Beiträge von Volker Holtmeyer

  • COHERDA Compact

    Zitat


    Ähm, ich möchte mich nur ungern in die Diskussion einmischen, aber zeig mir mal ein konvetionelles Horn-System, was auf 35m nur 15dB Pegelabfall produziert...
    ...ich sag' nur: 6dB pro Entfernungsverdopplung!


    ... dann sag ich mal nur: Directivity!? :roll:

    Zitat


    Ich weiss nicht, was jetzt bedenklicher ist: Zu sagen "konstanter Sound" o.ä., oder ein System als Line-Array anzupreisen, das in Wirklichkeit gar keines ist. Also, ich würde mich bei der zweiten Variante ziemlich verarscht vorkommen.


    ... und dazu sag ich mal: Aufbauen, Einschalten, Hören. Ob ein Line-Array "funktioniert" hören wohl die wenigsten, einen nicht "konstanten Sound" hört jeder.

    Warum reden eigentlich alle die mal mehr oder weniger (!) verstanden haben, was hinter dem Gedanken der Line-Array-Technologie steckt, davon, ob ein Line-Array "funktioniert" oder nicht?!
    Warum redet keiner davon ob ein C4-, R-Serie- oder sonstwas-Cluster "funktioniert"?! Da gibt es im Übernahmebereich zwischen der Lautsprechern wildeste Interferenzen (und zwar schon im Mitteltonbereich und nicht erst über 10k) und keinen Menschen störts.

    Das Thema Line-Array ist und bleibt wohl ein Mysterium. Zumindest so lange, wie die meisten Hersteller respektive Vertriebe ihre Kundschaft ganz gezielt mit Halbwissen versorgen. Das mag hier wie eine Unterstellung klingen, ist aber überhaupt nicht böse gemeint - viele Leute, die ein Line-Array verkaufen (sollen/müssen) "wissen" es gar nicht besser, da sie eben auch nur dieses Halbwissen besitzen.

  • Line Arrays im Groundstackbetrieb-Erfahrungen-Ansichten

    Warum sollte man eine konventionelle Horn-Pa besser als Grounstack einsetzten können als ein Line-Array?

    Ich frage mal ganz ketzerisch: Wann ist ein Line-Array denn ein Line-Array?!

    Ja, der ein oder andere möchte nun vielleicht die so gennanten "5 WST-Kriterien" der Herren Heil, Urban und Bauman bemühen, die ja auch brav im letzten Production Partner noch einmal zitiert wurden. Die sind ja so auch richtig.

    Darum frage ich mal anders: Was ist bei einem Line-Array denn anders als bei einem konventionellen Cluster?

    Nun, stellen wir uns einmal vor, wir clustern nebeneinander zwei C7-Systeme im vorgegebenen Winkel? Stellen wir uns weiter vor, wir befinden uns an einem Ort 30° (horizontal) außerhalb der Hauptabstrahlachse des Clusters (also gleichsam on axis von einem der beiden Lautsprecher). Was passiert nun bei meinetwegen 200 Hz? Der Abstand der so genannten akustischen Zentren der 15"-Pappen beträgt hier nur wenige Zentimeter. Daraus folgt, dass im Tieftonbereich das Ganze auf Grund der großen Wellenlänge quasi wie eine einzige Quelle arbeitet.

    Wie ist es nun im Hochtonbereich? Hier besteht an unserem gewählten Punkt nun ebenfalls zwischen den akustischen Zentren der Hochtonhörner ein Weglängenunterschied von einigen Zentimetern. Das bedeutet, dass es im Hochtonbereich hier nun zu wildesten Interferenzen kommen sollte. Dies ist aber, wie die Erfahrung zeigt, nicht so. Warum? Nun, der Pegel der von dem Lautsprecher erzeugt wird, auf dessen Achse wir uns gewissermaßen befinden, ist um einiges größer als der Pegel der von dem anderen Lautsprecher, der an diesem Ort empfangen wird. Der andere Lautsprecher kann hier, wenn man so will, wegen des geringeren Pegels gar keinen so großen "Schaden" anrichten. Das folgende Bild soll dies verdeutlichen (thanx 2 4).

