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6. Exkurs: Lautsprecherbau

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Dieses Seite richtet sich nicht primär an Bastler -  auch wenn es erfreulich wäre, wenn einige Leser in diesem Bereich ein neues Hobby für sich entdecken. Zum praxisnahen Verständnis der Auswirkung von Frequenzweichen erscheint an dieser Stelle ein Exkurs zur Konstruktion eines einfachen Lautsprecherkonzepts sinnvoll. Das Ziel ist ein kleiner Zweiwegelautsprecher für die Stereoanwendung oder für ein Heimkino. In Abbildung 1 sind entsprechende Lautsprechboxen exemplarisch abgebildet.


Abbildung 1: Zweiwegelautsprecher für Stereo


Der Hochtöner ist eine marktübliche Kalotte eines mit 25mm Durchmesser. Aus dem Datenblatt des Hochtöners ist der Amplitudenfrequenzgang bekannt. Dieser gibt an, wie laut der Lautsprecher bei welcher Frequenz ist.



Abbildung 2: Frequenzgang des Hochtöners

Es ist nicht weiter verwunderlich, dass der Hochtöner bei tieferen Frequenzen (links im Diagramm) sehr leise wird. Für diese Frequenzen ist er schlicht nicht ausgelegt.

Die Lösung:
Der Hochtöner bekommt bei tieferen Frequenzen Unterstützung durch einen Tiefmitteltöner mit 5 Zoll Durchmesser - Das sind etwa 13cm. Den Tieftöner bauen wir mit dem Hochtöner in ein Holzgehäuse.

Einige Hersteller geben das benötigte Gehäusevolumen auf dem Datenblatt an, man kann es jedoch auch problemlos mit (oft kostenloser) Software berechnen. Eine kurze Internetrecherche lässt eine Trennfrequenz für die Frequenzweiche bei 2000Hz sinnvoll erscheinen. An anderer Stelle auf diese Webseite wird etwas detailierter erklärt, welche Auswirkung die Trennfrequenz hat.



Abbildung 3 : Hoch- und Tiefmitteltöner mit Frequenzweiche

Folgendes fällt beim Betrachten des Frequenzgangs auf:

  • Die Frequenzweiche greift bei 2000Hz ein. Der Hochtöner wird unter der Trennfrequenz wie gewünscht immer leiser und der Tiefmitteltöner wird bei höheren Frequenzen immer stärker gedrosselt. Aber die Auswirkung macht sich über einen breiteren Frequenzgang bemerkbar, in diesem Bereich arbeiten beiden Chassis parallel - was zu Interferenzen zwischen den Treibern führt.

  • Der Frequenzgang eine deutliche Steigung: Der Lautsprecher wird bei höheren Tönen zunehmend lauter. Der Lautsprecher würde in der Form ziemlich hochtonlastig klingen. Lautsprecher bündeln den Schall bei höheren Frequenzen immer stärker, in der Vorzugs-Abstrahlrichtung des Lautsprechers wird der Hochton des Lautsprechers als Resultat lauter. Weiter seitlich von der Hauptrichtung wird der Hochton dafür leiser.

  • Für ein harmonisches Klangbild muss der Hochtöner zwingend etwas ausgebremst werden. Hierzu werden Widerstände vor den Hochtöner geschaltet - der Elektrotechniker kennt die Verschaltung als Spannungsteiler. Jetzt wird der Hochton zu Teilen in den Widerständen in Wärme umgewandelt. Der Klangeindruck verliert an Schrillheit und wird deutlich homogener.


Ein gezielt verschalteter Kondensator in der Frequenzweiche schwächt auch den Tiefmitteltöner bei höheren Frequenzen etwas ab. Nach etwas Probieren sieht der Frequenzgang deutlich gleichmäßiger aus.



Abbildung 4: Abschwächen des Hochtons durch Dämpfungsglieder

Der resultierende Lautsprecher wäre an diversen Stellen verbesserungswürdig. Es könnten andere Chassis verwende werden, die Wahl der Trennfrequenzen erfolgte etwas willkürlich. Und über das Abstrahlverhalten, Verzerrungswerte, etc. ist kein Wort gesagt worden.

Dennoch wäre der Lautsprecher bereits jetzt voll funktionsfähig und würde sogar akzeptabel klingen.

Bis zu einem kommerziell erfolgreichen Lautsprecher fehlen natürlich noch einige Schritte. Dazu gehört natürlich z.B. ein zusätzlicher Basslautsprecher, eine sinnvolle Kabelführung im Lautsprecher und eine ordentliche Lackierung des Gehäuses. Wie das fertige Ergebnis bei fachmännischem Vorgehen aussehen kann ist unten zu sehen.




Abbildung 5: Triangle Esprit als Showcase-Lautsprecher

Ordentlich gefertigte Frequenzweiche, Verkabelung, Chassis - so sieht ein fertiger kommerzieller Lautsprecher aus! Der großzügige Einsatz von Dämmmaterial und eine ordentliche Lackierung ist da schon fast selbstverständlich.

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