Hilfsmittel für Facharbeit Physik LK

http://www.hifi-forum.de/viewthread-54-1325.html

Aber unter winlsd findest du es nicht.

http://www.linearteam.dk/default.aspx?pageid=winisd

Hallo Corny,

Und zwar suche ich nun Software für den PC mit der relevante Daten für den Lautsprecherbau messen kann

Arta z.B.:http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/" target="_blank" class="" rel="nofollow"> http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/
zu der Software gibts auch umfangreiche Dokumentationen

Ein günstiges Messmikro plus Vorverstärker brauchst du auch noch: http://www.hifi-foru...orum_id=137&thread=2

Zur Simulation ist Boxsim richtig gut:
http://www.boxsim.de/

Wenn du einfach nur das Gehäuse simulieren willst, ist WinISD auch OK.

Ach ja, hier ein guter überblick zum Thema Lautsprecher:
http://www.mdw.ac.at...tt05lautsprecher.pdf

Vielleicht ist es deinem Leher nicht bewußt, aber: es ist nicht trivial, einen Lautsprecher komplett selbst zu entwickeln. Viele bauen nur Bausätze nach, nur wenige trauen sich da ran.

Es gibt hier zwar auch (einige wenige) 15-Jährige, die schon erfolgreich Eigenentwicklungen gemacht haben, die sind aber auch a) sehr schlau b) sehr interessiert und c)haben sich auch 1 Jahr in Fachliteratur, Foren usw. eingelesen...

Viel Erfolg!
Peter

P.S.: Lies am besten erst mal in ruhe die FAQs:
http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browse&forum_id=129

Diese Thead ist auch (zwar lang, aber) sehr lehrreich, er dokumentiert die erste Eigenentwicklung von FloGatt:
http://www.hifi-foru...7955&back=&sort=&z=1

P.P.S.: Du bist nicht der erste, der eine Facharbeit über Lautsprecher schreibt! Benutze mal die Forensuche!

Noch ein Tipp: die Standartliteratur für Selbstbauer ist:
"Lautsprecherbau" von Vance Dickason und
"Lautsprechermesstechnik" von Joe D´appolito

Eigentlich habe ich Dir eine ganze Abhandlung geschrieben, aber nach einer Stunde des Tippens war Stromausfall und somit meine ganze Arbeit fort.
Nun versuch ichs nochmals, aber ich mach es erstmal etwas kürzer.

Eine Lautsprecherkombination zu bauen, also das, was Du als "Lautsprecher" bezeichnest, hat viel mit Erfahrung zu tun und nur ganz wenig mit Messtechnik und Rechnerei.
Ich habe schon über 100 Boxen gebaut und kann daher aus Erfahrung reden.

Wenn ich heute eine Box bauen müsste, würde ich mir das Konzept überlegen, dann die Aufstellung und den Raum berücksichtigen, dann einige grundsätzliche Überlegungen anstellen und schliesslich die Chassis auswählen.
Und wenn ich das alles zusammen habe, kann ich mit einem einfachen Gratisprogramm das Bassgehäuse berechnen. Dazu brauche ich als Messwerte die Parameter des Chassis. Diese Daten (TSP) sind im Lautsprecherprospekt ersichtlich. Und damit bleibt mein PC erstmal noch aus. Ich brauche ihn also nur für die kleine Rechenaufgabe, die ich auch mit Hirnschmalz und Bleistift oder einem Taschenrechner erledigen könnte.

Es gibt hier im Forum Angaben, wie die TSP gemessen werden können, aber ob Du diese nun selbst nachmisst oder den Angaben im Prospekt vertraust, ist zweitrangig. Erst mal musst Du ja wissen, was es genau werden soll, also alles, was ich oben geschrieben habe und noch einiges mehr. Erst dann wirst Du ja Lautsprecherchassis aussuchen, die diese Anforderungen erfüllen. Und wenn das mal beisammen ist, hast Du ja schon einige Grundsätze beachten müssen und demnach die Daten der Chassis schon angeschaut.

Oder anders gesagt, wenn Du die Lautsprecher erst kaufen und dann ausmessen musst, dann schaffst Du Dir für etliche tausend € eine Lautsprechersammlung an. Und wenn Du pech hast, ist immer noch nicht das dabei, das zueinander passt.

