[Rumgucker]

Genug gefeiert....

....nun wollen wir weitermachen

Wie erhöhen wir den Strahlungswiderstand? Dazu brauchen wir entweder eine Düse (= "Horn") oder mehr Membranfläche. Oder gibts noch andere Tricks?

[kahlo]

Besonders gut kommen dann die Bässe auf der Resonanzfrequenz, muss ja nicht gedämpft werden... Und falls der Lautsprecher noch ein paar Resonanzfrequenzen hat, bekommt man die so auch sehr gut raus.

Du bist auf dem Weg zum Stromverstärker, sehe ich das richtig?

[Rumgucker]

Ja. Genau. Hoher Innenwiderstand ist Stromverstärker.

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Dies hab ich eben im Netz gefunden

Zitat:Strahlungswiderstand

Schwingt eine Membran mit tiefer Frequenz (also langsamer Bewegung) so weicht die Luft dieser Membranbewegung vorwiegend seitlich aus anstatt zu einer (hörbaren) Druckwelle komprimiert zu werden. Es entsteht wenig hörbarer Schalldruck, die Membran erfährt kaum einen Luftwiderstand (=Strahlungswiderstand) während der Hubbewegung.

Bei höheren Frequenzen jedoch kann die Luft nicht rechtzeitig ausweichen, wird vor der Membran unter Druck gesetzt und diese "spürt" dadurch auch einen entsprechend höheren Strahlungswiderstand. Dabei wird wirksam Schalldruck erzeugt.

Quelle: http://www.haigner.com/content_de/technik2.htm

Volksverdummung! Natürlich wird auch bei tiefsten Frequenzen "wirksam" Schalldruck erzeugt. Sogar wirksamer als bei höheren Frequenzen. Nur die Schnelle der Membran (frequenzabhängige Luftdurchwirbelung) ist halt noch zu gering, um dem elektrischen Antrieb genug entgegenzusetzen. Das ist wie ein Motor im Teillastbetrieb.

Man muss sich vor Augen führen, dass der "lineare" Bereich einfach nur ein labiles Gleichgewicht ist. Der Motor ist überlastet! Die Membran befindet sich im Zwischenbereich zwischen dynamischen Luftwiderstand und gegenwirkender elektrischer Kraft.

Ich bin so stolz, dass ich das nun endlich gerafft hab. Da ist überhaupt nichts kompliziertes dran. Keine schwarze Magie mit harten Membranen und superleistungsstarken Magneten. Alles Quatschkram. Mann. Ich könnte mich richtig in Rage schreiben. Keiner konnte mir das Wirkprinzip eines Lautsprechers derart einfach erklären.

[Rumgucker]

Ich bleib mal beim Motor. Vielleicht kann man von dort was übertragen.

Ein Motor im Teillastbetrieb (also ein Lautsprecher unterhalb fres) dreht sich proportional zur angelegten Spannung. Auch seine EMK ist also proportional zur angelegten Spannung.

Anders sieht es im "linearen" Überlastbereich eines Lautsprechers aus. Dort MUSS es "Schlupf" geben (so sagt man bei Motoren, wenn das elektrische feld schneller ist als die mechanische Bewegung). Die EMK ist frequenzabhängig, denn der Schlupf vergrößert sich bei höheren Frequenzen.

Hmmm... ich komme gerade ob unserer Lautsprechermodelle der ForenBox 2013 in Zweifel....

[Rumgucker]

Ich kann mich immer noch nicht beruhigen.

Der Lautsprecherantrieb muss ein möglichst schlechter Motor mit viel Schlupf sein, damit er linear funktioniert.

Irre.

[Rumgucker]

Und damit ist auch sonnenklar, warum die Lautsprecher-"Kenner" nicht voran kommen. Seit Jahrzehnten nicht. Sie befinden sich im Wechselspiel zwischen elektrischer Kraft und Luftwiderstand. Winzigste Kleinigkeiten haben dramatische Wirkung. Wie eine labile Waage. Da reicht ein Staubkorn um sie mal in die eine und mal in die andere Seite ausschlagen zu lassen.

Hirnlos!!!

