Sind Höreindruck und Taktilität mit größeren Subwoofer Chassis (>= 18'') grundsätzlich spektakulärer?

  • Der springende Punkt bei der Sache ist der Strahlungswiderstand und dessen Aufteilung in Wirkanteil und Blindanteil.


    Der Wirkanteil erzeugt Schall, der Blindanteil Wind.

    Der Strahlungswiderstand ist allein abhängig von Frequenz und Fläche der Membran(en), von sonst nichts.


    Das Verschiebevolumen fließt in diese Formel nicht ein.


    Über die Fläche fließt aber auch die Fläche der Schallwand mit ein. Das bedeutet, wenn die Welle auf die Schallwand passt vergrößert sich die aktive Fläche der Membran. (Kohärenz)

    Das kann man wohl bei einzelnen Subwoofern vernachlässigen. Da man ja sehr große Flächen braucht.


    Bei dem schon mal angesprochenen EV MTL/H System entschärfte man das Problem indem man neben die Subwoofer z.B. 4 breit und 4 hoch (also 16 Stück) Tops platzierte. Das vergrößerte die Schallwand und damit auch den Strahlungswiderstand für die Subwoofer deutlich.

    Top als auch Sub waren ca. einen Meter breit. Bei 8 Kisten nebeneinander und 4 hoch passte das also in Richtung 40Hz.


    Unter 40-50 Hz dominierte trotzdem der Blindanteil und die Subwoofer der PA betätigten sich als Luftpumpe.

    Genauso verhält es sich auch zu Hause.


    Das bedeutet:
    1. (Beispiel) 4X12" können, was den Strahlungswiderstand betrifft, niemals 4x!5" ersetzen. Auch wenn die 12er noch so toll huben können.

    2. Je größer der Blindanteil ist umso weniger Schall wird erzeugt.


    Bei kleinen Langhubern kommt der Umstand hinzu das deren Membranen deutlich weitere Wege zurück legen müssen als die von großen Kurzhubern, um das gleiche Verschiebevolumen bei geringerer Fläche zu erreichen.


    Das bedeutet die Membrangeschwindigkeit bei dem kleinen Chassis muss höher sein. Denn bei z.B. 40 Hz ist die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde beim großen und beim kleinen Chassis gleich. Da das kleine Chassis aber, sagen wir 3mal soweit hubt ist auch der Weg den die Membran des kleinen Chassis zurück legen muss 3 mal so lang.


    Was wiederum bedeutet das sich die Membran des kleinen Chassis mit der 3fachen (!) Geschwindigkeit bewegen muss. Sonst würde das Chassis ja keinen 40 Hz Ton mehr von sich geben können. Es muss die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde einhalten.

    Und das heißt das sehr hohe Anforderungen an den Antrieb des kleinen Chassis gestellt werden.


    Der größere Weg für das kleine Chassis an sich ist nicht mal alles. Der Antrieb muss auch noch von 3facher Geschwindigkeit aus die Membran abbremsen und wieder beschleunigen.

    Der Antrieb eines 15" oder 18" ist normalerweise stärker als der eines 12" oder kleiner. Da beißt sich das also nochmal.


    Meine Schlussfolgerung:


    Wenige große Chassis sind vielen kleinen Chassis auch bei gleichem Verschiebevolumen überlegen.

    Denn die Fläche der kleinen Langhuber ist geringer (höhere Blindleistung) und die Anforderungen an Antrieb und Membran sind deutlich höher. (Präzision)


    Bei gleicher Fläche und gleichem Verschiebevolumen verbleibt immer noch der Kostenvorteil bei den großen Chassis. (Anschaffung, Amping, Langlebigkeit)


    Nun muss man eigentlich nur noch schauen ob aktuell noch 15" Chassis das beste Preis/Leistungsverhältnis (globale Stückzahlen) haben oder ob das schon die 18er sind.

