SPL bei 15er Sub / Wirkungsgrad bei Bodenaufstellung

  • Bis zur halben Wellenlänge findet kohärente Kopplung statt . //Einwände?

    So pauschal formuliert? Ja.


    1) Bei halber Wellenlänge hast du bis zu 100% Auslöschung wenn du deine beiden Schallquellen auf einer Linie siehst (also hier von oben oder beim Zahnlückenarray seitlich) - Deine "kohärente Kopplung" ist also extrem winkelabhängig und nur auf der 0°-Achse vollständig vorhanden.


    2) Wenn man den Boden als Spiegelfläche sieht, dann musst du für die Extremposition "direkt am Lautsprecher" den Weg verdoppeln um die Distanz zu deiner virtuellen Schallquelle zu erfahren. d.h. für deine kohärente Kopplung darf der Lautsprecher nur 1m über dem Boden schweben.


    3) Je weiter du dich in der horizontalen vom Lautsprecher entfernst desto geringer werden sowohl die Laufzeit- wie auch die Pegeldifferenz, die "Kopplung" wird also tendenziell besser.

    Lies dir das hier mal durch:
    http://www.sengpielaudio.com/Rechner-schallleistung.htm


    Du kannst nicht aus dem nichts mehr Schallenergie herzaubern. Das funktioniert einfach nicht. Folglich können es nicht 6 dB sein.

    Auch wenn ich den Herrn Sengpiel und seine Arbeiten noch so sehr schätze, das passt leider gerade irgendwie nicht.


    Mal im Mechanikermodus betrachtet:

    Mit einem perfekt omnidirektionalen Lautsprecher mit einem Hubraum X bauen wir einen Druck über normal auf, welcher im Vollraum in alle Richtungen verteilt wird. Wenn wir nun diesen Lautsprecher mit beibehaltenem Hubraum in eine Halbraumsituation bringen, so wird der Ausbreitungsraum halbiert, der Druck somit verdoppelt.


    Da der Schalldruckpegel eine Spannungsgrösse ist gilt ∆L=20*log10(∆p) also 20*log10(2) = 6.02dB


    Dies mal so ganz profan in einer idealisierten Welt ohne die Raketenwissenschaften um Kohärenz, Schallfeldimpedanzen & Co. ;)

    Freelancer für Audio Beschallung/Recording seit 2003 - Alle Beiträge spiegeln meine persönliche Meinung/Erfahrung als von Herstellern & Vertrieben unabhängiger Tonmensch wieder

  • Auch wenn ich den Herrn Sengpiel und seine Arbeiten noch so sehr schätze, das passt leider gerade irgendwie nicht.


    Mal im Mechanikermodus betrachtet:

    Mit einem perfekt omnidirektionalen Lautsprecher mit einem Hubraum X bauen wir einen Druck über normal auf, welcher im Vollraum in alle Richtungen verteilt wird. Wenn wir nun diesen Lautsprecher mit beibehaltenem Hubraum in eine Halbraumsituation bringen, so wird der Ausbreitungsraum halbiert, der Druck somit verdoppelt.


    Da der Schalldruckpegel eine Spannungsgrösse ist gilt ∆L=20*log10(∆p) also 20*log10(2) = 6.02dB


    Dies mal so ganz profan in einer idealisierten Welt ohne die Raketenwissenschaften um Kohärenz, Schallfeldimpedanzen & Co.

    So funktioniert es aber nicht. In erster Linie strahlt ein Lautsprecher erst einmal Energie in Form von Schall ab. Wenn wir jetzt die Hüllfläche halbieren, verdoppelt sich damit die flächenbezogene Energie, während die Gesamtenergie aber gleich bleibt.

    Nichts anderes schreibt Sengpiel dort auch: Bei gleicher Schallleistung steigt der Schalldruck bei Halbierung des Raumes um 3 dB.

    Um auf 6 dB zu kommen, muss man also die Schallleistung erhöhen. Da die zugeführte elektrische Leistung nicht verändert wird, kann sich also nur der Wirkungsgrad des Lautsprechers ändern, damit man am Ende auf 6 dB kommt.

    Womit man bei dem Problem ist, dass es sich hierbei um begrenztes Wachstum handelt, da man sonst irgendwann das Problem hat, dass der Lautsprecher mehr Schallleistung abstrahlt, als ihm elektrisch zugeführt wird.

