Lautsprecher-Selbstbau           

von Heinz D.
               
Elektronik-Labor  Lernpakete  Projekte  HF  


 
Vorwort zum Geleit
 
Zum Selbstbau von Lautsprechern kommt man, wenn der Anspruch hoch, der Geldbeutel jedoch klein ist. Zum Glück sind gute Chassis heute bezahlbar. Um erfolgreich zu sein, müssen Sie oder Ihr Baumarkt mm-genau arbeiten und Sie müssen bereit sein, ein wenig Physik/Mathe dazu zu lernen. Diese Anleitung soll Sie in die Lage versetzen preisgünstige Boxen zu bauen und  theoretisch abzuschätzen, welche Spielräume für Änderungen bestehen. Während der Lernphase sollten Sie die Beispiele wortgetreu nachvollziehen! Die Bauvorschläge sind aus maximalem Anspruch bei minimalen Kosten entstanden. Es bleibt jedoch Raum für eigene Kreativität und Sie sollten nicht gedankenlos abkupfern.
 
Leider sind einige (gute) Chassis nicht mehr lieferbar, deshalb ist es besonders wichtig, dass Sie anhand der TSP gute Chassis selbst finden können.
 
Eine Quellenangabe gestaltet sich schwierig, da einige schriftliche Unterlagen uralt und nicht mehr verfügbar sind. Zum Glück taucht einiges in Wikipedia wieder auf. Andere Quellen sind mit äußerster Vorsicht zu lesen. Einige Nachbauten erfüllten MEINE Qualitätsansprüche nicht und waren zudem etwas kompliziert und teuer. In Blogs werden Lautsprecher schnell zur Legende erhoben, wenn sie nur wenig besser klingen, als die Pappschachteln einer Kompaktanlage.
 
Inhalt:
LS0   Vorwort, Thiele-Small-Parameter (TSP)
LS1   Das Messprogramm LIMP zur Ermittlung der TSP (Mai)
LS2   Das Boxen-Simulations-Programm BassCADe und Tieftöner (Monopole) (Juni)
LS3   Breitband Lautsprecher (Juli)
LS4   2-Weg-Box (ab 100€) (August)
LS5   Akustische Messtechnik mit Easera, Scope und Arta (September)
LS6   Dipol Tieftöner  (Oktober)
LS7   2-Weg-PA-Mittel-Hochtöner  (November)
LS8   Hornlautsprecher  (Dezember)
LS9   Mittelton-Horn (Dezember)  
 
Lautsprecher sind schwingfähige Systeme, wie eine Feder mit einer Masse am Ende. Deshalb gelten für sie einige bekannte Formeln aus der Elektrotechnik/Physik.
 
Die Herren Thiele und Small haben die Physik von (Tiefton-)Lausprechern erforscht und eine erforderliche Box berechenbar gemacht. Mit den TSP (Thiel-Small-Parameter) ist das Ergebnis vorhersagbar! Die wichtigsten TSP im Schnelldurchgang:
 
fs = Frequenz Speaker = Eigenresonanzfrequenz frei in Luft
fs   sollte immer kleiner sein als die kleinste wiederzugebende Frequenz.
fs =1/(2*pi*(Cms*Mms)^(1/2)); wie bei Thomson: f=1/(2*pi*(C*L)^(1/2))
 
Qes = (Qe =) Güte elektrisch = Magnet, Spule
Qe  > 0,7 kaum HiFi tüchtig
Qe  = 0,35-0,7 geeignet für Bassreflex (Arbeitstiere)
Qe  = 0,2-0,35 geeignet für Hörner und Dipole (Königsklasse)
 
Qms = (Qm =) Güte mechanisch = Membrangewicht, Aufhängung, Dämpfung
 
Qts = (Qt=) die Gesamtgüte wird berechnet:
Qt  = 1/(1/Qe+1/Qm) (Parallelschaltung Qe||Qm)
 
VAS = Luftvolumen mit der gleichen Nachgiebigkeit (Federwirkung) wie die Membranaufhängung
Vas = rho*c^2*Cms*SD^2; mit rho*c^2=140000
roh = Gewicht der Luft 1,293g/l, c=Schallgeschwindigkeit in Luft 333m/s (320-350m/s)
 
Re  = Rdc= elektrischer Gleichstrom-Widerstand der Spule (Ohmmeter)
 
D   = Durchmesser der Membran bis zur 1/2 Sicke,
SD  = Membranfläche SD=D*D*Pi/4 (alle ~3" verdoppelt sich SD)
 
Le  = Induktivität der Spule, (Grössenordnung: TT um 1mH, MT um 330uH, HT < 100uH)
 
Mms = Mm = Membranmasse (+Spulenmasse usw.) in Gramm
 
Cms = Cm = Nachgiebigkeit (Federwirkung) der Membranaufhängung
 
BL  = Stärke des Magneten im Luftspalt (je stärker, je besser, ggf.Neodym)
 
Hier zwei Beispiele, die die Zusammenhänge andeuten sollen,
mit Cms=1,6mm/N=1,6e-3m/N; Mms=6g=6e-3kg; SD=58cm^2=5,8e-3m^2
 
fs =1/(6,283*(9,6e-6)^0,5) =6,283*3,1e-3 =1/19,5e-3 =51,4Hz
 
Vas =140000*1,6e-3*(5,8e-3)^2 =140000*53,8e-9 =7,5e-3m^3 =7,5dm = 7,5l
 
Keine Sorge, wenn Sie nicht alles sofort verstehen, mir ging es nicht anders. Einfach die Beispiele noch einmal nachvollziehen. Im nächsten Kapitel werden Sie die TSP selbst ermitteln (messen).


Elektronik-Labor  Lernpakete  Projekte  HF