Grundsatzfrage an die Boxenspezialisten


honkymeyer
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Bassix
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Um zur Ausgangsfrage zurĂŒckzukommen: ein idealer Lautsprecher liefert alle Frequenzen in gleicher LautstĂ€rke punktförmig abgestrahlt. Damit wĂ€re ja auch eine optimale Ortung bei Stereosystemen gegeben; wir haben nun einmal 2 Ohren und können damit auch sehr fein orten (der eine besser als der andere). Ein Lautsprecher wĂ€re also ideal. Nur, wer will das schon?

Um nun möglichst viel Schallenergie zu ĂŒbertragen benötigt man viel MembranflĂ€che und großen Hub. D.h. große Lautsprecher ( 15" - 21") oder viele kleinere Lautsprecher. Das hat Ampeg mit ihrem KĂŒhlschrank so gemacht und hat damit viele BĂŒhnen beherrscht, obwohl weit ab vom Ideal.

Wenn man nun von einer Schallquelle (Punkt) zu zweien ĂŒbergeht, ergibt sich eine Line (Line-Array), entlang der es unweigerlich zu Laufzeitunterschieden kommt. Line-Arrays werden immer vertikal ausgerichtet, so das die Zuschauer von diesen Laufzeitunterschieden nur etwas merken wĂŒrden, wenn sie vor den Lautsprechern enorme senkrechte SprĂŒnge vollfĂŒhrten; das sieht man selten. Wenn sie vor den Line-Arrays dagegen hin und her wandeln, kommt der Schall immer aus der gleichen Linie und es bleibt sehr gut ortbar.

Wenn man die beiden Lautsprecher in einer waagerechten Linie ausrichtet, hat man auch ein Line-Array fĂŒr z.B. sitzenden Personen vor einer Soundbar am Fernseher:D.

Diese Laufzeitunterschiede zwischen verschiedenen Schallquellen werden von uns allerdings frequenzabhĂ€ngig wahrgenommen. Bei tiefen Frequenzen (Bass) ist der Laufzeitunterschied prozentual einfach geringer, weswegen sich fĂŒr Bassboxen die Meinung verbreitet hat, die abstrahlende MembranflĂ€che auf meistens 4 kleinere Lautsprecher zu verteilen (es gibt auch Beispiele, bei denen man es noch weiter getrieben hat. So kann man mehr MembranflĂ€che auf einer ĂŒblicherweise rechteckigen Schallwand unterbringen und die kleineren Lautsprecher reichen in ihrer oberen Frequenz weiter; die entstehenden Laufzeitunterschiede werden dabei vernachlĂ€ssigt. Aus der Natur abgeguckt, mĂŒsste man die Lautsprecher eigentlich sechseckig fertigen, um die Packungsdichte zu optimieren. Nur werden sechseckige Membranen kein gutes Abstrahlungsverhalten haben. Wenn man weiter weg von so einer Box steht, erscheint einem die Box insgesamt als punktförmige Schallquelle. Die Laufzeitunterschiede bleiben natĂŒrlich bestehen, der Sound wirkt dadurch etwas matschig. Deswegen sind in Hifi-Boxen alle Lautsprecher in einer senkrechten Line ausgerichtet. Und mehrere Lautsprecher nimmt man, um die Leistung zu verteilen. FĂŒr BĂ€sse braucht man mehr Leistung als fĂŒr hohe Frequenzen und die Eigenschaften der lieferbaren Lautsprecher (Abstrahlfrequenz, Abstrahlwinkel und Wirkungsgrad) sind sehr spezifisch. Selbst in Kopfhörern werden Mehrwegsysteme verbaut, obwohl die Leistung dort nicht aufgeteilt werden mĂŒsste; hier geht's nur um den Klang.

