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Frequenzweichenberechnung für 3-Wege-Box

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bukowsky
Inventar
#1 erstellt: 16. Apr 2004, 07:17
Hallo,
könnte mir jemand freundlicherweise eine Frequenzweichen- und eine Bassreflexöffnungsberechnung für eine Drei-Wege-Box machen?
Ich möchte HT Isophon SKK10, MT Isophon PSM120ALU und TT Ravemaster BSW 154 II in ein 120-Liter-Gehäuse verbasteln.
Vielen Dank!
carlo15
Stammgast
#2 erstellt: 16. Apr 2004, 15:27
Ok dann wollen wir mal.Reflexboxen nutzen den rückwärtigen Schall eines Lautsprechers,statt ihn zu eliminieren.Da er gegenphasig zu dem frontal abgegebenen Schall ist,muss die Phase gedreht werden,so dass sich beide Anteile nicht mehr gegenseitig auslöschen,sondern unterstützen.Über eine genaue definierte Öffnung gelangt der rückwärtige Schall aus der Box.Zur Phasendrehung oder-verschiebung wird die Hohlraumresonanz des Gehäuses angeregt.Denn nicht nur schwingfähige Gegenstände,sondern auch luftgefüllte Hohlräume haben eine Grundresonanz.Bei Hohlräumen heisst sie Helmholtzresonanz.Eine Veränderung des Volumens oder der schalldurchlässigen Öffnung verschiebt die Resonanz.Das wird deutlich,wenn man einmal von der Seite gegen die Öffnung verschiedender leerer,oder teilweise gefüllter Flaschen bläst:Jedes mal entsteht ein anderer Ton.Stimmt man Volumen und Reflexöffnung des Gehäuses sorgfältig auf den eingebauten Tieftöner ab,hat das Bassreflex-Prinzip mehrere Vorteile zu bieten.Die starken Luftschwingungen im Gehäuse drosseln die Membranbewegungen und damit auch den Schallanteil der Membrane sowie die nichtlinearen Verzerrungen.Gleichzeitig wird die Luftmasse in der Öffnung zeitversetzt zum heftigen Mitschwingen angeregt.Die Anteile von Membran und Reflexöffnung summieren sich,so dass der Schalldruck am Ende höher ist als bei einer geschlossenen Box.
Allerdings beschränkt sich die Vorteile des Bassreflexprinzips auf die nähere Umgebung der Abstimmfrequenz bzw. der Helmholtzresonanz.Und für einen ausgeglichenen Frequenzgang müsste diese Frequenz dort liegen,wo der Schalldruck des Lautsprechers im geschlossenen Gehäuse um rund 8db gegenüber dem Refrenzschalldruck gesunken ist.Für eine tiefbassfähigen Reflexbox wäre zb. eine Einbauresonanz von 40 Hz (fc),ein Q-Faktor von 0,5(Qtc) und eine Abstimmfrequenz von 30 Hz(fB) optimal.Der Frequnzgang dieser Box wäre bis 35 Hz hinunter ausgewogen,und das Bassreflexprinzip könnte seine Wirkung voll entfalten.Dieser Idealfall ist leider selten gegeben.Solange der Q-Faktor nicht zu weit über dem Wert 1 liegt,können Reflexgehäuse aber dennoch empholen werden.
Dazu ein paar Faustregeln:
Bei einem totalen Q-Faktor (Qtc) über 0,6 sollte die Abstimmfrequenz weit unter der Einbauresonanz liegen(fB<0.6 fc).Sonst beeinträchtigt eine Resonanzüberhöhung die Neutralität und Präzision.Auch bei einem Q-Faktor im Geschlossenen Gehäuse zwischen 0,5 und 0,6 sollte die Abstimmfrequnz noch etwas unter der Einbauresonanz liegen(fB ca.0.7fc)Nur wenn der Q-Faktor im geschlossenene Gehäuse /Qtc) deutlich unter 0,5 beträgt,darf fB der Einbauresonanz ganz nahe rücken,ohne eine störende Resonanzüberhöhung zu riskieren(fB ca. 0,9 x fc)
Berechnung zur Bassreflextunneln.Für eine gebührende mechanische Stabilität bei Tiefbässen sollte die Abstimmfrequenz (fB) 50Hz möglichst nicht überschreiten.Und die Querschnittsfläche des Tunnels (AF) hat etwa ein Zehntel,sonst werden die Stömungsgeräusche und Reibungsverluste im Tiefbass zu gross.Stehen Gehäuse-Innenvolumen (VB) Öffnungsfläche(AF) und Abstimmfrequnz (fB) fest,ist die erforderliche Länge des Tunnels (L) gemäß Thiele und Small wie folgt zu berechnen:2 ist quadrat)Pi =3.14159,x=mal,:=durch,-=minus
L=c2xAF x 10:4Pi:fB2:VB-Wurzel aus Pi x AF :2=30000 x AF : fB2 : VB - Wurzel aus Pi x AF : 2 (nicht quadrat);=cm .
Beispiel:Ein 20 cm Tieftöner weist im geschlossenen 25L Gehäuse eine Grundresonanz (fc) von 70 Hz auf und einen totalen Q-Faktor (Qtc) in Höhe von 0,9.Die empholene Abstimmfrequenz liegt bei:
fB=0,6 x fc=42 Hz
Eine geeignete Tunnelöffnung für die 220cm2 grosse Membranefläche sollte mehr als 22cm2 aufweisen.Ein Tunnel mit 6cm Innendurchmesser passt.Probe:
Af=32 x Pi = 9 x 3.14 = 28 cm2
Jetzt kann die erforderliche Tunnellänge bestimmt werden:
L=30000 x 28 : 42 zum quadrat :25 - Wurzel aus 3.14 x 28 : 2=840000 : 44100- Wurzel aus 88 : 2=19 - 4,7=14.3cm
Der Tunnel muss demnach 14,3 cm lang sein.In der Praxis ist die Länge des Refexrohres allerdings häufig noch um 25% gegenüber der Berechnung zu kürzen.Bassrefexöffnungen können auch Rechteckig sein.Eine Frequenzweichenberechnung erfolgt (glaub ich) bei geschlossenen auf Reflex nicht!Bin mir dessen aber nicht genau sicher oder was möchtest du Berechnet haben?Dann müsste ich auch Wissen was für ein Filter welcher Ordnung die Weiche ist?Ich denke mal 12db oder?Bei Fragen nochmal Fragen
Puuh ich hoffe das wird dir weiterhelfen!
Viel Spass beim Fummeln!


[Beitrag von carlo15 am 16. Apr 2004, 15:48 bearbeitet]
bukowsky
Inventar
#3 erstellt: 16. Apr 2004, 16:09
Hallo carlo15!
Danke für Deine Erläuterungen ... ... ich muss gestehen, ich dachte da mehr an einen "Fullservice"

Jemand, der ein Berechnungsprogramm hat und dort mal die Daten eingeben kann. Reflextunnel, Gehäuse und Chassis stehen ja schon fest (wobei ich noch nicht genau weiß, ob HT und MT beim Schalldruck mitkommen).
carlo15
Stammgast
#4 erstellt: 16. Apr 2004, 17:26
Nein das tut mir leid da kann ich nicht weiterhelfen!
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