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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Subwoofer fürs Auto. Teil 4. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Schönheit sitzt in einem Kerker ... ...und auf der Straße gibt es in diesem Fall nur einen Bassreflextunnel. Das ist das Schicksal des am schönsten verarbeiteten Lautsprechers, wenn er in einen Bandpass-Lautsprecher eingebaut wird. In der Geschichte unserer Basspublikationen ist diese Art der akustischen Gestaltung von Subwoofern die letzte. Und hier geht es nicht darum, dass er in Bezug auf seine Qualitäten der Letzte ist. So ist es überhaupt nicht. Allein um mit dem Bandpass zurechtzukommen, müssen sowohl der Selbstbauer als auch der Profi „ihr Gedächtnis mit dem Wissen um all diese Reichtümer bereichern ...“ und weiter im Text, wer es durchgemacht hat und sich daran erinnert, natürlich. Ein Bandpasslautsprecher ist das kapriziöseste Design, das man sich im Kofferraum eines Autos vorstellen kann, und das gilt sowohl für die Herstellungsphase als auch vor allem für den Betrieb des Endprodukts. Wie wir weiter unten zeigen werden, ist die Fehlerwahrscheinlichkeit enorm, die einen monströsen Klang erzeugt, der in einfacheren Konfigurationen unerreichbar ist. Da fragt man sich natürlich: Wer zum Teufel bringt uns zu diesen Galeeren? Die Antwort ist einfach: Gier und Liebe. Gier – bis zum Schalldruck. Bei einer kompetenten Fertigung übertrifft der Bandpass seine Konkurrenten hinsichtlich der Lautstärke der von ihm erzeugten Bassabstrahlung nicht einmal durch Knockout, sondern „mit einem klaren Vorteil“. Liebe dient der Schönheit. Der Bandpass erzeugt all seine gewaltigen Dezibel durch ein Rohr, also einen Bassreflextunnel. Der Lautsprecher ist im Inneren versteckt und es ist nicht nötig, nach Stellen zu suchen, von denen aus er in die Kabine strahlen würde. Einen Platz für einen Tunnel zu finden, der selten größer als 100 – 120 mm Durchmesser ist, ist viel einfacher und die raffiniertesten Konstruktionen sind möglich. Über einen weiteren Vorteil, den einige Handbücher gerne hervorheben, schweige ich, weil er eingebildet ist. Da es sich bei dem Lautsprecher um einen Bandpass-Lautsprecher handelt, ist kein Crossover-Filter erforderlich. Was für eine Ersparnis! Keine, da es erforderlich ist, aber dazu später mehr. Jetzt - der Reihe nach. Ein Bandpasslautsprecher 4. Ordnung besteht aus zwei Kammern, von denen eine geschlossen ist und die andere wie ein herkömmlicher Bassreflexlautsprecher durch einen Tunnel mit dem umgebenden Raum kommuniziert.
Der Lautsprecher wird in die Wand eingebaut, die diese Kammern trennt. Es stellt sich heraus, als hätten sie einen Bassreflex genommen und eine geschlossene Box dagegen gestellt, oder umgekehrt, einen Lautsprecher in einer geschlossenen Box genommen und ihn mit einer Burka in Form eines Bassreflexes ausgestattet. Jedes dieser Modelle enthält die große geheime Bedeutung des Bandpasses, die auf dem Konzept der symmetrischen Last beruht. Was ist das Problem bei einem herkömmlichen direktstrahlenden Lautsprecher? Tatsache ist, dass der akustische Widerstand des Mediums, das der Lautsprecher anregen und in Schwingungen versetzen muss, sehr gering ist. Klein im Vergleich zu den Elastizitäts- und Reibungskräften, die im Bewegungssystem des Lautsprechers selbst wirken. Der Lautsprecher löscht fast die gesamte Energie, die ihm in seinem eigenen Mutterleib zugeführt wird, und wandelt sie letztendlich in Wärme um. 0,2 % bis 0,5 % werden in akustische Energie umgewandelt. Wow, Effizienz? In gewisser Weise ist es so, als würde man versuchen, mit einem Spielzeugruder zu rudern, das an einem Baggerlöffel befestigt ist. Es gibt viel Lärm und Schnaufen, Dieselkraftstoff fließt wie ein Fluss, aber all das geht in den öligen Mechanismen