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Alt 17.12.2016, 19:50   #1
JFA
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Registriert seit: 10.12.2012
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Standard Schalldämmung von Gehäusen

Hallo,

ich habe ja mit meinem Vortrag auf dem Pappenbattle einiges an Diskussionen ausgelöst (das war erhofft) und Verunsicherung verbreitet (das war befürchtet). Deswegen hier noch mal die wichtigsten Punkte.

Als allererstes die wichtigste Literaturquelle zum Thema: http://www.bbc.co.uk/rd/publications/rdreport_1977_03

Worum geht es? Mit Schalldämmung versucht man, den Schalldurchtritt aus dem Inneren des Lautsprechergehäuses nach außen zu verringern. Das gleiche Thema hat man auch in der Bauakustik, allerdings geht es da meistens um tiefere Frequenzen.

Ich sträube mich sehr gerne gegen dusselige Benennungen, und Schalldurchtritt gehört dazu. Da kommt nicht Schall aus dem Gehäuse - das ist kein Quantentunnel - sondern die Wände bewegen sich und strahlen selber Schall ab.

Womit wir dann schon beim Kern des Problems sind: warum schwingen die Wände, und wie bekommt man das weg?

Die Antwort auf die erste Frage ist das erste Jochen'sche Gesetz:
was schwingen will, das schwingt*.

Die Antwort auf die zweite Frage ist umfangreicher. Zuerst muss man die Krafteinleitung in das Gehäuse betrachten:
1.) der Gehäuseinnendruck
2.) die Bewegung der Membran(en) selber

Der Punkt 1.) ist im Grunde proportional zur Membranauslenkung, deswegen konstant bis zur Resonanzfrequenz, darüber mit 12 dB/Oktave abfallend; allerdings muss man hier auch noch die Gehäusemoden betrachten, deswegen ist die Dämpfung derselben auch wichtig. An dieser Krafteinleitung lässt sich, außer bei offenen Schallwänden (streng genommen auch bei denen nicht), nichts ändern.

2.) ist das dritte Newton'sche Gesetz. Eine Kraft in die eine Richtung erzeugt eine betragsmäßig gleiche Kraft in die Gegenrichtung. Dieser Krafteinleitung kann man durch eine elastische Verschraubung teilweise beikommen.

So viel zur Einleitung, im nächsten Beitrag werde ich auf die Grundlagen der Plattenmechanik eingehen.

*Variante: was resonieren will, das resoniert

Geändert von JFA (18.12.2016 um 13:05 Uhr).
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Alt 17.12.2016, 20:31   #2
Kaspie
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Standard

Hallo Jochen,

Zitat:
Ich sträube mich sehr gerne gegen dusselige Benennungen, und Schalldurchtritt gehört dazu.
Es wird wohl noch weitere dusseligen Benennungen geben. Woher kommen diese?
Sehr oft von geschriebenen Seiten, die in diversen Zeitschriften zu lesen sind. ( da war vor Jahren mal ein Artikel in einer der verdächtigen Blätter ).
Ich kenne da einige von und bin auch von denen beeinflusst worden.
Es wäre schön, manche Märchen mal aufzuklären.

Ich würde mich freuen

LG
Kay
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Alt 17.12.2016, 20:42   #3
Bizarre
HSG Franken
 
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Hallo Jochen,

leider musste ich beim Battle zu früh los. Finds sehr nett, das Thema hier nochmal für die Allgemeinheit darzustellen - ich bin mir sicher, daß ich einiges dazulernen kann.

LG, Manfred
__________________
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Alt 18.12.2016, 13:04   #4
JFA
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Standard Teil 2 - mechanische Impedanzen

Der Ingenieur an sich macht es sich immer gerne einfach. In unserem Fall z. B. beschäftigt er sich nicht mit komplizierten Differentialgleichungen, sondern bildet elektrische Analogien. Außerdem hat er eine natürlich Abneigung gegenüber mehrdimensionalen Problemen, sondern reduziert diese auf wenigstens 1, wenn nicht sogar 0 Dimensionen (Struktur/Profil 3D -> Platte 2D -> Stab 1D -> konzentrierte Elemente 0D). Das hilft ihm beim Verstehen des Problems.

