Hilfe! Berechnung Bassreflexöffnungen/rohre

  • Ersteller Ersteller Ferdi Welslau
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  • #42
Da bin ich aber froh dass ich dich habe :-)

Wie funktioniert eine Bassreflexbox?
Ist noch gar nicht so lange her wo ich versucht habe es zu erklären, ich denke es war mittlerweile sogar an mehreren Stellen hier im Forum.
Werde heute Abend nochmal eine Erklärung versuchen. Daneben vielleicht auch was es mit der Begrifflichkeit "moves more Air Volume" auf sich hat, und warum besonders viel an bewegten Luftvolumen (more of moved Air Volume) nicht gleichzeitig hohen Schallwechseldruck bedeuteten muß.
 
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  • #43
Da bin ich aber froh dass ich dich habe :-)

Wie funktioniert eine Bassreflexbox?
Um damit zu arbeiten ergibt es einen Sinn sich tiefer einzuarbeiten. Die Managementzusammenfassung:
1. Das Bassreflexrohr stellt einen Helmholzresonator dar. Der stellt das Signal der Membranrückseite, das bei einer geschlossenen Box nur in der Dämmung verschwindet (>Wärme) oder bei einem offenen Gehäuse (Fender Twin) sogar das Frontsignal (frequenzabhängig) auslöschen kann, als zusätzlich nutzbares Signal zur Verfügung. Zusätzlich hat dieses Signal eine Überhöhung durch den Resonator.
2. Der Resonator wird im allgemeinen so abgestimmt, daß die Überhöhung dort liegt, wo das Signal der Membranfront bereits deutlich abfällt, so daß die Summierung beider Signale einen in den Tiefbass erweiterten Frequenzgang aufweist, sich aber keine signifikanten Welligkeiten ergeben.
 

  • #44
2. Der Resonator wird im allgemeinen so abgestimmt, daß die Überhöhung dort liegt, wo das Signal der Membranfront bereits deutlich abfällt, so daß die Summierung beider Signale einen in den Tiefbass erweiterten Frequenzgang aufweist, sich aber keine signifikanten Welligkeiten ergeben.
Nun ja, genau dort bricht die Membranbewegung ja aber regelrecht zusammen, bzw. sie erscheint zusätzlich sehr stark gedämpft durch die Rückwirkung des Resonators auf die Membran.
Vereinfacht kann man mit einigermaßen guter Näherung sagen, weder nach vorne noch nach hinten in die Box strahlt der Lautsprecher in dem Moment überhaupt noch Schall bzw. Schallwellen ab.

Und wenn er weder nach vorne noch nach hinten überhaupt Schallwellen abstrahlt, dann können auch keine Schallwellen reflektiert werden die eine "Schallverstärkung" bewirken würden!
 
  • #45
Die allermeisten Lautsprecher die in unseren Bassboxen zur Anwendung kommen sind aber auf "PA-Bass" spezialisierte Teile
Hallo,

ja, sie werden dann sehr oft durch zusätzliche Mittel-/ Hochtöner ergänzt.

Grüße
 
  • #47
Hallo,

ja, sie werden dann sehr oft durch zusätzliche Mittel-/ Hochtöner ergänzt.

Grüße
Nö, nicht zwangsläufig. Vielen Bassisten reicht der Frequenzgang eines pro Audio "Woofers" völlig aus um glücklich werden zu können.
Bei der Anwendung "two way fullrange" für pro Audio ist es eine reine Konzeptfrage welcher Lautsprecher im speziellen der bessere ist, bzw. welcher der besser geeignete. Eher leichte Membranen können z.B. auch in Zweiwegesystemen Vorteile bieten, müssen sie aber nicht.
 
