Hallo zusammen,
Ich möchte einen Lautsprecher in LTSpice simulieren. Habe dies einmal
mit Transienten und einmal mit AC-Sweep Analyse gemacht. Ich kann mir
die Ergebnisse nicht erklären. (s. Anhang)
1. Transientenanalyse: Warum ist die Phasenverschiebung zwischen Strom
und Spannung an der Spule nicht 90° ? Mir ist bewusst, dass es ingesamt
eine R-L Schaltung ist, aber an der idealen Spule selbst beträgt diese
doch immer 90° oder nicht?
2. AC-Analyse: Warum ist der Phasengang so komisch (falsch?).
Normalerweise würde der doch von 0° auf 90° abfallen, und nicht
ansteigen und wieder abfallen, oder?
Danke für eure Antworten
Erst musst du dir mal klar werden dass du für eine realistische
Simulation einen Quellwiderstand und einen Abschlusswiderstand
brauchst. Du hast nur einen, von dem weiss man nicht auf welche
Seite er gehören soll.
an der idealen Spule ist die verschiebung auch 90deg. Aber du
vergleichst den Strom mit der Spannung an der Last!
Wie kommst du auf 40uH? Die Simulation des Lautsprechers ist ja auch
sehr unvollständig. Guck dir mal das Esatzschaltbild und Parameter an.
Mit Quellwiderstand hat das nichts zu tun, ein Verstärker hat auch eine
niedrige Impedanz.
Aber Phasenverschiebungen entstehen natürlich immer erst nach einer
Einschwingzeit. Die kannst du in Ltspice per .ic Klausel verkürzen.
Danke für die erste Antwort.
Der Widerstand (R = 4 Ohm) stellt den ohm'schen Anteil des Lautsprechers
da, ist also weder Quell- noch Abschlusswiderstand.
Ansonsten sind die Bauteile als ideal zu betrachten und auch so
eingestellt.
Fragender schrieb:> Warum ist die Phasenverschiebung zwischen Strom> und Spannung an der Spule nicht 90° ?
weil die Spule auch einen parasitären ohmschen Widerstandsanteil hat.
Wenn du keine spezielle Angabe dazu machst, dann nimmt LTSpice dafür
1mOhm an. Und 1mOhm dominiert bei deiner Frequenz bereits den
Spannungsabfall an der Spule.
Fragender schrieb:> Ansonsten sind die Bauteile als ideal zu betrachten und auch so> eingestellt.
Nö. Wären sie das, dann wären Strom und Spannung an der Spule um 90°
phasenverschoben.
Gunnar F. schrieb:> Aber du> vergleichst den Strom mit der Spannung an der Last!
Ich vergleiche doch Strom und Spannung an der Spule. Ist das falsch?
Welche sollte ich sonst vergleichen?
> Wie kommst du auf 40uH?
Habe einen Lautsprecher bei mir rumliegen und hab mit einem LCR-Meter
mal nachgemessen...
Achim S. schrieb:> weil die Spule auch einen parasitären ohmschen Widerstandsanteil hat.> Wenn du keine spezielle Angabe dazu machst, dann nimmt LTSpice dafür> 1mOhm an. Und 1mOhm dominiert bei deiner Frequenz bereits den> Spannungsabfall an der Spule.
Perfekt, danke!! Daran lag es! Hätte nicht gedacht, dass LTSpice das
einfach so reinmogelt. Hab es explizit auf 0 Ohm geändert und nun passt
alles.
Hier nochmal die Lösung, falls es irgendjemand mal braucht.
(Wie Achim S. gesagt hat: lässt man das Feld für "series resistance"
frei, nimmt LTSpice 1 mOhm an)
Fragender schrieb:> Der Widerstand (R = 4 Ohm) stellt den ohm'schen Anteil des Lautsprechers> da, ist also weder Quell- noch Abschlusswiderstand.
Nein. Ein Lautsprecher hat einen komplexen Widerstand, also
ohmscher Widerstand plus Induktivität. Genau das ist dein
Abschlusswiderstand für eine Quelle.
Zur Vertiefung könnte man nach besseren Ersatzschaltungen für
Lautsprecher suchen! Hatte mal einige Seiten für diverse reale
Lautsprecher. Sollte man finden können. Ist auch für die Simulation
nicht uninteressant...
Gruß Rainer
mini malist schrieb:> Nein. Ein Lautsprecher hat einen komplexen Widerstand, also> ohmscher Widerstand plus Induktivität.
