4*12er lauter als 2*12er und wenn ja im welchen Verhältnis?

[Koebes]

Hi,

Wie verhält sich die Lautstärke einer 4*12er gegenüber einer 2*12er, ich kann mich da mit einem Freund nicht einigen.

Meine Theorie: Wenn ich die Abstrahlfläche verdoppele, vervierfacht sich der Schalldruck.

Die Theorie meines Freundes: Der Schalldruck verringert sich, weil die gleiche Leistung an mehr Lautsprechern anliegt.

Wer weiss, was richtig ist?

 

[ars ultima]

Beides falsch In der abstrakten Theorie ist es erstmal egal, auf wie viele Lautstprecher ich die elektrische Leistung des Verstärkers verteile. Weil es gilt ja der Energieerhaltungssatz. Wenn deine Theorie stimmen würde, dann könnte man ja Energie aus dem nichts erzeugen, und mit einem 1 Watt verstärker ein Stadion beschallen - man bräuchte nur viel Membranfläche. Dein Freund hat da dann insofern eher recht, dass sich die Leistung des Verstärkers auf mehrere Lautsprecher verteilt. Allerding heißt das ja nicht, dass man deshalb weniger Schalldruck hat, stattdessen bleibt der Gesamte Schalldruck ja gleich, da man entsprechnd mehr Lautsprecher hat.

Soweit die theoretischen Grundlagen. In der Praxis hat die Boxenkonstruktion meines WIssens durchaus Auswirkungen auf den Gesamtwirkungsgrad der Box. Aber da sollen dann Leute was zu sagen, die da mehr Ahnung von haben.

 

[Rockin'Daddy]

"Lautstärke" als solches ist ein physiologischer, psychoakustischer Begriff. Kein physischer Messwert!

Die korrekte Bezeichnung wäre Schallpegel (dB, Dezibel).

Diese dB beschreiben die Sensitivität, die bei einem Watt auf einem Meter gemessen wird.

Die Verdoppelung der Membranfläche (mit identischen Speakern) bei gleicher Leistung beträgt 3 dB, die Vervierfachung 6 dB. Wobei 6 dB eine Verdopplung der empfundenen "Lautstärke" bedeutet.

Um also die empfundene Lautstärke zu verdoppeln, müßte man (von einer 212er ausgegangen) stattdessen ein Fullstack (also 2x 412er) aufstellen.

Das relativiert sich allerdings, wenn man von der Effizienz einer Speakers ausgeht (dB/W/m).
Es gibt Speaker, die haben gerade mal 94 dB und es gibt Speaker, die um die 102 dB haben. Dazwischen liegen also 8 dB.
Das sind Welten!
Wenn ich nun eine 412er mit ebendiesen 94 dB Speakern bestücke (+6 dB->insgesamt also 100 dB), ist diese messtechnisch immer noch leiser als eine 112er mit einem 102 dB Speaker.

Also ist Membranfläche ziemlich überbewertet, es ist eher eine Frage des Speakers, wenn es um Pegel geht.

(Mal abgesehen davon, daß eine 212er oder 412er natürlich bauartbedingt und frequenztechnisch untenrum mehr "Wumms" hat. Aber auch das fällt in Psychoakustik)


Greetz,


Oliver

 

[ars ultima]

Die Verdoppelung der Membranfläche (mit identischen Speakern) bei gleicher Leistung beträgt 3 dB, die Vervierfachung 6 dB. Wobei 6 dB eine Verdopplung der empfundenen "Lautstärke" bedeutet.
Um also die empfundene Lautstärke zu verdoppeln, müßte man (von einer 212er ausgegangen) stattdessen ein Fullstack (also 2x 412er) aufstellen.

Heißt das nun, ich hatte mit meiner Energieerhaltungs-Argumentation unrecht und man bekommt tatsächlich mehr Schalldruck aus einer größeren Membranfläche? Aber wo kommt die her?

 

[Rockin'Daddy]

Heißt das nun, ich hatte mit meiner Energieerhaltungs-Argumentation unrecht und man bekommt tatsächlich mehr Schalldruck aus einer größeren Membranfläche? Aber wo kommt die her?

Strahlungswiderstand
Akustischer Wirkungsgrad


So wie ich es verstehe, wird bei wenigen Chassis ein Großteil der Leistung in ineffiziente Wärme an der Spule verballert.
Mehrere Chassis hingegen bekommen zwar einzeln weniger Leistung, können diese aber effizienter umsetzen.

Bitte korrigiert mich, wenn ich falsch liege. ich hab's mir auch nur angelesen......

 

[foxytom]

Hi Koebes,
dazu braucht man viel "PA-Knowhow" ... aber das haben wir ja hier im Board

https://www.musiker-board.de/pa-knowhow-pa/290019-3db-bei-membranflaechenverdoppelung-mythos.html

 

[guitardoc]

Die korrekte Bezeichnung wäre Schallpegel (dB, Dezibel).

Diese dB beschreiben die Sensitivität, die bei einem Watt auf einem Meter gemessen wird.

