09.10.2013, 08:10 AM
Meine Herren, ich präsentiere:
Das Ergebnis nächtlicher Überlegungen.
Die Physik lehrt uns, dass der produzierte Schalldruck eines Lautsprechers direkt proportional zum speisenden Strom ist.
Datenblätter lehren uns aber, dass der Schalldruck dann linear verläuft, wenn wir mit einer konstanten Spannung speisen.
Warum?
Es liegt gerade an der bei der Bewegung der Spule im Magnetfeld induzierten Gegenspannung - EMK.
Nochmal kurz für alle: Die Spule liegt durch die Geometrie der Anordnung orthogonal im Feld, Das Kreuzprodukt B x L verkommt zu einer Multiplikation.
Die durch einen fließenden Strom entstehende Lorentzkraft ergibt sich durch F = I * (B x L). Bewegt sich die Spule im Feld, wir eine zur speisenden Spannung entgegengesetzte Spannung induziert. Die Gegenspannung oder EMK. Diese ist proportional zur Geschwindigkeit: U = v * (B x L).
Die maximal erreichte Geschwindigkeit der Membran nimmt (bei immer gleichem Schalldruck) zu höheren Frequenzen hin mit 6dB pro Oktave ab.
Warum? Die Geschwindigkeit ist das Integral der Beschleunigung. Wenn selbige aber für einen konstanten Pegel konstant sein muss, fällt die integrierte Größe mit 6dB pro Oktave.
Somit auch die EMK.
Bei Spannungssteuerung ist der im Lautsprecher fließende Strom NICHT proportional zur angelegten Spannung, R und L - sondern zur Spannungsdifferenz aus speisender Spannung, der EMK, R und L!!
Betrachten wir den Impedanzverlauf eines Lautsprechers (also nur die RL-Effekte) - der steigt zu hohen Frequenzen mit 6dB pro Oktave an (brauche ich wohl nicht erläutern).
Gäbe es die EMK nicht, würde bei Spannungssteuerung also auch der fließende Strom und damit der erreichte Schalldruck bei steigender Frequenz abnehmen.
Nur die mit steigender Frequenz fallende EMK (und die damit größer werden Spannungsdifferenz über RL) wirkt dem entgegen.
Der Lautsprecher kompensiert seinen Impedanzverlauf also quasi selber. Hier ist der Unterschied zur Gleichstrommaschine mit dem Drehmoment als Nutzgröße!
Der Verstärker mit seinem geringen Innenwiderstand schließt die EMK kurz. Die Eigenbewegung des Lautsprechers wird so stark bedämpft. Das ist insbesondere bei der Resonanzfrequenz ein netter Effekt.
Betrachten wir jetzt die Stromsteuerung.
Kahlo behauptet, der Frequenzgang wäre jetzt nicht mehr linear.
Ich sage: NEIN!
Warum?
Nun, die EMK läuft ins Leere. Die Spannungsdifferenz zwischen der Quelle und der EMK ist egal - ich präge ja einen Strom ein.
Dass sich der Lautsprecher selbst kompensieren kann ist nett - wird hier aber nicht gebraucht.
Die Stromsteuerung funktioniert aber nicht alleine. Man muss Sie mit einer "Membrangegenkopplung" verbinden, um Effekte bei der Resonanzfrequenz im Griff zu haben.
Alles was ich bisher dazu gelesen habe lässt sich auf folgende Punkte reduzieren:
Ich kann keinen prinzipiellen Nachteil der Stromsteuerung ausmachen. Kahlos Argument, dass sich der Frequenzgang verfälscht zieht nicht.
Er meint (so meine ich) der Frequenzgang müsst bei Stromsteuerung im Hochton steigen - was aber quatsch ist. Ich hab da auch irgendwie dran geglaubt, bis ich mir mal die Verhältnisse klar gemacht habe.
Das Ergebnis nächtlicher Überlegungen.
Die Physik lehrt uns, dass der produzierte Schalldruck eines Lautsprechers direkt proportional zum speisenden Strom ist.
Datenblätter lehren uns aber, dass der Schalldruck dann linear verläuft, wenn wir mit einer konstanten Spannung speisen.