Das macht man über qualifizierte Annahmen, clevere Vereinfachungen, und teilweise über pure Ignoranz.

Fangen wir an:
1.) in einem normalen Lautsprechergehäuse sind die Kanten jeder Wand fest eingebunden bzw. bei offenen Schallwänden lose. Daraus folgt die qualifizierte Annahme: man kann jede Platte für sich betrachten und erhält taugliche Ergebnisse (für die echte absolute Wahrheit darf man das natürlich nicht).
2.) Jetzt, wo wir nur noch eine einzige Platte betrachten (die ja an und für sich immer noch dreidimensional ist), können wir das Flächenträgheitsmoment einführen:
I_x = x*(d^3)/12
I_y = y*(d^3)/12
x und y sind Koordinaten, d ist die Plattenstärke. Man sieht, dass dieses Flächenträgheitsmoment proportional zur Stärke in der dritten Potenz ist.
3.) Das ist jetzt noch 2-dimensional, um auf 1 Dimension zu kommen, lassen wir einfach eine Dimension weg (wir ignorieren I_x) und betrachten dann nur noch 1 Stab
4.) Den kann man jetzt noch weiter reduzieren, auf 0 Dimensionen bzw. konzentrierte Elemente. Diese Elemente sind Masse, Steifigkeit und Dämpfung. Dazu gibt es folgende Formeln:
Masse m=Dichte*Volumen=Dichte*Fläche*Länge=Dichte*y*d*x (ja, hier taucht das x wieder auf)
Steifigkeit s=Elastizitätsmodul*Flächenträgheitsmodul=E*I_y=E* I_y=y*(d^3)/12
Die Dämpfung W ist genau wie die Dichte und das E-Modul eine Materialkonstante.

Im nächsten Schritt bildet der Ingenieur eine elektrische Analogie, weil er dann mit Induktivitäten, Kapazitäten und Widerständen arbeiten kann. Dazu gibt es zwei verschiedene Wege, nämlich die FU- und die FI-Analogie*. F ist dabei die Kraft, U die Spannung, I der Strom. Die FI-Analogie hat den Vorteil, dass man strukturgleiche Netzwerke bilden kann (d. h. man zeichnet Masse, Steifigkeit und Dämpfung so auf, wie sie liegen, und ersetzt die dann ganz einfach durch Kapazität, Induktivität und Widerstand), die FU-Analogie den Vorteil, dass sie intuitiver ist: Masse wird zu Induktivität (L ~ m), Steifigkeit zur inversen Kapazität (C ~ 1/s), und Dämpfung zum Widerstand (R ~ W).

Ich nehme jetzt mal die FU, weil sie für diese Betrachtung besser geeignet ist.

In dieser Analogie bilden die drei Bestandteile - Masse, Steifigkeit und Dämpfung - einen Serienschwingkreis aus Spule, Kapazität und Widerstand (d. h. in der mechanischen Ebene liegen sie parallel, in der FI-Analogie wäre es also ein Parallelschwingkreis).

Dieser Serienschwingkreis hat ein paar Grundgleichungen, die sollten bekannt sein:
f0=1/(2*pi*Wurzel(L*C))
Q=1/R*Wurzel(L/C)

Und hier einmal kurz mit den mechanischen Elementen:
f0=1/(2*pi*Wurzel(m/s))
Q=1/D*Wurzel(m*s)

Was sieht man daraus?
1.) Die Resonanzfrequenz geht hoch, wenn man die Steifigkeit erhöht
2.) Die Güte steigt, wenn man die Steifigkeit erhöht

Und jetzt schaut man sich nochmal das Flächenträgheitsmoment an, woraus folgt, dass s ~ d^3 bzw. C ~ 1/d^3. Daraus ergeben sich nämlich folgende Proportionalitäten (mit m ~ d):
f ~ d
Q ~ d^2 !!!!