unter, weil die Umgebung fast keinen Widerstand leistet. Sie können das Paddel natürlich auch vergrößern, was bei Basslautsprechern erforderlich ist, bei denen ein Diffusor als Paddel fungiert. Bei einem herkömmlichen Lautsprecher – egal ob geschlossen oder mit Bassreflex – befindet sich hinter dem Diffusor ein ganz oder teilweise geschlossener Raum, in dem die akustische Energie entweder stirbt, davor aber teilweise die Schwingungen des Diffusors in einem geschlossenen Kasten kontrolliert; Oder es konzentriert sich und spritzt durch den Bassreflextunnel nach außen, wodurch die Effizienz deutlich gesteigert wird. Dynamik in dem Frequenzband, in dem dies auftritt. Gibt es bei diesen Lautsprechern aber eine Art Überwachung hinter der „Rückseite“ des Diffusors, dann ist sein „Gesicht“ dem Schicksal ausgeliefert und versucht vergeblich, in der trägen, fast schwerelosen Luftmasse energische Erschütterungen hervorzurufen. Durch das Einschließen des Lautsprechers zwischen geschlossenen Volumina stellten die Erfinder des Bandpasses sicher, dass beide Seiten des Diffusors mit recht energetisch widerstandsfähigen Luftmassen beladen werden, die beim Widerstand die abgestrahlte akustische Energie unwillkürlich konzentrieren und in einem „Berg“ abgeben verstärkte Form. Im wirklichen Leben sieht es so aus. Die Grafik zeigt den Frequenzgang von Lautsprechern im offenen Raum, die auf der Grundlage desselben Kopfes mit optimalen Parametern für ein bestimmtes Design gebaut wurden. Als Lautsprecher für alle betrachteten Beispiele wurde Infinity Kappa 100w.br ausgewählt.
Dieser Lautsprecher stellt von seinen Parametern her einen nahezu idealen Kompromiss dar, der es ermöglicht, auf seiner Basis einen geschlossenen Lautsprecher, einen Bassreflex und einen Bandpasslautsprecher zu realisieren. Dies geschieht nicht sehr oft, jedenfalls seltener als die Produzenten versprechen, die ihren Kreationen bedingungslose Bisexualität zuschreiben. Schon in dieser Grafik wird deutlich, dass unterhalb von 90 - 100 Hz ein Bandpasslautsprecher (rote Kurve) dem Bassreflex (blaue Kurve) einen beneidenswerten Vorsprung verschafft, ganz zu schweigen von einer geschlossenen Box (grün). Erschreckend ist jedoch ein so eklatanter Buckel in der Charakteristik des Bandpasses, aufgrund dessen man leicht vermuten kann, dass der Streifentreiber bei hervorragender Rückmeldung verzweifelt auf einer Note murmelt. Darüber hinaus tun viele tatsächlich geschaffene Designs genau das, was viele Befürworter ausdrucksstarker Bässe abschreckte (aber Liebhaber donnernder Bässe anzog). Alles falsch. Ja, manchmal murren sie, aber nicht deswegen. Schauen Sie sich die zweite Grafik an – den Frequenzgang derselben Dreieinigkeit, jedoch unter Berücksichtigung der Innenakustik des Innenraums eines Mittelklassewagens, für den die Eigenschaften optimiert wurden:
Unter diesen tatsächlich realen Bedingungen bietet der Favorit des Musikliebhabers – eine geschlossene Box – einen idealen horizontalen Frequenzgang von bis zu einem halben Dezibel. Der Bassreflex ist ein spürbarer Höcker im Bereich des „leckeren“ Basses, den viele einem sterilen horizontalen Frequenzgang vorziehen – nicht umsonst sind alle Basskorrektoren an Verstärkern, falls vorhanden, auf eine Frequenz von 40 – 45 Hz abgestimmt . Und die Bandpass-Version erzeugt bei gleichem Lautsprecher und gleicher Leistungsaufnahme 6 dB mehr Schalldruck. Dies entspricht übrigens einer Erhöhung der Verstärkerleistung um das Vierfache (in Worten: viermal). Wo ist der Buckel geblieben? Und es verschwand, kompensiert durch eine Leistungssteigerung bei Frequenzen unterhalb des kritischen Werts für die in diesem Beispiel gewählte Kabinengröße. Na, jucken deine Hände? Warten Sie ein wenig, waschen Sie etwas, um den Juckreiz zu lindern, und lesen Sie noch einmal, was