Tieftöner mit sehr niedriger Resonanzfrequenz. Grundparameter von Tieftönern

Hallo zusammen! Heute werde ich versuchen, über die wichtigsten Parameter von Auto-Subwoofern zu sprechen. Wofür könnten sie benötigt werden? Und sie werden benötigt, um die Box für Ihren Lautsprecher richtig zusammenzubauen. Wenn Sie die zukünftige Box nicht berechnen, wird der Subwoofer brummen und es werden keine lauten und tiefen Bässe erzeugt. Im Allgemeinen ist ein Subwoofer ein eigenständiges akustisches System, das tiefe Frequenzen von 20 Hz bis 80 Hz wiedergibt. Man kann mit Sicherheit sagen, dass Sie in einem Auto ohne Subwoofer nie einen hochwertigen Bass erhalten werden. Die Lautsprecher versuchen natürlich, den Tieftöner zu ersetzen, aber er fällt, gelinde gesagt, schwach aus. Ein Subwoofer kann zur Entlastung der Lautsprecher beitragen, indem er den Tieftonbereich übernimmt, während die vorderen und hinteren Lautsprecher nur die mittleren und hohen Frequenzen wiedergeben müssen. Dadurch können Sie Klangverzerrungen beseitigen und einen harmonischeren Musikklang erzielen.

Lassen Sie uns nun die Hauptparameter des Tieftöners besprechen. Ihr Verständnis wird beim Bau einer Subwoofer-Box sehr nützlich sein. Der minimale Datensatz sieht wie folgt aus: FS (Lautsprecherresonanzfrequenz), VAS (äquivalente Lautstärke) und QTS (Gesamtqualitätsfaktor). Wenn der Wert mindestens eines Parameters unbekannt ist, ist es besser, auf diesen Lautsprecher zu verzichten, weil... Es ist nicht möglich, das Volumen der Box zu berechnen.

Resonanzfrequenz (Fs)

Resonanzfrequenz ist die Resonanzfrequenz des Tieftönerkopfes ohne Design, d.h. ohne Regal, eine Box... Die Messung erfolgt wie folgt: Der Lautsprecher wird in der Luft aufgehängt, so weit wie möglich von umliegenden Objekten entfernt. Seine Resonanz hängt also nur von ihm selbst ab, d. h. von der Masse seines Bewegungssystems und der Steifigkeit der Aufhängung ab. Es gibt die Meinung, dass eine niedrige Resonanzfrequenz es ermöglicht, einen hervorragenden Subwoofer zu bauen. Dies ist nicht ganz richtig; bei bestimmten Konstruktionen ist eine zu niedrige Resonanzfrequenz nur hinderlich. Als Referenz: Die niedrige Resonanzfrequenz beträgt 20–25 Hz. Es ist selten, einen Lautsprecher zu finden, dessen Resonanzfrequenz unter 20 Hz liegt. Nun, oberhalb von 40 Hz wird es für einen Subwoofer zu hoch sein.

Gesamtqualitätsfaktor (Qts)

In diesem Fall ist damit nicht die Qualität des Produkts gemeint, sondern das Verhältnis der viskosen und elastischen Kräfte, die im Bewegungssystem des NF-Kopfes nahe der Resonanzfrequenz vorhanden sind. Das Bewegungssystem des Lautsprechers ähnelt stark der Aufhängung eines Autos, die einen Stoßdämpfer und eine Feder enthält. Die Feder erzeugt elastische Kräfte, das heißt, sie sammelt und gibt bei Bewegung Energie ab. Der Stoßdämpfer wiederum ist eine Quelle des viskosen Widerstands; er speichert nichts, sondern nimmt nur Wärme auf und gibt sie ab. Ein ähnlicher Vorgang findet statt, wenn der Diffusor und alles, was daran befestigt ist, vibriert. Je höher der Gütefaktor, desto mehr elastische Kräfte überwiegen. Es ist wie ein Auto ohne Stoßdämpfer. Sie treffen auf eine kleine Unebenheit und die Räder springen auf einer Feder. Wenn wir von Dynamik sprechen, bedeutet dies ein Überschwingen des Frequenzgangs bei der Resonanzfrequenz, das umso größer ist, je größer der Gesamtqualitätsfaktor des Systems ist. Der höchste Qualitätsfaktor wird in Tausend gemessen, und zwar nur für die Glocke. Es erklingt ausschließlich auf der Resonanzfrequenz. Eine übliche Methode, die Federung eines Autos zu überprüfen, besteht darin, es von einer Seite zur anderen zu schaukeln. Dabei handelt es sich um eine selbstgemachte Methode, um den Qualitätsfaktor der Federung zu messen. Der Stoßdämpfer vernichtet die Energie, die beim Zusammendrücken der Feder entstanden ist, d.h. Es wird nicht alles zurückkommen. Die Menge der verschwendeten Energie ist der Qualitätsfaktor des Systems. Bei der Feder scheint alles klar zu sein – ihre Rolle spielt die Diffusoraufhängung. Aber wo ist der Stoßdämpfer? Und es gibt zwei davon, und sie arbeiten parallel. Der Gesamtqualitätsfaktor besteht aus zwei Teilen: elektrisch und mechanisch.

Der mechanische Qualitätsfaktor wird in der Regel durch die Wahl des Aufhängungsmaterials, hauptsächlich der Zentrierscheibe, bestimmt. In der Regel sind die Verluste hier minimal und der Gesamtqualitätsfaktor besteht nur zu 10-15 % aus Mechanik.

Der Großteil ist elektrische Qualität. Der steifste Stoßdämpfer, der in einem Lautsprecherantriebssystem verfügbar ist, ist ein Tandemmagnet und eine Schwingspule. Da es sich im Wesentlichen um einen Elektromotor handelt, arbeitet er als Generator nahe der Resonanzfrequenz, wenn Geschwindigkeit und Bewegungsamplitude der Schwingspule maximal sind. Durch die Bewegung in einem Magnetfeld erzeugt die Spule Strom, und die Last des Generators ist der Ausgangswiderstand des Verstärkers, d. h. null. Das Ergebnis ist die gleiche elektrische Bremse wie bei elektrischen Zügen. Dort werden Fahrmotoren in etwa auf die gleiche Weise gezwungen, als Generatoren zu arbeiten, und Bremswiderstandsbatterien auf dem Dach fungieren als Last. Die erzeugte Stromstärke hängt vom Magnetfeld ab. Je stärker das Magnetfeld ist, desto größer ist der Strom. Daraus ergibt sich, dass der Qualitätsfaktor umso geringer ist, je stärker der Lautsprechermagnet ist. Aber weil Bei der Berechnung dieses Wertes müssen sowohl die Länge des Wickeldrahts als auch die Breite des Spalts im Magnetsystem berücksichtigt werden. Eine endgültige Schlussfolgerung aus der Größe des Magneten ist nicht korrekt.

Als Referenz: Ein niedriger Q-Wert des Lautsprechers beträgt weniger als 0,3 und ein hoher Q-Wert mehr als 0,5.

Äquivalentes Volumen (Vas)

Die meisten modernen Lautsprecher basieren auf dem Prinzip der „akustischen Aufhängung“. Der Punkt ist, dass Sie ein Luftvolumen auswählen müssen, bei dem seine Elastizität der Elastizität der Lautsprecheraufhängung entspricht. Das heißt, der Lautsprecheraufhängung wird eine weitere Feder hinzugefügt. Wenn die neue Feder die gleiche Elastizität wie die alte hat, ist dieses Volumen gleich. Sein Wert wird durch den Durchmesser des Lautsprechers und die Steifigkeit der Aufhängung bestimmt.

Je weicher die Federung, desto größer wird das Luftpolster, das den Kopf zum Vibrieren bringt. Das Gleiche passiert, wenn der Durchmesser des Diffusors geändert wird. Ein größerer Diffusor bei gleicher Verdrängung komprimiert die Luft im Kasten stärker und erzielt dadurch eine höhere Leistung. Genau darauf sollten Sie bei der Auswahl eines Lautsprechers achten, denn davon hängt die Lautstärke der Box ab. Je größer der Diffusor, desto höher ist die Leistung des Subwoofers, aber auch die Größe der Box kann sich sehen lassen. Die äquivalente Lautstärke hängt stark von der Resonanzfrequenz ab, ohne das zu wissen, kann man einen Fehler machen. Die Resonanzfrequenz wird durch die Masse des bewegten Systems und die Steifigkeit der Aufhängung bestimmt, und das äquivalente Volumen wird durch die gleiche Steifigkeit der Aufhängung und den Durchmesser des Diffusors bestimmt. Es kann so kommen: Es gibt zwei Tieftöner gleicher Größe und mit gleicher Resonanzfrequenz, aber bei einem von ihnen hängt die Resonanzfrequenz von einem schweren Diffusor und einer harten Aufhängung ab, beim zweiten von einem leichten Diffusor und eine weiche Federung. Das äquivalente Volumen kann in diesem Fall sehr unterschiedlich sein, und wenn es in derselben Box installiert wird, werden die Ergebnisse sehr unterschiedlich ausfallen.

Ich hoffe, ich habe ein wenig geholfen, die grundlegenden Parameter von Tieftönern zu verstehen.

- Wie! Haben Sie eine Großmutter, die drei Karten hintereinander errät, und haben ihre Kabalistik noch nicht von ihr gelernt?
ALS. Puschkin, „Die Pik-Dame“

Heute sprechen wir darüber, was es wirklich wichtig ist, über Akustik zu wissen. Nämlich um die berühmten Thiel-Small-Parameter, deren Kenntnis der Schlüssel zum Gewinn im Car-Audio-Glücksspiel ist. Ohne Diffamierung und Kabalismus.

Der Legende nach sagte ein herausragender Mathematiker während seiner Vorlesung vor Studenten: „Und jetzt werden wir beginnen, den Satz zu beweisen, dessen Namen ich die Ehre habe, zu tragen.“ Wer hatte die Ehre, die Namen der Parameter von Thiel und Small zu tragen? Erinnern wir uns auch daran. Der erste im Bunde ist Albert Neville Thiele (im Original von A. Neville Thiele wird „A“ fast nie entziffert). Sowohl nach Alter als auch nach Bibliographie. Thiel ist jetzt 84 Jahre alt, und als er 40 Jahre alt war, veröffentlichte er eine bahnbrechende Arbeit, die die Möglichkeit bahnte, die Leistung von Lautsprechern anhand eines einzigen Parametersatzes auf bequeme und wiederholbare Weise zu berechnen.

Dort hieß es in einer Arbeit aus dem Jahr 1961 unter anderem: „Die Niederfrequenzleistung eines Lautsprechers kann durch drei Parameter angemessen beschrieben werden: die Resonanzfrequenz, das Luftvolumen, das der akustischen Flexibilität des Lautsprechers entspricht, und …“ Verhältnis des elektrischen Widerstands zum Bewegungswiderstand bei der Resonanzfrequenz Dieselben Parameter werden zur Bestimmung des elektroakustischen Wirkungsgrads verwendet. Ich ermutige Lautsprecherhersteller, diese Parameter als Teil der Basisinformationen über ihre Produkte zu veröffentlichen.“

Neville Thiels Bitte wurde von der Branche erst ein Jahrzehnt später erhört, als Thiel bereits mit dem aus Kalifornien stammenden Richard Small zusammenarbeitete. Richard Small wird auf Kalifornisch geschrieben, doch aus irgendeinem Grund bevorzugt der angesehene Arzt die deutsche Aussprache seines eigenen Namens. Small wird dieses Jahr 70, was übrigens ein wichtigerer Jahrestag ist als die meisten anderen. Anfang der siebziger Jahre finalisierten Thiel und Small schließlich ihren vorgeschlagenen Ansatz zur Berechnung von Lautsprechern.

Neville Thiel ist jetzt emeritierter Professor an einer Universität in seinem Heimatland Australien, und Dr. Smalls letzte berufliche Position, die wir verfolgen konnten, war die des Chefingenieurs der Automobil-Audioabteilung von Harman-Becker. Und natürlich sind beide Mitglieder der Führung der International Society of Acoustic Engineers (Audio Engineering Society). Im Allgemeinen sind beide gesund und munter.

Links ist Thiel, rechts Small, in der Reihenfolge seines Beitrags zur Elektroakustik. Das Foto ist übrigens selten, die Meister ließen sich nicht gern fotografieren

Hängen oder nicht hängen?