  • Um auf 6 dB zu kommen, muss man also die Schallleistung erhöhen. Da die zugeführte elektrische Leistung nicht verändert wird, kann sich also nur der Wirkungsgrad des Lautsprechers ändern, damit man am Ende auf 6 dB kommt.

    Tut er auch. Da sich durch den Höheren Gegendruck die Anpassung verbessert. Der Wirkungsgrad eines Lautsprechers ist hinreichen schlecht, dass bei gleicher elektrischer Leistung die Membranauslenkung fast konstant bleibt.

    Womit man bei dem Problem ist, dass es sich hierbei um begrenztes Wachstum handelt, da man sonst irgendwann das Problem hat, dass der Lautsprecher mehr Schallleistung abstrahlt, als ihm elektrisch zugeführt wird.

    Das hab ich ganz am Anfang schon geschrieben.
    Wobei aufgrund der Abmessungen irgendwann die Bündelung hinzu kommt. Damit erreicht man auf Achse vermutlich wieder +6dB. Seitlich wirds dann halt leiser. Also kein Perpetuum Mobile.

  • audiobo ja Du hast recht , meine Ausführungen machten das Ganze nur noch komplizierter


    Noch ein Versuch , mit möglichst wenig Mathematik


    Beispiel 1;

    Wir betreiben einen 8 Ohm Lautsprecher im Vollraum und führen diesem eine Spannung zu ,

    so das er eine Leistungsaufnahme von 1 Watt erreicht .

    Dabei fließt ein Strom x .


    Beispiel 2;

    Dann betreiben wir zwei 4 Ohm Lautsprecher in Reihe im Vollraum mit gleicher Spannung wie in Beispiel 1 .

    Einzeln in einem Vollraum bekäme jeder Lautsprecher 0.5 Watt .

    Weil sich aber bei zwei Lautsprechern im Vollraum der Strahlungswiderstand verdoppelt ,

    verdoppelt sich auch der Strom auf x * 2 .
    Da die Spannung die gleiche ist bekommt nun Jeder Lautsprecher 1 Watt .

    Es verdoppelt sich die Leistungsaufnahme der Anordnung auf 2 Watt , == + 3 dB gegenüber Beispiel 1 .


    Nun können wir gerne im Beispiel 2 die "virtuelle" Trennwand zwischen den Lautsprechern herunterlassen:)

    An den Verhältnissen ändert sich dabei nichts .

    Wir erhalten zwei Halbräume mit jweils einem Lautsprecher welcher einzeln im Vollraum 0.5 Watt bekäme

    und im Halbraum 1 Watt bekommt == + 3 dB :)


    Tommy und Annika ; "Der Sturm wird immer stärker Pippi"


    Pippi Langstrumpf ; "Macht nichts . Ich auch"


    Astrid Lindgren

  • Ich habe viel zu wenig Grundlagen-Standfestigkeit, um hier gehaltvoll liefern zu können - aber:

    Beispiel 2;


    Dann betreiben wir zwei 4 Ohm Lautsprecher in Reihe im Vollraum mit gleicher Spannung wie in Beispiel 1 .

    Einzeln in einem Vollraum bekäme jeder Lautsprecher 0.5 Watt .


    Weil sich aber bei zwei Lautsprechern im Vollraum der Strahlungswiderstand verdoppelt ,

    verdoppelt sich auch der Strom auf x * 2 .
    Da die Spannung die gleiche ist bekommt nun Jeder Lautsprecher 1 Watt .


    Wenn sich bei gleichbleibender Spannung die (elektrische!) Impedanz verdoppelt, wird der Strom halbiert. Ich kann deinen Gedankengang gerade überhaupt nicht mit meinem Physik-Verständnis in Einklang bringen. Hast du hierzu mal Leseempfehlungen / Quellen? Danke!

    Gruß,
    Christoph Holdinghausen

  • Ähm ..., wie jetzt :?:


    Wo habe ich denn die Impedanz verdoppelt :?:

    ein Lautsprecher 8 Ohm

    zwei Lautsprecher 4 Ohm in Reihe geschaltet 2 * 4 Ohm sind ebenfalls 8 Ohm ...

