nuLab, Folge 1: Geschlossenes Bauprinzip gegen Bassreflexgehäuse

[müller]

Ich halts wohl ab jetzt eher mit Sokrates:

Ich weiss das ich nicht(s) weiss.....

[Wete]

Nach meinem Verständnis müsste bei einer (idealisiert) unendlich steilen Signalflanke die Membran zwar aprupt auslenken, die Beschleunigung aber doch zunächst stetig zunehmen um dann, wenn die Maximalauslenkung erreicht ist, stetig wieder abzunehmen (inkl. Über-/Unterschwinger). Die senkrechte Flanke irritiert mich da, vielleicht interpretiere ich das Diagramm aber auch falsch?

Vielleicht, ja. Ich hoffe, ich habe diese Frage richtig verstanden. Also: Bei einer unendlich steilen Signalflanke lenkt die Membrane nicht abrupt aus. Die Membranauslenkung s(t) ist ja nicht gleichzusetzen ist mit der Membranbeschleunigung a(t). Dieser Denkfehler wird gerne gemacht, vor allem in der Sekundärliteratur. Wenn die Membranbeschleunigung a(t) abrupt auf den Bezugswert schnellt, dann bedeutet das ja nur, dass ab diesem Zeitpunkt die Membranauslenkung s(t) anfängt, immer weiter zuzunehmen. Wenn Auto abrupt anfängt zu beschleunigen, bedeutet das ja auch nicht, dass es plötzlich anfängt, von einem Ort zum anderen zu springen.

Ja, der Unterschied zwischen s(t) und s''(t) - also a(t) - ist mir klar. Bei der elektrischen Seite kann ich mir die eigentlich ja nicht stetige Funktion noch plausibel machen (Schalter wird geschlossen), aber bei der mechanischen Seite sagt mein Gehirn immer: Da darf nichts senkrecht sein, das ist nicht stetig und somit nicht realistisch. Aber das liegt natürlich daran, dass die Darstellungen idealisiert sind, und ich denke, ich habe es jetzt begriffen. Vielen Dank!

Edit: Meine Frau hat's mir gerade erklärt: Die Beschleunigung ist 0, solange kein Strom anliegt und sobald der Strom da ist, springt sie auf einen bestimmten Wert, der dann kontinuierlich abnimmt.

[R. Steidle]

Leute, lasst den Herrn Bien in Frieden schlafen!

Im Ernst: nuLab ist als Angebot an unsere Kundinnen und Kunden gedacht, unseren Entwicklern Fragen zu HiFi-Technik zu stellen, aber unsere Ingenieure können hier keine Einführungskurse in die Elektroakustik geben.

[TBien]

Herrlich
Wenn Sie mir nun noch mitteilen, warum das so ist, sind alle meine Klarheiten beseitigt.
Genauer gefragt, wie kommt es dazu, dass ausgerechnet eine geschlossene Box im Vergleich derart flach abfällt?

Am besten, Sie lesen meine Diplomarbeit, da ist alles bis ins letzte Detail erklärt - mitsamt allen Berechnungsformeln zu Übertragungsfunktionen sowie Ein- und Ausschwingvorgängen
Aber gut, ich versuche es mal kürzer:

Ein Tieftöner in einer geschlossenen Box (oder in einer unendlichen Schallwand) verhält sich wie ein gedämpft schwingendes Feder-Masse-System:

system-masse-feder-dampfer.png (7.06 KiB) 889 mal betrachtet

Das ist mathematisch gesehen ein Schwingsystem 2. Ordnung. Und ein Hochpass 2. Ordnung fällt per Definition mit 12 dB/Oktave ab.

Setzt man nun einen Kondensator vor das Feder-Masse-System, dann wirkt dieser Kondensator als Hochpass erster Ordnung (=6 dB/Oktave). Zusammen mit dem Tieftonsystem zweiter Ordnung (12 dB/Oktave) ergibt sich ein Hochpass 3. Ordnung (12 dB/Okatve +6 dB/Okatve = 18 dB/Oktave):

Simulation B-40 GHP-Geschlossen.png (8.73 KiB) 889 mal betrachtet

Rot ist eine Simulation des B-40-Tieftöners mit auf geschlossenes Gehäuse optimierten Thiele-Small-Parametern in einem 20-Liter-Gehäuse. Schwarz ist der selbe Tieftöner mit zusätzlichem Hochpass-Kondensator (1600µF).

Ein Helmholtz-Resonator (="Bassreflex") stellt abermals ein Schwingsystem 2. Ordnung dar. Zusammen mit dem Tieftontreiber (Schwingsystem 2. Ordnung) ergibt sich dann ein System 4. Ordnung (da 2+2=4 ist ).