Erst das Hirn, dann das Konzept, dann die geforderten Daten, dann die Suche nach den richtigen Chassis und dann erst das Messen. Nur so rum geht es.
Und weil ja dann die Daten schon vorhanden sein mussten, um die Wahl zu treffen, macht es nachher keinen Sinn mehr, diese nachzumessen.

So mit den grundsätzlichen Überlegungen zu Akustik und Lautsprechertechnik lass ich mir mal noch etwas Zeit, sonst fliegt hier wieder die Sicherung raus und wir haben wieder nur Mattscheibe.

Erstmal vielen lieben Dank für eure ausführlichen Posts.
Dank Euch hab ich nun schonmal sehr viele nützliche Informationen die ich verwenden kann.
Was mich nun noch interessieren würde wäre die Sache mit den Frequenzweichen. Denn genau dort sehe ich die Chance ein wenig mit Werten und Zahlen basteln zu dürfen um meinem Lehrer ein wenig entgegen zu kommen.
Gibts da eine Chance oder hab ich da zu sehr die Sichtweise eine Amateurs ?

LG
Corny

Dem Manne kann geholfen werden.
Aber dazu muss man mal bei "Adam und Eva" anfangen, also bei den Erfahrungen.
Es wird von der Wissenschaft behauptet, das Ohr könne Phasen nicht erkennen. Andererseits kann das Ohr sehr wohl kleinste seitliche Abweichungen eines Schalls aus der Mitte erkennen. Und das sogar mit einem anhaltenden Ton. Da ist wirklich das einzige Erkennungsmerkmal die Laufzeit. Und da ein anhaltender Ton weder Anfang noch Ende hat, ist das einzig verbleibende die Phasenlage der beiden Ohrsignale. Wenn also da etwas wie Richtung entsteht, muss es aus dieser Phasenbeziehung stammen, was zumindest mich auf den Gedanken bringt, dass sowas nur hörbar ist, wenn das Ohr die Phase detektieren kann.
Und ein Versuch, den ich vor 40 Jahren gemacht habe, war eine dynamikgeglättete Klavieraufnahme, wobei am Band das Ein- und ausschwingen abgeschnitten war. Es war also nur Klavier mit aushaltendem Ton ohne Lautstärkeänderung.
Die Idee war, das Klavier zu missbrauchen. Also habe ich die einzelnen Töne in falscher reihenfolge zusammengeklebt und dann rückwärts abgespielt. Interessanterweise war das Klavier trotz fehlender Dynamik und trotz fehlendem Ein- und Ausschwingen als Klavier erkennbar bei richtiger Wiedergabe, beim Rückwärtsabspielen war aber das Klavier nicht mehr als solches zu erkennen.
Das ist doch ein weiteres Indiz, dass die Phasenlagen der Oberwellen zueinander und zum Grundton sehr wohl hörbar sind, denn ob das Band vorwärts oder rückwärts läuft, ändert an den Obertönen nichts, was ihre Frequenz und Stärke betrifft. Die einzige Änderung ist die Phasenlage zueinander.

Wenn ich das auf einen Lautsprecher anwende, so mit der Feststellung, dass die Phasenbeziehungen nicht bei allen Frequenzen gleich wichtig sind. Es ist hauptsächlich der Mitteltonbereich, also da, wo die Musik spielt und die meisten Geräusche herkommen, wo die Empfindlichkeit hoch ist. Im tiefen Bass ist die Phasenempfindlichkeit nicht gegeben, denn eine tiefe Frequenz lässt sich nicht orten. Und bei den Höhen entstehen durch Reflexionen so verwirrliche Phasenlagen, dass sie auch nicht mehr berücksichtigt werden.

Ich weiss, dass diese Ansicht, zumindest was die Hörbarkeit der Phase betrifft, umstritten ist. Ich habe einfach diese Feststellung gemacht und sehe keinen Grund, diese Überlegungen beiseite zu lassen.

