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Text File  |  1993-03-09  |  13KB  |  206 lines
  1. #
  2.                       Ebene Schallwände ( Dipolwände ) :
  3.  
  4.  Die einfachste Art Lautsprecher zu montieren, ist die ebene  Schallwand. Diese
  5.  darf zur  Wiedergabe  tiefer Töne allerdings eine bestimmte Größe nicht unter-
  6.  schreiten. Zur Wiedergabe eines  100 Hz Tones muß sie  mindestens  2,9 m², zur
  7.  Wiedergabe eines 40 Hz Tones mindestens 18 m² haben. Wird die Schallwand klei-
  8.  ner als erforderlich gewählt, so entsteht ein akustischer Kurzschluß schon bei
  9.  höheren Frequenzen und die untere Grenzfrequenz steigt an. Die Schallwand kann
  10.  eine runde, quadratische, rechteckige  oder  irgendeine  andere beliebige Form
  11.  haben, jedoch  bestimmt  der kürzeste Abstand des  Lautsprechers  zum Rand der
  12.  Schallwand die untere Grenzfrequenz. Deshalb  hat eine runde oder quadratische
  13.  Wand  gegenüber  allen  anderen  Ausführungen bei gleicher  Fläche die tiefste
  14.  Grenzfrequenz.
  15.  Der Vorteil dieser  Gehäuseform  ist der, daß keine  zusätzlichen  klanglichen
  16.  Verfälschungen  durch  das Gehäuse auftreten. Durch ihre Größe bedingt ist sie
  17.  aber von geringer Bedeutung.
  18.  Beim Aufbau ist folgendes zu beachten :
  19.  Der  Lautsprecher  sollte etwas aus der Mitte versetzt auf die Schallwand mon-
  20.  tiert werden, damit keine Einbrüche im Frequenzgang entstehen. Gute Ergebnisse
  21.  werden erzielt, wenn die Seitenaufteilung in einer Richtung 5:8 und in der an-
  22.  deren Richtung 6:7 gewählt wird.
  23. -
  24. #
  25.                          Rückseitig offene Gehäuse :
  26.  
  27.  Um die  erforderlichen  Abmessungen  einer -> ebenen Schallwand zu verringern,
  28.  kann man sie an den Rändern abwinkeln. Werden alle vier Seiten abgewinkelt, so
  29.  erhält  man  einen  nach  hinten offenen Kasten, der jetzt aufgrund des einge-
  30.  schlossenen Volumens bei  bestimmten  Frequenzen  in  Resonanz gerät und diese
  31.  Frequenzen verstärkt wiedergibt. Alle anderen Vor- und  Nachteile einer ebenen
  32.  Schallwand bleiben bestehen.
  33. -
  34. #
  35.                             Geschlossene Gehäuse :
  36.  
  37.  Die  geschlossene Lautsprecherbox entspricht in ihrer Wirkungsweise weitestge-
  38.  hend einer  unendlich  großen Schallwand. Bei ihr ist die Vorderseite der Mem-
  39.  bran  akustisch von der  Rückseite  isoliert, so daß die untere  Grenzfrequenz
  40.  allein von der Resonanzfrequenz des  eingebauten  Lautsprechers abhängt. Diese
  41.  verschiebt sich jedoch ein wenig nach oben aufgrund des eingeschlossenen Luft-
  42.  polsters innerhalb der Box. Bevorzugt werden Lautsprecher mit weicher Membran-
  43.  aufhängung, schwachem  Magnetfeld  und  niedriger  Eigenresonanzfrequenz  z.B.
  44.  25 Hz. Lautsprechergehäuse dieser Art haben die schlechteste Tieftonwiedergabe
  45.  und den geringsten Wirkungsgrad.
  46. -
  47. #
  48.                      Baßreflexboxen ( Phasenumkehrboxen ) :
  49.  
