Weitere Fragen werden in den FAQs zu Lautsprecherbau beantwortet.

1. Warum überhaupt die Anlage, vor allem das Radio umrüsten?

Werksradios sind im Vergleich zu gleichwertigen Radios der Car-HiFi-Hersteller im allgemeinen mindestens doppelt so teuer. Und die besten Tuner, CD-Laufwerke und Wandler werden hier nicht verbaut, obwohl diese Werksradios von typischen Car-HiFi-Hersteller wie Becker, Blaupunkt, Clarion, Nakamichi etc. hergestellt werden. Grund dafür ist natürlich der enorme Kostendruck im Automotive-Sektor. Das gilt auch für viele Hersteller, erst bei extrem teuren Anlagen von z.B. Audi, BMW, Mercedes, Porsche, wo spezielle Firmen dann doch etwas Geld nutzen dürfen, ist die Qualität akzeptabel, allerdings steht auch hier der dafür bezahlte Preis meist in keinem Verhältnis mehr zum gebotenen.
So sollte bei Neuwagen die geringste Ausbaustufe von Radio und Lautsprechern geordert werden, damit schon mal alle notwendigen Kabel im Auto liegen.
Dann Werksschrott muss oft raus, vor allem die Lautsprecher und billige Werksradios, deren Verkaufspreis leider trotzdem bis zu 500 EUR betragen kann.
Ich habe auch mal eine Audi-BOSE-Anlage probegehört, für eine 500-EUR-Anlage wäre die Qualität ja gerade so in Ordnung, aber die Mehrere Tausend Euro, die sie haben wollen, sind maßlos überzogen.

2. Warum zusätzliche Endstufen im Auto?

Zu einer Car-HiFi-Anlage gehören neben dem Autoradio und den Lautsprechern zusätzliche Endstufen. Mit einer einfachen Endstufe sind bei 12 V an einen 4 Ohm Lautsprecher maximal 7 W Spitze (Impuls) erreichbar. P=(U^2)/R, wobei U die Ausgangsspannung ist, die eine Transistorstufe erzeugen kann. Sie erreicht maximal (12/2-0,8) V = 5,2 Vss = 3,7 Veff. So sind dauerhaft (P=Ueff*Ueff/R) 3,5 W (Sinus) möglich. Durch Brücken von 2 Endstufen (etwa die doppelte Ausgangs-Spannung) ist knapp etwa vierfache Leistung (also 14 W) möglich. Mehr geht bei 12 V nicht. Also ist bei theoretischen 27 W (maximal, Impuls) Schluss, an 4 Ohm wohlgemerkt. Höhere Spannungen (48 V) in Mild-Hybrid-Fahrzeugen werden normalerweise nicht verwendet.
Das ist auch der Grund, weshalb man Brücken-Radioendstufen nicht einfach weiter brücken kann, da alle Endstufen, die gleichen Versorgungsspannungspotenziale haben.

Das Kfz-Bordnetz bietet durch die Lichtmaschine noch etwa 15 % mehr Spannung, was die theoretische Ausgangsleistung noch mal etwas (bis max. 19 W) ansteigen lässt. An 2 Ohm ist so durch die halbe Impedanz noch eine Leistungsverdopplung auf knapp 40 W sinus (etwa 70 W Impuls) drin, dabei fließen jedoch schon mehrere Ampere allein in den Lautsprecherleitungen, so dass selbst bei 4 Endstufen 20-A-Sicherungen notwendig wären. Die realen Ausgangsleistungen liegen nochmals darunter, da es weitere Verluste gibt und der Klirrfaktor mit höherer Leistung ansteigt. Laut Normen (HiFi) darf er bei der Sinusleistung aber max. 0,1 % betragen. Die oft von den Herstellern angegebenen Ausgangsleistungen, auch wenn sie dauerhaft erzielt werden, liegen höher, da man hier höhere Klirrfaktoren (teilweise bis 1 %, also hörbar) in Kauf nimmt.
Neue Autoradios besitzen MOSFET-Endstufen, gebrückt sind damit bei 12 V (durch fehlende Sättigungsspannung) theoretisch bis maximal 25 W sinus erreichbar. (Mehr geht mit class-H siehe unter Punkt 6.)
Auch geben die Radiohersteller oft die Ausgangsleistung bei einer Betriebsspannung von z.B. 14,4 V an, die aber unter normalen Umständen nicht dauerhaft im Fahrzeug auftreten, bei nicht laufendem Motor schon mal gar nicht.

Um höhere Leistungen zu erreichen, sind höhere Betriebsspannungen (meist zwischen 25 und 80 V) nötig, die in externen Endstufen durch zusätzliche Netzteile erzeugt (transformiert) werden. Die kosten natürlich auch mehr. Diese Netzteile in den Verstärkern bestimmen auch maßgeblich die Qualität (Stabilität, Sauberkeit) der Endstufe. Hier handelt es sich hier ausnahmslos um primäre Schalternetzteile.

3. Wie viel Leistung braucht man?

Leistung ist nicht alles. Da das menschliche Gehör logarithmisch arbeitet, wird für die doppelte Lautstärke (+10 dB) nun mal die 10-fache(!) Leistung benötigt. Oft werden aber größere Endstufen zur Klangverbesserung bei kleineren Lautstärken eingesetzt, da bei stärkeren Netzteilen geringere Spannungsschwankungen auftreten.
Aber natürlich gilt "Viel hilft viel": Um große Lautstärken zu erreichen, benötigt man nun mal auch hohe Leistungen.
Der Einfluss der Leistung wird aber oft überschätzt, dazu ein Beispiel: Ein 38 cm Subwoofer mit einem hohen Wirkungsgrad mit einem Kennschalldruck von 94 dB (1 W, 1m) an einer 100 W-Endstufe ist lauter (114 dB SPL) als einer mit 84 dB an einer 800-W-Endstufe (113 dB SPL). Um dadurch von vornherein Missverständnisse auszuschließen, ist eine Schalldruckberechnung in meinem Programm BassCADe enthalten. Aber 1 dB ist als Lautstärkeunterschied quasi unhörbar.
Bei Lautsprechern gibt man den Kennschalldruck und die Maximalleistung an: Der Kennschalldruck gibt den Schalldruck z.B. 90 dB SPL bei 1 Watt in 1 Meter Entfernung an. Durch zusätzliche Leistung steigert sich nun der Schalldruck: z.B. bei 10 W auf 100 dB SPL und bei 100 W auf 110 dB SPL. Da aber auch die Belastbarkeit durch die Wärmeentwicklung in den Schwingspulen ihre Grenzen haben, erhöht man den Schalldruck weiter durch die Anzahl der Lautsprecher, da mehr Chassis eine höhere Belastbarkeit haben, und sich Membranfläche und linearer Hub nicht beliebig steigern lassen, ohne andere Verschlechterungen zuzulassen. Es erhöht sich auch die Temperatur der Schwingspule, so dass der Widerstand ansteigt und sich damit die abgegebene Leistung nicht weiter erhöhen lässt.