Die bildliche Definition der Bedingungen für die Messung von Fs als Resonanzfrequenz eines in der Luft hängenden Lautsprechers führte zu der falschen Vorstellung, dass diese Frequenz auf diese Weise gemessen werden sollte, und Enthusiasten versuchten tatsächlich, Lautsprecher an Drähten und Seilen aufzuhängen. Der Messung akustischer Parameter wird eine eigene Ausgabe von „BB“ oder sogar mehrere gewidmet, aber ich möchte hier anmerken: In kompetenten Labors werden Lautsprecher während der Messung in einen Schraubstock eingespannt und nicht an einem Kronleuchter aufgehängt.

Die Ergebnisse eines Computerexperiments sollen denjenigen helfen, die verstehen möchten, wie die Werte elektrischer und mechanischer Qualitätsfaktoren in Impedanzkurven ausgedrückt werden. Wir haben den gesamten Satz elektromechanischer Parameter eines echten Lautsprechers übernommen und dann begonnen, einige davon zu ändern. Erstens die mechanische Qualität, als ob das Material der Sicke und der Zentrierscheibe ausgetauscht worden wäre. Dann - elektrisch, dafür mussten die Eigenschaften des Antriebs und des Bewegungssystems geändert werden. Folgendes ist passiert:

Reale Impedanzkurve eines Tieftöners. Es berechnet zwei der drei Hauptparameter

Impedanzkurven für unterschiedliche Werte des Gesamtqualitätsfaktors, während der elektrische Qes gleich 0,5 ist und der mechanische von 1 bis 8 variiert. Der Gesamtqualitätsfaktor Qts scheint sich nicht viel zu ändern, wohl aber die Höhe Der Buckel im Impedanzdiagramm ändert sich stark, und zwar sehr stark. Je niedriger Qms, desto schärfer wird er

Abhängigkeit des Schalldrucks von der Frequenz bei gleichen Qts-Werten. Bei der Messung des Schalldrucks ist nur der Gesamtqualitätsfaktor Qts wichtig, sodass völlig unterschiedliche Impedanzkurven nicht so unterschiedlichen Schalldruckkurven gegenüber der Frequenz entsprechen

Dieselben Qts-Werte, aber jetzt überall Qms = 4 und Qes ändert sich, um die gleichen Qts-Werte zu erreichen. Die Qts-Werte sind gleich, die Kurven sind jedoch völlig unterschiedlich und unterscheiden sich deutlich weniger voneinander. Die unteren, roten Kurven wurden für diejenigen Werte erhalten, die im ersten Experiment bei einem festen Qes = 0,5 nicht erhalten werden konnten

Schalldruckkurven für verschiedene Qts, die durch Ändern von Qes erhalten werden. Die vier oberen Kurven haben genau die gleiche Form wie bei der Änderung von Qms. Ihre Form wird durch die Qts-Werte bestimmt, sie bleiben jedoch gleich. Die unteren, roten Kurven, die man für Qts größer als 0,5 erhält, sind natürlich unterschiedlich, und auf ihnen beginnt aufgrund des erhöhten Qualitätsfaktors ein Buckel zu wachsen.

Achten Sie nun darauf: Es geht nicht nur darum, dass bei hohen Qts ein Buckel in der Charakteristik auftritt und die Empfindlichkeit des Lautsprechers bei Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz abnimmt. Die Erklärung ist einfach: Unter sonst gleichen Bedingungen kann Qes nur mit zunehmender Masse des bewegten Systems oder mit abnehmender Magnetkraft zunehmen. Beides führt zu einer Verringerung der Empfindlichkeit bei mittleren Frequenzen. Der Buckel bei der Resonanzfrequenz ist also eher eine Folge des Abfalls bei Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz. In der Akustik gibt es nichts umsonst...

Beitrag des Juniorpartners

Übrigens: Der Begründer der Methode A.N. Thiel wollte in den Berechnungen nur den elektrischen Qualitätsfaktor berücksichtigen und ging (zu seiner Zeit richtig) davon aus, dass der Anteil der mechanischen Verluste im Vergleich zu den Verlusten, die durch die Betätigung der „elektrischen Bremse“ des Lautsprechers verursacht wurden, vernachlässigbar sei. Der Beitrag des Juniorpartners war jedoch nicht der einzige, allerdings war die Berücksichtigung von Qms mittlerweile wichtig geworden: Moderne Fahrer verwenden Materialien mit erhöhten Verlusten, die es in den frühen 60er Jahren noch nicht gab, und wir sind auf Lautsprecher gestoßen, bei denen die Der Qms-Wert betrug nur 2 - 3, mit elektrischem Untergerät. In solchen Fällen wäre es ein Fehler, mechanische Verluste nicht zu berücksichtigen. Und dies wurde besonders wichtig mit der Einführung der Ferrofluid-Kühlung in HF-Köpfen, bei denen aufgrund der Dämpfungswirkung der Flüssigkeit der Qms-Anteil am Gesamtqualitätsfaktor entscheidend wird und die Impedanzspitze bei der Resonanzfrequenz nahezu unsichtbar wird im ersten Diagramm unseres Rechenexperiments.

Drei von Thiel und Small aufgedeckte Karten

1. Fs – die Hauptresonanzfrequenz des Lautsprechers ohne Gehäuse. Bezeichnet nur den Lautsprecher selbst und nicht das darauf basierende fertige Lautsprechersystem. Bei der Installation in einem beliebigen Volumen kann es nur zunehmen.

2. Qts – Gesamtqualitätsfaktor des Lautsprechers, eine dimensionslose Größe, die die relativen Verluste in der Dynamik charakterisiert. Je niedriger er ist, desto stärker wird die Strahlungsresonanz unterdrückt und desto höher ist die Widerstandsspitze auf der Impedanzkurve. Erhöht sich bei Installation in einer geschlossenen Box.

3. Vas – äquivalente Lautsprecherlautstärke. Entspricht dem Luftvolumen bei gleicher Steifigkeit wie die Aufhängung. Je steifer die Federung, desto weniger Vas. Bei gleicher Steifigkeit nimmt Vas mit zunehmender Diffusorfläche zu.

Zwei Hälften bilden Karte Nr. 2

1. Qes – die elektrische Komponente des Gesamtqualitätsfaktors, charakterisiert die Leistung der elektrischen Bremse, die verhindert, dass der Diffusor in der Nähe der Resonanzfrequenz schwingt. Typischerweise gilt: Je stärker das Magnetsystem, desto stärker die „Bremse“ und desto kleiner ist der numerische Wert von Qes.

2. Qms – die mechanische Komponente des Gesamtqualitätsfaktors, charakterisiert Verluste in den elastischen Elementen der Aufhängung. Die Verluste sind hier viel kleiner als im elektrischen Bauteil und Qms ist zahlenmäßig viel größer als Qes.

Wie lange klingelt die Glocke?

Was haben eine Klingel und ein Lautsprecher gemeinsam? Nun, die Tatsache, dass beides klingt, ist offensichtlich. Noch wichtiger ist, dass es sich bei beiden um oszillierende Systeme handelt. Was ist der Unterschied? Die Glocke erklingt, egal wie man sie anschlägt, in der einzigen vom Kanon vorgeschriebenen Frequenz. Und äußerlich unterscheidet sich der Lautsprecher gar nicht so sehr davon – in einem weiten Frequenzbereich und kann auf Wunsch gleichzeitig das Läuten einer Glocke und das Schnaufen eines Glöckners darstellen. Also: Zwei der drei Thiel-Small-Parameter beschreiben diesen Unterschied quantitativ genau.

Sie müssen sich nur das Zitat des Gründers in der historischen und biografischen Notiz genau merken oder noch besser noch einmal lesen. Es heißt „bei niedrigen Frequenzen“. Thiel, Small und ihre Parameter haben nichts mit dem Verhalten des Lautsprechers bei höheren Frequenzen zu tun und tragen hierfür keine Verantwortung. Welche Lautsprecherfrequenzen sind niedrig und welche nicht? Und darüber spricht der erste der drei Parameter.

Karte eins, gemessen in Hertz

Also: Thiel-Small-Parameter Nr. 1 ist die eigene Resonanzfrequenz des Lautsprechers. Es wird immer mit Fs bezeichnet, unabhängig von der Sprache der Veröffentlichung. Die physikalische Bedeutung ist äußerst einfach: Da der Lautsprecher ein oszillierendes System ist, bedeutet dies, dass es eine Frequenz geben muss, mit der der Diffusor schwingt, wenn er sich selbst überlassen bleibt. Wie eine Glocke, nachdem sie angeschlagen wurde, oder eine Saite, nachdem sie gezupft wurde. Das bedeutet, dass der Lautsprecher absolut „nackt“ ist, also in kein Gehäuse eingebaut ist, als würde er im Weltraum hängen. Dies ist wichtig, da uns die Parameter des Lautsprechers selbst interessieren und nicht die Parameter seiner Umgebung.

Der Frequenzbereich um die resonante Eins, zwei Oktaven höher, zwei Oktaven tiefer – das ist der Bereich, in dem die Thiel-Small-Parameter wirken. Bei Subwooferköpfen, die noch nicht im Gehäuse verbaut sind, können Fs von 20 bis 50 Hz reichen, bei Midbass-Lautsprechern von 50 (Bass „Sixes“) bis 100 – 120 („Fours“). Für Diffusor-Mittelfrequenzen - 100 - 200 Hz, für Kalotten - 400 - 800, für Hochtöner - 1000 - 2000 Hz (es gibt Ausnahmen, sehr selten).

Wie wird die Eigenresonanzfrequenz eines Lautsprechers bestimmt? Nein, wie es am häufigsten definiert wird – eindeutig, lesen Sie in der Begleitdokumentation oder im Testbericht nach. Nun, wie wurde sie zunächst erkannt? Mit einer Glocke wäre es einfacher: Schlagen Sie mit etwas darauf und messen Sie die Frequenz des erzeugten Summens. Der Lautsprecher brummt bei keiner Frequenz explizit. Das heißt, er möchte es, aber die seiner Konstruktion innewohnende Dämpfung der Diffusorschwingungen erlaubt ihm dies nicht. In diesem Sinne ist der Lautsprecher einer Autoaufhängung sehr ähnlich, und ich habe diese Analogie mehr als einmal verwendet und werde sie auch weiterhin verwenden. Was passiert, wenn man ein Auto mit leeren Stoßdämpfern rockt? Es schwingt mindestens ein paar Mal mit seiner eigenen Resonanzfrequenz (wo eine Feder ist, gibt es auch eine Frequenz). Stoßdämpfer, die nur teilweise tot sind, stoppen die Schwingungen nach ein oder zwei Perioden, während diejenigen, die in gutem Zustand sind, nach dem ersten Schwingen aufhören. In der Dynamik ist der Stoßdämpfer wichtiger als die Feder, und hier gibt es sogar zwei davon.

Der erste, schwächere Mechanismus funktioniert aufgrund der Tatsache, dass in der Aufhängung Energie verloren geht. Es ist kein Zufall, dass die Riffelung aus speziellem Gummi besteht; auch für die Zentrierscheibe wird eine spezielle Imprägnierung mit hoher innerer Reibung gewählt. Dies ist wie eine mechanische Bremse der Diffusorvibrationen. Der zweite, viel leistungsstärkere, ist elektrisch.

