Gedanken zum Lautsprechergehäuse
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richi44
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#1
19.06.2009, 16:00

Wenn man einen Lautsprecher ohne irgend etwas drum herum in der Gegend aufängt, so darf man keinen Bass erwarten. Dies hat sicher jeder festgestellt, der schon mal mit Lautsprechern hantiert hat.
Es ist logisch, denn der Lautsprecher soll den Schall in den Raum abstrahlen und nicht nur den Luftdruckunterschied (und Schall ist nichts anderes) um seinen Rand herum führen und damit ausgleichen. So kann keine Abstrahlung in den Raum stattfinden und wir hören diese auskompensierten Schallanteile in einiger Entfernung nicht mehr.
Um dies zu verhindern verwendet man zumindest eine Schallwand. Damit wird der Umweg grösser und damit gibt es Schallwellen, die nicht mehr kompensiert werden können und folglich hörbar sind. Ist die Schallwellenlänge gross im Verhältnis zur Umweg-Strecke, so findet die Kompensation statt, ist sie klein, so ist der Schall hörbar.
Daraus ergibt sich, dass je grösser die Schallwand, desto tiefer der hörbare Ton.
Und daher hat man sich gedacht, wenn man die Schallwand umbiegt und daraus eine Kiste formt und diese erst noch dicht verschliesst, so gibt es keine Kompensation zwischen vor und hinter dem Lautsprecher. So ein Gehäuse wirkt wie eine unendliche Schallwand und damit müssen alle Töne bis zum Infraschall wiedergegeben werden können. Und wenn man sich das einfach mal so durch den Kopf gehen lässt, müsste die Gehäusegrösse doch eigentlich keine Rolle spielen, denn es gibt ja keinen Ausgleich...

Jetzt müssen wir uns mal den Lautsprecher ansehen. Üblicherweise verwenden wir magnetdynamische Lautsprecher, also die Dinger mit dem Magneten und der Schwingspule, an welcher eine Membran befestigt ist, die durch die Schwingspule in Bewegung versetzt wird, sobald da ein Strom fliesst. Hier ein Schnitt durch so ein Ding.
[Bild: kfoblhvj.jpg]
Wir können uns vorstellen, dass die Lautsprechermembran zusammen mit allen beweglichen Teilen eine Masse hat. Und wir sehen die Sicke (meist aus Gummi) und die Zentrierung. Diese beiden Elemente bilden eine Feder. Und aus einer Feder und einer Masse können wir ein schwingungsfähiges Gebilde bauen. Das bedeutet, dass die Membran mit einer masse- und federabhängigen Frequenz ausschwingt, wenn wir sie mal angestossen haben.

Weiter können wir uns vorstellen, dass die im Gehäuse eingeschlossene Luft von hinten die Membran „festhält“. Geht die Membran ins Gehäuse, wird die Gehäuseluft zusammengedrückt, umgekehrt wird sie verdünnt. Damit wirkt die Luft im Gehäuse wie eine zusätzliche Feder und wir wissen, dass die Resonanzfrequenz der Membran von der Masse und der Feder bestimmt wird. Also können wir davon ausgehen, dass diese Membranresonanz durch die Gehäuseluft angehoben wird. Und es ist eine Tatsache, dass ein Lautsprecher unterhalb seiner Resonanz sehr schlecht wiedergibt. Wenn wir also Bässe wollen, brauchen wir einen Lautsprecher, der eine tiefe Resonanz hat und wir brauchen eine möglichst schwache Luftfeder. Dies erreichen wir mit einem grossen Gehäuse. Darum ist zwar die Aussage richtig, dass zur Vermeidung der Kompensation um den Membranrand herum ein beliebiges geschlossenes Gehäuse ausreicht, dass aber die Eigenresonanz der Membran nicht zu weit erhöht werden darf, um noch Bass zu ermöglichen.

Jetzt gibt es aber noch ein Problem: Jedes schwingungsfähige Gebilde hat eine Resonanzüberhöhung, die als Güte bezeichnet wird. Und ein Gehäuse mit einem Loch, in welchem der Lautsprecher eingebaut ist stellt ebenfalls ein schwingungsfähiges Gebilde dar. Und dies im Zusammenhang mit dem schwingungsfähigen Lautsprecher.
Der Haken an der Sache ist, dass eine zu geringe Güte den Bass schon sehr früh, aber auch sehr sanft abfallen lässt. Andererseits führt ein zu kleines Gehäuse im Bereich des oberen Basses zu einer Betonung, lässt aber keinen wirklichen Tiefbass zu.
Die nachfolgenden drei Bilder (3 mal der selbe Lautsprecher in unterschiedlichen Gehäusegrössen) zeigen dies ganz klar.
[Bild: tgdot6xz.jpg]
Im ersten Bild ist das Gehäuse zu gross, was eine Güte von 0.47 ergibt. Der Bass ist bereits bei 62Hz um 3dB abgesunken, aber der –10dB-Punkt liegt bei rund 25Hz.

Das zweite Bild zeigt die optimale Abstimmung. Da ist der Frequenzgang bis rund 150Hz linear, der –3dB-Punkt liegt bei 55Hz und –10dB bei etwa 32Hz. Die Güte liegt bei 0.707.
[Bild: 95g6wlru.jpg]
Das ganz kleine Gehäuse führt zu einer Anhebung mit einem Maximum von +7dB bei rund 170Hz, einem –3dB-Punkt bei 108Hz und –10dB liegen bei 80Hz. Dies mit einer Güte von rund 2.1

[Bild: rflerx9c.jpg]
Ich will jetzt nicht näher auf die wissenschaftkichen Zusammenhänge eingehen. Im Grunde reicht es, wenn wir gesehen haben, dass eine Güte von rund 0.7 den idealen Verlauf ergeben.

[Bild: z2blm9ht.jpg]
Zusätzlich habe ich hier ein weiteres Bild, bei dem der Kurvenverlauf fast gleich ist wie beim „richtig“ der ersten Staffel. Der Unterschied ist zum einen, dass hier das Gehäuse deutlich kleiner ist, andererseits handelt es sich um einen anderen Lautsprecher. Dies soll zeigen, dass es für (fast) jeden Lautsprecher ein Gehäuse gibt, das ihn in der optimalen Abstimmung laufen lässt.
[Bild: iazn3j8d.jpg]
[Bild: k98mm97m.jpg]
Vergleicht man die TSP (Thiele-Small-Parameter) so stellt man sehr grosse Abweichungen fest.
Dies alles bedeutet, dass diese Parameter entscheidend sind, wie gross ein Gehäuse für einen bestimmten Lautsprecher sein muss. Und die Berechnung der Gehäusegrösse überlässt man am Besten einem entsprechenden Programm, wie hier dem BassCAD.