Rechen-Regeln:
Das Dezibel ist das 10-fache eines (dekadisch) logarithmierten Leistungsverhältnisses: =10*lg(P2/P1)
oder das 20-fache des Spannungs- (=20*lg(U2/U1)) oder Stromverhältnisses (=20*lg(I2/I1)).

Quelle: Fellbaum, Klaus: Elektronische Sprachsignalverarbeitung

4. Warum so dicke Kabel und welche Kabelquerschnitte werden im Auto benötigt?

Da im Auto im Gegensatz zum Home-HiFi geringere Spannungen (12 ... 14V statt 230 V) herrschen, aber man ebenfalls große Leistungen haben will, sind Ströme um ein Vielfaches (ca. 20-fach) höher. Damit am Leitungsende noch genug Spannung ankommt und die Kabel nicht brennen sind große Leitungsquerschnitte erforderlich. Denn es gilt U=I*R, das heißt, dass durch den 20-fach höheren Strom auch die 20-fache Spannung über das gleiche Stück Kabel abfällt. So braucht man sich nicht wundern, dass solche daumendicken Kabel im Auto verlegt werden, es fließen bei großen Endstufen Ströme, mit denen man auch schweißen könnte.
Die maximale elektrische Spannung des Kabels hängen hingegen hauptsächlich von der Isolierung ab.

dazu folgende Tabelle (auszugsweise DIN 57100 Teil 523/430) Das sind alles die Maximalwerte (Dauerströme) der Kupfer-Leitung, die nicht überschritten werden dürfen.
Die Nennströme der Sicherungen müssen jedoch geringer gewählt werden. (Angenommen wird Kabel Gruppe 2 für bewegliche Leitungen.)

P = U*I  = R*I*I = U*U/R

P Leistung in Watt (W)
U Spannung in Volt (V)
I elektrischer Strom im Ampere (A)

Bei der Auswahl des Stromversorgungskabels werden alle Ausgangsleistungen addiert, dann mit 1,5 multipliziert, um die Verluste einzubeziehen Angenommener Wirkungsgrad etwa 0,7 (praktisch liegt er zwischen ca. 50...78 %) bei AB-Endstufen. Dieser Typ ist der am meisten benutzte im Home- und Car-HiFi-Bereich. (Mehr dazu unter FAQ 6)

Zur Sicherung Siehe FAQ 10

Da jedoch der Maximalpegel nicht ständig den maximalen Strom fließen lässt, liegt der Dauerstrom etwas darunter, auch weil Elkos die Endstufe puffern.
Je nach Aussteuerung kann der Wirkungsgrad auch bei AB-Endstufen stark abfallen. Wenn man auf der sicheren Seite liegen will, nimmt man deshalb etwa die doppelte Ausgangsleistung (Sinus) als Nennleistung an.

Beispiel:
Verwendet wird eine Endstufe mit 4x120 W an je 4 Ohm. Daran werden auch 4 Lautsprecher mit dieser Impedanz angeschlossen.
Ausgangsleistung   => 4 * 120 W = 480 W (gesamt)
Leistungsaufnahme   => 2 * 480 W = 960 W (angenommen 50 % Wirkungsgrad)
Strom  => 960 W / 13,5 V = 71 A
in Tabelle schauen
=> mind. 16 mm², besser 25 mm², denn viel hilft viel, bei niedrigeren Leistungen lieber größere Querschnitte wählen, um Verluste der Kabel zu minimieren. Bei hohen Leistungen ist eine Verkürzung der Kabel sinnvoll, was durch eine intelligente Verlegung oder Ergänzung einer 2. Autobatterie im Kofferraum möglich ist.
denn:
angenommen U=13,5 V
Widerstand der Leitung: R = roh * Länge[m]/Querschnitt[ mm²]
roh (spez. el. Widerst.) ist abhängig vom Material: roh = 0,0161 (Silber); 0,0170...,0178 (Kupfer); 0,023 (Gold); 0,030(Alu); 0,11 (Zinn); 0,13 (Eisen)
Beispiel: R1 (Cu, 4 m,10 mm²) = 6,8 mOhm
Angenommen wird, dass 2 Kabel mit diesem Querschnitt (+ und -) nach hinten geführt werden, ohne zusätzliche Erdung der Endstufe an der Karosserie, das heißt R=13,6 mOhm.
Spannungsabfall U=R*I
Bei 60A Dauerstrom fallen bei 10 mm² ca. 0,816 V (!) ab, d.h. es kommen nur etwa 93,96 % der Spannung (12,68 V) am Ende an! Bei Verwendung von 25 mm²-Kabel (R= 5,44 mOhm) fallen "nur" 326 mV ab, es kommen 97,58 % (13,17 V), also etwa ein halbes Volt mehr an! Und dadurch wird entsprechende Leistung in Form von Wärme vom Kabel abgegeben, beim oben verwendeten 10 mm²-Kabel etwa 50 W, beim 25 mm²-Querschnitt immerhin noch ca. 20 W!

Wieso diese Rechnung? Diese Spannungsschwankungen an der Endstufen wirken u.a. klangverschlechternd und sorgen für Störungen.