    Es braucht nicht mal HighTech Langhuber. Denn wie gesagt bringen die keine Vorteile bezüglich der Fläche. 15" bleibt von der Fläche her eben 15".:freu:


    Was für mich bedeutet das Kurzhuber zu bevorzugen sind. Vor allem wenn man sich fürs gleiche Geld mehr 15" Kurzhuber als 15" Langhuber kaufen kann. Und man dadurch wieder mehr Fläche hat....

    Konkret würde ich Kurzhuber mit gefalteter Pappsicke nehmen. Mit Ferrofluid im Luftspalt. (Korrosion) Die Dinger halten ewig.


    Damit die Hütte zupflastern. :byebye:

  • Die Herleitung über "Wirkanteil und Blindanteil" ist schön und gut, nur zeigt sie sich das in Messungen nicht.

    All die postulierte Last auf Membran und Antrieb müssten sich im THDlim maxSPL erkennbar sein.

    Das tun sie aber nicht, bzw. nicht im größeren Maße als bei großen Treibern auch.

    Die oben verlinkten Paper von Purifi erklären auch warum.



    EDIT:

    Wenn wir annehmen, das größere Treiber in den meisten Fällen mehr Hub machen, als kleinere, dann gibt es den Fall "gleiches Verschiebevolumen aber kleinere Fläche (bei kleinen Treibern") gar nicht, bzw nur als Sonderfall, wenn der 10" mehr Hub machen würde als der 18". Insofern reden wir in der Praxis meist immer von Flächen und spätestens da geht die Wirk-/Blindleistungs Argumentation ins leere (Bezug gleiche Flächen wie in den von mir genannten Beispielen).


    Fast noch interessanter finde ich die Fragestellung welche Vorteile sich aus der höheren Grenzfrequenz – qua engerem Gatter bei kleineren Treibern – ergeben. Würde das die Kontrolle über die Moden >80 Hz in einem DBA Setting ausweiten?

  • Ich habe einige Quellen zu Strahlungswiderstand etc. durchgelesen.

    Das ist ein komplexes Thema und bisher kratze ich auch erst an der Oberfläche des Themas, aber (2) erscheint mir recht klar zu sein.


    (1)

    Es fängt schon damit an, dass ein hoher Wirkanteil des Strahlungswiderstands zwar bedeutet, dass der Lautsprecher die elektrische Energie besser in Schallenergie umsetzen kann.

    Aber ein hoher Blindanteil des Strahlungswiderstands bedeutet mehr Luftbewegung - ist das positiv für die Taktilität, also die wehenden Haare und Hosenbeine?

    Was ist nun anzustreben?


    (2)

    Interessant ist auch, dass der Wirkanteil des Strahlungswiderstands mit der 4. Potenz des Membrandurchmessers zunimmt, also nicht einfach proportional zur Fläche sondern zur Fläche zum Quadrat.

    Ein doppelt so großer Membrandurchmesser bedeutet also eine 16 fach bessere Umsetzung der elektrischen Energie in Schallenergie.

    Sind also 2 Chassis mit der halben Fläche (Durchmesser = 2^0,5) gegenüber einem Chassis mit der "ganzen" Fläche im Nachteil?

    Nein, weil 2 konphasige Chassis mit einem genügend kleinen Abstand relativ zur Wellenlänge des Schalls (und das haben wir bei den hier betrachteten Wellenlängen, z.B. 32 Hz = 10 m) den Strahlungswiderstand erhöhen.

    Man kann es sich so vorstellen, dass die beim Ausschwingen des einen Chassis resultierende Druckerhöhung einen erhöhten Widerstand für das zweite Chassis bewirkt.


    Dazu lässt für mich auch folgende anschauliche Betrachtung es unwahrscheinlich erscheinen, dass es einen physikalisch bedingten Unterschied bei Verteilung

    der gleichen Gesamtfläche auf mehr oder weniger viele Chassis geben sollte:

    Egal ob 12'' oder 18'', die Abmessungen der Chassis sind sehr klein gegenüber den betrachteten Wellenlängen.