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    Astrid Lindgren

  • ...ich bin an dem Punkt ausgestiegen, als zwei 4 Öhmer in Reihe eine Gesamtimpedanz von 4 Ohm ergeben sollen. Das widerspricht meinem Physikverständnis! Aber anders lassen sich aus der Spannung keine doppelt so hohe Leistung generieren.

    ...hauptberuflicher Sarkastiker.

  • ...ich bin an dem Punkt ausgestiegen, als zwei 4 Öhmer in Reihe eine Gesamtimpedanz von 4 Ohm ergeben sollen.

    Und wo bitteschön habe ich derartiges geschrieben :?:?(

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  • Wenn wir am Verstärker / am Eingangssignal nichts verändern, ist die Spannung für beide Beispiele gleich.


    Am 8 Ohm Lautsprecher in deinem Beispiel 1 liegt die volle Spannung an; Für 1W an 8 Ohm muss diese 2,83V betragen.


    Zwei identische 4 Ohm Lautsprecher in Serie ergeben wieder 8 Ohm, zusammen sehen Sie nach wie vor die Spannung 2,83V, die sich auf 1,415V über jeden Lautsprecher aufteilt. 1,415V an 4 Ohm geben 0,5W elektrischer Leistung - passt also alles.


    Nun schreibst du

    Weil sich aber bei zwei Lautsprechern im Vollraum der Strahlungswiderstand verdoppelt ,

    verdoppelt sich auch der Strom auf x * 2 .

    Wenn der Strom sich verdoppelt, muss sich bei konstanter Spannung vom Amp wegen R=U/I die Impedanz halbieren. Nun ist so ein Lautsprecher keine rein ohmsche Last, keine Frage. Aber hier würden mich jetzt eben die Details interessieren, wie die Verdopplung des Strahlungswiderstand auf die Halbierung der elektrischen Impedanz erklären lässt.


    Ich sage überhaupt nicht, dass das nicht sein kann - ich möchte das einfach nur verstehen! :)

    Gruß,
    Christoph Holdinghausen

  • Wenn man eine Box vom Vollraum in die Ecke schiebt und das Eingangssignal unverändert läst

    erhöht sich der Wirkungsgrad der Box in irgend einer Form , darüber sind wir uns doch einig .


    Was bedeutet denn eigentlich in diesem Zusammenhang mehr Wirkungsgrad :?:

    Die Box strahlt mehr Energie ab und wo kommt diese zusätzliche Energie her :?:


    Bei konstanter Eingangsspannung kann nur der Strom ansteigen

    und natürlich kommt es dabei zu einer Verschiebung der Impedanz .

    In der Praxis können noch weitere Probleme wie Phasenverschiebungen etc . auftreten .

    Bei einigen Basshörnern war dies so extrem , daß nur bestimmte Endstufen das mitmachten

    und andere einfach "zusammenbrachen" .

    Tommy und Annika ; "Der Sturm wird immer stärker Pippi"


    Pippi Langstrumpf ; "Macht nichts . Ich auch"


    Astrid Lindgren

  • Nö. Wenn ich einen Bass in die Ecke schiebe, erhöht sich nicht (zumindest nicht massgeblich) die elektrische Leistung. Die abgegebene Schallenergie verteilt sich nicht mehr auf ne Kugel sondern nur noch auf eine Achtel-Kugel. Zack, mehr Pegel.


    Oder?

    Gruß,
    Christoph Holdinghausen

  • also ich verstehe das jetzt so:

    wenn durch den erhöhten strahlungswiderstand der wirkungsgrad steigt, dann muss für eine erhöhung der akustischen leistung nicht zwangsläufig mehr strom fließen.

    is klar.


    die spannung bleibt ja bei spannungsanpassung immer gleich, somit würde sich auch die elektrische leistung insgesamt nicht verändern.

    is klar.




    aber stimmt das mit der wirkungsgradsteigerung denn überhaupt?

    mit kollegialen Grüßen
    Wolfgang

  • aber stimmt das mit der wirkungsgradsteigerung denn überhaupt?

    Warum denkst du sind Hörner so laut? Ohne Horn wabbelt die Pappe einfach ohne nennenswerten Widerstand vor sich hin. Der Großteil der Leistung wird einfach im Widerstand der Spule verheizt. Durch ein Horn, oder eben durch verengung des Raumes wird überhaupt nennenswert Energie von der Pappe an die Luft übertragen.

