Berechnung des Strahlungswiderstandes von Stacks

Hallo Farad,

Zitat

wie berechne ich das ?

a) aus den vorhandenen Chassis EIN Chassis-Parameter-Satz machen, d.h. die Parameter für ein Chassis berechnen, das sich wie die Summe aller Chassis verhält (geht von Hand oder mit einigen Programmen wie Unibox oder Hornresp) und dann eben von Hand, die Formeln hast Du ja genannt. (Voraussetzung: Chassis werden nahe nebeneinander montiert)

b) mit Hornresp mittels der Option multi-driver in der Eingabemaske (NICHT multi-speaker = box in der Ergebnissmaske verwenden, da dann nur das Summensignal der einzelnen Boxen addiert wird, aber nicht mehr der Strahlungswiderstand der einzelnen Chassis). Mach es erstmal nur mit geschlossener Box (Volumen der Box zu erhöhen nicht vergessen) und schaue Dir an, was bei großer Anzahl von Chassis von der Erhöhung des Wirkungsgrades und des Schalldruckes wirklich übrigbleibt.

Bei Hörnern geht das eben noch schneller, da dann das einzelne Chassis ja schon sehr gut angepasst ist.

Selbst bei sehr starken Chassis ist so bei 64 Stück in BR oder closed meist Schluß, in Hörnern kann das auch schon bei nur 4 Chassis passieren.

Dass deswegen aber Membranen reißen halte ich für übertrieben, es wird wohl eher so sein, dass dann nach dem Motto "da MUSS doch mehr kommen" die Chassis per EQ und Amping in den mechanischen Tod (Hub) getrieben werden.

Gruß SRAM

um wirklich sicher zu gehen, dass die Speaker koppeln den mittelpunkt der einzelspeaker max. 0,5x Lambda auseinander anordnen.
nun fängt es nicht an bei 0,5000001x lamda sofort Probleme zu verursachen aber sie werden zunehmend größer; insbesondere wenn der Rand der Membran nicht das tut was der innere teil des lautsprechers macht Kurz die Kopplung wird schlechter und man bekommt zunehmend Artefakte.

zum Thema Lautsprecher Pappen reissen:
in der heutigen Zeit ist das in der Tat nicht so das große Problem da die meisten Standard Speaker durchaus "gewichtiges" Membranmaterial verwenden in Kombination mit bei langem Hub "geringem" Antrieb. Wird aber in (Horn) Stacks ein angepasster Speaker verwendet der den geringeren Hub berücksichtigt und deshlab kurzhubiger = Kräftiger ist in kombination mit im Stack anzustrebenden leichten Membranen (die dann leider auch nicht so fest sind) dann kann eine Überlastung eintreten.
insbes. bei meinen favorisierten Hornspeakern kann! im Großstack bei massivem Amping Materialermüdung eintreten - die Pappen reissen ja nicht beim ersten Bassimpuls sondern erst nach gewisser "dauerverbiegung". "Abhilfe" schafft hier ein Langhuber - er hat weniger Kraft, damit leider auch weniger Pegel und wie von SRAM in einem anderen Thread angedeutet (ich hätte das dick hervorgehoben) geringere Thermische Belastbarkeit - was z.B. zu verkohlten Spulen führen kann - die geringere obere Grenzfrequenz lassen wir mal aussen vor

... eine Anmerkung zu "6 dB" und "Strahlungwiderstand":

Wenn statt einem System zwei Kisten hingestellt werden und auf Achse ein Schallpegelgewinn von 6 dB auftritt, liegt das erst mal nicht am erhöhtem Strahlungswiderstand, sondern an konstruktiver Interferenz - und es wird (Energieerhaltung !) Bereiche geben, wo der Schallpegel dann auch geringer als bei einer einzelnen Kiste sein wird (höhere Richtwirkung !).
Denn: Wenn überall 6 dB Gewinn wäre, dann hätten wir eine Vervierfachung der akustischen Leistung (die Debatte hatten wir ja schon mal ... )

Eine Erhöhung des Strahlungswiderstandes führt IMMER zu einer Verringerung der (elektrischen !) LS-Impedanz - d.h. sowohl eine bessere Schallführung (also z.B. Horn statt BR) als auch eine gegenseitige Beeinflussung der LS-Chassis (z.B. durch Stacking) wird die elektrische Impedanz reduzieren.

