4 Lautsprecher, 2 erst parallel, dann je in Reihe

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Zatzen
Stammgast

#1 erstellt: 02. Mrz 2012, 06:44

Möglicherweise gibt es ähnliche Threads hierzu schon,
bzw. hatte ich früher schonmal eine ähnlich frage gestellt,
aber ich habe ein paar ganz spezielle Fragen, wozu Google
keine Antworten wusste. Ich habe auch schon
Überlegungen angestellt und etwas in AJHorn simuliert,
aber ich traue der ganzen Sache nicht ganz.

Also:

Ich möchte 4 gleiche Chassis zusammenschalten, so dass
die Impedanz gleich bleibt. Dazu schaltet man ja am
besten erst je zwei davon parallel und die beiden
Ergebnisschaltungen dann seriell.

Meine Frage ist jetzt:
Was erhält man bzgl. der Belastbarkeit,
und welchen Wirkungsgrad hat die Sache.

AJHorn sagt mir, ich erhalte 6 dB mehr Wirkungs-
grad und obendrein noch die vierfache Belastbarkeit.
Würde ich ja zu gern glauben, aber das wäre
doch zu schön um wahr zu sein.
Dann würde man ja nur Boxen nach diesem Prinzip bauen.

Dass sich der Strahlungswiderstand zu tiefen Frequenzen
hin verbessert, wenn sich die Fläche durch mehrere Membranen
vergößert ist mir klar. Aber AjHorn zeichnet einen konstanten
Zugewinn bis zu den Höhen.
Um dem Programm diese Weisheiten zu entlocken habe
ich die Impedanzen der Lautsprecher auf 32 Ohm gesetzt
und dann eben 4 simuliert, so dass AJHorn 8 Ohm "sieht"
und bei 2,83 V 1 Watt geleistet wird.
Und wie gesagt, +6dB verglichen mit nur einem LS bei 8 Ohm,
und 4x Belastbarkeit.

Wer klärt mich auf? Vielen Dank.

EDIT: Wie immer wenn ich irgendwo grade ne Frage
fertig vormuliert habe, hab ichs begriffen:

Zwei Chassis parallel: + 6 dB bei doppelter Leistung

Zwei Chassis in Serie: Gleiche Lautstärke bei halber Leistung

--> doppelte und halbe Leistung streicht sich aus der Rechnung,
+ 6 dB bleibt erhalten, und dass 4 Chassis 4x so viel
abkönnen wie ein einzelnes ist nur logisch, zumal sich eben
eine Leistung gemäß 8 Ohm auf die vier Dinger verteilt.

Dann liegt's wohl wieder nur am Geld dass man selten
nette HiFi Boxen mit 4 Woofern sieht. Aber vielleicht
bau ich mal was nettes mit 16 Lautsprecherchen

Einfach mal um zu sehen ob da +12 dB drin sind
in der Praxis. Natürlich recht tief trennen, weil
viel höher als 500 Hz wirds nicht bündeln.

[Beitrag von Zatzen am 02. Mrz 2012, 07:38 bearbeitet]

savage
Stammgast

#2 erstellt: 02. Mrz 2012, 07:43

Zumindest, was die Belastbarkeit angeht, ist der Wert absolut korrekt.
Eine Gitarrenbox mit 4x12" wird genauso parallel/seriell verschaltet und bietet bei einer Bestückung mit Celestion Vintage 30 (60W RMS, 8Ohm)
eine Belastbarkeit von 240W / 8Ohm.

Ars_Vivendi
Inventar

#3 erstellt: 02. Mrz 2012, 08:25

Jo, die Belastbarkeit ist klar.

Aber der Wirkungsgrad sollte sich nicht ändern. Welche AJ-Version hast du?

Bei Reihenschaltung verdoppelt sich der Widerstand, was an gleicher Spannung halbe Leistung bedeutet. Halbe Leistung = -3dB.