Zurück zum Lautsprecher:
Es ist nicht möglich, einen Lautsprecher zu bauen, der alle Frequenzen gleich abstrahlt, ohne irgendwelche Probleme. Er müsste für den Bass eine grosse Membran haben, um die Luftmenge bewegen zu können. Er müsste für die Höhen eine kleine Membran haben, um eine kugelförmige Abstrahlung zu ermöglichen. Die Membranmasse müsste praktisch NULL sein, das aber bei maximaler Steife, aber ohne Eigenresonanzen.
Und weil es so einen Lautsprecher nur ansatzweise gibt, ist man auf eine Aufteilung angewiesen.
Dazu braucht man eine Lautsprecherweiche. Nun ist eine Weiche eine Kombination von Integral- und Differenzialbildung. Wenn Du einen Rechteck differenzierst oder integrierst, bekommst Du eine veränderte Kurvenform, wenn Du das mit einem Sinus tust, bekommst Du nur eine Phasenschiebung um 90 Grad.
Daraus ist ersichtlich, dass die Weiche, die nicht ideal differnziert und integriert (1. Ordnung, Grenzfrequenz = 45 Grad Phasenschiebung) bei Sinus zu einer Phasenverschiebung führt. Verwendet man Weichen 2. oder 3. Ordnung, so nimmt die Steilheit zu, die Differenzierung gleicht damit mehr dem mathematischen Vorbild, gleichzeitig nimmt aber auch die Phasendrehung zu. Wenn wir also den Tieftöner gegen den Mitteltöner per Tiefpass 2. Ordnung abtrennen und den Mitteltöner zum Tieftöner mit einem Hochpass 2. Ordnung, so haben wir einmal die Pegelabsenkung, daneben beim Sinus aber die Phasendrehung.
Wenn wir jetzt einen ebenen Frequenzgang wollen, müssen wir diese Phasendrehung von gegen 2 mal 90 Grad berücksichtigen, um nicht Auslöschungen zu bekommen. Man schliesst deshalb den Mitteltöner verpolt gegenüber dem Tieftöner an. Und weil sich im Übergang Mitte zu Höhen das selbe ergibt, wird der Hochtöner auch wieder gegenüber dem Mitteltöner verpolt. Damit stimmt der gemessene Frequenzgang. Allerdings stimmen dann die Phasenverhältnisse bei impulsartigen Klängen nicht mehr.
Ich habe gesagt, dass das Ohr bei tiefen Frequenzen, also unter etwa 500Hz nicht mehr so kritisch auf die Phasenprobleme reagiert und ebenfalls im Hochtonbereich oberhalb 3kHz.
Die Konsequenz ist daher, das Frequenzband nicht in 2 Teile zu teilen, sondern in drei, wobei die Trennung idealerweise bei etwa 300Hz und 5kHz vorzunehmen ist.

Meine Forderung ist also, einen Tieftöner zu haben, der bis300Hz läuft. Das ist keine Schwierigkeit. Nur muss ich seine Wiedergabe auch bis in höhere Bereiche betrachten, denn wenn ich eine Weiche 2. Ordnung verwende, so ist eine leichte Ansteuerung auch oberhalb der Trennung noch gegeben. Und wenn das Chassis da Ungereimtheiten zeigt, sollen diese nicht angeregt werden. Der Tieftöner muss daher einwandfrei bis 600Hz spielen.
Das gleiche gilt für den Hochtöner. Er soll bei einer Trennung von 5kHz bis 2,5kHz einwandfrei arbeiten, denn jeder Buckel in der Wiedergabekurve bedeutet Resonanz mit Phasendrehungen und Ein- und Ausschwingproblemen. Solche Probleme sollen sich möglichst weit ausserhalb des Nutzbereichs befinden.
Darum ist auch ein Mitteltöner nötig, der den Bereich 150Hz bis 10kHz abdeckt, wobei sein Abstrahlverhalten (Richtcharakteristik) nur bis 5kHz interessant ist.

Jetzt haben wir also die Forderungen betreffen an die Chassis betreffend Übertragungsbereich festgelegt. Somit geht es eigentlich ans Aussuchen und Aussortieren.
http://www.monacor.c...id=2120&spr=DE&typ=u
http://www.tb-speaker.com/detail/1208_03/w3-315e.htm
Ich habe hier mal 2 Mitteltöner zur Diskussion gestellt. Der erste ist 10cm gross, der 2. 8cm.
Wenn es um die breitere Abstrahlung bei den 5kHz geht, ist sicher der kleinere im Vorteil. Sobald der Membrandurchmesser der halben Wellenlänge entspricht, ist eine Bündelung unvermeidlich.