  • Was bedeutet denn eigentlich in diesem Zusammenhang mehr Wirkungsgrad :?:

    Die Box strahlt mehr Energie ab und wo kommt diese zusätzliche Energie her :?:

    Ist doch ganz klar: das ist die Reibungsenergie vom Schieben...


    Ich hänge immer noch an dem Punkt, wo du oben aus einem 8Öhmer zwei 4Ohm Speaker gemacht hast und die vergleichst.

    Dir ist schon klar, dass sich u.a. die Membranfläche massiv verändert? Abgesehen von den sonstigen Parametern der Treiber. Ist ja nicht damit getan, dass du mal eben die Spule nur halb so lang wickelst.


    Und ist euch mal aufgefallen, dass insbesondere ein Horn die Strahlung bündelt? Es lebt ja gerade davon, dass es die eingesetzte Energie schon am Treiber möglichst nur in Richtung Hornhals abstrahlt. Anders, als ein BR, der zeitversetzt das "Rückvolumen" nutzt, oder CB, bei der das Volumen massiv größer ist und eher eine Bedämpfung der schwingenden Membran ist, schafft das Horn es die Energie größtenteils in die nächste Halbwelle zu übertragen.

    Und irgendwie versucht mir mein Hirn auch beizubringen, dass sich die Schallfront nach dem ganzen langen Weg durch den x-tel Raum des Hornes am Hornmund nicht sofort auf 360Grad Vollraum verteilt, sondern immernoch gebündelt abgestrahlt wird.

    ...hauptberuflicher Sarkastiker.

    Einmal editiert, zuletzt von treibsand ()

  • Und irgendwie versucht mir mein Hirn auch beizubringen, dass sich die Schallfront nach dem ganzen langen Weg durch den x-tel Raum des Hornes am Hornmund nicht sofort auf 360Grad Vollraum verteilt, sondern immernoch gebündelt abgestrahlt wird.

    Bei nem Basshorn schon. Und ein HF-Horn strahlt halt in den Achtelraum (oder noch weniger). Das kommt dafür aber auch über 120dB/Wm.

  • wenn man den Raum halbiert,

    verdoppelt sich der Druck, bzw die Druckschwankung der umgebenen Raumluft bei gleichem Verschiebevolumen des arbeitenten Lautsprechers.


    doppelter Druck sind 6dB


    praktikabel stimmt das aber nur wenn der Lautsprecher deutlich kleiner als die wiedergegebene Tonfrequenzwellenlänge.

    oder man lässt ihn zB in den Boden oder Wand ein.

    schaft also eine ebene Begrenzungsfläche.

    Gruß an alle und an Big Määääc

  • Um noch für etwas mehr Verwirrung zu sorgen:


    Bezüglich der ersten Grenzfläche (Boden) gibt es im ProSoundWeb Forum ein paar interessante Posts.

    Etwas anderer Zusammenhang (geflogene Subs vs. Groundstack), trotzdem lesenswert.


    ab Post #11 und folgende, inklusive dem Link zu Fulcrum:

    http://forums.prosoundweb.com/…sg1549917.html#msg1549917

    Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis ist, daß es in der Theorie keinen Unterschied gibt...

  • Ich hänge immer noch an dem Punkt, wo du oben aus einem 8Öhmer zwei 4Ohm Speaker gemacht hast und die vergleichst.

    Dir ist schon klar, dass sich u.a. die Membranfläche massiv verändert? Abgesehen von den sonstigen Parametern der Treiber. Ist ja nicht damit getan, dass du mal eben die Spule nur halb so lang wickelst.

    Ja ..., das ist mir klar denn das das war ja der eigentliche Grund das so zu konstruieren ...

    Der Umweg über den Strom sollte eigentlich zeigen , das der Antrieb mechanisch höher belastet wird , naja .

    Zum Thema "aus 8 Ohm 4 Ohm machen" hatte ich ehr an solche Kurven gedacht .

    http://www.sengpielaudio.com/T…precherImpedanzKurven.pdf

    Wohlgemerkt , es handelt sich hier um 8 Ohm Lautsprecher .


    Ohne Horn wabbelt die Pappe einfach ohne nennenswerten Widerstand vor sich hin. Der Großteil der Leistung wird einfach im Widerstand der Spule verheizt. Durch ein Horn, oder eben durch verengung des Raumes wird überhaupt nennenswert Energie von der Pappe an die Luft übertragen.

