Z3, Akkustik, Audio

• Die Frequenzbandbreite bei Nennleistung die der Verstärker übertragen kann
• Vorgehen für die Gain-Einstellung: 
  • Audioradio auf ca. ¾ der Ausgangsleistung stellen (Lautstärke 75 % auf)
  • Gain-Regler auf «0»
  • Gain-Regler solange drehen bis die Musik nicht mehr lauter wird und sich das Klangbild im negativen verändert (Verzerrung hörbar).
  • Regler zurückstellen bis die Audiowiedergabe einen guten Klang erreicht hat. 

• Cinch-Kabel
  • genormte Steckverbinder zur asymmetrischen Übertragung von elektrischen Signalen (koaxialer Aufbau)
• AUX-Eingang (Auxiliary techn.= Hilfseinrichtung)
  •  analoger universeller Eingang für Audiodaten
  •  relativ hohe Signalspannungen von 150 mV bis 770 mV verzerrungsfrei
• USB (Universal Serial Bus)
  • Daten werden Bit für Bit übertragen
  • hohe Geschwindigkeit und geringe Fehlerquelle
  • Bidirektional
  • Spannungsversorungung direkt über Schnittstelle

•  teilt ein Audiosignal auf mehrere Lautsprecher in Abhängigkeit von der Tonhöhe (Frequenz) auf
• Passive Frequenzweiche
• Aktive Frequenzweiche

• Keine eigene Stromversorgung 
• Zwischen Verstärker und Lautsprecher geschaltet
• Hohe Ströme und Spannungen
• Kondensator als Hochpassfilter (tiefe Frequenzen werden gesperrt)
• Spule als Tiefpassfilter (hohe Frequenzen werden gesperrt)
• 1. / 2. / 3. Ordnung

• Digitale Frequenzweiche
• Benötigt Stromversorgung
• Jeder Frquenzbereich hat einen eigenen Ausgang mit Analog-Digital-Wandler und Verstärker
• Bessere Signal-Entzerrung sowie Laufzeitkorrektur

• unerwünscht erzeugte und abgestrahlte Tonsignale eines Lautsprechersystems.
• Führt man etwa einem Lautsprecher ein Tonsignal von 1000 Hz zu, so sollte es ausschliesslich dieses Tonsignal abstrahlen = 0%
• Bei Lautsprechern ist ein Wert von weniger als 2 % bereits ein sehr guter Wert. 

• Puffer-Kondensator 
• Die Spannung bei grossem Strombedarf aufrecht erhalten und somit glätten der Spannung. 
• Kommt vorallem bei Subwoofern zum Einsatz

• Er wandelt elektrische Energie in mechanische (akustische) Energie um.
• Bestehend aus: 
  • Dauermagnet
  • Elektromagnet
  • Lautsprecherkorb
  • Membrane
• Wechselspannung betrieben

• Die Impedanz steht für den Widerstand eines Lautsprechers in Ohm.
• Dieser wird auch als Wechselstrom-Widerstand angegeben.
• Die Lautsprecher werden vom Radio mit Wechselstrom angesteuert.

• Subwoofer: 20 - 200 Hz
• Tieftöner: 40 - 400 Hz
• Mitteltöner: 400 - 2'500 Hz
• Hochtöner: 2'500 - 20'000 Hz

• Bei normaler Lautstärke passiert nichts, da die Spannung im möglichen Bereich liegt.
• Bei grosser Lautstärke fliesst zu viel Strom über den 8 Ohm Ausgang an den 4 Ohm Lautsprecher, sodass der Verstärker zerstört wird.

• Lautstärke wird über die Spannung am Lautsprecher geregelt.
• Wird die Lautstärke erhöht, geht die Spannung rauf.
• Aufgrund des Widerstands des Lautsprechers wird somit der Stromfluss bestimmt.

• Passive Lautsprechersysteme
  • Frequenzaufteilung im Leistungskreis
  • standardmässig bei Mehrweg-Lautsprechersystemen verbaut
  • Preis-Leistungsverhältnis stimmt.
• Aktive Lautsprechersysteme 
  •  Frequenzaufteilung erfolgt im Steuerkreis
  • Audiosignal an Frequenzweiche anschliessend einzeln an Verstärker

• Frequenzgang gibt an, welche Lautstärke der Lautsprecher (Lautsprechersystem) bei einer bestimmten Frequenz und bei einer gleichbleibenden Leistung erzeugt. 
• Gemessen wird mit einer Ausgangsleistung von 1 W und 1 m Abstand 
• Ein idealer Lautsprecher hätte eine konstante Lautstärke über den ganzen Frequenzbereich.
  • Beispiel: 2 Volt Ausgang an 4 Ω ergibt : 1 W 

•  hat die Aufgabe eine optimale Musikwiedergabe im Fahrzeuginnenraum zu ermöglichen. 
  • (wie im Konzertsaal)
• geschieht durch eine Lautsprechersignal-Korrektur
• Signal wird sowohl Zeit- wie auch Frequenzbereich modifiziert
• Mögliche Codierungen: 
  • Links-Rechtslenker
  • Ausstattung (Leder/Stoff)
  • Radstand
  • Benzin/Diesel

