Grundsatzfrage an die Boxenspezialisten

[E-A-D-G]

Irgendwie reden wir aneinander vorbei. Die Verbindung zweier Punkte im Raum ist eine Linie oder die Koordinaten der beiden Punkte sind identisch. Anders geht´s 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 länger ist. Und dabei wird es sogar frequenzabhängige 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 für große Lautstärken nicht realisierbar; soweit ich weiß.

Nö, da ist nichts laufzeitverzögert zwischen beiden Boxen zu hören wenn sie akustisch miteinander koppeln.
In 3 Metern Abstand zueinander wäre das für Frequenzen bis ~60 Hz der Fall. Bis ~120Hz wäre der Übergangsbereich in dem beides existent ist, näher an 60Hz hat man immer noch gute Kopplung, näher hin zu ~120Hz dann eher "auslaufende" Kopplung, ab 120Hz und alles darüber würdest du beide Boxen mit leichter zeitlicher Verzögerung wahrnehmen können.
Vermutlich aber nicht direkt als zeitliche Verzögerung weil die dann noch zu kurz wäre um als "Verzögerung" so rein "hörtechnisch" erkannt werden zu können.

Da beißt die Maus aber keinen Faden ab, so lange die beiden Quellen akustisch miteinander "gekoppelt" sind mußt du beide Quellen als eine einzige Quelle auffassen. Da ist dann nix mit "zeitlicher Verzögerung" zwischen beiden Quellen, und deswegen gibt es dann auch keine Kammfilter Interferenzen zwischen beiden Quellen. Und auch kein "ein Signal ist schneller da als das andere" Betrachtungsversuch. Ganz egal wie und wo du dich mit deiner Hörposition zu den beiden Boxen befindest!

 

[crystalgreen]

Mir kam gerade der Gedanke, ob es nicht grundsätzlich von Vorteil sein könnte, eine Box mit einem großen Lautsprecher zu betreiben, statt mit mehreren kleinen.
Von der elektronischen Seite ist es klar, dass alle Lautsprecher gleich angesteuert werden, weil Strom ja mit Lichtgeschwindigkeit fließt. ... Ist es denkbar, dass ... Spulen mit Membranen minimal unterschiedlich träge sind und sich deshalb nicht absolut gleich bewegen?

Die Lautsprecher hängen doch am selben Strom, wie sollte es da denn Latenzen geben?

Aber nur in deinem Universum.

Durch die Kombination aus Lautsprechermembran (Gewichtsverteilung+ Steifigkeitsverteilung) und Magnet (Gewicht) ergibt sich ein mechanisches Schwingsystem mit einer gewissen Phasenantwort auf eine elektromagnetische Kraft. Hierbei sind die Toleranzen aber relativ eng fertigbar und zB die typische Resonanzfrequenz entspricht irgendwas in Richtung Wurzel(Steifigkeit/Masse). —> große Magnete spielen mechanisch eher tiefer. Die elektromagnetischen Kräfte hängen stark mit der Übersetzung von Spulen zu dem Magneten zusammen und bilden einen RLC Schwingkreis wobei die Impedanz der Lautsprechers Wurzel(R^2+(L-C)^2) wäre. Die meisten Lautsprecher haben kaum Kapazitäten C und sind somit hauptsächlich ein Widerstand R plus eine induktivität L. Je stärker die Induktivität desto höher liegt die Grenzfrequenz der elektromagnetischen Übertragung. Also ein starker (großer und schwerer) Magnet wird tendenziell bei höheren Frequenzen stärker angeregt. ...

1. Lichtgeschwindigkeit der elektromagnetischen Felder die die Drift der Elektronen initiieren (also wie lange dauert es bis die Elektronen reagieren). Das ist die Geschwindigkeit mit der das Lautsprechersignal sich auf den Magnet überträgt.
2. die Driftgeschwindigkeit der Elektronen, also die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen in einem Leiter unter einem anliegendem elektrischen Feld, auch Strom genannt. Wichtig ist, dass das die Nettogeschwindigkeit ist weil
3. die individuelle Elektronengeschwindigkeit erreicht in Metallen oftmals Geschwindigkeiten bis zu 0.1 x Lichtgeschwindigkeit (Fermigeschwindigkeit). Diese Geschwindigkeit ist aber für jedes Elektron in eine andere Richtung ausgerichtet und trägt 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.

