Wirkungsgradsteigerung Hörner durch Strahlungswiderstand ...

    ... Bündelung.

    Hörner haben ja bekanntlich einen wesentlich höhreren Wirkungsgrad als
    direktabstrahlende Lautsprecher. Sie haben normalerweise aber auch eine
    sehr starke Bündelung, was normalerweise ja auch wirkungsgradsteigernd
    wirkt. Nun frage ich mich, wie groß der Anteil des erhöhten Strahlungs-
    widerstands und wie hoch der Anteil der Bündelung am hohen Wirkungsgrad
    von Hörnern ist.

    Ist das eigentlich schon mal intensiver untersucht worden?

    Danke und
    viele Grüße
    Karl

    Ich denk mal das man dieses so nicht sagen kann weil es ja auf die jeweilige Konstruktion selbst ankommt.

    In meinem Lexikon fehlt das Wort unmöglich!

    ASR Computer & PA Technik
    André Ruhnau
    Rosenstr.6
    78598 Königsheim

    Mein Halblaienwissen:
    Die Bündelung hängt von der Größe der Mundfläche (bzw. der Membranfläche beim Direktstrahler) ab, die "Innereien" der Konstruktion sind dabei nicht von Belang.

    In den Strahlungswiderstand spielt bei Hörnern das Verhältnis von Hals- zu Mundfläche mit ein, genauer gesagt A_mund² / A_hals, d.h. mit steigender Ratio des Horns erhöht sich auch der Strahlungswiderstand.

    Schau mal hier: http://www.paforum.de/phpBB/viewtopic.php?p=370469#370469

    Gruß FF

    Es geht - simpel gesagt - einfach darum, daß der Lautsprecher Arbeit verrichtet (Im Vakuum würde der Antrieb nur wenig Widerstand spüren ... in Luft (PLUS Federwirkung der Luft ... PLUS Masse der Luft ...) schon mehr ... in Wasser (GANZ VIEL "Federwirkung" und Masse) - wenn er nicht durchweicht :D - noch mehr).
    Ich hab häufig den Eindruck (auch bei "Profis"), daß viele gar nicht wissen, was "Schall" eigentlich ist. :?

    Wenn also nur Luft verschoben wird, ohne daß dabei nennenswerte Dichteschwankungen im Medium (Luft) auftreten (z.B. bei tiefen Frequenzen und zu kleinen Membranflächen), so ist der Anteil von (akustischer/mechanischer) Wirkleistung gering. Eine Hornkonstruktion ist dabei EINE Möglichkeit, diesen Anteil zu vergrössern.

    Die Bündelung bei einem Hörnchen (und nicht nur hier !) ist ein weiteres* Thema (Schall auf einen kleineren Raumwinkel - Vorsicht: frequenzabhängig - "konzentrieren" ...). :wink:


    * d.h. wir haben hier ZWEI Phänomene !

    Das Verhältnis Wirkungsgrad zu Abstrahlwinkel ist gut zu ersehen bei der Betrachtung ganzer Horn-Familien ähnlicher Hörner. Beim Vergleich aller JBL 238x - Hörner von 120x40° bis 40x20° zum Beispiel ist die Zunahme des Wirkungsgrades bei abnehmendem Abstarhlwinkel schön zu sehen, von 110 bis 116 dB. Das sieht genauso aus wenn man die Varianten der

    ALTEC Mantaray-Hörner vergleicht,
    EV HPxx
    EV HPxxx
    EV HPXXXX
    JBL 236x
    JBL 239x
    JBL 219x
    TOA LE-x40 , LE-Mx4 usw. usw. , ist immer dasselbe Spiel.

    Mike Severloh.

    Wobei das nichts mit Zylinderwellen oder Planarwellen zu tun hat! Auch bei einem verkleinerten Abstrahlbereich handelt es sich um eine sphärische Wellenfront, die 6dB pro Entfernungsverdoppelung verliert. Nur um Verwechselungen auszuschließen.