So funktioniert das. Die Schwingspule des Lautsprechers ist sein Motor. Vom Verstärker fließt ein Wechselstrom durch ihn, und die Spule, die sich in einem Magnetfeld befindet, beginnt sich mit der Frequenz des zugeführten Signals zu bewegen und bewegt dabei natürlich das gesamte Bewegungssystem, dann ist es hier. Aber eine Spule, die sich in einem Magnetfeld bewegt, ist ein Generator. Je mehr sich die Spule bewegt, desto mehr Strom wird erzeugt. Und wenn sich die Frequenz der Resonanzfrequenz zu nähern beginnt, bei der der Diffusor schwingen „will“, nimmt die Amplitude der Schwingungen zu und die von der Schwingspule erzeugte Spannung steigt. Erreichen eines Maximums genau bei der Resonanzfrequenz. Was hat das mit Bremsen zu tun? Noch keine. Aber stellen Sie sich vor, dass die Spulenleitungen miteinander verbunden sind. Nun fließt ein Strom durch ihn und es entsteht eine Kraft, die nach der Lenz’schen Schulregel die Bewegung, die sie erzeugt hat, hemmt. Aber im wirklichen Leben ist die Schwingspule nahe an der Ausgangsimpedanz des Verstärkers, die nahe bei Null liegt. Es wirkt wie eine elektrische Bremse, die sich der Situation anpasst: Je mehr der Diffusor versucht, sich hin und her zu bewegen, desto mehr verhindert der Gegenstrom in der Schwingspule dies. Die Glocke hat keine Bremsen, außer der Vibrationsdämpfung in ihren Wänden, und in Bronze – was für eine Dämpfung …

Die zweite Karte, in nichts gemessen

Die Bremsleistung des Lautsprechers wird numerisch im zweiten Thiel-Small-Parameter ausgedrückt. Dies ist der Gesamtqualitätsfaktor des Lautsprechers, bezeichnet als Qts. Zahlenmäßig ausgedrückt, aber nicht wörtlich. Ich meine, je stärker die Bremsen, desto niedriger ist der Qts-Wert. Daher der Name „Qualitätsfaktor“ im Russischen (oder Qualitätsfaktor im Englischen, von dem die Bezeichnung dieser Größe stammt), der sozusagen eine Bewertung der Qualität des Schwingungssystems darstellt. Physikalisch gesehen ist der Gütefaktor das Verhältnis der elastischen Kräfte in einem System zu den viskosen Kräften, andernfalls zu den Reibungskräften. Elastische Kräfte speichern Energie im System und übertragen abwechselnd Energie von Potential (einer komprimierten oder gedehnten Feder oder Lautsprecheraufhängung) in kinetische Energie (die Energie eines sich bewegenden Diffusors). Viskose streben danach, die Energie jeder Bewegung in Wärme umzuwandeln und sich unwiderruflich aufzulösen. Ein hoher Gütefaktor (und für die gleiche Glocke wird er in Zehntausenden gemessen) bedeutet, dass es viel mehr elastische Kräfte gibt als Reibungskräfte (viskos, das ist dasselbe). Das bedeutet auch, dass bei jeder Schwingung nur ein kleiner Teil der im System gespeicherten Energie in Wärme umgewandelt wird. Daher ist der Qualitätsfaktor übrigens der einzige Wert in den drei Thiel-Small-Parametern, der keine Dimension hat; er ist das Verhältnis einer Kraft zur anderen. Wie leitet eine Glocke Energie ab? Durch innere Reibung in Bronze, hauptsächlich langsam. Wie macht das ein Lautsprecher, dessen Qualitätsfaktor viel geringer ist und dessen Energieverlustrate daher viel höher ist? Auf zwei Arten, abhängig von der Anzahl der „Bremsen“. Ein Teil wird durch interne Verluste in den elastischen Elementen der Aufhängung abgeführt, und dieser Verlustanteil kann durch einen separaten Wert des Qualitätsfaktors abgeschätzt werden, der als mechanisch bezeichnet wird und mit Qms bezeichnet wird. Der zweite, größere Teil wird in Form von Wärme vom durch die Schwingspule fließenden Strom abgegeben. Der von ihr erzeugte Strom. Dies ist der elektrische Qualitätsfaktor Qes. Die Gesamtwirkung der Bremsen ließe sich sehr einfach ermitteln, wenn nicht die Werte des Gütefaktors, sondern im Gegenteil die Werte der Verluste herangezogen würden. Wir würden sie einfach falten. Und da es sich um Größen handelt, die die Kehrwerte der Verluste sind, müssen wir die Kehrwerte addieren, weshalb sich herausstellt, dass 1/Qts = 1/Qms + 1/Qes.

Typische Werte des Qualitätsfaktors: mechanisch – von 5 bis 10. Elektrisch – von 0,2 bis 1. Da es sich um umgekehrte Größen handelt, ergibt sich, dass wir den mechanischen Beitrag zu Verlusten in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2 mit dem elektrischen addieren Beitrag, der zwischen 1 und 5 liegt. Es ist klar, dass das Ergebnis hauptsächlich durch den elektrischen Qualitätsfaktor bestimmt wird, d. h. die Hauptbremse des Lautsprechers ist elektrisch.

Wie entreißt man dem Sprecher also die Namen der „drei Karten“? Na ja, zumindest die ersten beiden, wir kommen zum dritten. Es hat keinen Sinn, mit der Pistole zu drohen, wie Hermann, die Rednerin ist keine alte Frau. Die gleiche Schwingspule, der feurige Lautsprechermotor, kommt zur Rettung. Schließlich haben wir bereits erkannt: Ein Flammenmotor funktioniert auch als Flammengenerator. Und in dieser Eigenschaft scheint es die Schwingungsamplitude des Diffusors zu schleichen. Je größer die Spannung an der Schwingspule aufgrund ihrer Schwingungen zusammen mit dem Diffusor ist, desto größer ist der Schwingungsbereich, d. h. desto näher sind wir an der Resonanzfrequenz.

Wie misst man diese Spannung, wenn ein Signal vom Verstärker an die Schwingspule angeschlossen ist? Das heißt, wie kann man das, was dem Motor zugeführt wird, von dem, was vom Generator erzeugt wird, trennen? Liegt es an denselben Anschlüssen? Sie müssen nicht dividieren, sondern die resultierende Menge abmessen.

Deshalb tun sie das. Der Lautsprecher wird an einen Verstärker mit der höchstmöglichen Ausgangsimpedanz angeschlossen; in der Praxis bedeutet dies: Ein Widerstand mit einem Wert von mindestens dem Hundertfachen des Nennwiderstands des Lautsprechers wird in Reihe mit dem Lautsprecher geschaltet. Sagen wir 1000 Ohm. Wenn nun der Lautsprecher in Betrieb ist, erzeugt die Schwingspule eine Gegen-EMK, ähnlich wie bei der Betätigung einer elektrischen Bremse, es findet jedoch keine Bremsung statt: Die Spulenleitungen sind durch einen sehr hohen Widerstand miteinander verbunden Ist der Strom vernachlässigbar, ist die Bremse unbrauchbar. Aber die Spannung ist nach der Lenzschen Regel entgegengesetzt zur zugeführten Polarität („Bewegung erzeugen“), ist mit ihr in Gegenphase, und wenn man in diesem Moment den scheinbaren Widerstand der Schwingspule misst, wird es so aussehen es ist sehr groß. Tatsächlich lässt die Gegen-EMK in diesem Fall den Strom vom Verstärker nicht ungehindert durch die Spule fließen, das Gerät interpretiert dies als erhöhten Widerstand, aber was sonst?

Durch die Messung der Impedanz, des gleichen „scheinbaren“ (aber tatsächlich komplexen, mit allen möglichen aktiven und reaktiven Komponenten, jetzt ist nicht die Zeit, darüber zu sprechen) Widerstand, werden zwei von drei Karten aufgedeckt. Die Impedanzkurve jedes Konuslautsprechers, von Kellogg und Rice bis heute, sieht im Prinzip gleich aus, sie erscheint sogar im Logo einer elektroakustischen Wissenschaftsgemeinschaft, ich weiß nicht mehr, welche. Der Buckel bei niedrigen (für diesen Lautsprecher) Frequenzen zeigt die Frequenz seiner Grundresonanz an. Wo ein Maximum ist, gibt es die begehrten Fs. Einfacher geht es nicht. Oberhalb der Resonanz gibt es eine Mindestimpedanz, die üblicherweise als Nennimpedanz des Lautsprechers angenommen wird, obwohl dies, wie Sie sehen, nur in einem kleinen Frequenzband so bleibt. Weiter oben beginnt der Gesamtwiderstand wieder zu steigen, was nun darauf zurückzuführen ist, dass die Schwingspule nicht nur ein Motor, sondern auch eine Induktivität ist, deren Widerstand mit der Frequenz zunimmt. Aber wir werden jetzt nicht dorthin gehen; die Parameter, die uns interessieren, leben dort nicht.

Deutlich komplizierter ist es mit dem Wert des Qualitätsfaktors, dennoch sind in der Impedanzkurve auch umfassende Informationen über die „zweite Karte“ enthalten. Umfassend, weil Sie aus einer Kurve sowohl den elektrischen Qes als auch den mechanischen Gütefaktor Qms getrennt berechnen können. Wir wissen bereits, wie man daraus ein vollständiges Qts macht, was bei der Berechnung des Designs wirklich notwendig ist, es ist eine einfache Sache, kein Newton-Binom.

Wie genau die erforderlichen Werte aus der Impedanzkurve ermittelt werden, besprechen wir ein anderes Mal, wenn wir über Methoden zur Messung von Parametern sprechen. Nun gehen wir davon aus, dass jemand (der Lautsprecherhersteller oder die Mitarbeiter Ihres bescheidenen Dieners) dies für Sie getan hat. Aber ich werde dies zur Kenntnis nehmen. Es gibt zwei Missverständnisse im Zusammenhang mit Versuchen, die Thiel-Small-Parameter ausdrücklich anhand der Form der Impedanzkurve zu analysieren. Das erste ist völliger Schwindel, wir werden es jetzt spurlos beseitigen. Dann betrachten sie die Impedanzkurve mit einem gewaltigen Resonanzhöcker und rufen: „Wow, gute Qualität!“ Irgendwie hoch. Und wenn man sich die kleine Erhebung auf der Kurve ansieht, kommen sie zu dem Schluss: Da die Impedanzspitze so stark geglättet wird, bedeutet dies, dass der Lautsprecher eine hohe Dämpfung, also einen niedrigen Qualitätsfaktor, aufweist.

Also: In der einfachsten Version ist es genau das Gegenteil. Was bedeutet eine hohe Impedanzspitze bei der Resonanzfrequenz? Dass die Schwingspule viel Gegen-EMF erzeugt, um die Schwingungen des Kegels elektrisch zu bremsen. Nur bei dieser Verbindung fließt über einen großen Widerstand nicht der für den Betrieb der Bremse notwendige Strom. Und wenn ein solcher Lautsprecher nicht für Messungen, sondern normalerweise direkt vom Verstärker eingeschaltet wird, fließt der Bremsstrom, wenn er gesund ist, wird die Spule zu einem starken Hindernis für die übermäßigen Schwingungen des Diffusors bei seiner Lieblingsfrequenz.

Wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, können Sie den Qualitätsfaktor anhand der Kurve grob abschätzen. Beachten Sie dabei: Die Höhe der Impedanzspitze charakterisiert das Potenzial der elektrischen Bremse des Lautsprechers. Je höher sie ist, desto NIEDRIGER ist der Qualitätsfaktor. Wird eine solche Bewertung erschöpfend sein? Nicht gerade, wie gesagt, sie wird unhöflich bleiben. Tatsächlich sind in der Impedanzkurve, wie bereits erwähnt, Informationen über Qes und Qms vergraben, die (manuell oder mithilfe eines Computerprogramms) durch Analyse nicht nur der Höhe, sondern auch der „Schulterbreite“ des Resonanzkörpers ausgegraben werden können Buckel.

Und wie beeinflusst der Qualitätsfaktor die Form des Frequenzgangs des Lautsprechers? Das ist es, was uns interessiert, nicht wahr? Wie es wirkt – es hat entscheidende Auswirkungen. Je niedriger der Qualitätsfaktor, d. h. je stärker die internen Bremsen des Lautsprechers bei der Resonanzfrequenz sind, desto niedriger und gleichmäßiger verläuft die Kurve in der Nähe der Resonanz, die den vom Lautsprecher erzeugten Schalldruck charakterisiert. Die minimale Welligkeit in diesem Frequenzband liegt bei Qts von 0,707, was allgemein als Butterworth-Charakteristik bezeichnet wird. Bei hohen Q-Werten beginnt die Schalldruckkurve nahe der Resonanz zu „buckeln“. Der Grund dafür ist klar: Die Bremsen sind schwach.