Zatzen
Stammgast

#4 erstellt: 02. Mrz 2012, 09:44

Ich hab die neueste AJHorn 6.0.441

Also ich hab gerade wo gelesen, wie ich oben schon schrieb...

Parallel: 6 dB mehr Schalldruck, frisst aber auch doppelte Leistung.

Seriell: nur die Halbe Leistung geht rein, aber Schalldruck bleibt
gleich, weil eben 2 Lautsprecher und nicht einer.

Wenn man diese beiden Regeln kombiniert für eine parallel/seriell -
Schaltung dann müsste rauskommen, gleiche Leistung, aber + 6 dB.

Ich könnte mir schon vorstellen dass das geht.
Das Problem wird nur sein wenn man sich der 112 dB /w
nähert, denn das ist 100% Wirkungsgrad und da stößt
man an die Grenzen der Physik

Ars_Vivendi
Inventar

#5 erstellt: 03. Mrz 2012, 00:33

Ich hab da mal eine wissenschaftliche Arbeit gelesen, darin hieß es, dass der maximale Wirkungsgrad eines konventionellen Lautsprechers 25% beträgt. Also stößt man schon weit früher an die Grenzen. Kannst du bei AJ festlegen, ob die LS in Reihe oder parallel geschaltet sind? Ich kenne nur das alte und da geht es definitiv nicht.

Zatzen
Stammgast

#6 erstellt: 03. Mrz 2012, 01:32

Mit Hornsystemen kommt man ja eigentlich leicht
über 25%, d.h. 106 dB/w hinaus - die meisten Hochtonhörner
haben mehr. Aber in Bezug auf Hörner muss man
das wohl anders sehen, da zu der optimierten Strahlungsimpedanz
noch eine Richtwirkung hinzukommt.

Bei AjHorn kann ich die Lautsprecher leider nur
parallel betreiben. Aber ich kann die Simulations-
Spannung für beispielsweise vier 8-Ohm LS auf
1,415 Volt setzen um 1 Watt Leistung zu simulieren.

Ich merke dass das hier diskutierte vor allem auf Direktstrahler
zutrifft. Es geht ja um die Vergrößerung der Membranfläche
bei ansonsten gleichbleibenden Parametern.

Bei Hörnern gelten eigene Regeln, und wenn ich nicht irre
ist ein Lautsprecher durch ein gut dimensioniertes Horn
schon optimal ausgelastet - mitunter gibt es 10 dB Wirkungsgrad-
Erhöhung durch ein Horn, je nach Frequenzbereich.

Bleibt weiterhin erstmal zu erforschen, ob man durch
so eine 4er-Schaltung auch in einem Horn noch mehr
Schalldruck erreichen kann. Angenommen man nimmt
vier 25er oder 30er Chassis in einem Horn, dann könnte
das Horn möglicherweise entsprechend kurz und damit
kompakt gehalten werden. Vor Jahren hab ich irgendwo
bzgl. Hornkonstruktion eine Daumenregel gelesen:
"cut where driver fits"

So könnte man einen Kompromiss machen zwischen
Mehr Wirkungsgrad durch mehr Membranfläche und
mehr Wirkungsgrad durch Horn. Beides nach dem
Prinzip der Erhöhung der Strahlungsimpedanz.

Ars_Vivendi
Inventar

#7 erstellt: 03. Mrz 2012, 14:24

Ja, die 25% gelten nur für direktstrahlende Lautsprecher. Also nicht für Hörner und sonstige Konstrukte.

Klar bleiben die Parameter von zwei parallel geschalteten Lautsprechern gleich. Aber jeder einzelne hat ja trotzdem den ohmschen Widerstand, der zu Verlusten führt. Also ich glaubs immer noch nicht, dass bei Reihenschaltung bei halber Leistung die Lautstärke gleich bleibt. Wenn du vier Chassis in Reihe schaltest, dann bleibt an jedem nur 2,83V / 4 hängen. Nicht 1,415V.

