Hallo
Bis Thiele und Small, ich glaube 78 war's, ihre Arbeiten veröffentlicht haben war das bauen von guten Hifilautsprechern ind Bassreflexbauweise ein Versuchs-Irrtumspiel. Ebenso war es nur mit sehr langen Testreien möglich Lautsprecher zu entwickeln, die auf spezielle Anwendungen, wie geschlossene Boxen oder bassreflex passten. Man sieht das sehr schön dran, dass bis Ende der 70ger die Hersteller ihre Lautsprechertypen teilweise seit Ende der 40ger unverändert im Programm führten. Ich habe de Isophon Prospekte von den 50gern bis 76 auf dem Rechner. Viele Lautsprecher finden sich in jedem Jar wieder.
Thiele und Small haben damals nach zweierlei gesucht. Sie wollten ein Vergleichskriterium für Lautsprecher haben und sie wollten dem Lautsprecher an den Daten ansehen können, wie er am besten verbaut werden muss, damit er am Besten klingt. Dafür haben sie eine Operationalisierung gegeben, d.h. eine Liste mit genauen Messanweisungen, die zu den entsprechenden daten führen. Diese Messanweisung ist heute Standart und die Messergabnisse nennt man Thiele-Small-Parameter.
Wenn man alte Prospekte oder Bücher von Anfang der 80ger oder Ende der 70ger ansieht, dann sieht man richtig, wie die Typenlandschaft der lautsprecher sich nach der Forschungsarbeit der beiden deutlich verändert hatte.
Das Problem dabei und da hat Dirk völlig recht, ist dass die beiden Messanweisungen für die Optimierung für Hifi gegeben haben. Man kann zwar über die Parameter auch einige Schlüsse über den Lautsprecher im Gehäuse Abgeben. Aber viel bringt das nicht. Es ist für Giatrrenboxen, vor allem 4x12er üblich, die Lautsprecher die für eine Hifiabstimmung ein gigantisches Volumen bräuchten in eben diese Recht kompakten Kisten einzusperren und das Klingt für Gitarre gut. Die Gitarrenbox schon mal an einer Hifianlage probiert hat, weiß wie schmierig und dröhnig die Bässse über die Box kommen.
Theoretisch gehört jede Box zu den Musikinstrumenten. Wobei man Hifiboxen darauf optimiert, sich möglichst wenig wie ein solches zu verhalten. Gitarrenboxen werden bewußt als Teil des Instrumentes aufgefasst undn auf die Optimierung eines Klanges hin gebaut (Die meisten Herstellere tun das nicht wirklich, die bauen was optisch so aussieht wie der Rest und eben auch klingt, Gitarristen sind ein extrem konservativer Kundenstamm und für technische Argumente nicht immer sehr aufgeschlossen - wat de Bur nich kennt, dat frett hei nich).
Folgende Eigenschaften von Lautsprechern beeinflussen meiner Erfahrung nach den Klang deutlich:
Die Weichheit der Aufhängung (äußert sich im Vas, je mehr desto härter). Ein harte Aufhängung übt große Rückstellkräfte auf die ausgelenkte Membran aus. Eine harte Aufhängung spricht für eher kleinen Hub und einen hohen Wirkungsgrad bei recht hoher Resonanfrequenz. Härterer Lautsprecher tendieren zu einem knochigeren trockenen Klang.
Die Resonanzfrequenz ist die Frequenz bei der es am wenigsten Energie bedarf den Lautsprecher zu erregen. Man klemme ein Lineal auf die Tischkante. Und zupfe daran - drrrrrrrrrr! Je höher der Ton desto höher die Resonanzfrequenz des schwingenden Systems. Interessant ist, dass sich ein lineal mit höherer Resonnzfrequenz viel schwerer zupfenm läßt, es hat eine härtere Aufhängung. Unterhalb der Resonanzfrequenz fällt es dem lautsprecher zunehmende schwer elektrische Energie in Schallenergie umzuwandeln. Deswegen wird ein lautsprecher mit hoher Resonanzfrequenz eher weniger Bass liefern. ABER gerade die Basswidergabefähigkeit wird durch die Art der Kiste geprägt in die wir den Lautsprecher einbauen.
