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LNGR SPKRHIFI. ZWEI WEGE. HANDARBEIT.
LNGR · Lernlabor

Zwei Chassis zu einem Lautsprecher verbinden

Schritt für Schritt: verstehen, vorhersagen, verändern und selbst rechnen.

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01 · Einen gemeinsamen Arbeitsbereich finden

Tieftöner und Hochtöner brauchen einen Bereich, in dem beide sinnvoll arbeiten können. Dazu gehören Frequenzgang, Verzerrungen, Belastbarkeit und Abstrahlung. Ein Hochtöner, der auf Achse tief genug reicht, ist noch nicht automatisch für eine tiefe Trennung geeignet. Die Demo verwendet ideale Chassis und erklärt zunächst nur die Summierung.

02 · Pegel auf dieselbe Grundlage bringen

Vergleiche Messungen nur bei gleicher Entfernung und Anregung. 2,83 V entsprechen an 8 Ω etwa 1 W, an 4 Ω aber etwa 2 W. Ein Pegelunterschied aus unterschiedlichen Bezugsbedingungen ist kein echter Wirkungsgradvergleich. Für die passive Anpassung wird üblicherweise der lautere Zweig abgesenkt.

03 · Elektrische Filter sind nur ein Teil

Die akustische Übertragung ergibt sich aus Chassisantwort und elektrischer Filterwirkung. Hat das Chassis schon einen eigenen Abfall, kommt dieser hinzu. Ein elektrischer Filter vierter Ordnung erzeugt deshalb nicht automatisch eine akustische Flanke vierter Ordnung. Lege zunächst das akustische Ziel fest und vergleiche anschließend den gemessenen Gesamtzweig damit.

04 · Zwei halbe Amplituden können wieder eins ergeben

Bei einer idealen LR4-Trennung haben beide Zweige an der Trennfrequenz die halbe Amplitude, also ungefähr −6 dB gegenüber ihrem Durchlasspegel. Bei passender Phase addieren sich die Amplituden zur vollen Höhe. Man addiert dafür nicht einfach die beiden dB-Zahlen. Die komplexen Signale müssen zusammengeführt werden.

05 · Wenige Zentimeter verändern die Phase

Eine zusätzliche Laufstrecke erzeugt eine frequenzabhängige Verzögerung. Bei 2 kHz entspricht 0,25 ms einer halben Periodendauer und damit 180°. Im idealen Beispiel entsteht an der Trennung eine tiefe Auslöschung. Das sind bei 343 m/s rund 8,6 cm zusätzliche Strecke. Eine Verpolung dreht hingegen das Vorzeichen über alle Frequenzen; sie ist kein universeller Laufzeitausgleich.

06 · Am Ende gemeinsam messen

Miss zunächst jeden Zweig einzeln mit seiner Weiche, dann beide zusammen. Behalte Messposition und Zeitreferenz bei. Kontrolliere Übergang, Impedanz und Winkelverhalten. Eine passende Summe auf Achse ist ein wichtiger Schritt, aber keine vollständige Bewertung von Klang, Belastbarkeit oder Abstrahlung.

Werkstattfazit

Pegel, Phase und Arbeitsbereich müssen zusammenpassen. Zwei gute Einzelchassis werden erst durch einen passenden Übergang zu einem guten Team.

20 Aufgaben · PDF ↓Lehrerlösungen · PDF ↓

Selbst rechnen · Lösungen aufklappen

Notiere zuerst deine Vermutung, danach deine Rechnung. Öffne die Lösung erst zum Vergleichen.

01 · Ein Tieftöner liefert 88 dB, ein Hochtöner 92 dB, jeweils am gleichen Arbeitspunkt und mit gleicher Referenz. Welche Pegelkorrektur ist als Startwert nötig?

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  1. Differenz: 92 - 88 = 4 dB.
  2. Hochtöner zunächst um 4 dB absenken.
  3. Danach den Übernahmebereich messen.
Rechenweg
\Delta L=92-88=4\,dB

02 · Ein 4-Ω-Chassis wird mit 2,83 V gemessen. Wie groß ist die elektrische Leistung bei rein ohmscher Ersatzlast?