Und wenn sich die Schwingspule bewegt, kommt noch eine
Induktionsspannung dazu.
Rainer V. schrieb:> ach besseren Ersatzschaltungen für> Lautsprecher suchen! Hatte mal einige Seiten für diverse reale> Lautsprecher.
stimmt, das Thema war mal im Forum ... mit Helmut ?!
> Und wenn sich die Schwingspule bewegt, kommt noch eine> Induktionsspannung dazu.
...............
Ein Lautsprechersystem lässt sich so NICHT simulieren.
(hängt auch von etlichen mech. Parametern ab, zudem ist das Ergebnis
Schall und nicht irgent eine U-I-Kennlinie)
Ich hab vor Jahren mal die elektroakustischen Gleichungen zur
Lautsprechersimmulation abgeleitet um Geschlossene- und Bassrefrexboxen
zu simmulieren. Ich häng mein PDF mal an falls es jemanden interessiert.
Es enthält unter anderem die el. Impedanz, die der Verstärker sieht.
Diese enthält transformiert die mechanische Impedanz des Masse, Feder,
Verlustsystems der Membrane (T&S Parameter) und die akustische Last
durch Abstrahlung und schwingende Mediummasse. Gerade die mechanische
Impedanz des Systems dominiert im Bereich der Resonanz die
Charakteristik der el. Impedanz, die der Verstärker sieht. Erst bei
höheren Frequenzen dominiert Wirkwiderstand und Induktivität der Spule.
Die Gegen-EMK ist im Modell berücksichtigt.
Have Fun
Gerhard
PS: Korrekturen gerne an mich - allerdings hat sich das Modell in der
Praxis sehr bewährt.
>Ich hab vor Jahren mal die elektroakustischen Gleichungen zur> Lautsprechersimmulation abgeleitet um Geschlossene- und Bassrefrexboxen> zu simmulieren.
Das Simmulations-Ergebnis?
Gibt es nur 2 Typen (Geschlossene, u. Bassreflex)?
> hat sich das Modell in der Praxis..
Was soll da die Praxis sein?
Es ging um die Auslegung eines Antischallsystems. Da wurde nur ein
Basslautsprecher verwendet und es ging um die Frage, wie viel im tiefen
Frequenzbereich ein Bassreflexport nutzt - insofern war ich bei der
Herleitung nur an den beiden Systemen interessiert. Wir hatten die
Möglichkeit, statt einer abgestrahlten Kugelwelle eine beliebig andere
akustische Impedanz in der Simmulation zu verwenden
(Rohrleitungssystem).
In der Praxis bewährt heißt, dass sowohl die mit Laser gemessene
Membranschnelle als auch die im Freifeld abgestrahlte Schallleistung gut
mit der Theorie übereinstimmten und somit das Modell zur Voraussage der
zu erwartenden Schallpegelabsenkung gut zu gebrauchen war.
Tja, um Hornlautsprecher oder Transmission-Line Boxen zu berechnen
müsste man noch etwas Gehirnschmalz reinstecken.
Gerhard
> Es ging um die Auslegung eines Antischallsystems.
Also war es überhaupt kein Schallsystem.
"Die" Bassreflex-Box gibt es nicht, genauso wie es "Die" geschlossene
Box, "Den" Hornlautsprecher oder "Die" Transmission-Line nicht gibt.
Was hast du für ein Problem? Ich versteh es nicht. Das Wort Schallsystem
ist so allgemein ... was fällt da nicht drunter?
So geht es halt mal zu in der Physik. Will man Voraussagen über ein
physikalisches System machen, so macht man sich zunächst ein Modell, um
es der mathematischen Beschreibung zugänglich zu machen. Dabei trifft
man notgedrungen Vereinfachunge. In meinem Fall (um nur einige zu
nennen):
- Lineares System
- Membran als Kolbenstrahler (keine Partialschwingungen)
- Port klein zur Wellenlänge
- Gehäuse wirkt nur federnd
- Kugelwellenabstrahlung
- ...
Die Gleichungen lassen sich aufstellen und lösen. Nun vergleicht man mit
Messungen und sucht die Stellen, an denen das Modell noch zu sehr
abweicht und versucht es zu verbessern. Man kennt die Grenzen des
Modells und trifft von daher keine Aussagen, die außerhalb seines
Gültigkeitsbereichs liegen.
Dieses "einfache", verifizierte Modell kann man, bei Bedarf, an den
Stellen ergänzen, an denen es für die Aufgabenstellung wichtig ist
(Nichtlinearitäten, genauere Gehäuseimpedanz, ...)