Jetzt ist der Zeitpunkt gekommen, das 2. Jochensche Gesetz zu formulieren:
Der gesunde Menschenverstand ist der natürliche Feind von Wissenschaft

Der gesunde Menschenverstand besagt nämlich, dass dicke, steife Platten weniger schwingen. Die Wissenschaft sagt: das stimmt nicht! Es ist eher das Gegenteil der Fall.

Ich muss jetzt noch zwei Tatsachen mal festhalten:
1.) bei der Resonanzfrequenz heben sich die Impedanzen von Induktivität und Kapazität auf, es gilt X_L = -X_C. Übersetzt heißt das: die Platte hat dabei keine Masse und keine Steifigkeit, es gibt nur noch die Dämpfung
2.) die Dämpfung selber ist weitestgehend unabhängig von der Plattenstärke und der Frequenz

Teil 3 beschäftigt sich dann mit den akustischen Impedanzen.

*in der Akustik sind es die pU- und die pI-Analogie (p: Druck)

Geändert von JFA (20.12.2016 um 10:09 Uhr). Grund: Variable t in d umbenannt (Stärke/Dicke der Platte)
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Alt 18.12.2016, 14:19   #5
a.j.h.
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Findich immer wieder interessant, über welche Wege man zum Ziel kommen kann... Ich hätte einfach mal mit dem E*I-fachen weitergemacht... Federsteifigkeit, Masse,... Damit bekommt man auch ganz leicht ("ingenieursmässig") eine Fres.

Ich werde das - wenn ich wieder im Büro bin und Literatur griffbereit ist - mal kurz einbringen, wenn ich darf bzw. wenn's nicht stört
__________________
Beste Grüße,
Andreas

"Don't you think if I were wrong I'd know it" - Dr. Sheldon Lee Cooper
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Alt 18.12.2016, 14:31   #6
JFA
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Ja klar geht das. Ich möchte allerdings noch auf etwas weiteres hinaus, und dazu brauche ich die Impedanzen.

Wenn Du etwas zu ergänzen hast, immer gerne. Ich bin kein Mechaniker, kenne also nicht alle Tricks und Kniffe aus dem Bereich.
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Alt 18.12.2016, 15:37   #7
Kaspie
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Hi Jochen,

Deine Gesetze finde ich gut. Die haben was
Ich muß mich als Hauptschüler erst einaml durch die Formeln wühlen. Bin halt kein Ing
So, wie ich das aber lese, ist es nicht ganz so kompliziert.
Ich freue mich auf Teil 3.

Danke

LG
Kay
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Alt 18.12.2016, 16:21   #8
Kripston
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Hallo Jochen,
bin gespannt, was da noch kommt.

Bei der Schallabstrahlung von Gehäusen gibt es ja zwei Effekte:

1. Biegeschwingungen, angeregt durch den Wechseldruck im Gehäuse von Wänden, die an den Ecken eingespannt sind.

2. Können aber auch noch, je nach Phasengeschwindigkeit von Transversalwellen im Material, Transversalwellen auf den Flächen angeregt werden, die recht effektiv Schall abstrahlen können (Siehe Biegewellenwandler)

Gruß
Peter Krips
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Alt 18.12.2016, 18:18   #9
Kaspie
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Peter,

Frage zu 1
Du meinst, dass die Gehäusewände als Passivmembran fungieren?
Frage zu 2
Transversalwellen, die Fläche schwingen wie ein Lineal , dass man auf dem Tisch zum schwingen bringt?
Die Longitudinalwellen, wo gehören die dann hin?

Ich habe da wirklich keine Ahnung, will es aber verstehen.

LG
Kay
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Alt 18.12.2016, 18:56   #10
JFA
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Zitat:
Zitat von Kripston Beitrag anzeigen
1. Biegeschwingungen, angeregt durch den Wechseldruck im Gehäuse von Wänden, die an den Ecken eingespannt sind.