  • #48
Vielleicht solltest du die Bewegungen der die Membran umgebenden Luft in deine Überlegungen mit einbeziehen.
Sie steht nämlich nicht! still.
Ohne die Membran als "antreibenden Motor" funktioniert es natürlich nicht.
Allerdings erzeugt die Membran in dem Moment weder vorne raus noch nach hinten gerichtet nennenswert Schalwellen, dafür ist ihre Membranbewegung in dem Moment (bei der Helmholtz Resonanzfrequenz) viel zu klein
Wäre es anders hätten wir ein Perpetuum Mobile.
Nein, warum? Ein Transformator ist doch auch kein Perpetuum Mobile nur weil er in der Lage ist eine kleine Impedanz in eine große zu transformieren.
Sehr ähnlich (wenn nicht identisch) transformiert der Helmholtz Resonator eine kleine Strahlungsimpedanz (primär) in eine große Strahlungsimpedanz (sekundär).

In beiden Fällen wirkt das Prinzip der Impedanztransformation. Beim Transformator elektrisch, bei der Reflexbox bzw. dem Helmholtzresonator akustisch.
 
  • #49
Eben doch, allerdings relativ zu der sich bewegenden Luft die die Membran umgibt.
Du weißt aber schon dass die Strahlungsimpedanz eine frequenzabhängige Größe ist? Und zudem abhängig von der Fläche des Strahlers?
Wenn du die Physik nicht bescheißen willst, dann ist deine Überlegung direkt daran gebunden.

Wobei
"sich bewegenden Luft"
in den allermeisten Fällen als ein Maß für die vorhandene akustische Blindleistung zu sehen ist, ergo keine Schallwellen.

Mit abnehmender Frequenz erzeugt jeder(!) Direktstrahler anteilsmäßig deutlich mehr an akustischer Blindleistung (moved air volume) als Schallwellen (SPL).
 
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  • #51
Das heisst, es gibt bei Bassreflex keine verbesserte Basswiedergabe.
Wo habe ich das gesagt?

Ich sag's mal anders rum, nach dem langläufig verbreiteten (falschen) Verständnis wie Bassreflex funktionieren soll, da würde es tatsächlich keine verbesserte Basswiedergabe geben können.
Und in der Hinsicht ist die KI mit ihrem "Wissen" das sie hat dann auch nicht besser.
 
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  • #52
Dann erklär es doch mal kurz, sachlich richtig und für nicht-Fachleute verständlich. Kurz sollte gehen.
 
  • #53
Man kann es auch pragmatischer angehen. Es gibt gute Simulationsprogramm und mit etwas Übung bekommt man sowohl eine gute Abstimmung hin als auch realistische Kanalabmessungen.

Für die Simulation der Übertragungsfunktion finde ich Vituixcad und hornresp sehr fein.

Zur Portauslegung ist Boxsim richtig gut und sehr genau für fast jede vorstellbare Geometrie.

Die Physik dahinter ist zwar nicht uninteressant, aber nicht vollumfänglich notwendig, um eine gescheite BR-Kiste zu entwerfen.

Wie war das nochmal? Letztlich bewegt Pappe Luft....
 
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  • #56
Angenommen eine
Dann erklär es doch mal kurz, sachlich richtig und für nicht-Fachleute verständlich. Kurz sollte gehen.
Bin die ganze Zeit schon am überlegen, wie erklärt man es am besten mit einfachen Worten, ohne dass man Begrifflichkeiten wie Strahlungsimpedanz und Impedanztransformation bemüht, oder den Helmholtzresonator zu sehr im Detail erklärt, ohne dem es aber nicht geht.

Und eigentlich müsste man weiter ausholen, weil das Verständnis mit der "Schallwelle" und dem bewegten Luftvolumen das ein Lautsprecher durch die Gegend schaufelt schon meist daneben ist.

Also gut, irgendwo muß man anfangen.
Schallwelle, und damit sind im Ausbreitungsmedium Luft zwangsläufig sich bewegende Luftmoleküle verbunden, die durch Kompression und Dekompression der Luft den Wechseldruck erzeugen den man hört.

Im Idealfall würde ein Lautsprecher mit seiner Membran gerade so viel "Luftvolumen" bewegen wie die von ihm erzeugte Schallwelle dann ebenfalls Luftmoleküle bzw. Luftvolumen bewegt.
Und für höhere Frequenzen die der Lautsprecher abstrahlt trifft das mit guter Näherung auch tatsächlich zu.
Die Membranbewegung zu hohen Frequenzen hin wird zunehmend klein, sehr klein, und mehr braucht die Schallwelle nicht an bewegtem Luftvolumen bzw. sich bewegenden Luftmolekülen und um sich im Raum oder im Freien auszubreiten.