5. Lässt sich die Stromversorgung noch verbessern? / Wozu Elkos?

Bei der Stromversorgung von der Batterie hilft nur eins: Querschnitt. Da der Bleiakku meist vorn und die Endstufen hinten sind, werden hier mehrere Meter Kabel benötigt. 25 mm² sind da sicherlich hilfreich. Auch hilft ein großer Blei-Akku (66 oder 80 Ah oder mehr) des Fahrzeugs, um Spannungsschwankungen (kleinerer Innenwiderstand) zu verringern. Obwohl einige Auto-Hersteller davon abraten, größere Batterien zu verwenden, gibt es nur wenig Gründe, die normale nicht durch eine mit höherer Kapazität zu ersetzen. Allerdings muss bei Fahrzeugen mit Batterie-Managementsystem aufpassen. Aufpassen muss man auch bezüglich des Maximalstromes, hier sollte man den Originalwert nicht allzu weit überschreiten.
Bei einigen Modellen (VW, Opel) soll es aber Probleme mit der Lichtmaschine geben, da diese meist in kleineren Motorisierungen unterdimensioniert sind. Also lieber zu Beginn schon die größeren Motoren kaufen, wenn man das eh nicht schon getan hat. ;)
Daran denken, man braucht dann die doppelte Wegstrecke, um mit der Lichtmaschine den Blei-Akku wieder voll aufzuladen, was im Winter oft lange (Licht, Scheibenheizung) dauert und bei Kurzstrecken-Fahrten unmöglich ist. Blei-Akkus haben bei niedrigen Temperaturen (unter -10 °C) oft weniger als ein Drittel ihrer Norm-Kapazität.

Bei Verwendung von Elkos (Elektrolyt-Kondensatoren) werden die Strom-Spitzen (Spannungsabfall über das Kabel bzw. durch den Innenwiderstand der Batterie) von diesen Kondensatoren abgefangen, so dass es geringere Spannungsschwankungen gibt. Geringere Spannungsschwankungen bewirken bessere Impulsivität und Präzision. Da Batterien (Blei-Akkus) mit den langen Kabeln größere Innenwiderstände als Elkos besitzen, sind sie kein Gimmick, sondern sinnvoll. Das Klangbild wirkt insgesamt besser, homogener. Der Hochtonbereich klingt so auch wesentlich transparenter und der Bass ist präziser.
Ein 1 F Elko hält bei 13,5 V und 60 A (!) und plötzlich abgeschalteter Stromversorgung nach einer Zeit von 0,1 s (4 Perioden bei 40 Hz) noch eine Spannung von mehr als 7 V.
"Viel hilft viel!" Warum? Da sich Kondensatoren bei Widerstandslasten in Form einer e-Funktion entladen (im Gegensatz zu Akkus), halbiert sich mit doppelter Kapazität auch die Spannungsdifferenz bei gleichem Strom.
Deshalb kann man auch nicht berechnen, welche Kapazität hier im Fahrzeug ausreicht, sondern nur schätzen.

Je näher der Anschluss der Elkos an den Verstärker, desto besser. Deshalb haben sich zusätzliche Elkos in den Endstufen an der höheren Spannung besonders bewährt, leider sind die Kapazitäten dort etwas geringer, denn die Kondensatoren müssen den dortigen hohen Spannungen standhalten, dafür sind die Ströme geringer. Je näher sie an der Endstufe sind, desto kleiner ist ihr Innenwiderstand und die Induktivität des Kabels, d.h. desto "schneller" können sie die Spannung nachliefern. Außerdem können sie trotz geringerer Kapazität durch die hohe Spannung größere Energien speichern.
Externe Elkos müssen also sehr nah an der Endstufe angebracht werden. Damit sie gut funktionieren, sind weniger als 10cm (4 inch) Kabel mit ausreichend Querschnitt (z.B. 10...16 mm²) bis zur Endstufe nötig.
Elkos mit Elektronik haben zwar Vorteil bei der Handhabung, besitzen aber meist einen etwas größeren Innenwiderstand als gute, einfache Exemplare. Der Innenwiderstand (ESR) ist aber allein nur bedingt aussagekräftig, denn auf die gesamte Impedanz kommt es an.

Beim Anschluss der Elkos ohne Ladeelektronik würde zu Beginn (Aufladen) ein sehr großer Strom fließen, deshalb muss der Elko langsam aufgeladen werden, ein Widerstand (10 ... 33 Ohm mit mind. 1 Watt) in Reihe zur Strombegrenzung und nach 50 ...180 Sekunden (bei 1 F) ist der Elko voll genug, um den Widerstand wegzulassen, also diesen zu überbrücken und den Elko dann direkt an die Betriebsspannung zu hängen.
Die Aufladespannung am Elko entspricht folgender Kurve: U(t) = Umax * (1 - e^(-t/(R*C))
R*C=tau (Zeitkonstante in s mit R in Ohm und C in Farad)

Für die Entladung (z.B. beim Ausbau) wird der gleiche Widerstand R parallel zum Elko geschaltet, um ihn zu entladen, nachdem man den Elko vom Netz getrennt hat.

Die Entladespannung am Elko mit einem Widerstand entspricht folgender Kurve: U(t) = U0*(e^(-t/(R*C))

1 Tau entspricht ca. 37 % beim Entladen (bzw. 100 % - x = 63 % beim Aufladen, das ist immer symmetrisch)
3 Tau enstprechen 5 % beim Entladen,
4,6 Tau entsprechen 1 %beim Entladen,
6,9 Tau entsprechen 0,1 %beim Entladen.

Üblicherweise nimmt man 5 Tau als quasi voll aufgeladen oder voll entladen an.

Die Entladespannung am Elko mit einem konstanten Strom i ergibt sich zu U(t) = U0 - i*t  (U in Volt, i in Ampere, Zeit in Sekunden)

