Liebes Forum! Weiss vielleicht jemand,warum die Tiefenabstrahlung bei Lautsprechern mit der Membrangrösse zusammen hängt? Dass kleinere Lautsprecher im Tiefenbereich eine höhere Grenzfrequenz haben, dürfte doch nicht daran liegen, dass die Membran sich für tiefere Frequenzen nicht ausreichend langsam bewegen kann (besonders, wenn man die Analogie zu Mikrophonen betrachtet). Muss eine größere Luftmasse bewegt werden? Ich würde mich freuen, wenn Ihr mir weiterhelfen könntet Jo
Hallo Jo, Du darfst hier nicht den LS mit Mikrofonen vergleichen. Zwar sind LS und Mikrofone vom physikalischen Prinzip her reversible Wandler, aber der Vergleich der Membrangröße von LS und Mik ist nicht so ohne weiteres zulässig. Bei einem LS muß ja LEISTUNG an die umgebende Luft abgegeben werden, während ein Mikrofon nur als "Sensor" im Schallfeld wirkt und eingentlich nicht klein genug sein kann um nicht das Schallfeld - das ja ein Wellenfeld ist - nicht durch Beugungserscheinungen zu stören. Um bei einem LS möglichst viel Leistung abgeben zu können, ist es notwendig, daß das Produkt aus Membranfläche und Membranhub möglichst groß ist. Da wir es im Tieftonbereich mit langen Wellenlängen zu tun haben, muß die Membran auch entsprechend groß sein, um nicht Kugelwellen abzustrahlen. Natürlich könnte man das Problem im Prinzip auch durch eine kleine Membran mit entsprechend großem Hub lösen, dann aber treteten wieder andere Effekte in Erscheinung, als erstes der Dopplereffekt, denn der LS strahlt ja nicht eine Frequenz alleine ab, sondern ein ganzes Gemisch und bei großen Memranhüben würden höhere Frequenzen mit den tiefen zu stark frequenzmoduliert was sich dann als Dopplereffekt und damit unsauberer Wiedergabe äußert. MfG Rainer
Moin Rainer, erstmal gebe ich Deinen Ausführungen Recht, nur verstehe ich unter dem Dopplereffekt die Tonhöhenänderung einer vorbeifahrenden Signalquelle (Stichwort Polizeiwagen). Aber schon bei der "Love parade" sind die Wagen wohl schon zu langsam dafür ;-) Im Ernst: sicherlich tritt eine Modulation auf, nur ist der Begriff des Dopplereffekts etwas "zweckentfremdet" oder ? Außerdem ist der Modulationsgrad doch nicht direkt abhängig vom Membrandurchmesser ? Der Jörg
Wenn die Menbran eine Frequnez von 1000Hz und gleichzeitig eine von 100Hz übertragen muss dann bewegt sich die 1000Hz Schallquelle mit 100Hz vor und zurück. ->Dopplereffekt. In Wahrheit ist es aber noch komplizierter. Da man es mit komplexen Frequnzgemischen und mit einer nicht ideal steifen Membran zu tun hat. Apropos Dopplereffekt: Headbanging deshalb immer vertikal und nicht vor-zurück. Würde den Musikgenuss schmälern. Tanzen führt aus gleichem Grund ebenfalls zu Qualitätseinbussen.
Hallo Jörg, das Volumen der bewegten Luft muss konstant bleiben, daher muss ein Lautsprecher mit kleinerer Membranenfläche mehr Hub machen, und da ds/dt ja die Geschwindigkeit ist, ist die Membran schneller und daher die Modulationsfrequenz höher. Tomy
Hallo Jörg, Ganz allgemein gilt für die Definition des Dopplereffekts, die Frequenzänderung einer gesendeten Frequenz bei bewegter Quelle. Bei einem LS, bei dem aufgrund einer kleinen Membran der Membranhub sehr groß sein muß, ist ja auch die Geschwindigkeit der Membrane größer wegen des größeren Wegs (Siehe Tomy's Formulierung mit dem Differentialquotienten). Folglich wird die Frequenzänderung einer hohen Frequenz durch eine tiefe Frequenz - also der "Frequenzhub" - größer sein, als bei einer großen Membrane mit kleinem Membranhub und damit kleiner Schnelle. Wir haben es also mit einer echten Freqenzmodulation zu tun. Und aus der Theorie über das Spektrum der FM ist ja bekannt, daß nicht nur 2 Seitenbänder auftreten (f1+f2 und f1-f2), sondern ein breites Spektrum, wegen der Unendlichkeit der Besselfunktionsreihen, denn das Spektrum der FM gehorcht ja Besselfunktionen. Von Modulationsgrad kann man bei FM nicht sprechen, sondern die entscheidende Größe ist der Modulationsindex, also das Verhältnis von Nutzfrequenz und Frequenzhub. Und der Frequenzhub ist dann auch noch abhängig von der Lautstärke des tieferen Tons. Es treten also sehr verwickelte Spektren auf. Grüße Rainer
Hallo Rainer, Im Audiotreff hatten ein paar Leute das mal durchgerechnet, und ein hörbarer Dopplereffekt tritt theoretisch erst jenseits der vernünftigen physikalischen Grenzen eines Lautsprechers auf - kann mich dunkel erinnern, daß bei einem 20cm-Speaker, der bis 2000 Hz hochläuft, erst bei Hüben jenseits der +-2 cm der Effekt interessant wird. Das schafft aber kein normales Chassis. Nichtsdestotrotz sind natürlich Intermodulationsverzerrungen in diesem Zusammenhang interessant, auch sonstige Unlinearitäten des Speakers. Gruß, Malte
Hallo Zusammen! Also ich bin auch der Meinung von Malte und denke, daß der "Dopplereffekt" eher theoretischer Natur ist und in der Praxis vernachlässigbar ist. Ansonsten müßte man ja einen Unterschied messen können, je nach dem ob man einen Lautsprecher mit einem reinen Sinussweep oder Multisinus Signalen misst. Jedoch werde ich bei Gelegenheit wohl mal mein altes Nachrichtentechnikbuch "Modulationsverfahren" rauskramen und versuchen das auch mal durchzurechnen. ... nichts desto trotz sehr interessante Diskussion ! Gefällt mir ! Ciao Der Jörg
Hallo Jörg, Ich bin auch der Überzeugung, daß bei guten LS mit entsprechend großer Membrane der Dopplereffekt vernachlässigbar ist. Und folglich werden bei solch kleinen Modulationsindizes die dann noch vorhanden sind, die nach Bessel entstehenden Kombinationsfrequenzen sehr wenig sein und sehr gering. Bei meiner Betrachtung dachte ich in erster Linie an kleine 2-Weg-Boxen, mit kleinem Tieftöner der ja a) großen Hub machen muß um überhaupt genügend Schalleistung im Baß abzugeben, und b) noch relativ weit den Mitteltonbereich mitnehmen muß. Dann nämlich käme es zu solchen Effekten. Ich wollte es ja auch schon mal ausrechnen. Bin aber noch nicht dazu gekommen. Die Rechnung, bzw. der Lösungsansatz ist nämlich etwas verzwickt.