    Wenn es physikalische Effekte geben würde dann würden sie sich typischerweise in dem Bereich abspielen, in dem die Chassisdimension ähnlich zur Wellenlänge ist.

    So ist das z.B. mit der Bündelung der Schallabstrahlung, solange das Chassis deutlich kleiner ist als die Wellenlänge wird der Schall als Kugelwelle gleichmäßig in alle Richtungen abgestrahlt.

    Die Bündelung beginnt jedoch sobald sich die Chassisdimension der Wellenlänge annähert.

  • Es spielt bei Arrays im Bass Bereich eigentlich keine Rolle, wie große Chassis verbaut sind (Kopplung setze ich mal voraus), sondern die gesamte Membranfläche. Evtl sogar (fast) die gesamte Fläche des Arrays? Da bin ich mir nicht sicher. Es. bildet sich ja durch die engen Abstände eine plane Welle über alle Chassis Aus. Der Strahlungswiderstand wird ausgehebelt, da dort, wo sich die Luft am Chassis-Rand verwirbeln würde, bereits der nächste Treiber dies verhindert. Am Array-Rand ebenfas, da dort Wand, Decke Boden spiegeln. Hier liegt ja auch eine der großen Stärken der Array-Technik. Verringerung des Strahlungwiderstandes ohne Zuhilfenahme einer Horn Kontur.

  • Über die Fläche fließt aber auch die Fläche der Schallwand mit ein. Das bedeutet, wenn die Welle auf die Schallwand passt vergrößert sich die aktive Fläche der Membran. (Kohärenz)

    Das kann man wohl bei einzelnen Subwoofern vernachlässigen. Da man ja sehr große Flächen braucht.

    Über den Effekt des erhöhten Strahlungswiderstands durch eine unendlich große Schallwand habe ich auch gelesen.

    Könnte der Einbau in eine Baffle-Wall, die immer noch kleiner als die Wellenlängen tiefer Frequenzen ist, Vorteile hinsichtlich des Strahlungswiderstands bringen?

    Theoretisch bildet ein DBA Gitter ja durch die Spiegelung an den seitlichen Begrenzungsflächen einen Ausschnitt aus einer unendlich sich fortsetzenden Schallwand (theoretisch!) - insofern könnte da doch ein Effekt daraus entstehen.

    Zumindest sollte der Pegelgewinn durch einen Halbraumstrahler wirksam sein.


    Meine Schlussfolgerung:


    Wenige große Chassis sind vielen kleinen Chassis auch bei gleichem Verschiebevolumen überlegen.

    Denn die Fläche der kleinen Langhuber ist geringer (höhere Blindleistung) und die Anforderungen an Antrieb und Membran sind deutlich höher. (Präzision)

    Das gilt dann wenn die aufsummierte Fläche der wenigen großen Chassis größer ist als die der vielen kleinen Chassis.

    D.h. wenn das kleine Chassis einen größeren Hub kann als das große Chassis.

    Typischerweise ist es aber umgekehrt, große Langhubchassis machen mehr Hub als kleine Langhubchassis (z.B. x_max 12'' meist ca. 12 mm, 18'' ca. 22 mm).

    Bei gleichem Verschiebevolumen haben also typischerweise die vielen kleinen Chassis mehr Fläche als die wenigen großen Chassis.


    Ich stimme Dir aber in dem Punkt zu, dass eine möglichst große aufsummierte Fläche der Membranen vorteilhaft ist.

    Am besten also viele große Chassis ...


    Die Wall of Death mit 18 x 18'' Chassis!


    :sbier:

  • Mir ist noch ein Beispiel zum Thema viele kleine Chassis oder wenige große Chassis eingefallen:


    Die Mundo Lautsprecher


    Okay, da geht es jetzt nicht um Tiefbass, aber immerhin schon um den Kickbassbereich.

    Und mit gerade mal 5'' sind da wirklich kleine Chassis verbaut, dafür aber eben viele.