6. Was ist Class-T oder welche Endstufentypen gibt es?

Endstufen sorgen dafür, dass die entsprechende Wechselspannung (Töne) mit hoher Spannung (meist 10-60V) zur Verfügung stehen, auch wenn eine Last von wenigen Ohm daran hängt und so große Ströme fließen. Gesteuert werden diese über Transistoren. Während früher hauptsächlich bipolare Typen zum Einsatz kamen, werden seit geraumer Zeit immer mehr Feldeffekt-Typen (z.B. MOSFET) eingesetzt. Diese besitzen zahlreiche Vorteile.
Da Transistoren keine ideale, lineare Kennlinie besitzen, hängt die Wiedergabequalität auch von der Dimensionierung ab.
Die Class (Klasse) gibt an, in welchem Arbeitspunkt man die Endtransistoren betreibt. Jeder hat seine Vor- und Nachteile:
Bei Class-A-Betrieb liegt er genau in der Mitte der Betriebspannung, was eine hervorragende Linearität, aber eben den sehr schlechten Wirkungsgrad (nur wenige Prozent) bedeutet. Große Leistungen (>100 W) sind damit kaum erreichbar, da sich die dabei entstehende Wärme nur noch schwer über Kühlkörper abführen lässt. Eine solche Endstufe ist zig-mal mehr Heizung als NF-Verstärker. Die Stromaufnahme hängt hier nicht von der Aussteuerung ab, es fließt immer der gleiche Strom durch die Endtöpfe. Endstufen nach Class-A werden nur in Vorstufen und bei einigen, wenigen Home-HiFi-Amps benutzt.
Class B lassen sich sehr hoch aussteuern und haben einen hohen (maximal knapp 80 %) Wirkungsgrad, jedoch gibt es starke Nichtlinearitäten bei Nulldurchgängen und Kleinsignalen. Das erhöht unter anderem den Klirrfaktor deutlich. In Billig-Nachrüstendstufen für Autos oder alte TV-Lautsprecher-Ansteuerung wurden sie schon verwendet.
Der übliche Kompromiss sind so genannte AB-Endstufen, deren Arbeitspunkt "dazwischen" liegt und diese Verzerrungen reduziert. Eine AB-Endstufe hat bei ca. 2/3 der Vollaussteuerung die maximale Leistungsaufnahme. Wieso das? Ist der Transistor voll offen, fließt zwar der maximale Strom, es fällt aber nur eine geringe Spannung über ihn ab, also im Übergangsbereich (weit, aber nicht voll offen bei großem Strom) ist die Verlustleistung am größten. Der maximale, theoretische Wirkungsgrad liegt wie bei Class-B bei 78,5%.
Bei Class C liegt der Arbeitspunkt noch höher, so ist er für analoge NF-Anwendungen nicht sinnvoll, solche Endstufentypen werden üblicherweise nur im HF-Bereich eingesetzt.
Class D erlaubt eine quasi digitale (entweder voll auf oder voll zu) Ansteuerung, das heißt, die Signale werden moduliert und anschließend geglättet, also am Ende die hohe Schaltfrequenz (HF) herausgefiltert, PWM- oder PFM-Prinzip also. (Pulsbreiten- oder Pulsfrequenz-Modulation) Die Schaltfrequenz liegt bei mind. dem 10-fachen, typischerweise bis etwa dem 30-fachen der oberen Grenzfrequenz. (also 200...600 kHz)  Leider besitzen diese Endstufen oft eine etwas schlechtere Klangqualität. Class-D werden deshalb nur bei extrem großen Ausgangsleistungen im Car-HiFi-Bereich für den Bass verwendet. Ein Problem ist zum Beispiel dabei das am Ausgang liegende passive Filter (LC-Tiefpass), das die Schaltfrequenz filtern muss, dieses erhöht aber auch wieder den Innenwiderstand. (durch die in Reihe liegende Spule) Durch den höheren Wirkungsgrad finden sie seit vielen Jahren immer breitere Verwendung, auch im HiFi- und PA-Bereich.
Auch so genannte Class-T-Endstufen (T steht für den damaligen Hersteller Tripath) haben ebenfalls diesen hohen Wirkungsgrad einer Class-D, bieten jedoch durch zusätzliche digitale Regelung und Überrechnung (DSP) eine wesentlich bessere Klangqualität, die etwa auf A/B-Niveau liegt. Sie sind klanglich den originalen Class-D überlegen, sind aber (meine Meinung) ebenfalls nur für den Bassbereich zu empfehlen.
Im Car-HiFi werden solche speziell-gesteuerten Amps oft auch als Class X bezeichnet. (Hier werden auch andere Chips zum überrechnen verwendet...)
Da die so genannten Digital-Endstufen (Class-D, Class-X und Class-T) einen hohen Wirkungsgrad von etwa 80...95% haben, liefern sie also bei gleicher Wärmeabgabe (und so annähernd gleicher Gehäusegröße) etwa 50...80% mehr Ausgangsleistung.
Class-G-Endstufen arbeiten nach dem class-AB-Prinzip, haben aber zwei Betriebsspannungen, und je nach Aussteuerung wird die mit der geringeren Verlustleistung verwendet.
Neu im Auto-Bereich ist Class-H. Das Konzept stammt aus dem PA-Bereich. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Endstufe, die mehrere Anzapfungen und so mehrere Betriebsspannungen hat, so dass der Wirkungsgrad hier höher als bei reinen Class-AB-Amps ist, trotz analoger Ansteuerung. In Autoradios ist es teilweise auch ein integrierter Endstufen-IC verbaut, der bei niedrigen Spannungen (Bordnetz) die Leistung normal nach Class-AB produziert. Erreicht die Ausgangsspannung die Betriebsspannung, kann man ja normalerweise nicht höher aussteuern, es beginnt das Clipping. Bei diesen Endstufenschaltkreisen ist jedoch eine Ladungspumpe (charge pump) integriert, die eine höhere Spannung (rein theoretisch fast doppelt so hoch) in einem Elko speichert und diesen zyklisch auflädt. So ist in der Praxis etwa die doppelte Leistung (Spannung ca. 40...50 % über Ub) möglich. Im Brückenbetrieb wird das ganze wie gewohnt doppelt aufgebaut und das Signal des einen Endstufenteils in der Phase gedreht. So sind auch bei 13,5 V Bordnetz im Auto an 4 Ohm etwa 50...80 W pro Kanal erreichbar. Die Hauptvorteile sind die preiswertere und kleinere Bauform gegenüber "richtigen" Netzteilen. Die Verlustleistung ist dann aber trotzdem entsprechend hoch.
Nachteilig ist die geringere Dauerleistung und der höhere Klirrfaktor bei der Ladungspumpenversion, da die gespeicherte Spannung nur für kurze Zeit verfügbar ist.

Zum Dämpfungsfaktor siehe Frage 14.
 

7. Widerstand / Impedanz?

Erst mal prinzipiell:
Der elektrische Widerstand gibt an, welchen Widerstand dem Strom entgegengestellt wird, also wie groß der Spannungsabfall über diesen Widerstand bei einem bestimmten Strom ist. Eine Spannungsquelle, etwas anderes ist eine Endstufe auch nicht, stellt eine Spannung zur Verfügung, je kleiner der Widerstand der daran angeschlossen wird, desto größer der Strom (I=U/R), das Produkt aus Strom und Spannung ergibt dann die Leistung (P=U*I). Eine Besonderheit stellt der Widerstand von Spulen und Kondensatoren an Wechselspannungen dar, da er Phasenverschiebungen verursacht. Also fließt der maximale Strom quasi zu einer anderen Zeit als beim Spannungsspitzenwert bei Wechselspannungen. Dieser Widerstand und die Phasenverschiebung ist zudem auch frequenzabhängig. Bei Kondensatoren wird der Widerstand mit höherer Frequenz kleiner, bei Spulen höher.