Betrachten wir die Daten etwas genauer, so haben wir beim kleinen Tangband eine Membranfläche von 32 Quadrat-cm, bei grösseren Monacor 55 Qcm. Weiter hat der kleine eine maximale Auslenkung von 1,25mm, der Monacor aber 3mm. Das bedeutet, dass wir mit dem Monacor bei den 300Hz einen deutlich höheren unverzerrten Schalldruck erzeugen können als beim Tangband.
Es wird daher vermutlich unausweichlich sein, dass wir 4 Tangband einsetzen müssten (2x Serie, die 2 Gruppen parallel) und eine Anordnung von M, M, H, M, M in der Vertikalen aufbauen müssten. Damit kommen wir auch mit der Belastbarkeit eher hin.

Diese Anordnung ergibt eine breite horizontale Abstrahlung, aber eine Bündelung in der Vertikalen, sodass Reflexionen von Boden und Decke gemildert werden.

Bleiben wir noch etwas bei den Daten der Lautsprecher:
Ein Tieftöner hat normalerweise eine ausgeprägte Eigenresonanz, die sich elektrisch durch eine hohe Impedanz bemerkbar macht. Wenn der Verstärker einen geringen Ri hat, ist seine Spannungsabgabe unabhängig von der Lastimpedanz. Und da der Lautsprecherfrequenzgang auf die Spannung bezogen ist und nicht auf die Leistung, sind wir bestrebt, diesen kleinen Ri zu erhalten. Es wäre daher Unsinn, einem Tieftöner einen hohen Widerstand in Serie zu verpassen.
Anders ist es bei Mittel- und Hochtöner. Hier wird erst deutlich über der Eigenresonanz angesteuert, sodass deren Impedanzeinfluss keine Rolle spielt. Wenn also ein Hoch- oder Mitteltöner einen höheren Nennschalldruck besitzt als ein Tieftöner, kann man diese Lautsprecher mit Widerständen in der Lautstärke anpassen. Beim Tieftöner ist das nicht möglich. Wenn wir also einen Tieftöner haben, der über 90dB Kennschalldruck besitzt, bekommen wir hier ein Problem.

Es ist richtig, dass der Schalldruck mit zunehmender Membranfläche grösser wird. Dabei wird üblicherweise von 3dB bei Membranverdoppelung ausgegangen. Nur stimmt diese Rechnung nicht, denn sie verlangt nach gleichförmiger Abstrahlung, also nicht Flächenzunahme in nur einer Dimension, zweitens gilt dies im Bereich, bevor eine Bündelung eintritt und drittens ist es eine Folge der besseren Membran-Luftanpassung. Damit ändert sich die Strahlungsimpedanz. Damit sich dies mit 3dB Schalldruck auswirkt, darf sich eine Strahlungs-Impedanzveränderung elektrisch nicht auswirken. Bei den hier verwendeten Lautsprechern könnte man von dieser Voraussetzung betreffend elektrischer Auswirkung ausgehen. Das würde bedeuten, dass die 4er Anordnung vermutlich eine Steigerung des Schalldrucks um 3dB ergeben könnte, es müsste aber nachgemessen werden.

Aus dieser Aussage kann man schliessen, dass es der bessere Weg ist, den Kennschalldruck des Tieftöners nicht höher zu wählen als die Kennschalldrücke von Mittel- und Hochtöner.