• Frequenzkorrektur
  • optimale akkustik über gesamten Frequenzbereich
• Lautstärkenkorrektur
  • Optimale Lautstärke je Lautsprecher anhand Sitzposition 
• Laufzeitkorrektur
  • Anpassung Signallaufzeit je Lautsprecher

• optimale Klangwiedergabe im Fahrzeuginnenraum
• Funktionsweise: Durch externe Mehrkanalverstärker werden verschiedene Klangverbesserungen im Fahrzeuginnenraum
  • grössere Klangdynamik
  • Fahrzeuspezifische Klanganpassung
  • grössere Frequenzbereiche
  • bessere Klangverteilung
  • authentischer Klang (Konzertsaal)

• 25W pro Kanal (4 Transistoren)
• 7W pro Kanal (1 Transistor)

• Am Lautsprecher hat eine Magnetspule und ein Dauermagnet
• Beim Anlegen von Wechselspannung wird die Magnetspule magnetisiert
• Dies versetzt die Membrane in eine Schwingung (Vor und Zurück), das versetzt die Luft in Schwingung, was wir als Ton wahrnehmen.

• Ton 
  • gleichförmige Schallwelle 
• Klang
  • Schallwellen in einem ausgewogenen Verhältnis zueinanderstehen
• Geräusch
  • Schallwellen unregelmässig und überlagern

• 16 Hz - 21'000 Hz
• am empfindlichsten zwischen 3 - 5 kHz
  • Eine Änderung des Schallpegels um +10dB = doppelte Lautstärke

• 0° = ca 330 m/s
• 20° = ca. 343 m/s
• 30° = ca. 349 m/s

• einer der wichtigsten Grösse in der Akustik.
• beschreibt, wie stark die Teilchen in der Luft übertragen werden (Druckschwankungen)
• Beim Mensch tritt dieser Druck im Trommelfell 
• Masseinheit in Pascal

• Grösse zur Beschreibung einer Stärke eines Schallereignisses.
• Einfach gesagt spricht man hier grundsätzlich von der Lautstärke.
• Dezibel anstatt Pascal-Skala da umgänglicher

• Abhängigkeit von empfundener Lautstärke und Schalldruckpegel ist abhängig von der Frequenz
• Um die Wahrnehmung der Lautstärken nach Tonlage bewerten zu können, wird das Frequenzspektrum zu Hilfe genommen. 
• phon beschreibt die Wahrnehmung von Schall 

• Schwingungen gleicher Wellenlänge addieren sich, wenn diese gleichzeitig auftreten.
  • Als Beispiel im Bild: Rot 1 plus Grün 2 ergibt Blau 3 

• Die Überlagerung der Wellen wird als Interferenz bezeichnet.  
• Die Schwingungen der Wellen hebt sich gegenseitig auf.
  • Rot minus Blau ergibt Grün. 
• Bsp: Interferenz Schalldämpfer Auspuffanlage

• Trift Schall auf einen glatten Gegenstand, wird dieser im gleichen Winkel wie er auftritt wieder reflektiert
• Treffen die reflektierten Wellen gleichzeitig ein verstärkt sich der Ton.
• Ist der Zeitabstand des Empfangens zu gross, ergibt sich ein störendes Geräusch.
  • Bsp: DB-Killer, Umlenkung der Schwallwellen 

• die Aufnahme von Schall
• Der Schall verliert dadurch Energie, also im Falle der Akustik an Lautstärke.
• Bsp: Schalldämpfer Auspuffanlage 

• 4 Ohm, bzw. 3.2 Ohm plus Blindwiderstand 0.8 Ohm
  • = Impedanz / Scheinwiderstand

• Frequentierte Wechselspannung

• Die Leistung U x I kommt von der Endstufe.
• Ist der Widerstand nun zu klein, steigt der Strom, das verbrennt die Endstufe

• Je höher die Wechselspannung, desto lauter am Lautsprecher

• Über die Frequenz, werden die Tonlagen gespielt.

10 Kanal-System (2 Subwoofer)

• Eingangs-Audiosignale ohne Verzerrung mit der geforderten Leistung z. B. 100 W an die Lautsprecher abzugeben
• Werden höhere Ausgangsleistungen (>25 W) verlangt müssen zwingend Audio-Verstärker mit Schaltnetzteil verwendet werden.
  • Schaltnetzteile arbeiten mit 50 bis 500 kHz und wandeln die Bordspannung in jede gewünschte Ausgangsspannung
  • z.B. wandelt die Ausgangsspannung von 12V auf ca. 40V (max. 50V nach Gesetz)

• Entstörspulen:
  • Sind zwei gegenläufige Wicklungen, welche mittels gegenläufigen Magnetfeldern hochfrequente Störungen entstören

• Effektiv Leistung
  • Max. Sinus Spannung : Wurzel 2