Am 30.12.19 um 03:51 schrieb Hartmut Kraus:
> (Was ich heute noch immer wieder gerne flimmern sehe, ist die LED -
> Ausssteuerungsanzeige.) ;) Aber zum Thema - aus dem alten Buch:
>
> "Der Dämpfungsfaktor errechnet sich aus dem Innenwiderstand und dem
> Nennlastwiderstand. Er ist ein zahlenmäßiger Ausdruck für die
> Unterdrückung eines vom Lautsprecher auf den Verstärker zurückwirkenden
> Signals. Die Schwingspule des Lautsprechers verhält sich bei
> impulsartigen Signalen wie eine Induktivität, d.h. auf einen einzelnen
> Impuls wird sie auf Grund der Selbstinduktion mit einer negativen
> Impulsspitze 'antworten'. Diese Impulsantwort ist deutlich hörbar und
> stellt somit eine Veränderung des Originalsignals dar. Durch einen sehr
> niederohmigen Verstärkerausgang wird die von der Schwingspule erzeugte
> Spannung kurzgeschlossen und weitestgehend unterdrückt. Je höher der
> Dämpfungsfaktor, um so besser ..."
>
> Soweit erst mal korrekt, oder?
Nein, das ist Mindestens mal missverständlich oder unvollständig.
Die Schwingspule verhält sich nicht wie eine Induktivität, nicht einmal
in guter Näherung.
Nur, wenn ich den Lautsprecher mechanisch komplett arretiere, würde sich
daran etwas ändern. Dann ist es näherungsweise eine Reihenschaltung von
Widerstand und Induktivität.
Eine frei schwingende Schwingspule ist aber eher so etwas wie ein
Energieübertrager mit der Membran und der Luft als Last dran, also schon
eher vergleichbar mit einem Transformator, der mit einem bedämpften
Schwingkreis belastet ist.
Man könnte aus der Argumentation aber herauslesen, dass es eine
hypothetische Diskussion um einen mit einer hohen Impedanz (also
Dämpfungsfaktor 0 = stromkontrollierte Endstufe) angesteuerten
Lautsprecher geht. Und ja, da würde es in Grenzen stimmen. Nur dass die
Rückwirkung sowohl induktiv als auch kapazitiv ist (komplexe
Impedanzkurve halt), und zwar bei /jedem/ Lautsprecher, dessen
Eigenresonanz nicht vollständig bedämpft ist (gibt es bei manchen
Hochtönern).
Was da auch nicht steht und klanglich ebenso relevant ist, ist, dass der
Dämpfungsfaktor nicht nur vom Verstärker abhängt (der ist in der Praxis
sogar vernachlässigbar), sondern von der Konstruktion des Lautprechers
selbst. Das ist der elektrische Dämpfungsfaktor Qes. (Aufpassen, bei
Verstärkern gibt man den Dämpungsfaktor an, bei den TSP die
Resonanzgüte: Q = 1 / 2 D) Daneben gibt es auch noch den mechanischen
Dämpfungsfaktor des Lautsprechers Qms.
Die relevante Gesamtdämpfung ergibt sich dann aus der Reihenschaltung
der Verstärker- und Kabeldämpfung (und ggf. noch Weiche) mit dem
elektrischen Dämpfungsfaktor, und das ganze dann parallel geschaltet mit
dem mechanischen Dämpfungsfaktor. Bei den allermeisten Lautsprechern
dominiert der elektrische Zweig die Gesamtdämpfung, der mechanische
Anteil ist aber keineswegs vernachlässigbar.
Mal in Zahlen:
- So ein Lausprecher hat einen Qes in der Größenordnung von 0,2 (high
efficiency PA) bis 1,5 (HiFi-Schlabber-Bass).
- Qms schwankt stark, typischerweise zwischen 1 und 20.
- Der Verstärker hat selbst in der Holzklasse vielleicht Qv = 0,001 (D =
500). Selbst der TDA sollte das packen. Nur Röhrenverstärker sind
schlechter.
- Das Lautsprecherkabel steuert vielleicht nochmal Qk = 0,005 bis 0,03 bei.
- Und die Frequenzweiche je nach Qualität grob Qw = 0,025 bis 0,15.
Daraus ergibt sich eine Gesamtgüte: Qs = (Qes + Qv + Qk + Qw) || Qms
|| ist dabei der Parallelschaltungsoperator, also 1/(1/a+1/b)
Man erkennt mühelos, dass das am meisten vernachlässigbare der
Verstärker ist (und dabei wird so ein Affentheater darum gemacht),
gefolgt von Kabel, Weiche und eben Lautsprecher.
Der nächste Punkt ist, dass eine Gesamtgüte von 0 in keiner Weise
erstrebenswert ist. Dann kommt nämlich nicht mehr viel aus dem
Lautsprecher raus. Man will eher Werte zwischen 0,5 und 1 haben.