Jetzt haben wir also den / die Mitteltöner mal festgelegt.
Ich gehe jetzt der Einfachheit halber mal von einem Monacor MSH115 aus.
Einen Hochtöner zu finden, der einen Kennschalldruck von 89dB oder mehr hat, ist eigentlich kein Problem.
http://www.visaton.d...lotten/ke25sc_8.html
Und auch einen Tieftöner können wir finden.
http://www.visaton.de/de/chassis_zubehoer/tiefton/tiw250xs_8.html
Wir haben jetzt drei Chassis gewählt, die "per Zufall" alle den gleichen Kennsschalldruck besitzen.
Jetzt können wir mal ausrechnen, was wir da für eine Nennbelastbarkeit der ferigen Kombination bekommen.
Dazu ist wichtig zu wissen, dass bei einer Messung mit rosa Rauschen oder RMS die Leistung in jeder Oktave gleich ist. Es ist also die gleiche Leistung im Frequenzbereich von 20 bis 40Hz enthalten, wie zwischen 500Hz und 1kHz oder 10kHz bis 20kHz. Und weil der übertragene Bereich rund 10 Oktaven umfasst, hat jede Oktave 10% Leistung.
Das stimmt aber nicht mit der durchschnittlichen Leistung von Musik überein. Es gibt nämlich wenige Bassinstrumente, die bei 20Hz noch volle Leistung abgeben. Und oberhalb etwa 5kHz nimmt die Leistung ebenfalls ab. Die Leistungsverteilung erfolgt daher nach ungefähr folgender Kurve:



Ich hab mir zur Berechnung mal eine Excel Tabelle erstellt, die auf grundsätzlich gleich grossen Frequenzabschnitten basiert und die Pegelkorrektur berücksichtigt.

Die Zahlen 0,385 bis 3,115 sind die Prozentangaben dieser Abschnitte. Wer sich damit die Leistungsverteilung berechnen will, braucht nur die jeweilige Zahlenkolonne zusammenzuzählen, die sich für den nutzbaren Frequenzbereich ergibt. In der Tabelle, die ich hier nicht einstellen kann, ist zusätzlich der unterschiedliche Kennschalldruck berücksichtigt.

Wenn ich die Daten der Chassis hier eingebe, bekomme ich folgende Leistungen (Basis ist der Mitteltöner mit 50W Nennbelastbarkeit):
Mitteltöner: Er hat 53% zu übernehmen und verkraftet damit in der Kombination 94,4W
Der Hochtöner hat nur 11,1% zu übernehmen, was einer Leistung von 10,48W entspricht.
Und der Tieftöner hat rund 36% zu tragen, was effektiv 34W entspricht.
Es geht also eindeutig daraus hervor, dass der Mitteltöner hier die Leistungsgrenze angibt.

So, jetzt verpacken wir erst mal den Tieftöner in eine Kiste. Dazu ist das BASSCAD-Programm nützlich.
http://www.selfmadehifi.de/
Es ist hier zu finden.

Als erstes geben wir mal die TSP ein. Dann entscheiden wir uns, ob es eine geschlossene Box werden soll. Wenn ja wählen wir die Systemgüte, entweder durch Wahl einer Gütezahl oder durch Anklicken von Butterworth, Bessel oder Linkwitz. Entsprechend erscheint ein Kurvenverlauf und ein Gehäusevolumen.

Ähnlich sieht die Sache bei einer Bassreflexkonstruktion aus. Da kann man entweder verschiedene Abstimmungen wählen, wie auch Volumen und Bassreflexrohr variieren.
Sofort ersichtlich ist, dass bei der geschlossenen Box der Bass allmählich abfällt und letztlich bei einer Steilheit von 12dB/Okt. bleibt, bei Bassreflex ist die Steilheit 18dB/Okt.

Wichtig ist auch zu wissen, dass bei Bassreflex unterhalb der Rohrresonanz die Box als offene Schallwand funktioniert, also die Membranbewegung nicht mehr durch das Gehäuse bedämpft wird. Dafür ist bei der Systemresonanz die Membranbedämpfung optimal, also auch geringste Auslenkung.
Dieser Umstand ist zu berücksichtigen wenn Gefahr besteht, dass Frequenzen unterhalb der Rohrabstimmung wiedergegeben werden könnten.
Bei der geschlossenen Box ist hingegen die Membranauslenkung im Resonanzfall am grössten und nimmt anschliessend wieder ab.

Bei einer Aktivversion könnte man den Bereich unterhalb der Eigenresonanz noch nutzen, wenn man genügend Leistung zuführt. Bei der Bassreflexbox ist sowas absolut verboten, weil man da keine Schallabstrahlung mehr bekommt (akustischer Kurzschluss durch das Bassreflexrohr) und auch keine Bedämpfung mehr vorhanden ist.

