Verständnisfrage Frequenzweiche und Impedanz

Na ja wenn du zwei Lautsprecher die im selben Frequenzweg arbeiten parallel schaltest stimmt deine Annahme. zwei 8-Öhmer Parallel ergeben 4 Ohm in der Summe. Arbeiten deine zwei Chassis aber in unterschiedlichen Frequenzwegen, wird die sache komplexer. Du hast ja dann im Normalfall eine passive Frequenzweiche vor jedem Chassis. D.h. deine Nennimpedanz vor der Weiche kann dann durchaus immer noch 8Ohm sein, weil ja beide Chassis nicht das gleiche Signal wieder geben. Sie bekommen nur jeweils den ihnen zugedachten und entsprechend gefilteten Anteil.
In der Praxis ist es aber noch komplexer: selbst bei einem 8 Ohm lautsprecher sind die 8Ohm nicht fix, sondern Frequenzabhängig. D.h. je nach Frequenz die wiedergegeben wird hast du mal 4 Ohm oder auch mal 40 Ohm. Das ändert sich ständig im Betrieb. Die 8Ohm sind entweder ein Mittelwert oder meist der gemessene Wert bei einer frequenz, z.B. 1000Hz.

Im Zusammenspiel mit einer Weiche, einem 8 Ohm Tieftöner und einem 8 Ohm Hochtöner kann die komplette Box also problemlos mit 8 Ohm angegeben sein. Ihre reale Impedanz kann dann im Betrieb mit einem Musiksignal zwischen 3 Ohm und 30 Ohm schwanken. Die Frequenzweiche hat selber auch einen Widerstand. Die für den Tieftöner ist im Tiefton shr niederohmig aber im Hochton sehr hochohmig. Sie lässt nur tiefe Töne durch. Die Weiche vor dem Hochtöner verhält sich genau anders herum. Du erkennst das so ein Ton theoretisch nie von beiden chassis gleichzeitig wiedergegeben wird. Theoretisch deshalb weil die weiche nicht mit unendlich steiler Flanke trennt.

Beim Tieftöner hat sogar das gehäuse auswirkung auf dessen Impedanz. Bedingt durch das Luftvolumen des Gehäuses und dessen Nachgibigkeit ändert sich das Einschwingverhalten des Töners und somit auch seine Impedanz. Beim Lautsprecher hast Du ja eine Spule mit einem Polkern, die zwar einen festen Gleichstromwiderstand hat, sich zusätzlich aber in einem permanten Magnetfeld bewegt. Wenn die Spule von einer Wechselspannung also einem Musiksignal durchströmt wird, wird sie zu einem Elektromagneten der sich vom Permanentmagneten des Lautsprechers abstösst oder von ihm angezogen wird. So entsteht eine komplexe Abhängigkeit des Widerstandes zu der übertragenen Frequenz. Der Widerstand nennt sich dann Impedanz und ist von der Frequenz abhängig. Die Luftsäule im Gehäuse wirkt dabei natürlich z.B. dämpfend auf die Membran und somit auch auf die Schwingspule. Sie ist ja fest mit der Membran verklebt. Somit wirkt das gehäuse auch auf die Impedanz, da es die Bewegung der Schwingspule beeinflusst.
Gruß peter

Das Musik- und Sprachspektrum hat in den tiefen Tönen sehr viel mehr Energie- und deswegen auch Leistungsanteile, im Hochton ist deswegen eine viel geringere Belastbarkeit nötig. Deswegen kann man einen relativ kleinen Hochtöner mit hoch belastbaren Tieftönern kombinieren. Dazu ist der Wirkungsgrad an einer Waveguide oder Horn sehr viel höher als der der Tieftöner. Damit der Hochtöner aber keine zu hohe Leistung bekommt, braucht man die Frequenzweiche.

Die Frequenzweiche kann man aber nicht einfach berechnen, weil damit der Pegel über die Tonhöhe (Frequenzverlauf) nicht berücksichtigt wird/werden kann. Der Impedanzverlauf hat da außerdem zusätzlich ein Wörtchen mitzureden. Die Impedanz schwankt über die Frequenz sehr stark, ist um die Resonanzfrequenz besonders hochohmig, fällt zu beiden Seiten aber stark ab um weiter 'oben' wieder anzusteigen. Jedenfalls bei den meisten Chassisarten, gibt auch welche, die einen bretteben sind oder noch andere Verläufe haben. Die starke Veränderung über die Frequenz ist auch einer der Haptgründe, weswegen man eine Frequenzweiche nicht einfach berechnen kann, der Abfall zu tiefen Frequenzen und Anstieg bei hohen, das Bündelungs-, Resonanz- und Klirrverhalten ist daneben auch sehr entscheidend und muß mit der Weiche angeglichen, ausgeglichen, ausgeschlossen oder anderweitig kompensiert werden. Ist also u.U. sehr komplex.