Bei der Resonanzfrequenz hat der Lautsprecher eine viel höhere Impedanz als bei den anderen Frequenzen. Hat er sonst vielleicht 8Ohm, dann kann er bei der Resopnanzfrequenz vielleicht 30, 60 oder soagr über 100Ohm haben. Dieses Impedanzmaximum ist auf zweierlei Weise wichtig.
Erstens verhalten sich Gitarrenverstärker ganz anders als Hifiverstärker. Der ideale Hifiverstärker liefert am Lautsprecher immer die selbe SPannung, aber je nach Impedanz unterschiedlich viel Strom. Das gilt für Gitarrenverstärker ganz und garnicht,w eswegen sich die Lautsprecher meist anders verhalten als Thiele und Small es uns vorhersagen würden. Der Gitarrenverstärker wird bei der Resonazfrequenz anders als der Hifiverstärker nicht einfach nur weniger Strom liefern, sondern wohl auch mehr SPannung. das führt dazu, dass er hier deutlich fehlangepasst ist. Wie sich die Fewhlanpassung auswirkt hängt maßgeblich von der Art der Endstuife ab. Ultralinear, Pentode, Triode, Gegentakt, A, AB usw. sind nur einige hier ja viel diskutierte Schalgworte.
Zweitens spricht eine hohe Abweichung zwischen der mittleren Impedanz und der bei der Resonanzfrequenz für eine hohe Güte des Lautsprechers. Wer sich schon mal mit Funktechnik, Spulen und Bandfiltern befasst hat. Weiß dass die Güte einer Filters ausschlag dafür gibt, wie steilfllankig es eben filtert. Auch lautsprecher sind solche Filter. Denn wenn sie elektrische Energie in Schallenergie umwandeln, weicht der Frequenzgang des eingespeisten Signals deutlich vom Widergabesignal ab.
Das führt uns zum Frequenzgang. Der gibt in etwa an, welche Frequenzen der lautsprecher wie Laut wiedergibt. Dabei ist aber zu beachten, dass der Frequenzgang abhängig ist von der Position des Ohrs relativ zum Lautsprecher. Größere Lautsprecher neigen stark zum Bündeln der hohen Frequenzen. Der Frequenzgang ist aber garnicht so wichtig. Denn dieses olles Diagramm wird so gut wie auf einer Bühne oder im Proberaum aufgeszeichnet und auch nicht mit testil vor der Tütre, sondern in einem Schalltoten Messraum.
Interessanter ist, wie der Lautsprecher auf die Anregung mit bestimmten Frequenzen reagiert. Diese Angabe liefert uns das kumulative Zerfallsspektrum oder auch Wasserfalldiagramm genannt. Da ist eines:
http://www.lautsprechershop.de/hifi/images/cumulus_mon_wf.gifHier wird der Lautsprecher kurz auf allen Frequenzen zum schwingen angeregt, dann guckt man wie lange es dauert bis er wieder steht, das ist je nach Frequenz verschieden. Solche Diagramme bekommen wir nur höchst selten von Gitarrenlautsprechern zu sehen. Währen aber höchst interesssant. Denn sie zeigen usn, dass der Lautsprecher auf manchen Frequenzen nur Träge folgen kann. das sollte einen gewichtigen Teil seines Eigenklanges erklären können. Ich vermute außerdem, dass alte Lautsprecher mit weichgeklopften Membranen viel träger als nagelneue sind.
Die Güte des Lautsprechers, insbesondere die Gesamtgüte Qts ist ein wichtiges Datum. Sie sagt etwas darüber aus, wie der lautsprecher sich im bassbreiech verhält. Lautsprecher mit extrem hohen Güten >1 bringen immer eine Bassüberhöhung bei der Resonanzfrequenz mit, auch wenn sie in offenen Boxen verbaut werden. Das kann deren Bassarmut abmildern. Zusätzlich verwandeln sie beinahe alles wo sie eingebaut werden in Bassreflexboxen. Schon eine Offene Box mit ein doer zwei Querbrettchen hinten ist für soclhe Lautsprecher eine art hoch abgestimmte Bassreflexbox. Gitarrenlautsprecher haben häufig hohe Güten.
