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Auswahl der Chassis

Nehmen wir mal an, wir hätten eine sehr gute Lautsprecherbox, die bereits in die Jahre gekommen ist. Nun hat sich entweder die Sicke aufgelöst oder ein Haustier wollte die Membran untersuchen, was kann man tun?
Da für viele Chassis Datenblätter im Internet vorhanden sind, machen wir uns zuerst auf die Suche nach Unterlagen zum defekten Chassis. Sind diese vorhanden, so ist der wichtigste Schritt schon getan. Als Nächstes geht es um die Bewertung der Daten.

Sollte man sich ähnlich wie beim Pkw nur an der Leistung orientieren, so ist man schlecht beraten, Die Leistung sagt nichts über die Wiedergabelautstärke noch über die Qualität der Wiedergabe aus. Die einzige Aussage ist die, ab wann die Spule des Lautsprechers durchbrennt.
Für die erste Auswahl gibt es in der Vielzahl der Angaben doch sehr wichtige Parameter, die unbedingt zu berücksichtigen sind, Da wären zu nennen:

Kennschalldruck
Der Kennschalldruck ist eine Angabe für den Schalldruck in einen Meter Entfernung von der Quelle, bei einem Signal von 2,83 Volt. Gemessen wird der Schalldruckpegel SPL (Sound Pressure Level) in Dezibel, einer logarithmischen Einheit.
Die üblichen Werte für Lautsprecherchassis liegen zwischen 80 dB und 95 dB. Vergleichsweise hat ein Gespräch in normaler Lautstärke einen Pegel von ca. 60 dB.
Bei der Suche nach Ersatz sollte das Auswahlchassis keine größeren Abweichungen als 1 dB bis 2 dB aufweisen.
Interessanterweise hat der Tieftöner immer einen geringeren Wirkungsgrad als Mittel und Hochtöner. Das ist sehr simpel mit dem höheren Membrangewicht zu erklären. Analog zum Pkw benötigt ein größeres Fahrzeug ebenfalls mehr Leistung.

Resonanzfrequenz, Fs
Resonanzfrequenz ist diejenige Frequenz, bei der durch Anregung die Amplitude am höchsten ist, unkompliziert sagt man Eigenfrequenz. Man definiert die Resonanzfrequenz bei Lautsprechern als Freiluftresonanz auf einer Normschallwand um vergleichbare Daten zu erhalten.
Zur Feststellung der Abhängigkeiten stellen wir uns das Masse-Feder-System vor. Eine Erhöhung der Federkraft verschiebt die Frequenz nach oben und eine Erhöhung der Masse senkt die Frequenz.
Wir finden also bei Hochtönern Resonanzfrequenzen zwischen 500 Hz und 1500 Hz vor und bei Tieftönern Resonanzfrequenzen zwischen 20 Hz und 120 Hz. Unterhalb der Resonanzfrequenz fällt der Frequenzgang stark ab (12 Dezibel pro Oktave).

Äquivalentvolumen Vas (Volume acoustic speaker)
Dieser Wert gibt eine Aussage zur Federwirkung der Membraneinspannung. Da sich die Maßeinheit Kraft für weitere Rechnungen schlecht nutzen lässt, wurde das Äquivalentvolumen eingeführt.
Das Äquivalentvolumen in Litern bezeichnet die Federkraft als Wirkung gleich großen Luftvolumens in einer geschlossenen Box. Ein großer Wert deutet auf eine schwache Einspannung hin und erfordert vielfach große Boxenvolumen. Heute verwendet man Chassis mit Vas im ein oder zweistelligen Bereich.

Qts - Gesamtgüte (quality total speaker)
Und wieder sind wir beim Masse-Feder-System. Die Güte ist ein Maß für die Dämpfung der Schwingung. Dies geschieht mechanisch, also durch Reibungsverluste z.B. in der Sicke, und elektrisch durch die generatorische Wirkung der Schwingspule.
Niedrige Gütewerte deuten auf eine starke und hohe Gütewerte auf eine schwache Dämpfung hin. Für die weiteren Berechnungen ist die Gesamtgüte massgeblich. Um die Wirkungen zu unterscheiden benutzt man die mechanische Güte Qms und die elektrische Güte Qes.

Anhand des Gütefaktors Qts lässt sich eine Empfehlung für die Lautsprecherbauart vornehmen:

Qts Empfohlene Gehäusebauart
...0,3 Hornlautsprecher
0,3...0,4 Bassreflexgehäuse
0,4...0,6 geschlossenes Gehäuse
0,5...1,0 Transmissionsline

Impedanz
Die Impedanz ist der frequenzabhängige komplexe Widerstand eines Lautsprechers. Üblicherweise werden 4 Ohm oder 8 Ohm bei 1000 Hz gemessen. Zu höheren Frequenzen steigt die Impedanz aufgrund der Spuleninduktivität etwas an.

Membranhub Xmax
Xmax ist ein Mass für die maximale lineare Auslenkung und wird in mm angegeben. Es ist der Weg, den die Spule zurücklegen kann, ohne das lineare Feld zwischen den Magnetpolen zu verlassen.

Neben den obengenannten Werten werden in den Datenblättern noch eine Vielzahl weiterer Angaben gemacht. Dazu gehören z.B. die Membranfläche Sd, die bewegte Masse Mmd, die Schwingspulen-Induktivität Le, der Gleichstromwiderstand Re, der Kraftfaktor BxL, usw..

 

Worauf kommt es beim Austausch eines Chassis, alt gegen neu, an?

Einwegsystem (Breitbandboxen)
Die Parameter Fs, Qts und Vas sollten weitgehend übereinstimmen, da sich hieraus die Gehäusebauart und Gehäusegröße ermittelt.

Mehrwegesysteme
Zu den Parametern Fs, Qts und Vas müssen unbedingt noch die Impedanz und der Wirkungsgrad übereinstimmen. Differenzen würden in diesem Fall dazu führen, dass ein Chassis lauter oder leiser als seine Partner klingt.

Reparatur
Wenn nun sämtliche klugen Ratschläge nicht mehr helfen, dann sollte man wohl oder übel einen Reparaturdienst aufsuchen. Eigentlich kann man froh sein, dass es solche werkstätten noch gibt, die auch etwas von ihrem Handwerk verstehen.

Eine davon ist die Lautsprecher Manufaktur: http://www.lautsprecher-manufaktur.de/