Tipps für Ungeduldige (Version vom 03.03.2001)

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Für alle, die keine Lust haben die mittlerweile ca. 20 Seiten Tipps & Tricks zur Boxenentwicklung zu studieren hier eine Kurzfassung ohne tiefgreifende Erklärungen. Die untenstehenden Tipps sind jedoch nur unter folgenden Vorraussetzungen gültig:

Grundsätzlich gilt:


Basswiedergabe:

Darum fangen wir auch mit der Auswahl des Basslautsprechers und der Schallführung an.
Im Bassbereich kommt es nicht so sehr auf den linearen Frequenzgang der Box allein an sondern auf das Zusammenspiel zwischen Box und Hörraum, da dieser unterhalb von 200 Hz oftmals einen frequenzabhängigen Einfluss von +/- 6 dB hat (siehe auch Raumakustik). Meistens sind die möglichen Lautsprecherpositionen im Raum und der Hörplatz durch die Einrichtung und die Nutzung des Raumes mehr oder weniger festgelegt.
Wenn Boxen für einen speziellen Einsatzort gebaut werden macht es Sinn, die Raumeinflüsse vorher mit anderen Lautsprechern zu beurteilen (z.B. subjektive Bestimmung der Raumresonanzen mit einem durchstimmbaren Sinusgenerator oder objektive Bestimmung mit einem einfachen Messprogramm) und dann ein Lautsprecherprinzip zu wählen (z.B. geschlossen, Transmission-Line, Bassreflex, Bandpass, Horn etc.), das einen möglichst spiegelbildlichen Frequenzgang erzeugen kann.
Will man einen Lautsprecher für universellen Einsatz bauen, dann sollte man als Schallführung das Bassreflexprinzip verwenden, da man hier durch Verändern oder Schließen des Bassreflexrohres den Frequenzgang der Box leicht um +/- 3 dB ändern und damit in Grenzen an die jeweilige Raumakustik anpassen kann. Die Tuningfrequenz sollte allerdings nach Möglichkeit nicht über 45 Hz liegen, da der Basslautsprecher sonst bei Frequenzen unterhalb von 70% der Tuningfrequenz zu hohe Auslenkungen macht.
Zur realistischen Wiedergabe selbst von bassintensiver Musik reicht in der Regel ein 25cm Bass oder 2 Stück 17cm-Bässe pro Box aus (25m²), bei kleineren Räumen (15m²) auch ein 20cm Bass oder 2 Stück 13cm-Bässe. Größere Basslautsprecher sind 'was für sehr große Räume, für Fetenboxen, für Tiefbass-Freaks oder Leute mit freistehenden Einfamilienhäusern!


Wie viel Wege:

Die Anzahl der Wege sagt NICHTS über die Klangqualität einer Lautsprecherbox aus!
Bauen Sie lieber eine 2-Wege-Box mit guten Lautsprechern und Weichenteilen als eine gleich teuere 3-Wege-Box (-> billigere Lautsprecher und Weichenteile)! Nur für sehr hohe Lautstärken ist eine 3- oder Mehrwege-Box unverzichtbar! Je mehr Wege, desto schwieriger ist es eine gute räumliche Wiedergabe zu schaffen (hier spielen gute Breitbandlautsprecher ihre Stärken aus!).
Ein idealer Kompromiss sind sogenannte 2.5-Wege-Lautsprecher: hier handelt es sich eigentlich um eine 2-Wege-Box mit meistens einem guten 17cm Bass-/Mitteltöner, dem ein (ggf. preiswerterer) zweiter 17cm-Bass unterhalb von ca. 400 Hz dazugeschaltet wird. Die Trennfrequenz sollte bei ca. 2000 - 2500 Hz liegen (Beispiel DoppelWhopper).

Generell gilt:
der Bass ist für's Grobe, der Hochtöner ist für's Feine. Und der Mitteltöner macht die Musik!
Wer's nicht glaubt: hören Sie sich bei einer 3-Wege-Box mit Konus-Mitteltöner die Musik einmal nur mit dem Bass, nur mit dem Mitteltöner und nur mit dem Hochtöner an, dann wissen Sie, was ich meine!