Das sollte Dich aber nicht davon abhalten, Lautsprecher zu bauen, es gibt Kombinationen, die sehr gutmütig und einfach handzuhaben sind und es gibt für HiFi wie auch für PA viele brauchbare bis sehr gute Bausätze. Um zu wissen, welcher "für mich" der richtige ist, kann man sich beraten lassen in Foren oder auch auf manchen Seiten, die sich damit beschäftigen. Das wichtigste daran ist, daß man die eigenen Ansprüche und Vorstellungen definieren kann, je genauer, desto zufriedener wirst Du dann hinterher mit den Lautsprechern sein. Selbst Eigenentwicklungen von wenig erfahrenen Selbstbauern können sehr gut werden, wenn z.B. Foristen oder erfahrene Leute dabei mithelfen.

Regel: Das Impedanzminimum zwischen 20Hz bis 20kHz darf maximal 20% der Nennimpedanz unterschreiten,
was heißt, Rmin muss oberhalb (oder ab) 6,4 Ohm liegen bei einer 8 Ohm Kiste.

Mit einer passiven Weiche sind deine Einzelwege nicht einfach parallel geschaltet, ganz einfach erklärt:
Der Tieftöner hat 8 Ohm, arbeitet aber nur von 20Hz-2000Hz, darüber spielt der Hochtöner, ebenfalls mit 8 Ohm,
somit bleibt die ganze Kiste (gescheit gestrickt) bei genau 8 Ohm nomineller Impedanz.

Dennoch kann man problemlos an einigen Stellen die Impedanz mit einer passiven Weiche unterhalb der 6,4 Ohm drücken,
obwohl man 8 Ohm, oder gar 16 Ohm Chassis verwendet; und schon ist die Box trotz z.B. 8 Ohm Chassis
eine 4 oder 5 Ohm Kiste.

Anders herum ist das aber ebenfalls möglich, sprich 8 Ohm Tieftöner und 4 Ohm Hochtöner,
im HF kann man die Impedanz recht oft problemfrei "hoch drücken".
hat bei uns im Forum gerade ein Nutzer gemacht, ging einwandfrei

Zwecks Leistungsverteilung kann man GROB sagen:
Gleiche Leistung pro Oktave und knapp 10 Oktaven nutzen wir (eher 8 )
400W 2-Wege Fullrange-Box bei 2 kHz getrennt = LP~ 300W, HP~100W (Wovon sicher 20-40% am L-Pad abfallen, je nach HF)

Na, so einfach kann man sich das nicht machen mit der Einteilung der Leistung. Subs bekommen bis zu 80% der Leistung (oder mehr, Open Air + Rap usw.), abhängig vom Musikmaterial, auch wenn sie nur 2-2 1/2 Oktaven wiedergeben. Nach Deiner Methode würde der HT mit ca. 3-4 Oktaven mehr Leistung abkriegen. Das kommt aber nicht hin mit Deiner Einstufung, auch 'grob' kommt das so garnicht hin.

Ich schätze, Du könntest mal Deine These etwas überarbeiten. :grin:

Das ist nicht ganz so einfach, wie Du es Dir jetzt vorstellst, zwischen aktiv und passiv umschalten. Es müssen schon einige Leitungen umgeschaltet werden, damit die Bauteile der Passivweiche keinen Unsinn treiben. Man braucht dafür einen Schalter (oder Relais) mit einigen Polen, die auch einen etwas höheren Strom vertragen. Wenn das nicht großzügig dimensioniert und in qualitativ hochwertiger Art ausgeführt wird, stellt sich schnell ein ungewolltes Eigenleben ein. Ausfälle lassen nicht lange auf sich warten - immerhin vibriert das (mehr oder weniger) und die Kontakte brennen schnell ab, wenn sie im Takt der Musik leicht gelupft werden, immer genau dann, wenn der größte Strom fließt. Das Konzept aktiv oder passiv sollte vorher stehen, beides macht keinen Sinn - immerhin schleppt man immer zuviel Gewicht in Form von Amps, Weichenbauteilen und Kabel mit sich rum, von Rack-Space ganz zu schweigen.

Von Sub hat keiner gesprochen, sondern vom 2-Wege Top.
Wenn unterste und oberste Oktave weniger "betont" sind, macht das grob 15-30% (2-3 Oktaven) für einen Hochtöner, der zwischen 1-3k angekoppelt ist.

