Maximale Membran Auslenkung in einem geschlossenem Gehäuse berechnen

[lauti]

Hallo ich möchte gern die maximale Membranauslenkung in einem geschlossenem Gehäuse berechnen, wie stell ich das am besten an?

[Chaomaniac]

Musst mal erklären, was genau Du meinst.
Die maximale Membranauslenkung an sich wird ja nicht vom Gehäuse bestimmt, sondern vom Lautsprecherschassis.
Meinst Du

1. den maximal möglichen Schalldruck bei gegebenem Maximalhub?
2. die maximale Membranbewegung bei gegebenem Chassis, Gehäuse, Frequenz und verfügbarer Verstärkerleistung?
3. Den Leistungsbedarf eines Chassis bei gegebenem Chassis, Gehäuse und Hub?
4. was anderes?
5. …

[lauti]

ich glaub 2 trifft es ganz gut

das Chassis hat nur einen maximalen Xmax von 1,7 mm ich habe Angst das ich die Breitbänder bei Zimmerlautstärke und ein wenig Bass schrotte, schon beim einwobbeln im nicht eingebautem Zustand ist die Schwingspule mit großer wahrscheinlichkeit angestoßen (hörte sich wie ein schnelles knacken an)

die Chassis können maximal 24 Watt ab und Vas sind 58 Liter
ich wollte nun durch ein geschlossenes Gehäuse den Membranhub soweit begrenzen, das die Chassis bei 50 hz und ca 20 watt leistung nicht anstoßen können weiterhin soll das geschlossene Gehäuse möglichst groß werden um die Membran nicht so schnell zu stoppen der Wirkungsgrad liegt bei ca 93db


ich hoffe das ich mich jetzt verständlicher ausgedrückt habe bin ein Greenhorn wie man unschwer feststellt

[Chaomaniac]

Hmm.
Wie fang ich an…
So wie ich das lese, fehlen Dir noch sämtliche Grundlagen (kein Vorwurf, sondern eine Feststellung).
Wenn ich Deinen Text richtig deute, möchtest Du wissen, welches geschlossene Gehäuse ausreichend Schutz vor mechanischer Überlastung bietet und dabei noch logischerweise die klanglichen Qualitäten Deiner vorhandenen Breitbänder ergänzen/unterstützen soll, richtig?
Nur leider ist aus den gegebenen Daten noch nicht wirklich was abzuleiten.
X-Max ±1,7 mm, 20 Watt, 50 Hz, Vas 58 l sind sehr spärliche Angaben.
Zu einer Abschätzung des Verhaltens in einem Gehäuse benötigt man noch mindestens folgende weitere Daten:

• Qts (Gesamtresonanzgüte des Chassis)
• fs (Freiluft-Eigenresonanzfrequenz des Chassis)
• Sd (wirksame Membranfläche des Chassis, berechnet aus dem eigentlichen Membrandurchmesser plus die halbe Sicke abzüglich der Fläche einer eventuell vorhandene Phaseplug)

Ideal (für eine Computersimulation) wäre ein ganzer Parametersatz bestehend aus:

• Fs (Freiluftresonanzfrequenz)
• Qes (elektrische Güte)
• Qms (mechanische Güte, ergibt zusammen mit Qes die Gesamtgüte Qts)
• Vas (äquivalentes Volumen, das die gleiche Federkraft besitzt, wie die Aufhängung des Chassis)
• Sd (wirksame Membranfläche)
• X-Max (linearer Hub, es solle auch geklärt sein, ob es ein Peak-to-Peak- oder ein ±-Wert ist)
• Rdc (Gleichstromwiderstand der Schwingspule)

im Idealfall noch die Impedanzwerte für 1 kHz und 10 kHz (bei einem Breitbänder mit relativ geringer Schwingspuleninduktivität aber nicht so wichtig)

Der maximale erzielbare Schalldruckpegel für eine bestimmte Frequenz ist abhängig vom Hubraum, also der Membranfläche·Hub. Die dafür nötige Verstärkerleistung ist abhängig vom Gehäusevolumen/Abstimmung und des Antriebes des Lautsprecherchassis.
Grundsätzlich gilt, die Luftfeder eines kleineren Gehäuses schützt das Chassis wirksamer vor mechanischer Überlastung als ein größeres, eine Abstimmung mit sehr hoher Einbauresonanzgüte (quasi ein zu kleines Gehäuse) belastet aber das Chassis im Bereich der Resonanzfrequenz sehr stark und erzeugt ein unangenehmes Dröhnen.

Könntest Du uns die noch fehlenden Werte oder sogar das Breitbändermodell nennen?