2. Können aber auch noch, je nach Phasengeschwindigkeit von Transversalwellen im Material, Transversalwellen auf den Flächen angeregt werden, die recht effektiv Schall abstrahlen können (Siehe Biegewellenwandler)
Ich bin mir nicht so ganz sicher, was Du meinst. Wenn 1.) das normale Ballooning sein soll, dann lässt sich das mit den in den ersten beiden Teilen beschriebenen Grundlagen zumindest schon mal erahnen.

Wenn Du mit 2.) die Wandresonanzen meinst, dann sind die bisher mit dem Übergang zu konzentrierten Elementen verloren gegangen. Wird aber noch behandelt.
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Alt 19.12.2016, 19:51   #11
JFA
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Standard Teil 3 - akustische Impedanzen

Genauso wie bei den mechanischen Impedanzen verschafft sich der Ingenieur auch bei der Akustik durch Analogien ein besseres Verständnis. Und genau wie bei der Gehäusebegrenzung - den Wänden - vereinfacht er das 3-dimensionale Problem auf konzentrierte Elemente.

Glücklicherweise kann man hier, im Gegensatz zur Mechanik, die Struktur direkt in einen elektrischen Schaltkreis überführen und erhält trotzdem den intuitiven Charakter. Die passende Analogie heißt pU (es gibt auch die pI, die ist dual dazu). Es gilt dann:
L ~ m
C ~ 1/s
R ~ W (Widerstand)

Als Beispiel: eine Bassreflexbox ist ein Volumen (Kondensator), und dazu parallel eine akustische Masse (Spule). Beides geht zur elektrischen Masse. Dazu gibt es dann noch einen Parallelwiderstand (Undichtigkeiten), und einen Widerstand in Reihe zur Spule (Reibungsverluste im Rohr). So ein Parallelschwingkreis (RLC) hat seinen maximalen Widerstand bei der Resonanzfrequenz f=1/(2*pi*Wurzel(LC)). Das ist die Tuningfrequenz, die man so wunderbar im Impedanzgang oder auch in der Auslenkung des Chassis sehen kann - das Bassreflex-System stellt der Membran einen so hohen Widerstand entgegen, dass die Auslenkung, und damit die Geschwindigkeit und die Gegeninduktion, fast bis auf 0 herunter geht.

Wie bekommt man nun das Chassis da hinein? Das muss man von der mechanischen auf die akustische Seite transformieren (mathematisch mit der Hilfe der Membranfläche). Dabei ergibt sich dann ein Reihenschwingkreis aus Masse (L), Steifigkeit (C) und mechanischen Verlusten (R). Dazu in Reihe der oben genannte Parallelschwingkreis.

In Teil 4 geht es dann um die Ankopplung der Gehäusewände an die mechanischen und akustischen Impedanzen.
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Alt 19.12.2016, 20:11   #12
Yogibär
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Hallo Jochen,

Ich baue zwar keine Bassreflexboxen, habe aber trotzdem eine Verständnisfrage. Du sagst, dass bei der Resonanzfrequenz des Systems der Widerstand des Parallelschwingkreises am höchsten ist, was man auch im Impedanzschrieb sieht. Das habe ich verstanden und leuchtet ein. Aber wieso bewirkt der hohe Widerstand, dass die Auslenkung bzw. die Geschwindigkeit der Membran dann auf fast 0 zurückgeht. Genau das Gegenteil hätte ich erwartet, da die Membran doch keinen bzw. nur hohen Widerstand sieht. Oder korrespondieren in diesem Fall mechanischer und elektrischer Widerstand nicht?
Wo liegt mein Denkfehler?

Viele Grüsse

Thomas

PS: Verfolge den Thread hochinteressiert und freue mich auf die Fortsetzung. Mein Fachbuch ist angekommen. Lese mich gerade in das Kapitel Körperschalldämpfung ein, spannend und aufschlussreich.
Yogibär ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 19.12.2016, 20:21   #13
Kaspie
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Zitat:
PS: Verfolge den Thread hochinteressiert und freue mich auf die Fortsetzung. Mein Fachbuch ist angekommen. Lese mich gerade in das Kapitel Körperschalldämpfung ein, spannend und aufschlussreich.
Ich schließe mich an.
Du kannst einfach sehr gut erklären.
Respekt
Das ist wirklich ernst gemeint!

