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Friday, May 15th 2015, 1:48pm

Belastbarkeit von Kalotten-Hochtonlautsprechern

Kann mir jemand erklären, ob die hier Pieps-Erzeugung für den Tonband-Messbedarf (etwas Audacity-Praxis) getroffene
Aussage "Nenn-Belastbarkeit eines Kalotten HT unter 1 Watt" so stimmt.
Es ist doch ein Unterschied, ob ich die Sinusleitung einer Mehrwegebox
bestimme, oder die Leistung eines HT. Der Sinus wird doch 1 kHz
Dauerston bestimmt, oder? Und die untere Grenzfrequenz eines HT liegt
doch gut und gerne über diesem 1 kHz, so dass sich auf diese Weise doch
gar keine Aussage treffen lässt. Oder liege ich falsch?

niels
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2

Friday, May 15th 2015, 2:19pm

1.5.1 "Dabei ist zu beachten, daß z.B. ein Hochtöner mit 100 W Nennbelastbarkeit nach DIN in Wirklichkeit nur mit etwa 10% dieser Leistung belastet werden darf."

http://www.sgersing.de/pdf/SFT032.pdf

Demnach stimmt bitbrains Aussage für Hochtöner mit 10 Watt Nennbelastbarkeit.

Gruß
Frank
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Pink Floyd - One Of These Days

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3

Friday, May 15th 2015, 5:27pm

Und bei einer Übergangsfrequenz von 5000 Hz. Bei 3000 Hz sind es schon 20 % die dieser Leisten dürfen muss.

niels
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4

Friday, May 15th 2015, 9:31pm

Hallo Niels,

habe ich was verpasst? Was willst Du wissen und warum der "Pieps"-Link? Sind das die Nachwirkungen vom Vatertag?


Die Belastbarkeit einer Box und die Belastbarkeit eines HT aus eben dieser Box haben nicht notwendig etwas miteinander zu tun. Wieviel von der Leistung, mit der Du eine Box belastest (belasten kannst) tatsächlich beim Hochtöner ankommt, hängt ja davon ab, ob eine Weiche eingebaut und wie die konzipiert ist. Daher können HT in einer Mehrwege-Box oft deutlich geringer belastbar sein, als die Mehrwege-Box selber.

Wenn Du von der Belastbarkeit sprichst, dann wäre zu klären, was Du eigentlich wissen willst. Den Wortlaut einer Norm?

Bei der praktischen Auswahl eines Hochtöners für einen konkreten Einsatz geht es ja um die thermische Belastbarkeit der Spule, die mechanische Belastbarkeit des schwingenden Systems, aber auch um die Frage, bei welchen Kombinationen von Frequenzen und Pegel ein System noch in der Lage ist die angeforderten Töne sauber und phasengleich abzugeben.

Hierbei ist zu beachten, dass ein Chassis immer auch im Kontext seiner Verwendung zu bewerten ist. Denn ein in einem geschlossenen, gedämmten Gehäuse eingebauter Lautsprecher erhitzt möglicherweise schneller, als einer, der in eine offene Schallwand eingesetzt ist. Ein in einem geschlossenen Gehäuse eingesetzter Lautsprecher produziert, bei gleicher Stromzufuhr, möglicherweise andere Hübe, als ein in einem Baßreflex-Gehäuse verwendetes Chassis.

Worauf willst Du also hinaus?

Tschüß, Matthias
Stapelbüttel von einem ganzen Haufen Quatsch

5

Friday, May 15th 2015, 10:06pm

Ich denke Niels will auf den Vorsichtigen Umgang mit den an derer Stelle erwähnten Pieps bzw. "Sinustönen“ hinaus.
Wenn man eine 150Watt Lautsprecherbox mit 100Hz und einer Leistung von angenommen 100Watt quält kann sie das überleben, ändert man nun die Frequenz auf 10kHz ohne den Pegel anzupassen wird das das Ende des Hochtöners sein.
Die Angabe Sinusdauerleistung kann übrigens täuschen, "Dauerleistung" heißt nicht unbedingt Dauerleistung. Das heißt in der Regel x Schwingungen Signal gefolgt von einer ebenso langen Pause, das nennt man dann Burstbetrieb.

Die andere Frage ist natürlich, wer sich "Sinustöne" mit solchem Pegel überhaupt antut.

Gruß Ulrich

This post has been edited 1 times, last edit by "uk64" (May 15th 2015, 10:15pm)


6

Friday, May 15th 2015, 10:13pm

Matthias, worauf will ich hinaus?

bitbrains Aussage "Bitte Vorsicht bei der Wiedergabe von Sinustönen über Lautsprecher, die
Nenn- (Sinus-) Belastbarkeit eines Kalotten-Hochtöners beträgt unter 1
Watt !!" aus eben jenem Thread, wollte ich nicht unkommentiert stehen lassen, aber deinen Thread nicht OT kapern.

