Wie beeinflusst das Volumen den Klang?

[tobiascr]

Hallo!
Ich vermute es ist eine einfache Frage, doch habe ich noch kein Buch, in dem alles erklärt wird...

1.
Wie beeinflusst ein großes bzw. kleines Volumen einer geschlossenen Box den Klang eines Tieftöners?
Gelten diese Eigenschaften auch für Bassreflexboxen?

Mehr Bass/ weniger Bass? Sauber/ unsauber? Reagiert schneller/ träge?

2.
Ab wann spielt das Volumen, in der der Lautsprecher eingebaut wird, eine Rolle? Ich habe gelesen Hochtönern ist es egal, da "ihre" Wellenlänge viel geringer ist, stimmt das?

3.
Wie berechnet man das nötige Volumen für eine Box? Ich weiß, Boxsim kann es, aber wie macht es das? Warum zB genau 120 l? Mir würde eine einfache Erklärung reichen.


Vielen dank für alles, was ihr zu meinen Fragen schreiben könnt

[jama]

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visaton technische grundlagen LESEN....

[bili]

Nun, ich bin kein Fan von Antworten im Sinne von "lies das hier!", ohne weitere Kommentare. Ich finde das macht einen Teil der Forumskultur kaputt.


Bleiben wir mal bei einem geschlossenen Gehäuse, Bassreflex macht die Sache jetzt zu komplex.

Ich versuch das mal einfach zu Beschreiben.

Ein Lautsprecherchassis, egal ob Bass, Mitteltöner oder Hochtöner hat bestimmte Eigenschafften, die in den sogenannten Thiele & Small Parametern technisch erfasst werden können.

Die Eigenschaften an sich werden beeinflusst vom elektrischen Antrieb des Chassis (Magnetfluss, Stärke des Magneten Höhe und Eigenart der Schwingspule usw...) und den rein physikalischen Eigenschaften (Gewicht der Membran, Härtegrad der Aufhängung) und noch einigen weiteren Faktoren.


Anhand dieser Daten lässt sich mit mehr oder weniger komplizierten mathematischen Formeln der Volumenbedarf des Chassis berechnen.

Intressant für die Berechnung sind die Werte fs (Resonanzfrequenz), VAS (Äqivalentvolumen) und QTS (die Chassis - Gesammtgüte, errechnet sich aus elektrischer Güte (QES) und mechanischer Güte (QMS)).

Wenn man ein Chassis in ein geschlossenes Volumen einbaut erhöht sich dadurch die Güte durch das gekoppelte Luftvolumen. Als gängiger Kompromiss soll bei einem geschlossenen Gehäuse die Güte auf den Wert von etwa 0,7 erhöht werden. Es gilt also nun auszurechnen, welches Volumen erforderlich ist um den QTS Wert eines Chassis (z.B. 0,35 beim Visaton AL200) auf 0,7 zu erhöhen.

Dazu gibt es Formeln. Diese sind in Boxsim hinterlegt. Man kann das aber auch mit einem Taschenrechner aussrechnen und wird auf das gleiche ergebniss kommen


Bei Bassreflex wird die Sache schwieriger, weil dazu noch eine bestimmte Abstimmfrequenz ausgerechnet werden muss. Diese ist nicht nur abhängig von den Daten des Chassis sondern auch vom Volumen der Box.

Richtig kompliziert wird es dadurch, dass oft nicht genau das was die Formel berechnet auch das Ideal ist. Bei geschlossenen Boxen kann eine Güte von 0,5 oder 0,8 manchmal besser klingen als 0,7.

Das bringt mich zu deiner Frage....wie beeinflusst es den Klang?

Ausgehend von der optimalen Einbaugüte von 0,7 ergibt sich bei einer vergrößerung des Volumens eine niedrigere Güte, also 0,6.....0,5.....usw....
Dadurch erweitert sich der Frequenzgang zu tiefen Frequenzen hin, allerdings fällt der Pegel im Bass früher ab. Das Impulsverhalten verbessert sich ein wenig.

Umgekehrt führt eine verkleinerung des Gehäuses zu Güten von 0,8...0,9....1,0
Der Tiefgang wird geringer und es prägt sich eine leichte Bassüberhöhung am unteren Ende des Übertragungsbereichs an.


Jetz noch der ultimative Experten Tip:

Boxsim installieren, sich ein wenig damit beschäftigen, gewünschten Tieftöner wählen und einfach testen, wie der Frequenzgang, der maximal mögliche Pegel und all das verändert, wenn du das Volumen oder die Abstimmfrequenz änderst.
Das sagt mehr als meine Tausend Worte


In diesem Sinne.....^^

[poor but loud]

Wie beeinflusst ein großes bzw. kleines Volumen einer geschlossenen Box den Klang eines Tieftöners?

Hier kann ich mich im Wesentlichen meinem Vorgänger anschließen. Ergänzend lässt sich sagen, dass "schneller" und sauberer Bass zusammenfallen, und zwar bei eher niedrigen Güten (ideal um 0,5). Umgekehrt wirkt der Bass bei hohen Güten, vor allem oberhalb von etwa 1,2, sowohl unsauberer als auch träger. Das Chassis schwingt dann nämlich langsamer aus.