[lauti]

Hi Chaomaniac


Fs 48.2 Hz

Qes 0.317

Qms 8.45

Qts 0.3055

Vas 58 Liter

Sd 186 cm2

X-Max ist ein ±-Wert 1.7mm

das sind die Herstellerangaben vom SFR-200A


http://www.sonido.hu/adat_pdf/swr-200a.pdf


habe schon mal mein Gück mit BassCAD probiert habe dort aber nicht herausgefunden welchen Hub die Sicke in den 3 Gehäusevorschlägen macht

Das Gehäuse soll möglichst groß werden, damit die Wiedergabe nicht leidet (habe ich im Internet gelesen)

den Sperrkreis übernehme ich von Klang und Ton dort wurden die Breitis in die Breezer gesteckt die mir aber zu groß ist


Gruß

[20Hertz]

Hallo,

das wird so leider nicht klappen. Das Gehäuse wird so klein, dass eine sinnvolle Abstimmung nicht mehr gegeben ist. Mit AJ-Horn habe ich ein Volumen von 4 Litern ermittelt; erst dann bleibt der Hub bei Vollgas (24 Watt) innerhalb von Xmax.

Entweder man macht es so wie die K&T (bei denen in letzter Zeit so ziemlich alles egal ist) oder man entlastet den Treiber untenrum und stellt noch einen Bass dazu. Aus eigener Erfahrung mit einem Fostex FE204 in einem BKirgendwas weiß ich allerdings, dass trotz geringem Xmax (+/- 1,5 mm) so einiges geht.


Grüße
Matthias

[Chaomaniac]

Sorry für die lange Wartezeit.
Hab zu der Thematik in einer alten HH-Ausgabe Näherungsformeln gefunden:

Zitat von Hobby HiFi 6/2005

Der erzielbare Schalldruckpegel Lp (in dB) bei einer bestimmten Frequenz f hängt allein vom von der Membran verdrängten Luftvolumen Vd ab; dieses lässt sich durch Multiplikation von Membranfläche und -hub berechnen. Unter Verwendung eines naturwissenschaftlichen Taschenrechners sieht die Kalkulation dann so aus:

Lp = 20log(a·f²·Vd)

Der Parameter a beträgt 0,37 für geschlossene Lautsprechersysteme und 0,74 für Bassreflexsysteme.
Die Formel kann auch so umgestellt werden, dass sie den für einen bestimmten Schalldruckpegel erforderlichen Hubraum liefert:

Vd = (1÷a·f²)·10^(Lp/20)

Vd ist in dieser Formel in Kubikzentimetern angegeben.

…
[blabla]
…

Die dafür erforderliche Verstärkerleistung Pmax hängt vom Wirkungsgrad bzw. der Empfindlichkeit des Lautsprechers ab. In der Tabelle ist die mit 2,83 Vilt resultierende Empfindlichkeit L0 angegeben. Je nach Nennimpedanz (8, 4 oder 2 Ohm) entspricht das einer Leistung P0 von ein, zwei oder vier Watt. Den Leistungsbedarf für die Abstrahlung des Maximal-Schallpegels Lp liefert diese Formel:

Pmax = P0·10^{(Lp-L0)/10]}

Selber hab ich diese Formeln nie ausprobiert. Bin ein fauler Computersimulant, nämlich.

Sind das oben zwei gleiche Modelle (also Parameterliste und das Datenblatt)?
Das hab ich mal angenommen.
In der Liste fehlt der Gleichstromwiderstand, weshalb ich die 6,4 Ω vom Datenblatt übernommen hab.
Schwarz ist der Treiber aus der Parameterliste in einem geschlossenen Gehäuse mit 13,4 l Volumen (entsprechend einer Butterworth-Abstimmung) dargestellt.
Rot mit einem Volumen von 5 l, so dass sich der Maximalpegel bei etwa 12 Watt Eingangsleistung ergibt (ich nehm immer die halbe zur Verfügeung stehende Leistung, da nicht die gesamte Leistung auf den Bassbereich gelegt wird und auch eine Verdoppelung der Leistung nur eine Hubsteigerung um den Faktor 1,4 hervorruft, was die Membranaufhängung im Normalfall locker noch hergibt).
Grün der Datenblatt-Treiber (in dem ein X-Max von 2,4 mm angegeben ist) in 13,4 l, blau ebensolcher im kleineren Gehäuse:

Wenn's Fragen zur Darstellung der Diagramme gibt, immer her damit!
…Bass wird man dem Breiti aber wohl nicht wirklich entlocken können. Siehe auch obigen Beitrag von 20Hertz

[20Hertz]

Konntest Du mit den Hinweisen etwas anfangen?


Grüße
Matthias