oben geschrieben wurde: mit optimalen Parametern. Welche Parameter sind optimal und was passiert, wenn Sie sie nicht erreichen? Hier ist der Spielraum für Manöver und Unfälle größer als beispielsweise bei einer geschlossenen Box, nämlich genau dreimal, weil genauso viele Merkmale der Auswahl unterliegen. Zwei Bände (je nach Anzahl der Kammern) und die Einrichtung eines Tunnels in einem davon. Sagen Sie es auch Bose (danke, dass Sie keinen zweiten Tunnel zugelassen haben...) Gehen wir der Reihe nach vor: Das Volumen der hinteren (geschlossenen) Kammer Vr ( bestimmt im Wesentlichen den „Arbeitsbereich“ des fertigen Bandpasses. Die Grafik zeigt, dass beide Grenzen des Arbeitsbandes umso niedriger werden, je größer das Volumen der geschlossenen Kammer ist und desto niedriger die Rückkehr (Wirkungsgrad). ) Lautsprecher. Natürlich sinkt, genau wie in einer geschlossenen Box, mit zunehmender Lautstärke die maximal zulässige zugeführte Leistung, da die Kontrolle über die Bewegung des Diffusors verloren geht. Wenn das Volumen der hinteren Kammer verringert wird , der gesamte glockenförmige Frequenzgang verschiebt sich in der Frequenz nach oben, der Wirkungsgrad steigt, allerdings auf Kosten einer Verengung der Bandbreite.
Wenn sich das Volumen der Vorderkammer (mit Tunnel) Vf ändert, bleiben die äußersten Grenzen des Arbeitsbandes bestehen, aber die Umrisse der „Oberseite“ der Glocke ändern sich. Je enger die Vorderkammer ist, desto geringer ist die Verstärkung, sie tritt jedoch in einem breiteren Frequenzband auf. Das in der Grafik dargestellte Volumen der Vorderkammer von 8 Litern ist als kritisch zu betrachten, da hier bereits der Mittelwert des oft horizontalen Abschnitts des Frequenzgangs zu „durchhängen“ beginnt. Mit einer weiteren Abnahme von Vf nimmt die Charakteristik eine ehrlich gesagt zweihöckerige Form an, und nichts kann dies korrigieren.
Was im grenzenlosen Raum (Einstellung bei 55 Hz) ideal war, entwickelte sich zu einer Charakteristik, die schnell über 50 Hz abfällt. Eine Verbindung mit dem Mittelbass ist absolut unrealistisch, da die Übergangsfrequenz bei 60 Hertz gewählt werden muss und der Mittelbass nicht so tief gezogen werden kann. Und wenn Sie es nicht festziehen, entsteht ein Loch genau dort, wo sich die ausdrucksstärksten Elemente des Bassregisters konzentrieren – im unteren Mittelbass (80 – 100 Hz). Aber was im vorherigen Bild schief aussah, hat sich zu einem sehr ordentlichen und ziemlich gleichmäßigen Frequenzgang entwickelt, der ohne Anstrengung 90 – 95 Hz erreicht, wo er sogar mit einem 5-Zoll-Mittelbass mithalten kann. (Diese Eigenart haben Sie bereits in der allerersten Grafik gesehen – ich hatte sie ausgeblendet.) Ich gebe nicht einmal die Charakteristik mit der Einstellung bei 45 Hz aus dem vorherigen Beispiel an, um Sie nicht noch einmal zu verschrecken. Aber ich ergänze das Diagramm mit dem, was passieren kann, wenn Sie einen Fehler in die andere Richtung machen – indem Sie den Tunnel auf 75 Hz einstellen. Sehen Sie den schmalen und unangenehmen Buckel bei 80 Hz? Also wird er widerlich murmeln und unser Leben und den Ruf des Bandpasses vergiften. Sie könnten sagen: „Na und, ein schlecht gestaltetes Design führt zwangsläufig zu schlechten Eigenschaften und entsprechenden Geräuschen.“ Richtig, aber der Preis eines Fehlers ist etwas anders. Hier ein Beispiel: Für den gleichen Infinity Kappa 100w.br-Kopf, der in einer geschlossenen Box platziert ist, werden wir das Volumen im Vergleich zu den ursprünglichen 14 Litern um das Eineinhalbfache „verwechseln“ und dann, wo unseres nicht verschwunden ist, um noch eineinhalb. Die Frequenzen für ein Boxvolumen von 20 und 30 Litern im freien Raum unterscheiden sich überhaupt nicht, in der Kabine weichen sie unterhalb von 50 Hz auseinander, bleiben aber mehr als günstig.
Und unser Volumen hat sich mehr als verdoppelt! Ein nervöserer Bassreflex reagiert schärfer auf Unwahrheiten im Tunnelaufbau, wahrt aber dennoch die Anständigkeit. Hier sind zum Beispiel die Ergebnisse der Anpassung des Tunnels von 30 auf 45 Hz bei einem konstanten Volumen von 29 Litern. Der Frequenzgang verzerrt sich stark, aber man kann trotzdem leben.
Aufgrund dieser „Strenge bei der Pilotierung“ und der Rücksichtslosigkeit gegenüber Berechnungsfehlern scheint es, dass mehr erfolglose als erfolgreiche Bandpässe geschaffen wurden. Hinzu kommen die Möglichkeiten, die die Wahl des falschen Lautsprechers verspricht – in diesem Fall haben wir mit einem der Besten zusammengearbeitet. Im Allgemeinen hätte das Leben leicht scheitern können ... Ein weiterer Aspekt seiner Besonderheit, der den Bandpass abschreckt, ist seine viel komplexere und aufwändigere Herstellung. Wenn der Lautsprecher „der Straße zugewandt“ ist, kann er von der Straße aus installiert werden. Machen Sie alles, befestigen Sie alles, verschließen Sie es und ziehen Sie schließlich den Kopf fest. Hier müssen Sie es im Inneren installieren und daher mindestens eine Wand abnehmbar machen, wodurch die Steifigkeit verloren geht und Sie stattdessen Kopfschmerzen beim Abdichten der Verbindung bekommen. Der Job sei „nicht für den Jungen, sondern für den Ehemann“. Aber... Alles im Leben hat sein „Aber“. Außer vielleicht Migräne... Doch der Bandpass bietet außergewöhnliche Gestaltungsmöglichkeiten. Nehmen wir an: Die einfachste konstruktive Umsetzung, die am Anfang des Artikels gezeigt wird, sieht aus wie eine allseitig geschlossene Box, die nicht beschädigt werden kann und daher „nach Ihrem Geschmack“ im Kofferraum platziert werden kann. Geht man den Weg, zwei Lautsprecher zu installieren, eröffnen sich völlig einzigartige Möglichkeiten. Schauen Sie: Zwei identische Bandpässe können zu einem Dreikammer-Bandpass zusammengeführt werden, sodass sie eine gemeinsame Vorderkammer bilden, und zwei Tunnel können durch einen mit doppeltem Querschnitt ersetzt werden. Dann kann die gesamte Struktur den Bass durch ein einziges Fenster weiß Gott welcher Größe in den Fahrgastraum übertragen, das beispielsweise in der Mitte der hinteren Hutablage oder gegenüber der Öffnung der Armlehne des Rücksitzes angebracht ist. Anmutig?
Oder Sie können das Gegenteil tun: Platzieren Sie die Lautsprecher „Rücken an Rücken“ in einer geschlossenen Kammer und organisieren Sie den Bass-„Abzug“ durch Tunnel, die sich außerhalb des Volumens der Box befinden und mit den Löchern verbunden sind, die ursprünglich für die hinteren Lautsprecher vorgesehen waren.
Mit einem Wort, man kann sich hier sehr gedanklich umdrehen, man muss sich nur ständig vor Augen halten: Der Bandpass ist eine mächtige, tatsächlich die mächtigste Waffe des Bassangriffs. Aber solche Waffen sind nichts für Rekruten. Wenn Sie oder sogar Ihr ganz professioneller Installateur nicht über ausreichende Erfahrung in der Berechnung, Konstruktion, Herstellung, Abstimmung und Messung der Eigenschaften von Subwoofern verfügen, ist es besser, bei etwas Einfacherem Halt zu machen. Und wenn alle oben genannten Punkte vorhanden sind und Sie „im Einklang“ sind, laden Sie mich ein, zuzuhören, oder? Autor: Andrey Elyutin, AvtoZvuk; Veröffentlichung: avtozvuk.com
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