    Warum ist der Pegel vom Lautsprecher 1 hier nun geringer als der Pegel vom Lautsprecher 2? In erster Linie auf Grund der Directivity der Lautsprecher. Im Hochtonbereich ist die Directivity der Lautsprecher relativ groß, dadurch wird im Hochtonbereich der Punkt C vom Lautsprecher 1 fast gar nicht erfasst. Im Tieftonbereich ist die Directivity zwar recht gering, dafür ist der Abstand der Lautsprecher aber hinreichend klein, um eine Kopplung entstehen zu lassen.

    Nochmal die Frage: Wo ist der Unterschied zum Line-Array?

    Die Antwort ist ganz einfach - es gibt eigentlich gar keinen!

    Gut, das was beim konventionellen Cluster in den meisten Fällen lediglich in der Horizontalen stattfindet, wird beim Line-Array in der Vertikalen genutzt. Nur ist die Directivity eines einzelnen Line-Array-Elementes noch viel stärker als die von konventionellen Horn-Lautsprechen. Dadurch kann der problematische Überlappungsbereich B im oberen Bild deutlich verkleinert werden und spektral verschiebt sich das Problem ebenfalls deutlich nach oben - will sagen: liegt nicht mehr im Audiobereich. In der folgenden Darstellung ist das typische vertikale Abstrahlverhalten eines (einzelnen) Line-Array-Elementes dargestellt.

    Wie man erkennt nimmt die Directivity mit steigender Frequenz immer weieter zu. Das bedeutet nun bei einem gecurvten Line-Array, dass die vorderen Reihen des Auditoriums gewissermaßen im Hochtonbereich nur von einem Element beschallt werden - die anderen Hochtoneinheiten "blasen quasi drüber weg". Punkte im hinteren Auditorium werden von mehreren Elementen beschallt, durch den dortigen geringen Weglängenunterschied der Hochtoneinheiten arbeiten die Systeme hier aber dennoch kohärent. Im Tieftonbereich koppeln alle Lautsprecher und bilden so eine ausgeprägte Richtcharakteristik in Richtung der hintersten Reihen des Auditoriums.

    Ein funktionierendes Line-Array erkennt man an einer sich kontinuierlich einschnürenden Directivity in der Isobarendarstellung der vertikalen Abstrahlung.


    Zur eingentlichen Frage: Warum sollte ein Line-Array nicht als Groundstack zu betreiben sein?

    Wir haben gesehen das ein Line-Array im Grunde die Technik der konventionellen Cluster-Bildung in der Horizontalen überträgt in die Vertikale. Und genau hier ist eine gute Skalierbarkeit sehr viel wichtiger als in der Horizontalen. So gelingt es nämlich die Energie über die Tiefe des Raumes besser zu verteilen. Die Abstände der Zuhörer zu den Lautsprechern sind nämlich über die Tiefe des Raumes gesehen sehr viel unterschiedlicher als von links nach rechts.

    Und damit sind wir dann auch beim Groundstacking: Hier ist diesbezüglich nämlich der "worst case" zu sehen. Die vorderen Zuhörer sind hier nämlich sehr viel näher am Lautsprecher. Daher ist eine gute vertikale Schallverteilung hier ganz besonders wichtig. Und in solchen Situationen ist ein Line-Array ganz klar im Vorteil (Zylinderwellengeschwafel jetzt mal ganz außen vor). Ein konventionelles Hornsystem hat nun mal eine definierte Abstrahlcharakteristik - und die lässt sich nicht verändern, Punkt. Die sieht aber in den meisten Fällen so aus, dass wir im Hochtonbereich einen relativ engen vertikalen Abstrahlwinkel haben, der sich zu tiefen Frequenzen immer mehr aufweitet. Mit 3 oder 4 Line-Array-Elementen haben wir nun aber die Möglichkeit sehr effektiv unsere vertikale Abstrahlung zu beeinflussen. Daher kann es auf die Frage, ob Groundstacking von Line-Arrays sinnvoll ist, nur eine einzige Antwort geben: JA!