Kein Motorbauer würde seinen Motor im Überlastbereich betreiben und dann behaupten, dass sein Gefährt exakt 200 km/h schnell fährt, gleich obs bergauf oder bergab geht. Das wäre ein Betrüger. Aber im Lautsprecherbau wird doch genau das behauptet. Das ist ein Skandal.

Ein perfekter Lautsprecher muss immer im Teillastbereich betrieben werden. Und sein dadurch mit der Frquenz steigender Schalldruck muss elektronisch kompensiert werden. Klare Sache.

[Rumgucker]

Es ist nicht nur der Luftwiderstand, der einer schnellen Membranbewegung entgegenwirkt. Es ist auch noch die Eigenmasse der bewegten Lautsprecherelemente. Also noch ein starker Grund, warum man nicht im Überlastbereich arbeiten sollte: man kann die ganzen Hemmschuhe gar nicht mehr auseinanderhalten.

[E_Tobi]

Dazu kommt noch die Eigendämpfung der Aufhängung.

Die muss so eingestellt werden dass die Reso ausreichend bedämpft wird, und zusätzlich noch genug Reserve für den Gehäuseeinbau übrig bleibt.

[Rumgucker]

BTW: ich hab auf Alfschs MEMS-Mikrofon einen "Milestone" gesetzt.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Dazu kommt noch die Eigendämpfung der Aufhängung.
Die muss so eingestellt werden....

Die normalen Lautsprecher-Motoren werden im Überlastbereich betrieben, also in dem Bereich, in dem die Kraft des Antriebs nicht mehr ausreicht, die anhängenden Massen genügend schnell hin- und herzuwuchten.

Das Gegenteil davon wäre ein Tellastbetrieb, bei dem der Lautsprecher frequenzunabhängig stets den gleichen Hub erzeugen könnte (was allerdings dazu führen würde, dass der Lautsprecher mit zunehmender Frequenz immer lauter würde).

Wenn wir also was erreichen wollen, so müssen wir von der Überlastung weg, bzw. diese möglichst weit in den Hochtonbereich schieben.

Dazu gibts (mindestens) drei Möglichkeiten

[*] Hubverminderung
[*] Antriebsverstärkung (mehrere Systeme oder elektronisch)
[*] Lastenreduzierung (z.B. frequenzabhängige Membranabkopplung)

Wenn uns das gelungen ist, so können wir elektronich um -6dB pro Oktave dämpfen, um der Lautstärkezunahme entgegenzuwirken. Das ist sehr spannend, weil das dem ersten und dritten Punkt entspricht.

[Rumgucker]

Ich brings auf den Punkt:

ein per Tiefpass (*) angesteuerter Lautsprecher produziert trotzdem einen linearen F-Gang, wenn er nicht überlastet wird!


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(*) ob das nun wirklich 6dB/Oktave sind, wie Hoppi behauptet, muss erst noch gezeigt werden.

[Rumgucker]

Ich könnte hüpfen vor Freude

Tatsächlich ist es so, wie behauptet. Im Teillastbereich kann ich den Speaker mit einem -6dB Tiefpass linearisieren



In schwarz der unkompensierte Lautstärkeanstieg. Und in rot die Kompensation mit einem RC-Glied. Hoppi hat also - so ungefähr - Recht mit seinen 6dB/Oktave.

[alfsch]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Ich brings auf den Punkt:

ein per Tiefpass (*) angesteuerter Lautsprecher produziert trotzdem einen linearen F-Gang, wenn er nicht überlastet wird!


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(*) ob das nun wirklich 6dB/Oktave sind, wie Hoppi behauptet, muss erst noch gezeigt werden.

[Bild: lautsprecher_verlauf.jpg]
...eher 12db/okt.

[Rumgucker]

So. Nun müssen wir alles daran setzen, den Abknickpunkt (also den Übergang von der 6(?)dB-Steigung in die "lineare" Horizontale) möglichst weit nach rechts zu schieben.

Einen Sack Hochtöner zu kaufen, ist mir zu teuer (obwohl das wahrscheinlich zielführend sein wird).

Im Moment erscheint es mir naheliegender, eine "automatisch abkoppelnde Bass-Membran" (*) an einen kraftvollen Hochtöner zu koppeln.

