Elektronik  Information


           Anmerkungen und Kommentar zu einigen Details der Audio -Technik

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Copyright by  Ernst Schmid , München
  

 
Die angesprochenen Fragen :
Der Lautsprecher, die Weiche und die unbeachtete Rückwirkung.

Das alles führt  zu einer Abweichung der akustischen Abstrahlung von der Frequenzweichen -Charakteristik, und  zu einem Kistenton  -
    oder Eigenton der LS-Box

Hier zunächst mal das Bild einer Lautsprecherweiche mit Plot der Bandaufteilung  TT / MT / HT





So kennt man das aus den Darstellungen - und weil es so oft und überall geschrieben steht,
die Formeln sehen einfach aus, wird gerechnet wie wild.

Aufgebaut - kommt die Ernüchterung, es klingt alles irgendwie ... seltsam.
Und dann wird gemessen und empirisch korrigiert.

Unter Konstrukteuren ist bekannt, daß die Formeln nur eine erste Annäherung geben, bei welchen Frequenzen die akustische Aufteilung
der Bänder stattfinden wird.
Die eigentliche Arbeit ist, den echten "Klang" der Box zu optimieren.

Aber - warum stimmen die Formeln nicht?
Für "normale" Filterschaltungen stimmen sie schon, aber ein Lautsprecher ist eben kein "normaler" Widerstand
sondern ein resonanzbehaftetes System mit "Eigenleben."
Und dieses Eigenleben wirkt zurück. Aber anders als in der Regel dargestellt wird.

Denn der Verstärkerausgang ist sehr niederohmig im Verhältnis zu der Impedanz der Frequenzweichen-Elemente bei der Übernahmefrequenz.

Man kann für die Betrachtung der Rückwirkung annehmen, die Lautsprecher-Leitungen wären über Ri des Verstärkers kurzgeschlossen.





Dadurch erfolgt eine Konversion:

Z.B. beim Tieftöner: Aus dem L6 in Serie und dem Kondensator C5 parallel zum Lautsprecher wird ein Parallelresonanzkreis
bei genau der Übernahmefrequenz. grüne Kurve TT2.
Das ist auch der Grund weshalb TT weit über die gerechnete Übernahmefrequenz hinaus akustische Leistung abgeben.  Resonanz !

Das heißt, bei der Anregung um die Übernahmefrequenz schwingt der TT-Lautsprecher relativ unbedämpft, und das ist
ist auch der Grund, weshalb die Rechnung der Übernahmefrequenz nicht mit der akustischen Leistung zusammenfällt:
Der Lautsprecher macht SEINE Musik.

Als Nächstes  beim Mittelton-LS:
Der serielle Resonanzkreis aus  L 8 und C4 erzeugt eine sehr schmalbandige Dämpfung bei der Übernahmefrequenz.
Darunter und darüber wird der Lautsprecher entdämpft und macht "seine" eigene Musik.

Und beim HT entstehen die gleichen Verhältnisse wie beim Tieftöner:
Aus dem C 3  in Serie und der Drossel L7  parallel zum Lautsprecher wird ein Parallelresonanzkreis bei genau der Übernahmefrequenz.






Was zu beschreiben war:
Rechnen ist gut und schön, die Musik machen die Chassis.
Der Versuch, Lautsprecher zu Berechnen scheitert an den vielen Faktoren, die unbekannt sind und Variablen wie Einbau, Dämpfung und Aufstellung.


Wie komme ich darauf, die Verhältnisse vom Lautsprecher zum Verstärker hin zu betrachten?
Ich bin auf diese Diskrepanz zur allgemeinen "Fach"literatur gestossen, als ich von der Konstruktion von Verstärkerausgängen kommend
die extreme Niederohmigkeit der Quellen (Dämpfungsfaktor) in ihrer Auswirkung auf die Lautsprecher-Rückwirkung erforscht habe.

Und als ich ganz praxisnah, mal einen TT - LS in eine Box geschraubt habe und diesen mit Rauschen angetrieben, um
die "reale Abstrahlung" zu messen.

Wenn Sie die Sache interessiert, kann ich nur Empfehlen, mal selbst den Versuch zu machen:
Klemmen Sie an einerr Box MT und HT ab und hören sich auf der Box dann  "weißes Rauschen" an.
Die Vorstellung von einem Wasserfall hilft, hier haben alle Tröpfchen die gleiche Fallhöhe und erzeugen ein ja nach Tröpfchengröße
vom Wummern  über  Schschsch  zum ssss.
Wette - wenn es eine Box mit Frequenzweiche ist, daß sie auch einen Eigenton hören werden.

Dabei fiel mir auf, daß der Klang des TT - LS  einen "Kistenton - Eigenton"  hatte, obwohl das Gehäuse gedämpft war.
Erst  als ich dem TT- LS direkt mit einem sehr niederohmigen Drahtpotentiometer eine ordentliche Last verpaßt habe,
konnte ich den Eigenton regelrecht "wegregeln" allerdings zum Preis, daß der Lastwiderstand parallel zum TT etwa die 3-fache
Leistung des TT frißt.
Ist hier bei meiner Box sekundär, da als Schreibtisch-Beschallung eh keine großen Lautstärken gewünscht werden.
Aber  die Konsequenzen sind:

Welche Nebenaspekte ergeben sich daraus?
Es wird dann gerade auch offensichtlich, wie wenig die Qualität der Komponenten der Frequenzweiche in den "Klang" eingehen kann:
In den Frequenzbereichen, in denen die Chassis akustisch aktiv ist, sind die Weichen-Bauteile hochohmig, tragen also
wenig zum "Klang" bei,  was den Sinn der ganzen High End -Spulen und  -Kondensatoren in Frage stellt.
Denn wenn kaum Strom fließt,  ist auch die daraus entstehende Musik nicht beinflußt.

Kann man da etwas verbessern?
Aktive Lautsprecher mit je einer Endstufe pro Chassis vermeiden das Problem.
Jedes Chassis ist hart von der eigenen Endstufe gespeist.
Bezüglich Dämpfung  aber keine Reklameangaben erwarten, der DC -  Widerstand der Schwingspule mit ca. 2/3  der Nennimpedanz
ergibt  eine maximale Dämpfung - auch bei 0 Ohm Verstärkerausgangswiderstand   von 1,33. Mehr wird es nicht .

Dazu auch
    The Damping Factor Debate (1967).pdf   
von George L. Augspurger / J.B.Lansing Sound inc.
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