Wenn man nun die TSP betrachtet, so fallen drei Werte auf, nämlich die drei Güten Qms, Qes und Qts. Zusätzlich gibt es eine wichtige Angabe, das ist Vas.
Vas stellt jenes Luftvolumen dar, welches eine Federwirkung hat, entsprechend der Federwirkung der Membraneinspannungen (Sicke und Zentrierung). Und man kann sich vorstellen, dass eine Sicke die Federwirkung zeigen kann, ohne die Bewegung zu bedämpfen, dass aber andere Materialien eine hohe innere Reibung aufweisen können, was die Bewegung hemmt. Das ist vergleichbar einem Uhrenpendel. Ist das Lager fein und sehr leichtgängig, so wird das Pendel lange nachschwingen, es ergibt sich also eine hohe Güte. Klemmt das Lager und hat eine entsprechend grosse Reibung, bleibt das Pendel schnell wieder stehen und die Güte ist entsprechend tief.

Jetzt kommt die elektrische Güte ins Spiel. Wir sind bisher von einer frei ausschwingenden Membran ausgegangen und mit dem Pendelvergleich wollte ich zeigen, dass die Einspannung der Membran zu unterschiedlichen mechanischen Güten führt. In der Praxis aber kann die Membran nicht ungehindert ausschwingen. Wenn sich die Membran bewegt, bewegt sich auch die Schwingspule im Magnetfeld. Diese wirkt dann wie ein Dynamo und erzeugt eine Spannung. Nun hängt der Lautsprecher aber am Verstärker und wenn da am Lautsprecher eine Spannung entsteht, wird diese durch den Verstärkerausgang kurzgschlossen. Damit kann der Lautsprecher nicht mehr frei ausschwingen. Er wird also bedämpft, was seine Güte drastisch verringert. Und daher ist die totale Güte Qts kleiner als die mechanische Güte Qms.
[Bild: ebyb3va5.jpg]
Wir haben gesehen, dass eine Systemgüte (Lautsprecher UND Gehäuse zusammen) von rund 0,7 die besten Resultate in Bezug auf Basswiedergabe und Linearität ergibt. Also ist dieser Wert anzustreben und meist bei Berechnungsprogrammen schon vorgegeben. Bei diesem Rechenprogramm kann man einen zusätzlichen Widerstand einfügen. Damit entsteht ein „Verlust“, weil es keinen elektrischen Kurzschluss mehr gibt, sondern nur eine Belastung. Ich habe diese Last mal mit 8 Ohm angenommen. Damit wird sicher die elektrische Bedämpfung reduziert. Damit muss sich auch die Gesammtdämpfung reduzieren oder anders rum muss durch diesen Widerstand die gesammte Güte des Lautsprechers zunehmen. Und wenn man die Kurve mit der Überhöhung betrachtet und die Systemgüte anschaut, so ist diese auf 1,62 gestiegen. Hätten wir also in der Zuleitung zum Lautsprecherchassis einen Widerstand, so müssten wir diesen berücksichtigen und das Gehäuse entsprechend neu berechnen (lassen). Und tatsächlich haben wir üblicherweise das Kabel und die Drosselspulen der Weiche, welche wir in die Rechnung einbeziehen müssen. Aber der Verstärker bildet auch nur einen mehr oder weniger guten Kurzschluss für die vom Lautsprecher erzeugten Spannungen. Haben wir einen guten Transistorverstärker, so ist dessen „Kurzschlussfähigkeit“ rund 100 mal besser als die Lautsprecherimpedanz. Haben wir ein Röhrengerät, so kann seine Kurzschlussfähigkeit 10 mal besser sein als die Lautsprecherimpedanz, im Extremfall aber auch rund 10 mal schlechter. Und das bedeutet, dass sich die Tieftonwiedergabe ausgeglichen zeigt oder dass es zu den gezeigten Resonanzüberhöhungen kommt, welche den Klang im Bass total verändern und aufdicken. Nun ist es aber nicht möglich, den Lautsprecher auf ein bestimmtes Gerät zu optimieren (es wäre möglich, aber unsinnig), denn beim nächsten Gerät müsste man das Gehäuse vergrössern oder verkleinern...

Jetzt einfach mal ein Gedankenspiel:
Angenommen, es wäre möglich, einen negativen Widerstand in die Lautsprecherleitung einzufügen. Technisch ist dies möglich, aber das Wie und Wo lassen wir mal weg. Tatsache ist, dass man bei diesem Berechnungsprogramm einen negativen Widerstand einsetzen kann.
[Bild: 2lb374uc.jpg]
Ich habe mal das eine Beispiel mit dem zu kleinen Gehäuse gewählt, das die deutliche Überhöhung zeigte. Bei der gleichen Konstellation aber dem Hinzufügen eines negativen Widerstandes der richtigen Grösse bekommt man wieder einen idealen Kurvenverlauf und eine Güte von etwas über 0,7. Das bedeutet, dass wir die elektrische Bedämpfung erhöht oder die Qes reduziert haben und damit Qts kleiner geworden ist. Damit die Systemgüte wieder stimmt, muss das Gehäuse kleiner werden.
ABER man sieht auch, dass trotz gleichem Lautsprecher und eigentlich idealem Verlauf die Basswiedergabe deutlich abgenommen hat. Jetzt ist der –3dB-Punkt nicht mehr bei 55Hz, sondern bei 149Hz.
Warum ich das erwähne:
Man liest immer wieder vom Einfluss der Gehäusebedämpfung und dass man das Gehäuse dann kleiner wählen könne oder müsse, wenn man es bedämpft. Bedämpfen heisst irgendwelche Wolle oder Schaumstoff ins Gehäuse zu legen oder stopfen.
Dazu mal eine Überlegung. Angenommen, wir hätten einen Kunststoff mit dem spezifischen Gewicht von 1, also gleich wie Wasser. Jetzt machen wir aus dem Kunststoff einen Schaumstoff mit einem Füllungsgrad von 50%. Würden wir diesen Schaumstoff in ein 2 Liter Gefäss füllen, so hätten wir ein Zusatzgewicht von 1kg. So gesehen wäre das Gefäss also halb voll. Und tatsächlich, wenn wir Wasser hinzu geben und sich das Wasser bis in die letzte Blase des Kunststoffs verzogen hat, so geht genau 1 Liter Wasser mit hinein.
Jetzt lassen wir das Wasser und rechnen nur mit der Luft. Auch hier ist ein Liter Luft neben dem Kunststoff möglich, dies aber in einem Zwei Liter Gefäss.
So, jetzt nehmen wir an, wir hätten für einen Lautsprecher ein Gehäuse von 20 Liter berechnet, um die Güte von 0,7 zu erreichen. Jetzt füllen wir das Gehäuse mit Kunststoff. Da gehen in unserer Betrachtung angenommene 5 Liter reiner Kunststoff hinein. Also hat sich doch das Volumen des Gehäuses um 5 Liter verringert. Wieso soll ich jetzt das Gehäuse weiter verkleinern?
Die Antwort ist folgende: Der Schaum-Kunststoff hat die Bedämpfung des schwingungsfähigen Gebildes aus Lautsprecher und Gehäuse verstärkt, so wie sich die Dämpfung erhöht (und damit Q kleiner wird), wenn ich einen negativen Widerstand einfüge.