Deine Antwort zeigt, dass diese Aussage vielleicht wirklich nicht unkommentiert bleiben sollte, dennn zumindest mir scheint dies keine Aussage, sondern eine Behauptung zu sein.

Wie wir überhaupt die Belastbarkeit eines Hochtöners angegeben? Belastbarkeit eines fiktiven Gesamtsystems mit 12 dB-Weiche, bei unterer Grenzfrequenz=dopplete Resonanzfrequenz des Hochtöners beispielsweise? So dass auf einem HT, der so in eine 100 W-Box eingebaut wird "100 W" als Belastbarkeit steht?

Gibt es dazu "den Wortlaut einer Norm"?

Ist mein Anliegen etwas klarer geworden?

niels
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7

Friday, May 15th 2015, 10:16pm

Danke, Ulrich. In die Richtung wollte ich hinaus.

(Ertrüge man die 10 kHz mit 100 W wiedergegeben überhaupt, wenn man sich im selben Raum wie der LS befindet?)

niels
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8

Friday, May 15th 2015, 10:18pm

Das mit dem kleiner 1 Watt kann man so verallgemeinert natürlich nicht stehen lassen, das Prinzip des geringer belastbaren Hochtöners bleibt aber.

Gruß Ulerich

Quoted

(Ertrüge man die 10 kHz mit 100 W wiedergegeben überhaupt, wenn man sich im selben Raum wie der LS befindet?)


Eigentlich muss man hier in Schalldruck denken, Leistung ist unpräzise.
Abgesehen davon, nein, das "ertrüge" man nicht.

Gruß Ulrich

This post has been edited 1 times, last edit by "uk64" (May 15th 2015, 10:22pm)


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9

Saturday, May 16th 2015, 1:25pm

Ich muss mich erstmal für den etwas unpräzisen Schnellschuss entschuldigen, aber man kann mit Sinustönen wirklich ganz schnell den Hochtöner zerstören und davor wollte ich zuerst einmal warnen. Und jetzt ein paar Richtigstellungen:
1. Die Nennbelastbarkeit eines Lautsprechers wird mit Rauschen ermittelt, nicht mit Sinustönen ! Daher gibt es keine Sinus-Belastbarkeit bei Lautsprechern, sondern nur Nenn- (Dauer-) und Musik- (Spitzen-) Belastbarkeit.
2. Das mit der Sinus-Belastbarkeit von unter 1 Watt für Kalottenhochtöner bezieht sich auf den nackten Lautsprecher ohne vorgeschaltete Frequenzweiche, und hier waren wirklich Sinustöne gemeint. Aber auch mit Frequenzweiche sieht das nicht viel besser aus, weil Sinustöne etwas anderes sind als Rauschen. Ich habe einmal daneben gestanden, als eine Endstufe mit sehr langer Einschaltverzögerung und einem Sinus-Tongenerator am Eingang endlich einschaltete, da kam nach einem kurzen lauten Piep nur noch ein Rauchwölkchen aus dem Bereich des Höchtöners. Und um genau so einen "Piep" ging es im ursprünglichen Thread.

Das Dumme ist doch, man dreht automatisch lauter, wenn man nichts hört. Wenn man sich dann noch im Frequenzbereich oberhalb 10kHz befindet, wird es gefährlich für den Hochtöner. Wir sind doch hier auch alle nicht mehr ganz jung, so dass der "biologische Rauschfilter", ich meine den altersbedingten Höhenverlust des Ohres, dazu führt, dass man noch lauter dreht, wenn oder weil man nichts hört.

MfG, bitbrain2101
<<--- Sony BVH-2000PS, prof. 1 Zoll "C"-Standard Videorecorder Bj. 1983
bildgenauer Insert- und Assemble- Schnitt für Video und 3 Tonspuren
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10

Saturday, May 16th 2015, 3:13pm

... Ist mein Anliegen etwas klarer geworden?...



Hallo Niels,
bitte habe Nachsicht. Das dauert bei mir immer ein bischen, bis die Synapsen warm geworden sind. Jetzt habe ich begriffen.

Zunächst müssen wir verstehen, dass all diese Angaben von Leistung und Belastbarkeit keine absoluten Größen darstellen, sondern immer relative Angaben sind. Leider werfen unterschiedliche Hersteller gerne die Bezüge durcheinander und geben sie garnicht an, so dass wir Verbraucher üblicherweise nicht in der Lage sind zu unterschieden, ob ein Chassis von einem Hersteller für Musik-Boxen oder für Sinuston-Reproduktions-Apparate stammt.

