Akustik II - ISI - ETH Zürich

Akustik II, Praktikumsversuch Lautsprecher 32 Aufgabenschritte2.1 Messung des vom Lautsprecher erzeugten SchalldrucksWie in der Einleitung begründet, muss das Lautsprecherchassis in ein Gehäuse eingebaut werden, um frequenzunabhängigkonstante Leistung abzustrahlen. Sowohl für den Tieftöner als auch für den Hochtöner istim Schallmessraum der Frequenzgang des Schalldrucks in etwa 1.5 m Abstand von der Membran zu bestimmen.Für den Tieftöner ist die Messung einmal mit offener und einmal mit geschlossener Rückwanddurchzuführen. Wie unterscheiden sich die beiden Messungen?2.2 Ermitteln der Parameter des TieftönersAus Messungen des elektrischen Impedanzverlaufs sind folgende Parameter des Tieftöners zu bestimmen:• Resonanzfrequenz f S• Güte Q TS• äquivalentes Luftnachgiebigkeitsvolumen V AS• Ohmscher Widerstand der Schwingspule R DC• Schwingspuleninduktivität LAus der Ablesegenauigkeit ist die Unsicherheit der ermittelten Parameter abzuschätzen.Der Impedanzverlauf zeigt prinzipiell einen Verlauf gemäss Figur 3.ImpedanzZmaxFigur 3:Prinzipieller Impedanzverlauf eines elektrodynamischenLautsprechersZminf1fresf2Frequenz2.2.1 ImpedanzmessungDer grösseren Verbreitung wegen werden zur Impedanzmessung oft nur Spannungsquellen und Spannungsmesserverwendet. Die Spannungsquelle wird für unseren Zweck in eine Stromquelle umgewandelt,indem ein Seriewiderstand > 1 kOhm eingeschlauft wird. Die Impedanz des Lautsprechers ist wesentlichkleiner, sodass ein konstanter Strom - gegeben durch die Spannung und den festen Seriewiderstand - eingeprägtwird. Die Spannung über den Lautsprecherklemmen ist dann proportional zur Impedanz.2.2.2 Impedanzmessung am freien ChassisEine erste Messung ist für das nichteingebaute Chassis vorzunehmen. Dieser Zustand wird ungefähr (insbesonderefür tiefe Frequenzen) hergestellt, wenn die Rückwand der Box entfernt wird.Aus diesem Impedanzverlauf lassen sich direkt• die Resonanzfrequenz f S = fres und• der Ohmsche Widerstand R DC = Zminablesen. Aus dem Impedanzanstieg bei hohen Frequenzen lässt sich die Induktivität L herleiten. Als weitereGrössen aus dem Impedanzverlauf werden benötigt:• r o = ZmaxZmin• f1 und f2.sowief1 und f2 sind jene Frequenzen links und rechts der Resonanzfrequenz fres, für die sich ein Impedanzwert Z= r o Zmin ergibt (Figur 3). Damit ergeben sich die Grössen