Dies lässt sich auch deutlich erkennen, wenn man die Schallanteile direkt vor der Membrane (ca. 1 cm Mikrofonabstand, grüne Kurve) und direkt vor dem Ausgang der Bassreflex-Ports (blaue Kurve) misst:

Die Addition von Pegel und Phase dieser beiden Schallanteile (=rote Kurve) ist dann die sogenannte "komplexe Summe", welche als Schall in den Raum abgegeben wird. Deutlich erkennbar ist hierbei, dass bei der Abstimm (=Tuning)-Frequenz des Bassreflex-Ports (ca. 42 Hz) die Membrane fast stillsteht, und nur noch sehr wenig Schall abgibt.
Bei dieser roten Kurve lässt sich auch sehr gut die Steilheit des Pegelabfalls unterhalb der Tuningfrequenz ablesen. Es sind ziemlich genau 24 dB Differenz von 20 bis 40 Hz (was einer Oktave entspricht).

Die Frage auch deshalb, da ich bis dato annahm, dass das andere Extrem, nämlich die große Abfallsteilheit der Nubertboxen, eher dem Ausreizen der physikalischen Grenzen geschuldet wäre als dem belüfteten Prinzip an sich.

Diesen Satz verstehe ich nicht ganz. Bis dato? Weshalb "bis dato"? Ja, das ist so. Aber was meinen Sie mit "anderes Extrem"? Welches ist dann das eine, entgegengesetzte Extrem?

[Markus]

Am besten, Sie lesen meine Diplomarbeit, da ist alles bis ins letzte Detail erklärt - mitsamt allen Berechnungsformeln zu Übertragungsfunktionen sowie Ein- und Ausschwingvorgängen

Angebot angenommen...wo können wir auf das gute Teil zugreifen? (PDF?)

Viele Grüße,

Markus.

[OL-DIE]

Am besten, Sie lesen meine Diplomarbeit, da ist alles bis ins letzte Detail erklärt - mitsamt allen Berechnungsformeln zu Übertragungsfunktionen sowie Ein- und Ausschwingvorgängen

Angebot angenommen...wo können wir auf das gute Teil zugreifen? (PDF?)

Viele Grüße,

Markus.

@Markus

Diese Diplomarbeit ist sehr umfangreich und vermutlich nicht mal eben als pdf zu wandeln. Was wäre dir das wert?

Ich weiß, das geht mich nichts an, aber ich sag's trotzdem. Nix für ungut.


Beste Grüße
OL-DIE

[Wete]

Ist die Diplomarbeit so lange her, dass sie noch nicht elektronisch gesetzt wurde? Mit TeX o.ä.? Und ist sie nicht ohnehin im Bibliothekssystem der Hochschule frei zugänglich? Das ist doch heutzutage nicht unüblich?

Herr Bien wird das "Lesen Sie meine Diplomarbeit" ja nicht zum Spaß geschrieben haben.

[TBien]

Am besten, Sie lesen meine Diplomarbeit, da ist alles bis ins letzte Detail erklärt - mitsamt allen Berechnungsformeln zu Übertragungsfunktionen sowie Ein- und Ausschwingvorgängen

Angebot angenommen...wo können wir auf das gute Teil zugreifen? (PDF?)

Viele Grüße,

Markus.

@Markus

Diese Diplomarbeit ist sehr umfangreich und vermutlich nicht mal eben als pdf zu wandeln.

Ol-DIE hat leider recht

[Wete]

Na dann muss ein nuLesezirkel gegründet werden.

BTW: Wenn ein ungebundenes Exemplar (also Einzelseiten) vorliegt, macht ein moderner Kopierer da in wenigen Minuten ein PDF draus.

[TBien]

Ist die Diplomarbeit so lange her, dass sie noch nicht elektronisch gesetzt wurde? Mit TeX o.ä.? Und ist sie nicht ohnehin im Bibliothekssystem der Hochschule frei zugänglich? Das ist doch heutzutage nicht unüblich?

Herr Bien wird das "Lesen Sie meine Diplomarbeit" ja nicht zum Spaß geschrieben haben.

Nein, natürlich nicht. Vielleicht existiert ja noch ein Exemplar in der FH Düsseldorf, das könnte durchaus sein. Aber die Arbeit ist von 1993, das ist nun fast 30 Jahre her. Der Text wurde zwar bereits mit einem PC geschrieben, und irgendwo ist bei mir im Keller vielleicht noch eine Diskette davon vergraben. Aber selbst wenn ich sie finde, bezweifle ich stark, ob diese sich mit meinem jetzigen PC noch lesen lässt...
Ein Hand-Exemplar habe ich natürlich bei mir zuhause liegen. Dieses mal auszuleihen, wäre sicherlich nicht so schwierig.