Um Fertigungstoleranzen bei Lautsprechern auszugleichen, wurden Compoundsysteme entwickelt, bei denen zwei gleiche Lautsprecher schalltechnisch in Reihe geschaltet wurden. Durch diesen Ausgleich konnte man im Bassbereich dichter an die Begrenzung des wirksamen Hubs der Speaker gehen. Wieder einmal von Ampeg gab es mal eine Isovent-Box nach diesem Prinzip. Dabei arbeiteten 2 15"-Speaker in Compound-Anordnung als Bassreflexsystem und fĂŒr den "Hochtonbereich" gab es 2 10" Speaker in bewĂ€hrt geschlossenem GehĂ€use. Das hat sich aber auch nicht durchgesetzt.

Heutzutage ist fast jede PA-Box beim Mehrwegprinzip mit DSP und eigenen VerstĂ€rkern fĂŒr die Frequenzbereiche bzw. enthaltene Speaker ausgerĂŒstet.

Es ist schon erstaunlich, warum sich eine aktive Frequenzaufteilung fĂŒr Bassanlagen nicht wirklich durchgesetzt hat. Mein alter Peavey (gerade in einer anderen Diskussion thematisiert) hatte schon so etwas; man brachte nur eine extra Endstufe. Ich hatte das mal vor vielen Jahren probiert, es war mir aber zu aufwĂ€ndig.

Man könnte das Compoundprinzip heute schon mit moderner Elektronik (Aktivmodule, DSP, Frequenzaufteilung) zu einer Wiederbelebung verhelfen. Und warum nicht mit Röhrentechnik fĂŒr die ganz feinen Ohren?
 
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Slidemaster Dee
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Bassix
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Wenn du was Vintage EV mĂ€ĂŸiges nimmst dann landest du bei ~20kg Unterschied, bei Neodym dagegen vielleicht bei ~2kg
Aber bleibt halt schwerer. Ab wann das relevante Ausmaße hat, ist ja persönliche Entscheidung.

UrsprĂŒnglich war meine Aussage ja eine ErgĂ€nzung zu „410er sind handlicher als 215er“. Wenn ich da in die FMC-Specs fĂŒr BoxengrĂ¶ĂŸe S schaue, lande ich bei 84/53/41 vs. 82/54/41 (und jetzt rat mal ohne nachzusehen, welche welche ist
) Da scheinen mir jetzt auch keine Welten zwischen zu liegen. ;-)

Aber wenn man es jetzt nicht gezielt absolut optimiert in die ein oder andere Richtung, kann man m.E. schon sagen, dass 410er grundsĂ€tzlich etwas kompakter sind als 215er, dafĂŒr aber auch etwas schwerer.
 
beate
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Bassix
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Schallschnelle und Schalldruck sind damit bereits zueinander um 90 Grad Phasenverschoben.
Aber das ist was gÀnzlich anderes als Deine Aussage. Die Schnelle ist halt die 1. Ableitung der Auslenkung. Und sone krasse Pasenverschiebung wie Du sie oben geschildert hattest, ist zumindest im Rahmen der Serienstreung kaum vorstellbar - und letzteres hattest Du ja oben unterstellt. Wenn Du mal BR-Boxen ind er Praxis anschaust - am besten geht das mit bekannten Konstruktionen wie der TL 806 oder der TL606 - siehst Du im Gegenteil, dass die Eigenschaften der Lautsprecher auch im Bereich der Tiefenresonanz recht konsistent sind.
 
E-A-D-G
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Bassix
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Wenn man nun von einer Schallquelle (Punkt) zu zweien ĂŒbergeht, ergibt sich eine Line (Line-Array), entlang der es unweigerlich zu Laufzeitunterschieden kommt. Line-Arrays werden immer vertikal ausgerichtet, so das die Zuschauer von diesen Laufzeitunterschieden nur etwas merken wĂŒrden, wenn sie vor den Lautsprechern enorme senkrechte SprĂŒnge vollfĂŒhrten; das sieht man selten. Wenn sie vor den Line-Arrays dagegen hin und her wandeln, kommt der Schall immer aus der gleichen Linie und es bleibt sehr gut ortbar.