Die ganze Übung hat drei mögliche Konsequenzen: Ich vergrössere das Gehäuse auf 25 Liter und überlasse 5 Liter dem Kunststoff. Dann werde ich ungefähr die selbe Frequenz bei –3dB erreichen, habe aber eine geringere Güte und damit auch bei höheren Bässen schon einen leichten Pegelabfall.
Oder ich nehme das etwas kleiner gewordene Gehäuse in Kauf und stelle fest, dass jetzt der –3dB-Punkt bei einer etwa 15% höheren Frequenz liegt und der Verlauf immer noch recht flach ist, da die Güte noch unter 0,7 liegt. Oder ich verkleinere das Gehäuse soweit, dass tatsächlich 0,7 resultiert. Dann habe ich aber möglicherweise nur noch 10 Liter effektives Gehäusevolumen (ohne Überhöhung, weil dies die Schaumstoffdämpfung verhindert), dafür aber einen –3dB-Punkt bei einem um etwa 30% höheren Wert.
Wenn man diese Angabe liest, dass das Gehäuse zu verkleinern sei, so ist nie darauf hingewiesen, dass der Frequenzgang im Bass dadurch reduziert wird.

Ich habe jetzt bewusst nur mal das geschlossene Gehäuse betrachtet. In einer späteren Folge sollen auch noch Konstruktionen wie Bassreflex etwas unter die Lupe genommen werden.
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piccohunter
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#2
19.06.2009, 16:09

Perfekt, Richi! Prost
Gruß, Torsten

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hoschibill
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#3
19.06.2009, 19:47

Hi Ritchi Smile
Gibt es auch etwas, was Du nicht weisst? Du bist ja ein schreibendes Lexikon Wink Big Grin. Super Beitrag, Danke dafür.

Gruss
Olli
Freizeit muss Spaß machen Big Grin
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fibbser
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#4
20.06.2009, 07:42

Wie immer geballtes Wissen einleuchtend erklärt HailProstProst
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richi44
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#5
20.06.2009, 08:15

(19.06.2009, 19:47)hoschibill schrieb: Hi Ritchi Smile
Gibt es auch etwas, was Du nicht weisst? Du bist ja ein schreibendes Lexikon Wink Big Grin. Super Beitrag, Danke dafür.

Gruss
Olli

Wie soll ich wissen, was ich nicht weiss?Prost
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richi44
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#6
22.06.2009, 10:05

Bassreflex

Bevor ich mich den anderen Gehäusen widme noch drei Nachträge:
Ich habe geschrieben, dass es für fast alle Lautsprecher das ideale Gehäuse gibt. Dabei gibt es eigentlich zwei Ausnahmen, nämlich dann wenn die Güte Qts extrem klein oder extrem gross ist.
Wir haben gesehen, dass bei kleineren Gehäusen die Resonanz des Lautsprechers (durch die starke Federwirkung des kleinen Luftpolsters) ansteigt. Daher sind wirklich tiefe Töne nicht zu machen. Und wir haben gesehen, dass die Güte des Gehäuses zunimmt, wenn das Volumen abnimmt. Und wir haben auch festgestellt, dass zur Erreichung der gewünschten Systemgüte Lautsprecher und Gehäuse zusammen passen müssen.
Wenn wir jetzt z.B. einen Lautsprecher nehmen wie etwa den Thiel Koax, so hat dieser eine Gesammtgüte Qts von 0,14. Dies verlangt nach einem geschlossenen Gehäuse von 1,8 Liter. Damit ist aber nur ein –3dB-Punkt von 127Hz realisierbar. Man kann also nicht von Bass sprechen. Richtigerweise kann man so einen Lautsprecher nur sinnvoll in Kombination mit einem Tieftöner (Subwoofer) einsetzen. Mit einem Bassreflexgehäuse ist immerhin (unter Anwendung von abweichenden Rohr-Daten) eine Frequenz von 87Hz bei –3dB möglich, was auch noch nicht berauschend ist.

Die andere Problematik ergibt sich bei Lautsprechern, welche eine Güte Qts von nahe 0,7 aufweisen. Da ist weder ein geschlossenes noch ein Bassreflexgehäuse möglich. Solche Lautsprecher sind zum Glück selten und am ehesten bei sehr kleinen Bauformen zu finden, wie etwa den kleinen 5 x 7,5cm Ovaldingern. Diese werden allein schon wegen der relativ hohen Grenzfrequenz (hohe Resonanz) nur bedingt als Breitband-Musiklautsprecher eingesetzt. Man trifft sie hauptsächlich bei LCD-Fernsehern, einfach wegen der geringen Baugrösse. Solche Lautsprecher werden dann meist in einer Schallwand eingebaut, welche zumindest im Bass kaum ein resonanzfähiges Konstrukt bilden und daher in diesen Frequenzen auch keine Güte über 0,7 bieten.

Dies mal der erste Nachtrag, nämlich die Einschränkung durch zu kleine oder zu grosse Güte.
Jetzt gibt es noch eine Einschränkung, die mit dem Lautsprecher und nichts mit dem Gehäuse zu tun hat. Dies sind die unvermeidlichen Membranresonanzen. Eine ideale Membran bewegt sich kolbenförmig, ohne irgendwelche mechanischen Teilschwingungen. Das Problem ist, dass es die ideale Membran nicht gibt. Das bedeutet, dass z.B. eine harte, steife Membran bis zu einer bestimmten Frequenz kolbenförmig arbeitet, ab dort aber „aufbricht“ und der Membrankonus alle möglichen Bewegungen ausführt. Das ist im Grunde nichts anderes als Klirr, denn die Membran fügt dem Originalklang Eigentöne bei, ähnlich jenen, welche durch verzerrende Elektronik gebildet werden. Und diese Eigentöne brauchen eine gewisse Zeit, bis sie eingeschwungen sind und hörbar werden, sie brauchen aber auch eine gewisse Zeit, bis sie wieder abklingen. Und da diese Schwingungen meist die Schwingspule nicht zu bewegen vermögen, ist eine elektrische Bedämpfung nicht gegeben.
Hier ein typischer Vertreter dieser Gattung:
[Bild: nbii9cu3.jpg]
Und weil das Ausschwingen so intensiv ist, muss verhindert werden, dass dieser Bereich angeregt wird. Nun kennt man bei der Elektronik zwei Klirrbereiche, die deutlich hervortreten können, das ist K2 und K3. Das bedeutet, dass ein verzerrter Ton von 1kHz Klirrprodukte von 2kHz (K2) und von 3kHz (K3) vorherrschend produziert. Da sich hier das Ausschwingen bei rund 6kHz bildet, muss sicher gestellt sein, dass keine Töne über 2kHz dem Lautsprecher zugeführt werden, denn a) kann die Elektronik verzerren und somit 4 und 6kHz liefern und b) kann der Lautsprecher selbst verzerren und diese zwei- oder dreifache Grundfrequenz anregen.
Dieses Problem gilt es einfach im Auge zu behalten und Lautsprecher zu wählen, welche nicht oder zumindest kaum mit dieser Problematik behaftet sind, weil ihre Membran eine hohe innere Dämpfung aufweist, wie dies bei vielen Papiersorten und einigen Kunststoffen der Fall ist.