XC = 1 / (2*pi*f*C) (*-j) (negativ imaginär komplex)
XL = 2*pi*f*L (*j) (positiv imaginär komplex)

Z = R + X*j = r exp (j*phi)
Das j (mathematisch eigentlich i) kennzeichnet den komplex-imaginäre Anteil des Widerstandes, da er sich nicht phasengleich verhält.
r = IZI=sqrt(R*R+X*X) ist der Betrag von Z, phi =arctan(X/R) der Phasenwinkel

Jedes Lautsprecherchassis oder -System hat einen Nennimpedanz (auch Nennscheinwiderstand Z), sie liegt bei Auto-Lautsprechern (fast) immer bei gerundeten 4 Ohm. Der "richtige" Widerstand ist abhängig von der Frequenz und ist üblicherweise bei Gleichspannung (0 Hz) am geringsten, dort (Gleichstromwiderstand Re) beträgt er etwa 80 % von Z.
 

So ungefähr ändert sich der Wechselspannungswiderstand des Lautsprecher abhängig von der Frequenz. Bei diesem angenommenen 4-Ohm-Chassis liegt der Gleichstromwiderstand Re bei 3,1 Ohm, Bei der Freiluftresonanz fs (hier 30 Hz) steigt der Widerstand auf sein 1. Maximum (26 Ohm), bei diesem Verlauf (abhängig von Höhe und Breite des Anstiegs) ergibt eine Gesamtgüte Qts von etwa 0,400. Der Anstieg zu den höheren Frequenzen resultiert aus der Schwingspulen-Induktivität (ca. 3 mH). Die Einbaugüte Qtc und die -Resonanzfrequenz fc steigen beim Einbau in ein geschlossenes Gehäuse dann an.

Unten ist die Anschlussweise für die Reihen- und Parallelschaltung zu sehen. Bei zwei parallel geschalteten 4 Ohm Lautsprechern beträgt die Gesamtimpedanz dann 2 Ohm, wurden sie in Reihe geschaltet, beträgt sie insgesamt 8 Ohm.
Bei 4 gleichen Systemen mit jeweils 4 Ohm schaltet man jeweils 2 Chassis parallel (deshalb 2x2 Ohm) und diese beiden dann in Reihe (oder andersherum), erreicht man bei 4 Systemen dann wieder eine Gesamtimpedanz von 4 Ohm.

Um klanglich keine Probleme zu bekommen, sollten nur absolut gleiche Lautsprecher zusammen geschaltet werden. Bei Reihenschaltung ist das Pflicht.

Auf die Impedanz muss geachtet werden, da die der Lautsprecher nicht unter die fallen darf, die als Minimum vom Verstärker (Endstufe) gefordert wird. Im Car-HiFi-Bereich sind Endstufen meist 2-Ohm-stabil, also können alle Lautsprecher mit 2 Ohm oder mehr angeschlossen werden. Im Home-Hifi gilt allgemein 4 oder 8 Ohm als Minimum. Bei kleineren Werten wird es kritisch, wenn mehr als Teil-Last "gefahren" (größere Lautstärken) wird. Dadurch wird der Strom durch die Endstufentransistoren zu groß, so dass die dabei schnell zerstört werden können, wenn keine Schutzschaltungen gegen Überstrom und Übertemperatur vorhanden sind.

Größere Impedanzen schaden nicht, im Gegenteil, die Endstufe wird nicht so stark belastet, was Spannungsschwankungen des Netzteils geringer hält. Je größer jedoch dieser Scheinwiderstand, desto kleiner wird aber die abgegebene Leistung! -> Hat ein Verstärker eine Sinusleistung von 100 W an 4 Ohm, könnte er theoretisch nur noch die Hälfte an einen 8 Ohm-Lautsprecher abgeben, praktisch liegt die Ausgangsleistung durch das entlastete Netzteil und kleinere Verluste meist bei etwa 60...70 W. Bei digitalen Verstärkern (class-D) gibt es auch eine maximale Impedanz, da das passive Tiefpassfilter nur für einen kleinen Bereich optimiert werden kann.
Auch 4- und 1-Ohm-stabile Endstufen existieren, also auf die Kennzeichnung achten! Besonders Autoradio-Endstufen sind im allgemeinen nur 4-Ohm-stabil!
Eine Besonderheit gibt es beim Brücken von Endstufen zu beachten: Dieses "In-Reihe-Schalten" der Endstufenausgänge ermöglicht das Verdoppeln der Ausgangsspannung, was bei gleicher Lautsprecherimpedanz eine Leistungs-Vervierfachung bewirkt. Da u.a. durch den höheren Strom auch die Verluste steigen, erhöht sich durch die Leistung nun bei der stärkeren Belastung (halbe Impedanz pro Kanal) meist aber immer noch auf 200 ... 300%. In der Praxis heißt das, dass auch an eine gebrückte 2-Ohm-stabile Stereo-Endstufe nur ein Lautsprecher mit mind. 4 Ohm angeschlossen werden darf, da sonst der Strom zu groß wird. Das ist auch bei Trimode-Betrieb zu beachten, wenn jeweils zwei 4-Ohm-Systeme und ein Subwoofer an einer Stereo-Endstufe betrieben werden sollen. Ohne Frequenzweiche (z.B. bei Bandpass-Gehäuse) muss an einer 2x2-Ohm-Endstufe, an der an jedem Kanal ein 4-Ohm-System hängt, ein Subwoofer eine Impedanz von mind. 8 Ohm haben!

Weiteres Brücken, also in-Reihe-Schalten weiterer Endstufenkanäle, z.B. bei einer 1-Ohm-stabilen 4-Kanal-Endstufe, funktioniert in der Regel (99% aller Endstufen) nicht! Grund dafür sind die gleichen Potenziale der Stromversorgung beim Netzteil.
Das gilt auch für Autoradioenstufen, sind diese (High-Power) bereits gebrückt, ist weiteres Brücken nicht möglich, da man durch das 12-V-Bordnetz die Ausgangsspannung nicht weiter erhöhen kann.

