Hallo! Ich habe eine Frage zur Ankopplung eines Lautsprechers und hoffe, dass mir jemand von Euch helfen kann. Ich habe schon viel gesucht, womöglich aber in die falsche Richtung. Für meine Kinder habe ich eine Miniorgel aus einem alten NE555 gebaut. Die Orgel funktioniert soweit super und lässt sich auch gut stimmen, aber ich weiß nicht so wirklich wie ich den Lautsprecher ankoppeln soll. Der NE555 wird mit 9V aus einer Batterie versorgt und die Gegentaktendstufe des NE555 schaltet also zwischen 9V und GND. Angeschlossen werden soll ein Miniaturlautsprecher mit 8Ohm Impedanz. Jetzt gleich meine erste Frage: Worauf bezieht sich die Impedanzangabe? Sind die 8 Ohm auf eine bestimmte Frequenz bezogen oder ist das nur der Gleichstromwiderstand? Soll ich den Lautsprecher jetzt einfach über einen Vorwiderstand an den Ausgang des NE555 hängen? Den Widerstand kann ich ja so festlegen, dass niemals mehr als die 200mA fließen können, die der NE555 gerade noch so liefern kann. Optimal wäre zur Schonung der Nerven auch eine Lautstärkeregelung per Poti in Reihe. Ich kann (oder muss?) den LS aber auch über einen Kondensator ankoppeln, was ich in vielen einfachen (Verstärker-)Schaltungen auch häufig sehe. Muss ich dann darauf achten, dass z.B. die Resonanzfrequenz des entstehenden RLC-Gliedes mitten in meinem Frequenzbereich liegt (hier 220Hz - 660Hz also a bis e'') oder soll die Resonanzfrequenz genau nicht in meinem gewünschten Frequenzbereich liegen? Also Ihr seht schon, dass ich mir viele Gedanken mache, brauche aber den Stubs in die richtige Richtung. Viele Grüße und herzlichen Dank Marcel
Hallo auch. Marcel S. schrieb: > die Resonanzfrequenz des > entstehenden RLC-Gliedes mitten in meinem Frequenzbereich liegt Vernachlässige den Induktiven Anteil des Lautsprechers, er soll sowieso mehr Wirk- als Blindleistung ziehen. Also Rechne einfach mit 8Ω. Den Vorwiderstand zum Lautstärke begrenzen legst du nach eigenem Gusto aus. Die Grenzfrequenz(!!) des entstandenen RC-Gliedes mit R=8Ω+Vorwiderstand muss natürlich unterhalb des tiefsten Tones liegen, da es ein Hochpass ist. Soll ja schließlich den Gleichspannungsanteil wegschneiden. Wenn der 555 also 0V oder 9V ausgibt, hast du eine Rechteckspannung von 4,5Vrms. Um im Einschaltmoment den 555 nicht zu überlasten wäre es natürlich trotzdem ratsam, den Vorwiderstand auf 9V auszulegen. 47Ω allein würden dann in Spitze 190mA ergeben. Mit den 8Ω des Lautsprechers wären es ca. 165mA. Du schreibst 220Hz als untersten Ton. Ich würde die Grenzfrequenz eine Dekade darunter legen. Da kommst du mit einem 100µF Elko gut aus. mfg mf
Hallo mf, vielen Dank für die umfassende Antwort. Dadurch, dass ich die Ind. des LS weglassen kann, wird es ja erheblich einfacher. Durch Experimentieren habe ich bereits herausgefunden, dass 100µF ganz gut sind, aber ich wusste nicht warum. Durch die Berechnung der Grenzfrequenz wird mir das klar. Eine Frage habe ich aber noch: Bei der Berechnung der Grenzfreqenz werden ja nur der Wirkwiderstand des LS und die Kapazität des Kondensators berücksichtigt. Aber welchen Einfluss hat denn jetzt der 47Ohm-Widerstand, der noch vor dem Hochpass in Reihe liegt? Die Zeitkonstante T des daraus resultierenden RC-Reihe darf doch eigentlich nicht vernachlässigt werden, oder? Viele Grüße Marcel
Ein einfacher Vorwiderstand vor dem Lautsprecher ist keine so gute Lösung, weil infolge der ausgeprägten Resonanz des Lautsprechers eine stark frequenzabhängige Schallabstrahlung auftritt. Bei dem Miniaturlautsprecher dürfte die Resonanz auch mitten im Nutzfrequenzbereich liegen. Besser wäre daher ein niederohmiger Spannungsteiler.
