Baffle Step, Warum -6 dB und nicht -3 dB?

[jones34]

Ich finde es ja schon interessant das für absolute Grundlagen Nachweise anhand von Messung hier im Forum gefordert werden.
Man ist einfach schon so viel weiter als das und das Wissen dazu ist breit verfügbar.

Wenn sich zwei Wellen überlagern dann tun sie das erstmal unabhängig voneinander.
Der momentane Druck an der entsprechenden Stelle addiert sich. Hat man zweimal den gleichen Druck dann bekommt man doppelt so viel Druck.
Das sind +6dB.
Strahlen zweite Quellen kohärent von der gleichen Stelle aus ab bekommt man diese +6dB über den ganzen Raum.
Das ist rein konstruktive Interferenz.
Die zweite Quelle ist in dem Fall die Spiegelquelle die sich durch die unendliche Schallwand ergibt.

Separiert man die zwei Quellen voneinander kann die Interferenz nicht mehr rein konstruktiv ausfallen.
Ist der Abstand so groß das man von einem gleichverteilen Phasenverhältnis (0°-360°) zwischen den Quellen über den Raum gesehen, sprich es kommt alles zwischen konstruktiver und destruktiver Interferenz gleichmäßig viel vor, bekommt man über den Raum gemittelt die +3dB.

Die +6dB über den ganzen halben Raum erscheinen erstmal komisch.
Der Energieerhaltungssatz muss ja eingehalten werden.
Und das wird er auch.
Man muss sich bewusst machen das die abgestrahlte Leistung und die zugeführte Leistung bei Chassis zwei völlig verschiedene Dinge sind.
Was bei einem Lautsprecher immer festgehalten wird ist die zugeführte Leistung, nicht die abgestrahlte! Große Hörner wären sonst ganz schön langweilig
Die Sengpiel Seite ist in dem Punkt etwas irreführend.


@JFA:
Nach meinem Verständnis muss sich die Schalleistung tatsächlich ändern und das sollte sie auch tun
Die abgestrahlte Leistung wird tatsächlich größer weil die Anpassung des Strahlungswiderstands an die Luft durch den höheren Strahlungswiderstand deutlich besser wird.
Im Grenzfall wird die abgestrahlte Leistung genau doppelt so groß (Punktquelle in Halb-/Vollraum).

[JFA]

Nach meinem Verständnis muss sich die Schalleistung tatsächlich ändern und das sollte sie auch tun

Vorsicht: ich hatte geschrieben, dass die Schallquelle eine konstante Leistungsabgabe hat. Dann kann sich auch die Leistung im Raum im Vergleich nicht erhöhen.

Bei einem echten Chassis ist das etwas anders, weil das selber eine (von Null verschieden und auch nicht unendlich, aber deutlich größer als der Strahlungswiderstand der Membran) Quellimpedanz hat, nämlich Re, Mms, Cms und Rms. Und dann ändert sich bei Änderung der Lastimpedanz natürlich auch die abgegebene Leistung.

In dem Fall aber nur minimal...

[fosti]

Ich finde es ja schon interessant das für absolute Grundlagen Nachweise anhand von Messung hier im Forum gefordert werden.
Man ist einfach schon so viel weiter als das und das Wissen dazu ist breit verfügbar.........

Ja genau ...und dann wundert man sich über Diskussionen zu Kabel-, Verstärker- und Kondensatorklang!

Aber Schallgrößen (Pegel, Intensität, Leistung, Druck, Schnelle etc.) sind schon nicht ohne....in Verbindung mit den Logarithmischen Werten muss ich mich da auch immer wieder einarbeiten.
Für mich habe ich da so 2 Werte zementiert:
-3dB ---> 1/wurzel(2) ca. 0,707
-40dB ---> 1/100 also 1%

[jones34]

Jetzt komm ich grad nicht mehr ganz mit.
Wenn man die Leistung der Schallquelle konstant hält kommt im Halbraum 3dB mehr an.

Aber es ging doch gerade darum woher die 6dB kommen die man immer sieht.

Eine Schallquelle hat immer eine Quellimpedanz.
Will man irgendwas in Luft abstrahlen muss man diese Quellimpedanz an die Impedanz von Luft anpassen.
Nun ist die Sache das kleine Quellen eine sehr kleine Quellimpedanz haben.
Versucht man dann Leistung in die Quelle zu blasen wird ein Großteil wieder reflektiert, das ist blöd, da diese Leistung dann oft einfach verpufft (Wärme)

Hier eine Erklärung: https://de.wikipedia.org/wiki/Reflexionsfaktor

Wichtig ist hier festzuhalten das die Quellimpedanz einer kleinen (Punkt) Quelle sehr viel kleiner ist als die Impedanz von Luft.
Die Transmission für kleine Quellimpedanzen ist daher in Näherung proportional zur Quellimpedanz.