Die Verdoppelung der Membranfläche (mit identischen Speakern) bei gleicher Leistung beträgt 3 dB, die Vervierfachung 6 dB. Wobei 6 dB eine Verdopplung der empfundenen "Lautstärke" bedeutet.

Kleine Korrekturen, nur der Vollständigkeit halber:
- dB beschreiben die Sensitivität IN EINEM METER ABSTAND von der Schallquelle. Bei Lautsprechern ist dieser Wert unterschiedlich - je nachdem wo man misst. Üblicherweise wird aber direkt 1 m vor dem Lautsprecher gemessen, denn das ist es ja was interessiert - wieviel Schalldruck baut der Speaker MAXIMAL auf.
- die "empfundene Lautstärke" wird richtig als "bewerteter Schallpegel" bezeichnet und in dB(A) gemessen. Hintergrund ist hier, dass das menschliche Gehör verschiedene Frequenzen gleichen Schallpegels als unterschiedlich laut empfindet. Ganz grob: Je höher die Frequenz umso lauter wird es empfunden, niedrigere Frequenzen entsprechend leiser. Um ein einheitliches Lautstärkeempfinden zu erzeugen schleppen die Bassisten auch immer tonnenweise Stacks und Boxentürme auf die Bühne oder spielen direkt über die (leistungsstarke) PA während ein Piccoloflötenspieler vermutlich nur einen 6" Hochtöner (oder noch kleiner) beansprucht wenn er einen durchsetzungsstarken Ton von sich geben will...
Das ist auch der Grund warum man 2x12 und 4x12 nicht ohne weiteres in der Lautstärke vergleichen kann. Im bewerteten Schallpegel aber schon. Durch die Bauart bringt die 4x12 ein viel größeres Volumen mit (wir gehen jetzt mal von hinten geschlossenen Boxen aus) und damit "drückt" die Box viel mehr (wir erinnern uns an den Physikunterricht - für den Bass ist entscheidend wie viel Luftfläche direkt vor der Box bewegt und direkt hinter der Box NICHT bewegt wird - 4x12 hat eine größere Rückwandfläche als eine 2x12) und damit werden die Bässe als viel lauter empfunden. Insofern ist die 4x12 für die Dropped-E-Fraktion ;-) die lautere Wahl. Auch ÜBER DIE GLEICHZEITIGE WIEDERGABE DES GESAMTEN FREQUENZSPEKTRUMS ist die 4x12 lauter, wenngleich da der Unterschied schon geringer ausfällt. Wenn man allerdings über eine 4x12 oder eine 2x12 die hohe E-Saite der Gitarre im 24. Bund spielt dann wird sich der Unterschied gegen Null bewegen.

 

[the flix]

Heißt das nun, ich hatte mit meiner Energieerhaltungs-Argumentation unrecht und man bekommt tatsächlich mehr Schalldruck aus einer größeren Membranfläche? Aber wo kommt die her?

Man darf den Schalldruckpegel nicht einfach so mit einer Energie bzw. Leistung gleichsetzen.
In der Regel wird der Schalldruckpegel ja nur auf Achse angegeben. Will man die abgegebene akustische Leistung betrachten, so muss man diesen aber über eine gesamte Kugel um den Lautsprecher aufsummieren. Und mit dieser Leistung kann man dann einen Wirkungsgrad definieren, siehe Wikipedialink. Dass was viele immer als "Wirkungsgrad" bezeichnen (dBSPL/W/m) ist kein Wirkungsgrad im eigentlichen Sinne, sondern muss korrekterweise als Kennschalldruck bezeichnet werden.
Baut man nun immer mehr Chassis in eine Lautsprecherbox, so wird die Schallwand zwingend größer. Das aber hat zur Folge, dass der Lautsprecher immer gerichteter abstrahlt. Integriert man jetzt wieder über die Kugel, so hat sich zwar der Schalldruckpegel auf Achse erhöht, die gesamte Schallleistung kann aber nur im Rahmen der Energieerhaltung erhöht werden, ist also auf die Eingangsleistung beschränkt.

Wenn wir schon mal dabei sind:
Schalldruck wird in Pa (Pascal) angegeben, Schalldruckpegel in dBSPL (nicht dB!). dB alleine ist nur ein logarithmierter Faktor, das "SPL" (Sound Pressure Level) gibt an, dass 0dBSPL 20µPa entspricht. 0dB dagegen entspricht dem Faktor 1. Natürlich schreibt man im Kontext oft einfach nur dB, aber wenn man wie hier etwas erklärt, dann sollte man meiner Meinung nach auch da genau sein.

Durch die Bauart bringt die 4x12 ein viel größeres Volumen mit (wir gehen jetzt mal von hinten geschlossenen Boxen aus)

Das gesamte Volumen ist größer, aber es zählt nur das Volumen pro Chassi, bei der 4x12er also ein Viertel des gesamten Volumens pro Chassi. Und da ist so manche 2x12er "größer" als eine 4x12er.
Relevant sind die Maße für die Ausprägung von Gehäuseresonanzen. Die Größe der Schallwand ist ebenfalls relevant für die Basswiedergabe und das Abstrahlverhalten (Stichwort Bafflestep).