Filterwirkung von Gehäusen

[Mr.E]

Ich hab zwar schon einige Literatur gewälzt, aber ich bin mir noch nicht ganz sicher.

1. Hat ein Chassis (Free-Air) eine eigene Filterwirkung? Da es ja ein Feder-Masse-System ist, müsste es das haben. Ich gehe mal von einem akustischen Hochpass 1. Ordnung aus, also 6 dB.

2. Was für eine Filterordnung besitzt ein geschlossenes Gehäuse alleine? Auch 1. Ordnung / 6dB? Dann müsste ein LS CB einen sehr tief angesetzten HP mit 12 dB haben.

3. Und eine BR-Gehäuse? 6dB das Luftvolumen + 6dB die BR-Öffnung? das macht mit dem Chassis dann insgesamt 18 dB. Ich lese aber immer wieder 24 dB...

Kann man nach der Faustregel vorgehen, das sich alle Feder-Masse-Systeme mit je 6 dB addieren?

[UweG]

@Mr. E:
Eine geschlossene Box ist ein System aus einer Masse (Membran + Spule + ...) und mehreren Federn (Zentrierspinne, Sicke, Luftvolumen). Die Amplitude, die ein solches Masse-Feder-System bei Anregung mit konstanter (sinusförmiger) Kraft ausführt, ist frequenzunabhängig zu tiefen Frequenzen hin. Zu hohen Frequenzen hin sinkt die Amplitude mit 12dB pro Oktave. Da der Strahlungswiderstand der Membran jedoch kontinuierlich um 12 dB zunimmt (bis zur Bündelung) wird daraus 12dB Anstieg pro Oktave unterhalb der Resonanzfrequenz und 0dB oberhalb der Resonenzfrequenz.

Bei der Baßreflexbox gilt (ähnliches fs und fb mal vorausgesetzt) für die Membranbewegung das gleiche, nur mit anderen Zahlen (Luftvolumen ist keine Feder mehr zu tiefen Frequenzen - Gehäuse ist da quasi offen). Der Schalldruck ändert sich aber mit 24dB/Oktave wegen des zu tiefen Frequenzen hin immer besser wirkenden akustischen Kurzschlusses durch dei BR-Öffnung.

Freiluft gilt, je nach Betrachtungsweise, entweder das gleiche wie bei der geschlossenen Box (nämlich dann, wenn der akustische Kurzschluß durch eine große Schallwand vermieden wird) oder wie bei der BR-Box, wenn es zum akustischen Kurzschluss kommt.

[Mr.E]

Kann man Chassis und Gehäuse nicht getrennt betrachten?

[MrWoofa]

Ich glaube ein Gehäuse ohne Chassis drin wird keine Anstalten machen, als Filter zu fungieren --> kein Schall, kein Filter!

[Mr.E]

So meine ich das nicht.
Das Chassis alleine wird doch eine Filterwirkung besitzen, und das Gehäuse genauso. Natürlich muss ein LS im Gehäuse sitzen, damit sich was tut.
Aber wie verteilen sich nun die 12dB der CB auf die beiden Einzelsysteme?

[Gast12]

@Mr. E

Der Lautsprecher selbst stellt durch seine Schwingspule einen
Tiefpass 1.Ordnung ( 6dB ) dar.
Ein Hochpass 2.Ordnung ( 12dB ) ergibt sich beim Einbau in ein
geschl. Gehäuse abgestimmt auf Qtc 0,7....

gute Nacht Gast12

[UweG]

Hier geht es ziemlich drunter und drüber mit den "Theorien".

Das Chassis alleine wird doch eine Filterwirkung besitzen, und das Gehäuse genauso. Natürlich muss ein LS im Gehäuse sitzen, damit sich was tut.
Aber wie verteilen sich nun die 12dB der CB auf die beiden Einzelsysteme?

Das ist eine nicht zulässige Sichtweise. Hier werden nicht zwei unabhängige Filter miteinander verschaltet, sondern mit verschiedenen physikalisch wirksamen Komponenten ein Filter aufgebaut.

Beispiele aus der Elektrotechnik:
- Ein Kondensator vor einen Widerstand = 6dB-Filter.
- Zwei Kondensatoren vor den gleichen Widerstand = auch 6dB-Filter, nur andere Trennfrequenz
- Eine Spule parallel zu einem Widerstand = kein Filter, nur höhere Stromaufnahme
- Kondensator vor und Spule parallel zum Widerstand = 12-dB-Filter
Wie teilt sich das nun auf?

[broesel]

Jo, so sieht datt aus, Uwe. Ich wünschte, ich könnte auch so gut erklären.

[Mr.E]

Logo, das C-L-Glied teilt sich nicht auf. Aber das Gehäuse ist doch ein akustischer Filter, ein HP, oder nicht?
Klar, einfach so aufteilen kann man das nicht, aber man kann doch sagen, das sich Gehäuse und LS zu 12dB addieren, und das nicht das Gehäuse alleine 12dB bringt. 6dB rühren vom Chassis her.
Aber wenn eine BR-Box 24dB hat, hat dann die BR-Öffnung 12dB?

[NoName]

Hallo E,

man kann das durchaus getrennt betrachen. Schwamkurg beschäftigt sich in seinem Buch "Lautsprecherboxen" (das dicke Grüne) intensiv mit den Ersatzschaltbildern und der Filtersynthese. Auf die gleiche Weise kann man sich auch den elektrischen Filtern und der Signaladdition nähern.

Leider ist das keine leichte Leküre und nur mit ausreichend mathematischen Kenntnissen sinnvoll lesbar.