Ich habe gelesen Hochtönern ist es egal, da "ihre" Wellenlänge viel geringer ist, stimmt das?

Diese Begründung ist falsch. Ein typischer Hochtöner ist rückseitig geschlossen, bringt also schon sein eigenes Gehäuse mit. Ob sich hinter diesem Gehäuse dann wieder ein Luftpolster befindet oder ein dicker Stapel Holz, ist dem Hochtöner egal.

Für einen rückseitig offenen Mitteltöner plant man eine vom Bassgehäuse abgeteilte Kammer oder eine Kunststoffhaube ein, die einem einigermaßen in den Kram passt, und ermittelt deren Nettovolumen. Dann ermittelt man, welche Güte sich bei diesem Volumen ergibt. Ergibt sich dann ein Wert mit einer Null vor dem Komma oder zumindest nicht weit oberhalb von 1, dann ist in der Praxis alles in Butter, da die Güte sich nur auf das Verhalten des Chassis in der Nähe seiner Resonanzfrequenz auswirkt und das Chassis sowieso ein ganzes Stück oberhalb seiner Einbauresonanzfrequenz getrennt werden sollte. Will oder muss man den (Tief-)Mitteltöner aber schon in der Nähe seiner Einbauresonanzfrequenz ankoppeln, dann sollte das Nettovolumen dieser Kammer so gewählt werden, dass sich möglichst genau die gewünschte Einbaugüte ergibt. Dies ist auch bei den Tieftönern der Satellitenboxen eines Sub-Sat-Systems der Fall. Ein gutes Beispiel dafür ist das THX-Regelwerk, das für die Tieftöner eine Einbauresonanzfrequenz von 80 Hz und eine Einbaugesamtgüte von 0,7 vorschreibt.

Das sagt mehr als meine Tausend Worte

Er hat aber geschrieben: "Ich weiß, Boxsim kann es, aber wie macht es das?" Also bemühe ich mich mal um eine Antwort:

Wie berechnet man das nötige Volumen für eine Box?

Habe ich irgendwo schon mal ausführlich erklärt, finde ich leider nicht mehr.

Auf jeden Fall ist der Quotient aus Äquivalentvolumen und Nettovolumen zuzüglich 1 proportional zum Quadrat des Quotienten aus angestrebter Eingaugesamtgüte und Freiluftgesamtgüte. Also: Angestrebte Einbaugesamtgüte durch die Freiluftgesamtgüte teilen, das Ergebnis quadrieren und um 1 vermindern. Dann das Äquivalentvolumen des Chassis durch diesen Wert teilen.

Für Bassreflexboxen sind etliche Abstimmungen denkbar, die ähnlich wie die Einbaugesamtgüte einer geschlossenen Box über den Frequenzgangverlauf im Bassbereich entscheiden. Genauer gesagt, es ist zwar für jede Chassisgüte eine neue Abstimmung erforderlich, aber Abstimmungen, die sich ähnlich verhalten und nur durch verschiedene Güten zustande kommen, werden zu einer "Familie" zusammengefasst. Man spricht hier von Abstimmklassen oder Alignments.

Theoretisch könnte man auch hier mit einer Formel arbeiten, die der Einbauresonanzformel für geschlossene Gehäuse ähnelt und bei der das Nettovolumen in etwa proportional zur dritten Potenz der Freiluftgesamtgüte ist. Eine entsprechende Näherungsformel gibt es auch. Wegen der Komplexität einer Bassreflexkonstruktion sind die hierfür eigentlich erforderlichen Formeln aber wesentlich komplizierter und müssten zudem an die jeweils gewünschte Abstimmklasse angepasst werden. Richard Small hat deshalb vor Jahrzehnten gar keine Formeln veröffentlicht, sondern für die verschiedensten Güten immer wieder aufs Neue die erforderliche Abstimmung (mit Verhältniszahlen für Volumina und Frequenzen) errechnet, so dass sich Abstimmtabellen ergeben.

Nun kommen noch verschiedene Effekte dazu, die dazu führen, dass die so ermittelten Werte immer noch nicht stimmen. Unter günstigen Umständen (günstig sind in diesem Zusammenhang eher kurzhubige Chassis mit hoher oberer Trennfrequenz) sind die Abweichungen aber nicht allzu groß. Auf jeden Fall liefern die Tabellen und Formeln einen brauchbaren Anhaltspunkt dafür, was in puncto Volumen und untere Grenzfrequenz bei einem konkreten Chassis auf einen zukommt und ob die angestrebte Abstimmung damit überhaupt möglich ist. Natürlich kann man den Rechenweg auch umkehren und auf diese Weise ermitteln, welche Thiele-Small-Parameter ein Tieftöner haben müsste, damit sich eine im gewünschten Bereich liegende Abstimmung ergibt.