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  1. P = U²/R.
  2. 2,83²/4 = 2,002 W.
  3. 2,83 V entsprechen hier etwa 2 W, nicht 1 W.
Rechenweg
P=\frac{2{,}83^2}{4}\approx2\,W

03 · Wie korrigierst du ideal 90 dB bei 2,83 V/1 m an 4 Ω auf 1 W/1 m?

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  1. Die Ausgangsleistung beträgt etwa 2 W.
  2. Halbe Leistung reduziert den Pegel um 3,01 dB.
  3. Ergebnis etwa 87 dB/1 W/1 m.
Rechenweg
L_{1W}=90-10\log_{10}(2)\approx87\,dB

04 · Schallgeschwindigkeit 343 m/s, Frequenz 1 kHz. Berechne die Wellenlänge.

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  1. Wellenlänge = Geschwindigkeit/Frequenz.
  2. 343/1000.
  3. λ = 0,343 m = 34,3 cm.
Rechenweg
\lambda=\frac{c}{f}=0{,}343\,m

05 · Zwei Schallwege unterscheiden sich um 3,43 cm. Berechne die Laufzeitdifferenz.

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  1. Weglänge in m: 0,0343.
  2. Δt = Δs/c.
  3. Δt = 0,1 ms.
Rechenweg
\Delta t=\frac{0{,}0343}{343}=0{,}1\,ms

06 · Welche Phasendifferenz erzeugen 0,1 ms Laufzeit bei 1 kHz?

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  1. Periodendauer 1 ms.
  2. 0,1 ms ist ein Zehntel der Periode.
  3. Betrag: 36°. Verzögerter Zweig läuft nach.
Rechenweg
|\varphi|=360^\circ f\Delta t=36^\circ

07 · Berechne dieselbe Phasendifferenz bei 3 kHz.

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  1. Frequenz verdreifacht.
  2. Phasenbetrag verdreifacht sich.
  3. 108°.
Rechenweg
|\varphi|=360^\circ\cdot3000\cdot0{,}0001=108^\circ

08 · Zwei gleich starke, kohärente Signale mit je Druckfaktor 1 sind phasengleich. Bestimme den Summenpegel relativ zu einem Signal.

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  1. Druckfaktoren addieren: 2.
  2. 20 log10(2).
  3. Summe liegt 6,02 dB über einem Signal.
Rechenweg
\Delta L=20\log_{10}2=6{,}02\,dB

09 · Dieselben zwei gleich starken Signale sind um 180° versetzt. Was ergibt das Idealmodell an diesem Messpunkt?

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  1. Ein Signal hat entgegengesetztes Vorzeichen.
  2. 1 + (-1) = 0.
  3. Vollständige Auslöschung; real meist Restpegel.

10 · Zwei Signale mit je Druckfaktor 1 haben 90° Phasenabstand. Berechne den Summenbetrag.

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  1. Orthogonale Komponenten quadratisch addieren.
  2. Betrag = √2.
  3. Relativ zu einem Signal: +3,01 dB.
Rechenweg
|p_\Sigma|=\sqrt{1^2+1^2}=\sqrt{2}

11 · LR4-Übernahme: beide Zweige haben Druckfaktor 0,5, aber 90° Phasenabstand. Wie weit liegt die Summe unter dem Ziel 1?

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  1. Betrag = √(0,5² + 0,5²) = 0,7071.
  2. 20 log10(0,7071).
  3. Summe liegt 3,01 dB unter Ziel.
Rechenweg
|p_\Sigma|=\sqrt{0{,}5^2+0{,}5^2}=0{,}7071

12 · Ein Zweig trifft 0,2 ms früher am Mikrofon ein. Welchen Zweig verzögerst du zur Zeitangleichung?

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  1. Den früher eintreffenden Zweig.
  2. Zusätzliche Verzögerung: 0,2 ms.
  3. Danach im Übernahmebereich kontrollieren; akustische Zentren sind nicht immer konstant.

13 · Warum ersetzt eine Polaritätsumkehr keine konstante Zeitverzögerung über alle Frequenzen?