Wenn man die beiden Lautsprecher in einer waagerechten Linie ausrichtet, hat man auch ein Line-Array fĂŒr z.B. sitzenden Personen vor einer Soundbar am Fernseher:D.
Nö, nicht ganz.
Das ganze ist von der Frequenz abhĂ€ngig. Akustische Kopplung ist gegeben wenn der Abstand der beiden Quellen nicht grĂ¶ĂŸer ist als 1/2 WellenlĂ€nge. Ist der Abstand der beiden Quellen zueinander gleich oder grĂ¶ĂŸer als die WellenlĂ€nge dann verhalten sich die beiden Quellen wie unabhĂ€ngige Quellen.
Der Bereich dazwischen ist eine Art Übergangsbereich in dem beides gleichzeitig gegeben ist.

Wenn die beiden Quellen akustisch miteinander (noch) koppeln dann mĂŒssen die beiden Quellen nicht zwangslĂ€ufig in einer Linie zueinander ausgerichtet sein. Vergleichbar wie bei Richtantennen Ă€ndert sich aber die Richtcharakteristik wenn sie NICHT in einer Linie ausgerichtet sind. Zu "Laufzeitunterschieden" und "Interferenzmustern" zwischen den Quellen kommt es dabei aber NICHT wenn sie NICHT in einer Linie ausgerichtet sind.
Obwohl sich die verĂ€nderte Richtcharakteristik ĂŒber "Laufzeitunterschiede" technisch beschreiben lĂ€sst, es kommt hier aber zu keinen "Laufzeitunterschieden" im eigentlichen Sinn so wie es bei Quellen der Fall ist die nicht miteinander akustisch koppeln!
 
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Bassix
ß73.293
Aber das ist was gÀnzlich anderes als Deine Aussage. Die Schnelle ist halt die 1. Ableitung der Auslenkung. Und sone krasse Pasenverschiebung wie Du sie oben geschildert hattest, ist zumindest im Rahmen der Serienstreung kaum vorstellbar - und letzteres hattest Du ja oben unterstellt. Wenn Du mal BR-Boxen ind er Praxis anschaust - am besten geht das mit bekannten Konstruktionen wie der TL 806 oder der TL606 - siehst Du im Gegenteil, dass die Eigenschaften der Lautsprecher auch im Bereich der Tiefenresonanz recht konsistent sind.
Bei gleichen Boxen natĂŒrlich nicht. Der Unterschied ist viel zu klein als dass er eine "Auswirkung" haben könnte.

Da mĂŒsste man dann schon eine Reflexbox neben eine geschlossene Box stellen, oder hier noch denkbar zwei unterschiedliche Reflexboxen.
 
honkymeyer
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Bassix
ß11.899
Nö, nicht ganz.
Das ganze ist von der Frequenz abhĂ€ngig. Akustische Kopplung ist gegeben wenn der Abstand der beiden Quellen nicht grĂ¶ĂŸer ist als 1/2 WellenlĂ€nge. Ist der Abstand der beiden Quellen zueinander gleich oder grĂ¶ĂŸer als die WellenlĂ€nge dann verhalten sich die beiden Quellen wie unabhĂ€ngige Quellen.
Der Bereich dazwischen ist eine Art Übergangsbereich in dem beides gleichzeitig gegeben ist.