    Im Prinzip, um es mal vereinfacht darzustellen, gehts beim Horn ungefähr so vonstatten:
    Durch den Pfad und die stetige Aufweitung wird der hohe Druck am Hornhals auf die Mundfläche verteilt. Der Druck entsteht, da die Luft vor dem Lautsprecher nicht flüchten kann, demnach die ganze Verdrängung des Lautsprechers auf den Hornhals wirkt, die Luft erscheint dann "härter" (man stelle sich vor, man bläst einen Luftballon auf: Je mehr Luft schon drin ist, umso schwerer gehts weiter). Dem Lautsprecher "gefällt" das, er spürt, dass er etwas tut (während er beim BR-Einbau, außer auf der Tuningfrequenz, eher mit seiner eigenen Masse als mit der Luft beschäftigt ist --> man stelle sich vor, wie man mit der Hand in der Luft wedelt, den Luftwiderstand bemerkt man kaum, die Hand selbst ist die "Last").

    Wie gesagt, das ist eine sehr vereinfachte, aber hoffentlich irgendwie verständliche Zusammenfassung.

    Zitat von "Jens Droessler"

    Durch den Pfad und die stetige Aufweitung wird der hohe Druck am Hornhals auf die Mundfläche verteilt.


    Der höhere Druck beim Treiber entsteht hierbei erst durch die größere (Abstrahl-) Fläche bei der Mundöffnung, da die Luft in der Umgebung des Treibers (quasi "rückwirkend" durch die Mundfläche) dadurch nicht nur verschoben, sondern stärker komprimiert (bzw. expandiert) wird. Die Schnelle wird dadurch geringer ... der Wechseldruck größer ... wirklich entscheidend (!) ist dann das Produkt aus Schnelle und Wechseldruck (d.h. ein "Unterladen" führt zu großer Schnelle und wenig Wechseldruck ... ein maßloses "Überladen" zu sehr wenig Schnelle und hohem Wechseldruck - ggf. auch erhöhtem Klirr).
    Es handelt sich hierbei also um eine akustische Leistungsanpassung in einem vorher festgelegten Frequenzband !

    Und jede ernstzunehmende (PA-) Lautsprecherentwickung SOLLTE (neben klanglichen Eigenschaften) genau dieses Ziel verfolgen. Eine laute Kiste in einem lediglich schmalen F-Band ist keine große (Entwickler-) Kunst und erst recht kein Klangwunder ...... letzteres wird aber nicht von allen bemerkt (bzw. gehört). :wink:

    Zitat von "Jens Droessler"

    Das ist ohne Zweifel richtig, nur nicht ganz so leicht zu erklären :)


    Das ist eben das schwere Los der Physiker: Man wird einfach nicht verstanden. :wink:

    Danke für Eure Antworten!

    Wenn ich euch richtig verstanden habe, ist es wirklich fast nur die Erhöhung
    des Strahlungswiderstandes beim Horn, die die Lautstärke erhöht.

    Zitat von "SK"


    Es handelt sich hierbei also um eine akustische Leistungsanpassung in einem
    vorher festgelegten Frequenzband !

    Noch mal kurz weg vom Horn zum CB:
    Kann man sagen, dass große Arrays von CBs (sagen wir 100 Stück) bei höheren
    Frequenzen einen so hohen Strahlungswiderstand haben, dass sie dann - sogar
    genau in Strahlungsrichtung - mit zunehmender Frequenz wieder leiser werden?
    Also ein negativer Stacking-Effekt sozusagen ?

    Zitat

    Wenn ich euch richtig verstanden habe, ist es wirklich fast nur die Erhöhung
    des Strahlungswiderstandes beim Horn, die die Lautstärke erhöht.


    Jein. In Frequenzbereichen, die sich aufgrund der Horngröße (Mundfläche, Pfadlänge) richten lassen, wird der Schalldruck gegenüber direktstrahlenden Quellen auch größer, weil die Energie eben auf eine Fläche gebündelt wird.

