Akustischer Bassreflex. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher

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Eine qualitativ hochwertige Wiedergabe der unteren Frequenzen des Audiobereichs bereitet aufgrund der Nachteile, die Lautsprechern in diesem Frequenzbereich innewohnen, gewisse Schwierigkeiten. Die wichtigsten sind ein Anstieg des nichtlinearen Verzerrungskoeffizienten des Lautsprechers bei niedrigeren Schallfrequenzen, das Vorhandensein einer Resonanzspitze des bewegten Systems und eine Abnahme der Strahlungseffizienz mit abnehmender Frequenz.

Wenn Sie den Lautsprecher auf einer Platte oder in einer großen Box installieren, erhöht sich die Leistung des Lautsprechers bei niedrigeren Frequenzen deutlich. Beim Betrieb auf einem großen Panel weist der Lautsprecher jedoch eine ausgeprägte Eigenresonanz des bewegten Systems und recht große nichtlineare Verzerrungen auf.

Das große Ausmaß der nichtlinearen Verzerrungen eines Lautsprechers bei niedrigeren Frequenzen ist bekanntlich darauf zurückzuführen, dass bei gleicher dem Lautsprecher zugeführter Leistung die Schwingungsamplitude des bewegten Systems mit abnehmender Frequenz zunimmt. Da die Nachgiebigkeit der Wellen begrenzt ist, wird der Zunahme der Schwingungsamplitude eine Grenze gesetzt – es entstehen nichtlineare Verzerrungen.

Die negative Rolle der Eigenresonanz eines bewegten Systems wurde in der Literatur immer wieder thematisiert.

Mit einem akustischen Bassreflex können Sie die Leistung des Lautsprechers bei tieferen Frequenzen verbessern.

Betrachten wir allgemein das Funktionsprinzip des Bassreflexes. Der Lautsprecher ist in einer allseitig dicht verschlossenen Box eingebaut. Die Box verfügt über ein Loch zum Einbau eines Lautsprechers und ein zusätzliches Loch, mit dem ein Rohrstück endet, wie in der Abbildung dargestellt.

Die Elastizität der Luft im Kastenvolumen und die Luftmasse im Rohr bilden ein schwingungsfähiges System, das bei der Frequenz f0 eine eigene mechanische Resonanz aufweist. Dieses Schwingsystem belastet das bewegliche System, wenn der Lautsprecher arbeitet.

Bei einem solchen Gerät ist die Strahlung aus der Rohröffnung phasengleich mit der Strahlung aus der Vorderseite des Diffusors bei einer Frequenz über f0.

Typischerweise wird die Frequenz f0 so gewählt, dass sie mit der mechanischen Resonanzfrequenz des bewegten Lautsprechersystems übereinstimmt.

Der Bassreflex reduziert nichtlineare Verzerrungen bei niedrigeren Frequenzen und glättet die Resonanzspitze des Lautsprechers. Darüber hinaus erhöht sich die Effizienz der Abstrahlung niedrigerer Frequenzen im Audiobereich.

Die Bassreflex-Abstimmfrequenz hängt vom Volumen der Box, der Fläche des Lochs (Rohrs) S und der Länge des Rohrs L ab.

In der Akustik gibt es einen Ausdruck, mit dem man das Volumen einer Box berechnen kann, wenn alle anderen Größen bekannt sind:

In diesem Ausdruck ist c die Schallgeschwindigkeit und ω0 die Kreisfrequenz gleich 2πf0.

Für praktische Berechnungen ist die Formel bequemer:

hier werden alle Maße in Zentimetern angegeben, wobei auch das vom Rohr eingenommene Volumen berücksichtigt wird. Das so berechnete Volumen der Box sollte um den Volumenanteil des Lautsprechers und der absorbierenden Beschichtung vergrößert werden.

Die Bassreflexbox muss nicht unbedingt eine rechteckige Form haben, sie kann auch in Form eines dreieckigen Prismas für eine Eckkonstruktion oder in einer anderen geeigneten Form hergestellt werden. Allerdings sollten Sie es im Vergleich zu den Quermaßen nicht zu hoch machen.

Die Fläche der Rohröffnung wird gleich der Fläche der Strahlungsöffnung des Diffusors angenommen, die als Fläche eines Kreises definiert werden kann, der in der Mitte der Wellenbreite gezeichnet ist.

Sie können zwei Lautsprecher in einem Phasenwender installieren, wenn sich ihre Parameter kaum voneinander unterscheiden.

Die Verwendung von zwei Lautsprechern führt zu einem gleichmäßigeren Frequenzgang. Darüber hinaus erhöht sich die Systemeffizienz, da sich die an die Lautsprecher abgegebene Leistung verdoppelt, während sich die übertragene Leistung nahezu vervierfacht, wenn die Lautsprecher nahe genug beieinander platziert werden.

Bei der Verwendung von zwei Lautsprechern wird die Fläche der Rohröffnung gleich angenommen. die Summe der Flächen der Abstrahlöffnungen beider Lautsprecher.

Der Bassreflex wird in diesem Fall bei einer Frequenz berechnet, die der Quadratwurzel des Produkts der Resonanzfrequenzen der Lautsprecher entspricht.

Die Bassreflexbox muss aus strapazierfähigem Holz oder Sperrholz mit einer Dicke von 15–20 mm bestehen, da sonst die Wiedergabequalität beeinträchtigt wird.

Um parasitäre Resonanzen im Inneren der Box im Bereich mittlerer Schallfrequenzen zu vermeiden, ist es notwendig, die Seiten- und Rückwände der Box sowie die Ober- und Bodenwände mit einer Schicht aus absorbierendem Material (Filz, Glasfaser) abzudecken usw.) 20-40 mm dick. Geeignet ist auch Moosgummi mit einer Dicke von 10-15 mm, der auf der dem Kasteninneren zugewandten Oberfläche keinen durchgehenden Film aufweist. Allerdings wird das Ergebnis etwas schlechter ausfallen als bei der Verwendung von Filz.

Abschließend ist zu beachten, dass Sie keine Geräte (Receiver, Verstärker) in der Bassreflexbox unterbringen sollten, da erstens in einem geschlossenen Volumen schlechte Kühlbedingungen für die Geräte herrschen und Sie zweitens weiter heizen müssen Erhöhen Sie das Volumen der Box.

Siehe andere Artikel Abschnitt Lautsprecher.

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