Das dritte Thema ist jenes der „gestopften“ Box. Bisweilen liest man als Erklärung, warum sich da Änderungen ergeben, es habe mit der durch die Bedämpfung verringerten Schallgeschwindigkeit im Gehäuse zu tun.
Dass dies blanker Unsinn ist, zeigt folgende Rechnung:
Nehmen wir ein Gehäuse mit der grössten Länge von 1m. So ein Ding, wenn es denn nicht zu schmal gebaut und mit einem vernünftigen Tieftöner bestückt ist, sollte so in die Gegend von 34 Hz abstrahlen können. Diese Frequenz hat eine Wellenlänge von rund 10m, halbe Wellenlänge ergäbe 5m. Also hätte ein 1m-Gehäuse eine kritische Frequenz von 170Hz. Und wenn durch die Stopferei die Schallgeschwindigkeit um 10% abnähme, so wäre die kritische Frequenz halt bei 153 Hz. Dies ist nun aber kein Bass mehr, sondern geht musikalisch schon in die tiefen Mittellagen. Und Gehäuseresonanzen in diesem Bereich wollen wir mit allen Mitteln verhindern, dazu ist ja die Stopferei da. Und wenn es noch hundert mal geschrieben steht, es wird deshalb noch lange nicht wahr!

Soweit die drei Ergänzungen zum Thema Lautsprecher und Gehäuse.
Jetzt zu den weiteren Bauvarianten.
Die wichtigste Variante ist das Bassreflexgehäuse. So, wie man mit entsprechenden Formeln das geschlossene Gehäuse berechnen könnte, wäre dies (mit weit höherem Aufwand) auch bei der Bassreflexkonstruktion der Fall. Einfacher ist auf jeden Fall die Verwendung eines Berechnungsprogramms, das vorteilhafterweise gleich den Frequenzverlauf anzeigt, um Korrekturen vornehmen zu können.

Ich habe erwähnt, dass ein geschlossenes Gehäuse zusammen mit dem Lautsprecher ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt mit einer Güte (hat Einfluss auf eine allfällige Resonanzüberhöhung), welche von der Gehäusegrösse und den Parametern des Lautsprechers abhängt.
Ein Bassreflexgehäuse ist nun eine Konstruktion, die in sich schon so ein Gebilde darstellt. Hier haben wir eine zusätzliche Öffnung mit einer bestimmten Öffnungsfläche und einer bestimmten Rohrlänge. Sowas nennt man auch Helmholtz-Resonator. Solche Resonatoren werden dazu verwendet, bestimmte Frequenzen in einem Raum zu bedämpfen. Und sie werden eben bei Bassreflex-Lautsprechern eingesetzt. Hier haben wir nun ein Zusammenspiel zwischen Lautsprecher, Gehäusevolumen und Resonanzrohr.
Beim Resonanzrohr spielt die Masse der bewegten Luft und die Federwirkung der Gehäuseluft eine Rolle, ebenso die Daten des Lautsprechers. Im Resonanzfall der Rohr-Gehäusekonstruktion wird der Lautsprecher „belastet“, sodass seine Membranamplitude stark abnimmt. Der Schall wird dann vornehmlich durch die Bassreflexöffnung abgestrahlt. Und da diese die Phase letztlich um 180 Grad dreht, ist die Membranbewegung von aussen betrachtet mit dem Luftaustritt der Öffnung identisch. Der Vorteil ist, dass diese Bremsung der Membran deren Klirrverhalten verbessert und durch die reduzierte Auslenkung generell der Klirr abnimmt. Weiter reduziert eine Amplitudenreduktion auch den Dopplereffekt (Polizeisirene in der Vorbeifahrt). Es gibt also neben einer verbesserten und vertieften Basswiedergabe eine Reduktion der verschiedenen, auslenkungsabhängigen Verzerrungen.
Nun gibt es nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile. Unterhalb der Systemresonanz, welche die Verringerung der Membranauslenkung zur Folge hat, nimmt die Membranauslenkung rasch und nachhaltig zu. Es ist daher wichtig, dass unterhalb der Grenzfrequenz der ganzen Konstruktion möglichst kein Signal mehr auf die Box kommt. Kritisch wird dies besonders bei Analogplattenspielern und verwellten Platten. Der Höhenschlag kann da Membranauslenkungen erzeugen, die an die mechanische Grenze des Lautsprechers gehen. Darum wurde vor Jahren bei der Entzerrung eine Tiefenabsenkung bei etwa 20Hz eingeführt, um eben dieses zu vermeiden. Es ist daher wichtig, dass Entzerr-Verstärker diese Bassbeschneidung aufweisen.

Jetzt wird zu recht behauptet, die Impulswiedergabe einer Bassreflexbox sei deutlich schlechter als jene eines geschlossenen Gehäuses. Das ist prinzipiell richtig, da das Bassreflexprinzip erst im eingeschwungenen Zustand funktioniert. Die Basswiedergabe erfolgt mit vollem Pegel also erst nach einigen Schwingungen und nicht gleich vom Start weg. Und genau so hört die Schwingung nicht schlagartig auf, auch hier eine Verzögerung, also ein Nachschwingen.
Nun kann man untersuchen, wie lange dieses Nachschwingen dauert. Und es dauert je länger, je geringer die Dämpfung oder je höher die Güte ist. Dies gilt einfach mal generell. Und wenn man eine geschlossene Box betrachtet, so hat diese ebenfalls ein Nachschwingen wie jedes schwingungsfähige Gebilde. Und um eine Güte von 0,7 zu erreichen, muss die Gehäusegüte entsprechend höher sein, um die niedrige Qts des Lautsprechers auszugleichen. Folglich wäre es nur logisch, dass eine Güte von 0,7 bei der geschlossenen Box und bei Bassreflex zumindest vergleichbare Ein- und Ausschwingzeiten zur Folge hätten. Natürlich sind im einen Fall zwei, im anderen drei Resonatoren beteiligt und angeregt wird folglich immer in der Reihenfolge Lautsprecher, Gehäuse, Bassreflex. Ich behaupte aber, dass es nicht Welten sind, die da die Zeiten unterscheiden.
Kommt hinzu, dass jedes natürliche Instrument ebenfalls eine Ein- und Ausschwingzeit besitzt. Bis ein tiefer Orgelton voll da ist, vergeht eine verhältnismässig lange Zeit, da können locker 10 Sinuszyklen verstreichen. Im Verhältnis dazu ist das Ein- und Ausschwingen der Bassreflexbox unbedeutend. Das bedeutet, dass es klanglich nicht ins Gewicht fällt, ob die Box ein Ein- und Ausschwingen hat.
Arbeitet man mit elektronischen Klängen, ist natürlich ein unmittelbar startender Ton möglich, genau wie auch nur ein halber Sinus. Nun hat aber noch kein Mensch die elektronischen Klänge rein gehört, sondern immer nur die akustische Wiedergabe unter Beteiligung eines Kopfhörers oder Lautsprechers. Folglich ist niemand in der Lage zu beurteilen, wie das wirklich klingen würde (Menschen mit Cinchanschluss am Gehirn sind noch nicht „auf dem Markt“).