    Zitat

    Noch mal kurz weg vom Horn zum CB:


    Betrachtet man dabei den einzelnen Lautsprecher im großen Stack ist es sogar denkbar, dass er (für sich betrachtet) bei höheren, einfacher zu "ladenden" Frequenzen weniger "Schall abgibt" als einzeln oder in kleineren Stacks. Dass ein ganzes Stack aber leiser wird als ein kleineres Stack der selben Boxen erscheint mir unlogisch. Der Pegelzugewinn kann stagnieren mit zunehmender Größe, gerade im höheren Frequnezbereich, da wie gesagt der Strahlungswiderstand viel schneller ansteigt, jedoch darf man nicht übersehen, dass die Fläche und damit die Richtwirkung wächst und man so zumindest einen höhere "Wirkung auf Entfernung" bekommt. Zudem nimmt der Output in tieferen Frequenzbereichen weiterhin zu, wobei dann wieder nicht übersehen werden darf, dass eine Box, die im Einzelnen "flat" spielt, plötzlich tiefbasslastig, evtl. sogar wummerig wird.

    Letzendlich kann man sogar soweit gehen zu sagen, dass bei sehr großen Stacks Hörner keine Vorteile gegenüber CBs haben, da es für den Lautsprecher zwangsweise eine Grenze gibt, was Strahlungswiderstand betrifft. Den Unterschied würde ich für den Lautsprecher jetzt mal beschreiben wie für einen Boxer, der einmal gegen einen dicken Holzbalken (Lautsprecher im riesigen CB-Stack) und einmal gegen Beton (lautsprecher in riesigem Hornstack) schlägt. Beides bringt ihn an die Grenze...

    Anmerkungen? :)

    Danke Jens,

    Zitat


    Betrachtet man dabei den einzelnen Lautsprecher im großen Stack ist es sogar denkbar,
    dass er (für sich betrachtet) bei höheren, einfacher zu "ladenden" Frequenzen weniger
    "Schall abgibt" als einzeln oder in kleineren Stacks.

    Ja, so hatte ich es gemeint.

    Zitat


    jedoch darf man nicht übersehen, dass die Fläche und damit die Richtwirkung
    wächst und man so zumindest einen höhere "Wirkung auf Entfernung" bekommt.

    Zitat


    Zudem nimmt der Output in tieferen Frequenzbereichen weiterhin zu, wobei dann
    wieder nicht übersehen werden darf, dass eine Box, die im Einzelnen "flat" spielt,
    plötzlich tiefbasslastig, evtl. sogar wummerig wird.

    Das könnte man aber vermutlich leicht mit einem EQ beheben und damit die
    Endstufen entlasten.

    Zitat


    Letzendlich kann man sogar soweit gehen zu sagen, dass bei sehr großen Stacks
    Hörner keine Vorteile gegenüber CBs haben, da es für den Lautsprecher zwangsweise
    eine Grenze gibt, was Strahlungswiderstand betrifft.

    Der Eindruck drängt sich mir auch auf. Aber das ist irgendwie nicht fassbar.

    Muss mir das alles noch mal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen.

    Aber mir fällt gerade noch mal eine Frage ein: Ein Lautsprecher hätte bei einer
    bestimmten Frequenz (sagen wir 60Hz) eine bestimmte Membranauslenkung.
    Wenn dieser Lautsprecher nun eine halb so hohe Frequenz mit der gleichen Lautstärke
    wiedergeben will, braucht er ja den doppelten Membranhub. Wäre dieser Membran
    hubverdopplung auch dann nötig, wenn der Lautsprecher bei der halb so hohen
    Frequenz den gleichen Strahlungswiderstand hätte?

    Und gleich noch eine Frage:
    Kann man sagen, dass die Schallenergie, die ein Lautsprecher abgibt identisch ist
    mit dem Integral aus Kraft (die die bewegte Luft der Membran entgegensetzt) * Weg
    (Membranhub) ? Das Ankämpfen der Membran gegen die eigene Einspannung,
    gegen das Luftvolumen in der Box und gegen die eigene Trägheit nicht eingerechnet.
    Also nur die Kraft, die die Luft die beschallt werden soll, dem lautsprecher Entgegensetzt.
    (was ja glaube ich dem Strahlungswiderstand entspricht) Hoffe, ihr versteht, was ich
    meine.