    Die 12 Stück in der Mundo 12 entsprechen von der Fläche einem 17,3'' Chassis.

    Ich habe selbst schon die Mundo 12 in 2 verschiedenen Installationen gehört und schwachbrüstig waren sie sicher nicht.

    Und auch GL schwärmt von der Installation bei Ralf Lulay, auch dort sind die Mundo 12 verbaut.

    :)

  • Zitat

    Konkret würde ich Kurzhuber mit gefalteter Pappsicke nehmen. Mit Ferrofluid im Luftspalt. (Korrosion) Die Dinger halten ewig.

    Exklusive Idee..:)

    gibt es überhaupt mehr als einen Hersteller, der PA-Bässe mit FF anbietet?


    Und wieso sollten die Bässe im Heimkino korrodieren, sofern es nicht gerade die in meiner beach-Datscha auf Waikiki sind?

  • Es fängt schon damit an, dass ein hoher Wirkanteil des Strahlungswiderstands zwar bedeutet, dass der Lautsprecher die elektrische Energie besser in Schallenergie umsetzen kann.

    Aber ein hoher Blindanteil des Strahlungswiderstands bedeutet mehr Luftbewegung - ist das positiv für die Taktilität, also die wehenden Haare und Hosenbeine?

    Was ist nun anzustreben?

    Ich habe noch mal über diesen Punkt nachgedacht.

    Der Faktor Luftbewegung ist mir bisher am stärksten bei Bassreflexsystemen begegnet.

    Aber selbst da ist der Wind am Reflexaustritt so gering dass er sich bis zum Hörplatz verliert.

    Möglicherweise gibt es noch andere Effekte, die eine Luftbewegung bewirken, z.B. durch die Wechselwirkung von Luftschall mit schwingenden Flächen.


    PS

    Noch mal eine genauere Erklärung des Unterschieds zwischen Schall und Luftbewegung (Wind).

    Schall ist eine Dichtewelle, die Luft wird dabei also nicht makroskopisch bewegt sondern lokal komprimiert.

    Diese Dichteschwankungen breiten sich mit Schallgeschwindigkeit aus.

    Bei niedrigen Frequenzen hat die Luft logischerweise mehr Zeit der Membran auszuweichen so dass statt der für die Schallwelle erforderlichen Dichteschwankung ein größerer Anteil des Luftvolumens vor der Membran in Luftbewegung umgesetzt wird - die Relation von Wirkanteil des Strahlungswiderstands zu Blindanteil des Strahlungswiderstands sinkt.

    Dadurch resultiert also der Vorteil von mehr Membranfläche, dabei spielt es aber keine Rolle ob es viele kleine oder wenige große Chassis sind solange deren Abstand klein in Relation zur betrachteten Wellenlänge des Schalls ist.

  • Siebenton

    Schöner Beitrag.

    Wenige große Chassis sind vielen kleinen Chassis auch bei gleichem Verschiebevolumen überlegen.

    Denn die Fläche der kleinen Langhuber ist geringer (höhere Blindleistung) und die Anforderungen an Antrieb und Membran sind deutlich höher. (Präzision)

    Aber hier ist meiner Ansicht nach ein Denkfehler. Denn der Vergleich war ja ursprünglich nicht zwischen einem großen Kurzhuber und einen kleinen Langhuber (da würde ich auch klar den Kurzghuber bevorzugen).

    Sondern es ging ursprünglich um wenige große Treiber vs. viele kleine. Und das bedeutet, dass die Summe der Verschiebevolumina der kleinen Treiber identisch ist zu dem der großen. Sprich: beide Anordnungen besitzen dieselbe Membranfläche und erzeugen damit auch denselben Hub. Damit ist auch die Membrangeschwindigkeit identisch.

    Die kleinen Treiber besitzen zwar jeder für sich einen geringeren Kennschalldruck (->Strahlungsimpedanz), aber pro Verdopplung der Treiberanzahl kommen eben 6 dB dazu. Die Anzahl der Treiber gleicht den Nachteil aus.