Was du weiter unten schreibst, da möchtest du wohl auf das sog. "Stacking" hinaus. Habe da aber noch nie was fundiertes darüber gelesen. Deshalb halte ich mich da raus.

Zatzen
Stammgast

#8 erstellt: 03. Mrz 2012, 15:11

Reihenschaltung zweier dicht beienanderliegen Chassis,
seien es mal Woofer, ist eine gänginge Methode um zwei
so zu verkabeln dass die Lautstärkeabgabe gegenüber
einem einzelnen gleich bleibt, während sich die Impedanz verdoppelt.
Man erreicht so höhere Belastbarkeit.
Da nun mit der halben Leistung genausoviel Schall abgegeben wird,
hat man 3dB mehr Wirkungsgrad.
Es scheint ja auch logisch, es ist typisch das kleine
Chassis einzeln einen Wirkungsgrad von unter 90 dB
ausfweisen, während große PA Chassis um die 100
dB angesiedelt sind.
Und diese 100 dB haben sie auch wieder nur in den
Mitten, ein weiterer Hinweis auf die Strahlungsimpedanz,
die selbst bei einem 18" Chassis für den Bassbereich
noch nicht optimal ist.

Im Moment quatsch ich eher nur nach was ich Netz
darüber finden könnte, aber ich werde das selber
mal ausprobieren.

Bei vier Chassis in Reihe hast du jeweils nur ein viertel des
Hubes, aber eben auch vier Lautsprecher, somit die vierfache
Membranfläche, und so wieder das gleiche Verdrängungsvolumen.

Aber 32 Ohm ist eine Impedanz, die einfach sehr ungünstig
ist und nicht gut klingen wird

Stacking von Hörnern ist vor allem im Freien notwendig,da man
für eine gerichtete Abstrahlung von 50 Hz oder noch etwas tiefer
etwa eine Hornmundfläche von 2 Quadratmeter braucht. Bzw. braucht
man diese Fläche, damit solche tiefen Frequenzen überhaupt
sauber und ohne zu starke Frequenzgang-Welligkeit reproduziert werden
können.

[Beitrag von Zatzen am 03. Mrz 2012, 15:20 bearbeitet]

Zatzen
Stammgast

#9 erstellt: 14. Jan 2013, 23:05

Okay, mittlerweile hat sich noch eine wichtige Frage aufgetan:

Wird bei 4 Chassis der Wirkungsgrad nur über den gesamten
Frequenzgang gleichmäßig erhöht, oder gibt es dabei z.B.
einen besonderen Gewinn bei tieferen Frequenzen?

Ändert sich das Spielverhalten von vier nebeneinander- und
übereinanderliegenden, und somit mehr Strahlungswiderstand
habenden, Lautsprechern, gegenüber dem Verhalten eines einzeln
betriebenen Chassis?

Wäre super wenn dazu jemand was schreiben könnte!

[Beitrag von Zatzen am 14. Jan 2013, 23:12 bearbeitet]

P.Krips
Inventar

#10 erstellt: 15. Jan 2013, 12:20

Hallo,

genaugenommen gelten die Wirkungsgradgewinne von 3 dB bei Verwendung zweier gleicher Treiber nur in dem Bereich, in dem sie noch als Rundstrahler arbeiten, also etwa bis zur Bündelungsfrequenz.
Und dann sollten sie noch dicht beieinander montiert sein, damit sie quasi zu einer Fläche "zusammenwachsen" können.
Dieser echte Wirkungsgradgewinn ist dann auch über alle Raumwinkel zu finden.

Übrigens ist der Wirkungsgradgewinn bei der Zusammenschaltung zweier gleicher Treiber IMMER 3 dB, wenn man das auf die übliche SPL-Angabe bei 1 Watt /1 Meter bezieht.