Hier mal eine Simulation mit einem beliebigen Lautsprecher und mit den Abwandlungen von Volumen und Rohrabmessungen, zuerst als geschlossene Box, wo es nur EIN optimales Gehäusevolumen gibt:
[Bild: jxnrvlgz.jpg]
Dann das optimale Bassreflexgehäuse:
[Bild: ea69nhie.jpg]
Anschliessend eine kleinere Variante,
[Bild: qdyeaptj.jpg]
und danach eine grössere Variante, welche entweder eine leichte Resonanzüberhöhung zeigt oder bei welcher eine leichte Bassabsenkung von knapp 1dB die Folge ist.
[Bild: dljk5cd2.jpg]
Man sieht generell, dass ein Bassreflexgehäuse grösser ausfällt als ein geschlossenes, aber es ist auch festzustellen, dass man bei der Bassreflex-Variante unterschiedliche Grössen möglich sind, ohne dass sich die Güte nennenswert ändern würde, allerdings mit unterschiedlichen Tiefbassmöglichkeiten.

Die übrigen Gehäuse in der nächsten Abteilung.Prost
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#7
22.06.2009, 10:14

(22.06.2009, 10:05)richi44 schrieb: Darum wurde vor Jahren bei der Entzerrung eine Tiefenabsenkung bei etwa 20Hz eingeführt, um eben dieses zu vermeiden. Es ist daher wichtig, dass Entzerr-Verstärker diese Bassbeschneidung aufweisen.
Hallo Richi!

Wieder einmal toll und verständlich erklärt...

Kannst du ungefähr sagen, seit wann (ca.) Phono-Stufen diese "Bassbeschneidung" (ist doch eigentlich ein "serienmäßiger, nicht abschaltbarer Subsonic-Filter", oder) aufweisen sollten?
Gruß, Torsten

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(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 22.06.2009, 11:32 von piccohunter.)
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22.06.2009, 11:30

wow, klasse beiträge richi! gruß , matthias
Ich bin nicht die Signatur, ich putz hier nur...

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richi44
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#9
22.06.2009, 14:24

Bandpassgehäuse

Diese werden vornehmlich für Subwoofer verwendet. Dabei handelt es sich immer um eine Kombination zweier Gehäusearten in einer gemeinsamen „Kiste“. Möglich ist die geschlossene Box als Lautsprechervolumen mit einer vorgesetzten „Bassreflexbox“. Die zweite Möglichkeit ist, zwei Bassreflexkonstruktionen zu verbinden.
[Bild: z3gshcpi.jpg]
Im Grunde könnte man nun hergehen und bei der geschlossenen Variante (links) mal den geschlossenen Teil berechnen. Je nach Volumen kann man da eine Bassüberhöhung erzielen, allerdings verbunden mit einer schlechten Tiefbasswiedergabe. Aber man kann dabei die Überhöhung in der Frequenz so hoch hinauf verlegen, dass der Reflexteil diese Frequenzen nicht mehr wiedergibt.

Wenn wir uns an die Bassreflexbox erinnern, so läuft diese in einem bestimmten Bereich optimal, der Lautsprecher wird also im Membranhub begrenzt und der Schall wird hauptsächlich durch die Reflexöffnung wiedergegeben. Unter dieser Frequenz kommt es zu einem akustischen Kurzschluss, weil es keine Phasendrehung durch das Reflexrohr mehr gibt.
Beim Bandpass wird einesteils eine Resonanz erreicht, welche die entsprechernde Frequenz prinzipiell verstärkt („Bassreflex“-Teil) und andererseits die Abstrahlung oberhalb dieser Resonanz kontinuierlich abschwächt.
Andererseits kommt es im geschlossenen Teil zu einer kontinuierlichen Bassabschwächung, mit allfälliger Resonanzüberhöhung (im höheren Bereich).
Und sowohl die Höhendämpfung des Reflexteils als auch die Bassabschwächung im geschlossenen Teil passieren mit 12dB pro Oktave.

Bei der Berechnung könnte man (zumindest bei einer Passivkonstruktion) mal von kleinen Satelliten mit entsprechend leiser Wiedergabe ausgehen. Nimmt man nämlich eine kontinuierlich zunehmende Kurve wie jene eines kleinen Gehäuses und kombiniert diese mit einer kontinuierlich abnehmenden Kurve, also einem Tiefpass oder dem Reflexteil des Bandpasses, so ergibt sich generell ein Pegelverlust, andererseits aber auch eine lineare Wiedergabe. Dies wäre eine mögliche Anwendung. Man müsste einfach ein relativ kleines geschlossenes Gehäuse verwenden und dieses mit einem grösseren Reflexgehäuse (richtigerweise als Helmholtzresonator bezeichnet) kombinieren.
[Bild: 3cy3x39p.jpg]
Die andere und gebräuchlichere Variante ist jene, wo man jeweils die Kurven so ansetzt, dass einerseits durch das geschlossene Gehäuse der Bass langsam linear wird und darüber wird dann der Höhenabfall des Resonators angegliedert. Mit den Berechnungsprogrammen kann man diese letztere Variante durchrechnen lassen und dabei auch Überhöhungen (durch kleine geschlossene Gehäuse oder durch entsprechende Resonanzüberhöhungen des Resonators) einbeziehen.
[Bild: f99he5qm.jpg]
Generell gilt natürlich, dass jede Überhöhung mit einer höheren Güte einher geht und je höher die Güte, desto mehr werden Impulse verändert und desto länger dauert das Ein- und Ausschwingen. Bei preisgünstigen Subbässen findet man meist die Lösung mit der Überhöhung. Unterhaltungsmusik hat selten wirkliche Tiefbässe, meist ist bei rund 60Hz schluss, dafür sollte der Bass markant sein, bei tiefem Preis und kleinen Abmessungen.
Die kleinen Abmessungen fördern die Überhöhung. Und der tiefe Preis verlangt nach relativ kleinen Tieftönern, was wiederum die kleinen Gehäuse bevorzugt. Diese Subs sind nicht unbedingt musikalische Spitzenleistungen, werden aber bei PC und Surround gerne mit sehr kleinen Satelliten verwendet.