Jetzt zum Halbraum: Da, wie schon von JFA geschrieben offensichtlich nur noch das halbe Volumen vorhanden ist, wird bei gleichem Druck nur noch die halbe Schallschnelle erreicht.
-> Die Quellimpedanz wird verdoppelt

Hierdurch verdoppelt sich der Transmissionskoeffizient.
Das sind +6dB.
Durch die bessere Anpassung werden bei gleichem Druck (proportional zur Spannung am Lautsprecher) 3dB mehr Leistung abgestrahlt.
Die bekommt man aber nicht geschenkt sondern die wird weniger reflektiert.
Normiert man jetzt aber auf die abgestrahlte Leistung unterschlägt man diesen Effekt und landet bei +3dB pro Raumhalbierung.

Wenn man statt einer Spiegelquelle eine echte Quelle hinzu fügt ist es das gleiche Spiel.
Die Regel "Doppelte Chassis = 6dB mehr" gilt, wenn man die abgestrahlte Energie betrachtet aber eben nur in Grenzen, da man irgendwann eben aus der Annahme Z_Chassis << Z_Luft raus läuft.
Mehr als Anpassung geht nicht.

[wilbur11]

Ich finde es ja schon interessant das für absolute Grundlagen Nachweise anhand von Messung hier im Forum gefordert werden.
Man ist einfach schon so viel weiter als das und das Wissen dazu ist breit verfügbar..

Egal wie und wo das Wissen zu finden ist, ich finde es ziemlich unangemessen von Dir, dass Du Di raus nimmst, festzulegen, welches Wissen zu den Grundlagen zu hören hat und Welches nicht!

Wer oder was bist Du, dass Du Dir das herausnimmst?

Und die Leute, die es nicht Wissen, sind dann des Forums hier nicht würdig oder was?
Gut, dass du nichts zu sagen hast!

[fosti]

@jones34: Hä ....wie jetzt vorhin hast Du selber noch von +6dB gesprochen...und gemeinen Grundlagen, jetzt gehst Du wieder auf 3 dB zurück....werd mal deutlich...und es bleibt theoretisch bei 6dB!
EDIT: OK habe Deinen letztern Post wohl falsch verstanden: Es bleibt bei den maximal möglichen +6dB

[jones34]

Egal wie und wo das Wissen zu finden ist, ich finde es ziemlich unangemessen von Dir, dass Du Di raus nimmst, festzulegen, welches Wissen zu den Grundlagen zu hören hat und Welches nicht!

Wer oder was bist Du, dass Du Dir das herausnimmst?

Und die Leute, die es nicht Wissen, sind dann des Forums hier nicht würdig oder was?
Gut, dass du nichts zu sagen hast!

Das irritiert mich jetzt nun etwas.
Wie sich Wellen verhalten ist nunmal einfach eine Grundlage ohne die man nicht weit kommt in der Akustik. Das hab ich nicht entschieden.
Als Bastler kann einem das mehr oder weniger egal sein aber sobald es an Diskussionen wie hier geht kommt man nicht daran vorbei.

Dieses Wissen nicht zu haben wertet auch absolut niemand ab, das scheibst du jetzt.
Austausch über diese Themen ist doch super.

Ich finde es jedoch schon etwas komisch wenn gefordert solche Grundlagen durch Messungen zu belegen.
Das ist einfach nicht verhältnismäßig.
Es ist absolut ok und gut (!) Fragen zu stellen aber dann muss es eben ein Verweis tun wenn es in jedem Buch zu dem Thema technische Akustik zu finden sein sollte.

Können wir das vielleicht etwas weniger heiß angehen?

@jones34: Hä ....wie jetzt vorhin hast Du selber noch von +6dB gesprochen...und gemeinen Grundlagen, jetzt gehst Du wieder auf 3 dB zurück....werd mal deutlich...und es bleibt theoretisch bei 6dB!
EDIT: OK habe Deinen letztern Post wohl falsch verstanden: Es bleibt bei den maximal möglichen +6dB

Hast du vielleicht Vorschläge wie man das verständlicher schreiben kann, damit es rüber kommt?

[JFA]

Jetzt komm ich grad nicht mehr ganz mit.
Wenn man die Leistung der Schallquelle konstant hält kommt im Halbraum 3dB mehr an.

Aber es ging doch gerade darum woher die 6dB kommen die man immer sieht.