Hätte man einen Sub, welcher vom Pegel her gleich kommt zum Topteil und linear fährt (oder auch 3-4-Wege Box), träfe meine Aussage auch hier drauf zu,
allerdings sind die Subs oft leiser und werden dazu noch lauter gefahren, oder gar mit EQ. (Sub deckt 2-3 Oktaven ab)

3-Wege Box:
HF - 10000 - 5000
HF - 5000 - 2500
Mid - 2500 - 1250
Mid - 1250 - 600
MidLow - 600 - 300
Low - 300 - 150
Low - 150 - 75
Low - 75 - 40

Macht Pi*Daumen bei 400W rms:
HF 20% = 80W
Mid 30% = 120W
Low 50% = 200W

Das ist nur eine Pi*Daumen Rechnung, welche wie ich finde recht gut hin kommt, als Faustformel für die Leistungsverteilung.
Vor dem Hochtönern haben wir dann noch Spannungsteiler, wird nur um 3dB bedämpft, kommen wir auf 40W im Hochton,
beim Mitteltöner schaut's genau so aus.

Benny, das haut vielleicht ab und zu hin, danach kann man sich aber echt nicht richten. Schau Dir die spektrale Verteilung der Energie an, ob Sub oder nicht, die Musik verändert sich dadurch ja nicht, der Bass hat schon zu Zeiten von Berdt Stark's Handbuch nicht 50% sondern 62% Leistung 'bekommen' und Du weißt das so gut wie ich, daß auf die tiefen Töne seit dem nicht weniger sondern stets mehr Pegel (und somit Leistung) draus geworden ist, und das liegt bei etwa ~70-80%. Bei Deiner Berechnung unten hast Du auch noch mindestens eine halbe Oktave beim Hochtöner unterschlagen. Es gibt sich niemand mehr mit 10kHz obere Grenze ab, das müssen mindestens 15kHz sein. Echt. Ehrlich. Und - sry, aber ist so - selbst das ist für eine 3-Weg Kiste ein Armutszeugnis.

Außerdem hast Du selber oben geschrieben, daß es ein Top ist, keine Full Range Box. Rechnen wir doch mal bei einem Top. Die als Beispiel genannten 150W wären für den TMT etwa 150 Hz als Untergrenze anzunehmen.

HF 9600 Hz - 14400 (1/2 Okt.) -> 7,7%
HF 4800 Hz - 9600 -> 15,4%
HF 2400 Hz - 4800 -> 15,4%
ML 1200 Hz - 2400 -> 15,4%
ML 600 Hz -1200 -> 15,4%
ML 300 Hz - 600 -> 15,4%
ML 150 Hz - 300 -> 15,4%

Das sind 15,4% pro Oktave (bzw. 7,7% pro halbe Oktave). Die Rundung der Prozentzahlen möge man mir bitte verzeihen.
Es wären also 61,6% für den TT und 38,4% Leistung für den Hochtöner. Bei den 150W für den TT wären das ~93,5W für den Hochtöner. Merkst Du, daß da was nicht stimmt?

Nö, ich merk da nix und mir scheint das so plausibel.
Aber wenn's dir Recht ist, messe ich's die Tage halt einfach mal.

93W Hochtöner kommt doch hin, das Ding macht 106dB, der TMT 100dB im Idealfall, 6dB bedämpft per L-Pad
und schon bekommt der HF nur seine ~23W. (Das merkt man schon daran, wie glühend heiß so mancher 20W Widerstand wird)

Für mich persönlich dient das so als Faustformel 1A, du kannst ja deine eigene verwenden.

Nix -6dB! Benny, hier kommt eine Kalotte zum Einsatz.

Zitat von "Florian Siegel"

Wenn ich einen 8Ohm-Mitteltieftöner mit einer 8-Ohm Kalotte parallel [...]

Von mir aus kannst Du gerne rechnen und überschlagen, wie Du möchtest, kommt ja auch was anständiges dabei raus. Eine ..nunja.. doch offensichtlich falsche Daumenregel für DIESEN Fall solltest Du nicht weiter verteidigen sondern etwas zum Sachverhalt korrektes beitragen. Darauf beharren hilft keinem weiter und das paßt auch nicht zu dem Bild des PA-Profis, der Einsteigern und Aufsteigern teils ganze Bauvorschläge mit allen Informationen und Daten unterstützt wie kaum ein zweiter.

Nuja, dann werf doch eine andere Faustregel (welche idR. mehr Pi*Daumen sind, deswegen Faustregel/Formel) in den Raum
und dann bitte noch von Anderen 3 oder 4 Stück.
Ich bin dann wiedermal der, der das Vermessen muss (Wie schon bei der Leitungslänge vs. Übergangswiderstand vs. Querschnitt Diskussion),
da kann doch auchmal wer anders ran, DU z.B.