Und immer so weiter ...

Ich finde, schon bei der Frage, wie schnell mittels Strom die Informationen übertragen werden, verlieren sich die Experten hier ein wenig in ihrem Detailwissen. Und in jedem Posting taucht ein neuer Fachbegriff auf, der nicht trivial ist, aber niemals erläutert wird. Sprecht Ihr Ingenieure noch mit Euch, oder wie empfindet Ihr den Diskussionsgang?

Zur Übertragungsgeschwindigkeit mit Strom: natürlich hat @EADG recht, selbst wenn er es vielleicht technisch nicht hundertprozentig korrekt formuliert hatte. Und: die Geschwindigkeit der Elektronen oder des Stroms interessiert in dieser Diskussion gar nicht, sie lenkt nur ab ... Menno ...

"Das elektrische Feld ist schnell - die Elektronen nicht
... die einzelnen Elektronen im Leiter bewegen sich sehr langsam. ... Was jedoch wirklich ziemlich schnell ist, ist das elektrische Feld. Ein solches Feld wird durch eine elektrische Ladung hervorgerufen und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Stellen Sie sich einfach vor, Sie hätten ein beidseitig offenes Rohr voller Kugeln und schöben nun eine weitere Kugel in das eine Ende. Alle anderen würden quasi instantan weitergedrückt werden." (Helpster)

Welchen Vorteil hat es denn nun, einen großen Lautsprecher zu nehmen, statt zwei oder vier kleine? Und umgekehrt gefragt, welche Vorteile hat eine Kombination mehrerer kleine Lautsprecher gegenüber einem oder zwei sehr großen? Also so verstehe ich die Ausgangsfrage.

 

[EADG]

kein "ein Signal ist schneller da als das andere"

Doch, aber das ist irrelevant. Der Bereich, in dem Phasenauslöschungen theoretisch passieren könnten, ist dabei aber ebenfalls so klein dass es keinen Höreffekt haben kann, weil ja nicht eine einzelne Welle von der Box erzeugt wird sondern eine ganze Reihe von Wellen.

 

[EADG]

Zur Übertragungsgeschwindigkeit mit Strom: natürlich hat @EADG recht, selbst wenn er es vielleicht technisch nicht hundertprozentig korrekt formuliert hatte. Und: die Geschwindigkeit der Elektronen oder des Stroms interessiert in dieser Diskussion gar nicht, sie lenkt nur ab ... Menno ...

Danke, ich bin zwar elektrotechnischer Laie, weiß aber, dass Elektronen den Strom nicht huckepack tragen

 

[E-A-D-G]

Doch, aber das ist irrelevant. Der Bereich, in dem Phasenauslöschungen theoretisch passieren könnten, ist dabei aber ebenfalls so klein dass es keinen Höreffekt haben kann, weil ja nicht eine einzelne Welle von der Box erzeugt wird sondern eine ganze Reihe von Wellen.

Nein, ist es NICHT!

Hie mal ne andere Betrachtung warum.

Wenn dem wirklich so wäre,
stell dir vor du hast eine einzelne 15er und du stehst seitlich rechts neben der Box.
Angenommen die Box strahlt Sinus 100Hz ab.
Kommt dann der Schall (die 100Hz) der von der rechten Hälfte des Lautsprechers abgestrahlt wird "schneller" bei dir an als der Schall der von der linken Hälfte des Lautsprechers abgestrahlt wird?
Wohl kaum. Der Lautsprecher arbeitet als "Punktquelle" und weder abgegebener Schall aus rechter oder linker Seite oder dem oberen Bereich des Lautsprechers usw. usw. kommen irgendwo zeitlich verzögert bei dir an.
Die beiden Lautsprecher, wenn sie akustisch koppeln, arbeiten in dieser Hinsicht dann ebenfalls beide zusammen wie eine einzelne "Punktquelle"!