Ich habe nirgends behauptet, min Dokument enthält die Weltformel zur
Lautsprecherberechnung. Es würde aber dem TO - bei Interesse - erlauben,
sein extrem vereinfachtes Lautsprecherimpedanzmodell (der Verstärker
sieht halt nicht nur Widerstand und Spule) um einige wichtigen Größen zu
ergänzen. Nicht mehr, nicht weniger!
My 2 cent
Gerhard
> Dein "Modell" beschreibt nicht annähernd die Wirklichkeit.
Dein "Modell" und somit dein Simulations-"Ergebnis" beschreibt nicht
annähernd die Wirklichkeit (vielleicht für einen Krachmacher aber
jedenfalls nicht für einen Lautsprecher).
MCUA schrieb:> Dein "Modell" und somit dein Simulations-"Ergebnis" beschreibt nicht> annähernd die Wirklichkeit (vielleicht für einen Krachmacher aber> jedenfalls nicht für einen Lautsprecher).
Sieht so aus, als ob du eine ganz eigene Wirklichkeit hättest.
Gerhard Z. schrieb:> Ich hab vor Jahren mal die elektroakustischen Gleichungen zur> Lautsprechersimmulation abgeleitet um Geschlossene- und Bassrefrexboxen> zu simmulieren.
Danke! Sehr hilfreich. Wer gleich in LTSpice loslegen möchte, kann gerne
meine Lib für Mechanik, Akustik usw. verwenden [1].
[1] http://www.amesys.de/?Download
>> Dein "Modell" und somit dein Simulations-"Ergebnis" beschreibt nicht>> annähernd die Wirklichkeit (vielleicht für einen Krachmacher aber>> jedenfalls nicht für einen Lautsprecher).> Sieht so aus, als ob du eine ganz eigene Wirklichkeit hättest.
Deine Wirklichkeit besteht scheinbar aus einer einzigen Kennlinie.
MCUA schrieb:>>> Dein "Modell" und somit dein Simulations-"Ergebnis" beschreibt> nicht>>> annähernd die Wirklichkeit (vielleicht für einen Krachmacher aber>>> jedenfalls nicht für einen Lautsprecher).>> Sieht so aus, als ob du eine ganz eigene Wirklichkeit hättest.> Deine Wirklichkeit besteht scheinbar aus einer einzigen Kennlinie.
Du leidest offensichtlich unter heftigem Realitätsverlust.
MCUA schrieb:> Deine Wirklichkeit besteht scheinbar aus einer einzigen Kennlinie.
Wir müssen uns doch nicht beschimpfen. Wie lautet denn dein Vorschlag,
den physikalisch sehr plausiblen Modellansatz von Gerhard Z. weiter zu
erweitern, um dem realen System noch näher zu kommen?
> Du leidest offensichtlich unter heftigem Realitätsverlust.
Nö.
Deine "Realität" ist eine Kennlinie.
Du hast noch nie irgent ein Lautsprecher-System gebaut.
MCUA schrieb:>> Du leidest offensichtlich unter heftigem Realitätsverlust.> Nö.> Deine "Realität" ist eine Kennlinie.> Du hast noch nie irgent ein Lautsprecher-System gebaut.
Nur in deinen wirren Wahnvorstellungen.
>>> Du leidest offensichtlich unter heftigem Realitätsverlust.>> Nö.>> Deine "Realität" ist eine Kennlinie.>> Du hast noch nie irgent ein Lautsprecher-System gebaut.> Nur in deinen wirren Wahnvorstellungen.
Eine Kennlinie hast du "gebaut", mit Sicherheit kein echtes
Lautsprecher-System. Sonst würdest du solch Schwachsinn nicht von dir
geben.
MCUA schrieb:> Deine "Realität" ist eine Kennlinie.
Magst du uns erklären, wie du auf Kennlinie kommst? Ich sehe im PDF von
Gerhard Z. mindestens 3 Differentialgleichungen. Diese repräsentieren in
einer recht guten Form das Übertragungsverhalten eines Lautsprechers.
Joe G. schrieb:> Magst du uns erklären, wie du auf Kennlinie kommst?
Lass es, du wirst von ihm kein positives Wissen bekommen auch wenn ich
ihm unterstelle, dass er es hat. Sein Zweck ist ein anderer.
Gerhard
Simulation_RLanAC_unklar.png
(100 KB)