Wenn die beiden Quellen akustisch miteinander (noch) koppeln dann mĂŒssen die beiden Quellen nicht zwangslĂ€ufig in einer Linie zueinander ausgerichtet sein. Vergleichbar wie bei Richtantennen Ă€ndert sich aber die Richtcharakteristik wenn sie NICHT in einer Linie ausgerichtet sind. Zu "Laufzeitunterschieden" und "Interferenzmustern" zwischen den Quellen kommt es dabei aber NICHT wenn sie NICHT in einer Linie ausgerichtet sind.
Obwohl sich die verĂ€nderte Richtcharakteristik ĂŒber "Laufzeitunterschiede" technisch beschreiben lĂ€sst, es sind kommt zu keinen "Lauzeitunterschieden" im eigentlichen Sinn so wie es bei Quellen die nicht miteinander akustisch koppeln!
Das verstehe ich jetzt nicht so ganz: 
 „mĂŒssen die beiden Quellen nicht zwangslĂ€ufig in einer Linie ausgerichtet sein“. Wie anders kann man denn die Lautsprecher ausrichten, wenn sie nebeneinander montiert werden?
Und die frequenzabhĂ€ngigkeit hatte ich bereits erwĂ€hnt. Die akustische Kopplung ist aber auch nur eine Festlegung. Vor einer 4x12“ Marshall-Box hĂ€ngt der Klang entscheidend von der Hörposition ab, da es ab frequenzabhĂ€ngigen Winkeln sogar zu Auslöschungen kommen kann. Bei einem Speaker muss man nur das Abstrahlverhalten aushalten; wie eigentlich bei allen Schallquellen wie WindrĂ€der oder anderer LĂ€rm.
 
E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Viele kleine sind immer ein Array erzeugen also winkelabhÀngige Kammfiltereffekte.
Ich hab's oben ja schon versucht zu erlÀutern, dass man das so pauschal nicht sehen kann und darf, weil es von der Frequenz bzw. der WellenlÀnge abhÀngig ist ob es zu solchen Kammfiltereffekten kommt.

Ohne es explizit nachzurechnen, beim KĂŒhlschrank "koppeln" die Lautsprecher miteinander bis Frequenz ca. 800 Hz.
Kammfiltereffekte können daher im Frequenzbereich bis ca. 800 Hz nicht auftreten.
Oberhalb ca. 1400Hz kann man die Lautsprecher als voneinander unabhÀngige Quellen betrachten, und ab dieser Frequenz aufwÀrts kommt es dann tatsÀchlich auch zu den besagten Kammfiltereffekten.
 
E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Das verstehe ich jetzt nicht so ganz: 
 „mĂŒssen die beiden Quellen nicht zwangslĂ€ufig in einer Linie ausgerichtet sein“.
Nö, mĂŒssen sie nicht. Die "Wirkung" wenn sie nicht in einer Linie stehen wĂ€re vergleichbar einer Array-Antenne bei der zur Steuerung der Richtwirkung (der Hauptkeule) die einzelnen Antennenelemente mit gezielter zeitlicher Verzögerung (relative Phasenverschiebung) angesteuert werden.
Koppeln tun die einzelnen Antennen-Elemente deswegen aber trotzdem noch (sonst könnte die Antenne nicht mehr funktionieren). Bei Lautsprechern ist das 1:1 identisch mit deren akustischer Kopplung (falls gegeben).

Wie anders kann man denn die Lautsprecher ausrichten,
mit zwei einzelnen Boxen ist das durchaus möglich!
 
E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Wenn man das 215 Format hinsichtlich akustischer Kopplung mit der KĂŒhlschrankbox vergleicht.
Bei der KĂŒhlschrankbox reicht der Frequenzbereich bis zu dem die Lautsprecher miteinander noch koppeln etwas höher hinauf als bei der 215. Der Frequenzbereich ab dem es zu den Kammfiltereffekten kommt, der beginnt bei der 215 bei etwas tieferen Frequenzen als bei der KĂŒhlschrankbox.
 

E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Bei gleichen Boxen natĂŒrlich nicht. Der Unterschied ist viel zu klein als dass er eine "Auswirkung" haben könnte.
An sich waren die Betrachtungen oben ja in erster Linie dazu gedacht um zu ErlĂ€utern dass die Überlegungen und Fragestellung von @EADG durchaus berechtigt ist.

Wobei "Audiophile" das vielleicht nicht (mehr) so locker sehen wollen wenn zwischen zwei identischen Boxen plötzlich etwas Unterschied im Phasengang auftaucht. Die bekommen doch sofort die Krise wenn nicht alles 100% genau ĂŒbereinstimmt.
Zumal die "Vorstellung" der Auswirkung dann ziemlich sicher auch völlig daneben ist, vermutlich in etwa so als wĂŒrden beide Boxen das gleiche Signal dann mit etwas relativer zeitlicher Verzögerung zueinander abstrahlen.
 