 

[crystalgreen]

Wer sorgt denn dafür, dass sie akustisch koppeln?
Und wer passt darauf auf, dass unsere Töne nur Frequenzen unter 100 Hz einhalten?

 

[EADG]

@E-A-D-G: Es ging @honkymeyer um

2 Lautsprecher auf einer Schallwand sind oder 2 Boxen nebeneinander.

darum, dass 2 Schallquellen unterschiedlich weit von Ohr entfernt sind. der erste oder ein einzelner Impuls kommt natürlich von der näheren Box schneller an.

Aber meine Frage bezog sich darauf, ob die Mechanik der Lautsprecher, also unterschiedliches Ansprechen durch unterschiedliche Massen, unterschiedliche Steifigkeiten etc. ungünstige Effekte haben kann.

Aber man kann hier viel lernen.

 

[E-A-D-G]

Wenn man den Grenzbereich betrachtet bei dem zwei Signalquellen akustisch noch gekoppelt sind, bei 1/2 Wellenlänge Abstand zueinander, und man betrachtet was passiert wenn man "seitlich" neben den Boxen steht, also beide Boxen in einer gedachten Linie hintereinander stehen.
Der SPL geht runter, und die akustische Blindleistung geht steil nach oben.
Genau genommen heben sich die einzelnen Quellen in dem Moment dann gegenseitig auf. Und dennoch, von der Box die 3 Meter näher zum Hörer steht kommt ebenfalls beim Hörer dann rein gar nichts mehr an, auch keine transienten "Fragmente" die man aus dem Laufzeitunterschied theoretisch noch rausrechnen könnte! Das funktioniert so nicht!

edit:
zumal hier noch die Betrachtung einbeziehen muß ob man sich noch im Nahfeld oder bereits eher im Fernfeld zur akustischen Quelle (den koppelnden Quellen) befindet. Im Nahfeld ist die akustische Blindleistung (noch) hoch, und da sind "Laufzeitbetrachtungen" eher heikel, falls denn überhaupt sinnvoll!

 

[EADG]

Ich glaube, mit

Doch, aber das ist irrelevant. Der Bereich, in dem Phasenauslöschungen theoretisch passieren könnten, ist dabei aber ebenfalls so klein dass es keinen Höreffekt haben kann, weil ja nicht eine einzelne Welle von der Box erzeugt wird sondern eine ganze Reihe von Wellen.

hab ich etwas ähnliches gemeint, wie du mit

Wenn man den Grenzbereich betrachtet bei dem zwei Signalquellen akustisch noch gekoppelt sind, bei 1/2 Wellenlänge Abstand zueinander, und man betrachtet was passiert wenn man "seitlich" neben den Boxen steht, also beide Boxen in einer gedachten Linie hintereinander stehen.
Der SPL geht runter, und die akustische Blindleistung geht steil nach oben.
Genau genommen heben sich die einzelnen Quellen in dem Moment dann gegenseitig auf. Und dennoch, von der Box die 3 Meter näher zum Hörer steht kommt ebenfalls beim Hörer dann rein gar nichts mehr an, auch keine transienten "Fragmente" die man aus dem Laufzeitunterschied theoretisch noch rausrechnen könnte! Das funktioniert so nicht!

aber darum ging es mir auch nicht, sondern um die Frage

ob die Mechanik der Lautsprecher, also unterschiedliches Ansprechen durch unterschiedliche Massen, unterschiedliche Steifigkeiten etc. ungünstige Effekte haben kann.

 

[E-A-D-G]

aber darum ging es mir auch nicht, sondern um die Frage

Na ja, irgendwie so "Jein" befürchte ich, zumindest könnte man es "interpretieren" wenn man versucht das Verhalten zweier miteinander koppelnder Quellen wie nicht koppelnde Quellen aufzufassen, bzw. versucht ist Interpretationen reinzulegen die wirklich nicht zutreffend sind!

ob die Mechanik der Lautsprecher, also unterschiedliches Ansprechen durch unterschiedliche Massen, unterschiedliche Steifigkeiten etc. ungünstige Effekte haben kann.