Man kann natürlich auch die Lautsprecherkammer als Bassreflexbox ausgestalten. Dabei ist es egal, ob man das Reflexrohr direkt ins Freie führt wie in der rechten Zeichnung oder ob man es in die Reflexkammer strahlen lässt wie in der Mitte.
Prinzipiell macht es keinen grossen Unterschied zu den geschlossenen Varianten, es ist aber vergleichbar den normalen Boxen, wo mit Bassreflex grössere Gehäuse und dementsprechend tieferer Bass möglich ist.

Hier noch ein Zusatz: Meist sind Subwoofer als Aktivboxen ausgestaltet. Dies hat einmal den Vorteil, dass man im Nicht-Bedarfsfall im Steuergerät keine unnötige Endstufe verbaut und andererseits kann man die oft nötige Entzerrung mit dem Verstärker kombinieren. Dies findet man gerade bei geschlossenen Konstruktionen, die sogar oft auf einen vorgesetzten Resonator verzichten. Gerade im Bass kann man mit elektronischen Schaltungen die Gehäuseproblematik entschärfen, indem man dem Verstärker einen negativen Ri verpasst (das habe ich im Teil der geschlossenen Boxen kurz angetönt). Man bekommt so z. B. Lautsprecher, die unabhängig von der Eigenresonanz und der Gehäusegrösse funktionieren und eine einfache Entzerrung verlangen. Und durch die maximale elektrische Bedämpfung ergibt sich das ideale Ausschwingen. Allerdings ist das Einschwingen etwas verzögert, weshalb diese Konstruktionen nicht für höhere Frequenzen geeignet sind. Im Bass aber, wo es auch durch das Bassreflexprinzip zu Verzögerungen kommt, ist die elektronische Verzögerung (wenn Bassreflex wegfällt) kein wirkliches Problem.
Mit einem negativen Ri in der Grössenordnung des Drahtwiderstandes der Schwingspule kann man z. B. den Lautsprecher so bedämpfen, dass es keine Rolle spielt, ob er (bei 30cm Durchmesser) in einem 10L oder 1000L Gehäuse spielt. Der Unterschied ist letztlich nur der Leistungsbedarf, um wirklich Bass raus zu bekommen.
(22.06.2009, 10:14)piccohunter schrieb: Kannst du ungefähr sagen, seit wann (ca.) Phono-Stufen diese "Bassbeschneidung" (ist doch eigentlich ein "serienmäßiger, nicht abschaltbarer Subsonic-Filter", oder) aufweisen sollten?
Ich hatte darüber mal Unterlagen, aber ein PC-Crash...
Irrtum vorbehalten war das ende der 60er, anfang 70er, dass diese Änderung eingeführt wurde. Wobei ältere Geräte keine Notwendigkeit sahen, unter 30Hz zu spielen. Das kam erst mit der Highend-Bewegung.
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richi44
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#10
23.06.2009, 15:27

Jetzt gibt es noch zwei Gehäusevarianten, nämlich das Horn und die Transmission Line. Auf den ersten Blick scheinen beide verwandt, nur dass beim Horn der Trichter am Anfang, also beim Lautsprecher eng ist und an der vorderen Öffnung gross, während der Kanal der TML sich gegen den Ausgang verjüngt.

Nehmen wir erst mal die TML. Diese besitzt einen sehr präzisen und tiefreichenden Bass, allerdings einen relativ geringen Nennschalldruck. Erreicht wird die gute Basswiedergabe durch den TML-Kanal, welcher eine Eigenresonanz besitzt, die sich nach der Formel F = V / 4L berechnet. Oder umgestellt wird die Länge L = V / 4F.
Nehmen wir eine Grenzfrequenz von 20Hz, so würde der Kanal 4,25m lang. Wenn man ihn bedämpft, so reduziert sich damit die Schallgeschwindigkeit V auf rund 300m / S und dadurch wird der Kanal nur noch 3,75m lang. Wenn wir also diese Frequenz anpeilen, können wir von einem rechten Monstrum an Box ausgehen. Nun ist aber die Grenzfrequenz (-3dB-Punkt) nicht bei der Resonanzfrequenz des Kanals, sondern tiefer. Wir können also den Kanal etwas verkürzen und die Resonanz erhöhen, um trotzdem die Grenzfrequenz bei den gewünschten 20Hz zu bekommen. Der Faktor ist rund 1,28, sodass wir letztlich eine Kanallänge von 2,93m bekommen.
Also haben wir mal festgelegt, dass wir in unser Gehäuse einen rund 3m langen Kanal unterbringen müssen und dass wir diesen mit Stopfmaterial auskleiden oder locker füllen müssen, um die Grenzfrequenz von 20Hz mit der Box zu erreichen.
Weiter muss der Kanal am Anfang eine Fläche entsprechend der Membranfläche aufweisen, am Austritt soll diese zwischen 0,5 und 0,25 mal der Anfangsfläche liegen (man liest da beide Varianten in der Literatur).

Wie erwähnt soll die Box eine gute und präzise Basswiedergabe mit mässigem Schalldruck liefern. Da es sich aber um ein resonierendes, also schwingendes Gebilde handelt, ist eine Ein- und Ausschwingzeit zu beachten. Und diese hat wie bei Bassreflex eine etwas verzögerte Reaktion auf Basstöne zur Folge. Ausserdem bewirkt die Bedämpfung eine Reduktion der Güte, was das Gebilde „schneller“ macht, aber dessen Wirkung reduziert. Andererseits ist die Abstimmung jetzt auf ¼ Wellenlänge vorgenommen worden. Haben wir einen Ton mit doppelter Frequenz, so entspricht die Kanallaufzeit der halben Wellenlänge und damit dreht der Kanal bei dieser Frequenz ebenfalls die Phase und unterstützt so die Basswiedergabe bei 50Hz. Zwischen 25Hz und 50Hz kommt es zu Phasenungereimtheiten und die Unterstützung ist mal besser, mal schlechter, was einen welligen Frequenzgang ergibt. Und dies setzt sich noch zu höheren Frequenzen hin weiter fort. Es ist daher wichtig, den Kanal zu bedämpfen, damit weniger höhere Frequenzen über den Kanal abgestrahlt werden und damit die Welligkeit unbedeutend bleibt.
Man könnte sich nun mal die Mühe machen und so eine Box durchrechnen. Als Chassis könnte ich mir einen Ciare HS250 vorstellen. Da müsste der Kanal zu Beginn eine Fläche von 360 cm^2 besitzen, am Schluss müssten es folglich 180cm^2 sein, was den Massen 13,5 x 13,5 cm entspricht.

