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Text File  |  1986-02-05  |  9.0 KB  |  174 lines
  1. 06601030305800
  2. 1
  3. 2
  4. F0110030
  5. 9[...................................................]001
  6. ÇVorwort:
  7. Das hier ist keine Beschreibung der einzelnen Programmpunkte und
  8. ihrerBedienung.Ichdenke,dieBedienungdesProgrammesist
  9. einfachgenug,daßjedersieleichtdurchschauenkann.
  10. Fürvielwichtigerhalteich,daßderBenutzerversteht,worumes
  11. hierüberhauptgeht.Kannjasein,daßnichtalle,diedieses
  12. Programmnutzenwollen,schonLautsprecherprofissind.Fürden,
  13. derdiefolgendenGrundlagenrichtigverstandenhat,wirdsich
  14. diesesProgrammalsleichtzubedienendesundextremnützliches
  15. WerkzeugzurKonstruktionvonLautsprechergehäusenerweisen.
  16.  
  17. Jetztgeht'slos:
  18. Vorausberechnung   eines  Lautsprecher-Frequenzganges  in   einem 
  19. Bassreflex-Gehäuse.   Vom 7.3.90
  20.  
  21. Dazu - und nur dazu - war dieses Programm ursprünglich gedacht. 
  22.  
  23. Dazu  braucht  man allerdings einige Daten  des  zu  berechnenden 
  24. Lautsprechers (mit Lautsprecher ist hier immer das  teure,  runde 
  25. Ding gemeint,  das in die Holzkiste eingebaut wird; manchmal auch 
  26. Chassis genannt).  Leider,  leider pflegen nicht alle  Hersteller 
  27. die gute Sitte,  mit den notwendigen Daten  'rüberzurücken.  Wenn 
  28. man einen Hersteller oder Händler danach fragen will,  frage  man 
  29. nach den "Thiele-Small-Parametern".  Thiele und Small waren  zwei 
  30. Herren,  die sich um die Theorie der Lautsprecher schwer verdient 
  31. gemacht haben.
  32. Hat der Händler die Daten nicht, kann er vielleicht nichts dafür.
  33. Rückt der Hersteller sie nicht 'raus,  denke man schlecht von ihm 
  34. und seine Lautsprechern.  Er wird schon wissen,  warum er sie für 
  35. sich behält.
  36. Für uns unmittelbar von Interesse sind davon folgende Daten:
  37. (Ich habe die Bezeichnungen benutzt, die allgemein am häufigsten 
  38. verwendet werden. Manche Autoren weichen etwas davon ab, so wird
  39. z.B. manchmal "Qte" anstelle "Qt" benutzt. )
  40. -    Die  Resonanzfrequenz des nicht  eingebauten  Lautsprechers, 
  41.      meist abgekürzt mit "Fs" bezeichnet.
  42. -    Der  Gesamt-Gütefaktor "Qt" des  Lautsprechers.(Kannauch  
  43.      aus  mechanischem (Qm) und elektrischem (Qe)  Gütefaktor
  44.      errechnetwerden.)
  45. -    Das    Luftvolumen,    daß    der    Federsteifigkeit    der 
  46.      Membranaufhängung gleichwertig ist; auch "Äquivalenzvolumen" 
  47.      (o.ä.)genannt und mit "Vas" abgekürzt.
  48.  
  49. Bekommt man für einen bestimmten Lautsprecher diese Daten  nicht, 
  50. kann man keinen Frequenzgang vorausberechnen. Schade.
  51. Zu den Thiele-Small-Parametern gehören noch einige mehr, aber für 
  52. die  näherungsweise Berechnung des Frequenzganges  reichen  diese 
  53. drei.
  54. Darüber hinaus sind noch entscheidend für den Baßfrequenzgang:
  55. -    Das Nettovolumen des Gehäuses "Vb"(Nettoheißt:Innenmaße,
  56.      abzüglichallerEinbauten-ausgenommenDämmaterialwie
  57.      Watteo.a.)
  58. -    Die Resonanzfrequenz,  auf die das Gehäuse abgestimmt  wird, 
  59.      abgekürzt mit "Fb".
  60. ÇDiese beiden können wir hier beliebig verändern und ausprobieren.