Hallo ArnoR, vielen Dank für den Hinweis, auch wenn ich ihn nicht wirklch verstehe. Durch den Spannungsteiler setze ich die Gesamtspannung am Lautsprecher herab. Allerdings ändert das doch nichts an der Resonanzfrequenz des Lautsprechers. Kannst Du mir das bitte genauer erklären? Vielen Dank Marcel
Marcel S. schrieb: > Hallo ArnoR, > > vielen Dank für den Hinweis, auch wenn ich ihn nicht wirklch verstehe. Kannst Du auch getrost ignorieren. Von "HIFI" kann ja schon deshalb nicht die Rede sein, weil Deine "Orgel" nur Rechtecktoene von sich gibt.... Gruss Michael
> Von "HIFI" kann ja schon deshalb nicht die Rede sein Davon war auch gar nicht die Rede. > weil Deine "Orgel" nur Rechtecktioene von sich gibt Auch dabei hängt der "Klang" vom Frequenzgang ab.
> Kannst Du mir das bitte genauer erklären?
Die Impedanz des Lautsprechers ist stark frequenzabhängig und hat bei
der Resonanzfrequenz ein ausgeprägtes Maximum. Daher ändert sich beim
Betrieb mit einem einfachen Vorwiderstand das Teilerverhältnis mit der
Frequenz. Der höchste Pegel liegt bei der Resonanzfrequenz am
Lautsprecher. Um einen brauchbaren Frequenzgang zu bekommen, muss der
Innenwiderstand des Verstärkers deutlich kleiner als die
Lautsprecherimpedanz sein.
Hallo! Ich bin ja immer gewillt etwas neues zu lernen und möchte immer auch die Hintergründe verstehen. Allerdings bin ich jetzt ziemlich verwirrt. MiniFloat hatte ja geschrieben, dass ich den Blindwiderstand XL vernachlässigen soll. Allerdings ist ja genau dieser für die Frequenzabhängigkeit der Impedanz verantwortlich. Allerdings wundert mich die Resonanzfrequenz noch ein wenig, denn diese sollte doch eher mechanischer Natur sein, oder verbirgt sich im Ersatzschaltbild eines Lautsprechern noch eine Kapazität? Denn ohne Kapazität sollte die Impedanz des LS doch bei höheren Frequenzen einfach immer größer werden. Die Erklärung mit dem Spannungsteiler von ArnoR verstehe ich sobald die Sache mit der Resonanzfrequenz geklärt ist. Vielen Dank Euch allen! Marcel
Hallo Marcel, das ist ja wirklich Humbug, mach den armen Marcel nicht kirre. @Marcel: Bau deinen Vorwiderstand + Elko ein und fertig. (Wie funktioniert Deine "Orgel" eigentlich JETZT? Kein Lautsprecher dran? > Die Impedanz des Lautsprechers ist stark frequenzabhängig und hat bei > der Resonanzfrequenz ein ausgeprägtes Maximum. Daher ändert sich beim Na doll.... das bestreitet niemand. Hier ein Impedanzverlauf einer 6Ohm-Breitband-Lautsprechers. Der hat seine Resonanz bei 45 Hz. Und was soll dabei schlecht sein? Wenn ich den ueber 47 Ohm an eine niederohmige Quelle ankoppele dann habe ich bei Resonanzfrequenz 45 Hz eine subjektive Verdreifachung der Lautstaerke (http://www.bassbacke.de/hints/bass/basslautsprecher.htm) Und das ist doch super, dann quäkt das Teil weniger wegen der vielen Obertöne! > Betrieb mit einem einfachen Vorwiderstand das Teilerverhältnis mit der > Frequenz. Der höchste Pegel liegt bei der Resonanzfrequenz am > Lautsprecher. Um einen brauchbaren Frequenzgang zu bekommen, muss der > Innenwiderstand des Verstärkers deutlich kleiner als die > Lautsprecherimpedanz sein. Definiere, was ist ein "brauchbarer Frequenzgang"? Anstatt solche hochakademischen Tipps zu geben, die zwar ncht verkehrt aber noch weniger zielfuehrend sind und Marcel nur verunsichern, denk erst mal nach, was fuer eine Antwort gefragt war. Es ist toll, dass Du so viel weisst, aber ein besserer Tip fuer Marcel waere gewesen : "Nimm einen moeglichst grossen Lautsprecher damit er die Baesse besser wiedergibt!" Gruss Michael
> ein besserer Tip fuer Marcel waere gewesen : > "Nimm einen moeglichst grossen Lautsprecher damit er die Baesse besser > wiedergibt!" Marcel S. schrieb: > in meinem Frequenzbereich liegt (hier 220Hz - 660Hz also a bis e'') Ja, das wäre wirklich ein toller Tipp gewesen. Hier mal für Marcel der prizipielle Frequenzgang der Impedanz: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Lautsprecher&action=edit§ion=25 So ähnlich sieht dann auch der Frequenzgang aus.