    Ihr seht, ich bin fast gar nicht auf die Zylinderwellengeschichte (oder sollte ich sagen auf das Zylinderwellenmärchen?) eingegangen. Mit der -3 dB-Geschichte ist es bei einer Länge von vielleicht 60 cm für 3 Elemente ohnehin nicht "weit her" - bei 1 kHz nämlich nur etwa 90 cm (d = (0,6²*1.000)/688). Aber das ist ja auch gar nicht das Schöne am Line-Array - das Wunderbare ist einfach die vertikale Skalierbarkeit, um über die gesamte Tiefe einen ausgeglichenen Frequenzgang hinzubekommen.

  • Line Array

    Zitat


    In deiner ( Volker) Arbeit steht ja auf Seite 13 einiges dazu, aber was ich hier nicht verstehe: Wenn Du die Wurzel in der ersten Glg. zu 1 näherst wie kommst Du dann auf die 2te Glg? (Wo ist die 3 geblieben und wo ist das c hergekommen?)


    Zunächstmal ist festzuhalten, dass es sich hier um Näherungsgleichungen handelt, die auch nicht einheitenkonform sind!

    Für übliche Frequenzen und Array-Längen wird der Nenner in der Klammer recht groß. Damit wird der Klammerausdruck sehr klein. Durchs Quadrieren wird er nochmal kleiner. Damit wir der gesamte Wurzelausdruck dann (1 minus "fast nichts" und daraus die Wurzel) zu 1. Bleibt also stehen:

    d = (3 h² F)/2

    Wobei zu beachten ist, dass hier F in kHz einzutragen ist! Es steht also eigentlich hier:

    d = (3 h² f)/2000

    Da das Ganze natürlich abhängig von der Temperatur und der Luftfeuchte ist, hat man eine Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit hineingebracht. Dazu wurde einfach der Faktor 3/2000 ersetzt durch 1/2c.

  • Programm oder RMS Leistung

    Ich zitiere mich mal selbst (CAVIS 2004) ...

    Die wohl größten Differenzen und Unklarheiten von Lautsprecherkenndaten findet man bei der Angabe der elektrischen Belastbarkeit. Das ist vermutlich darin begründet, dass sich die Ermittlung diesbezüglicher Daten vergleichsweise schwierig gestaltet, ob der starken Abhängigkeit der Art und Einwirkungsdauer des verwendeten Testsignals.

    Üblicherweise wird als Kriterium für die elektrische Belastbarkeit die Leistung herangezogen. Die Leistung ist definiert als Energie pro Zeit. Mit dem Umstand, dass sich Leistung nicht direkt messen lässt und der Zeitabhängigkeit begegnet man hier schon zwei Problemstellen.

    Grundsätzlich kann man die maximale elektrische Belastbarkeit eines Lautsprechers in mechanischen und thermischen Grenzen begründet sehen. Im ersten Fall ist die Auslenkung der Membran zu groß und die Schwingspule schlägt an die Polplatte oder springt aus dem Spalt oder die Membran selbst zerreißt. Im zweiten Fall heizt sich die Schwingspule derart stark auf, dass sich der Kleber der Schwingspule löst oder die Isolation des Schwingspulendrahtes schmilzt, wodurch ein Kurzschluss entsteht.

    Beide Fälle treten ein, wenn im Lautsprecher eine bestimmte Leistung umgesetzt wird. Diese Leistung lässt sich naturgemäß nicht direkt bestimmen, sie steht aber im direkten Zusammenhang zur angelegten Spannung. Die Leistung P ist der Quotient des Quadrates der Spannung U und der Impedanz Z des Lautsprechers.

    In der Praxis, wo zumeist Musik oder Sprache wiedergegeben werden soll, ist das Signal und damit die Spannung, die am Lautsprecher anliegt, aber sehr zeitvariant und damit nur schwer zu beschreiben. Allerdings lassen sich für je einen bestimmten Zeitabschnitt der Spitzenwert und der Mittelwert der Spannung bestimmen. Das Verhältnis dieser beiden Größen wird als Crest-Faktor bezeichnet und als logarithmisches Maß in dB angegeben.