Wichtiger als der Schwingspuelendurchmesser ist die Länge der Scwhingspule in Verbindung mit der Länge des Luftspaltes. Die Schwingspule eines Laustprechers ist in den Luftspalt des Magneten eingetaucht, wo sie von Feldlinien umgeben ist. Wird die Membran ausgelenkt dann bewegt sich die Schwingspule enwteder weiter in den Lufstpalt hinein oder heraus. Bei einem Ideallautsprecher ändert sich dadurch garnichts. Bei einem echten lautsprecher aber eine Menge. Wenn das magnetfeld da wo die Schwingspule nach der Auslenkung nun ist, weniger stark ist, dann wirkt nun auf die Schwingspule und damit auf die Mebran eine eine andere Kraft. Denn die auf die Membran wirkende Kraft ist proportional zur Stärke des Magnetfeldes und dem Strom durch die Scwhingspule. Zur geometrischen Anordnung von Magnetfeld Spule usw. bekommen wir auch so gut wie nie Daten zu sehen - schade.
Diue Membranmasse ist auch wichtig. Denn eine schwere Membran ist träger als eine Leichte. dafür hat ein Lautsprecher mit schwererer Membran eine tiefere Resonanzfrequenz gegenüber einem gleich hart aufgehängten Kollegen.
Eine dünnere Membran spricht dafür das sie nicht sehr Steif ist. Eine Lautsprechermembran kann auf zwei Weisen schwingen, einmal rein und Raus - wie beim .... . Anderseits wie eine Arschbacke auf die man draufklopft also etwa so wie eine Wasseroberfläche. Eine schwere und weiche Lautsprechermembran, kann den Bewegungen der Scwhingspule nicht richtig folgen, wie es auch eine schwere weiche Arschbacke dem Klaps nicht kann. Das Ergebnis ist dass er Partialschwingungen vollführt. So eine Weiche Arschbacke klingt ganz anders als ein Lautsprecher mit Steifer leichter Membran. Auch über das Partialschwingverhalten bekommen wir so gut wie keine Angaben.
Ebenfalls wichtig ist der Klirrfaktor. Lautsprecher verzerren auch. Einerseits durch partualschwingungen. D.h. es enstehen neben dem Grundton weitere Töne mit der doppelten, dreifachen, vierfachen ... Frequenz. Aber auch durch Intermodulationen. Wenn ein lautsprecher mit zwei Sinussignalen zugleich angeregt wird, was der Normalfall ist. Dann kann der eine ihn sehr stark auslenken, so dass er n bereiche kammt, wo die Kraft nachläßt er also ein anderes Scwhingverhalten ausübt, dort wird natürlich auch seine Scwhingung in der anderen Frequenz beeinträchtigt. So moduliart sich der eine Sinuston auf den anderen drauf. Das erghebnis sind Modulationsprodukte. Nehmen wir z.B. 100Hz und 1kHz, dann könnte die Diffrernz, also 900Hz enstehen.
So mehr fällt mir dazu auch erstmal nicht ein, auch wenn ich bestimmt noch was vergessen habe. Falls ich einen Zusammenhang nicht richtig dargestellt habe, korrigiert mich bitte.
Das Haupproblem beim bau von Giatrrenboxen sehe ich darin, dass die Hersteller uns nicht mit ausreichend Daten versorgen. Wenn wir welche bekommen, dann sind es die Thiele Small Paramter, die sind zwar immerhin etwas, aber eben Daten die helfen sollen Hifiboxen zu bauen. Was sagen mir die schon über den für ein Musikinstrument so wichtigen Eigenklang, Intermodulationsverzerrungen oder darüber ob der Lautsprecher bei 500Hz Partialschwingungen vollführt oder den Klirrafktor bei verschiedenen Frequenuenzen sowie das Klirrspektrum. Alles was einem als Behelf bleibt sind dann Spekulationen und Erfahrungsberichte. Dieses Forum ist zum Glück voll von beidem.
Viele Grüße
Martin