Gibt es einen „guten“ oder einen „schlechten“ Gesamtqualitätsfaktor? Für sich genommen nicht, denn wenn der Lautsprecher in einem akustischen Design installiert wird, das wir jetzt nur als geschlossene Box betrachten, werden sowohl seine Resonanzfrequenz als auch sein Gesamtqualitätsfaktor unterschiedlich sein. Warum? Denn beides hängt von der Elastizität der Lautsprecheraufhängung ab. Die Resonanzfrequenz hängt nur von der Masse des bewegten Systems und der Steifigkeit der Aufhängung ab. Mit zunehmender Steifigkeit nimmt Fs zu und mit zunehmender Masse ab. Wenn der Lautsprecher in eine geschlossene Box eingebaut wird, beginnt die darin enthaltene elastische Luft als zusätzliche Feder in der Aufhängung zu wirken, die Gesamtsteifigkeit nimmt zu, Fs nimmt zu. Auch der Gesamtgütefaktor steigt, da es sich um das Verhältnis von elastischen Kräften zu Bremskräften handelt. Die Bremsfähigkeiten des Lautsprechers ändern sich ab einer bestimmten Lautstärke nicht (warum auch?), aber die Gesamtelastizität nimmt zu, der Qualitätsfaktor steigt zwangsläufig. Und sie wird niemals niedriger sein als die „nackte“ Dynamik. Niemals, das ist die Untergrenze. Um wie viel wird sich das alles erhöhen? Und das hängt davon ab, wie steif die eigene Aufhängung des Lautsprechers ist. Schauen Sie: Der gleiche Wert von Fs kann mit einem leichten Diffusor auf einer weichen Aufhängung oder mit einem schweren auf einer harten Aufhängung erreicht werden. Masse und Steifigkeit wirken in entgegengesetzte Richtungen, und das Ergebnis kann numerisch gleich sein. Wenn wir nun einen Lautsprecher mit einer starren Aufhängung in einem bestimmten Volumen platzieren (das die für dieses Volumen erforderliche Elastizität aufweist), dann wird er keinen geringfügigen Anstieg der Gesamtsteifigkeit bemerken, die Werte von Fs und Qts werden sich nicht wesentlich ändern. Stellen wir dort einen Lautsprecher mit weicher Federung auf, im Vergleich zu dessen Steifigkeit die „Luftfeder“ bereits von Bedeutung sein wird, und wir werden sehen, dass sich die Gesamtsteifigkeit deutlich verändert hat, was bedeutet, dass Fs und Qts zunächst gleich sind die des ersten Redners, werden sich erheblich ändern.

In den dunklen „Pre-Tile“-Zeiten werden zur Berechnung neuer Werte der Resonanzfrequenz und des Qualitätsfaktors (um nicht mit den Parametern des „nackten“ Lautsprechers verwechselt zu werden, Fc und Qtc bezeichnet). ), war es notwendig, die Elastizität der Aufhängung in Millimetern pro Newton der aufgebrachten Kraft direkt zu kennen (oder zu messen), die Masse des beweglichen Systems zu kennen und dann mit Berechnungsprogrammen Streiche zu spielen. Thiel schlug das Konzept des „äquivalenten Volumens“ vor, also eines Luftvolumens in einem geschlossenen Kasten, dessen Elastizität gleich der Elastizität der Lautsprecheraufhängung ist. Dieser als Vas bezeichnete Wert ist die dritte magische Karte.

Karte drei, dreidimensional

Wie Vas gemessen wird, ist eine eigene Geschichte, es gibt lustige Wendungen, und dies wird, wie ich zum dritten Mal sage, in einer Sonderausgabe der Serie sein. Für die Praxis ist es wichtig, zwei Dinge zu verstehen. Erstens: eine äußerst falsche Vorstellung von Lochow (leider ist sie dennoch aufgetreten), dass der in den Begleitdokumenten für den Lautsprecher angegebene Vas-Wert das Volumen ist, in dem der Lautsprecher platziert werden sollte. Und das ist nur eine Eigenschaft des Lautsprechers, die nur von zwei Größen abhängt: der Steifigkeit der Aufhängung und dem Durchmesser des Diffusors. Wenn Sie einen Lautsprecher in eine Box mit einem Volumen von Vas stellen, erhöhen sich die Resonanzfrequenz und der Gesamtqualitätsfaktor um den Faktor 1,4 (das ist die Quadratwurzel aus zwei). Bei einem Volumen gleich der Hälfte von Vas - 1,7-mal (Wurzel aus drei). Wenn Sie eine Box mit einem Volumen von einem Drittel Vas herstellen, verdoppelt sich alles andere (die Wurzel aus vier, die Logik sollte bereits ohne Formeln klar sein).

Je kleiner also bei sonst gleichen Bedingungen der Vas-Wert des Lautsprechers ist, desto kompakter kann das Design sein, während die geplanten Indikatoren für Fc und Qtc beibehalten werden. Kompaktheit gibt es allerdings nicht umsonst. So etwas wie „frei“ gibt es in der Akustik nicht. Der niedrige Vas-Wert bei gleicher Resonanzfrequenz des Lautsprechers ist das Ergebnis einer Kombination aus einer starren Aufhängung und einem schweren beweglichen System. Und die Empfindlichkeit hängt ganz entscheidend von der Masse der „Bewegung“ ab. Daher zeichnen sich alle Subwooferköpfe, die sich durch die Möglichkeit auszeichnen, in kompakten geschlossenen Gehäusen zu arbeiten, auch durch eine geringe Empfindlichkeit im Vergleich zu Kollegen mit leichten Diffusoren, aber hohen Vas-Werten aus. Es gibt also auch keine guten oder schlechten Vas-Werte, alles hat seinen eigenen Preis.

Erstellt auf der Grundlage von Materialien aus der Zeitschrift „Avtozvuk“, März 2005.www.avtozvuk.com

Resonanz des bewegten Systems. Frequenz der Hauptresonanz (natürlich). Fs​

Angegeben wird die Resonanz eines bewegten Systems bzw. die Frequenz der Hauptresonanz (Naturresonanz) ohne akustische Auslegung Fs.

Diese Videos zeigen die Resonanz des beweglichen Lautsprechersystems.

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Die physikalische Bedeutung ist äußerst einfach: Da der Lautsprecher ein oszillierendes System ist, bedeutet dies, dass es eine Frequenz geben muss, mit der der Diffusor schwingt, wenn er sich selbst überlassen bleibt. Wie eine Glocke, nachdem sie angeschlagen wurde, oder eine Saite, nachdem sie gezupft wurde. Das bedeutet, dass der Lautsprecher absolut „nackt“ ist, also in kein Gehäuse eingebaut ist, als würde er im Weltraum hängen. Dies ist wichtig, da uns die Parameter des Lautsprechers selbst interessieren und nicht die Parameter seiner Umgebung.

Der Frequenzbereich um die resonante Eins, zwei Oktaven höher, zwei Oktaven tiefer – das ist der Bereich, in dem die Thiel-Small-Parameter wirken. Bei Subwooferköpfen, die noch nicht im Gehäuse verbaut sind, können Fs von 20 bis 50 Hz reichen, bei Midbass-Lautsprechern von 50 (Bass „Sixes“) bis 100 – 120 („Fours“). Für Diffusor-Mittelfrequenzen - 100 - 200 Hz, für Kalotten - 400 - 800, für Hochtöner - 1000 - 2000 Hz (es gibt Ausnahmen, sehr selten).

Wie wird die Eigenresonanzfrequenz eines Lautsprechers bestimmt? Nein, wie es am häufigsten definiert wird – eindeutig, lesen Sie in der Begleitdokumentation oder im Testbericht nach. Nun, wie wurde sie zunächst erkannt? Mit einer Glocke wäre es einfacher: Schlagen Sie mit etwas darauf und messen Sie die Frequenz des erzeugten Summens. Der Lautsprecher brummt bei keiner Frequenz explizit. Das heißt, er möchte es, aber die seiner Konstruktion innewohnende Dämpfung der Diffusorschwingungen erlaubt ihm dies nicht. In diesem Sinne ist der Lautsprecher einer Autoaufhängung sehr ähnlich. Was passiert, wenn man ein Auto mit leeren Stoßdämpfern rockt? Es schwingt mindestens ein paar Mal mit seiner eigenen Resonanzfrequenz (wo eine Feder ist, gibt es auch eine Frequenz). Stoßdämpfer, die nur teilweise tot sind, stoppen die Schwingungen nach ein oder zwei Perioden, während diejenigen, die in gutem Zustand sind, nach dem ersten Schwingen aufhören. In der Dynamik ist der Stoßdämpfer wichtiger als die Feder, und hier gibt es sogar zwei davon.

Der erste, schwächere Mechanismus funktioniert aufgrund der Tatsache, dass in der Aufhängung Energie verloren geht. Es ist kein Zufall, dass die Riffelung aus speziellem Gummi besteht; auch für die Zentrierscheibe wird eine spezielle Imprägnierung mit hoher innerer Reibung gewählt. Dies ist wie eine mechanische Bremse der Diffusorvibrationen. Der zweite, viel leistungsstärkere, ist elektrisch.

So funktioniert das. Die Schwingspule des Lautsprechers ist sein Motor. Vom Verstärker fließt ein Wechselstrom durch ihn, und die Spule, die sich in einem Magnetfeld befindet, beginnt sich mit der Frequenz des zugeführten Signals zu bewegen und bewegt dabei natürlich das gesamte Bewegungssystem, dann ist es hier. Aber eine Spule, die sich in einem Magnetfeld bewegt, ist ein Generator. Je mehr sich die Spule bewegt, desto mehr Strom wird erzeugt. Und wenn die Frequenz beginnt, sich der Resonanzfrequenz zu nähern, bei der der Diffusor schwingen „will“, die Amplitude der Schwingungen wird zunehmen, und die von der Schwingspule erzeugte Spannung erhöht sich. Erreichen eines Maximums genau bei der Resonanzfrequenz. Was hat das mit Bremsen zu tun? Noch keine. Aber stellen Sie sich vor, dass die Spulenleitungen miteinander verbunden sind. Nun fließt ein Strom durch ihn und es entsteht eine Kraft, die nach der Lenz’schen Schulregel die Bewegung, die sie erzeugt hat, hemmt. Aber im wirklichen Leben ist die Schwingspule nahe an der Ausgangsimpedanz des Verstärkers, die nahe bei Null liegt. Es wirkt wie eine elektrische Bremse, die sich der Situation anpasst: Je mehr der Diffusor versucht, sich hin und her zu bewegen, desto mehr verhindert der Gegenstrom in der Schwingspule dies.

Um FS zu messen, wird der Lautsprecher an einen Verstärker mit der höchstmöglichen Ausgangsimpedanz angeschlossen, das bedeutet in der Praxis: Ein Widerstand mit einem Wert von viel, mindestens dem Hundertfachen des Nennwiderstands des Lautsprechers wird in Reihe geschaltet mit dem Sprecher. Sagen wir 1000 Ohm.

Wenn nun der Lautsprecher in Betrieb ist, erzeugt die Schwingspule eine Gegen-EMK, ähnlich wie bei der Betätigung einer elektrischen Bremse, es findet jedoch keine Bremsung statt: Die Spulenleitungen sind durch einen sehr hohen Widerstand miteinander verbunden Ist der Strom vernachlässigbar, ist die Bremse unbrauchbar. Aber die Spannung ist nach der Lenzschen Regel entgegengesetzt zur zugeführten Polarität („Bewegung erzeugen“), ist mit ihr in Gegenphase, und wenn man in diesem Moment den scheinbaren Widerstand der Schwingspule misst, wird es so aussehen es ist sehr groß. Tatsächlich lässt die Gegen-EMK in diesem Fall nicht zu, dass der Strom vom Verstärker ungehindert durch die Spule fließt; das Gerät interpretiert dies als erhöhten Widerstand.

Fs wird durch Impedanzmessung bestimmt. Der Impedanzverlauf sieht bei jedem Konuslautsprecher im Prinzip gleich aus. Der Buckel bei niedrigen Frequenzen gibt die Frequenz seiner Grundresonanz an. Wo ein Maximum ist, gibt es die begehrten Fs.

Entnommen von der Website der Zeitschrift „Avtozvuk“

Kontext

Im vorherigen Teil unseres Gesprächs wurde deutlich, was an verschiedenen Arten der Akustikgestaltung gut und was schlecht ist. Es scheint, dass jetzt „die Ziele klar sind, machen wir uns an die Arbeit, Genossen.“ Aber das war nicht der Fall. Erstens das akustische Design, bei dem der Lautsprecher selbst nicht eingebaut ist, sondern lediglich eine mit unterschiedlicher Sorgfalt zusammengebaute Box. Und oft ist der Zusammenbau erst möglich, wenn feststeht, welcher Lautsprecher darin verbaut wird. Zweitens, und das ist der größte Spaß bei der Entwicklung und Herstellung von Auto-Subwoofern: Die Eigenschaften eines Subwoofers sind außerhalb des Kontexts der zumindest grundlegendsten Eigenschaften des Autos, in dem er funktionieren wird, wenig wert. Es gibt noch eine dritte Sache. Ein mobiles Lautsprechersystem, das für jede Musik gleichermaßen geeignet ist, ist ein selten erreichtes Ideal. Einen kompetenten Installateur erkennt man in der Regel daran, dass er bei der „Ablesung“ eines Kunden, der eine Audioinstallation in Auftrag gibt, darum bittet, Proben davon mitzubringen, was der Kunde nach der Fertigstellung auf der von ihm bestellten Anlage hören wird.