    Bei dem Vergleich haben dann die kleinen Treiber insgesamt eine größere Anzahl an Schwingspulen, die sich ggf. weniger erwärmen (bei gleichem Antrieb wird eine leichtere Membran bewegt). Sie haben kleinere und stabilere Membranen und die Resonanzen der sind im Frequenzbereich weiter nach oben geschoben. Plus dem bereits angesprochenen Vorteil der höheren Gitterdichte. Ich sehe da, bis auf eventuell höhere Kosten, gar keinen technischen Nachteil bei den kleinen Treibern. Immer mit der Voraussetzung, dass der Hub identisch ist.

  • Ich sehe da, bis auf eventuell höhere Kosten, gar keinen technischen Nachteil bei den kleinen Treibern.

    Du meinst es wahrscheinlich auf die Akustik bezogen, da aber auch die angesprochenen Kosten nichts zur Akustik beitragen der Vollständigkeit halber:
    Höherer Bauaufwand und wenn das Gitter zu eng wird, wird eventuell der Platz für größere Hauptlautsprecher eng.


    Dafür steht sicher als großer Pluspunkt das enge Gitter, bei 8, 16 oder mehr LS werden einzelne Toleranzen eher ausgeglichen als bei nur 4 LS, kleinere Gehäuse, weniger Raumtiefe geht verloren.

  • Was ist das Ziel? - Spürbarer Bass.


    Wie entsteht eigentlich der Kickbass, der voll in die Magengrube schlägt, auf Open-Air-Konterzen?

    Über Leistung, Lautstärke, großer Membranfläche für die (für uns HK Jungs) recht hohen Frequenzen und häufig guter Anbindung über Bandbass-Subs.


    Wenns das suchst, bist hier gut aufgehoben: https://www.avsforum.com/threa…devastator-index.3094240/

  • ...

    Bei dem Vergleich haben dann die kleinen Treiber insgesamt eine größere Anzahl an Schwingspulen, die sich ggf. weniger erwärmen (bei gleichem Antrieb wird eine leichtere Membran bewegt). Sie haben kleinere und stabilere Membranen und die Resonanzen der sind im Frequenzbereich weiter nach oben geschoben. Plus dem bereits angesprochenen Vorteil der höheren Gitterdichte. Ich sehe da, bis auf eventuell höhere Kosten, gar keinen technischen Nachteil bei den kleinen Treibern. Immer mit der Voraussetzung, dass der Hub identisch ist.

    Das sehe ich auch so. Die Resonanzen der Membran aber auch die im Gehäuse bzw. die Stehwellen im Gehäuse sind bei kleinen definitiv weit weg vom LFE Bereich.

    Du meinst es wahrscheinlich auf die Akustik bezogen, da aber auch die angesprochenen Kosten nichts zur Akustik beitragen der Vollständigkeit halber:
    Höherer Bauaufwand und wenn das Gitter zu eng wird, wird eventuell der Platz für größere Hauptlautsprecher eng.


    Dafür steht sicher als großer Pluspunkt das enge Gitter, bei 8, 16 oder mehr LS werden einzelne Toleranzen eher ausgeglichen als bei nur 4 LS, kleinere Gehäuse, weniger Raumtiefe geht verloren.

    Verkabelungsaufwand, Amping,.... klar das ist dann sicher deutlich aufwändiger und auch teurer.


    Den Bauaufwand würde ich gar nicht sooo viel höher einschätzen was das Gehäuse angeht. bei einem z.B. 5" reicht ja wahrscheinlich ein 2l Gehäuse, Verstrebungen braucht es da z.B. keine mehr.

    Auch können die super flach gemacht werden. 8cm tiefe Gehäuse z.B.

    Da würde ich sogar, sofern keine Schimmelpoblematik einfach die ganze Frontwand zupflastern und würde "nur" 8cm verlieren.