Hat es, aber die sind für uns Musiker kaum bis gar nicht relevant.
Für Audiophile vielleicht, oder zumindest sie glauben, es wäre es.
Oder zumindest sie glauben vielleicht dass da etwas wäre, ähnlich wie bei nicht koppelnden Signalquellen unterschiedlicher Entfernung zum Hörer, aber so wie geglaubt eh nicht existiert, weil die leicht unterschiedliche "Phasendrehung" bei einem Lautsprecher (Fertigungstoleranzen) eh eine ganz andere "Wirkungsweise" hat als vielleicht gedacht.

 

[EADG]

Hat es, aber die sind für uns Musiker kaum bis gar nicht relevant.

Danke!

 

[E-A-D-G]

Danke!

Gerne doch

 

[schokomat]

Ich hab von dem ganzen Kram hier keine Ahnung, aber ein Kontra-A hat nur 55Hz, nicht 110.
Ein Kontra-E nur noch 41.....

 

[E-A-D-G]

Ich hab von dem ganzen Kram hier keine Ahnung, aber ein Kontra-A hat nur 55Hz, nicht 110.
Ein Kontra-E nur noch 41.....

Immerhin mal ein guter und einfacher verständlicher Beitrag, mit dem man etwas wirklich "sinnvolles" anfangen kann!

 

[E-A-D-G]

Bei meinen 12er Lautsprechern ist mir damals (an sich eher zufällig) aufgefallen dass sie bei sehr genauem Hinhören leicht marginal unterschiedlich klingen im oberen Spektrum. Selbiges für die Diaphragma meiner EV Eliminator Boxen die ich nach einem "Unfall" mal wechseln musste.
Bei den 12ern kann man es sich vielleicht damit (fertigungsbedingt) erklären dass nicht jede "Pappe" exakt so ausfällt wie die nächste, und damit das Verhalten hinsichtlich Partialresonanzen auf der Membran (oberer Frequenzbereich) marginal leicht unterschiedlich ausfallen kann.
Ob Vergleichbares an hörbaren Unterschied für die die Diaphragma meiner HiFi Klipsch Boxen zutrifft, ich habs mir nie "analytisch" angehört. Und es interessiert mich eigentlich auch nicht, wenn dem so ist oder wäre, fertigungsbedingte Toleranzen, dann wäre bzw. ist dem halt so.

Wie hat es ein Bekannter mal trefflich formuliert. Wenn du erst weißt wo die drei Pixelfehler im Display sind, du wirst ewig versucht sein immer genau dorthin zu schauen wo sich die Pixelfehler befinden, die du sonst vermutlich nie sehen würdest.

Und wenn die "Reso" bei einem neuen Lautsprecher nicht exakt zur Herstellerangabe passt, weil vielleicht zwei oder drei Hertz zu hoch, gut möglich dass der ein oder andere dann das Gras bereits Wachsen hört, und den Lautsprecher im 24/7 Dauerbetrieb zuerst ordentlich "einnudelt" bevor der Lautsprecher überhaupt gut klingen darf(!).

 

[E-A-D-G]

"Das elektrische Feld ist schnell - die Elektronen nicht

Wobei die Phasengeschwindigkeit des elektrischen Feldes durchaus auch schneller sein kann als Lichtgeschwindigkeit, z.B. in Rechteckhohlleitern zur Speisung von Sendeantennen.

Welchen Vorteil hat es denn nun, einen großen Lautsprecher zu nehmen, statt zwei oder vier kleine? Und umgekehrt gefragt, welche Vorteile hat eine Kombination mehrerer kleine Lautsprecher gegenüber einem oder zwei sehr großen? Also so verstehe ich die Ausgangsfrage.