Es stellt sich allerdings die Frage, was erreicht werden soll. Im Regelfall kommt man bei der "Gehäuseabstimmung" auch mit einer Faustformel oder den bekannten Simus hin. Bass alleine ist keine Kunst, interessant wirds im Bereich darüber. Bass ohne ausreichend Substanz im Grundton ist mir mittlerweile recht suspekt geworden.

Kleiner Ausflug: 20er Poly (gute Membran, angemessener Antrieb) und 20er Passiv-Membran im "abgestimmten" Gehäuse. Laut Simu und Parametern ist damit "gute Basswiedergabe" zu erwarten. Real erreicht man damit eine recht tiefe Basswiedergabe, darüber tut sich in Sachen Punch aber recht wenig. Der tiefe Bass selbst kommt auch ziemlich verzögert, fast eine 8tel Note!! In der Frequenzgang-Messung findet sich beides nur bedingt wieder.

Gruß

Frank

[Mr.E]

Bei deinem kleinen Ausflug hab ich irgendwie den Zug verpasst...

Der Bereich drüber?

[NoName]

Hallo E,

ein kurzer Flug durch Zeit und Raum... nein, ganz simpel.

Denk Dir einfach einen Equalizer mit vielen Bändern. Dann gibts da den tiefen Bass und die Schieber "darüber" bzw. daneben, nämlich die, die für höhere Frequenzen verantwortlich sind. In dem speziellen Fall ist mit dem Bereich darüber der Grundton bis ca. 300Hz gemeint. Mir ging es darum, auf ein homogenes Zusammenspiel zwischen "Abstimmung" und Chassis hinzuweisen. Bei noch höheren Frequenzen kommen wieder andere Effekte ins Spiel.

Bezogen auf Musik kann man sich eine verzerrte E-Gitarre nehmen (Ozzy, "No More Tears" oder Anouk "Graduated Fool") und ein bissl am EQ spielen. Den richtigen Druck wie im Proberaum mit einer 4*12" bekommen die so um 150 Hz. Der Kickbass liegt bei etwa 80 Hz. Meist ist ein Instrument oder Sound aber breitbandiger. Ein schönes Beispiel dafür wäre Brooklyn Bounce "Bass, Beats & Melody". Dort wurde beim Mastering scheinbar trickreich mit unterschiedlicher (frequenzabhängiger) Kompression und Limitting gearbeitet. Die Bassdrum hat so nicht nur Kick, sondern auch was um die 50 Hz. Zusätzlich wird dies musikalisch von der Bass-Linie unterstützt. Wer die Möglichkeiten dazu hat, kann sich das per Mastering-Software oder Mehrspur-Sequencer am Bildschirm verdeutlichen.

Nun zurück zur Lösung mit der Passivmembran. Da gibts halt einen gut wahrnehmbaren tiefen Bass, der sich aber nicht gut ins musikalische Geschehen integriert und daher isoliert wirkt. Bei schnelleren Passagen in diesem Bereich (-> Goa Musik, Fusion) merkt man schnell, daß die einzelnen Töne nicht so recht kontrolliert sind und es eher zu einem eintönigen Bassbrei neigt. Anschläge sind wenig konturiert. Konzentriert man sich dann auf den Bereich (darüber) zwischen 60 und 150 Hz kommt ebenfalls wenig Freude auf. Klingt alles weich und kraftlos, sodaß der rechte Biss fehlt. So ab 200 Hz spielt das Chassis dann aber so, wie man es von einem 20er erwarten würde. Scheinbar ist die Poly-Membran einfach zu weich, einem wechselhaften Eingangssignal präzise zu folgen. Abhilfe sollte ein zweiter 20er statt der Passivmembran bringen können, der gezielt den Grundtonbereich unterstützt.

Bedenke... ein solches Verhalten findet keinen Niederschlag in den Ersatzschaltbildern oder Simulationen. Einzig das verzögerte Ein-/Ausschwingen der Passivmembran würde man wohl ahnen können. In den ATB-Messungen war dies ebenfalls nur andeutungsweise vorhanden. Man kommt mit der Theorie also nicht in allen Fällen ans gewünschte Ziel... obwohl es ohne noch schlimmer wäre.

Gruß

Frank

[Basstler]

Hi,

@NoName: Wie heißt denn zum Beispiel so eine Mastering-Software oder ein Mehrspur-Sequenzer?

[NoName]

Hallo Basstler,

ganz praktisch und einfach zum "Arbeiten" find ich "Cool Edit", das man sich kostenlos als Trail-Version runterladen kann. Die Pro-Version hat dazu auch noch die Möglichkeit wissenschaftliche Filter (Butterworth, Linkwitz...) anzuwenden.

Als Mehrspur-Software zum Komponieren fallen mir aktuell nur Logic und Cubase ein. Das "kleine" Cubasis sollte recht preiswert angeboten werden. Dazu gibts mit dem VST-Standard reichlich Software-Synthesizer oder Sampler, mit den man selbst Klänge erzeugen kann. Als Demo kann man sich den Reaktor von Native runterladen. Damit kann man sogar seine Instrumente aus Bausteinen selbst zusammenstellen und klingt einfach genial!!

Richtig schick wirds dann beim Mastering mit Wave Lab, das auch als Direct X-Plug In in Cool Edit eingebunden werden kann.

Gruß

Frank

[Mr.E]

Dann eine andere Frage:
Wie kommst du auf Passivmembran? Mir ging es doch nur um die Flankensteilheit...

Du meinst doch nur, dass die Polymembran nicht gut klingt, im Endeffekt. Und dass die Passivmembran keine Abhilfe bringt. Oder hab ich's immer noch nicht gepeilt?