Das durchschnittliche Signal, das eine Lautsprecherbox belastet, ist ja ein Frequenzgemisch, das sich in der Verteilung an dem orientiert, was wir für Musik halten. Die Gesamtenergie, die hier als Summe der Pegel der einzelnen Frequenzen auf die Box trifft, wird durch die Frequenzweiche in einem Maße verteilt, dass der Hochtöner eben nur ein Bruchteil dessen abbekommt, was wir als Gesamt-Lautstärke empfinden.

Wenn wir also ein Rosa Rauschen mit einer gesamten Arbeitsleistung von 100 Watt in die Weiche pressen, kommt bei dem Hochtöner halt nur ein Teil der Gesamtleistung an.

Das menschliche Ohr hat ja nun keine frequenzlineare Empfindlichkeit. Umso stärker es in der Vergangenheit benutzt worden war, desto mehr weniger. Wenn wir also mit einem solchen Ohr das Rosa Rauschen abhören, werden wir dazu neigen, die Höhen etwas anzuheben. Vorausgesetzt, wir hören gerne Rauschen und erinnern wie das einmal geklungen hat, als die Lauscher noch in Ordnung waren.
Schon hier wird der Hochtöner also mehr belastet. Mehr, als ein Normen-Definator es für üblich gehalten haben mag.

Wenn wir die Absonderungen des Verstärkers nun auf eine Frequenz beschränken, besteht die Gefahr, das die Leistung, mit der wir diesen Sinuston nun in die Box drücken, nichts mit dem Pegel zu tun hat, mit dem eine entsprechende Frequenz anteilig im Rosa Rauschen präsent wäre.
Zudem das Hörvermögen des typischen und vor allem des gealterten Ohres dafür sorgt, das dessen Benutzer den Pegel möglicherweise nochmal erhöhen wird, damit der erzeugte Ton seinem subjetivem Bedarf an typischer Präsenz (Aufmerksamkeit) entspricht.


Neben dem menschlichen Faktor gibt es aber auch einen "Lautsprecherlichen".
Während ein übliches Frequenzgemisch ein Chassis, das ja für die Übertragung eines verhältnismäßig breiten Frequenzbandes konzipiert ist, relativ abwechslungsreich belastet, tut dies ein Sinuston sehr einseitig. Es gibt keine Pausen. Das führt dazu, das sowohl die thermische wie auch die mechanische Balstung innerhalb eines definierten Zeitabschnittes, in dem ein Sinuston tönt, viel höher ist, als bei einem Frequenzgemisch.
Die Einheitlichkeit des Signals beförtert zudem immer gleichartige Interaktionen zwischen den "natürlichen" Eigenschaften des Chassis und den aufgezwungenen: Die Auswirkungen von Resonanzen sind bei einem Sinuston also viel höher, als bei einem Frequenzgemisch und werden auch nicht wieder abgebaut.

Es wäre natürlich überhaupt kein Problem, ein Lautsprecher-Chassis zu bauen, das für die Übertragung eines Sinustones bei vergleichsweise hoher Lautstärke geeignet ist. Vielleicht macht das sogar jemand. Solches den Hochtönern anzuerziehen, die wir üblicherweise in Lautsprecherboxen finden, ist allerdings nicht notwendig. Ebenso wenig, die Angabe von Werten, die ihre Eignung für Sinustöne beschreiben.


Das Problem bei den Angaben liegt darin, dass ihre Definition erst einmal erfolgen muss und das Hersteller die Methoden der Ermittlung dann auch durchzuführen hätten.
Wenn Du Dich mit der Geschichte der Normen in der Elektro-Akustik, vor allem für den Endverbraucher-Bereich auseinander setzt, dann wirst Du nicht nur auf ein Maß an Unkenntnis (zum Zeitpunkt der Definition) stoßen sondern auch auf eine Bereitschaft zur Relativierung der Wichtigkeit der Durchführung von Messungen als Grundlage für die Angabe von Werten.
Es ist kein Zufall, das die amerikanischen Normierer für den HiFi-Bereich (also für den Endverbraucherbereich) zwar ursprünglich getönt hatten, man wolle Normen für alle Geräteklassen definieren, sich dann aber alle samt auf die Tuner und Verstärker beschränkt haben, bei Tunern nicht einmal mehr die Norm nach der Einführung der Stereophonie angepasst haben. Und selbst der ursprüngliche Entwurf der IHFM-T-100 ist eingedampft worden, weil er den Herstellern zu umfangreich und damit zu teuer gewesen war. Etnsprechend gab es auch in der Normierungstätigkeit des dhfi Auseinandersetzungen über den Umfang der Definitionen. Denn messen ist teuer.
Wenn Du Dir die Geschichte der amerikanischen HiFi-Normen anschaust, dann wird mehr als deutlich: Im Konsumentenbereich war die Norm vor allem ein Vehikel des Marketings. Das wird bei den Standards der professionellen Nutzer vielleicht besser sein. Nur steht auch hier die Praktikabilität im Vordergrund. Und das führt nicht immer unbedingt dazu, dass die angegebenen Werte für jede abseitige Verwendungs-Idee aussagekräftig sind.