    Überhaupt kein Widerspruch ...

    Darüberhinaus habe ich mal gelernt , daß bei elektrodynamischen Antrieben bei

    fallender Belastung auch die elektrische Eingansleistung fällt .

    Ich denke beide Vorgänge treten hier auf .

    doppelter Druck sind 6dB


    praktikabel stimmt das aber nur wenn der Lautsprecher deutlich kleiner als die wiedergegebene Tonfrequenzwellenlänge.

    oder man lässt ihn zB in den Boden oder Wand ein.

    schaft also eine ebene Begrenzungsfläche.

    Ja , darum ging es eigentlich .

    In meinem Buch ist die seitliche Dämpfung einer direkt strahlenden 2x18" mit ca. -3dB angegeben .

    Und wenn ich die Links von Soundworx richtig verstanden habe ,

    ist geflogen/Boden in 20 Metern prinzipiell egal (?) .

    Tommy und Annika ; "Der Sturm wird immer stärker Pippi"


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    Astrid Lindgren

  • Hatte bisher einer Zeit und Muße das jetzt mal reell und in der Praxis nachzumessen? Nein? Ich schon, daher hier mal meine Ergebnisse zum weiteren verifizieren.


    Aufbau kann man den Bildern entnehmen.


    Gemessen wurde mit iPhone und einer App der Hörakustikervereinigung zum Thema Lärmschutz. Letztendlich auch egal und das ganze dient nur als Schätzwert, also darf man keine Wunder erwarten.


    Das gute iPhone liegt dabei auf dem hinteren Ende des Rollcontainers. Am anderen Ende befand sich der Bass und es wurde ein Abstand zum Bass von Faustbreite eingehalten, so dass so weit es geht kein Körperschall übertragen wurde.

    Damit sollte der Abstand Messmikro zu Quelle immer innerhalb sehr geringer gleich.


    Der/Die Bass/Bässe standen auf einem kleinen Rollrack, so dass das ganze einfacher verfahrbar ist.


    Gemessen wurde nun mit ein paar m Abstand zur Wand. also nur mehr oder minder eine Begrenzungsfläche.

    Eingepegelt wurde das ganze auf ca. 88 dB Ablesewert mit rosa Rauschen, Bass wurde bei 100 Hz getrennt, alles linear.


    Warum 88 dB? Damit liege ich über den Nebengeräuschen, so dass diese nicht mehr weiter bei der Messung stören könnten, aber noch unterhalb der Messobergrenze, eben im oberen Drittel des Schätzeisens. Das sollte der Genauigkeit hier genüge tun.


    Dann wurde der Bass an die Wand gefahren. Beim Verfahren fiel ein Pegelgewinn laut Ohren auf, nicht viel, aber wahrnembar. Als Differenz wurden ca. +3 dB mit dem Schätzeisen gemessen.


    Nun das ganze wieder von der Wand weg und es wurden wieder ca. 88 dB gemessen, also Ausgangswert.


    Nun den zweiten, identischen Bass darüber dazu (Parallelbetrieb). Messdifferenz hier +6 dB, wie zu erwarten war. Doppelte Membranfläche bei annährend doppelter Leistung (was die Endstufe ja infolge der Impedanzhalbierung dann abgibt).

    Das ganze war auch sehr gut per Ohr zu hören.


    Der Unterschied zwischen zwei Bässen und der zusätzlichen Begrenzungsfläche ist in jedem Fall hörbar, bei Verdopplung der Bässe um einiges deutlicher als nur mit der weiteren Begrenzungsfläche.


    Das ganze habe ich dann nochmals mit einem 18er Bandpass wiederholt (nur die Begrenzungsflächenmessung). Auch hier wurden um die +3 dB bei der zusätzlichen Begrenzungsfläche ermittelt. Ebenso konnten meine Ohren einen entsprechenden Pegelgewinn verbuchen.


    Ist jetzt nicht wirklich Profilike, aber für einen Schnellschuss aus der Hüfte zeigt sich eben

    +3 dB pro Begrenzungsfläche

    +6 dB bei doppelter Membranfläche und doppelter eingespeister Leistung.


    Soviel jetzt mal zur Praxis. Bin mal gespannt, was ihr da so messt.


    PS:

    Das Topteil war bei der Messung aus!