Wie Sie sehen, gibt es viele Faktoren, die die Entscheidung beeinflussen, und es gibt keine Möglichkeit, alles auf einfache und eindeutige Rezepte zu reduzieren, was die Erstellung mobiler Audioinstallationen zu einer sehr kunstähnlichen Tätigkeit macht. Dennoch ist es möglich, einige allgemeine Richtlinien zu skizzieren.

Tsifir

Ich beeile mich, die Schüchternen, Faulen und humanitär Gebildeten zu warnen – es wird praktisch keine Formeln geben. Wir werden versuchen, so lange wie möglich auf den Taschenrechner zu verzichten – eine vergessene Methode des Kopfrechnens.

Subwoofer sind der einzige Bereich der Autoakustik, bei dem die Messung der Harmonie mithilfe der Algebra keine hoffnungslose Aufgabe ist. Um es ganz klar auszudrücken: Es ist einfach undenkbar, einen Subwoofer ohne Berechnungen zu entwerfen. Ausgangsdaten für diese Berechnung sind die Lautsprecherparameter. Welche? Ja, nicht die, mit denen man Sie im Laden hypnotisiert, seien Sie versichert! Um die Eigenschaften eines Tieftonlautsprechers auch nur annähernd zu berechnen, müssen Sie seine elektromechanischen Parameter kennen, von denen es eine Menge gibt. Dabei handelt es sich um die Resonanzfrequenz, die Masse des sich bewegenden Systems, die Induktion im Spalt des magnetischen Systems und mindestens zwei Dutzend weitere Indikatoren, von denen einige verständlich und andere nicht so klar sind. Verärgern? Kein Wunder. Zwei Australier, Richard Small und Neville Thiel, waren vor etwa zwanzig Jahren ähnlich verärgert. Sie schlugen vor, anstelle des Tsifiri-Gebirges, das ihren Namen zu Recht verewigt hat, einen universellen und ziemlich kompakten Satz von Merkmalen zu verwenden. Wenn Sie nun in der Lautsprecherbeschreibung eine Tabelle mit dem Titel Thiel/Kleine Parameter (oder einfach T/S) sehen, wissen Sie, wovon wir sprechen. Und wenn Sie eine solche Tabelle nicht finden, fahren Sie mit der nächsten Option fort – diese ist hoffnungslos.

Der Mindestsatz an Merkmalen, den Sie herausfinden müssen, ist:

Eigenresonanzfrequenz des Lautsprechers Fs

Voller Qts-Qualitätsfaktor

Äquivalentes Volumen Vas.

Im Prinzip gibt es noch andere Eigenschaften, die man kennen sollte, aber im Allgemeinen reicht das aus. (Der Durchmesser des Lautsprechers ist hier nicht enthalten, da er ohne Dokumentation bereits sichtbar ist.) Fehlt mindestens ein Parameter der „außergewöhnlichen Drei“, ist die Sache ins Wanken geraten. Nun, was hat das alles zu bedeuten?

Eigenfrequenz- Dies ist die Resonanzfrequenz des Lautsprechers ohne akustisches Design. So wird es gemessen: Der Lautsprecher wird in größtmöglichem Abstand zu umgebenden Objekten in der Luft aufgehängt, sodass seine Resonanz nur noch von seinen eigenen Eigenschaften abhängt – der Masse des beweglichen Systems und der Steifigkeit der Aufhängung. Es gibt die Meinung, dass der Subwoofer umso besser ist, je niedriger die Resonanzfrequenz ist. Dies trifft nur bedingt zu; bei manchen Konstruktionen ist eine zu niedrige Resonanzfrequenz hinderlich. Als Referenz: Niedrig ist 20–25 Hz. Unter 20 Hz kommt es selten vor. Über 40 Hz gelten für einen Subwoofer als hoch.

Vollkommene Güte. Der Qualitätsfaktor ist in diesem Fall nicht die Qualität des Produkts, sondern das Verhältnis der elastischen und viskosen Kräfte, die im bewegten Lautsprechersystem nahe der Resonanzfrequenz vorhanden sind. Das bewegliche Lautsprechersystem ähnelt einer Autoaufhängung, bei der es eine Feder und einen Stoßdämpfer gibt. Eine Feder erzeugt elastische Kräfte, das heißt, sie sammelt und gibt bei Schwingungen Energie ab, und ein Stoßdämpfer ist eine Quelle des viskosen Widerstands, der nichts ansammelt, sondern in Form von Wärme aufnimmt und abgibt. Das Gleiche passiert, wenn der Diffusor und alles, was daran befestigt ist, vibriert. Ein hoher Gütefaktor bedeutet, dass elastische Kräfte überwiegen. Es ist wie ein Auto ohne Stoßdämpfer. Es reicht aus, über einen Kieselstein zu fahren, und das Rad beginnt zu springen, ohne durch irgendetwas zurückgehalten zu werden. Springen Sie mit der Resonanzfrequenz, die diesem Schwingsystem innewohnt.

Bezogen auf einen Lautsprecher bedeutet dies ein Überschwingen des Frequenzgangs bei der Resonanzfrequenz, und zwar umso größer, je höher die Gesamtgüte des Systems ist. Der höchste Gütefaktor, gemessen in Tausend, ist der einer Glocke, die deshalb in keiner anderen als der Resonanzfrequenz erklingen will, zum Glück verlangt das niemand von ihr.

Eine beliebte Methode zur Diagnose der Federung eines Autos durch Schwanken ist nichts anderes als die Messung des Qualitätsfaktors der Federung mit einer hausgemachten Methode. Wenn man nun die Federung in Ordnung bringt, also einen Stoßdämpfer parallel zur Feder anbringt, kommt die beim Zusammendrücken der Feder angesammelte Energie nicht vollständig zurück, sondern wird vom Stoßdämpfer teilweise wieder zunichte gemacht. Dies führt zu einer Verschlechterung des Qualitätsfaktors des Systems. Kommen wir nun zurück zur Dynamik. Ist es in Ordnung, dass wir hin und her gehen? Das sei nützlich, heißt es... Mit der Feder am Lautsprecher scheint alles klar zu sein. Dies ist eine Diffusoraufhängung. Was ist mit dem Stoßdämpfer? Es gibt zwei Stoßdämpfer, die parallel arbeiten. Der Gesamtqualitätsfaktor eines Lautsprechers besteht aus zwei Dingen: mechanisch und elektrisch. Der mechanische Qualitätsfaktor wird hauptsächlich durch die Wahl des Aufhängungsmaterials bestimmt, hauptsächlich durch die Zentrierscheibe, und nicht durch die äußere Riffelung, wie manchmal angenommen wird. Hier treten in der Regel keine großen Verluste auf und der Anteil des mechanischen Gütefaktors an der Gesamtsumme beträgt nicht mehr als 10 – 15 %. Der Hauptbeitrag kommt vom elektrischen Qualitätsfaktor. Der steifste Stoßdämpfer im Schwingsystem eines Lautsprechers ist ein Ensemble aus Schwingspule und Magnet. Da er von Natur aus ein Elektromotor ist, kann er, wie es sich für einen Motor gehört, als Generator arbeiten und genau das tut er in der Nähe der Resonanzfrequenz, wenn Geschwindigkeit und Bewegungsamplitude der Schwingspule maximal sind. Durch die Bewegung in einem Magnetfeld erzeugt die Spule Strom, und die Last für einen solchen Generator ist die Ausgangsimpedanz des Verstärkers, also praktisch Null. Es stellt sich heraus, dass es sich um dieselbe elektrische Bremse handelt, mit der alle elektrischen Züge ausgestattet sind. Auch dort müssen die Fahrmotoren beim Bremsen als Generatoren arbeiten, ihre Last ist eine Batterie aus Bremswiderständen auf dem Dach.

Die erzeugte Strommenge ist naturgemäß umso größer, je stärker das Magnetfeld ist, in dem sich die Schwingspule bewegt. Es stellt sich heraus, dass je stärker der Lautsprechermagnet ist, desto geringer ist unter sonst gleichen Bedingungen sein Qualitätsfaktor. Da aber bei der Bildung dieses Wertes natürlich sowohl die Länge des Wickeldrahtes als auch die Breite des Spalts im Magnetsystem eine Rolle spielen, wäre es verfrüht, allein auf der Grundlage der Größe des Magneten eine endgültige Aussage zu treffen. Und das Vorläufige – warum nicht?...

Grundlegende Konzepte – der Gesamtqualitätsfaktor des Lautsprechers gilt als niedrig, wenn er weniger als 0,3 – 0,35 beträgt; hoch - mehr als 0,5 - 0,6.

Äquivalentes Volumen. Die meisten modernen Lautsprechertreiber basieren auf dem Prinzip der „akustischen Aufhängung“.

Wir nennen sie manchmal „Komprimierung“, was falsch ist. Eine völlig andere Geschichte sind Kompressionsköpfe, die mit der Verwendung von Hörnern als akustisches Design verbunden sind.

Das Konzept einer akustischen Aufhängung besteht darin, einen Lautsprecher in einem Luftvolumen zu installieren, dessen Elastizität mit der Elastizität der Lautsprecheraufhängung vergleichbar ist. In diesem Fall stellt sich heraus, dass parallel zu der bereits in der Aufhängung vorhandenen Feder eine weitere Feder eingebaut wurde. In diesem Fall ist das äquivalente Volumen dasjenige, bei dem die neu entstandene Feder die gleiche Elastizität wie die bereits vorhandene hat. Die Höhe der äquivalenten Lautstärke wird durch die Steifigkeit der Aufhängung und den Durchmesser des Lautsprechers bestimmt. Je weicher die Federung, desto größer wird das Luftpolster, dessen Anwesenheit den Lautsprecher zu stören beginnt. Das Gleiche passiert bei einer Änderung des Diffusordurchmessers. Ein großer Diffusor bei gleicher Verdrängung komprimiert die Luft im Inneren des Kastens stärker und erfährt dadurch eine größere Reaktionskraft der Elastizität des Luftvolumens.

Dieser Umstand bestimmt oft die Wahl der Lautsprechergröße, basierend auf dem verfügbaren Volumen, um das akustische Design zu berücksichtigen. Große Diffusoren schaffen die Voraussetzungen für eine hohe Leistung des Subwoofers, erfordern aber auch große Volumina. Das Argument aus dem Repertoire des Zimmers am Ende des Schulkorridors „Ich habe mehr“ muss hier mit Bedacht eingesetzt werden.

Die äquivalente Lautstärke weist interessante Beziehungen zur Resonanzfrequenz auf, die ohne Kenntnis leicht übersehen werden können. Die Resonanzfrequenz wird durch die Steifigkeit der Aufhängung und die Masse des bewegten Systems bestimmt, und das äquivalente Volumen wird durch den Durchmesser des Diffusors und die gleiche Steifigkeit bestimmt.

Infolgedessen ist eine solche Situation möglich. Nehmen wir an, es gäbe zwei gleich große Lautsprecher mit gleicher Resonanzfrequenz. Doch nur einer von ihnen erreichte diesen Frequenzwert durch einen schweren Diffusor und eine starre Aufhängung, der andere hingegen hatte einen leichten Diffusor mit weicher Aufhängung. Das äquivalente Volumen eines solchen Paares kann trotz aller äußerlichen Ähnlichkeiten sehr unterschiedlich sein, und wenn es in derselben Box installiert wird, werden die Ergebnisse dramatisch unterschiedlich sein.

Nachdem wir also festgestellt haben, was die wichtigen Parameter bedeuten, beginnen wir endlich mit der Auswahl eines Verlobten. Das Modell wird so aussehen – wir glauben, dass Sie sich beispielsweise auf der Grundlage der Materialien des vorherigen Artikels dieser Serie für die Art des akustischen Designs entschieden haben und nun aus Hunderten von Alternativen einen Lautsprecher dafür auswählen müssen. Wenn Sie diesen Prozess beherrschen, wird Ihnen der umgekehrte Prozess, also die Auswahl eines geeigneten Designs für den ausgewählten Lautsprecher, leicht fallen. Ich meine, fast ohne Schwierigkeiten.

Geschlossene Box

Wie im obigen Artikel erwähnt, ist eine geschlossene Box das einfachste akustische Design, aber alles andere als primitiv, im Gegenteil, es hat, insbesondere in einem Auto, eine Reihe wichtiger Vorteile gegenüber anderen. Seine Beliebtheit in mobilen Anwendungen lässt überhaupt nicht nach, also fangen wir damit an.