Die Realität sieht folgendermaßen aus: Es gibt Hochtöner, die in der Lage sind Belastungen (nach welcher Norm auch immer) von 100 Watt zu verkraften. Meine Erfahrungen aus dem Aufschrauben und Hineinsehen in zahlreiche Boxen sagt mir, wenn denn überhaupt eine Angabe zur Belastbarkeit auf Hochtönern vermerkt ist - und das ist sie eher selten - dann liegt die oft nur bei einem Viertel des Wertes, der auf dem im selben Gehäuse eingebauten Tieftöner prangt. Wenn da dennw as prangt.
Mehr ist üblicherweise ja auch nicht nötig, denn so ein Hochtöenr hat ja viel weniger Masse zu bewegen und viel kürzere Hübe zu erzeugen, als eben ein Tieftöner. Und da eine Spule umso mehr Gewicht hat, desto Durchbrenn-Resistenter sie konzipiert ist und da das bewegte System eines Hochtöners umso schwerer würde, desto Wärme-leitfähiger die direkt in Verbindung mit der Spule stehenden Bauelemente würden und da der Hochtöner umso weniger empfindlich würde, desto größer der Luftspalt gewählt würde, um die Belüftung zu verbessern, sollte man halt den durchschnittlichen Hochtöner lieber mit Musik belustigen, denn mit Sinus-Tönen drangsalieren. Dafür ist er nicht gebaut. Egal, was drauf steht.


Tschüß, Matthias
Stapelbüttel von einem ganzen Haufen Quatsch

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Saturday, May 16th 2015, 7:51pm

Danke, Matthias.

Ich habe eben nochmals Rosa Rauschen gewikipediat. Der Pegel nimmt mit 1/f ab. In den guten Alten Zeiten hat die nachlassende Höhenaussteuerbarkeit von analogen magnetischen Aufzeichnungsgeräten deshalb "erstmal" ausgereicht.
Digital ist es nun wurscht, da können sowohl die 20 kHz wie auch 315 Hz mit 0 dB gespeichert werden. Vor nun wohl bald 20 Jahren gab es in der Stereoplay mal einen Vergleich der Frequenzspektren unterschiedlicher Aufzeichnungen. Bei einer Aufnahme stand (sinngemäß): "ein so überzogener Hochtonbereich wäre zu analogen Zeiten niemals auf das Band gebracht worden." Unter sonst gleichen Bedingungen sollte sich mit entsprechendem Programm der HT eher als damals qualmend verabschieden. Da schützt ihn noch, dass er weniger dauerhaft als im Grundtonbereich einen entsprechenden Pegel liefern muss.

Die Warnung, nicht unbedacht mit Sinussen herumzuhantieren, sollte jedenfalls beherzigt werden.

niels
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Sunday, December 27th 2015, 4:21am

Hallo,

kleine (späte) Ergänzung, weil der "Pegel"-Begriff mißverstanden werden könnte: damit ist bei Rauschen immer Leistung gemeint.
"1/f" ist dann gleich bedeutend mit -3 dB pro Oktave bzw. -10 dB pro Dekade Abfall der spektralen Leistungsdichte.

Gefahr besteht für Hochton-Kalottenlautsprecher nicht nur bei Sinussignalen hohen Pegels innerhalb ihres Ubertragungsbereiches, sondern auch, wenn versehentlich eine Halbleiterendstufe bei tieferen Frequenzen soweit übersteuert wird, daß der Sinus hart geclippt wird. Die dadurch entstehenden Oberwellen können groß genug sein, den Hochtöner zu zerstören.
Die Unsitte, Hochtöner mit einer Leistungsangabe zu kennzeichnen, die einen bestimmten mittleren statistischen Verlauf der spektralen Leistungsdichte bei hohen Frequenzen annimmt, berücksichtigt auch nicht, daß bei Einsatz moderner elektronischer Klangerzeugung dort viel höhere Pegel erzeugt werden könnten.

MfG Kai