Mal eine grundsätzliche Frage: was genau ist der physikalische Grund dafür, daß Subwoofer und Lautsprecher im Allgemeinen einen so viel schlechteren Wirkungsgrad bei tieferen Frequenzen haben?
Liegt das (alleine?) daran, daß sich die Schallwellen zunehmend kugelförmiger ausbreiten, wenn die Wellenlänge groß wird gegenüber der Austrittsöffnung/Membran? Sprich: abgegebene Leistung auf größeren Raumwinkel verteilt -> weniger Leistung pro Raumwinkel. Oder gibt es (noch) andere Gründe?
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Ursache für schlechteren Wirkungsgrad bei tiefen Frequenzen?
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0xdeadbeef
- Semi
- Beiträge: 104
- Registriert: Di 2. Mär 2004, 23:24
Ursache für schlechteren Wirkungsgrad bei tiefen Frequenzen?
Versuchen ist der erste Schritt zum Versagen (Homer J. Simpson)
Hallo "0xdeadbeef",
die Gründe dafür sind recht einfach:
normalerweise wird der Frequenzgang durch die "für das Chassis typische" Membran-Beschleunigung bestimmt.
Bei tiefen Frequenzen kommen zunehmend die Einflüsse der Federwirkung des "eingeschlossenen Luftvolumens in der Box" und der "Membran-Einspannung" zum Tragen.
Bei unendlich großem Netto-Volumen und einer Federwirkung von "null" gäbe es keine Begrenzung zu tiefen Frequenzen.
Weil aber "pro Oktave tieferer" Wiedergabe eine Vervierfachung der Membran-Amplitude nötig wäre, müsste eine Lautsprecher-Membrane, die bei 100 Hz 1 cm Hub macht, dann bei 25 Hz schon 16 cm Hub machen...
Gruß, G. Nubert
die Gründe dafür sind recht einfach:
normalerweise wird der Frequenzgang durch die "für das Chassis typische" Membran-Beschleunigung bestimmt.
Bei tiefen Frequenzen kommen zunehmend die Einflüsse der Federwirkung des "eingeschlossenen Luftvolumens in der Box" und der "Membran-Einspannung" zum Tragen.
Bei unendlich großem Netto-Volumen und einer Federwirkung von "null" gäbe es keine Begrenzung zu tiefen Frequenzen.
Weil aber "pro Oktave tieferer" Wiedergabe eine Vervierfachung der Membran-Amplitude nötig wäre, müsste eine Lautsprecher-Membrane, die bei 100 Hz 1 cm Hub macht, dann bei 25 Hz schon 16 cm Hub machen...
Gruß, G. Nubert
Dafür würde ich dann gerne die Schutzgitter sehenG. Nubert hat geschrieben:... dann bei 25 Hz schon 16 cm Hub machen...
Gruss, Frente
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Frank Klemm
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Re: Ursache für schlechteren Wirkungsgrad bei tiefen Frequen
Die Verteilung der Leistung auf einen größeren Raumwinkel ist zwar auch daran beteiligt, aber dieses Problem gibt es schon im Grundtonbereich um die 200 Hz (bei normaler Boxengröße), in dem der Bündlungsfaktor von Werten0xdeadbeef hat geschrieben:Mal eine grundsätzliche Frage: was genau ist der physikalische Grund dafür, daß Subwoofer und Lautsprecher im Allgemeinen einen so viel schlechteren Wirkungsgrad bei tieferen Frequenzen haben?
Liegt das (alleine?) daran, daß sich die Schallwellen zunehmend kugelförmiger ausbreiten, wenn die Wellenlänge groß wird gegenüber der Austrittsöffnung/Membran? Sprich: abgegebene Leistung auf größeren Raumwinkel verteilt -> weniger Leistung pro Raumwinkel. Oder gibt es (noch) andere Gründe?
um die 10 auf Werte unter 2 rutscht.
Insgesamt gibt es vier Probleme:
* Der schlechte Wirkungsgrad von Lautsprechern überhaupt, der meist im Bereich zwischen 0,1% und 1% liegt: Ursache dafür ist, daß Luft akustisch sehr dünn ist, d.h. Lautsprecher fast im Kurzschluß arbeiten und kaum Leistung an Luft abgeben. Kann man nur durch "Transformatoren" verbessern.
* Der weiter abfallende Wirkungsgrad im Tieftonbereich: Ursache dafür ist die Federsteife von Membran und eingeschlossem Luftvolumen.
* Die außerdem noch stark fallende max. Maximalpegel im Tieftonbereich: Das ist ein Wellenlängeproblem. Schallwandler, die klein gegenüber der Wellenlänge sind, haben zwar erst mal dadurch keinen schlechteren Wirkungsgrad gegenüber mittleren Frequenzen (siehe Punkt 2), aber müssen das durch extreme Membranhübe kompensieren (halbe Frequenz => vierfacher Hub). Sind sie groß gegen die Wellenlänge, ist der Anstieg weit moderater mit halbe Frequenz => doppelter Hub
* Baßreflex-Systeme: Der Resonator verringert den Membranhub innerhalb einer wählbaren Oktave spürbar, darunter geht es dafür um so stärker bergab. Eine Terz unterhalb der Leistungsbandbreite (1:1,28) hat sich der notwendige Membranhub verachtfacht. Ein geschlossenes System benötigt dafür 4 1/2 Terzen (1:2,83).