    Wenn man freistehende LS nutzt dann kann man auch problemlos 30-50cm Dämmung dazwischen packen ohne die Funktion des SBA/DBA zu stören, die Lautsprecher selbst stören schon, aber das tut ja ein Sofa auch.

    Wenn man dann noch ein bisschen schlau routet, dann kann man sogar ein paar von diesen Treibern als TT der Hauptlautsprecher nehmen und braucht dann eigentlich nur mehr MT/HT oder gar nur einen HT.


    Oder man integriert eine Line (ebenfalls flach möglich) die wenig Platz braucht und hat dann im Raum "nur" 8cm Tiefe verloren aber ein System das Pegel ohne Ende macht.

    Beim DBA dann entsprechen die Backs auch integriert und nur die Sides sind noch 2 flache Säulen.


    Das habe ich für mich beschlossen, wenn alles neu, dann so oder auf "billig" Fertig LS.


    mfg

  • Verkabelungsaufwand, Amping,.... klar das ist dann sicher deutlich aufwändiger und auch teurer.

    Da man ja mehrere Chassis mit einem Verstärkerkanal ansteuern kann - z.B. bei mir jeweils 2 Chassis in Parallelschaltung pro Endstufenkanal - ist das kein nennenswerter Mehraufwand.

    Den Bauaufwand würde ich gar nicht sooo viel höher einschätzen was das Gehäuse angeht. bei einem z.B. 5" reicht ja wahrscheinlich ein 2l Gehäuse, Verstrebungen braucht es da z.B. keine mehr.

    Auch können die super flach gemacht werden. 8cm tiefe Gehäuse z.B.

    Verstehe ich Dich richtig, dass Du 5'' Chassis als Subwoofer einsetzen willst?

    Wie viele Chassis sollen das werden?

  • Ja Amping ist in der Tat nicht so schlimm, aber zumindest Anschlüsse braucht es.

    Ich habe bei meinen Subs einfach ein 2 pol Kabel herausgeführt (abgedichtet) und Block/Wagoklemme drauf - fertig. Nicht schön, aber einfachst und billigst.


    Ja ich würde auch 5" nehmen. Habe mich aber noch gar nicht auf ein Chassis festgelegt.

    Aber ich sehe bis auf das Geld wirklich keinen Nachteil.


    Ein Beispiel aus einer Serie (die ich gut finde für Subs) von Visaton WxxxS.

    Der 12" hat 507cm² Fläche, 50mm Spulendurchmesser, Grenzauslenkung +-14mm, Außenmaß 332mm, elektr. Nennbel. 150W Preis heute wohl um ~125€ (gibts nicht mehr)

    Der 5" hat 74cm² Fläche und 25mm Spulendurchmesser, Grenzauslenkung +-8mm Außenmaß 146mm, elektr. Nennbel. 50W Preis ~25€.


    Mit 8 Stk. pro Array der 12" bin ich absolut okay dabei vom Pegel den ich brauche.

    Somit sind es ~7 Stk. der 5" um auf gleiche Fläche zu kommen und noch mal ca. doppelt so viele um den Hub auszugleichen. Also 14x so viele = 112 Stk. pro Array.

    Fläche somit 112x 150x150mm = 2,52m², das bei (m)einer Stirnwandfläche von 4,8x2,3=11,04m² also gerade mal ein 4tel zugepflastert.

    Und damit noch 12dB headroom bei Vollausbau.


    Preis nur Chassis:

    12" 8er Array = 1000€

    5" 112er Array = 2800€


    Elektr Belastbarkeit:

    12" 8er Array = 1200W

    5" 112er Array = 5600W


    Und wenn man sich 8x 50mm Spule = 400 (Spulen-mm -> neue Einheit) vs. 112x25mm Spule = 2800 (Spulen-mm).


    Im Grunde sehe ich da doch potentielle Vorteile (gemessen habe ich sowas noch nicht) den einzigen Nachteil sehe ich wirklich nur Aufwand/Preis.

    Und selbst da ist der Preis selbst für mich nicht völlig unrealisitisch.


    mfg

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