Ich denke, das lässt sich beantworten, und zwar ganz ohne dass man 1,3 fache Lichtgeschwindigkeit der Phasengeschwindigkeit bemühen müsste.

Rein prinzipiell kann man eine sehr große Membran durch mehrere kleine ersetzen um auf die gleiche "Strahlungsimpedanz" wie bei der großen Membran zu kommen.
Der erste Vorteil bei den großen ist bereits der dass man für den einzelnen Lautsprecher nur einen elektrischen Antrieb benötigt, für die vielen kleinen dagegen entsprechend viele elektrischen Antriebe.

Der Vorteil bei den kleinen Lautsprechern liegt (oft) darin dass sie ein breiteres Spektrum, speziell im oberen Frequenzbereich, abdecken können. Und wenn nahe nebeneinander montiert auf der Schallwand zudem akustische Kopplung der Lautsprecher bis relativ hohe Frequenzen gegeben ist, ohne dass es frühzeitig zu Kammfiltereffekten kommen würde. Und damit alle Arten von möglichen Artefakten (und wirklich ALLE) die aufgrund unterschiedlicher "Laufzeiten" entstehen könnten, in dem entsprechenden Frequenzbereich dann schlichtweg NICHT existent sind!

Große Lautsprecher lassen sich, aufgrund ihrer großen Abmessungen, dagegen deutlich leichter für hohe lineare Auslenkung konstruieren als kleine Lautsprecher. Angenommen man hat einen großen 18er Lautsprecher mit 12mm linearer Auslenkung, dagegen aber 8er mit 6mm linearer Auslenkung, dann kann der große Lautsprecher im für uns wichtigen Bassbereich satte +12dB höheren Schalldruck erzeugen als die vielen kleinen 8er, obwohl die gesamte wirksame Membranfläche in Summe betrachtet gleich groß ist.

 

[E-A-D-G]

Noch ein "Gedankengang"

"ob die Mechanik der Lautsprecher, also unterschiedliches Ansprechen durch unterschiedliche Massen, unterschiedliche Steifigkeiten etc. ungünstige Effekte haben kann."

Puh, ungünstige Effekte, was ist für einen Musiker denn wirklich günstig oder ungünstig?
Es soll Musiker geben die eine 12AU7 Röhre stecken wo keine hingehört, und mit dem klanglichen Ergebnis dann durchaus sehr zufrieden sind, obwohl das Ergebnis so rein "technisch" betrachtet dann unter aller Kanone ist.
Für den Audiophilen wäre es die höchste Katastrophe, dagegen des Musikers vielleicht höchstes Glück.
Wird bei "Customshop" Gitarrenpreamps z.B. sehr gerne ganz gezielt so gemacht, die Röhre macht alles mögliche, nur eines bestimmt nicht, Verstärkungsverhalten nach "audiophilen" Gesichtspunkten!

 

[Ratterbass]

In den Club der internationalen Audiophilen wird man erst aufgenommen, wenn man Dämpfungsfaktor 1000 von 800 im Hörtest unterscheiden kann. Bestandteil der zweiten Prüfung ist das fehlerfreie Zuordnen von 0,01 0,1 und 0,5% THD. In der dritten Prüfung muss die Höhe der Cableriser im Hörversuch ermittelt werden.

 

[cfortner]

Das mit den 410 > 115 liegt größtenteils an der Membranfläche da bereits eine 210 mehr Fläche als eine 115 besitzt.
Dementsprechend ist der faire Vergleich eher eine 410 gegen 215. aufgrund der kompakten Anordnung ist die Front mit der 410 besser ausgefüllt und die Box bei gleicher gesamtmembranfläche kleiner und transportabler

Aber 410 bündelt die Mitten wesentlich stärker als ein 15er

 

[crystalgreen]