Lieben Gruß
Kay

Danke
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Alt 19.12.2016, 20:50   #14
JFA
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Hallo Thomas,

Zitat:
Zitat von Yogibär Beitrag anzeigen
Aber wieso bewirkt der hohe Widerstand, dass die Auslenkung bzw. die Geschwindigkeit der Membran dann auf fast 0 zurückgeht. Genau das Gegenteil hätte ich erwartet, da die Membran doch keinen bzw. nur hohen Widerstand sieht. Oder korrespondieren in diesem Fall mechanischer und elektrischer Widerstand nicht?
in der pU-Analogie entspricht der Druck der Spannung, der Schallfluss dem Strom. Der Fluss ist, intuitiv zu verstehen, natürlich auch zu der Membrangeschwindigkeit proportional.

Mal als stark vereinfachter Stromkreis:
Spannungsquelle---Serienschwingkreis---Parallelkreis---el Masse
(Antrieb)-------------(Membran)--------------(Bassreflex)---(Umgebung)

Welcher Strom/Fluss fließt bei der Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises? Antwort: so gut wie keiner.
Und wo kein Fluss, da keine Membrangeschwindigkeit. Und weil v=dx/dt (Ableitung der Auslenkung nach der Zeit), ist auch die Auslenkung gleich 0.

Spannenderweise ist der Druck im Gehäuse dabei sehr hoch. Und wer jetzt denkt, wenn kein Strom in den Parallelkreis hineinfließt, wie kann dann das Bassrohr Schall abstrahlen, der möge die Blindströme betrachten.
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Alt 19.12.2016, 21:58   #15
Bizarre
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Zitat:
Zitat von JFA Beitrag anzeigen
Spannenderweise ist der Druck im Gehäuse dabei sehr hoch.
Jo, der "gesunde Menschenverstand" meint, kann überhaupt nicht sein, da ist ja ein riesen Loch.. passt exakt zum "2.Jochenschen Gesetz".
__________________
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Alt 20.12.2016, 09:54   #16
fosti
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Zitat:
Zitat von JFA Beitrag anzeigen
....
L ~ m
C ~ 1/s
R ~ W (Widerstand).....
Moin Jochen,

hier musst Du noch mal dabei:

L,C,R und m sind Variablen. s steht normalerweise für die Einheit der Zeit, also t in s.
W steht als Einheit für das Watt, oder als Variable für die Energie.

In der Analogie setzt Du die Induktivität L der Masse m gleich. Aber die Kapazität C mit dem Kehrwert der Einheit s? Also 1/t? ...und R mit "W"? Einheit Watt oder Variable für Energie?

Viele Grüße,
Christoph
fosti ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 20.12.2016, 10:08   #17
JFA
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Ich habe die Variablen so aus dem Zwicker übernommen, und auch oben in Teil 2 so benannt:

m: Masse
s: Steifigkeit
W: Dämpfung (Widerstand)
t: Stärke/Dicke (thickness) => der ist doof, weil er mit der üblichen Variable für die Zeit kollidiert. Nehme jetzt d für Stärke/Dicke
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Alt 23.12.2016, 19:43   #18
Yogibär
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Hallo Jochen,

Der Groschen ist gefallen. Mein Denkfehler war, dass ich einen Parallelschwingkreis vor Augen hatte und keinen Serienschwingkreis.

Ich komm in meinem Selbststudium gut voran. Ziehe mir gerade Technische Mechanik 2 Festigkeitslehre von Russel/ Hibbeler rein. Ein Super Lehrbuch.
Mein Ziel ist, qualitative und fundierte Aussagen zum CLD machen zu können.