  61. Abhängigvonder"Schrittweite"wirdeineTabellemitFrequenz-
  62. gängenfürverschiedeneGehäusevolumenerrechnet.AusderTabelle
  63. kannmansicheinVolumenaussuchenunddenFrequenzgangals
  64. Grafikanzeigenlassen.
  65. Und schließlich kann man sich mit der Prozedur "Gehäuse" noch die 
  66. Größe der Baßreflexöffnung bzw. des Tunnels für ein vorzugebendes 
  67. Gehäusevolumen (NETTOvolumen!!!) ausrechnen lassen.
  68.  
  69. Noch ein Wort zum Frequenzgang:  Was hier berechnet wird, ist ein 
  70. relativer,  theoretischer  Frequenzgang.  Dabei geht die  Theorie 
  71. davon aus, daß der Lautsprecher bei mittleren Frequenzen ( so bei 
  72. 400 bis 1000 Hz, ungefähr ) unabhängig vom Gehäuse eine bestimmte
  73. mittlere Lautstärke erreicht. 
  74. Der Frequenzgang wird nun relativ zu dieser Lautstärke errechnet, 
  75. die in der Grafik als 0-dB-Linie dargestellt ist. 
  76. Auch die Zahlen in der errechneten Tabelle beziehen sich auf diese
  77. mittlere  Lautstärke und  bedeuten die Größe der Abweichung davon
  78. ( +/- soundsoviel dB ).
  79. Es  geht  also darum,  um wieviel die Baßwiedergabe  lauter  oder 
  80. leiser  ist als die Mittenwiedergabe des  Baßlautsprechers.  Weil 
  81. Lautsprecher  aber  leider keinen so schön  glatten  Frequenzgang 
  82. haben, sondern in jedem Falle irgendwie die Frequenzen verbiegen, 
  83. kann  man  das  alles  leider nur als Annäherung  an die Wahrheit
  84. betrachten.  Aber mit etwas Verstand kann man  durchaus wertvolle
  85. Schlüsse daraus ziehen:
  86. -    Je  ausgeprägter die Frequenzkurve eine Beule in den  oberen 
  87. Bereich  macht  (+  soundsoviel dB...),  desto  lauter  wird  die 
  88. Baßwiedergabe werden.  Aber auch umso  schwammiger,  unklar,  zum 
  89. dröhnen neigend.
  90. -    Je  schmaler  und höher eine Spitze  nach  oben  ist,  desto 
  91. unausgewogener  ist die Baßwiedergabe zu erwarten,  weil nur  ein 
  92. ganz schmaler Frequenzbereich im Baß laut wiedergegeben wird.
  93. -    Ein  starker  Abfall  unter  die  Null-dB-Kurve  prophezeiht 
  94. klare,  straffe  und trockene Bässe - aber leider relativ  leise. 
  95. -    Optimal  wäre ein Frequenzgang nahe der  Null-dB-Linie,  der 
  96. dann bei der Resonanzfrequenz des Gehäuses um nicht mehr als 3 dB 
  97. abgefallen ist, ohne große Buckel und Dellen.
  98. -      Eine  Anstieg  oder  Abfall  um  3  dB  entspricht   einer 
  99. Verdopplung bzw. Halbierung der Verstärkerleistung. Eine Änderung 
  100. um 10 dB wird von den meisten Menschen als halb bzw.  doppelt  so 
  101. laut empfunden.
  102. -    Eine  gleichmäßige Wiedergabe bis wesentlich unter 40  Hertz 
  103. (Hz) ist schwer machbar und nur für extreme Freaks  sinnvoll.  Im 
  104. Normalfall kann man froh sein,  eine ausgewogene Wiedergabe -  in 
  105. einigermaßen  handlichen  Gehäusen - bis ca. 50  Hz  hinunter  zu 
  106. erreichen.  Aber  auch eine Box,  die "nur" bis 80 Hz  ausgewogen 
  107. arbeitet,  kann  sehr gut klingen.  Die tiefsten Töne  "normaler" 
  108. Musikinstrumente liegen bei ca. 40 Hz, z.B. das tiefe "E" auf der 
  109. elektrischen Baßgitarre.  Synthesizer kommen  tiefer,  zugegeben. 