E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Es gab vor lÀngerer Zeit eine "spannende" Diskussion zur "Wirkung" der Phasenverschiebung bei Filtern im Musikerboard Forum.
Wenn ich es noch richtig in Erinnerung habe dann hat damals jemand versucht ĂŒber den Phasengang eines Filters Laufzeitunterschiede zu kompensieren.
Und interessanterweise dann tatsÀchlich auch "Artefakte" beobachten können die darauf hingedeutet haben es könnte tatsÀchlich gehen.
Nur, es waren Artefakte die aus der Gruppenlaufzeit resultierten, die Phasenverschiebung selbst hatte damit ĂŒberhaupt nichts, aber auch rein gar nichts zu tun!
Der Eberhard Sengpiel hat damals auch zwei oder drei Kommentare zu der Diskussion beigetragen, und (leider) komplett die unterschiedliche Wirkung von Laufzeitunterschied (Phasenunterschied) und Phasengang von Filtern "verwurschtelt".

Der weitere Diskussionsverlauf ist darin gegipfelt dass einer der Moderatoren ("ekulk") aus einem seiner BĂŒcher die Laplace Transformation als "BeweisfĂŒhrung" gepostet hat dass Laufzeit-Phasenverschiebung und Phasengang (Filtertheorie) zwei völlig unterschiedliche Dinge sind mit völlig unterschiedlicher "Wirkung".
Der Moderator "ekulk" im Musikerboard ist da schon verdammt fit auf dem Gebiet!
 
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E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
Aus der Natur abgeguckt, mĂŒsste man die Lautsprecher eigentlich sechseckig fertigen, um die Packungsdichte zu optimieren.
Die Lautsprecher des Herstellers Precicion Device haben zumindest schonmal sechseckige Rahmen bzw. Korb!
Nur werden sechseckige Membranen kein gutes Abstrahlungsverhalten haben.
Warum?
Rund hat halt den großen Vorteil dass es die grĂ¶ĂŸtmögliche FlĂ€che bei geringsten Umfang ergibt.
Wenn man es rein Technisch Mechanisch betrachtet dann dĂŒrfte eine runde Membran insgesamt gesehen mechanisch "stabiler" sein als eine eckige.
Abstrahlverhalten, glaube ich jetzt weniger dass die Form allein bzw. Sonderformen hier großartig eine Rolle spielen wĂŒrde.

edit:
wobei eckige Lautsprecher, es gibt sie ja tatsÀchlich, massenweise sogar, in Form von Hörnern!
 
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EADG
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schöne schiefe tiefe Töne
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Bassix
ß98.476
Mechanisch betrachtet dann dĂŒrfte eine runde Membran insgesamt gesehen mechanisch "stabiler" sein als eine eckige.
Stabil macht die Kegelform. Die Pappe hat dadurch genĂŒgend FormstabilitĂ€t und Kegel sind nunmal im Grundriss rund. Eine Formstabile FlĂ€che mit Sechseckigem Grundriss ist mir bislang noch nicht untergekommen. Ebene FlĂ€chen sind instabil.
 
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Stabil macht die Kegelform. Die Pappe hat dadurch genĂŒgend FormstabilitĂ€t und Kegel sind nunmal im Grundriss rund. Eine Formstabile FlĂ€che mit Sechseckigem Grundriss ist mir bislang noch nicht untergekommen. Ebene FlĂ€chen sind instabil.
Und das ist auch gut so, weil der Lautsprecher im oberen Frequenzbereich, so ca. 200Hz aufwÀrts, ganz erheblichen Druckbelastungen auf die Membran ausgesetzt ist bei seiner Arbeit die er verrichtet.
Am extremsten sind die Druckbelastungen auf die Membran in Hörnern. Die "verunfallten" Lautsprecher in Basshörnern hatten daher zumeist immer zerdepperte/zerrissene Membranen denn durchgeheizte Schwingspulen.
 