Rein prinzipiell kann man eine sehr große Membran durch mehrere kleine ersetzen um auf die gleiche "Strahlungsimpedanz" wie bei der großen Membran zu kommen.
Der erste Vorteil bei den großen ist bereits der dass man für den einzelnen Lautsprecher nur einen elektrischen Antrieb benötigt, für die vielen kleinen dagegen entsprechend viele elektrischen Antriebe.
Der Vorteil bei den kleinen Lautsprechern liegt (oft) darin dass sie ein breiteres Spektrum, speziell im oberen Frequenzbereich, abdecken können. Und wenn nahe nebeneinander montiert auf der Schallwand zudem akustische Kopplung der Lautsprecher bis relativ hohe Frequenzen gegeben ist, ohne dass es frühzeitig zu Kammfiltereffekten kommen würde. Und damit alle Arten von möglichen Artefakten (und wirklich ALLE) die aufgrund unterschiedlicher "Laufzeiten" entstehen könnten, in dem entsprechenden Frequenzbereich dann schlichtweg NICHT existent sind!
Große Lautsprecher lassen sich, aufgrund ihrer großen Abmessungen, dagegen deutlich leichter für hohe lineare Auslenkung konstruieren als kleine Lautsprecher. Angenommen man hat einen großen 18er Lautsprecher mit 12mm linearer Auslenkung, dagegen aber 8er mit 6mm linearer Auslenkung, dann kann der große Lautsprecher im für uns wichtigen Bassbereich satte +12dB höheren Schalldruck erzeugen als die vielen kleinen 8er, obwohl die gesamte wirksame Membranfläche in Summe betrachtet gleich groß ist.

Viele Dank für Deine Antwort, @E-A-D-G. Aber in diesem Thread geht es mir bei jeder Antwort so, dass ich neue technische Begriffe zu lesen bekomme, die ich nicht kennen kann ...

- Strahlungsimpedanz
- breiteres Spektrum, speziell im oberen Frequenzbereich
- Kammfiltereffekten
- hohe lineare Auslenkung

Ich betrachte mal in Gedanken einen großen Lautsprecher genau wie zwei kleine, auch wenn ich nicht sicher weiß, ob das zulässig ist. Ich behaupte einfach mal, dass bei dem großen auf seiner linken Hälfte ein kleines Stückchen Membran genauso weit weg ist von einem Stückchen Membran auf seiner rechten Hälfte, wie zwei kleine Membran-Ausschnitte auf zwei kleinen Lautsprechern, die direkt nebeneinander montiert sind.

Ohne auch nur ein einziges Ingenieurs-Fachwort zu kennen, schlussfolgere ich jetzt mal ins Blaue hinein, dass die von Dir genannte akustische Kopplung oder Entkopplung deshalb für beide Bauprinzipien das gleiche Problem darstellt. Da ich Töne und Klänge spiele, die im Frequenzbereich zwischen ''H = 30,87 Hz und g' = 392 Hz plus Obertönen bis mindestens 15805,44 Hz liegen, glaube ich auch nicht, dass es einen Sinn ergibt, eine Frequenz zu nennen, bis zu der zwei solche Membran-Ausschnitte akustisch gekoppelt sind.

Wenn Du erlaubst, habe ich damit einen ganzen Diskussions-Abzweiger mal ausgeschlossen.

Auch die Frage der elektronischen Signalübertragung haben wir als möglichen Unterschied oben schon ausgeschlossen.

Welche Unterschiede zwischen einem großen und zwei kleinen Lautsprechern mit in der Summe gleicher Membranfläche gibt es also tatsächlich, und wie wirken sie sich auf das Hör-Erlebnis aus?

Eingangs hatte @EADG überlegt, ob zwei kleine Lautsprecher aufgrund ihrer Mechanik vielleicht minimal unterschiedliche Frequenzen abgeben könnten. Ich könnte mir vorstellen, dass es ähnliche Phänomene auch innerhalb einer sehr großen Lautsprechermembran geben könnte, die "wabbelt". Kann sich das jeweils unterschiedlich anhören? Also minimale Laufunterschiede zwischen kleinen Lautsprechern und minimales Wabbeln einer Membran eines großen Lautsprechers?

Weiß jemand, welche Stärken und Schwächen kleine und große Lautsprecher generell haben?