Die Berechnung an sich ist keine Hexerei, nur gibt es da so „Faustformeln“ etwa das Verhältnis von Anfang zu Ende des Kanalquerschnitts oder die Bedämpfung und dergleichen mehr. Ausserdem kann man sich vorstellen, dass ein mehrfach gefalteter Kanal eine vorherrschende Länge mitbringt, welche in sich die Gefahr einer neuen Resonanz beinhaltet. Wer über Mengen an Restholz verfügt, kann sich da mal „ein lustiges Wochenende“ machen. Ich würde jedenfalls so eine Konstruktion auch erst mal mit Resten aufbauen und erst später entscheiden, ob ich es mit schönen Brettern nochmals in Angriff nehmen will...
Das Berechnungsprogramm BassCAD bietet zwar eine Berechnung an, die Daten der Lautsprecherchassis werden aber ebensowenig übernommen, als auch keine Möglichkeit besteht, da irgend etwas einzugeben. Darum ist TML eigentlich noch so ein richtiges Tummelfeld für Bastler. Allerdings müsste man über umfangreiche Messeinrichtungen verfügen um Aussagen über die erreichte Qualität machen zu können.

Die noch fehlende Gehäusevariante ist das Horn. Dieses ist im Grunde eine komplexe Geschichte. Durch die Trichterform wirkt es wie ein Transformator. So ist am Austritt in den Raum das Verhältnis von bewegter Luftmenge und Luftdruck ganz normal, am Anfag des Trichters, also beim Lautsprecher ist der Druck um ein Vielfaches höher, die Luftmenge aber entsprechend geringer. Diese Drucktransformation führt zu einer besseren Anpassung der Lautsprechermembran an die Umgebung, was den Wirkungsgrad erheblich steigert. Tatsächlich wird durch den gestiegenen Druck die Membran weit weniger ausgelenkt, sodass die in der Schwingspule mögliche Gegenspannung deutlich reduziert wird. Damit steigt die abgestrahlte Leistung, allerdings steigt auch die Leistungsaufnahme.
Ein zweites ist, dass der höhere Druck die Membran stärker bedämpft (daher die geringere Auslenkung) und dass daher die Membranmasse eine entsprechend geringere Rolle spielt. Auch die Eigenresonanz des Lautsprechers spielt eine untergeordnete Rolle.
Hier einmal ein paar Grafiken, welche die unterschiedlichen Trichterdimensionsn in Abhängigkeit der Aufstellung und der unteren Grenzfrequenz zeigen. Details dazu etwas später.
[Bild: ipydvv32.jpg]
[Bild: qa8sk3cp.jpg]
[Bild: qtls9ebw.jpg]
[Bild: grbsacgq.jpg]
[Bild: m39dcbk7.jpg]
[Bild: rhcytbix.jpg]
Die hier gezeigte Variante ist das Exponetialhorn. Da ist die Hornwandkrümmung unkonstant. Im Gegensatz dazu gibt es konische Trichter, welche eine konstante Neigung aufweisen.
Je nach Bauart unterscheiden sich die Trichter in ihrer Transformerwirkung und damit im erreichten Lautstärkegewinn (der Exponentialtrichter ist wirkungsvoller), aber auch im entstehenden Klirr (beim Expo-Trichter stärker). Leider lässt sich dieser Klirr nicht vermeiden und bildet daher ein fester Bestandteil des Horn-Klangs.
Und sehr entscheidend für das Horn ist die Tatsache, dass zum Erreichen tiefer Frequenzen mit der Drucktransformation eine bestimmte Öffnungsfläche gegen den Raum gegeben sein muss. Und ebenso muss die Aufstellung beachtet werden, denn man kann durchaus die Raumwände quasi als Trichterverlängerung mit in die Abstrahlung einbeziehen.

Man liest heute oft von Basshörnern. Wollte man ein Basshorn für 20Hz bauen, das irgendwo frei aufgehängt wird, so müsste seine Öffnung eine Fläche von fast 23 Quadratmeter haben. Bei einer quadratischen Öffnung würde diese 4,78m Seitenlänge erfordern und der Trichter selbst würde 8,75m lang werden.
Steht die Box für diese 20 Hz aber in einer Ecke, so reicht eine Öffnung von 1,69 x 1,69m, bei einer Trichterlänge von 5,78m Länge.
Auch hier würde ich nicht unbedingt von handlichen Abmessungen sprechen.

Geht man von den eigentlichen Vorgaben des Horns aus, also von der Transformation, so ist wie gesagt die Lautsprecherresonanz Nebensache. Man legt diese üblicherweise in die Mitte des zu übertragenden Bereichs.
Baut man sich aber ein „mobiles“ Horn, so wird man sich wohl auf eine höhere Grenzfrequenz festlegen. Damit bekommt man einen kürzeren und kleineren Trichter, aber unterhalb der angestrebten Grenzfrequenz läuft die Box nicht mehr als Horn, sondern bestenfalls als Bassreflexbox. Und da muss dann die Lautsprecherresonanz tief genug sein, damit tiefe Fequenzen noch abgestrahlt werden können. Das verlangt dann auch nach einer grossen Membranfläche und entsprechend einem grossen möglichen Hub, was mit den für Hörner eigentlich geplanten, hart aufgehängten Kurzhub-Bässen nicht zu machen ist.

Das Horn hat den Vorteil, dass eine relativ hohe Lautstärke mit geringer Verstärkerleistung möglich wird. Weiter gibt es den Vorteil, dass selbst mit kleinen Membranen mit geringer Auslenkung und hoher Eigenresonanz ein breites Spektrum wiedergegeben werden kann. Zusätzlich profitiert man in den meisten Fällen von einer deutlichen Schallbündelung.
Nachteilig sind einmal die Abmessungen, zweitens der hohe Eigenklirr des Hornprinzips, drittens bisweilen Probleme mit der Konstruktion, denn am Lautsprecher entstehen sehr hohe Drücke, welche die Membran aber auch die Schallführung (Trichter) verkraften müssen. Und letztlich entstehen recht starke Pegelschwankungen über den Frequenzbereich. Da ist das Ding nicht wirklich linear.
Dass es früher die einzige Möglichkeit war, höhere Lautstärken zu erzielen, liegt in der „schwachbrüstigen“ damaligen Elektronik begründet. Heute ist dies eigentlich kein Thema mehr und darum ist das Horn nicht in allen Fällen das Ding der Wahl und Begierde.
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richi44
Unregistered