Beste Grüsse und ein frohes Weihnachtsfest

Thomas
Yogibär ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.12.2016, 14:07   #19
JFA
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Standard Teil 4 -akustische angekoppelte Gehäusewände

Nachdem ich die mechanischen und akustischen Impedanzen eingeführt habe, nun die Koppelung an die Membran. Hier gibt es zwei Wege, einmal die akustische und die mechanische Koppelung. In diesem Teil geht es nur um den akustischen Teil.

Ich habe es auf dem Vortrag schon erwähnt (glaube ich), und bestimmt auch hier im Forum: so eine Gehäusewand ist auch nur eine Passivmembran. Sie hat eine Masse, Steifigkeit und auch mechanische Verluste. Also sollte man sie auch so ansehen.

Im Anhang habe ich den akustischen Ersatzschaltkreis für einen Lautsprecher mit Passivmembran gezeichnet. Wichtig: es handelt sich um akustische Impedanzen, deswegen heißt es z. B. Mas und nicht Mms.

In diesem Schaltkreis haben wir den Generator/Verstärker, den in die akustische Domäne transformierte Generator- und Schwingspulenwiderstand, das Chassis (Mas, Cas und Ras), und dahinter den interessanten Teil, nämlich das Gehäusevolumen (Cab, Rab und Ral), sowie die passive Membran (Map, Cap, Rap).
Rab sind die internen Verluste des Gehäuses (durch Dämpfung), Ral die Verluste durch Leckage (üblicherweise sehr klein, dadurch Ral sehr groß). Lässt man Cap weg ist man bei der Schaltung für Bassreflex, packt man noch einen weiteren Serienkreis aus Map2 nud Rap2 dazu hat man Bassreflex plus Passivmembran.
Der Schall wird durch den "Strom" (den akustischen Fluss) durch die einzelnen Zweige dargestellt. Natürlich können nur die Membran selbst und das passive Element Schall abstrahlen.

Schauen wir uns das mal genauer an: die Resonanzfrequenz des Chassis ist fs=1/(2*pi*Wurzel(Mas*Cas)), die Resonanzfrequenz der Passivmembran fp=1/(2*pi*Wurzel(Map*Cap)). Die Güten sind
Qas=1/Ras*Wurzel(Mas/Cas) bzw. Qap=1/Rap*Wurzel(Map/Cap).

Normalerweise würde man eine Passvimembran (und auch Bassreflex) so abstimmen, dass fp ungefähr gleich fs ist. In diesem Fall wollen wir aber die Schallabstrahlung des Gehäuses selber möglichst gering halten. Ziel ist also immer, den Strom durch den Serienschwingkreis Map/Cap/Rap möglichst gering zu halten.

Schauen wir uns das mal genauer an. Als erstes die Masse, dazu setzen wir Cap und Rap auf Null. Dadurch ergibt sich ein Parallelschwingkreis aus Cab und Map, genau wie Bassreflex. Völlig unabhängig von der Membran und dem Gehäuse können wir dann schonmal festhalten: macht man Map kleiner, steigt der Strom durch diesen Zweig. Wir gewinnen also nichts.
Also andersrum: Masse hoch. Dadurch sinkt der Strom schonmal, allerdings muss man jetzt darauf schauen, wo man die Resonanzfrequenz des Parallelkreises hinlegt. Die sollte möglichst niedrig sein, damit sie in einem Bereich liegt, wo der Gesamtstrom (der durch Mas, Cas und Ras) noch gering ist (wegen Cas).

Nun die Steifigkeit: Map und Rap auf Null setzen und schauen was passiert. Auch hier kommt man durch einfaches Nachdenken zu dem Schluss, dass eine höhere Steifigkeit (=> kleineres Cap) zu einem geringeren Strom führt. Und eine weichere Wand zu einem größeren Strom. Warum das eine nur bedingt gute Idee ist, dazu komme ich in einem späteren Teil.

Die Dämpfung ist einfach: je höher desto geringer der Strom, und da gibt es auch keine versteckten Fallen.

Noch eine wichtige Sache lässt sich aus dem Schaltkreis ablesen: nämlich, dass oberhalb von fs sich durch Mas und Cab ein Tiefpass zweiter Ordnung bildet, die Übertragung zu der "Passivmembran" ist also bei tiefen Frequenzen am besten (aber auch dazu in einem späteren Teil mehr).