Was passiert mit der Leistung des Lautsprechers, wenn er in einer geschlossenen Box installiert wird? Es kommt auf eine einzige Größe an – das Volumen der Box. Ist die Lautstärke so groß, dass der Sprecher sie praktisch nicht wahrnimmt, kommen wir zur Infinite-Screen-Option. In der Praxis wird diese Situation erreicht, wenn das Volumen der Box (oder eines anderen geschlossenen Volumens, das sich hinter dem Diffusor befindet, oder einfacher ausgedrückt, was es zu verbergen gibt – der Kofferraum eines Autos) das entsprechende Volumen des Lautsprechers um das Dreifache übersteigt Mal oder mehr. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, bleiben die Resonanzfrequenz und der Gesamtqualitätsfaktor des Systems nahezu gleich wie beim Lautsprecher. Das bedeutet, dass sie entsprechend ausgewählt werden müssen. Es ist bekannt, dass das Akustiksystem mit einem Gesamtqualitätsfaktor von 0,7 den gleichmäßigsten Frequenzgang aufweist. Bei niedrigeren Werten verbessern sich die Impulseigenschaften, der Frequenzabfall beginnt jedoch recht hochfrequent. Bei großen Werten wird der Frequenzgang in der Nähe der Resonanz höher und die Übergangseigenschaften verschlechtern sich etwas. Wenn Sie sich auf klassische Musik, Jazz oder akustische Genres konzentrieren, wäre die optimale Wahl ein leicht überdämpftes System mit einem Gütefaktor von 0,5 – 0,7. Bei energiegeladeneren Genres kann die Betonung der Tiefen, die mit einem Qualitätsfaktor von 0,8 – 0,9 erreicht wird, nicht schaden. Und schließlich werden Rap-Fans ihren Spaß haben, wenn das System einen Qualitätsfaktor von eins oder sogar höher aufweist. Der Wert von 1,2 sollte vielleicht als Grenze für jedes Genre anerkannt werden, das den Anspruch erhebt, musikalisch zu sein.

Wir müssen auch bedenken, dass bei der Installation eines Subwoofers im Autoinnenraum die tiefen Frequenzen ab einer bestimmten Frequenz ansteigen, die durch die Größe des Innenraums bestimmt wird. Typische Werte für den Beginn des Anstiegs des Frequenzgangs sind 40 Hz für ein großes Auto, beispielsweise einen Jeep oder einen Minivan; 50 - 60 für mittelgroß, wie eine Acht oder eine Lende; 70 - 75 für ein kleines Exemplar aus Tavria.

Jetzt ist klar: Für die Installation im Infinite-Screen-Modus (oder Freeair, wenn es Sie nicht stört, dass der letztere Name von Stillwater Designs patentiert ist) benötigen Sie einen Lautsprecher mit einem Gesamtqualitätsfaktor von mindestens 0,5 oder sogar höher und eine Resonanzfrequenz von nicht weniger als 40 Hertz – 60, je nachdem, worauf Sie wetten. Solche Parameter bedeuten in der Regel eine eher steife Aufhängung, die den Lautsprecher ohne „akustische Unterstützung“ durch das geschlossene Volumen nur vor Überlastung schützt. Hier ein Beispiel: Infinity produziert in der Reference- und Kappa-Serie Versionen der gleichen Köpfe mit den Indizes br (Bassreflex) und ib (infinite baffle). Die Thiel-Small-Parameter unterscheiden sich beispielsweise für die 10-Zoll-Reference wie folgt :

Parameter T/S 1000w.br 1000w.ib

Fs 26 Hz 40 Hz

Behälter 83 l 50 l

Es ist ersichtlich, dass die ib-Version hinsichtlich ihrer Resonanzfrequenz und ihres Qualitätsfaktors „so wie sie ist“ betriebsbereit ist, und sowohl anhand der Resonanzfrequenz als auch der entsprechenden Lautstärke zu urteilen, ist diese Modifikation viel härter als die andere. Optimiert für den Betrieb im Bassreflex und überlebt daher eher schwierige Freeair-Bedingungen.

Aber was passiert, wenn Sie, ohne auf die Kleinbuchstaben zu achten, einen Lautsprecher mit dem BR-Index, der wie zwei Erbsen in einer Schote aussieht, unter diese Bedingungen fahren? Aber hier ist was: Aufgrund des geringen Gütefaktors beginnt der Frequenzgang bei Frequenzen von etwa 70 - 80 Hz abzufallen, und der ungebremste „weiche“ Kopf wird sich am unteren Rand des Bereichs sehr unangenehm anfühlen, und das ist einfach es dort zu überlasten.

Also haben wir uns darauf geeinigt:

Für den Einsatz im „Infinite Screen“-Modus müssen Sie einen Lautsprecher mit einem hohen Gesamtgütefaktor (nicht weniger als 0,5) und einer Resonanzfrequenz (nicht weniger als 45 Hz) auswählen und diese Anforderungen je nach Art des vorherrschenden Musikmaterials festlegen und die Größe der Kabine.

Nun zum „nicht unendlichen“ Volumen. Wenn Sie einen Lautsprecher in einer Lautstärke aufstellen, die mit seiner entsprechenden Lautstärke vergleichbar ist, erhält das System Eigenschaften, die sich erheblich von denen unterscheiden, mit denen der Lautsprecher in dieses System eingeführt wurde. Erstens erhöht sich bei der Installation in einem geschlossenen Volumen die Resonanzfrequenz. Die Steifigkeit hat zugenommen, die Masse ist jedoch gleich geblieben. Auch der Qualitätsfaktor wird steigen. Urteilen Sie selbst – durch die Hinzufügung der Steifigkeit eines kleinen, also unnachgiebigen Luftvolumens zur Versteifung der Federung haben wir sozusagen eine zweite Feder eingebaut und den alten Stoßdämpfer belassen.

Mit abnehmender Lautstärke nehmen die Güte des Systems und seine Resonanzfrequenz gleichermaßen zu. Das heißt, wenn wir einen Lautsprecher mit einem Gütefaktor von beispielsweise 0,25 sehen und ein System mit einem Gütefaktor von beispielsweise 0,75 haben möchten, verdreifacht sich auch die Resonanzfrequenz. Wie ist es auf dem Lautsprecher? 35 Hz? Das bedeutet, dass es bei der richtigen Lautstärke, was die Form des Frequenzgangs angeht, 105 Hz sein wird, und das ist, wie Sie wissen, kein Subwoofer mehr. Passt also nicht. Sie sehen, Sie brauchten nicht einmal einen Taschenrechner. Schauen wir uns das andere an. Resonanzfrequenz 25 Hz, Gütefaktor 0,4. Das Ergebnis ist ein System mit einem Gütefaktor von 0,75 und einer Resonanzfrequenz um die 47 Hz. Ziemlich würdig. Versuchen wir gleich vor Ort, ohne den Tresen zu verlassen, abzuschätzen, wie groß die Box sein wird. Es steht geschrieben, dass Vas = 160 l (oder 6 cu.ft, was wahrscheinlicher ist).

(Ich wünschte, ich könnte die Formel hier schreiben – sie ist einfach, aber ich kann nicht – ich habe es versprochen). Deshalb gebe ich Ihnen für die Berechnung am Schalter einen Spickzettel: Kopieren Sie ihn und stecken Sie ihn in Ihr Portemonnaie, wenn der Kauf eines Basslautsprechers Teil Ihrer Einkaufspläne ist:

Die Resonanzfrequenz und der Qualitätsfaktor erhöhen sich, wenn das Volumen der Box von Vas abhängt

1,4 mal 1

1,7 mal 1/2

2 mal 1/3

3 mal 1/8

Bei uns ist es etwa das Doppelte, es wird also eine Kiste mit einem Volumen von 50 – 60 Litern. Das wird schon etwas viel... Weiter geht’s mit der nächsten. Usw.

Es zeigt sich, dass die Lautsprecherparameter nicht nur in einem bestimmten Wertebereich liegen, sondern auch miteinander verknüpft sein müssen, damit ein denkbares akustisches Design entstehen kann.

Erfahrene Personen haben diesen Zusammenhang zum Fs/Qts-Indikator zusammengefasst.

Wenn der Fs/Qts-Wert 50 oder weniger beträgt, ist der Lautsprecher für eine geschlossene Box geeignet. Das erforderliche Volumen der Box wird umso kleiner, je kleiner Fs bzw. je kleiner Vas ist.

Anhand externer Daten sind „natürliche Einsiedler“ an schweren Diffusoren und weichen Aufhängungen (was zu einer niedrigen Resonanzfrequenz führt), nicht sehr großen Magneten (damit der Qualitätsfaktor nicht zu niedrig wird), langen Schwingspulen (da der Kegelhub) zu erkennen ist eines Lautsprechers, der in einer geschlossenen Box betrieben wird, kann recht große Werte erreichen).

Bassreflex

Eine weitere beliebte Akustikkonstruktion ist der Bassreflex, der sich bei aller Sehnsucht an der Theke nicht einmal annähernd zählen lässt. Man kann aber die Eignung des Lautsprechers dafür abschätzen. Und wir werden im Allgemeinen separat über die Berechnung sprechen.

Die Resonanzfrequenz eines solchen Systems wird nicht nur durch die Resonanzfrequenz des Lautsprechers, sondern auch durch die Bassreflexeinstellung bestimmt. Gleiches gilt für den Qualitätsfaktor des Systems, der sich bei Änderungen der Tunnellänge auch bei konstantem Gehäusevolumen deutlich ändern kann. Da der Bassreflex im Gegensatz zu einer geschlossenen Box auf eine Frequenz nahe oder sogar niedriger als die des Lautsprechers abgestimmt werden kann, „dürfte“ die Eigenresonanzfrequenz des Kopfes höher sein als im vorherigen Fall. Das bedeutet bei gelungener Wahl einen leichteren Diffusor und damit einhergehend verbesserte Impulseigenschaften, die der Bassreflex benötigt, da seine „angeborenen“ Einschwingeigenschaften nicht die besten, zumindest schlechter als die einer geschlossenen Box sind. Es ist jedoch ratsam, den Qualitätsfaktor so niedrig wie möglich zu halten, nicht mehr als 0,35. Reduziert man dies auf denselben Fs/Qts-Indikator, sieht die Formel für die Auswahl eines Lautsprechers für einen Bassreflex einfach aus:

Für den Einsatz in einem Bassreflex eignen sich Lautsprecher mit einem Fs/Qts-Wert von 90 oder mehr.

Äußere Anzeichen von phaseninvertiertem Gestein: Lichtdiffusoren und starke Magnete.

Bandpässe (sehr kurz)

Bandpass-Lautsprecher sind trotz all ihrer lauten Vorteile (das heißt im Sinne der höchsten Effizienz im Vergleich zu anderen Typen) am schwierigsten zu berechnen und herzustellen, und die Anpassung ihrer Eigenschaften an die Innenakustik eines Autos kann sich bei unzureichender Erfahrung als schwierig erweisen Absolute Hölle, also ist es bei dieser Art von Akustikdesign besser, sich an die Empfehlungen der Lautsprecherhersteller zu halten, obwohl das einem die Hände bindet. Wenn Sie jedoch noch freie Hände haben und Lust darauf haben, es auszuprobieren: Für einzelne Bandpässe eignen sich fast die gleichen Lautsprecher wie für Bassreflexe, und für doppelte oder Quasi-Bandpässe sind es die gleichen oder besser noch Köpfe mit ein Fs/Qts-Index von 100 und höher.

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19.01.2006 15:47 # 0+

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Parameter Thiele & Small

Dies ist eine Gruppe von Parametern, die von A.N. eingeführt wurde. Thiele und später R.H. Klein, mit dessen Hilfe es möglich ist, die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Lautsprecherköpfen im Mittel- und Tieftonbereich, die im Kompressionsbereich arbeiten, vollständig zu beschreiben, d. h. wenn im Diffusor keine Längsschwingungen auftreten und er mit einem Kolben vergleichbar ist.

Fs (Hz) ist die Eigenresonanzfrequenz des Lautsprecherkopfes im offenen Raum. An diesem Punkt ist seine Impedanz maximal.

Fc (Hz) – Resonanzfrequenz des akustischen Systems für ein geschlossenes Gehäuse.

Fb (Hz) – Bassreflex-Resonanzfrequenz.

F3 (Hz) – Grenzfrequenz, bei der die Kopfleistung um 3 dB reduziert wird.

Vas (Kubikmeter) – äquivalentes Volumen. Hierbei handelt es sich um ein vom Kopf angeregtes, geschlossenes Luftvolumen, dessen Flexibilität der Flexibilität Cms des beweglichen Systems des Kopfes entspricht.

D (m) ist der effektive Durchmesser des Diffusors.