Ein Herr M. Leach hat für sowas sogar mal (vor einigen Jahrzehnten - erschien im AES-Journal ...) ein Modell entworfen, womit man sowas (bei Hörnern) ausrechnen kann.

Viele Grüsse sendet

bei hörnern muss man nicht unbedingt rechnen man hört das auch überdeutlich - leider dann hilft nur mehr antreib was im wenig stack betreib dann wenig bass bedeutet

Zitat von "Farad"

...
Die Formel für den Strahlungswiderstand und somit auch für Pak ist bekannt. Sie lautet allgemeingültig:

Pak=Z*v²

mit:

Z=(pi^3*p0/c)*r^4*f^2
v= H*f*pi

p0=1,18; c=344; f:Frequenz; r=Effektiver Membranradius

Dadurch lässt sich Pak allgemeingültig für einen beliebigen Lautsprecher ohne Resonnatorunterstützung berechnen.

Wie siehts jetzt aus, wenn zwei Lautsprecher dasselbe Signal abstrahlen

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... bei zwei LS wird es schon kompliziert. Wenn Du es Dir wirklich antun willst, sowas auszurechnen, dann mußt Du berücksichtigen, daß Z (besonders im Nahfeld) komplex ist - oder anders: Schalldruck und Schallschnelle sind nicht in Phase und werden erst mit wachsendem Abstand immer "gleichphasiger" (bzw. immer "mehr" ebene Welle ...).

Die Schallschnelle ist eine vektorielle Größe (... d.h. hat also neben ihrem Betrag auch eine Richtung ...), mit der sehr unhandlich zu rechnen ist - besser nimmst Du dann zum Rechnen den Schalldruck.

Außerdem: Deine erste Gleichung beschreibt die akustische (Schall-) Leistung und nicht den Strahlungswiderstand ...
(wegen: P = p*v, weil Z = p/v ist p = Z*v ... eingesetzt in erste Gleichung ergibt dann Deine obige Gleichung)

Der Strahlungswiderstand = spezifische Schallimpedanz = Wellenwiderstand (um mal einige "gängige" Begriffe zu nennen ...) z.B. für Kugelwellen - ist:

Z = rho * c * (i * k * r)/(i * k * r -1)

... wobei rho die Dichte, c die Schallgeschwindigkeit, k der Wellenvektor (=2*phi/Lambda ...), i die imaginäre "Einheit" (Wurzel aus -1) und r der Abstand ist.

Viele Grüsse sendet

Zitat von "Sound-Klinik"

Eine Erhöhung des Strahlungswiderstandes führt IMMER zu einer Verringerung der (elektrischen !) LS-Impedanz - d.h. sowohl eine bessere Schallführung (also z.B. Horn statt BR) als auch ...

Das deckt sich nicht mit meinen Beobachtungen/Messungen.
Ein LS mit einem Re von 5,5 Ohm, also ein ganz normaler 8 Öhmer kann in einem Horn durchaus auf ein Zmin im Arbeitsbereich des Horns von 10 Ohm kommen.

Adam

Die Aussage von ADAM deckt sich auch mit einer entsprechenden Berechnung (aus einem anderen Thema):

Zitat

Craaft 10/300 LC im 20 Liter Gehäuse

Angaben:

Anzahl / Schalldruck bei 100 HZ / Höchstkennschalldruck bei Hz / Impedanzpeak bei Hz = Reso

1 / 90 / 98 500 / 88 110
4 / 96 / 102 400 / 73 103
16 / 100 / 103 300 / 45 92
64 / 101 / 102 150 / 25 80

Wie mann sieht kommt selbst dieses starke Chassis (verhältnis Antrieb / Masse) bei 64 Chassis an seine Grenzen. Der Höchstkennschalldruck nimmt dann deshalb ab, weil über einen weiten Bereich oberhalb des Impedanzpeaks, d.h. oberhalb der Reso die Impedanz ANSTEIGT, während gleichzeitig der Impedanzpeak selber FLACHER wird.