Weiterhin: Jeder Lautsprecher hat einen "Plus- und einen Minuspol". Manchmal ist nur ein farbiger Punkt vorhanden, das ist der +. Auf diese Kennzeichnung muss geachtet werden, da die Lautsprechermembran nur nach vorn schwingt, wenn eine positive Spannung am + anliegt. Eine Schalldruckerhöhung findet nur statt, wenn alle Membranen phasenrichtig (zum gleichen Zeitpunkt mit der gleichen Auslenkung) schwingen. So ist die Polarität bei Parallel- und Serienschaltung, wie im Bild oben dargestellt, unbedingt zu beachten. Sonst verringert sich bei entsprechend großer Wellenlänge der Schalldruck sogar, da sich die Schallwellen auslöschen.
An Weichen kann trotzdem eine Verpolung beim Hoch- oder Mitteltöner, b.z.w. dem Subwoofer richtig sein, da Frequenzweichen die Phase verschieben, es also in der Summe zu Auslöschungen kommen kann. 180° Phasenverschiebung entsprechen einer Verpolung.
Fehlt die Kennzeichnung: Mit einer 1,5V-Batterie testen. Diese direkt mehrfach kurz (nur 1...2 Sekunden) an die Lautsprecheranschlüsse halten. Bewegt sich die Membran beim Anlegen nach vorn, entspricht der Pluspol der Batterie dem Plus des Lautsprechers. Allerdings sollte man diese Methode nur zum Testen von Tief- und Mitteltönern verwenden, da Hochtöner dabei schnell zerstört werden können.
 

8. Wie werde ich Störungen los?

Davon bleibt im Car-HiFi-Bereich kaum einer verschont: Brummen, Rauschen, Knacksen, Surren, das alles ist möglich, aber unerwünscht! Am häufigsten ist mir dabei das drehzahlabhängige Surren bei leisen Lautstärken begegnet.
Leider haben Störungen manchmal mehrere Ursachen.
Es entsteht durch die Zündanlage des Motors und/oder durch eine unsaubere Spannungsversorgung der Lichtmaschine. Aber auch alle anderen Verbraucher und elektrischen Teile können Störungen verursachen.
Über mehrere Wege kann es sich ins Tonsignal einschleichen:

1. Aufgrund der Differenzspannungen in der Fahrzeugmasse (Masseschleifenprobleme) (90% aller Fälle)
2. Einstreuung der Fahrzeugmasse auf das Cinch-Kabel (kapazitive, induktive Kopplung)
3. Direkt über die Stromversorgung (Zündung) Das Bordnetz ist sehr unsauber!
   
4. Seltener gibt es Elektromagnetische Leitungs- und Strahlungskopplung.

Man erkennt Ursache Nr. 3 leicht daran, dass die Endstufe auch ohne Cinch-Anschluss die Störungen bei laufenden Motor von sich gibt. Zur Beseitigung hier hilft dann meist nur ein Filter (mit Unterstützung weiterer Elkos) in der Stromversorgung oder eine bessere Endstufe.

Will jemand so ein Teil selber bauen: Ein solcher Filter ist ein Tiefpass, also eine Spule in Reihe und dahinter Kondensatoren gegen Masse. Für die Spule gilt: je größer, desto besser. Größere Werte zu erzeugen ist aber schwierig und meist nicht praktikabel, da der Widerstand der Stromversorgung ansteigt. Hier ist ein ausreichend großer Drahtdurchmesser notwendig. Siehe dazu in die Tabelle unter FAQ#4. In allgemeinen macht man das nur bei Radios und nicht bei Endstufen, da die durch ihr eigenes Netzteil die Spannung sowieso sieben sollten.

Weiterhin sind große Pegel auf dem Cinch-Kabel von Vorteil, da sich so direkt das Signal-Geräusch-Verhältnis erhöht, üblich sind dafür schon Ausgangsspannungen vom Autoradio von z.B. 4V, die Endstufe muss damit aber umgehen können.

Weiterhin hilft auch (ab und zu je nach Auto) eine zusätzliche Entstörung der Zündanlage (abgeschirmte Zündstecker und Leitungen). Eine kurze Entfernung zwischen Endstufe und Radio ist weiterhin äußerst nützlich, weshalb bei problematischen Autos eine kleinere Endstufe in Radionähe den großen Boliden im Kofferraum manchmal vorzuziehen ist.

Was sonst immer hilft: Symmetrische Verkabelung mit getrennter Masse, oder mindestens verdrillte, niederohmige Signalleitungen. Warum man die symmetrische Verkabelung (im PA- und Studio-Bereich Standard) nicht generell im Auto für Audio benutzt, ist mir schleierhaft. Weiterhin wäre auch die Übermittlung per (potentialfreien) Lichtwellenleiter eine ideale Möglichkeit, Störungen so zu verhindern. Allerdings arbeiten LWL nur bei digitalem Signal quasi ideal.
Hilft das alles nicht, muss man zwei (soundtechnisch nicht ideale) Trenntrafos oder ein Optokoppler-basierendes Trennsystem einsetzen.

Bei einer älteren Pioneer-Endstufe half mir bei einem Einbau nur eine Modifikation der Eingangsstufen mit einer Reduzierung des Eingangswiderstandes, um die Störungen wirklich stark abzuschwächen.
Dazu noch einige Bemerkungen: Je höher der Eingangswiderstand, desto stärker können Störungen einfallen. Bei richtig hochohmigen Leitungen (Megaohm-Bereich) kann man quasi "auf den blanken Draht sprechen und Radio hören". Durch Verringern der Impedanz werden die Störungen reduziert, so dass bei extrem niederohmigen (wenige Ohm) überhaupt keine Abschirmung mehr notwendig wäre, wie es bei Lautsprecherleitungen der Fall ist. Doch leider steigen dadurch die Ströme an, denn die vorige Ausgangsstufe muss diese nachfolgende versorgen. Ist sie selbst nicht genügend niederohmig (Innenwiderstand), gibt es Pegelverluste. Auch steigen die Größen der Koppelkondensatoren dadurch proportional an, so dass bei den nur wenigen Ohm-Bereich große Elkos (z.B.220 uF bei 100 Ohm) nötig sind.

9. Wozu ein Subwoofer?

Diese sollen die ganz tiefen Frequenzen wiedergeben, die die kleinen Frontsysteme nicht, nicht tief genug, nur schwach oder nur mit zu kleinem Pegel bringen. Im allgemeinen sind das Frequenzen unter 100 Hz, weshalb eine (meist aktive) Frequenzweiche dem Woofer mit einem Tiefpass zu größeren Frequenzen hin stark im Pegel reduziert.
Um den Klang des Frontsystems zu verbessern, benutzt man meist noch einen aktiven Hochpass, die die tiefen, leistungsraubenden Töne fern halten.
Subwoofer nutzen die Schwäche des menschlichen Ohres, dass man Frequenzen unter 200 Hz wegen der großen Wellenlängen räumlich nicht orten kann. Die obere Grenzfrequenz des Subwoofers sollte aber trotzdem immer unter 120 Hz liegen, da normale Filter nicht ideal sind und auch im Frequenzbereich über der Trennfrequenz noch Anteile durchlassen.