Ganz anders zu tiefen Frequenzen hin, die Membran bewegt deutlich mehr an "moved air volume" als die erzeugte Schallwelle dann tatsächlich an bewegten Luftvolumen benötigt um sich ausbreiten zu können und dabei Wechseldruck zu erzeugen den man hört.
Je tiefer die Frequenz, desto mehr Luftvolumen "schiebt" die Membran sinnbefreit durch die Gegend im Verhältnis zur erzeugten Schallwelle und den von ihr wiederum dann tatsächlich bewegten Luftmolekülen.
Wer kennt es nicht, das berühmte Hosenbeinflattern in tiefen Frequenzen? Logisch, kennt jeder! Man fühlt förmlich den Schall. Denkste, das was man fühlt ist in erster Linie bewegtes Luftvolumen, aber es ist noch lange kein Schall, keine Schallwelle, ganz im Gegenteil!

Von oben:
"Wobei
"sich bewegenden Luft"

in den allermeisten Fällen als ein Maß für die vorhandene akustische Blindleistung zu sehen ist, ergo keine Schallwellen."

Beim berühmten Hosenbeinflattern ist tatsächlich nur ein sehr geringer Anteil dessen was man "fühlt" wirklich Schallwellen. Und das was man fühlt wenn man direkt vor seiner Box steht im Prinzip nichts weiter als "heiße Luft" ohne akustische Wirkung.


Soviel für den ersten Part, der zweite Part dann morgen und was das alles mit dem Prinzip der Reflexbox zu tun hat und wie die funktioniert.
 
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  • #57
Je tiefer die Frequenz, desto mehr Luftvolumen "schiebt" die Membran sinnbefreit durch die Gegend im Verhältnis zur erzeugten Schallwelle und den von ihr wiederum dann tatsächlich bewegten Luftmolekülen.
Wer kennt es nicht, das berühmte Hosenbeinflattern in tiefen Frequenzen? Logisch, kennt jeder! Man fühlt förmlich den Schall. Denkste, das was man fühlt ist in erster Linie bewegtes Luftvolumen, aber es ist noch lange kein Schall, keine Schallwelle, ganz im Gegenteil!

Das halte ich für falsch beschrieben.

Definition von Schall:

Unter Schall versteht man mechanische Schwingungen in einem gasförmigen, flüssigen oder festen Stoff mit Frequenzen im Hörbereich des menschlichen Gehörs.

Das bedeutet nach meinem Verständnis, dass jede Luftschwingung Schall darstellt, also auch Luft, die innerhalb einer Box durch den Speaker komprimiert wird, Luft, die im Bassreflexkanal schwingt, Luft, die die Hosenbeine zum flattern bringt, ist natürlich ebenfalls Schall.

Dass man, auf eine Bassbox bezogen, nicht jeden Schall vor der Box stehend so hört wie man es erwartet, liegt daran, dass die verschiedenen Luftbewegungen miteinander interferieren und sich teilweise überlagern oder auslöschen.

Hält man ein Mikrofon in eine geschlossene Box, wird dort natürlich Schall aufgezeichnet, den man draussen aber ausser über leisere Gehäuseschwingungen kaum hört.

Ein Mikro im Bassreflexkanal wird ebenfalls massenhaft Schall aufzeichnen, den man vor der Box eventuell kaum wahrnimmt - frequenzabhängig.

Bei der korrekten Beschreibung der Funktionsweise einer Bassreflexbox geht es also um das Interferieren verschiedener, durch den Lautsprecher ausgelöster Schallereignisse, die zusammen genommen den Frequenzgang der Box ergeben. Da gibt es keine „sinnbefreiten“ Luftschwingungen, sie alle sind Teil des Systems, auch die Schallwellen, die die Hosenbeine zum Flattern bringen.
 