Sd (m²) – effektive Diffusorfläche (ca. 50–60 % der Auslegungsfläche).

Xmax (m) – maximale Diffusorverschiebung.

Vd (Kubikmeter) – angeregtes Volumen (Produkt von Sd und Xmax).

Re (Ohm) – Widerstand der Kopfwicklung gegenüber Gleichstrom.

Rg (Ohm) – Ausgangsimpedanz des Verstärkers unter Berücksichtigung des Einflusses von Verbindungskabeln und Filtern.

Qms (dimensionslose Größe) – mechanischer Gütefaktor des Lautsprecherkopfes bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt mechanische Verluste.

Qes (dimensionslose Größe) – der elektrische Qualitätsfaktor des Lautsprecherkopfes bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt elektrische Verluste.

Qts (dimensionslose Größe) – der Gesamtqualitätsfaktor des Lautsprecherkopfes bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt alle Verluste.

Qmc (dimensionslose Größe) – mechanischer Qualitätsfaktor des akustischen Systems bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt mechanische Verluste.

Qec (dimensionslose Größe) – der elektrische Qualitätsfaktor des akustischen Systems bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt elektrische Verluste.

Qtc (dimensionslose Größe) – der Gesamtqualitätsfaktor des akustischen Systems bei der Resonanzfrequenz (Fs), berücksichtigt alle Verluste.

Ql (dimensionslose Größe) ist der Qualitätsfaktor des akustischen Systems bei der Frequenz (Fb) unter Berücksichtigung von Leckverlusten.

Qa (dimensionslose Größe) ist der Gütefaktor des akustischen Systems bei der Frequenz (Fb) unter Berücksichtigung von Absorptionsverlusten.

Qp (dimensionslose Größe) ist der Qualitätsfaktor des akustischen Systems bei der Frequenz (Fb) unter Berücksichtigung anderer Verluste.

N0 (dimensionslose Menge, manchmal %) – relative Effizienz (Effizienz) des Systems.

Cms (m/N) – Flexibilität des Bewegungssystems des Lautsprecherkopfes (Verschiebung unter dem Einfluss mechanischer Belastung).

Mms (kg) – effektive Masse des beweglichen Systems (beinhaltet die Masse des Diffusors und der mit ihm oszillierenden Luft).

Rms (kg/s) – aktiver mechanischer Widerstand des Kopfes.

B (T) - Induktion in der Lücke.

L (m) – Länge des Schwingspulenleiters.

Bl (m/N) – magnetischer Induktionskoeffizient.

Pa – akustische Leistung.

Pe – elektrische Energie.

C=342 m/s – Schallgeschwindigkeit in Luft unter normalen Bedingungen.

P=1,18 kg/m^3 – Luftdichte unter normalen Bedingungen.

Le ist die Induktivität der Spule.

BL ist der Wert der magnetischen Flussdichte multipliziert mit der Länge der Spule.

Spl – Schalldruckpegel in dB.

Betreff: Thiel-Small-Parameter und akustisches Design des Lautsprechers.

Cooles Programm BassBox 6.0 PRO zur Berechnung des akustischen Designs eines 12-MB-Lautsprechers, Seriennummer darin in *.txt-Datei:

Das Programm verfügt über eine riesige Datenbank mit DIN-Parametern zahlreicher Hersteller und kann das Volumen unter Berücksichtigung der Wandstärke berechnen. Im Allgemeinen sehr komfortabel.

Small-Thiele-Parameter

Small-Thiele-Parameter

Bis 1970 gab es keine bequemen, zugänglichen und branchenüblichen Methoden, um Vergleichsdaten zur Lautsprecherleistung zu erhalten. Einzelne Tests durch Labore waren zu teuer und zeitaufwändig. Gleichzeitig benötigten Käufer Methoden zum Erhalten von Vergleichsdaten zu Lautsprechern, um das gewünschte Modell auszuwählen, und Gerätehersteller, um ihre Produkte genauer zu beschreiben und verschiedene Geräte sinnvoll zu vergleichen.
LautsprecherdesignIn den frühen siebziger Jahren wurde auf der AES-Konferenz ein von Neville Thiele und Richard Small verfasster Artikel vorgestellt. Thiele war Chefingenieur für Technik und Entwicklung bei der Australian Broadcasting Commission. Zu dieser Zeit leitete er das Federal Engineering Laboratory und analysierte den Betrieb von Geräten und Systemen zur Übertragung von Audio- und Videosignalen. Small war Doktorand an der School of Engineering der University of Sydney.
Ziel von Thiele und Small war es zu zeigen, wie die von ihnen abgeleiteten Parameter dabei helfen können, ein Gehäuse an einen bestimmten Lautsprecher anzupassen. Das Ergebnis ist jedoch, dass diese Messungen deutlich mehr Informationen liefern: Sie können viel tiefere Rückschlüsse auf die Leistung eines Lautsprechers ziehen als anhand der üblichen Daten zu Größe, maximaler Ausgangsleistung oder Empfindlichkeit.
Liste der Parameter mit der Bezeichnung „Small-Thiele-Parameter“: Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax/Xmech, Sd, Zmax, Betriebsfrequenzbereich (verwendbar Frequenzbereich), Nennleistung (Power Handling), Empfindlichkeit (Sensitivity).

Fs

Re

Dieser Parameter beschreibt den Gleichstromwiderstand des Lautsprechers, gemessen mit einem Ohmmeter. Es wird oft DCR genannt. Der Wert dieses Widerstands liegt fast immer unter dem Nennwiderstand des Lautsprechers, was viele Käufer beunruhigt, weil sie befürchten, dass der Verstärker überlastet wird. Da jedoch die Induktivität eines Lautsprechers mit der Frequenz zunimmt, ist es unwahrscheinlich, dass sich die konstante Impedanz auf die Last auswirkt.

Le

Dieser Parameter entspricht der Induktivität der Schwingspule, gemessen in mH (Millihenry). Gemäß der etablierten Norm werden Induktivitätsmessungen mit einer Frequenz von 1 kHz durchgeführt. Mit zunehmender Frequenz steigt die Impedanz über den Re-Wert an, da die Schwingspule als Induktivität fungiert. Dadurch ist die Impedanz des Lautsprechers nicht konstant. Es kann als Kurve dargestellt werden, die sich mit der Frequenz des Eingangssignals ändert. Der maximale Impedanzwert (Zmax) tritt bei der Resonanzfrequenz (Fs) auf.

Q-Parameter

Vas/Cms

Der Vas-Parameter gibt an, wie groß das Luftvolumen sein sollte, das bei Komprimierung auf ein Volumen von einem Kubikmeter den gleichen Widerstand wie das Federungssystem (äquivalentes Volumen) hätte. Der Flexibilitätsfaktor des Aufhängungssystems für einen bestimmten Lautsprecher wird als Cms bezeichnet. Vas ist einer der am schwierigsten zu messenden Parameter, da sich der Luftdruck je nach Luftfeuchtigkeit und Temperatur ändert und daher für die Messung ein hochtechnologisches Labor erforderlich ist. Cms wird in Metern pro Newton (m/N) gemessen und stellt die Kraft dar, mit der das mechanische Aufhängungssystem der Bewegung des Diffusors Widerstand leistet. Mit anderen Worten entspricht Cms einem Maß für die Steifigkeit der mechanischen Aufhängung des Lautsprechers. Die Beziehung zwischen Cms und Q-Parametern kann mit der Wahl der Automobilhersteller zwischen erhöhtem Komfort und verbesserter Fahrleistung verglichen werden. Wenn wir uns die Höhen und Tiefen eines Audiosignals wie die Unebenheiten einer Straße vorstellen, dann ähnelt das Lautsprecheraufhängungssystem den Federn eines Autos – idealerweise sollte es sehr schnellem Fahren auf einer mit großen Felsbrocken übersäten Straße standhalten.

Vd

Dieser Parameter gibt das maximale Luftvolumen an, das vom Diffusor herausgedrückt werden kann (Peak Diaphragm Displacement Volume). Sie wird berechnet, indem Xmax (die maximale Länge des Teils der Schwingspule, der über den Magnetspalt hinausragt) mit Sd (der Arbeitsoberfläche des Diffusors) multipliziert wird. Vd wird in Kubikzentimetern gemessen. Subwoofer haben normalerweise die höchsten Vd-Werte.

B.L.

Dieser Parameter wird in Tesla pro Meter ausgedrückt und charakterisiert die Antriebskraft des Lautsprechers. Mit anderen Worten: BL gibt an, wie viel Masse ein Lautsprecher „heben“ kann. Dieser Parameter wird wie folgt gemessen: Auf den Kegel wird eine bestimmte, ins Innere des Lautsprechers gerichtete Kraft ausgeübt und der Strom gemessen, der erforderlich ist, um der ausgeübten Kraft entgegenzuwirken – die Masse in Gramm wird durch den Strom in Ampere geteilt. Ein hoher BL-Wert weist auf einen sehr starken Lautsprecher hin.

mmm

Dieser Parameter ist eine Kombination aus dem Gewicht der Konusbaugruppe und der Luftmasse, die der Lautsprecherkonus während des Betriebs bewegt. Das Gewicht der Diffusorbaugruppe entspricht der Summe des Gewichts des Diffusors selbst, der Zentrierscheibe und der Schwingspule. Bei der Berechnung der Masse des vom Diffusor verdrängten Luftstroms wird das dem Parameter Vd entsprechende Luftvolumen verwendet.

RMS

Dieser Parameter beschreibt die mechanischen Widerstandsverluste des Lautsprecheraufhängungssystems. Es ist ein Maß für die Absorptionseigenschaften einer Lautsprecherumgebung und wird in N i s/m gemessen.

EBP

Dieser Parameter ist gleich Fs dividiert durch Qes. Es wird in vielen Formeln im Zusammenhang mit dem Design von Lautsprechergehäusen verwendet, insbesondere um zu bestimmen, welches Gehäuse für einen bestimmten Lautsprecher besser zu wählen ist – ein geschlossenes oder ein Phasenreflex-Design. Nähert sich der EBP-Wert 100, bedeutet dies, dass der Lautsprecher am besten für den Einsatz in einem Bassreflexgehäuse geeignet ist. Wenn der EBP nahe bei 50 liegt, ist es besser, diesen Lautsprecher in einem geschlossenen Gehäuse zu installieren. Diese Regel ist jedoch nur ein Ausgangspunkt bei der Erstellung eines Akustiksystems und lässt Ausnahmen zu.

Xmax/Xmech

Der Parameter definiert die maximale lineare Abweichung. Der Lautsprecherausgang wird nichtlinear, wenn die Schwingspule beginnt, sich aus dem Magnetspalt zu bewegen. Obwohl das Aufhängungssystem zu einer Nichtlinearität des Ausgangssignals führen kann, nimmt die Verzerrung in dem Moment deutlich zu, in dem die Anzahl der Windungen der Schwingspule im Magnetspalt abnimmt. Um Xmax zu bestimmen, müssen Sie die Länge des Teils der Schwingspule berechnen, der über den oberen Teil des Magneten hinausragt, und ihn in zwei Hälften teilen. Dieser Parameter wird verwendet, um den maximalen Schalldruckpegel (SPL) zu bestimmen, den ein Lautsprecher unter Beibehaltung der Signallinearität liefern kann, d. h. den normalisierten THD-Wert.
Bei der Bestimmung von Xmech wird die Hublänge der Schwingspule so lange gemessen, bis eine der folgenden Situationen eintritt: Entweder bricht die Zentrierscheibe, oder die Schwingspule liegt an der Sicherheitsrückabdeckung an, oder die Schwingspule bewegt sich aus dem magnetischen Spalt oder andere physikalische Umstände Einschränkungen des Kegels beginnen eine Rolle zu spielen. Die kleinste der erhaltenen Spulenhublängen wird halbiert und der resultierende Wert als maximale mechanische Verschiebung des Diffusors verwendet.

Sd

Dieser Parameter entspricht der Fläche der Arbeitsfläche des Diffusors. Gemessen in cm2.

Zmax

Dieser Parameter entspricht der Impedanz des Lautsprechers bei der Resonanzfrequenz.

Nutzbarer Frequenzbereich

Hersteller verwenden unterschiedliche Methoden zur Messung des Betriebsfrequenzbereichs. Viele Methoden gelten als akzeptabel, führen jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen. Mit zunehmender Frequenz nimmt die außeraxiale Abstrahlung eines Lautsprechers proportional zum Durchmesser ab. Ab einem bestimmten Punkt wird es scharf gerichtet. Die Tabelle zeigt die Abhängigkeit der Frequenz, bei der dieser Effekt auftritt, von der Größe des Lautsprechers.