E-A-D-G
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Bassix
ß73.293
3. die individuelle Elektronengeschwindigkeit erreicht in Metallen oftmals Geschwindigkeiten bis zu 0.1 x Lichtgeschwindigkeit (Fermigeschwindigkeit). Diese Geschwindigkeit ist aber fĂŒr jedes Elektron in eine andere Richtung ausgerichtet und trĂ€gt somit nicht zu der Driftgeschwindigkeit bei. Aber es zeigt wie schnell die Elektronen oben auf das elektrische Feld reagieren können und die Driftgeschwindigkeit sich umstellen kann.
Wusste ich bisher noch gar nicht dass die Elektronen in elektrisch leitenden Metallen/Kupfer partiell zu derart hohen Geschwindigkeiten angeregt werden.

Dennoch, man sollte nicht den Fehler machen zu versuchen (und den Fehler machen viele) mit der Elektronenbewegung eine "Speicherung" der Energie zu verbinden, oder dessen Transport der elektrischen Energie von Quelle zur Senke
 
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chazor
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Bassix
ß264
Wusste ich bisher noch gar nicht dass die Elektronen in elektrisch leitenden Metallen/Kupfer partiell zu derart hohen Geschwindigkeiten angeregt werden.

Dennoch, man sollte nicht den Fehler machen zu versuchen (und den Fehler machen viele) mit der Elektronenbewegung eine "Speicherung" der Energie zu verbinden, oder dessen Transport der elektrischen Energie von Quelle zur Senke
Nein das sollte man definitiv nicht.

De facto ist es oftmals keine Anregung sondern das fehlen eben dieser was diese Geschwindigkeiten auch bei 0 Kelvin ermöglicht. Da die „langsamen“ ElektronenzustĂ€nde im Kristall schon besetzt sind bleiben irgendwann nur noch die schnellen nach dem Pauliprinzip ĂŒbrig.
 
honkymeyer
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Bassix
ß11.899
Nö, mĂŒssen sie nicht. Die "Wirkung" wenn sie nicht in einer Linie stehen wĂ€re vergleichbar einer Array-Antenne bei der zur Steuerung der Richtwirkung (der Hauptkeule) die einzelnen Antennenelemente mit gezielter zeitlicher Verzögerung (relative Phasenverschiebung) angesteuert werden.
Koppeln tun die einzelnen Antennen-Elemente deswegen aber trotzdem noch (sonst könnte die Antenne nicht mehr funktionieren). Bei Lautsprechern ist das 1:1 identisch mit deren akustischer Kopplung (falls gegeben).


mit zwei einzelnen Boxen ist das durchaus möglich!
Irgendwie reden wir aneinander vorbei. Die Verbindung zweier Punkte im Raum ist eine Linie oder die Koordinaten der beiden Punkte sind identisch. Anders gehtÂŽs nicht. Ob das nun 2 Lautsprecher auf einer Schallwand sind oder 2 Boxen nebeneinander. Wenn ich 2 Lautsprechern im Abstand von 3m nebeneinander das gleiche Signal ( z.B. von der Bassgitarre) gebe und gleichzeitig direkt vor einer Box im Abstand von 3m sitze, bekomme ich das Schallsignal der 2. Box laufzeitverzögert zu hören ( Wurzel 2 x3m), weil der Schallweg lĂ€nger ist. Und dabei wird es sogar frequenzabhĂ€ngige Auslöschungen geben. Wenn man die Lautsprecher senkrecht anordnet, hat man diese Auslöschungen in der waagerechten Achse nicht (in der sich die Zuhörer bewegen). Damit ist ein einzelner Lautsprecher die theoretisch ideale Lösung. Das ist praktisch leider fĂŒr große LautstĂ€rken nicht realisierbar; soweit ich weiß.
 

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