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  • #58
Im Grunde gibt es drei Ebenen der Schallquellen (Gehäuseschwingungen und Raumeinflüsse ausgenommen):

- Schall vor dem Speaker
- Schall hinter dem Speaker in der Box (phasenverschoben zu vorne)
- Schall im / durch den Bassreflexkanal

Diese drei Komponenten bilden das System Bassreflexbox, also einen Helmholtzresonator.
 
  • #59
Das halte ich für falsch beschrieben.
Aha.
Definition von Schall:

Unter Schall versteht man mechanische Schwingungen in einem gasförmigen, flüssigen oder festen Stoff mit Frequenzen im Hörbereich des menschlichen Gehörs.

Das bedeutet nach meinem Verständnis, dass jede Luftschwingung Schall darstellt, also auch Luft, die innerhalb einer Box durch den Speaker komprimiert wird, Luft, die im Bassreflexkanal schwingt, Luft, die die Hosenbeine zum flattern bringt, ist natürlich ebenfalls Schall.
Ich will dir ja nicht zu nahe treten, aber offensichtlich lohnt es sich dann doch mit Akustik ganz allgemein etwas näher zu beschäftigen?

Du kommst doch vom elektrotechnischen Fach und bringst ein paar Grundlagen mit. Die Begriffe Scheinleistung und Blindleistung/Wirkleistung sind dir sicherlich ein Begriff und was sie bedeuten.
Und so wie es die Blindleistung im elektrotechnischen Bereich gibt, genauso gibt es analog dazu akustische Blindleistung im Bereich der Akustik.



Dass man, auf eine Bassbox bezogen, nicht jeden Schall vor der Box stehend so hört wie man es erwartet, liegt daran, dass die verschiedenen Luftbewegungen miteinander interferieren und sich teilweise überlagern oder auslöschen.
Ich denke, du denkst an der Stelle viel zu kompliziert.
Die Schallabstrahlung in der Akustik läuft nach fast identischen Prinzipien ab wie die Abstrahlung von Radiowellen bei einer Antenne.

Zum Thema der akustischen Blindleistung bei der Schallabstrahlung mit Lautsprechern findet man hier und da gute Abhandlungen im Internet. Die sind allerdings sehr rar gesäht. Zum Thema Nahfeld und Fernfeld findet man dazu dann schon mehr.


Hält man ein Mikrofon in eine geschlossene Box, wird dort natürlich Schall aufgezeichnet, den man draussen aber ausser über leisere Gehäuseschwingungen kaum hört.

Ein Mikro im Bassreflexkanal wird ebenfalls massenhaft Schall aufzeichnen, den man vor der Box eventuell kaum wahrnimmt - frequenzabhängig.
Wie gesagt, du denkst das Ding viel zu verquer, zu kompliziert.
Es ist zwar keine einfache Thematik, aber unnötig versuchen zu verkomplizieren braucht man deswegen auch nicht.
Oder man hat's Thema grundlegend schon nicht verstanden?

Bei der korrekten Beschreibung der Funktionsweise einer Bassreflexbox geht es also um das Interferieren verschiedener, durch den Lautsprecher ausgelöster Schallereignisse, die zusammen genommen den Frequenzgang der Box ergeben. Da gibt es keine „sinnbefreiten“ Luftschwingungen, sie alle sind Teil des Systems, auch die Schallwellen, die die Hosenbeine zum Flattern bringen.
Zur Bassfreflexbox habe ich doch noch gar nichts gesagt wie die funktioniert.

Und dass unnütz Luft durch die Gegend geschaufelt wird, dazu braucht man gar nicht mal komplexe quantitative Herleitungen, das kann man sich z.B. mit der Simulationssoftware WinISD bereits verdeutlichen.
 
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  • #60
Der ein oder andere unter euch kann vielleicht mit Strom und Spannung und Widerstand usw. etwas anfangen, und bringt etwas Grundlagenverständnis mit.

Zum Anfreunden mit den Grundlagen der Akustik, hier eine gute Gegenüberstellung der Analogien zwischen elektrischen Größen und den entsprechenden Größen in der Akustik

Formelrad der Akustik

versus

Formelrad der Elektrotechnik
 

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