Insgesamt sieht das genauso aus wie bei einem horngeladenen Chassis. Da die Impedanz in einem weiten Bereich bei 64 Chassis ansteigt, wird weniger Leistung gezogen, weshalb der Höchstkennschalldruck dann wieder abfällt --> Überanpassung wie auch beim Horn möglich.

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Außerdem auch mit der berechneten Impedanzkurve bei Mitteltonhörnern mit Konustreiber und den Angaben einiger Hersteller zur Impedanz. Auf der hornspeaker-page gibt es zum KISS-Mitteltonhorn eine Angabe des Designers, wonach bei einem Konus-LS die Impedanz von 8 auf 16 Ohm anstieg !

Nur in einem Bereich wird die Impedanz verringert: bei der Resonanzfrequenz des Chassis --> bessere Dämpfung durch das Horn.

Gruß SRAM

Zitat von "Adam Selene"

...
Ein LS mit einem Re von 5,5 Ohm, also ein ganz normaler 8 Öhmer kann in einem Horn durchaus auf ein Zmin im Arbeitsbereich des Horns von 10 Ohm kommen.
Adam

Hallo Adam,

dann "sieht" die Membran in diesem Bereich aber auch keinen hohen Strahlungswiderstand.
Ich kenne solche Messungen auch ... und ich kenne auch die Ursachen.

Reale Hörner haben i.d.R. einen Strahlungswiderstand, der aufgrund der in der Praxis oft zu kurzen Trichterlängen (... und damit zu geringen Mundöffnungsflächen = unstetiger Übergang zum Raum...) zu periodischen Schwankungen im Impedanzverlauf (und nicht nur dort ...) führt.

Ein LS, der durch einen erhöhten Strahlungswiderstand in seiner Auslenkung begrenzt wird (... und sowas passiert z.B. in einer BR bei der Abstimmfrequenz !!!), verringert im betroffenen Frequenzbereich immer seine elektrische Impedanz.

Viele Grüsse sendet

... noch eine Anmerkung zu Resonanzen:

1. Wenn der LS selbst resoniert, dann ist bei der betreffenden Frequenz eine Impedanzspitze, weil der LS hier weniger Energie braucht, um "in Schwung" zu kommen. Das Zeitverhalten ist dann bei der betreffenden Frequenz schlechter.

2. Bei einer BR-Kiste resoniert bei der Abstimmfrequenz nicht der LS selbst, sondern die Luftmasse im Vent, welche dem LS bei der Abstimmfrequenz Energie entzieht (LS macht dann weniger Hub !!!) und dies führt dann im Impedanzverlauf bei der Abstimmfrequenz zu einem Minimum !

Fazit: Es kommt drauf an, WAS resoniert !

Viele Grüsse sendet

Vieleicht reden wir auch gerade aneinander vorbei.
Ich rede jedenfalls nicht über (für die Frequenz winzige) Basshörnchen, sondern über (absolut) genau so große MT-Hörner.
Und dass ein MT-Horn mit 1/3 qm Mundfläche und einer 4Pi sensitivity von fast 110 dBSPL bei 700 Hz einen schlechten Strahlungswiderstand hat, kann ich mir nicht ganz vorstellen.

Aber Du sagst "... und ich kenne auch die Ursachen.".
Was sind denn Deiner Meinung nach diese Ursachen?

Adam

Ich meinte auch eher mid-bass-hörner mit GUTER Anpassung, etwa so:

http://www.geocities.com/loudspeakerguru/MyFirstHorn.gif

..mann beachte den Absatz über die Impedanzerhöhung.

Gruß SRAM

P.S.: ich gebs auf, dat Bild geht nur über die site, also von Hand eingeben --> burn all gif´s :x

http://burnallgifs.org/

Hallo Adam,

wenn Du die Welligkeit im Impedanzverlauf meinst, liegt es einerseits an Unstetigkeiten im (akustischen) Impedanzverlauf (Reflektionen an der Mundöffnung, ggf. auch Reflektionen am Hals oder im Hornverlauf - z.B. durch leichte Knicke ...) und an den Treibereigenschaften (Eigenresonanz, induktiver Anstieg zu höheren Frequenzen - event. sogar Reflektionen im Treiber ...).

Bei den vorangegangenen Beiträgen (gerissene Pappen ?) hatte ich allerdings nicht den Eindruck, daß es hier um für die jeweils betrachtete Wellenlängen "große" Hörner ging - nun gut.