    Im Fall der mechanischen Überlastung ist der Spitzenwert der Spannung und im Fall der thermischen Überlastung der durchschnittliche Wert der Spannung zur Berechnung der Leistung relevant.

    Die Abbildung zeigt ein Signal mit einem Crest-Faktor von 6 dB. Der Pegel der Signalspitzen liegt also um 6 dB höher als der Durchschnittspegel. Das ist vergleichbar mit einem Verhältnis von 2:1 zwischen dem Spitzenwert (engl.: Peak) und dem quadratischen Mittel (engl.: RMS) einer Spannung, oder mit einem Verhältnis von 4:1 zwischen dem Spitzenwert und dem quadratischen Mittel einer Leistung.

    Konsequenterweise könnte man sagen, dass eine aussagekräftige Testreihe zur Bestimmung der Belastbarkeit eines Lautsprechers nur mit einem reellen Musik- respektive Sprachsignal durchgeführt werden kann. Aus verständlichen Gründen ist dies mit Blick auf ein einheitliches Testverfahren nur bedingt praktikabel.

    Um ein praxisgerechtes und dennoch repro-duzierbares Testsignal zu haben, wird in der Regel ein Rosa-Rauschen eingesetzt, welches ein Zufallssignal ist, das für alle Frequenzbänder den gleichen Energiegehalt aufweist. Rosa-Rauschen ist im Pegel nicht konstant über die Zeit und hat so einen gewissen Grad an Dynamik. So erfährt der Lautsprecher sowohl thermische als auch mechanische Belastungen. Je nachdem wie groß die Dynamik ist, überwiegt die thermische oder die mechanische Belastung.

    Musik hat in der Regel einen Crest-Faktor von 20 dB und mehr. Nur sehr stark komprimierte Popmusik weist mitunter Crest-Faktoren von etwa 12 dB auf. Kleinere Crest-Faktoren sind als eher ungewöhnlich zu bezeichnen; um ihnen aber Rechnung zu tragen basieren die meisten Testverfahren auf einem Rosa-Rauschen mit einem Crest-Faktor von 6 dB. Dadurch simuliert man bezüglich der thermischen Verträglichkeit gewissermaßen den „worst case“.

    Durch den Crest-Faktor erhält das Testsignal also in etwa den zeitlichen Charakter eines Musiksignals. Um das Testsignal auch spektral seinem Vorbild anzugleichen, sollte es auch frequenzselektiv bearbeitet werden. Da sich die spektrale Energie-verteilung von Musik im mittleren Frequenzbereich verdichtet, ist hier eine Kombination aus Hoch- und Tiefpassverhalten angebracht. Da die Temperatur der Schwingspule maßgeblich eine Funktion der Zeit ist, sollte auch die Dauer des Tests festgelegt sein.

    Hieraus haben sich Standards zur Bestimmung der elektrischen Belastbarkeit von Lautsprechern entwickelt, die im Folgenden beschreiben werden:

    1. Der AES2-1984 Standard
    Dieser Standard für Lautsprecherkomponenten ist von der Audio Engineering Society festgelegt worden. Er ist sehr verbreitet und sowohl für einzelne Wandler als auch für die einzelnen Wege eines aktiven Systems gedacht. Das Testsignal ist ein Rosa-Rauschen mit einem Crest-Faktor von 6 dB und einer Bandbreite von einer Dekade. Beispiels-weise könnte für einen Tieftonlautsprecher eine Bandbreite von 60 Hz bis 600 Hz oder für einen Hochtonlautsprecher eine Bandbreite von 1,5 kHz bis 15 kHz verwendet werden. In der Abbildung sind beide Beispiele verdeutlicht. Die Dauer des Tests beträgt 2 Stunden, nach denen der Lautsprecher keinen ersichtlichen Schaden aufweisen soll.