Und last but not least verändert der Einbau eines Lautsprechers in ein
Gehäuse das ganze nochmal massiv. Die Gesamtgüte steigt dabei mehr oder
minder an. Ursache ist schlicht die steigende Resonanzfrequenz. Die geht
mit weniger Bewegung einher und das gibt natürlich auch weniger Dämpfung.
Lautsprecher, Weiche und Gehäuse bilden aber eine aufeinander
(hoffentlich) abgestimmte Einheit. Der Grund warum der Verstärker eine
halbwegs gute Dämpfung haben sollte, ist schlicht und ergreifend, weil
der Abstimmung so ausgelegt wurde.
Nichts desto trotz sind kleine Änderungen, wie +0,05 gegenüber anderen
Effekten wie Toleranzen, Alterung und Temperaturabhängigkeit immer noch
vernachlässigbar.
Heißt: jede klassische Gegentaktendstufe mit Gegenkopplung, die nicht
absichtlich schlecht gemacht wurde, ist gut genug. Und auch gute
Lautsprecherkabel nutzen nur dem Verkäufer.
Mit solchen Aussagen lege ich mich natürlich regelmäßig mit den
High-End-Freaks an. Das ist halt wie bei der Kirche: entweder man glaubt
daran oder nicht.
Ich wollte auch schon mal eine Audio-Vorführung machen, wo ich ganz
gezielt ein Sakrileg begehe, also z.B. ein paar richtig gute Boxen mit
2m Klingeldraht an einem 2*2cm² großen 1€ Verstärkermodul (TDA2003, noch
räudiger als der 2030) mit anschließen, das an einer 12V Wandwarze
hängt, und dann trotzdem einen guten Klang herauszaubern. Aber nur, um
die Gläubigen zu ärgern und vielleicht ein, zweien die Augen zu öffnen,
war mir dann doch zu doof.
> Jetzt du:
>
>> I = ∫ U/L dt
>>
>> Wenn die Spannung 0 ist, bleibt der Strom konstant.
>
> Die Spannung ist aber nicht 0 sondern:
>
>> Die Spule hat aber auch einen ohmschen Widerstand, und über dem
>> erzeugt der Strom einen Spannungsabfall, weshalb die Spannung aus
>> Sicht der Induktivität nicht auf 0 geht, sondern sogar negativ wird.
>
> Nur aus der Sicht der Induktivität? Nach meinem Verständnis ist das eben
> genau die beschriebene "Impulsantwort" ("Gegeninduktionsspannung", und
> zwar eine negative, dagegen eben die "Freilaufdioden"), oder?
Ja das passt schon, nur dass der Strom durch die (virtuell)
niederohmigen Endtransistoren fließt und nicht durch die Freilaufdioden.
Für letzteres müsste die Ausgangsspannung des Verstärkers nämlich erst
einmal über die Versorgungsspannung steigen, und das täte dem
Lautsprecher mal gar nicht gut.
> > Tatsächlich scheint der [2030] das zu
> > brauchen. Ich vermute mal, seine Schutzschaltungen können ihn recht
> > schnell hochohmig werden lassen.
>
> Das wird's wohl sein.
>
> > Bei klassischen Endstufen mit "nur" SOA-Protection passiert das aber
> nicht.
>
> Richtig, da wird diese "Gegeninduktionsspanung" durch den
> Vertärkerausgang quasi kurzgeschlossen, d.h., sie treibt einen nicht
> unerheblichen Strom durch die Leitung,
Der Strom ist im ersten Moment exakt so groß, wie vor der Änderung der
Ausgangsspannung auf 0. Es ändert sich bei Induktiver Last kurzfristig
erst mal nur die Spannung. Der Strom folgt dann üblicherweise, weil wir
hier ja keine Supraleiter haben.
> und der ist keineswegs im NF-Bereich angesiedelt.
Doch, ist alles NF. Die Frequenz ist eine in linearen Systemen eine
Invariante. Um sie zu ändern, müsste man die Zeit manipulieren. (Die
Invarianz der Zeit kann man z.B. nutzen, um mit billigen Soundkarten
Präzissionsmessungen mit mehreren Stellen hinter dem Komma zu machen.)
Aufgrund des Integrals ist das Spektrum des Induktionsstromes sogar mit
6 dB/Oktave tiefpassgefiltert: er ändert sich langsamer.
Natürlich alles nur unter der hypothetischen Annahme, der Lautsprecher
wäre eine Induktivität.
>>> wohl eine steil abfallende Flanke und dern Oerwellen gem. Herrn
>>> Foruier, hä?
>>
>> Es gibt keine steile Flanke.
>
> Stimmt, aber wie sieht dieser "induktive Rückstrom" aus?
Exponentieller Abfall vom letzten Wert auf 0. Die Sprungantwort eines
Tiefpass 1. Ordnung.
Marcel