Im nächsten Teil geht es dann aber erstmal um die mechanische Ankoppelung.

Edit: Die Ansicht vom PNG klappt bei mir nicht aus dem Browser heraus, deswegen noch als JPG
Angehängte Grafiken
Dateityp: png LS_Passivmembran.png (6,8 KB, 38x aufgerufen)
Dateityp: jpg LS_Passivmembran.jpg (16,5 KB, 38x aufgerufen)
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Alt 27.12.2016, 12:45   #20
JFA
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Standard Teil 5 - mechanische Ankoppelung

Nun also die mechanische Ankoppelung. Vorweg: die Darstellung des dynamischen Chassis als Serienkreis in der mechanischen Domäne entspricht nicht der Darstellung im Zwicker (dort ist es ein Parallelschwingkreis). In der angelsächsischen Literatur scheint das aber so üblich zu sein.

Weil wir jetzt in der mechanischen Welt stecken, heißen die Elemente Mms und nicht mehr Mas, wie im vorherigen Teil. Aber in der Struktur gibt es einen wichtigen Unterschied.

Normalerweise nimmt man die bewegten Teile des Chassis (Mms, Cms und Rms) als mechanisch parallel an (deswegen hier in der FU-Analogie in Reihe geschaltet), wobei alle 3 nach elektrischer Masse gehen. Diese Annahme nach Masse trifft aber nur dann zu, wenn diese bewegten Teile sich gegen etwas abstützen, was unendlich schwer oder unendlich steif ist. Genau diesen Fall haben wir hier nicht, denn es handelt sich ja um ein normales Gehäuse, was keine der beiden oben genannten Bedingungen erfüllt.

Wie kommen wir nun zu diesem Ersatzschaltbild? Massen werden in der Mechanik immer als gegen den Bezugspunkt (hier: elektrische Masse) angenommen, aber sowohl die Steifigkeit als auch die Reibung sind ja am Gehäuse "befestigt", liegen also in Reihe zu diesem. Wegen der Umwandlung Parallel <-> Seriell liegt hier das Gehäuse daher als Serienschwingkreis parallel zu dem seriellen RC-Glied des Chassis.

Ich habe in das Schaltbild noch einen weiteren Zweig (Cme und Rme) eingebaut, der die elastische Ankoppelung vom Chassis an das Gehäuse darstellen soll. Normalerweise ist die Ankoppelung sehr steif, also Cme sehr klein, daher kann dieser Zweig meistens weg gelassen werden. Aber in Teil 1 erwähnte ich die elastische Ankoppelung, und daher ist die drin.

Genau wie im akustischen Teil muss auch hier wieder der Strom durch den Serienschwingkreis Mmp/Cmp/Rmp möglichst klein gehalten werden.

Wir sehen vor allem eins: normalerweise ist diese Anregung nicht weiter tragisch. Bei tiefen Frequenzen verhindert die hohe Gehäusesteifigkeit (kleines Cmp) eine nennenswerte Anregung, bei hohen dagegen die große Masse (großes Mmp) und die Eigenschaft, dass Cms mit Mms als Tiefpass wirkt.

Die Sache hat nur einen Haken - und der gilt auch im akustischen Fall (Teil 4): bei fp=1/(2*pi*Wurzel(Mmp*Cmp)) wirkt nur noch Rmp - und der ist sehr klein! Meistens noch kleiner als Rms, womit wir bei einem sehr ernsten Problem sind, denn dann fließt bei Resonanz fast der gesamte Strom durch Rmp.

Es gibt nur zwei Möglichkeiten, dieses Resonanzproblem abzumildern: man koppelt das Chassis hochelastisch (großes Cme) und nur gering bedämpft (sehr kleines Rme) an. Oder man bekommt irgendwie Rmp hoch.

Und darum geht es im nächsten Teil.
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg LS_Koerperschall.jpg (46,1 KB, 21x aufgerufen)
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