  50.  Die Baßreflexlautsprecherbox hat im Gegensatz zur geschlossenen  Box eine Öff-
  51.  nung im Gehäuse, wodurch die eingeschlossene Luft in der Box mit der Umwelt in
  52.  Verbindung treten kann. Die durch den  Lautsprecher  nach  hinten abgestrahlte
  53.  Energie kann nun hörbar gemacht werden. Die eingeschlossene Luft bildet zusam-
  54.  men mit der Baßreflexöffnung einen sogenannten  Helmholtz-Resonator. Durch die
  55.  Länge der Tunnelöffnung und das Volumen der Box kann man die  Frequenz  dieses
  56.  Resonators abstimmen. Der Vorteil  gegenüber einer geschlossenen Box  liegt in
  57.  einer verstärkten  Tieftonabstrahlung. Zum Einbau kommen überwiegend Lautspre-
  58.  cherchassis mit  harter  oder  mittelharter  Einspannung  der  Membran, da die
  59.  Federwirkung des Luftvolumens bei sehr tiefen Frequenzen nicht vorhanden  ist.
  60.  Bei weich aufgehangenen  Membranen sollte die Box sehr tief abgestimmt werden,
  61.  um eine  übermäßige  Auslenkung der Membran zu  verhindern. Es sollte auch ein
  62.  Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von ca. 20 Hz und einer Flankensteilheit
  63.  von mindestens 18 dB/Oktave für weiteren Schutz davorgeschaltet werden.
  64.  Wird  der  Klirrfaktor  betrachtet, so fällt auf, daß er  gegenüber  einer ge-
  65.  schlossenen Box geringer ist.
  66.  Der  Baßreflexkanal kann kreis-, dreieck- oder rechteckförmig ausgeführt sein.
  67.  Er muß mit dem äußeren  Ende bündig mit der  Schallwand  abschließen. Wird die
  68.  kreisrunde Ausführung gewählt, so können z.B. handelsübliche PVC-Rohre, die in
  69.  den Durchmessern 50 mm, 70 mm und 100 mm angeboten werden, zum Einsatz kommen.
  70. -
  71. #
  72.                           Transmission-Line-Gehäuse :
  73.  
  74.  Das Transmission-Line-Gehäuse beruht auf dem Prinzip der abgestimmten Rohrlei-
  75.  tung, wie sie auch in der HF-Technik Verwendung findet. Dabei hat das Rohr den
  76.  gleichen  Durchmesser wie die  Lautsprechermembran. Schließt  man ein gerades,
  77.  gestrecktes Rohr  auf  einer  Seite  mit einem Lautsprecher ab, so ergibt sich
  78.  eine verstärkte Schallabstrahlung bei der Frequenz, bei der das Rohr eine Län-
  79.  ge von einem Viertel der Wellenlänge hat, sowie bei allen ungeraden Vielfachen
  80.  der Grundfrequenz. Ist das Rohr gewinkelt, so daß die  Öffnung in die  gleiche
  81.  Richtung wie die Membran zeigt, ergibt sich eine verstärkte  Schallabstrahlung
  82.  bei einer Rohrlänge, die der halben Wellenlänge entspricht.
  83.  Eine Verstärkung ergibt sich hier bei allen geradzahligen Vielfachen der Rohr-
  84.  länge.
  85.  In diesem  Programm werden nur Gehäuse zuerst aufgeführter Bauweise berechnet.
  86.  Die Rohrleitung muß locker mit schallabsorbierenden  Stoff  gefüllt werden, um
  87.  Schalldrucküberhöhungen  bei den Resonanzfrequenzen  zu mildern.
  88.  Wird  das Rohr  sehr stark mit  Dämmaterial  gefüllt, so spricht  man auch von
  89.  einem akustischen Labyrinth. Die diskreten  Resonanzfrequenzen des Rohres sind
  90.  weniger stark ausgeprägt und verschmelzen ineinander.
  91. -
  92.  Damit die besonders  störende  Resonanzüberhöhung bei der ersten Oberwelle un-
  93.  terdrückt wird, ist es möglich, das  Lautsprecherchassis nicht an das Ende der
  94.  Rohrleitung anzuschließen, sondern um  1/3 Rohrlänge zum  offenen Leitungsende
  95.  hin zu  verschieben. Der  Schalldruck  weist an dieser  Stelle bei der  ersten
  96.  Oberwelle eine  Nullstelle auf, so  daß hier  keine  Verstärkung  stattfindet.
  97.  Allerdings  geht dies auf  Kosten der dann nicht mehr optimal angepaßten Rohr-
  98.  leitung im Grundmodus bei 1/4 Wellenlänge.
  99.  Das Verhältnis der kürzesten zur längsten Wegstrecke, die der Schall zurückle-
  100.  gen muß, um von der  Membran durch das Rohr nach außen zu gelangen sollte zwi-
  101.  schen  1:1,5 und 1:2 liegen. Hierdurch werden die störenden Resonanzen verrin-
  102.  gert, da der Schall verschieden lange Strecken zurücklegen muß.