Nur wenn man die Spannung konstant hält und somit bei 2 Watt / 1m landet, dann ergeben sich 6 dB

Im oberen Frequenzbereich, bündeln die Treiber zunehmend, so daß man dann im Extremfall z.B. 4 schmale Abstrahlkeulen parallelverlaufend hat.Unter der Annahme, daß die Treiber auf Achse durch Bündelungseffekte linear bis in den Hochtonbereich abstrahlen, funktioniert der Schalldruckgewinn genau auf Achse zwar noch halbwegs, ausserhalb der Achse bricht der Frequenzgang aber ein, da man ausserhalb der Abstrahlkeulen ist und in dem Bereich Interferenzen durch unterschiedliche Laufzeiten zum Ohr auch noch am Ergebnis knabbern.

Gruß
Peter Krips

SRAM
Inventar

#11 erstellt: 15. Jan 2013, 12:44

Aber AjHorn zeichnet einen konstanten
Zugewinn bis zu den Höhen.

Bekannter Fehler des Programmes.

hornresp nutzen, das kann das bei richtiger Eingabe

___________________________

Belastbarkeit * 4: richtig

Wirkungsgrad-Zugewinn: jede Verdopplung der Treiberanzahl bringt 3 dB, solange der Abstand der am weitesten voneinander entfernten Treiber kleiner als 1/4 Wellenlänge ist (Faustregel; genaues sagt dir ein Programm mit Abstrahlmodell --> siehe obige Empfehlung). Die 6 dB sind also korrekt (es mögen in dem Falle vieleicht 5.8 dB sien --> geschenkt ! )

Gruß SRAM

[Beitrag von SRAM am 15. Jan 2013, 12:45 bearbeitet]

SRAM
Inventar

#12 erstellt: 15. Jan 2013, 12:54

Bleibt weiterhin erstmal zu erforschen, ob man durch
so eine 4er-Schaltung auch in einem Horn noch mehr
Schalldruck erreichen kann. Angenommen man nimmt
vier 25er oder 30er Chassis in einem Horn, dann könnte
das Horn möglicherweise entsprechend kurz und damit
kompakt gehalten werden.

Beispiel:

http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=7656

knallhartes Teil. Mit modernen Chassis der overkill.

Gruß SRAM

Zatzen
Stammgast

#13 erstellt: 17. Jan 2013, 05:38

@Peter:

Wirkungsgradgewinn bei der Zusammenschaltung zweier gleicher Treiber IMMER 3 dB

Ich schalte ja vier zusammen!
Und zwar auf gleichbleibende Impedanz.

Da habe ich ersteinmal 3 dB, und dann nochmal ...

Ich weiss allerdings auch, dass das in der Praxis nicht
beliebig funktioniert. Man hat vielleicht bei 4 zusammengeschalteten
effektiv +5 dB ... Bei 32 Lautsprechern garantiert keine +24 dB

Und klar, es funktioniert nur für tiefere Frequenzen. Bis max. 500 Hz soll
es für mich funktionieren.
Ich wollte entweder vier 12" nehmen oder auch sechs 10".
Es soll eine gewisse Fläche haben.
Ich würde die gern in ca. 200 Liter unterbringen und es
soll bis 40 Hz linear runter gehen.
Vielleicht habt ihr da Ideen.
Der Monacor SPH-250-TC scheint mir momentan eine
Möglichkeit, hat ein gutes fs/qts Verhältnis (->Impuls), es
herrscht bei mir aber noch Unklarheit wie ich die
Beschaltung der Doppelschwingspule handhaben und
simulieren muss.
Ich habe da ja dann 12 Schwingspulen in einem Gehäuse,
ich könnte je vier parallel schalten und diese drei vierer
dann in Reihe, wären wir bei 6 Ohm.

@SRAM: Was ist jetzt mit Abstand gemeint?
Der Abstand zu den von Membranzentrum zu Membranzentrum
oder die Strecke von einem Rand zum nächsten?

[Beitrag von Zatzen am 17. Jan 2013, 05:45 bearbeitet]

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