Mitteltöner:

Wie oben behauptet ist der Mitteltonbereich der wichtigste Frequenzbereich überhaupt, denn da spielt die Musik. Deshalb ist bei 2-Wege-Systemen auch die Wahl des Bass-Mitteltöners so wichtig (siehe oben)! Und daher steht und fällt die Klangqualität einer 3-Wege-Box mit dem Mitteltöner! Dieser sollte:

  1. möglichst breitbandig ausgelegt sein (damit keine Übergangsfrequenz im kritischen Frequenzbereich von 400 bis 3000 Hz liegt),
  2. einen sehr linearen Frequenzgang im Einsatzbereich und
  3. ein gutes Ausschwingverhalten haben.
Dies alles lässt sich nur mit guten Membranmitteltönern von 7 bis 13cm Durchmesser erreichen, die auch das Kriterium 3 erfüllen. Selbst 75mm-Kalottenmitteltöner erfüllen Kriterium 1 nicht und sind daher nur eingeschränkt für 3-Wege-Systeme zu empfehlen. Für 4-Wege-Systeme sind aber gerade 50mm Kalotten 1. Wahl im Bereich von 1000 bis 5000 Hz.


Hochtöner:

Gerade bei 2-Wege-Boxen sollte man hier nicht sparen. Hier muss es mindestens eine 25mm-Kalotte sein, damit genügend Dynamik bei der relativ tiefen Trennfrequenz vorhanden ist. Generell sollten Hochtöner ohne Ferrofluid bevorzugt werden (z.B. SEAS NoFerro900 oder PEERLESS WA10). 19mm-Kalotten oder "normale" Bändchenhochtöner sind eher 3-Wege-Systemen vorbehalten, da sie nicht unterhalb von 4 kHz eingesetzt werden sollten (ansonsten hoher Klirrfaktor bei hohen Lautstärken).


Frequenzweiche:

Wer einmal erlebt hat, wie fein man eine Frequenzweiche auf die Lautsprecherchassis abstimmen kann wird keine Fertigweichen mehr kaufen oder Bauvorschläge sklavisch nachbauen. Der nächst höhere oder niedrigere Wert hat häufig geringe aber positive Auswirkungen auf das Klangbild. Man kann damit z.B. eine Feinanpassung auf den Raum (stark/wenig gedämpft) sowie den Rest der Widergabekette vornehmen. Tipp: zur Frequenzweichenabstimmung sollten Sie rosa Rauschen verwenden, da hier die Klangbalance bekannt ist und sich zeitlich nicht ändert (siehe auch Optimierung des Übernahmebereichs)! Der endgültige Wert sollte natürlich nur nach ausgiebigen Hörversuchen mit verschiedenen Konserven hoher Qualität (hier einige Vorschläge) erfolgen!
Ein ausgeglichener Frequenzgang auf Achse allein sollte nicht das Kriterium sein. Auch unter 15° nach links, rechts, oben oder unten sollte sich kaum etwas ändern, sonst kann keine stabile räumliche Abbildung erwartet werden. Dazu sind Gesamtflankensteilheiten (Chassis + Weiche) von 18 dB/Oktave oder mehr nötig.
Hochpassfilter (so genannt, weil sie nur hohe Frequenzen passieren lassen) sollten mindestens 12 dB elektrische Flankensteilheit haben, da ansonsten z.B. die maximale Auslenkung eines Hochtöners unterhalb seines Einsatzbereiches auftritt (was ja wohl keinen Sinn macht, da der maximal verzerrungsfrei erzielbare Schalldruck unnötig reduziert wird!).
Machen Sie sich keine Gedanken über unterschiedliche Steilheiten der Frequenzweiche: entscheidend ist nur der zusammengesetzte Frequenzgang aus Lautsprecher und Weiche! Dieser sollte jedoch bezogen auf die Trennfrequenz einigermaßen symmetrisch sein.
Die Frequenzweiche sollte allerdings so ausgelegt sein, dass sich bei gleicher Polung aller Lautsprecher ein ausgeglichener Frequenzgang ergibt. Nur so kann ein gutes Zeitverhalten und damit eine stabile räumliche Abbildung erreicht werden (ansonsten ginge bei Anregung mit einer Sprungfunktion der Bass nach vorne, während sich der Hochtöner nach hinten bewegen würde!).