  103.  Wenn das Rohr zu lang ist, kann es gefaltet werden, jedoch  entstehen  dadurch
  104.  weitere  Resonanzfrequenzen, die aber bereits in den  Mitteltonbereich  fallen
  105.  und sich dort störend bemerkbar machen können.
  106. -
  107. #
  108.                             Hornlautsprecherboxen :
  109.  
  110.  Die Schallabstrahlung läßt sich durch Verwendung eines Trichters erhöhen. Die-
  111.  ses Phänomen wird bei den Hornlautsprechern genutzt. Der Verlauf des  Trichers
  112.  kann dabei konischen, parabolischen, exponentiellen oder hyperbolisch exponen-
  113.  tiellen Verlauf haben. Es hat sich dabei herausgestellt, daß der exponentielle
  114.  Verlauf die besten akustischen Eigenschaften aufweist. Der  Trichter kann rund
  115.  oder  rechteckförmig  ausgeführt sein. Seine Länge und seine  Austrittsöffnung
  116.  bestimmen die unterste noch übertragbare Frequenz.
  117.  Der Hornlautsprecher hat die  effektivste  Baßabstrahlung  und  die geringsten
  118.  Verzerrungen ( Klirrfator ) aller  Gehäusetypen, allerdings  bedarf  es  eines
  119.  recht großen Gehäuses für die Wiedergabe tiefer Frequenzen.
  120.  Hornlautsprecher  können mit einseitig oder zweiseitig belasteten Treibern ge-
  121.  baut werden. Bei der ersten Ausführungsvariante wird  das  Lautsprecherchassis
  122.  nur auf einer Seite durch das Horn akustisch belastet, während die andere Sei-
  123.  te den Schall direkt in den Hörraum abstrahlt. Bei zweiseitig belasteten Trei-
  124.  bern arbeitet die eine Seite gegen das  Luftpolster  einer  geschlossenen Box,
  125.  die andere Seite ist an das Horn angekoppelt.
  126. -
  127. #
  128.                           Exponential-Reflex-Boxen :
  129.  
  130.  Sie bilden eine Kombination zwischen Exponentialboxen und  Baßreflexboxen. Die
  131.  so  entstandene Box zeichnet sich durch eine gute Tiefbaßwiedergabe bei akzep-
  132.  tabler Größe aus. Für die  Abstrahlung  tiefer  Töne ist bei Exponential-Horn-
  133.  lautsprecherboxen  ein sehr großes Gehäuse notwendig. Verkleinert man nun die-
  134.  ses Gehäuse, so steigt die untere Grenzfrequenz des Horns an und es kann keine
  135.  Tiefbaßwiedergabe  mehr  stattfinden. Genau  an dieser Stelle wirkt das Baßre-
  136.  flexrohr. Es verstärkt die Schallabstrahlung sehr tiefer Frequenzen.
  137.  Das  Horn überträgt jetzt nur noch  Frequenzen hinab bis ca.  100 Hz, darunter
  138.  ist die Baßreflexöffnung zuständig.
  139.  Der  eingebaute  Tieftonlautsprecher sollte in einem geschlossenen Gehäuse der
  140.  vorgesehenen Größe eine Gesamtgüte von ca. 1 aufweisen, die Einbauresonanzfre-
  141.  quenz im Gehäuse ca. 50 Hz betragen. Mit diesen Parametern läßt sich eine gute
  142.  Tiefbaßwiedergabe realisieren.
  143.  Ein  Baßlautsprecher mit einer besonders starken Magnetkonstruktion (zu erken-
  144.  nen an einem niedrigen Qts- bzw. Qes-Faktor), sowie Lautsprecher mit besonders
  145.  leichten Membranen sind für diesen Boxentypen nicht geeignet.
  146. -
  147. #
  148.                           Subwoofer und Satelliten :
  149.  
  150.  Da der Mensch Töne unterhalb  ca.  200 Hz nicht mehr  richtungsabhängig  hören
  151.  kann, besteht die  Möglichkeit, die  Übertragung  dieser tiefen Töne von einer
  152.  separaten Baßbox (Subwoofer) aus erfolgen zu lassen.
