Calmalor schrieb:
Mein Soundchip kann bis zu 192000 Hertz ausgeben, allerdings habe ich es auf 44100 Hertz beschränkt.
Hier verwechselt offenbar jemand die Abtastrate mit dem Wiedergabespektrum. 192kHz Abtastrate bedeuten nicht ein Wiedergabespektrum von 0-192kHz. Wen's Interessiert, der kann sich gerne in den
Wikipedia-Artikel oder auch
diesen Artikel über Sinn und Unsinn hoher Abtastraten durchlesen. Für alle anderen: Mit der Abtastrate kann man die darstellbaren Frequenzen ebenfalls beschränken, der Rest wird durch die Beschaltung und die Bauteile der Verstärkerstufen limitiert, weitere Einschränkungen sind selbstverständlich die Lautsprecher und deren Beschaltung, sowie einfache elektronische Grundlagen.
Auch sind die meisten Transistor-Endstufen so ausgerichtet, daß sie sehr nahe am hörbaren Spektrum ausgeben, wenig darüber hinaus. Wenn man schon Fledermäuse wahnsinnig machen will, braucht man schon durchgängig Röhrentechnik sowie z.B. Piezo-Lautsprecher oder spezielle Sonderanfertigungen. Aber selbst für eine Röhrenendstufe ist ein Frequenzgang von 0-192kHz äußerst utopisch.
Wir können aber auch eine Leistungsbetrachtung machen, damit der Punkt ein wenig eindeutiger wird.
Hierzu "erfinden" wir einen Lautsprecher, der einen Wirkwiderstand von R=5Ω besitzt, sowie eine Induktivität von L=500µH. Ferner schalten wir einen idealen Verstärker ohne Anpassung mit fest eingestelltem Verstärkungsfaktor 5 vor. Das Signal (Sinus), mit dem wir den Verstärker belegen, hat als U
eff=1V, nach Verstärkung also 5V. Wir variieren nur die Frequenz, nicht den Pegel.
Ausgangsformeln:
[TABLE="class: outer_border, width: 500"]
[TR]
[TD]P=U*I=U²/R=I²*R[/TD]
[TD][P]=W=Leistung[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD]
=V=Spannung[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD]=A=Stromstärke[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]XL=2*π*f*L[/TD]
[TD][L]=H=Induktivität (der Schwingspule)[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][R]=Ω=(Wirk-)Widerstand[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][Z]=Ω=Scheinwiderstand[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Z²=R²+XL²[/TD]
[TD][XL]=Ω=Blindwiderstand[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][f]=Hz=1/s=Frequenz[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Nehmen wir drei Frequenzen,1kHz, 10kHz und 100kHz. Für XL ergeben sich somit:
1kHz: 2*π*10³Hz*500*10-6H≈3,14Ω
10kHz: 2*π*104Hz*500*10-6H≈31,41Ω
100kHz: 2*π*105Hz*500*10-6H≈314,16Ω
Die entsprechenden Impedanzen wären dann:
1kHz: sqrt((5Ω)²+(3,14Ω)²)≈5,9Ω
10kHz: sqrt((5Ω)²+(31,41Ω)²)≈31,8Ω
100kHz: sqrt((5Ω)²+(314,16Ω)²)≈314,2Ω
Somit ergibt sich für die einzelnen Frequenzen:
1kHz: (5V)²/(5,9Ω)≈4,24W
10kHz: (5V)²/(31,8Ω)≈786,2*10-3W
100kHz: (5V)²/(314,2Ω)≈79,6*10-3W
Natürlich ist diese Betrachtung nicht ganz vollständig, denn weitere physikalische Eigenschaften beeinflussen den Impedanzverlauf des Lautsprechers, jedoch mag dies eine erste Interpretationshilfe sein.
Bei gleichem Pegel ergeben sich drei sehr unterschiedliche Leistungswerte. Der geneigte Leser mag sich nun überlegen, welche der beiden Frequenzen den Lautsprecher mehr "belastet".
@TheGhost: Nicht ein Hochpassfilter wäre dazu geeignet, Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz "abzuschneiden" (besser: zu dämpfen), sondern ein Tiefpassfilter.
Da aber die Verstärker selber und auch die Physik bereits als eine Art Bandpassfilter agiert, braucht es hier nicht wirklich zusätzliche Bauteile, ein Schutz vor zu hohen Frequenzen ist nicht wirklich notwendig, nur vor zu hohen Leistungen. Das aber ist ein anderes Thema.