Bald schreibe ich meine Abschlussprüfung zur Fachkraft für Veranstaltungstechnik und gehe gerade eine Übungsarbeit durch. Bei einer Aufgabe weiß ich nicht, wie ich sie rechnen soll: Berechnen Sie den maximalen Schalldruckpegel p eines Lautsprechers mit einem Kennschalldruckpegel von 98 db / 1 W / 1 m und einer Belastbarkeit von 300 W. Wer kann mir helfen?
98db bei 1w. Maximal 300W belastbar also 300/1 * 10log und du hast die Differenz. 98db + Differenz = Kennschalldruck bei Belastungsgrenze = 122,78 dB. An 1m versteht sich. Ich hab dein Problem nicht gelöst oder?
Der Kennschalldruckpegel sagt nichts über die maximale Lautstärke (Schalldruckpegel) aus, die ein Lautsprecher unverzerrt wiedergeben kann. Vielleicht kann ja Andreas Haeger (AH) etwas dazu sagen.
In der Aufgabenstellung fehlt eindeutig eine Angabe, nämlich in welchem Abstand der zu berechnende Schalldruckpegel herrschen soll. Man kann natürlich stillschweigend von einem Meter ausgehen, ist aber nicht ganz korrekt. Ansonsten stimmt die bereits angeführte Formel genau. Überdies empfehle ich jedem Techniker ein paar dB-Werte im Kopf zu haben, z.B. dass der Faktor 100 bei Leistunggsbezug 20 dB beträgt, der Faktor 3 in etwa 5 dB. So kann man die Aufgabe im Kopf lösen. 300 Watt bezogen auf 1 Watt entspricht dem Faktor 300, > ca. 25 dB. 98 dB + 25 dB = 123 dB. Mit zehntel dB´s schlägt man sich in der Veransteltungstechniker-Praxis eh nicht herum ,in der Messtechnik sehr wohl. Ich hoffe, geholfen zu haben, Martin
Hallo, die vorgeschlagenen Lösungswege, die Ergebnisse in der Größenordnung um 123 dB/SPL in 1m Abstand erbrachten, sind für diese wenig präzise gestellte Frage (Abstand fehlt) vermutlich die "richtige" Antwort. Abgesehen davon, daß über thermische Dynamikkompression damit nichts gesagt ist, die bei solchen Leistungen in vielen Fällen nicht vernachlässigbar sein dürfte, abgesehen davon gibt es auch einen mechanische Grenze des Maximalpegels eines Lautsprechers: Der mechanisch maximal erzielbare Pegel ergibt sich nur aus dem "Verschiebevolumen", also dem Produkt aus Strahlerfläche und (halbwegs) linearer Amplitude. Ein 15"-Lautsprecher (effektiver Membrandurchmesser ca. 35cm) im geschlossenen Gehäuse mit einer linearen Amplitude von +/- 5mm schafft bei 30Hz mechanisch z.B. ca. 98dB/SPL in 1m Abstand (als Kugelstrahler, kleines Gehäuse am Kran aufgehangen) oder 104dB/SPL in 1m Abstand (Halbraum, z.B. auf dem Boden stehend). Eine höhere Aussteuerung würde bloß noch zu steigenden nichtlinearen Verzerrungen (Oberwellen, "Klirr") führen. Der mechanisch erzielbare Maximalpegel steigt zu hohen Frequenzen mit 12dB/8ve, da der Realteil des Strahlungswiderstandes entsprechend ansteigt, wenn der Strahler klein gegen die Wellenlänge ist. Unser 15"-Beispiel-Lautsprecher erreicht bei 300Hz also rechnerisch höchstens 145dB/SPL in 1m Abstand im Halbraum unter Annahme einer maximalen Amplitude von +/- 5mm. Unter Annahme eines Kennschalldruckpegels von 98dB/W in 1m wären dafür theoretisch ca. 52kW elektrische Leistung erforderlich...... Oberhalb der Anpassungsfrequenz, wenn die abgestrahlte Wellenlänge die Größenordnung des Strahlerumfangs erreicht, für unseren 15"-Beispiel-Lautsprecher sind das gut 300Hz, steigt der Realteil des Strahlungswiderstandes nicht weiter an und damit auch nicht der mechanisch erzielbare Maximalpgel. Die Verhältnisse werden nun komplizierter, da jetzt das Bündelungsmaß zu steigen beginnt, diesen Bereich lasse ich hier weg. Die Beschreibung erfolgte am Modell des Kolbenstrahlers und ist daher etwas vereinfacht, auch der Realteil des Strahlungswiderstandes verhält sich nur qualitativ wie beschrieben, aber ohne Gleichungen läßt sich die Sache nicht präziser ausdrücken. M. Hein möge bitte Fehler korrigieren, falls ich welche gemacht habe. Man kann sich merken, daß am unteren Ende des Übertragungsbereichs der verzerrungsarm erzielbare Maximalpegel fast immer durch die Mechanik (Strahlerfläche und -Amplitude) begrenzt ist, während zu höheren Frequenzen hin die elektrische Belastbarkeit die Grenze vorgibt. Daher sind Helmholtz-Resonatoren am unteren Ende des Übertragungsbereichs ("Baßreflexlautsprecher") so beliebt, denn dadurch wird der mechanisch maximal erzielbare Pegel deutlich gesteigert - und auch der Wirkungsgrad. Aber auch Baßreflexboxen lassen sich mechanisch Übersteuern und ihr Verhalten bei Übersteuerung ist problematischer, als das von geschlossenen Boxen. Das Ergebnis mechanisch übersteuerter Tieftonlautsprecher läßt sich in der Praxis durchaus regelmäßig "bewundern". Die Ursache für dieses Problem liegt in genau der Denkweise, die in der eingangs gestellten Frage zum Ausdruck kommt (und wohl auch in begrenztem Kapital). Denn um die eingangs errechneten 123dB/SPL in 1m Abstand im Halbraum bei 40Hz zu erreichen, benötigt man von der mechanischen Seite her ca. 5 Stück unseres 15"-Beispiel-Lautsprechers (im geschlossenen Gehäuse). Gruß Andreas