Da kommt dann das halbe durchstrahlte Volumen bzw Oberfläche ins Spiel. Die Schallleistung ist das Integral der Schallintensität (und damit dem Produkt p*v) über die durchstrahlte Oberfläche. Unterhalb des Bafflesteps ist die durchstrahlte Oberfläche doppelt so groß wie oberhalb, deshalb sind es da -3 dB, zusammen mit der halben Schallleistung eben -6 dB

[jones34]

Ah, jetzt verstehe ich welche 3dB welche sind bei dir

[wilbur11]

Das irritiert mich jetzt nun etwas.
Wie sich Wellen verhalten ist nunmal einfach eine Grundlage ohne die man nicht weit kommt in der Akustik. Das hab ich nicht entschieden.
Als Bastler kann einem das mehr oder weniger egal sein aber sobald es an Diskussionen wie hier geht kommt man nicht daran vorbei.

Dieses Wissen nicht zu haben wertet auch absolut niemand ab, das scheibst du jetzt.
Austausch über diese Themen ist doch super.

Ich finde es jedoch schon etwas komisch wenn gefordert solche Grundlagen durch Messungen zu belegen.
Das ist einfach nicht verhältnismäßig.
Es ist absolut ok und gut (!) Fragen zu stellen aber dann muss es eben ein Verweis tun wenn es in jedem Buch zu dem Thema technische Akustik zu finden sein sollte.

Können wir das vielleicht etwas weniger heiß angehen?

Wellen breiten sich geradlinig aus, es sei den, sie werden reflektiert, gebeugt oder gebrochen. Oder sie interferieren

Toll, dann weis ich ja schon Alles....

Super, das erklärt mir laien aber nicht, ob der baffleStep jetzt 3 oder 6 dB beträgt, und vor Allem nicht, WARUM!

Und noch eins : Leute, die RICHTIG Ahung von etwas haben, die schaffen es, komplizierteste Zusammenhänge so verständlich zu erklären, dass es auch ein interessierter Laie versteht. Da werden dann einfach ein paar Diagramme gezeichnet, anhang derer man z.B. nachvollziehen kann, was bei der Kollision eines Elektrons und eines Positron passiert...(Richard Feyman)
Auch Stephen Hawkings hat so etwas geschafft... Das zeichnet solche Leute aus, das sie es nicht nötig haben, auf irgendwelche Quellen zu verweisen, sie machen das mit ihren eigenen Wort. Das vermisse ich etwas bei Dir....

[Azrael]

Da werden dann einfach ein paar Diagramme gezeichnet, anhang derer man z.B. nachvollziehen kann, was bei der Kollision eines Elektrons und eines Positron passiert...(Richard Feyman)
Auch Stephen Hawkings hat so etwas geschafft... Das zeichnet solche Leute aus, das sie es nicht nötig haben, auf irgendwelche Quellen zu verweisen, sie machen das mit ihren eigenen Wort. Das vermisse ich etwas bei Dir....

Dabei gilt es aber zwei Dinge zu berücksichtigen: Erstens haben sowohl Feynman als auch Hawking auch das veröffentlicht, was man wohl (ohne da auch nur irgendetwas Abwertendes suggerieren zu wollen) als populärwissenschaftliche Bücher bezeichnen könnte. Da wird dann auch schon mal eher bei "Adam und Eva" angefangen, als beispielsweise in beinharten wissenschaftlichen Veröffentlichungen mit ihren ellenlangen Quellenangaben.

Zweitens sind das hier Forenbeiträge in einem Fachforum und keine Bücher. Wenn man da was über "Adam und Eva" wissen will, dann muss man eben nachfragen. Und ich habe nicht den Eindruck, dass solches Nachfragen hier irgendwie unerwünscht ist.

Mir erscheint die Reaktion jedenfalls auch etwas überzogen.

Viele Grüße,
Michael

[fosti]

Lieber Willi,
ich denke es ist jetz alles gesagt, warum es theoretisch zu den maximal +6dB Überhöhung kommen kann, es in der Praxis aus den ebenda genannten Gründen meist etwas darunter bleibt. Aber in jedem Fall mehr als "nur" +3dB.

Viele Grüße,
Christoph

[jones34]

Glaub mir, ich wäre auch lieber so gut wie Feynman oder Hawking
Leider kann ich mich nur als dahergelaufener Elektrotechniker anbieten, der mal ne Wellengleichung gesehen hat und durchaus auch mal Fehler oder Unklarheiten produziert.
Hatte gehofft dass das für ein Forum wie dieses ausreicht.

[ton-feile]

Aus meiner Sicht eine Frage der Phasen-Korrelation.
+3dB bei 90 Grad bis +6dB bei idealer Summierung mit allen möglichen Werten dazwischen...

Viele Grüße
Rainer