Ich würde einfach als Rechenbeispiel mal eine Bassreflexkonstruktion mit 30 Liter Gehäusevolumen wählen und dazu ein Bassreflexrohr von 8cm Durchmesser und 23cm Länge. Da bekommen wir eine Grenzfrequenz von 44Hz (-3dB) und einen -10dB-Punkt von 33Hz.

Jetzt ist das Gehäusevolumen bekannt. Bei diesem Volumen muss man berücksichtigen, dass dies das Innenvolumen ohne Dämmmaterial ist. Wir müssen also in dieser Kiste erstens den Teil einrechnen, in welchen wir den Mittel-Hochtöner einbauen. Da würde ich mit etwa 5Liter rechnen. Weiter braucht dieses Mitteltonkabinett auch Holz, also ist die Holzdicke zu berücksichtigen. Und schliesslich haben wir im Bassgehäuse auch den Tieftöner, der ebenfalls Volumen "frisst". Das sind ca. 3,5Liter.

Jetzt bestimmen wir mal die Gehäusebreite. Das müsste bei rund 30cm Aussenbreite liegen. Macht eine Schallwandbreite von 262mm mit 19er MDF.
Das Mitteltongehäuse "frisst" dem Bassgehäuse rund 7,2L (Innenmasse 21 cm hoch, 10 cm tief, Schallwandbreite, Material 19er MDF. Also brauchen wir für das komplette Bassgehäuse 40,7 Liter Innenvolumen. Das macht bei einer Schallwandbreite von 262mm und einer inneren Tiefe von 262mm eine innere Höhe von rund 592mm. Somit ist die Box aussen 30 x 30 x 63cm gross.
Das ist jetzt mal eine Rechnung.
Bei diesen Abmessungen können wir ganz oben den Hochtöner montieren, darunter gleich den Mitteltöner, darunter den Tieftöne und dann noch das Bassreflexrohr, alles schön in einer senkrechten Reihe untereinander. Das ergibt einfach mal eine ganz konventionelle Kiste.

Jetzt gibt es ein Problem:
Durch die unterschiedlichen Schallentstehungs-Orte ergeben sich unterschiedliche Laufzeiten zwischen Lautsprecher und Ohr. So ist der Tieftöner zu weit entfernt, der Hochtöner etwas zu nah. Beim Tieftöner ist dieser Fehler etwa 70mm, beim Hochtöner nur etwa 8mm.
Man könnte nun diese Differenz ausgleichen, indem man den Tieftöner mit einem Holzring 78mm weiter aus dem Gehäuse ragen lässt. Und den Mitteltöner könnte man 8mm vorziehen.
Nur muss man mal die Wellenlängen bei den kritischen Frequenzen betrachten. Bei 300Hz haben wir eine Wellenlänge von rund 1m. Da sind 70mm bedeutungslos, zumal wie erwähnt in diesen Bereichen Phasenfehler nicht stark auffallen und durch den Laufzeitfehler ist der Phasenfehler zu gering, als dass er schon Pegeldifferenzen ergäbe. Bei 5kHz ist die Wellenlänge 6,8cm und somit sind die 8mm auch nicht von Bedeutung. Ausserdem würde eine leichte Schrägstellung der Box das Problem entschärfen.

Etwas anderes ist es mit der Schallwandbreite. Wenn sich Wellen ausbreiten, gibt es immer wieder Störstellen, die zu Reflexionen führen. Und so eine Störstelle ist die Schallwandkante.
Jetzt kann man sich die Schallwellen mal wie Wasserwellen vorstellen. Obwohl der Vergleich hinkt, weil die Bewegung eine andere Richtung hat, zeigen sich ähnliche Muster.
Haben wir eine Wasserwelle und eine feste Mauer, so wird die Welle reflektiert und läuft zurück. Ähnlich verhält sich die Schallwandkante. Durch die zurücklaufende Reflexion hat man das Gefühl, an der Kante gäbe es einen zweiten Lautsprecher, der um die Laufzeit verzögert abstrahlt. Diese Abstrahlung stört die präzise Ortung.
Wenn wir im Wasser einen flachen Strand haben, so entsteht keine Reflexion. Und ähnlich kann man die Schallwand entschärfen. Was es immer gibt und sich nicht vermeiden lässt ist der Lautsprecherrand. Man kann nun die Schallwand so schmal als möglich machen und damit ihre Wirkung auf jene Breite bringen, die sich eh nicht vermeiden lässt.