  110. Daraus folgt, daß
  111. -    die  Resonanzfrequenz  des Gehäuses bei  weich  aufgehängten 
  112. HiFi-Chassis möglichst nicht wesentlich über 40 Hz liegen sollte. 
  113. Anderenfalls  kann der Lautsprecher bei lauten und tiefen  Bässen 
  114. Çbeschädigt werden. Bei sehr "hart" aufgehängten Profi-Chassis für 
  115. den   Bereich   Musiker/Bühne/Beschallung  kommt   es   auf   den 
  116. Einsatzbereich  an. 
  117.  
  118. Hat man den Frequenzgang des Lautsprechers vom Hersteller, und will 
  119. die vorausberechnete Kurve dazu in Beziehung setzen, muß man die
  120. Methode berücksichtigen, mit welcher der Hersteller den Frequenz-
  121. gang gemessen hat. Manche messen den Lautsprecher in einer "unend-
  122. lichen Schallwand";  das ist ok.   Andere messen ihn in einem ge-
  123. schlossenen  Gehäuse; diese Kurven lassen sich ohne weiteres nicht 
  124. zum   Vergleich  verwenden.   Wieder  andere  Hersteller   messen 
  125. schließlich   gleich   den  in  eine   Baßreflexbox   eingebauten 
  126. Lautsprecher.  Dann  kann man mit den  (hoffentlich  angegebenen) 
  127. Daten   des  Gehäuses  Kontrolle  rechnen  und   die   Ergebnisse 
  128. vergleichen.    Die    Abweichung   von   Berechnung   und    der 
  129. Herstellerkurve kommt einmal von dem Lautsprecher selbst,  der ja 
  130. selber  leider  keinen idealen  Frequenzgang  aufweist,  und  zum 
  131. anderen  von Herstellungstoleranzen - jedes Exemplar fällt  etwas 
  132. anders  aus.  Die angegebenen Thiele-Small-Parameter haben  meist 
  133. eine Serienstreuung von ± 10% , oder auch mehr.
  134.  
  135. In der Datei "Daten" sind einige Beispiele von Lautsprechern  mit 
  136. den wichtigen Daten enthalten.  Mit  den meisten davon  habe  ich 
  137. selbst Erfahrungen gemacht, und halte die Computer-Voraussage für 
  138. einigermaßen verläßlich.
  139.  
  140. Daswardaseigentliche,ursprünglicheProgramm.
  141.  
  142. Inzwischen ist einiges noch dazu gekommen.
  143. Jetzt kann man auch günstige Gehäusevolumen für geschlossene 
  144. Boxen errechnen, und sogar Exponentialhörner konstruieren. 
  145. Allerdings sind diese Prozeduren nur der Vollständigkeit halber 
  146. mit eingebaut. Wer unbedingt will . . .
  147.  
  148. Nein, Transmision-Line-Gehäuse sind nicht dabei. Deren Nachteile 
  149. sind offensichtlich: Sie sind groß, kompliziert zu bauen und was 
  150. dabei herauskommt, ist nicht immer vorhersagbar. Eine TML sauber 
  151. abzustimmen ist im wesentlichen: Probieren und hören.
  152. Wer's dennoch unbedingt tun will, kann das bißchen Berechnung 
  153. bequemer mit dem Taschenrechner erledigen.
  154.  
  155. Zu beachten ist bei den geschlossenen Gehäusen:
  156. Je größer der Q-Faktor im eingebauten Zustand, desto lauter, aber 
  157. auch verschwommener wird der Baß. Je niedriger er ist, desto 
  158. sauberer, aber auch leiser wird die Baßwiedergabe. Optimaler 
  159. Kompromiß ist in den meisten Fällen ein Q-Faktor des eingebauten 
  160. Lautsprechers von ca. 0.7 bis 1
  161.  
  162. Nützlich und entsprechend gut ausgebaut sind die Berechnungen von 
  163. Frequenzweichen. Hier werdet Ihr öfter mal passen müssen, weil 
  164. nicht alle Lautsprecherhersteller so freundlich sind, die dazu 
  165. benötigten Daten anzugeben. Ich kann Euch nur bitten, mir zu 
  166. glauben: Nur so ist es sinnvoll, eine Frequenzweiche zu 
  167. berechnen. Einfach mit den angegebenen 4 oder 8 Ohm zu rechnen 
  168. Çist reine Glückssache; meistens geht's daneben. Sicher, Töne 
  169. kommen trotzdem aus der Box . . .
  170.  
  171. Trotzdem viel Erfolg!
  172. Ch. Huß
  173.  
  174.