  153.  Der  Subwoofer  kann zwei Tieftöner  besitzen (einen für den rechten und einen
  154.  für den linken Kanal) oder aber nur einen Lautsprecher, der über zwei Schwing-
  155.  spulen verfügt. Hierbei wird die eine an den linken, die andere an den rechten
  156.  Kanal angeschlossen. Bei  Verwendung eines einzigen Lautsprechers besteht fer-
  157.  ner die  Möglichkeit  nur einen der beiden  Stereokanäle  zu benutzen oder die
  158.  beiden Stereokanäle hinter der Frequenzweiche zu einem Monokanal zu verbinden.
  159.  Letztere Lösung ist aber die  schlechteste und wird nicht von jedem Verstärker
  160.  ohne Probleme hingenommen. Ansonsten gelten für  Subwoofer  und ihre  Gehäuse-
  161.  konstruktionen  die gleichen  Regeln wie für andere  Tieftongehäuse,  d.h. der
  162.  Subwoofer  kann als geschlossene Box, Baßreflexbox oder  irgendeine andere Ge-
  163.  häuseform ausgeführt sein.
  164. -
  165.  Die verbleibenden  Mittel- Hochtoneinheiten  (Satellitenboxen) werden jetzt in
  166.  ein kleines Gehäuse eingebaut, das nur noch die Größe für den  Mitteltöner be-
  167.  reitstellen muß. Hierzu reichen im  allgemeinen zwei bis drei Liter Gehäusevo-
  168.  lumen. Diese Satelliten können jetzt viel besser im Raum positioniert  werden,
  169.  da sie durch ihre geringe Größe fast überall  Platz finden. Der Stereoeindruck
  170.  geht durch das Verlagern der tiefen  Frequenzen  an einen anderen  Platz nicht
  171.  verloren, es muß aber darauf geachtet werden, daß es nicht zu großen Laufzeit-
  172.  unterschieden zwischen den Satelliten und dem Subwoofer kommt.
  173.  'Groß' ist hier relativ zu sehen und bezieht sich auf die  Wellenlänge bei der
  174.  Trennfrequenz. Für  150 Hz ergibt sich eine Wellenlänge von ca.  2 m. Die Ent-
  175.  fernung der  Satellitenboxen  zum Hörer gegenüber dem Entfernung Subwoofer zum
  176.  Hörer sollte um nicht mehr als ein Viertel der Wellenlänge, also 0.5 m, abwei-
  177.  chen.
  178.  Am besten stellt man  deswegen den Subwoofer  in der Mitte zwischen den beiden
  179.  Satelliten auf.
  180. -
  181. #
  182.                               Compoundgehäuse :
  183.  
  184.  Compoundgehäuse sind eine Abwandlung von  geschlossenen  Gehäusen. Es arbeiten
  185.  hierbei  zwei  Chassis auf ein  gemeinsames  Gehäusevolumen. Die Anordnung der
  186.  Chassis im Gehäuse kann auf vielfältige Weise vorgenommen werden:
  187.  - Werden zwei  Chassis normal  nebeneinander in ein Gehäuse eingebaut, so ver-
  188.    doppelt sich das benötigte Volumen bei sonst fast  unveränderten  Parametern
  189.    gegenüber einem einzelnen Chassis.
  190.  - Werden zwei  Chassis auf ein Brett so montiert, daß sich ihre  Membranen di-
  191.    rekt  gegenüberstehen  und ist dieses Brett eine  Außenwand des Gehäuses, so
  192.    halbiert sich das benötigte Gehäusevolumen und der Schalldruck sinkt um 3 dB
  193.    bei sonst fast unveränderten Parametern gegenüber einem einzelnen Chassis.
  194.  - Montiert man ein Chassis normal in ein  geschlossenes Gehäuse und das zweite
  195.    auf einer Wand, die das Volumen des Gehäuses in zwei gleich große Teile auf-
  196.    teilt, so erhält man unterhalb der  Resonanzfrequenz einen um  6 dB erhöhten
  197.    Wirkungsgrad  gegenüber einem  Lautsprecher  in diesem Gehäuse ohne die Wand
  198.    mit dem zweiten Chassis. Bei der Resonanzfrequenz kann eine Schalldrucküber-
  199.    höhung von 3 dB auftreten. Diese Angaben beziehen sich auf ein geschlossenes
  200.    Gehäuse.
  201.  Alle weiteren Kombinationen zweier Chassis, wie zum Beispiel Kopplung der bei-
  202.  den Chassis mittels eines Stückes Rohr, sind in ihrer Berechnung bereits so
  203.  aufwendig, daß sie in diesem Programm nicht aufgenommen werden können.
  204. -
  205. #
  206.