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  1. Polaritätsumkehr entspricht 180° bei allen Frequenzen.
  2. Der Phasenwinkel einer Zeitverzögerung wächst mit f.
  3. Nur an einzelnen Frequenzen können beide gleich wirken.
Rechenweg
\varphi_{delay}=-360^\circ f\Delta t

14 · Die Chassismitten liegen 17 cm auseinander. Bei welcher Frequenz entspricht das einer Wellenlänge, c = 343 m/s?

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  1. Abstand in m: 0,17.
  2. f = c/d.
  3. f = 2017,65 Hz; daraus allein folgt noch keine sichere Trennfrequenz.
Rechenweg
f=\frac{343}{0{,}17}=2017{,}65\,Hz

15 · Warum genügt ein glatter Frequenzgang genau auf Achse nicht zur Chassis-Auswahl?

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  1. Seitliche und vertikale Abstrahlung können unstetig sein.
  2. Raumreflexionen enthalten diese außeraxialen Anteile.
  3. Mehrere Winkel sowie Verzerrung und Belastbarkeit prüfen.

16 · Ein Tieftöner bricht oberhalb 3 kHz stark auf; ein Hochtöner ist erst ab 4 kHz ausreichend belastbar. Was ist das Problem?

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  1. Es fehlt ein offensichtlich sauber nutzbarer Überlappungsbereich.
  2. Nicht einfach eine Mitte auswählen.
  3. Andere Chassiskombination oder zusätzlichen Mitteltöner prüfen.

17 · Ein Tiefmitteltöner benötigt bei 100 Hz 1 mm Hub. Schätze den Hub für gleichen Schalldruck bei 50 Hz im einfachen Kolbenmodell.

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  1. Hub ist näherungsweise umgekehrt proportional zu f².
  2. Halbe Frequenz erfordert vierfachen Hub.
  3. Ergebnis: 4 mm; Gehäusewirkung hier ausgeblendet.
Rechenweg
x_2=x_1\left(\frac{f_1}{f_2}\right)^2=4\,mm

18 · Zwei gleiche 8-Ω-Chassis werden parallel angeschlossen. Bestimme nominale Last und die Auswirkung auf den Verstärkerstrom bei gleicher Spannung.

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  1. Nominaler Ersatzwert: 4 Ω.
  2. Bei gleicher Spannung verdoppelt sich der Gesamtstrom im Widerstandsmodell.
  3. Verstärker und tatsächlichen Impedanzverlauf prüfen.
Rechenweg
R_p=\frac{8\cdot8}{8+8}=4\,\Omega

19 · Warum dürfen separat gemessene Chassisphasen nicht beliebig auf null gesetzt werden, wenn du summieren willst?

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  1. Relativer Zeitbezug bestimmt die Phasendifferenz.
  2. Unabhängiges Verschieben entfernt reale Laufzeitunterschiede.
  3. Gemeinsame Zeitreferenz verwenden oder bekannte Versätze korrekt wieder ergänzen.

20 · Erstelle eine Reihenfolge für die Abstimmung eines Zweiwegers: Pegel, Treiberdaten, Einzelzweige, Summe, Winkel und Belastung.

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  1. Treiber im Gehäuse mit Impedanz und Zeitbezug messen.
  2. Überlappung prüfen, Zielkurven setzen, Einzelzweige filtern und Pegel anpassen.
  3. Komplexe Summe prüfen; Winkel, Impedanz und Belastung kontrollieren und iterieren.

Quellen zum Vertiefen

Eigene Lehrmodelle und selbst erstellte Aufgaben. Die Quellen liefern fachlichen Hintergrund; es werden keine Hersteller-Messkurven übernommen.

Im Weichenstudio weiterarbeiten →

Projektbezug · LNGR 2-PR-THT-PR

Sieh, wie Chassisabstand, Passivmembran, Weichenentwicklung und Messung in diesem Planungsprojekt zusammenlaufen. CNC-Geometrie v1.2; noch nicht gebaut oder akustisch gemessen.

Zum Projekt-Bautagebuch →