Gehäuseaufbau:

Es gibt zwei prinzipielle Strategien: steift oder bedämpft.
Generell können Spanplatten oder MDF-Platten (besser für späteres Lackieren) als Gehäusematerial empfohlen werden. Je nach Gehäusegröße und Einsatzbereich sollte die Dicke zwischen 13 und 25mm gewählt werden. Eine Näherungsformel ist:

Plattendicke [mm] = WURZEL(längste Plattenabmessung [mm])

Für einen Subwoofer oder eine 3-Wege-Box mit einer Trennfrequenz zum Mitteltöner von etwa 500 Hz kann man das Gehäuse durch (ggf. mehrere sich ergänzende) Ringversteifungen (massive Zwischenbretter mit mindestens 50% Lochanteil und etwa halber Plattendicke) so steif machen, dass die Resonanzen der Gehäusewände deutlich oberhalb des Einsatzbereiches des Basslautsprecher liegen und daher kaum noch angeregt werden.
Bei 2-Wege-Boxen mit Trennfrequenzen um 2000 - 2500 Hz funktioniert das in der Regel nicht mehr (Ausnahme: B&W Matrix-Gehäuse). Hier sollte man lieber folgenden Aufbau verwenden:

Alle 3 Schichten müssen ganzflächig verklebt bzw. verschweißt werden so dass die unvermeidbaren Resonanzen der Gehäusewände effektiv bedämpft werden. Ringversteifungen zwischen den Aussenwänden sind daher hier nicht erwünscht, sie würden den Dämpfungseffekt zunichte machen!


Gehäuseabsorption:

Für Subwoofer sollte höchstens die dem Lautsprecher gegenüberliegende Wand mit Noppenschaumstoff bedämpft werden (aufkleben oder verkeilen).
Bei geschlossenen Boxen (z.B. Mitteltöner) sollte man die folgende Strategie verwenden:

Merke: Absorption = Umwandlung von Bewegung durch Reibung in Wärme!
Das Absorptionsverhalten eines Material wird also durch seinen Strömungswiderstand bestimmt!
Dieser kann durch einfaches Durchblasen abgeschätzt werden!

Durch diese Strategie soll der Schall nicht gleich reflektiert werden sondern sich im Gehäuse totlaufen. Dazu ist es auch hilfreich eine Art Schallführung zu erzwingen, die den abgestrahlten Schall vom Lautsprecher weg und in einen akustischen Sumpf leitet.

Bei Bassreflexgehäusen würde durch diese Absorptionsstrategie der Bassreflexeffekt in der Regel zu stark abgeschwächt, außerdem könnte Glaswolle nach außen gelangen. Daher muss die Strategie hier etwas abgewandelt werden:
  • Alle Gehäusewände mit Akustikschaumstoff oder bei schmalen Gehäusen mit Teppichboden (100% Schurwolle!) bekleben.
  • Die Zwischenräume etwa zur Hälfte mit Polyestervlies füllen.
  • Auch hier nach Möglichkeit eine Art Schallführung verwenden die sicherstellt, dass es keine direkte "Sicht"-Verbindung zwischen Basslautsprecher und Bassreflexrohr gibt (besonders wichtig bei 2-Wege-Boxen).
  • Gerade bei 2-Wege-Boxen sollte die Schallführung nach Möglichkeit auch in einem akustischen Sumpf enden, der mit Schafwolle gefüllt werden sollte (siehe rechts).


Zum Abschluss hier noch einmal eine Zusammenfassung, wie ich bei der Entwicklung einer Box vorgehe (Flussdiagramm).

Und jetzt wünsche ich viel Erfolg beim nächsten Lautsprecherprojekt!