Viele Grüsse sendet

Zitat von "Sound-Klinik"

... wenn Du die Welligkeit im Impedanzverlauf meinst, liegt es einerseits an Unstetigkeiten im (akustischen) Impedanzverlauf (Reflektionen an der Mundöffnung, ggf. auch Reflektionen am Hals oder im Hornverlauf - z.B. durch leichte Knicke ...) und an den Treibereigenschaften (Eigenresonanz, induktiver Anstieg zu höheren Frequenzen - event. sogar Reflektionen im Treiber ...).

Hm. Sowas bewirkt doch aber keine (relativ) gleichmäßige und breitbandige Anhebung der Impedanz? Das sind doch dann eher schmalbandigere Geschichten ...
Die Imperdanzerhöhung, von der ich (und wohl auch SRAM) rede, geht über mehr als 1 Oktave.

Zitat

Bei den vorangegangenen Beiträgen (gerissene Pappen ?) hatte ich allerdings nicht den Eindruck, daß es hier um für die jeweils betrachtete Wellenlängen "große" Hörner ging - nun gut.

So ein MT-Treiber hat auch eine ganze Masse auszuhalten. Konfetti gibt´s da mitunter auch ...

Adam

Hallo Adam,

leider konnte ich den Link mit der *.gif-Datei nicht öffnen (kam eine Meldung mit "nicht verfügbar" o.s.ä.) - ich müßte sowas mal als Messung (am besten Impedanz- und reflektionsfreier Schalldruckverlauf) mal sehen.

Wenn eine Impedanzerhöhung breitbandiger ausfällt, dann könnte es (grob gesprochen) auch irgendwas "bedämpftes" sein oder eine Überlagerung mehrerer "akustischer Filter" ...

Viele Grüsse sendet

... ich hab es noch mal "zu Fuß" mit dem Link probiert und hatte Erfolg.

Allerdings sehe ich nur eine Bauzeichnung - gibt es davon denn auch Impedanz- und Schallpegel-Messungen ?

Viele Grüsse sendet

Nee, nee.
Ich habe einen anderen Erklärungsansatz: Du bist schlicht und einfach auf dem Holzweg :wink:
Das kommt davon, wenn man sich immer mit zu kleinen Basshörnchen beschäftigt :wink: :wink:
Ich kenne das als Binsenwahrheit: "Der hohe Wirkungsgrad eines guten Horns versteckt sich zum Teil in der hohen Impedanz."

Was SRAMs Link anbetrifft: Probiers mal mit diesem
http://lsb1.free.fr/caisson/MyFirstHorn.gif
(Womit ich nicht sagen will, dass das nach so ´nem echten Superhorn aussieht.)

Adam

Bei meinem Link steht zumindestens was über die Impedanz.
Ansonsten: Don´t ask me - it´s not my baby.

Adam

[quote="SRAM"]Ich meinte auch eher mid-bass-hörner mit GUTER Anpassung, etwa so:

http://lsb1.free.fr/caisson/MyFirstHorn.gif

..mann beachte den Absatz über die Impedanzerhöhung.

Gruß SRAM

P.S.: danke ADAM

Zitat von "Adam Selene"

Ich kenne das als Binsenwahrheit: "Der hohe Wirkungsgrad eines guten Horns versteckt sich zum Teil in der hohen Impedanz."

... ich hab den Text wohl gelesen - aber: wo soll den die elektrische Energie noch herkommen, wenn ein Horn umso besser ist, je höher die elektrische Impedanz ist (... und bei gaaaanz tollen Hörner fließt dann womöglich gar kein Strom mehr :wink: ...) - vermutlich wirft da jemand die akustische Impedanz (die wird ja auch höher !) und die elektrische durcheinander.

Ich hab bestimmt schon viele Systeme (natürlich auch die Impedanz ...) gemessen - aber daß ein LS durch die Schallführung hochohmig wird (außer Eigenresonanz ...) und gleichzeitig in diesem Bereich einen hohen Strahlungswiderstand hat, ist mir - bisher wenigstens - noch nicht begegnet.

Wo hast Du denn diese "Binsenweisheit" her ?

Viele Grüsse sendet