 
#11
25.06.2009, 11:16

Noch eine Ergänzung zum Thema Subwoofer

Man kann einen Subwoofer auch mit kleienerem Gehäuse bauen, wenn man ihn mit einer eigenen Endstufe versieht.
Hier ein Beispiel für den SPH-450TC. Baut man ihn in ein 15 Liter Gehäuse ein, so bekommt man ohne irgendwelche Gegenmassnahmen den folgenden Kurvenverlauf:
[Bild: cywf699a.jpg]
Jetzt könnte man diesen Verlauf zum Beispiel mit einem Filter korrigieren. Hier eine Möglichkeit, wobei zur Vereinfachung die Entzerrkurve gleich verläuft wie der Frequenzgangfehler. In der Praxis würde man entweder das Filter umgekehrt bauen oder das Signal durch eine negative Addition korrigieren. Man könnte in diesem Fall die Endstufe so belassen, wie sie ist und müsste nur eine Korrekturstufe davor bauen.
[Bild: 7dzqzw5v.jpg]
Die Sub-Endstufe müsste eine Nennleistung von 500W haben, um damit unentzerrt einen Schalldruck von 120dB erzeugen zu können. Bei 32Hz ist das Chassis aber nur in der Lage, maximal etwa 107dB zu erzeugen. Dann ist die maximale lineare Auslenkung erreicht. Man wird also diesen Punkt anvisieren. Dies vor allem unter der Tatsache, dass Musik im extremen Tiefbass nicht die Lautstärke benötigt wie im mittleren Segment. Dies einfach darum, weil es sehr wenige Instrumente gibt (Kirchenorgel), welche in diesen tiefen Lagen noch mit vollem Pegel arbeiten können. Man kann davon ausgehen, dass bei 32Hz von der Musik her nur noch etwa ¼ der Leistung bei 100Hz gefordert wird.

Jetzt gibt diese Korrektur aber einige Probleme: Die hohe Güte des kleinen Lautsprechergehäuses von über 1,4 und die Güte des Entzerrfilters in etwa gleicher Höhe verschlechtern das Ein- und Ausschwingverhalten deutlich.
Die Alternative ist ein negativer Innenwiderstand der Endstufe. Im Bild ist der Lautsprecher ins gleiche Gehäuse eingebaut, nur ist elektronisch ein negativer Ri der Endstufe von 1,88 Ohm realisiert worden.
[Bild: wfa8deq8.jpg]
Durch die zusätzliche elektrische Bedämpfung wird die Gehäusegüte auf 0,7 gedrückt, sodass als Entzerrung ein Filter mit Butterworth-Charakteristik ausreicht.
[Bild: pg7h39cq.jpg]
Diese Entzerrung verlangt nun nach einem zusätzlichen Widerstand und etwas Elektronik, um den negativen Ri zu erreichen. Der Vorteil ist die bessere Impulsverarbeitung, wobei ein negativer Ri, das Einschwingen des Lautsprechers geringfügig verschlechtert, das Ausschwingen aber verbessert. Gesammthaft ist diese Konstruktion jener mit der reinen Entzerrung überlegen.

Jetzt gibt es noch eine dritte Möglichkeit:
[Bild: ypxim5ek.jpg]
Hier ist der negative Ri fast so gross wie der Drahtwiderstand des Lautsprechers und damit die elektrische Bedämpfung maximal. Interessanterweise verläuft nun die Entzerrung mit nur noch 6dB / Oktave, im Gegensatz zu den anderen Entzerrungen mit bis zu 12dB / Oktave. Die restliche Entzerrung geschieht automatisch durch den negativen Ri.
Der Vorteil ist die einfache Entzerrschaltung mit einem reinen RC-Glied und die maximale Ausschwing-Bedämpfung. Andererseits wird aber das Einschwingen etwas stärker verzögert durch den grösseren negativen Ri. Dafür hat die Entzerrung selbst keine Verzögerung.

Generell kann man feststellen, dass die Verstärkerleistung in jedem Fall gleich bleibt, denn die Grundforderung ist ja, aus diesem kleinen Gehäuse den maximalen Schalldruck bei den angepeilten Frequenzen zu bekommen. Und da sich Lautsprecher und Gehäuse nicht ändern, kann sich die erforderliche Leistung ebenfalls nicht ändern.

Was natürlich in jedem Fall gilt ist die Tatsache, dass unterhalb 20Hz nichts mehr abgestrahlt werden darf, um weder Lautsprecher noch Endstufe zu überlasten. Allenfalls könnte man sich einen variablen Hochpass vorstellen, der erst bei höheren Lautstärken bezw. Auslenkungen einsetzt. Das wäre dann aber eine elektronische Wollmilchsau, die ich hier nicht näher beschreiben möchte.
Und es ist natürlich auch erforderlich, dass eine elektronische Weiche die höheren Lagen (Grenze maximal 100Hz) unterdrückt. Weiter kann man für diese Endstufe ein Konstrukt in Klasse D wählen. Diese Dinger weisen oft einen mit steigender Frequenz zunehmenden Klirr auf (jedenfalls die einfacheren Konstruktionen), was in diesem Frequenzbereich aber keine Rolle spielt.

Denkbar wäre natürlich auch eine Konstruktion in der Verbindung eines Subwoofers (ein Chassis SPH-450TC (alles von Monacor, als Beispiel), nach unten strahlend, in einem Gehäuse mit den Innenmassen 46 x 46 x 22cm) mit einer Dreiwegbox, die man mit einem SPH-225, zwei MSH-116 und einem DT-254 beastücken könnte. Das ganze aktiv, der MT als Bassreflex, und mit Trennfrequenzen von 100Hz, 450Hz und 5kHz. Die Dreiwegbox würde auf den Sub aufgesetzt.
Oder irgend etwas anderes in der Art oder so...
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piccohunter
Moderator
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Beiträge: 5.381
Registriert seit: Mar 2009
#12
25.06.2009, 11:18

Danke Richi...
Sehr gut, informativ und verständlich... und meiner Meinung nach wichtig. Deshalb hab ich es mal "gepinnt".
Prost
Gruß, Torsten

Meine Meinung ist Schwarz, Als Mod bin ich Blau.

Facebook
schaut mal vorbei, aber nur Freunde sehen mehr Wink
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lennox2005
Unregistered

 
#13
03.07.2009, 23:40

Hi Richi

Das ist Weiterbildung pur - Danke!!! Prost

Grüße aus Sachsen in die Schweiz!Hail

HartmutBig Grin
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admin
Stammgast
***

Beiträge: 820
Registriert seit: Aug 2023
#14
22.08.2023, 11:34

Pandora began designing its beloved charms in the year 2000. Each charm has a meaning, some times many meanings, one from its designer and more lent to it by the person who wears and loves it. Whether it’s a celebration of colour or pattern or a tribute to a country, occasion, activity or most importantly, a person, each charm is designed to tell the personal story of its wearer while showcasing their unique style. Our charms are worn with love on bracelets and necklaces; created especially to be worn in ways unique to those who wear them.
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