Um tiefe Frequenzen mit gleichem Pegel zu erzeugen, braucht man größere Membranflächen und leider auch wesentlich mehr Leistung!

Sinn und Zweck (?): Wenn ich manche Bass-Orgien erlebe, muss auch ich den Kopf schütteln, denn Pegel von über 130 phon außerhalb des Autos braucht man für "guten Klang" sicher nicht. So etwas gehört nur in Show-Cars.

Arten:

• Gehäusesubwoofer : Im allgemeinen ist das die klanglich beste Lösung. Eine zusätzliche Kiste oder Rolle wurde mit der Bauform und dem Volumen genau auf den Einzellautsprecher abgestimmt. Oft verwendet man Bandpässe, besser sind jedoch meist Bassreflexgehäuse oder geschlossene Boxen. Aber das Prinzip allein sagt nichts über die Eigenschaften aus, da man jedes individuell abstimmen kann. Tipps dazu auf meiner Lautsprecher-Seite. Geschlossenen Kisten sind meist, richtige Abstimmung vorausgesetzt, den anderen in Sachen Präzision überlegen, reichen dafür aber nicht so tief hinab in den "Frequenzkeller", wie z.B. Bassreflexboxen. Industrielle Bandpässe werden oft unpräzise abgestimmt, um kleine Volumen zu ermöglichen: Physikalische Faustregel: Je größer der Wirkungsgrad (Schalldruck/SPL) und je tiefer es gehen soll (ausschlaggebend ist hauptsächlich die Freiluftresonanzfrequenz fs) desto mehr Volumen ist bei präziser Abstimmung nötig.
• Free-Air-Betrieb : Free-Air-Betrieb bedeutet, dass der Lautsprecher durch seine hohe Gesamtgüte (Qts über 0,5, oft sogar >0,6) für geschlossene Gehäuse mit sehr großen Volumen gedacht ist. Deshalb benutzt man kein zusätzliches Volumen, sondern verwendet das des Kofferraums, was im allgemeinen ja größer als 300...1000 Liter ist. Free-Air-Chassis sind klanglich meistens nicht optimal und stören meiner Meinung nach auch den Innenraum. Die Wahrscheinlichkeit ist auch geringer, dass das Auto aufgebrochen wird, wenn der Innenraum einfach, naja sagen wir mal "biederer" aussieht. Wenn man die Ablage hinten und auch das Doorboard mit Akustikbespannstoff bezieht, sieht man (fast) gar nichts, was das Risiko wieder reduziert, obwohl die Anlage gut klingen kann. Wenn man sich die Güten (Qts-Werte) der Lautsprecher ansieht, die als Free-Air verkauft werden: Teilweise Werte über 1,0! Das kann nicht gut klingen, nur dröhnen! Fragen zu diesen Parametern? Tipps dazu auf meiner Lautsprecher-Seite. Das Free-Air-Prinzip erlaubt aber die Möglichkeit, den großen Kofferraum nicht zu verlieren, wenn man etwas transportieren möchte, und trotzdem tiefe Bässe zu erzeugen. Vorausgesetzt jedoch, man verwendet das richtige Chassis zum passendem Kofferraum. Abhängig vom Volumen des Kofferraums (so auch Gepäck-Größe) verändert sich der Tiefgang und die Präzision. Der Qts von Free-Air-Chassis sollte zwischen 0,5 und 0,6 liegen. Leider bieten solche präzisen Free-Airs oft nur wenig Druck im Tiefstbassbereich unter 50Hz.
  
Wenn man nicht zu viel herumsägen will, sind Free-Airs nur bei Kombis, Fließhecks oder Kompaktwagen eine sinnvolle Möglichkeit. In Limousinen gibt es oft Probleme beim Einbau. Aufpassen muss man trotzdem bei der Ablage, damit sich die Lautsprecherchassis nicht zum Geschoss entwickeln, falls es zum Unfall kommt.
• Reserveradmulde : Eine andere Möglichkeit der Bassunterstützung ist der Einbau eines Subwoofers in die Reserveradmulde. Allerdings wird es meist bei Chassis mit Durchmesser von mehr als 25 cm problematisch, da das Volumen hinter dem Lautsprecher im Vergleich zum Vas relativ klein ist. Hier sind Chassis mit niedriger Resonanzfrequenz (fs<30 Hz), niedrigem Äquivalentvolumen und einer Güte Qts um 0,4 nötig, diese haben jedoch ein etwas niedrigeren Wirkungsgrad. Auf keinen Fall dürfen Free-Air-Chassis mit höheren Güten (Qts über 0,6), größeren Äquivalentvolumen und (oder) etwas höheren Resonanzfrequenzen (fs=30...40 Hz) verwendet werden, da diese durch das zu kleine Volumen sofort dröhnen und durch die höheren Resonanzfrequenzen keine tiefen Bässe erlauben. Problem hier ist meist die ganze Konstruktion richtig dicht zu kriegen.

• Aktivsubwoofer? : Diese Subs benötigen keine externe Endstufe mehr, sie haben eine mit aktiver Frequenzweiche eingebaut. Sie sind daran zu erkennen, dass sie neben dem Eingang (Cinch oder High-Power LS-Input) einen Plus- und Minus-Anschluss zur Spannungsversorgung 12 V haben.

10. Welches Kabel wofür?

Der Radio-Anschluss:
Autoradios besitzen auf der Rückseite heutzutage Plastik-Steckleisten, deren Belegung sich unterscheiden, auch ein ISO-Standard half hier nur wenig. Ich empfehle aber immer, die Fahrzeug-spezifischen Stecker beizubehalten und Adapter zu kaufen, dann braucht man nicht groß herum probieren... Denn diese funktionieren in 99% aller Fälle.

