Einsatz von Lautsprecher-Filter – „Christophs kleine Messlehre“ [Teil 10]

Die Abstimmung der Frequenzweiche ist normalerweise der letzte Schritt einer Lautsprecherentwicklung. Man kennt seine Töner, wenn man beginnt, einen Lautsprecher abzustimmen. Die sinnvollen Übertragungsbereiche sind bekannt, man kennt Resonanzspitzen und ist sich im Klaren darüber, wie hoch das Klirrniveau bei unterschiedlichen Pegeln und Frequenzen ist.

Für die folgenden Blogbeiträge habe ich dieses Wissen einmal ignoriert, um zu zeigen was passiert, wenn man einfach irgendwelche Treiber einsetzt, ohne sie zu kennen.

Die folgenden Messungen sind an einer üppigen, geschlossenen Regalbox mit ca. 20 l Nettovolumen entstanden. Der Tieftöner ist ein 20 cm Chassis, der Hochtöner ist eine klassische 25 mm Gewebekalotte.

Der ungefilterte Tieftöner (blaue Kurve) besitzt im Gehäuse einen -3dB Punkt von ca. 45 Hz, die Einbaugüte ist aber etwas hoch, ca. 0,95. Mit einem größeren Gehäuse oder mehr Dämmmaterial kann man das Problem lösen.
Ein weit größeres Problem stellen die Membranresonanzspitzen ab 2000 Hz dar. Sie werden den Hochtonbereich stören, wenn sie nicht durch eine ausreichend starke Befilterung unterdrückt werden. Die rote Kurve ist mit einem Filter 1. Ordnung entstanden, die weiteren Kurven entsprechend mit Filtern 2. bis 4. Ordnung.

Die Sickenresonanz bei 900 Hz, mit dem sprunghaften Abfall oberhalb 1000 Hz ist aber das größte Problem. Sie liegt noch im Übertragungsbereich, wenn es sich wirklich um eine 2-Wege Box handeln soll.
Da sich der steile Abfall um 1000 Hz nicht an einen Hochtöner anbinden lässt, er ist viel zu steil, muss eine geringere Übergangsfrequenz gewählt werden. Die violette Kurve ermöglicht eine Anbindung, um ca. 400 Hz.

Der Hochtöner verläuft erheblich gutmütiger. Fast voller Pegel ab 1400 Hz und eine geringe Welligkeit sind gute Vorraussetzungen für einen entspannten Filter und eine gute Phasenlage und damit einer guten Addition im
Übergangsbereich. Aufgrund der geringen Hubfähigkeiten von Hochtönern und des zu tiefen Frequenzen stark steigenden Klirrs, habe ich die geringste mögliche Trennung für etwa 2500 Hz festgelegt. Analog zu den Tieftönermessungen ist die blaue Kurve unbefiltert, darunter scharen sich die Kurven mit eine Befilterung 1. bis 4. Ordnung.

Da der Tieftöner nicht mit weniger als einem Filter 2. Ordung befiltert werden sollte und es Vorteile bringt, gleiche Filterflanken im Übergangsbereich zu haben, ist der erste Gesamtfrequenzgang mit einem symetrischen Filter 2. Ordnung entstanden.

Die Addition ist mit fast 6 dB im Schnittpunkt sehr gut, allerding ist der Große Einbruch zwischen 300 und 3000 Hz weder zu übersehen noch sinnvoll.

Wenn man Filter einer 1. Ordnung benutzt, ist der Einbruch weniger tief, jedoch schlägt jetzt schon die Sickenresonanz durch. Die Addition ist immer noch sehr gut, aber die steile Flanke des Tieftöners bei 1100 Hz koppelt nicht gut genug an die Flanke des Hochtöners an.

Diese beiden Töner sind so nicht als 2-Wege Konzept einsetzbar. Sie bedürfen breitbandiger Unterstützung durch einen Mitteltöner. Da muss ein neues Gehäuse her, und ein passender Mitteltöner natürlich.

Einsatz von Lautsprecher-Filter – „Christophs kleine Messlehre“ [Teil 10]
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Teufel Blog Redaktion

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