Ich beharre auf meine Faustregel nicht zwingend und lasse mich gerne von was anderem überzeugen,
kein Problem, nur muss das für mich plausibel sein, oder besser noch messtechnisch erfasst.

Ende vom Lied ist dann: Try & Error und selbst ausmessen.
Die obere und untere Oktave, da spielt kaum was, die können wir getrost außen vor lassen,
es ist immernoch eine Faustformel, wer hier genau auf 1W genau gehen will, der ist selbst Schuld (oder kommt um's Messen eh net drumherum),
minimal über-dimensionieren und gut is.

Du zitierst oben den Satz mit "parallel" am Ende, davon spreche ich aber gar nicht.
Hier gibt's keinen "Diesen Fall", den der Kram ist ja nicht direkt parallel.
Typische 150W rms 2-Wege HiFi Kiste mit Kalotte (@2,5-3khz, ohne L-Pad), grob 25% (37,5W), TMT 75% (112,5W).
Soll der TMT seine vollen 150W rms verkraften,
sollte eine Kalotte mit höherem Kennschalldruckpegel oder höherer Belastbarkeit (~50W) verwendet werden (oder 3ten Weg)

Ist das Ding ein reines Topteil und wird bei sagen wir 150Hz beschnitten,
bekommt der TMT einfach etwas weniger Leistung ab.
Falls er so hoch getrennt dann mehr Leistung verkraften sollte, muss der HF entsprechend halt etwas größer ausfallen.

Ich betone nochmals Faustformel.
Wer hier eine (für mich plausible) Bessere parat hat, immer her damit, sauge ich gerne auf

Zitat von "Jobsti84"

Nuja, dann werf doch eine andere Faustregel (welche idR. mehr Pi*Daumen sind, deswegen Faustregel/Formel) in den Raum
und dann bitte noch von Anderen 3 oder 4 Stück.
Ich bin dann wiedermal der, der das Vermessen muss (Wie schon bei der Leitungslänge vs. Übergangswiderstand vs. Querschnitt Diskussion),
da kann doch auchmal wer anders ran, DU z.B.

Die Prozentuale Verteilung hat als Schema sehr gut funktioniert, wozu zwanghaft was neues erfinden wollen? Die Neuerfindung des Rads macht es in der Regel auch nicht besser.

Zitat von "Jobsti84"

Ich beharre auf meine Faustregel nicht zwingend und lasse mich gerne von was anderem überzeugen,
kein Problem, nur muss das für mich plausibel sein, oder besser noch messtechnisch erfasst.

Das geht ganz einfach: Nimm Deine Musiksammlung und laß die Datenbank/Player/whatever das durcharbeiten und den Pegel über Frequenz auswerten. Oder für Musikrichtungen getrennt den Rechner rödeln lassen. Ergibt eine perfekt auf die eigenen Anforderungen zugeschnittenes Profil. Genau, ohne Unsicherheiten und ohne Faustformeln.

Zitat von "Jobsti84"

Ende vom Lied ist dann: Try & Error und selbst ausmessen.

Ich bin faul, auf endlose Versuche hab ich auch keine lust. :grin: Manchmal kann man aber Arbeit durch eine bessere/andere Methode ersetzen. Siehe oben, keine endlosen Versuche, Computer die Sammlung durchackern lassen, derweil kann man beliebig anderes erledigen.

Zitat von "Jobsti84"

Die obere und untere Oktave, da spielt kaum was, die können wir getrost außen vor lassen,
es ist immernoch eine Faustformel, wer hier genau auf 1W genau gehen will, der ist selbst Schuld (oder kommt um's Messen eh net drumherum),
minimal über-dimensionieren und gut is.

Klar, ich überdimensioniere auch, grade im HT - aber ich will selber wissen, wieviel Sicherheit da ist und nicht nur pi x Daumen.

Zitat von "Jobsti84"

Du zitierst oben den Satz mit "parallel" am Ende, davon spreche ich aber gar nicht.

Von parallel hab ich auch nicht gesprochen, wohl aber, daß hier eine Kalotte eingesetzt werden soll. Die 6dB kann man deswegen dann nicht abziehen, dem stimmst Du doch wohl zu, oder? Und eine normale Kalotte ist auch nicht lauter als eine (vermute ich jetzt mal) 8"-Pappe. Also auch keine 3dB abziehen, richtig?