Also eine gewaltige (flache) Schwabbelpappe mit einem Hochtöner in der Mitte.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von alfsch
...eher 12db/okt.

Ok. Hatte ich ja auch schon vermutet, dass es mehr sein könnte, denn so ganz 100%-ig hab ich ja den Anstieg im Teillastbereich tatsächlich nicht kompensieren können.

Aber es ging ja auch nur ums Prinzip.

[Rumgucker]

Als Elektroniker könnten (und sollten) wir uns aber vorweg Gedanken machen, wie wir den schlupfenden überlasteten Motor mit elektrischen Verfahren so antreiben, dass er nicht überlastet ist.

Also überlegen wir erstmal, warum ein Motor (an einer konstanten Spannungsquelle) überlastet werden kann....

[Rumgucker]

Eigentlich könnte ein Motor an einer Spannungsquelle unendlich viel Kraft produzieren. Aber dazu sollte der elektrische Innenwiderstand minimal sein.

Wir wollen also den Innenwiderstand des Lautsprechers elektronisch kompensieren. Das ist altbekannt und das sollten wir auch hinkriegen.

Danach müssen wir dann allerdings das Signal um ~12dB/Oktave mindern. Ich kann mir gut vorstellen, dass die Innenwiderstands-Kompensationsfreaks genau das vergessen haben, weswegen deren Ergebnisse nie so recht überzeugen konnten.

[Rumgucker]

Kurze Zusammenfassung für die Flüchtigen....

wir haben überlegt und gezeigt, dass ein Lautsprecher zwei Arbeitsbereiche kennt. Einen Teillastbereich von 0Hz bis fres mit einem Lautstärkeanstieg von rund 12 dB/Oktave.

Und einen "linearen" Bereich, in dem sich Antriebskraft und Gegenkräfte die (labile) Waage halten. In diesem Motor-Überlastbereich tummeln sich die meisten Lautsprecher-Freaks.

Wir aber nicht mehr!

Wir kommen stattdessen von unten und wollen den Teillastbereich möglichst weit zu hohen Frequenzen hin erweitern. Und den daraus resultierenden frequenzabhängigen Lautstärkeanstieg mit einem Tiefpass kompensieren.

Nun überlegen wir mechanische und elektrische Verfahren um das gesteckte Ziel zu erreichen.

[Rumgucker]

Wenn man bedenkt, was ich schon alles für einen Scheiß lesen musste....

Mit meinem jetzigen Verständnis würde ich sagen, dass eine geschlossene Box zwei Aufgaben hat: erstens soll sie den akustischen Kurzschluss (Druckausgleich) behindern und zweitens soll sie eine starke und frequenzproportionale Gegenkraft bilden, um die - die Linearität störenden - Eigenschwingungen des Lautsprechers zu überdecken.

Mehr steckt da nicht dahinter und deswegen werden die Dinger auch so leise.

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Im Gegensatz dazu MUSS ein Lautsprecher in einer Schallwand naturgemäß starke Eigenschwingungen zeigen. Denn nichts hält ihn davon ab. Außer, wenn man die Membran sehr groß macht, damit der Luftwiderstand die Membran hinreichend dämpft. Leider zieht man sich dadurch wieder ne größere Membranmasse rein, so dass man letztlich nur Lautstärke gewinnt.

Es ist alles so supersimpel. Erschreckend simpel.

Ich kann jetzt Voodoo- und Mr.Wichtig-Gelabere von echtem Verständnis unterscheiden. Ich habs echt gerafft.

[phase_accurate]

Zitat:Wir wollen also den Innenwiderstand des Lautsprechers elektronisch kompensieren. Das ist altbekannt und das sollten wir auch hinkriegen.

Danach müssen wir dann allerdings das Signal um ~12dB/Oktave mindern. Ich kann mir gut vorstellen, dass die Innenwiderstands-Kompensationsfreaks genau das vergessen haben, weswegen deren Ergebnisse nie so recht überzeugen konnten.

http://worldwide.espacenet.com/publicati...1251A&KC=A

Oftmals ist es schwieriger ein Problem zu finden, welches noch nicht gelöst wurde, als eine Lösung zu einem Problem.