Hallo Marcel, > Die Erklärung mit dem Spannungsteiler von ArnoR verstehe ich sobald die > Sache mit der Resonanzfrequenz geklärt ist. Das ist in Deinem Fall absolut nebensaechlich. Aber schau Dir mal einen Impedanzverlauf eines Lautsprechers an. Seine Eigenschaften (insbesondere Membrandurchmesser, Aufhaengung etc.) bestimmen diese Frequenz. Unterhalb seiner Resonanzfrequenz wird kaum Leistung abgestrahlt, darueber ja. Bei Resonanzfrequenz steigt die Impedanz des LS stark an. Das hat aber nichts zu sagen, da man - ausser in Spezialfaellen - den LS sowieso ueber dieser Frequenz betreiben soll und will. Bei Basslautsprechern soll die Resonanz deshalb sinnvollerweise sehr tief liegen und deshalb sind diese auch sehr gross. Nimm also ruhig irgendeinen Lautsprecher und es wird funktionieren. Je groesser um so weniger "piespig" klingt die "Orgel", denn die Rechteckschwingung enthaelt viele Obertoene. Wenn dann noch durch einen kleinen Lautsprecher die tiefen Frequenzen schlechter abgestrahlt werden, hoert sich das nicht so toll an. Du kannst auch mit verschiedenen Gehaeusegroessen/-materalien unterschiedlichen Klang erzeugen, weil die Obertoene in einem einzelnen gespielten Ton sich dann hanz anders anhoeren....einfach ein bischen experimentieren Hier steht einiges: http://www.sprut.de/misc/audio/lautsprecher/box.htm#resonanz oder hier: http://www.bassbacke.de/hints/bass/basslautsprecher.htm Bei den Herstellern kannst Du Dir die Kurven ansehen: http://www.visaton.de/bilder/frequenz/gross/b200_6_fs.gif Das beantwortet Deine Ausgangsfrage nach der frequenzabhaengigen Impedanz. Das Ankoppeln ueber Kondensator dient nur dazu, einen Gleichstrom aus dem 555 zu blockieren und dessen Impedanz sollte einfach bei deiner niedrigsten Frequenz (220Hz) klein gegenueber den 47 Ohm Vorwiderstand + 8 Ohm Lautsprecherwiderstand sein! Wenn Du statt dessen 1000uF benutzt ist deshalb auch egal, nur wenn er zu klein wird, beschneidet er eben die niedrigeren Frequenzen. Gruss Michael
Hallo! Vielen Dank für die gute und verständliche Antwort. Hilfreich war der Frequenzgang des Visaton-LS. Wenn ich den nehme, würde ja alles passen. 220Hz liegen deutlich über der Resonanzfrequenz von ca. 45Hz und die Impedanz ist durchgehend deutlich kleiner als die Ankopplung über den 47Ohm-Widerstand. Das hat mir jetzt echt geholfen. Danke! Sinngemäß müsste ich das doch jetzt auch auf einen Kopfhöreranschluss übertragen können, mit dem Unterschied, dass Kopfhörer eine deutlich höhere Impedanz haben (16-32 Ohm). Der 100µF-C kann ja bleiben, aber die Spannung muss ich reduzieren. Ich habe hier im Forum als Richtwert 3V Vss und als Ausgangsimpedanz 8Ohm gefunden. Das ließe sich ja per Umschaltkontakt in der Klinkenbuchse erledigen. Viele Grüße Marcel
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