Kommt drauf an, die günstige Beyma Studio-Kalotte macht schon 95dB durchgängig ab fast 2 kHz (Joa, die hab ich gerade hier),
Durchschnitts-8"er so 91-93dB, reine "Topteil-Pappen" auch mal 95-96dB.
Hier was zu pauschalisieren finde ich Quatsch, da es sowohl Kalotten gibt, welche an der 100dB Marke kratzen,
als auch 8"er die netmal 88dB abliefern

Wenn ich wissen will wie viel Headroom nach oben ist, starte ich wiedermal meinen Grill
und messe ab wann's raucht, passiert ja öfters mal hier

Die neue 2x15" und 1x15" ULB Partybox habe ich übrigens noch net gegrillt, war ganz witzig:
Bei der 15er habe ich den 15er abgeklemmt und die RX-1500 bis in's Clip getrieben, der HF (Akustische XO 1,1kHz, ~96dB) hat's gerade so überlebt,
das L-Pad hätte es aber fast gegrillt nach netmal einer Minute (und L3 machte toll Musik ^^)... Somit arbeiten da jetzt jeweils 2x 20W Keramiks (80W L-pad), sicher ist sicher.
(Mach das natürlich mit weißem Rauschen als auch typischer Musik)

Ich rechne da immer nur ganz grob drüber, teste dann aber was die Praxis dazu sagt,
ohne Rücksicht auf Verluste, wenn's Raucht, weiß ich wenigstens warum und wo/wann Limit ist, bzw. stricke um/verbaue was anderes.

Zitat von "Jobsti84"

Kommt drauf an, die günstige Beyma Studio-Kalotte macht schon 95dB durchgängig ab fast 2 kHz (Joa, die hab ich gerade hier),
Durchschnitts-8"er so 91-93dB, reine "Topteil-Pappen" auch mal 95-96dB.
Hier was zu pauschalisieren finde ich Quatsch, da es sowohl Kalotten gibt, welche an der 100dB Marke kratzen,
als auch 8"er die netmal 88dB abliefern

Da ist nichts pauschalisiert, es geht um ein kleines Top und genau darauf hab ich geantwortet.

Aber um das ein wenig ausführlicher zu machen: Solche Chassis zu kombinieren, ist Utopie. Mit solchen Chassis den Kreis der Chassis gewaltsam aufweiten zu wollen, ist echt nicht reell. Ein 8"er mit 88dB ist keine PA-Pappe sondern entweder aus der Hifi- oder 'einmal verheizen und gut ist'-Klasse. Genauso mit Kalotten anzukommen, die ein vielfaches von den '150W-TT' kosten, ist an den Haaren herbeigezogen, sowas macht niemand. Wenn Du das nicht 'vergessen' hättest bei Deiner Antwort, dann hätten wir uns einer Lösung konstruktiv nähern können.

Zitat von "Jobsti84"

Wenn ich wissen will wie viel Headroom nach oben ist, starte ich wiedermal meinen Grill
und messe ab wann's raucht, passiert ja öfters mal hier

Das hilft dem TO aber leider garnicht. Außer, Du lädst ihn zum Grillen ein. :grin:
Ich würde zu so einer Gelegenheit übrigens auch gerne mal wieder vorbeischneien.

Zitat von "Jobsti84"

Die neue 2x15" und 1x15" ULB Partybox habe ich übrigens noch net gegrillt, war ganz witzig:
Bei der 15er habe ich den 15er abgeklemmt und die RX-1500 bis in's Clip getrieben, der HF (Akustische XO 1,1kHz, ~96dB) hat's gerade so überlebt,
das L-Pad hätte es aber fast gegrillt nach netmal einer Minute (und L3 machte toll Musik ^^)... Somit arbeiten da jetzt jeweils 2x 20W Keramiks (80W L-pad), sicher ist sicher.
(Mach das natürlich mit weißem Rauschen als auch typischer Musik)

Ich rechne da immer nur ganz grob drüber, teste dann aber was die Praxis dazu sagt,
ohne Rücksicht auf Verluste, wenn's Raucht, weiß ich wenigstens warum und wo/wann Limit ist, bzw. stricke um/verbaue was anderes.

Das ist für den Kenford IMO eine sehr gute Leistung. Die ULBs scheinen ja wirklich sehr robust zu sein. Für den Preis ist das schon echt geschenkt.

Naja, trotzdem: Ich halte es für sinnvoll, die Leistungsverteilung über Frequenz zu kennen und die Dimensionierung von Chassis und Weiche mit weniger Try&Error zu gestalten. Es hat ja auch nicht jeder die Zeit, das Geld oder generell die Möglichkeit, das mit Lärm-sessions in der Praxis auszuprobieren.