Das würde bedeuten, dass wir eine Basskiste bauen, die netto 30 Liter hat und die auf der Lautsprecherseite gerade mal 30x30cm misst. Um das Volumen zu erreichen müsste dann halt die Basskiste 47,5cm tief sein.
Auf diese Kiste könnte man ein Gehäuse bauen, das aus etwas dünnerem Holz besteht (10 MDF) und 13,5cm breit und 24cm hoch wäre. Diese Einheit kann man sogar auf eine Stelze bauen. Da könnte man Mitetl- und Hochtöner unterbringen.
Das Mitteltonproblem wäre damit eigentlich gelöst.

Nun hat der Hochtöner so eine blöde Montageplatte, die auch bereits als Schallwand wirkt. Hier gäbe es eine andere Möglichkeit, nämlich eine Schaumstoffplatte, in welche man ein Loch schneidet, das konisch verläuft und den Schall der Kalotte ungehindert austreten lässt. Wenn die Poren grob genug sind, bewirkt die ganze Übung in Richtung Zuhörer eigentlich nichts, eine Hornwirkung ist nicht zu erwarten. Aber Schall, der zum Plattenrand abgestrahlt wird, läuft sich auf diesem Weg tot. Damit wird also eine 90 Grad Abstrahlung und somit eine Anregung der Schallwandkanten vermieden.

Diese Konstruktion wäre aber auch beim konventionellen Gehäuse denkbar, indem die Schallwand mit einer Schaumstoffplatte belegt wird. Durch das Befestigen der Lautsprecher (Mittel- und Tieftöner) wird der Schaumstoff zusammengedrückt und ergibt so automatisch einen "Schaumstoffkragen". Beim Hochtöner wäre es angezeigt, die erwähnte Platte mit angefastem Loch anzuwenden.

Jetzt müssen wir noch die Weiche bauen. Und da gibt es generell zwei Möglichkeiten:
Erstens, wir bauen die Box aktiv, verpassen also jedem Chassis eine eigene Endstufe. Das ist die beste und eleganteste Möglichkeit. Wir können dann die Trennung leistungsfrei gestalten, können allenfalls Phasenprobleme im Bereich der Übergangsfrequenzen mit Allpässen entschärfen und können auch die Pegelanpassung optimal vornehmen. Es wäre bei einer geschlossenen Box sogar möglich, den Bassbereich durch einen Equalizer auszuweiten.

Das Vorgehen wäre, eine elektronische Filterung mit 12 oder 18dB Flankensteilheit zu entwerfen, die gewünschten Trennfrequenzen von 300Hz und 5kHz anzuwenden und damit die drei Endstufen mit den entsprechenden Leistungen anzusteuern.
Und wenn wir jetzt statt des Monacor Mitteltöners die kleinen Tangband verwenden, so können wir entweder mit einer Endstufe oder mit 4 einzelnen Endstufen operieren. Und ob der Pegel durch die vergrösserte Membranfläche nun um 3 oder 6 oder wieviel dB ansteigt ist egal, das wird beim Ausmessen korrigiert.
Nur ist die Sache nicht ganz billig.

Die übliche Art der Filterung ist die passive. Diese Weiche lässt sich im Grunde mit der BASSCAD ebenfalls berechnen.
Massgebend ist, dass vorgängig die Impedanz des Lautsprechers im Trennbereich bestimmt wurde.
Man kann natürlich einfach mal von 8 Ohm ausgehen. Nur beeinflusst die Impedanz die Bauteilwahl. Ideal ist es also, die Box zu bauen und dann im fertig verbauten Zustand die Impedanzkurven der Chassis aufzunehmen. So kann man die relevante Impedanz in die Rechnung einsetzen.