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Nennleistung (Belastbarkeit)

Dies ist ein sehr wichtiger Parameter bei der Auswahl eines Lautsprechers. Es muss sicher sein, dass der Sender der Leistung des ihm zugeführten Signals standhält. Daher müssen Sie einen Lautsprecher wählen, der der zugeführten Leistung mit Reserve standhält. Das entscheidende Kriterium für die Leistung eines Lautsprechers ist seine Fähigkeit, Wärme abzuleiten. Die wichtigsten Designmerkmale, die die effektive Wärmeableitung beeinflussen, sind die Größe der Schwingspule, die Magnetgröße, die Designbelüftung und die im Design der Schwingspule verwendeten hochtechnologischen, fortschrittlichen Materialien. Die größere Schwingspule und der Magnet sorgen für eine effizientere Wärmeableitung und die Belüftung hält das Design kühl.
Bei der Berechnung der Leistung eines Lautsprechers sind neben der Hitzebeständigkeit auch die mechanischen Eigenschaften des Lautsprechers wichtig. Zwar hält das Gerät der Erwärmung bei einer zugeführten Leistung von 1 kW stand, versagt aber bereits vor Erreichen dieses Wertes aufgrund von Strukturschäden: Die Schwingspule liegt an der Rückwand an oder die Schwingspule rutscht heraus des Magnetspalts wird der Diffusor verformt usw. d. Am häufigsten treten solche Ausfälle auf, wenn ein zu starkes Niederfrequenzsignal bei hoher Lautstärke abgespielt wird. Um Ausfälle zu vermeiden, müssen Sie den tatsächlichen Bereich der wiedergegebenen Frequenzen, den Xmech-Parameter sowie die Nennleistung kennen.

Empfindlichkeit

Dieser Parameter ist einer der wichtigsten in der gesamten Lautsprecherspezifikation. Dadurch können Sie nachvollziehen, wie effizient und mit welcher Lautstärke das Gerät den Ton wiedergibt, wenn ein Signal der einen oder anderen Stromversorgung zugeführt wird. Leider verwenden Lautsprecherhersteller unterschiedliche Methoden zur Berechnung dieses Parameters – es gibt keine einheitliche etablierte Methode. Bei der Bestimmung der Empfindlichkeit wird der Schalldruckpegel in einem Meter Abstand gemessen, wenn eine Leistung von 1 W an den Lautsprecher angelegt wird. Das Problem besteht darin, dass der Abstand von 1 m manchmal anhand der Staubkappe und manchmal anhand der Lautsprecheraufhängung berechnet wird. Aus diesem Grund kann es ziemlich schwierig sein, die Empfindlichkeit von Lautsprechern zu bestimmen.

Genommen von

Die untere Grenze des vom Lautsprecher wiedergegebenen Frequenzbereichs wird durch die Hauptresonanzfrequenz des Kopfes bestimmt. Leider gibt es sehr selten Köpfe im Angebot, deren Hauptresonanzfrequenz unter 60-80 Hz liegt. Um den Bereich der Betriebsfrequenzen akustischer Systeme zu erweitern, erscheint es daher sehr wichtig, die Hauptresonanzfrequenz der darin verwendeten Köpfe zu reduzieren. Bekanntlich handelt es sich bei dem Moving-Head-System (Diffusor mit Schwingspule) im Hauptresonanzbereich um ein einfaches Schwingsystem bestehend aus Masse und Flexibilität der Aufhängung. Die Resonanzfrequenz eines solchen Systems wird durch die Formel bestimmt:

Dabei ist m die Masse des Diffusors, der Schwingspule und der daran befestigten Luftmasse, g, und C die Flexibilität der Aufhängung, cm/din.

Um die Hauptresonanzfrequenz des Kopfes zu reduzieren, ist es daher notwendig, entweder die Masse des Diffusors und der Schwingspule oder die Flexibilität ihrer Aufhängung oder beides zu erhöhen. Der einfachste Weg besteht darin, die Masse des Diffusors zu erhöhen, indem man zusätzliches Gewicht daran anbringt. Eine Erhöhung der Masse des Moving-Head-Systems ist jedoch unrentabel, da dadurch nicht nur die Resonanzfrequenz, sondern auch der vom Kopf erzeugte Schalldruck verringert wird. Tatsache ist, dass die Kraft F, die durch den Strom I in der Schwingspule des dynamischen Kopfes erzeugt wird, gleich ist

Dabei ist B die magnetische Induktion im Spalt und l die Länge des Schwingspulenleiters.

Andererseits ist diese Kraft nach den Gesetzen der Mechanik gleich F=m*a, wobei m die Masse des bewegten Systems und a die Schwingungsbeschleunigung ist.

Da die auf die Schwingspule ausgeübte Kraft bei einem bestimmten Kopf nur vom Stromwert abhängt, verringern wir durch Erhöhung der Masse die Schwingbeschleunigung von Spule und Diffusor um den gleichen Betrag; und da der vom Kopf in diesem Frequenzbereich erzeugte Schalldruck proportional zur Beschleunigung des Kegels ist, ist eine Abnahme der Beschleunigung gleichbedeutend mit einer Abnahme des Schalldrucks. Wenn wir versuchen würden, die Hauptresonanzfrequenz des Kopfes zu halbieren, müsste die Masse des beweglichen Systems um das Vierfache erhöht werden, und der vom Kopf erzeugte Schalldruck würde bei konstantem Strom in der Spule um den gleichen Betrag abnehmen. Darüber hinaus würde eine Erhöhung der Masse die Güte des bewegten Systems erhöhen und die Resonanzspitze und damit die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs erhöhen, was wiederum die Übergangseigenschaften des Lautsprechers verschlechtern würde.

Um die Resonanzfrequenz des Kopfes zu verringern, ist es daher sinnvoller, die Flexibilität der Diffusoraufhängung und der Zentrierscheibe zu erhöhen, also die Steifigkeit des Bewegungssystems zu verringern. Dies geschieht wie folgt. Ziehen Sie zunächst den Diffusorkragen mit einem scharfen Skalpell oder einer scharfen Klinge ab oder schneiden Sie ihn ab (entlang des Diffusorhalterings). Anschließend werden die flexiblen Leitungen der Schwingspule abgelötet, der Zentrierscheibenring und die Getinax-„Spinne“ (falls vorhanden) abgeschraubt oder die Zentrierscheibe vom Diffusorhalter abgezogen.

Die Flexibilität der Zentrierscheibe mit Riffelung wird erhöht, indem drei oder vier kegelförmige Löcher gleichmäßig über den Umfang eingeschnitten werden (siehe Abb. 1). Die Gesamtfläche dieser Löcher sollte das 0,4-0,5-fache der Fläche der Zentrierscheibenwellen betragen. Um den Magnetspalt vor Staub zu schützen, wird Gaze mit gewöhnlichem Gummikleber oder BF-6-Kleber auf die Ausschnitte oder die gesamte Scheibe geklebt. Wenn die Schwingspule mit einer „Spinne“ aus Getinax (Textolit) zentriert ist, wird die Flexibilität erhöht, indem die Breite ihrer Arme verringert wird (indem man sie mit einer Feile feilt oder vorsichtig mit einem Drahtschneider durchbeißt). Anschließend wird ein Teil der Randsicke am Diffusor abgeschnitten, so dass zwischen Diffusorkante und Diffusorhaltering ein Spalt von ca. 200 mm entsteht. Befindet sich gleichzeitig eine Riffelung am Rand des Diffusors, wird dieser auf eine Länge von ca. 10 mm begradigt und eine Aufhängung in Form von Armen aus Pavinol oder Weichtextil darauf geklebt. Um die Flexibilität zu erhöhen, sollte der Textil- oder Strickrücken nach Möglichkeit entfernt werden.

Sehr flexible und elastische Arme lassen sich mit Silikonkleber – dem Dichtmittel „Elastosil“ aus dünnen Nylonstrümpfen herstellen. Die Oberseite des Strumpfs wird der Länge nach abgeschnitten und auf dem resultierenden Stoff werden 24–28 cm breite Markierungen angebracht (siehe Abb. 2). Bei der Markierung sollten die Bögen quer zum Strumpf liegen (siehe Abb. 2), da die Elastizität des Strumpfes in Längsrichtung größer ist. Legen Sie dann ein Stück glatte Plastikfolie auf ein Brett oder einen dicken Karton, legen Sie einen Strumpfstoff darauf und befestigen Sie ihn an den Rändern mit Knöpfen oder Nägeln. Anschließend wird „Elastosil“ mit einem Spachtel oder dem Ende eines Metalllineals auf die Maschenware aufgetragen, sodass die Fäden der Maschenware nicht sichtbar sind. Nach einem Tag (Polymerisationszeit von „Elastosil“) wird die Strickware umgedreht und auf der anderen Seite „Elastosil“ aufgetragen.

Um die Arme auszuschneiden, fertigen Sie eine Pappschablone an. Es empfiehlt sich, den Diffusor an nicht mehr als drei oder vier Armen aufzuhängen, sodass jeder Arm ein Drittel bzw. ein Viertel des Diffusorumfangs einnimmt. Markieren Sie an den Armen und am Rand des Diffusors mit einem Bleistift die Flächen, mit denen sie verklebt werden sollen; die Breite dieser Flächen sollte 7-10 mm betragen. Die fertigen Arme werden einzeln mit Klebstoff bestrichen und mit „Elastosil“ oder Silikonkleber KT-30 oder MSN-7 an die markierte Kante des Diffusors geklebt. Bögen aus Pavinol oder Textil werden mit BF-2-, 88- oder AB-4-Kleber auf die Oberfläche geklebt, auf der sich das Textil befand. Es empfiehlt sich, zunächst die Eignung (Übereinstimmung) des Klebers mit dem Material zu prüfen, indem man ein Stück Material auf dickes Papier klebt.

Auch die Gelenke zwischen den Armen sollten so verklebt werden, dass keine Lücken entstehen. Am besten geht das mit „Elastosil“, bei Pavinol- oder Text-Vinyl-Bügeln empfiehlt es sich, die Kanten mit Fäden zu befestigen und in mehreren Schritten mit gewöhnlichem Gummikleber zu verspachteln.

Nachdem der Diffusor fertig aufgehängt ist, wird er so in den Diffusorhalter eingebaut, dass die Schwingspule in den Spalt passt. Anschließend wird der Ring der Zentrierscheibe verstärkt und die Schwingspule vorzentriert (vor dem Aufkleben der Aufhängung). Anschließend werden die Diffusor-Aufhängungsarme einzeln an den Diffusor-Haltering geklebt. Zum Biegen der Arme beim Auftragen von Kleber auf den Diffusor-Halterungsring ist es zweckmäßig, Krokodilklemmen mit eingesteckten einpoligen Steckern zu verwenden (zur Beschwerung). Nach dem Aufkleben der Aufhängung erfolgt die endgültige Ausrichtung der Schwingspule und die Befestigung der Ringe der Zentrierscheibe bzw. Getinaks „Spinne“. Wenn die Zentrierscheibe keinen Metallring hat und abgezogen wird, dann kleben Sie zuerst die Diffusoraufhängung und dann die Zentrierscheibe fest und zentrieren gleichzeitig die Schwingspule im Spalt. Abschließend werden die Schwingspulenleitungen angelötet und Haltearme aus Pappe, Moosgummi oder Filz auf den Diffusorhalter geklebt.

Sollte der Diffusor einen Riss (Riss) aufweisen, ist es am besten, ihn mit „Elastosil“-Kleber abzudichten oder ihn in mehreren Schritten mit Gummikleber zu füllen.

Mit der beschriebenen Methode ist es möglich, die Frequenz der Hauptresonanz des Kopfes um das 1,5- bis 2-fache zu reduzieren. Zum Beispiel in Abb. Abbildung 3 zeigt die Frequenzcharakteristik der Impedanz des 4A-18-Kopfes vor (gestrichelte Linie) und nach der Modifikation.

Dieser Kopf wurde 1954 vom Leningrader Filmausrüstungswerk „Kinap“ hergestellt; Seine Änderung bestand darin, drei Fenster in die Zentrierscheibe zu schneiden und die Randsicke durch Pavinolbögen zu ersetzen, wobei die Textilunterlage nicht entfernt wurde. Die Resonanzfrequenz verringerte sich von 105 Hz auf 70 Hz, also um das 1,5-fache. Interessant ist, dass die gleiche Verringerung der Resonanzfrequenz zu einem zusätzlichen Gewicht von 25 g führt.

 

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