    2. Der IEC268-1 Standard
    Dieser Standard ist von der International Electrotechnical Commission festgelegt und schreibt ebenfalls ein Rosa-Rauschen mit einem Crest-Faktor von 6 dB als Testsignal vor. Das Signal durchläuft aber ein spezielles IEC-Filter, das aus einem Hochpassfilter (40 Hz, 2. Ordnung) und einem Tiefpassfilter (5 kHz, 2. Ordnung) besteht, womit die spektrale Energieverteilung von Musik nachempfunden werden soll. Der Verlauf ist in der Abbildung dargestellt. Die Dauer des Tests ist auf 100 Stunden angelegt, nach welcher der Lautsprecher keine ersichtlichen Schäden aufweisen soll.

    3. Der EIA RS-426-A Standard
    Dieser Standard ist von der Electronic Industries Association spezifiziert und die Dauer des Tests beträgt 8 Stunden, welche der Lautsprecher unbeschadet überstehen soll. Auch hier wird als Testsignal ein Rosa-Rauschen eingesetzt, allerdings mit einer Filterung, die anders ist, als die nach der IEC-Norm und die ebenfalls in der Abbildung zu sehen ist.

    Je nachdem, welche Spannung zur Berechnung der elektrischen Belastbarkeit herangezogen wird, unterscheidet man folgt:

    1. Spitzenbelastbarkeit (engl.: Peak Power)
    Die Spitzenbelastbarkeit basiert auf der Berechnung mit dem Spitzenwert der Spannung und ist ein Maß für die mechanische Belastbarkeit eines Lautsprechers. Für ein Signal mit einem Crest-Faktor von 6 dB ist die Spitzenbelastbarkeit beispielsweise viermal so groß wie die Dauerbelastbarkeit.

    2. Dauerbelastbarkeit (engl.: Average Power)
    Die Dauerbelastbarkeit wird mit dem quadratischen Mittel der Spannung errechnet und ist ein Maß für die thermische Belastbarkeit eines Lautsprechers. Daher wird sie auch häufig nicht ganz korrekt als „RMS-Leistung“ bezeichnet.

    Als eine weitere Angabe ist häufig die so genannte Programmbelastbarkeit (engl.: Program Power) angegeben. Dieser Wert stammt ursprünglich aus der Wobbelmesstechnik. Heutzutage hat er keine wirkliche Bedeutung. Für die meisten Laut-sprecherhersteller ist er einfach das Doppelte der Dauerbelastbarkeit, wenngleich andere Hersteller auch andere Verhältnisse verwenden. Die Programmbelastbarkeit kann als Richtwert für die Wahl der Endstufenleistung herangezogen werden. Beispielsweise könnte ein Lautsprecher mit einer Dauerbelastbarkeit von 300 W und einer Programm-belastbarkeit von 600 W an einer Endstufe mit 600 W betrieben werden. Das gilt für sorgfältig kontrollierte Bedingungen, unter Umständen könnte die entsprechende Endstufe aber auch zu groß sein.

    Hin und wieder findet sich auch die Bezeichnung „Continuous“, die ganz einfach besagt, dass das Anregungssignal ständig anliegt; da einige Standards mit periodischen Signalen arbeiten.

    Im HiFi-Bereich wird auch oft die Bezeichnung „Sinus“ benutzt. Eine Angabe der Leistung die umgesetzt wird, wenn ein Lautsprecher mit einem Sinussignal belastet wird, ist aber nicht wirklich aussagekräftig, da in der Praxis wohl in den seltensten Fällen ein reines Sinussignal wieder-gegeben werden soll.

    Wie man sieht, können die Leistungsangaben eines Lautsprechers je nach Beschaffenheit des Testsignals und Dauer des Tests stark differieren, wenngleich sie denselben Lautsprecher beschreiben. Dies gilt ganz besonders für die Dauerbelastbarkeit. Daher ist die Angabe des Standards, nach dem die elektrische Belastbarkeit eines Lautsprechers be-stimmt wurde, von essentieller Bedeutung, wenn die Kenndaten vergleichbar sein sollen.