Partialschwingungsbereich ohnehin schlecht von der Schwingspule aus beruhigen lässt. Bei einem Versuch habe ich subjektive Klangverbesserungen bemerkt. Klar ist, daß jede Verbiegung der Pappe mit Klirr verbunden ist. Klar ist auch, daß ein ungedämpftes System solange schwingt bis es die Energie losgeworden ist. Gottseidank gibt es ja die Strahlungsimpedanz, die im Frequenzbereich in dem die Partialschwingungen auftreten ja nicht mehr nahe Null ist. Klingen tuts jedenfalls sehr gut mit dem entdämpften JBL E120....

Zitat von "maha"

PS: Mit meiner Witzmethode komme ich mittels Kopfrechnung bei Sd=500cm² und +/-2,5mm Hub auf etwa 5 watt Pak. (also etwa 121db im Meterabstand)

?? Wie geht Die Witzmethode ?

Zitat von "20Hertz"

Sind das nicht 112dBs?

Grüße
Matthias

@ 20Herz & maha :
Halbraum? Vollraum ? Quellenangabe ? Bin ich zu pingelig ?

@ unknown_artist: Die Pak, die von einem Lautsprecher in einer unendlichen Schallwand abgestrahlt wird ist doch "Halbraum" also mit der Strahlungsimpedanz des Halbraums entstanden ? , oder kann man diese Pak einfach mit der Pak am akustischen Ausgangspunkt der Vollraumkugel gleichsetzen ?

Den Rest bearbeite ich heute Nacht...

Danke

Gruß

Moin,

@ unknown_artist:
:lol: Daß im "Profibrett" nicht mehr Wissen versammelt ist als unter "gewöhnlichen Fachleuten" habe ich schon bemerkt. Ich weiß ja auch nichts :wink: . Und darum Poste ich hier bei den "gewöhnlichen Fachleuten", die in der Summe das Weltwissen des Lautsprecherbaus repräsentieren. Wie die anderen "Profiberechtigten" auch.
Daß jedoch nicht 20 Forumteilnehmer 20 mal das gleiche Ergebnis liefern zeigt, daß nicht nur ich meine Defizite habe.....

Gemeint habe ich folgende Deiner Formeln:

"Aber was wir wissen(Randbedingungen: unendlich große Schallwand, Kolbenstrahler) >>>>> Pak=(a^2*r^4*f^4)/(24*10^10)"

Diese Pak entsteht unter Halbraumbedingung, die doch einen anderen Strahlungswiderstand darstellt als der Vollraum. Damit müsste die unter diesen Bedingungen berechnete Pak um 3 dB über der Vollraum- Pak liegen ? Dann müsste man doch zum Weiterrechnen mit der Vollraumkugel diese Pak halbieren ? Diese Formel scheint auch den Bündelungseffekt des Kolbenstrahlers zu berücksichtigen, da der Membranradius mit einfließt ? Das bedeutet zumindest bei höheren Frequenzen, daß sich eine Übertragung auf die Kugelbetrachtung von vornehinein verbietet ?

Ich denke zumindest, daß letzteres bei 200 Hz vernachlässigbar ist, aber genaugenommen ??

Gruß

PS wenn mein Sonnenstich abgeklungen, und ich mich mal wieder konzentrieren kann tippe ich mal alles in den Taschenrechner, dann sehe ich ja. Ich gebe jedenfalls keine Ruhe bis ich auf 2 Wegen das selbe Ergebnis habe...... :wink: