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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Details zum Subwoofer im Heimkino. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Zuerst war es exotisch: In einem Heimkino wäre es in Ordnung, aber den Boden des Kofferraums für einen Lautsprecher in einer dicken Box zu beanspruchen, ist eine Selbstverständlichkeit. Aber alles fließt, alles verändert sich, und der Einbau eines Subwoofers in die Audioschaltung eines Autos ist im Laufe der Zeit zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Das Dilemma „Putten“ oder „Nicht-Putten“ ist einem vielschichtigeren Problem gewichen: Welches ist besser zu setzen? Und welches wirklich?
Der Subwoofer liefert nicht nur tiefe Frequenzen, sondern erhöht auch die Lautstärke des gesamten Soundsystems und reduziert die Verzerrung, da die übrigen Lautsprecher zusätzlich entlastet werden. Es wird angenommen, dass für eine ausreichende Bassübertragung in seriösen Audiosystemen ein Tieftöner einfach notwendig ist. Angesichts der Bedeutung des Subbass-Teils des Systems bieten Akustikhersteller eine breite Produktpalette an, sodass die Auswahl groß ist: von einzelnen Treibern bis hin zu aktiven Subwoofern und allem anderen dazwischen. Was und wie eingestellt wird, bleibt dem Installateur überlassen. Sie können die Box selbst herstellen, ein „Halbzeug“, eine fertige Box oder einen fertigen Subwoofer verwenden. Der Klang eines Subwoofers hängt von vielen Faktoren ab: den akustischen Bedingungen der Kabine, den Eigenschaften des Lautsprecherkopfes, der Art des akustischen Designs, der Form und dem Material, aus dem er gefertigt ist. Darüber hinaus kann der Subwoofer als Teil des Auto-Audiosystems kein davon getrenntes Leben führen. In diesem Zusammenhang sollte die Arbeit des Subbass-Links umfassend betrachtet werden. Das werden wir tun. Einstellmöglichkeiten Es gibt viele davon, aber es gibt sechs Hauptoptionen, um einen Subwoofer in das System einzubinden. Die ersten beiden nutzen passive Frequenzweichen zwischen Verstärkerausgang und Lautsprecher, die übrigen mit aktiven Frequenzweichen, die im Signalweg zwischen Signalquelle und Verstärkereingang liegen. Natürlich hat jedes seine eigenen Vor- und Nachteile, die in Tabelle N1 zusammengefasst sind.
Die Option mit einem Verstärker ist sicherlich die wirtschaftlichste, da ein Paar Lautsprecher und ein Subwoofer gleichzeitig an ein Gerät angeschlossen werden und das Signal durch eine kostengünstige passive Frequenzweiche in Frequenzbänder aufgeteilt wird. Andererseits verfügen die meisten Standard-Frequenzweichen über einen Hochpassfilter mit 6 dB/Oktave und einen Tiefpassfilter mit 12 dB/Oktave. Der Nachteil dieser Konfiguration besteht darin, dass Lautsprecher, die von demselben Verstärker betrieben werden, bei Spitzenleistungspegeln nicht ausreichend geschützt sind. Darüber hinaus verfügen passive Frequenzweichen typischerweise über feste Grenzfrequenzen, was die Abstimmungsmöglichkeiten des Systems einschränkt. Darüber hinaus reicht die Leistung eines Verstärkers möglicherweise einfach nicht für alle aus. Die Standard-Tiefpasssteilheit für passive Frequenzweichen (12 dB/Oktave) ist für die Wiedergabe von Bassfrequenzen nicht ganz ausreichend. Wie Sie wissen, sind unsere Hörorgane nicht in der Lage, Schall mit einer Frequenz unter 100 Hz zu lokalisieren. Das heißt, wenn ein Auto-Audiosystem einen Tieftöner enthält, der Frequenzen unterhalb dieser Marke wiedergibt, sollte der Hörer theoretisch nicht wissen, woher der Bass kommt. Gleichzeitig werden bei unzureichender Steilheit der Kennlinie die Frequenzen des Mittelbass- und teilweise sogar des Mitteltonbereichs hörbar und man kann so eindeutig feststellen, wo sich der Subwoofer in der Kabine befindet. Dadurch entfällt die Arbeit, ein räumliches Bild zu erstellen. Sie können die Situation korrigieren, indem Sie Filter höherer Ordnung der Terz (3 dB/Oktave) oder Quart (18 dB/Oktave) verwenden. Sie können auch selbst Frequenzweichen mit den für einen bestimmten Lautsprecher erforderlichen Parametern modellieren und erstellen. Prinzipiell sind Filter 4. Ordnung mit einer leichten Dehnung für die Arbeit mit Bandpass-Subwoofern geeignet, da sie am wenigsten anfällig für hochfrequente Obertöne sind und die schmalste Bandbreite haben. Im Allgemeinen werden Standardfilter 24. Ordnung nicht für die Verwendung als Teil des Subbass-Bereichs empfohlen.
Eine ideale, aber recht teure Variante ist eine Konfiguration bestehend aus aktiver Frequenzweiche, Bassverstärker und Subwoofer. Der Grund dafür ist im Großen und Ganzen klar: Komponenten können bei ausreichenden finanziellen Mitteln ausgewählt werden, deren Eigenschaften zueinander und zu den Bedürfnissen des Kunden passen. Dadurch eröffnen sich große Möglichkeiten beim Aufbau des Systems, was letztendlich zu positiven Ergebnissen im Klang des gesamten Audiokomplexes führt. Grundsätzlich kann ein Verstärker in einer solchen Schaltung bereits mit einer eingebauten Frequenzweiche ausgestattet sein, dies ist jedoch nicht immer erforderlich.
Wenn die Parameter der eingebauten Filter den Anforderungen entsprechen, können Sie Geld sparen und auf eine aktive Frequenzweiche verzichten. In diesem Fall sollte zunächst auf die Ordnung des Tiefpassfilters geachtet werden, die, wie bereits erwähnt, nicht niedriger als ein Drittel sein sollte. Wichtig ist auch eine stufenlose Anpassung der Grenzfrequenz bzw. deren Einstellbarkeit über austauschbare Widerstandsfunktionsmodule, die eine Integration des Subwoofers ohne hörbare „Nahtstellen“ an der Schnittstelle von Tief- und Mitteltiefbereich ermöglichen. Bei vielen preisgünstigen Verstärkermodellen ist jedoch das Gegenteil der Fall. Die Standardkonfiguration umfasst Filter mit unzureichender Steilheit (6 bzw. 12 dB pro Oktave für Hochpass- und Tiefpassfilter) sowie zwei feste Grenzfrequenzen, was, wie oben erwähnt, für Bässe nicht ganz akzeptabel ist. Dann müssen Sie nur noch die eingebaute Frequenzweiche deaktivieren und den Kunden auffordern, nach einem geeigneteren Gerät zu suchen. Schließlich noch eine Schaltung bestehend aus einer aktiven Frequenzweiche und einem aktiven Gehäuse-Subwoofer (also dem, der mit einem Verstärker verkauft wird). Die Methode ist vielleicht die einfachste. Der Hersteller selbst kümmert sich um die Abstimmung der Parameter von Verstärker und Tieftönerkopf, berechnet das erforderliche Arbeitsvolumen dafür und stattet die Basseinheit mit einer Frequenzweiche aus. Zwar gibt es viele Gegner des Einsatzes aktiver Subwoofer in seriösen Audiosystemen. Die Hauptargumente: geringe Verstärkerleistung und minderwertige Frequenzweiche. In den meisten Fällen kann man diesen Aussagen zustimmen, obwohl der oben genannte Vorteil (einfache Installation) Aktiv-U-Booten nicht genommen werden kann. Die einzige Möglichkeit, ihre Leistung zu verbessern, besteht möglicherweise darin, eine „anständigere“ aktive Frequenzweiche zu verwenden. Wie sollte ein Crossover aussehen? Hier gibt es einiges zu bedenken und es ist ratsam, dies bereits in der Anfangsphase des Systemaufbaus zu tun. Es ist möglich, ein Gerät zu haben, das ausschließlich über Subwoofer-Ausgänge verfügt, oder eine Frequenzweiche mit Tiefpass- und Hochpassfiltern zu verwenden (für den Fall, dass ein Verstärker zusammen mit anderen Treibern den Subwoofer-Lautsprecher antreibt). Wenn Sie die Möglichkeit in Betracht ziehen, Verstärker im Biamping-Verfahren anzuschließen, ist eine Drei-Wege-Frequenzweiche mit Subwoofer-, Tief-Mittelfrequenz- und Hochfrequenz-Ausgängen sinnvoll. Die optimalen Crossover-Parameter sind in der Tabelle gezeigt. 2 Tabelle 2
Wie bereits erwähnt, ist die Steigung der Signaldämpfung der wichtigste Parameter bei der Auswahl einer Frequenzweiche. Eine nicht ausreichend hohe Filterordnung (unter der Terz, also unter 3 dB pro Oktave) führt dazu, dass der Subwoofer neben dem benötigten Bass auch unerwünschte Mittenbass- oder sogar Mitteltonfrequenzen wiedergibt. Dadurch wird der Effekt der Bassdirektionalität erreicht, der genau das ist, was von ihm nicht verlangt wird. wie viel power braucht ein sub Dabei gehen sie meist von der Gesamtleistung des Systems und der Grenzfrequenz des Subwoofers aus. Die prozentuale Leistungsverteilung in einem typischen Car-Audio-System in Abhängigkeit vom Frequenzbereich sieht wie in der Tabelle aus. 3 wie folgt. Tabelle 3
Bemerkenswert ist, dass weniger als die Hälfte der Leistung bei Frequenzen über 300 Hz anfällt. Daher wird diese Grenze um mindestens 50 % unterschritten. Daraus ergibt sich eine Regel, die für viele Konfigurationen gilt: Die Leistung des Bassverstärkers sollte das Eineinhalbfache der Leistung der Frontlautsprecher betragen. Wenn also vorne ein 4-Kanal-Gerät mit 4 x 25 W verwendet wird, berechnet sich die dem Subwoofer zugeführte Leistung nach der Formel: 1,5 x (25 W + 25 W). Wir finden, dass etwa 75 Watt auf den Bass entfallen sollten. Möglicherweise ist mehr erforderlich. Zum Beispiel, wenn die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters über 150 Hz liegt, wenn die Empfindlichkeit des Subwoofer-Lautsprechers gering ist oder wenn sich der Subwoofer im Gepäckraum befindet und der Basszugang in den Innenraum schwierig ist. Nun, wenn der Kunde einfach nur „viel Bass“ möchte. Es ist klar, dass sie bei der Auswahl eines Verstärkers (oder mehrerer Verstärker) zunächst die Anzahl der Tieftöner im System, den Wert ihrer Impedanz (Tieftöner bestehen normalerweise aus 4-Ohm-Köpfen mit gewöhnlichen oder doppelten Schwingspulen) und … berücksichtigen Durchmesser des Diffusors. Die effektivste und von Installateuren am häufigsten genutzte Möglichkeit, die Leistung eines Bassverstärkers zu erhöhen, besteht darin, seine Kanäle mit einer „Brücke“ zu verbinden (natürlich, sofern eine solche Option verfügbar ist). Ein überbrückter 2-Kanal erzeugt im Stereomodus normalerweise mehr Watt als die Gesamtleistung seiner Kanäle. Beispielsweise sollte ein 2 x 50 W-Gerät theoretisch 150 W in der „Brücke“ erzeugen, und ein 4-Kanal-Gerät (4 x 50 W) in einer Stereokonfiguration wird bis zu 150 W pro Kanal entwickeln. Eine weitere Möglichkeit ist die Parallelschaltung von Lautsprechern (Abb. 1). In diesem Fall werden die positiven Anschlüsse miteinander verbunden (natürlich auch die negativen), um eine gleichphasige Bewegung der Köpfe zu gewährleisten. Die Steigerung der Subwoofer-Leistung erfolgt durch eine Verdoppelung der Gesamtimpedanz parallel geschalteter Schwingspulen. Da die Standardimpedanz von Autolautsprechern 4 Ohm beträgt, beträgt die Gesamtimpedanz zweier parallel geschalteter Köpfe nur 2 Ohm, wodurch der Bassverstärker sein volles Potenzial entfalten kann.
Es ist wichtig zu bedenken, dass ein Verstärker selten einer Last mit einem Widerstand von weniger als 4 Ohm in einer „Brücke“ standhält. Was in diesem Modus die Verwendung von zwei parallel geschalteten 4-Ohm-Lautsprechern grundsätzlich ausschließt, da der als „Brücke“ geschaltete Verstärker nur die halbe Last „spürt“, die ihm die Lautsprecher liefern. Arten von Subwoofern Wie das akustische Design des Tieftönerkopfes aussehen sollte, hängt von vielen Faktoren ab. Jede Art von Subwoofer-Box, ob vollständig versiegelt, mit Port oder Bandpass, hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Darüber hinaus hängt viel von der spezifischen Plattform für den Aufbau eines Audiokomplexes ab, das heißt, die Maschine selbst diktiert ihre Bedingungen häufig den Spezialisten. Dennoch: Gibt es den absolut besten Bassgehäusetyp? Die Antwort ist negativ. Stimmen Sie zu: Wenn ja, warum werden dann alle anderen benötigt? Im Gegenteil: Geschlossene Boxen werden in ungefähr der gleichen Regelmäßigkeit wie Bassreflexe in den Kofferraum von Fahrzeugen eingebaut. Bevor wir uns den Subwoofer-Gehäusen zuwenden, sprechen wir zunächst darüber, wozu sie grundsätzlich benötigt werden. Das Problem besteht darin, dass die Rückseite des Lautsprechers genauso viel Schall erzeugt wie die Vorderseite, jedoch mit der entgegengesetzten Richtung. Rein hypothetisch: Wenn Sie in einem Auto sitzen, in dem diese beiden Komponenten die Hörorgane gleichermaßen stark beeinflussen, werden sie neutralisiert und Sie werden überhaupt nichts hören. In der Praxis geben Lautsprecher ohne entsprechendes akustisches Design hohe und mittlere Frequenzen ab, aber nicht den Bass, den wir brauchen. Dies liegt daran, dass die Schallwelle, die vom Hinterkopf ausgeht, einen längeren Weg zum Ohr des Zuhörers zurücklegen muss. Dadurch werden hohe und mittlere Frequenzen verstärkt, während tiefe Frequenzen abgeschwächt werden.
Mit einem Wort, es ist unmöglich, ohne „Corporation“ auszukommen. Woraus bestehen die Boxen?
Die Vorlieben erfahrener Installateure sind sehr unterschiedlich, doch in einem sind sich die meisten einig: Ohne Holz in der einen oder anderen Form lässt sich kein guter Bass erzielen. Die beiden heute am häufigsten verwendeten Materialien sind mittelschwere Faserplatten (MDF) und Sperrholz. Diese Materialien haben optimale akustische Eigenschaften, sind sehr langlebig, leicht zu verarbeiten und erschwinglich. Spanplatten sind noch günstiger und in ihren Eigenschaften (Schalldämmung, Dichte, Festigkeit) den beiden vorherigen Materialien unterlegen. Bei Platzmangel oder zu Demonstrationszwecken werden häufiger verschiedene Arten von Kunststoff oder Plexiglas verwendet, was jedoch bereits ein gewisses Zugeständnis seitens der Musik darstellt.
Free-Air-Subwoofer Was sie großartig macht, ist ihre einfache Ausführung.
Der Installateur muss den Kasten nicht „formen“ und der Besitzer muss den Kofferraum nicht vollstopfen. Die Lautsprecher sind in einer vorverstärkten und behandelten Heckablage montiert, und der Laderaum fungiert als eine Art Gehäuse, das verhindert, dass von der Rückseite des Kopfes abgestrahlte Geräusche in die Kabine gelangen. Das Problem besteht darin, dass es nicht immer möglich ist, den Rumpf völlig „taub“ zu machen, und das oben beschriebene Phänomen der Neutralisierung tiefer Frequenzen dazu führt, dass der sogenannte „tiefe Bass“ fehlt und die Effizienz des Lautsprechers abnimmt . Vollständig geschlossene Kartons (versiegelte Kartons) Eine Art Subwoofer-Gehäuse, das sehr effektiv die Ausbreitung von Schallwellen verhindert, die von der Rückseite des Lautsprechers ausgehen. Die „stehende“ Luft im Inneren der Box fungiert in diesem Fall als Feder und steuert die Vibrationen des Diffusors. Komplett geschlossene Boxen sind einfacher zu konstruieren als beispielsweise Bassreflex- und Bandpass-Subwoofer. Sie sind nicht allzu wählerisch, wenn es um die Berechnung des Arbeitsvolumens geht, das für den optimalen Betrieb des Treibers erforderlich ist, und gehen mit fehlerhaften Angaben des Herstellers in den begleitenden Produktdokumenten etwas nachsichtiger um. Das Luftpolster schützt den Lautsprecher vor niederfrequenten Impulsgeräuschen, die manchmal auftreten, wenn das System eingeschaltet ist, wenn es mit Infraschallenergie beaufschlagt wird oder einfach beim Fahren auf unebenen Straßen. Dies ist die bevorzugteste Option, wenn Sie nur wenig Platz im Kofferraum oder in der Kabine beanspruchen müssen, da davon ausgegangen wird, dass die Lautstärke eines vollständig geschlossenen Gehäuses für die Wiedergabe von „tiefen Bässen“ unbedeutend sein kann, obwohl Sie in diesem Fall dies benötigen um zu wissen, wann man aufhören muss. Wenn die Lautstärke unter akzeptable Grenzen sinkt, kommt es zu erheblichen Verlusten der Niederfrequenzkomponente. Mit zunehmender Lautstärke nimmt die Leistung im Bereich der Infraschallfrequenzen zu, der platzsparende Effekt wird dann jedoch neutralisiert. In jedem Fall wird ein solcher Subwoofer in puncto Leistung seinen größeren Pendants der Bassreflex- oder Bandpass-Variante unterlegen sein. Gleichzeitig ist der Frequenzgang geschlossener Fälle im Roll-off-Bereich im Vergleich zu ihnen glatter. Bassreflex-Subwoofer (portiert) Bassreflex-Gehäuse nutzen im Gegensatz zu vollständig geschlossenen Gehäusen den von der Rückseite des Lautsprechers ausgehenden Schall zugunsten kraftvoller Bässe, da der resultierende Schalldruck die Summe der Emissionen des Diffusors und der Öffnung ist.
Dementsprechend ermöglicht die Verwendung dieses akustischen Designs eine Steigerung der Effizienz des Tieftönerkopfes. Gleichzeitig sind Bassreflexe komplexer in der Herstellung und wählerischer hinsichtlich der Berechnung des Arbeitsvolumens, der Einstellung des Ports auf die optimale Frequenz, der Abstimmung des Strahlungswiderstands von Diffusor und Bassreflexrohr usw. Daher ist es besser, die vom Hersteller angegebenen Parameter noch einmal zu überprüfen.
Aber kompetente Arbeit wird in der Regel entsprechend ihrer Verdienste belohnt. Es wird angenommen, dass ein Bassreflex-Subwoofer in der Lage ist, Bässe eine ganze Oktave unterhalb des Gehäuses wiederzugeben.
Es gibt zwar ein „Aber“: In diesem Fall sollte die Box selbst fünfmal größer sein. Die Verwendung eines Koffers mit Bassreflex ist daher häufig auf die Bereitschaft des Kunden zurückzuführen, auf ein gewisses Volumen des Laderaums zu verzichten. Bandpass-Subwoofer Diese Art des Akustikdesigns kann als Hybrid der beiden vorherigen bezeichnet werden, da sein Design charakteristische Merkmale beider aufweist.
Ein typischer Bandpass-Sub besteht aus zwei Kammern, von denen eine keinen Zugang nach außen hat und die zweite in Form eines Bassreflextunnels ausgeführt ist. Dadurch wird der Bass konzentriert und dem Salon zugeführt. Im konzentrierten Modus, weil der Lautsprecher in einer Wand montiert ist, die zwei luftgefüllte Volumina trennt, und die Vibrationen des Diffusors sowohl von vorne als auch von hinten auf Widerstand stoßen. Dadurch geht die dem Lautsprecher zugeführte Energie nicht verloren, sondern wird effizienter genutzt als bei geschlossenen Boxen und Bassreflexboxen. Ein solch raffinierter Aufbau des Bandpasses bestimmt einerseits seinen höheren Schalldruck (bis zu 6 dB im Vergleich zu geschlossenen Gehäusen) und andererseits seine Tendenz, in einem schmalen Tieftonband zu arbeiten. Aber das Gute an Bandpass-Treibern ist, dass sie einem die Wahlfreiheit geben, denn durch die Veränderung des Volumens der Kammern kann man entweder den vom Tieftonkopf erzeugten Schalldruck erhöhen oder die Grenzen des Frequenzbereichs erweitern. Um jedoch die Lautstärke erfolgreich zu manipulieren und den Bassreflextunnel entsprechend den akustischen Bedingungen der Kabine anzupassen, muss man über umfassende Installationserfahrung verfügen. Hier wird der „Jungkämpferkurs“ eindeutig nicht ausreichen. Lautsprecherauswahl Es ist kein Geheimnis, dass Größe und Art der Akustikkonstruktion maßgeblich von der Leistung, der Empfindlichkeit und dem Frequenzgang des Tieftönerkopfes bestimmt werden. Im Tieftonbereich muss der Subwoofer große Luftmassen bewegen, deren Fläche proportional zur Fläche des Diffusors ist. Dementsprechend erzeugen Treiber mit größerem Durchmesser mehr Schalldruck. Der zweite Faktor, der zur Wiedergabe donnernder Bässe beiträgt, ist die Länge des Arbeitshubs des Diffusors, also die maximal zulässigen (aus Sicht der Sicherheit des Lautsprechers) Grenzen der Amplitude seiner Schwingungen.
Bei der Auswahl eines Lautsprechers ist es wichtig zu wissen, welcher Leistungsbelastung er sicher standhält und wie effektiv die Schwingspule Wärmeenergie ableitet. Dieser Parameter steht in direktem Zusammenhang mit dem Durchmesser der Schwingspule und dem Kaliber des darauf gewickelten Drahtes. Eine eiserne Regel: Die Leistung des Subwoofers muss die vom Verstärker gelieferte Leistung übersteigen. Leider informieren uns nicht alle Hersteller von Tieftonlautsprechern ehrlich über diese Eigenschaft und stellen oft zu Werbezwecken etwas überhöhte Daten zur Verfügung (daran haben sich aber auch Verstärkerhersteller schuldig gemacht). Um ein Durchbrennen des Lautsprechers zu verhindern, ist es daher besser, alles selbst zu überprüfen.
Die Empfindlichkeit des Lautsprechers wiederum bestimmt, wie effektiv er die ihm vom Verstärker zugeführte Leistung verwaltet. Mit anderen Worten: Der Schalldruck, den der Treiber in 1 Meter Entfernung erzeugt, wenn an ihn ein 1-W-Signal angelegt wird. Allerdings entspricht der in seinem Reisepass angegebene Sensibilitätsindikator eines Sprechers manchmal nicht ganz der tatsächlichen Lage. Die Sache ist, dass Leistung (Рн) durch Spannung (U) erzeugt wird, abhängig vom Nennwiderstand (Rh) des Treibers. Liegt sie bei 4 Ohm (typisch für Autolautsprecher), liegt eine Spannung von 2 V an. 8-Ohm-Heimlautsprecher benötigen jedoch bereits 2,83 V. Diesen Unterschied kann man ausnutzen, was viele Hersteller tun, indem sie die absolute Empfindlichkeit des Tieftonkopfes angeben, also gemessen mit einem Eingangssignal von 2,83 V. Die akzeptable Empfindlichkeit eines Subwoofers liegt bei 90 dB, aber je mehr, desto besser, denn Lautsprecher mit größerer Leistung stellen weniger Anforderungen an die Leistung der Verstärker. Dies ist in der Tabelle deutlich dargestellt. 4 Tabelle 4
Wie Sie sehen, ist bereits ein Unterschied von 3 dB sehr deutlich und ermöglicht es Ihnen, doppelt so viel Verstärkerleistung einzusparen. Aber beeilen Sie sich nicht, Ihre Hände zu reiben. Auch hier gibt es Fallstricke. Subwoofer mit hoher Empfindlichkeit leiden oft unter höheren Grenzfrequenzen, was bedeutet, dass Sie zwar Verstärkerleistung sparen, aber bei den tiefsten Bassfrequenzen leicht verlieren können. Mit anderen Worten: Die Empfindlichkeit eines Lautsprechers sollte nicht getrennt von seinem Frequenzgang (der Abhängigkeit des Schalldrucks von der Frequenz) betrachtet werden. Der Amplituden-Frequenzgang eines Subwoofers hängt sowohl vom Kopf selbst als auch von der Art und Größe seines akustischen Designs und den akustischen Eigenschaften des Fahrzeugs ab. Es ist allgemein anerkannt, dass je größer das Gehäusevolumen ist, desto näher liegt die untere Grenze des Frequenzbereichs am maximal zulässigen Wert für einen bestimmten Lautsprecher. Wie kann man es berechnen, ohne praktische Tests durchzuführen, also bevor mit dem Bau der Box begonnen wird? Es gibt drei „magische“ Statistiken, die Thiele Small-Statistiken genannt werden. Thiel-Small-Parameter Beim Bau eines Subwoofers kann man auf drei grundlegende Parameter nicht verzichten: die Frequenz der Eigenresonanz des Lautsprecherkopfes (fs), seinen Gesamtgütefaktor bei der Resonanzfrequenz (Qts) und das Luftvolumen mit einer der Elastizität äquivalenten Elastizität der Diffusoraufhängung (Vas). Sie werden in der Regel vom Hersteller in den Begleitpapieren des Produkts angegeben. Mit diesen Parametern können Sie mit einfachen Berechnungen die ungefähren Eigenschaften mehrerer Lautsprecher vergleichen (insbesondere um die untere Grenze des Frequenzbereichs des Kopfes zu ermitteln), bereits in den frühen Phasen der Installation, wenn Sie noch nicht vollständig entschieden haben, was Welche Art von Box verwendet wird und welcher Tieftöner Volumen für eine optimale Leistung benötigt. Die Formel lautet wie folgt: ffb= fs Vas. Nehmen wir an, Sie wählen zwischen zwei 10-Zoll-Köpfen, dem Ultimate AU1050 und dem Jensen JSW104. Hier sind ihre Parameter (Tabelle 5). Tabelle 5
Wie aus den Berechnungsergebnissen hervorgeht, liegt die untere Grenze des Frequenzbereichs des Jensen JSW104 trotz der schlechteren Leistung seiner eigenen Resonanzfrequenz etwa 10 % niedriger als die des Ultimate AU1050 (natürlich, wenn diese Lautsprecher installiert sind). in Gehäusen gleichen Volumens). Wenn Sie sich für die Art des Akustikdesigns entschieden haben und wissen, welche Lautstärke der Lautsprecher für eine optimale Leistung benötigt, wird die Gleichung zur Bestimmung der unteren Grenze des Bassbereichs eines bestimmten Subwoofer-Kopfmodells leicht modifiziert:
In einem geschlossenen Gehäuse mit einem Volumen von 0,75 Kubikfuß sinkt die Kennlinie des Ultimate AU1050 auf 50,1 Hz und beim Jensen JSW104 auf 44,8 Hz. Im Prinzip zeigen diese Gleichungen deutlich, dass mit zunehmendem Gehäusevolumen die untere Grenze des Frequenzbereichs in Richtung des für den Tieftonkopf zulässigen Maximums tendiert. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass die Resonanzfrequenz des Subwoofers (f3) im Vergleich zur natürlichen Resonanzfrequenz (fs) des Treibers ansteigt, wenn er (der Kopf) in einer Box mit einem bestimmten Volumen platziert wird. Der Grund liegt auf der Hand: Eine Art Luftfeder im Inneren der Box erhöht die Elastizität der Diffusoraufhängung. Je größer sein Volumen, desto geringer ist diese Elastizität und desto niedriger ist die Grenzfrequenz des Subwoofers. Freiluftlautsprecher haben ihre eigenen Formeln: fob = fs/Qs und f3 = 0,9 fob. Trotzdem zeigten Ultimate und Jensen die folgenden Ergebnisse:
Beachten Sie, dass Ultimate in dieser Anwendung deutlich gewinnt. Darüber hinaus fällt sofort die Tendenz ins Auge, die untere Grenze des Frequenzbereichs anzuheben, wenn der Lautsprecher in offener Lautstärke betrieben wird. Dies ist der Preis für die einfache Herstellung von Freiluft-U-Booten. Es gibt etwas zum Nachdenken.
Da stellt sich die Frage: Wie tief sollte der Subwoofer eingestellt werden? Es ist bekannt, dass moderne Kassettengeräte eine untere Grenze des reproduzierbaren Frequenzbereichs von 50 bis 30 Hz haben. Gleiches gilt für UKW-Radiosender. Bei CD-Receivern liegt dieser Indikator normalerweise bei etwa 20 Hz. Obwohl ein Mensch grundsätzlich Frequenzen unter 20 Hz wahrnimmt, ist es überhaupt nicht notwendig, so tief zu gehen. Es kommt selten vor, dass ein Soundtrack, auch wenn er auf einer CD aufgenommen wurde, eine Untergrenze von 30 Hertz hat. Dies ist eher eine Ausnahme. Und es gilt die Regel, dass die bassigsten Musikinstrumente im Bereich von 40 bis 60 Hz spielen. Der Rest liegt zwischen 60 und 100 Hz. Der Einsatzbereich eines Subwoofers beginnt also meist (wenn man je nach Frequenzgang von unten geht) ab 40 Hertz. Zum Schluss noch eine letzte Anmerkung. Obwohl Sie mit den Thiel Small-Parametern viele Eigenschaften eines Subwoofers berechnen können, sollten Sie nicht vergessen, dass sich diese Berechnungen auf ideale Bedingungen beziehen (normalerweise gilt ein echofreier Raum ohne Nachhall als „ideal“). Wo wird der Sub spielen? Das ist richtig, in einem Auto voller reflektierender und absorbierender Oberflächen. Daher werden die erhaltenen Eigenschaften zwangsläufig von den akustischen Bedingungen im Innenraum beeinflusst, die für jedes Fahrzeug rein individuell sind und den Frequenzgang im niederfrequenten Bereich des Spektrums sehr deutlich verändern. Aus diesem Grund werden seriöse Audiokomplexe selten mit vorgefertigten Boxen ausgestattet, da bei deren Herstellung bestenfalls die durchschnittlichen Parameter von Autos berücksichtigt werden. Subwoofer-Software Wie wir bereits herausgefunden haben, ist die Berechnung der akustischen Designparameter für einen Tieftönerkopf keine leichte Aufgabe. Indirekt bestätigt diese Schlussfolgerung die Existenz spezialisierter Software, die die Arbeit des Installateurs erheblich erleichtern kann. Derzeit gibt es mehrere solcher Programme (Blaubox, WinSpeakerz, Term-Pro, JBL SpekerShop usw.), sie ähneln sich jedoch in vielerlei Hinsicht. Sie können ein Gehäuse für einen vorhandenen Lautsprecher wählen oder umgekehrt einen Tieftonkopf für eine bereits gebaute Box. Mit solchen Programmen können Sie die Leistung eines bestimmten Lautsprechers in verschiedenen Gehäusetypen vergleichen. Höchstwahrscheinlich finden Sie in der Datenbank den von Ihnen benötigten Lautsprecher mit allen erforderlichen Eigenschaften. Wenn nicht, können Sie die Datenbank mit den Parametern Ihres Treibers ergänzen, die Ihnen der Hersteller zur Verfügung gestellt hat, und erst dann alle notwendigen Eigenschaften der Box berechnen, um den optimalen Frequenzgang und die Leistung des Subwoofers zu erreichen. Allerdings unterscheiden sich diese Parameter, wie bereits erwähnt, immer noch von denen, die man erhält, wenn man die Box in das Auto einbaut. Hier benötigen Sie bereits Erfahrung und Kenntnisse über die individuellen Eigenschaften des Fahrzeugs, die es ermöglichen, das Verhalten des Basssystems im Fahrzeuginnenraum vorherzusagen. Erfahrung, die mit dem Alter einhergeht. Aber jeder hat irgendwo angefangen. Einen Versuch wert. Autor: A. Smirnov; Veröffentlichung: 12voltsmagazine.com
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