Warum?
Es liegt gerade an der bei der Bewegung der Spule im Magnetfeld induzierten Gegenspannung - EMK.
Nochmal kurz für alle: Die Spule liegt durch die Geometrie der Anordnung orthogonal im Feld, Das Kreuzprodukt B x L verkommt zu einer Multiplikation.
Die durch einen fließenden Strom entstehende Lorentzkraft ergibt sich durch F = I * (B x L). Bewegt sich die Spule im Feld, wir eine zur speisenden Spannung entgegengesetzte Spannung induziert. Die Gegenspannung oder EMK. Diese ist proportional zur Geschwindigkeit: U = v * (B x L).
Die maximal erreichte Geschwindigkeit der Membran nimmt (bei immer gleichem Schalldruck) zu höheren Frequenzen hin mit 6dB pro Oktave ab.
Warum? Die Geschwindigkeit ist das Integral der Beschleunigung. Wenn selbige aber für einen konstanten Pegel konstant sein muss, fällt die integrierte Größe mit 6dB pro Oktave.
Somit auch die EMK.
Bei Spannungssteuerung ist der im Lautsprecher fließende Strom NICHT proportional zur angelegten Spannung, R und L - sondern zur Spannungsdifferenz aus speisender Spannung, der EMK, R und L!!
Betrachten wir den Impedanzverlauf eines Lautsprechers (also nur die RL-Effekte) - der steigt zu hohen Frequenzen mit 6dB pro Oktave an (brauche ich wohl nicht erläutern).
Gäbe es die EMK nicht, würde bei Spannungssteuerung also auch der fließende Strom und damit der erreichte Schalldruck bei steigender Frequenz abnehmen.
Nur die mit steigender Frequenz fallende EMK (und die damit größer werden Spannungsdifferenz über RL) wirkt dem entgegen.
Der Lautsprecher kompensiert seinen Impedanzverlauf also quasi selber. Hier ist der Unterschied zur Gleichstrommaschine mit dem Drehmoment als Nutzgröße!
Der Verstärker mit seinem geringen Innenwiderstand schließt die EMK kurz. Die Eigenbewegung des Lautsprechers wird so stark bedämpft. Das ist insbesondere bei der Resonanzfrequenz ein netter Effekt.
Betrachten wir jetzt die Stromsteuerung.
Kahlo behauptet, der Frequenzgang wäre jetzt nicht mehr linear.
Ich sage: NEIN!
Warum?
Nun, die EMK läuft ins Leere. Die Spannungsdifferenz zwischen der Quelle und der EMK ist egal - ich präge ja einen Strom ein.
Dass sich der Lautsprecher selbst kompensieren kann ist nett - wird hier aber nicht gebraucht.
Die Stromsteuerung funktioniert aber nicht alleine. Man muss Sie mit einer "Membrangegenkopplung" verbinden, um Effekte bei der Resonanzfrequenz im Griff zu haben.
Alles was ich bisher dazu gelesen habe lässt sich auf folgende Punkte reduzieren:
- Als Größe zur Gegenkopplung eignet sich nur die Membrangeschwindigkeit
- Selbige lässt sich bei Ansteuerung mit Strom direkt an den Klemmen des LS, nach herausrechnen von R+L bestimmen
- Aus der Differenzialgleichung 2ter Ordung, die hinter dem LS steckt wird der aperiodische Grenzfall
- Es gibt keine Resonanz, die bedämpft wird, sondern sie wurde im Gesamtsystem eliminiert -> kein Gedröhne, optimales Einschwingen
- Die Produktion der Harmonischen lässt sich massiv reduzieren (kommen diese eventuell aus der nur in der Theorie optimalen Selbstkompensation?)
Ich kann keinen prinzipiellen Nachteil der Stromsteuerung ausmachen. Kahlos Argument, dass sich der Frequenzgang verfälscht zieht nicht.
Er meint (so meine ich) der Frequenzgang müsst bei Stromsteuerung im Hochton steigen - was aber quatsch ist. Ich hab da auch irgendwie dran geglaubt, bis ich mir mal die Verhältnisse klar gemacht habe.
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.