Und wenn wir gleich bei diesen Berechnungen sind, da gibt es noch etwas zu berücksichtigen:
Das ist der Drahtwiderstand der Seriedrosseln. Beim Tieftöner haben wir ja als Impedanz nicht nur den Schwingspulendraht und die komplexen mechanischen Auswirkungen, sondern da liegt auch die Weichenspule mit ihrem Draht in Serie. Dieser Draht kann durch die Serieschaltung an jedem beliebigen Ort der Kette eingezeichnet werden. Und daher geht er in die Rechnung ein.
http://www.visaton.d...lr_spulen/index.html
Hier mal verschiedene Spulen. Bei Luftspulen können die Drahtwiderstände sogar einiges über 1 Ohm liegen und beeinflussen folglich die Weichenberechnung, aber auch bei der Gehäuseberechnung ist der Seriewiderstand anzugeben, denn er beeinflusst die Systemgüte und damit den Frequenzgang im Resonanzbereich.

Zusammenfassend folgendes:
Das Prinzip beachten, dass es Bereiche gibt, die kritischer sind, also der Bereich zwischen 300Hz und 5kHz und dass die anderen Bereiche weit weniger ins Gewicht fallen.
Daran denken, dass es vorteilhaft ist, wenn die Musik aus einem Lautsprecher kommt und nur das "Bums" und "Quitsch" aus anderen Quellen stammt. Das verbessert auch die Ortung.
Aus dieser Erkenntnis ergibt sich die erste Lautsprecherwahl.
Jetzt die Entscheidung über Boxenkonstruktion, als geschlossen oder was und die Konstruktion von Mittel-Hochton. Dann mal die Leistungsberechnung. Dies ist zumindest bei Aktivboxen wichtig. Jetzt allenfalls Endstufen- und Weichenwahl.
Anschliessend die Gehäuseberechnung unter Berücksichtigung, ob passive Weiche mit Spulenwiderständen vorhanden ist.
Und schliesslich das Ausmessen der Impedanzverläufe für die Berechnung der Passivweiche.
Sind Lautsprecher mit unterschiedlichem Kennschalldruck oder mehrere gleiche Lautsprecher im Einsatz, Pegel nachmessen und allenfalls Dämpfungen einbauen.
Zum Schluss Gehäuse mehr oder weniger stark bedämpfen und probehören. Frequenzgang ausmessen (max 1m Abstand, im Bass bei etwa 30cm um Raumeinflüsse zu minimieren). Allenfalls Weiche etwas nachkorrigieren.

Ich sein fertig

Hast dir sehr viel Arbeit gemacht. Ist aber noch zu wenig für eine Facharbeit
Es ist ja nicht der erste Thread mit Facharbeit hier im Forum. Meine Erkenntnis; Die Lehrer wissen gar nicht, was sie da in Auftrag geben. Mit anderen Worten die haben keine Ahnung von Aufbau und Funktion eines Lautsprechers in Theorie und Praxis.
Gruß
Peter

Ich bin erstmal Baff.
Der Tesxt von Richi hat mir sehr gefallen und auch vieles erklärt was ich sonst hätte noch fragen müssen.
Ich neige fast schon dazu seine grandiose Erklärung als Leitfaden zu nehmen und in meiner Facharbeit seine Gedankenspiele in der Praxis wahr zu machen und seine Werte nach zu messen.
Natürlich nur wenn es ihm als Urheber recht wäre.

@Peter Wind
Was fehlt deiner Meinung nach denn noch um eine Facharbeit in ausreichendem Umfang zu erstellen ?

LG

Corny

Corny88 schrieb:

@Peter Wind Was fehlt deiner Meinung nach denn noch um eine Facharbeit in ausreichendem Umfang zu erstellen ?

Ggf. die Mindestanzahl der Seiten, wenn angegeben.
Von mir hättest du nicht si viel auf einmal bekommen, ohne zu merken, dass du dich zwischendurch selbst mit der Maerie befasst.
Du hast IMO sehr viele Infos erhalten - nicht erarbeitet - auf die du eigentlich aufbauen kannst.
Wäre schön wenn mann die fertige Arbeit zu lesen bekäme (PDF) und wenn wir erfahren was daraus geworden ist.
Meine Bitte: fange an und frage weiter, wenn du selbst etwas getan hast.
Dann gibt es - falls ich kann - auch wieder Antworten vo mir.

Lieben Gruß
PETER

Allein schon weil ihr mir hier so super helft werd ich natürlich die Arbeit auch hier veröffentlichen.

LG
Corny