Anlagenverkabelung:
Direkt von der Batterie gehen die 2 dicken Kabel zur Endstufe, eigentlich reicht auch ein Plus und man nutzt die Fahrzeugkarosserie als Masse, das führt aber eher zu Störungen.
Eingeschalten werden die externen Endstufen über den Remote-Ausgang vom Radio. Hier genügt ein dünnes Steuerkabel, das üblicherweise beim Cinchkabel dabei ist. Das Radio liefert hier +12 V gegenüber Masse, dieser Steuerausgang sollte mit max. 100 mA belastet werden.
Bei mehreren Endstufen empfiehlt sich (je einer für Plus und einer für Masse) ein massiver (nach außen isolierter) Block, um das Kabel auf die Endstufen aufzuteilen. Weitere Sicherungen sind jedoch vor der Endstufe nicht mehr nötig, wenn sie über integrierte Sicherungen verfügen (ist eigentlich Standard).
Beachten:
Kurzzeitig vertragen die Kabel (vor allem bei Raumtemperatur und darunter) jedoch mehr als oben in der Tabelle angegeben.
Aber auch Sicherungen lösen erst bei längerem Überschreiten eines wesentlich höheren Stromes aus. Sie halten je nach Typ und Nennstrom bis zu einer halben Stunde auch das 1,35-fache ihres Nennstromes aus. Selbst wenn das doppelte des Nennstromes fließt, löst die Sicherung erst nach einigen Sekunden (mind. 2 sec. bis hin zu 1 Minute) aus.

Auszug aus DIN 72 581-3 (Kfz-Flachsicherungen zum Stecken bis max. 32 oder 56 V, Form E):

Nennstrom IN (A)	Farbe	1xIN für min 100h	1,35xIN min.60s max.30min.	2xIN min.2s max.1min.	3.5xIN min.0,2s, max.7sec.
20	gelb	20 A	27 A	40 A	70 A
30	hellgrün	30 A	40 A	60 A	105 A
40	orange	40 A	54 A	80 A	140 A
50	rot	50 A	68 A	100 A	175 A
60	hellblau	60 A	80 A	120 A	210 A
70	braun	70 A	95 A	140 A	245 A
80	natur/weiß	80 A	108 A	160 A	280 A

Bei den 20-A-Sicherungen darf max. 125 mV über die Sicherung abfallen, bei allen größeren nur maximal 100 mV.

Und wenn man ein 10-mm²-Kabel nimmt und mal einige Sekunden 150 A oder noch mehr drüber jagt, der wird merken, wie warm das relativ dicke Kabel dabei wird.

Bei allen zusätzlichen Einbauten im Auto müssen trotzdem zum Schutz vor Bränden Sicherungen verwendet werden. Bei Fehlern in den Endstufen sprechen die eingebauten Sicherungen an. Eine zusätzliche Sicherung muss jedoch das Kabel selbst sichern, falls es am Ende einen Kurzschluss gibt oder die Isolierung des Plus sich auf die Karosserie durchscheuern sollte. So sind zusätzlich Gummi-Ummantelungen an gefährliche Stellen um das Kabel vorzusehen. Maximal 30 cm von der Batterie entfernt (Versicherungsforderung) ist deshalb im Pluskabel eine Sicherung nötig, die anspricht und auslöst, bevor das Kabels überlastet wird.

11. Wie verbindet man ein Radio der Firma X mit einem Wechsler der Firma Y?

Das ist eine sehr oft gestellte Frage: Ich rate generell davon ab, die Wechsler-Radio-Kombinationen von unterschiedlichen Herstellern zu verwenden. Obwohl es im Einzelfall klappen kann, können solche Sachen eher Probleme machen b.z.w. funktionieren überhaupt nicht! Und die Adapter sind extrem teuer, über 100,- Euro und nur für wenige Kombinationen überhaupt erhältlich. Auch andere spezielle Adapter ohne Anpassung kosten eine Menge Geld, das man besser in den CD-Wechsler investiert hätte. Auch wenn z.B. der Wechsler wesentlich älter oder jünger als das Radio ist, können sogar trotz gleichem Hersteller Probleme auftreten, das wurde schon vor Jahren bei Blaupunkt-Geräten festgestellt.
Vorher auch bei Werksradios erkundigen, wenn man es unbedingt nutzen will, von welcher Marke (oder sogar welcher genaue Typ) der CD-Wechsler sein muss, oft gibt es nur einige wenige kompatible Typen. Es kann sein, dass man trotz eines von Blaupunkt produzierten Werksradios einen Clarion-Wechsler benötigt. (Bei einer Renault-Reihe war das z.B. mal der Fall.)
So reichen auch meist die bekannte Belegungen der Stecker beider Komponenten nicht, da sich beide Geräte eventuell trotz gleicher physikalischen Schnittstelle durch unterschiedliche Protokolle über die Digitalleitungen einfach nicht "verstehen"!
Zwar kann bei beiden Geräten die DATA-Leitung verbunden werden, und trotzdem werden keine Daten übertragen, da beide Teile ein anderes Protokoll nutzen.

Selbst bei gleichem Protokoll ist es oftmals schwer, den passenden Original-Stecker zu erhalten.

Link für VW-Radios: www.michaelneuhaus.de/golf/golf4radios.htm
(die benötigen i.d.R. Panasonic-Wechsler)

12. Wie teuer muss es sein?

Jeder legt hier selbst seine Grenzen fest. Das total übertriebene zehntausende-Dollar-Projekt ist sicher ebenso weltfremd wie der Versuch mit weniger als 200 EUR eine gut klingende Komplettanlage einzubauen.
Aber Geld allein sagt nichts über den Klang aus: Eine gute Anlage im Detail für komplett weniger als 1000 EUR kann bei entsprechender Komponentenauswahl besser klingen, als eine doppelt oder 4x so teure.
Viele wollen eine "kleine" Anlage im Auto haben, achten jedoch nicht mal beim Kauf des Autos auf die Einbaumaße der Lautsprecher etc. Also, wer später nicht extrem aufwendig umbauen will, sollte sehen, dass z.B. 16er Systeme ab Werk in die Tür passen oder genügend Platz für solche Teile ist. Hauptproblem ist das bei vielen Kleinwagen, aber auch älteren Autos der unteren Mittelklasse.
Dazu sind aber auch elektrische Fensterheber zumindest vorn unbedingt Voraussetzung! Sonst geht die extreme Bastelei los.
Das Minimum vorn sind 13-er, die dann aber aktiv abgetrennt sein müssen, z.B. mit einem Hochpass von 24 dB bei 100 Hz, um den Bass wirkungsvoll von den kleinen Tieftöner fernzuhalten, um auch bei etwas höheren Pegeln, die bei der Fahrt im Auto nun mal auftreten, nicht gleich verzerren oder mit unschönen Höhen die Insassen quälen.
Wer kein Geld hat: Die preiswerteste Möglichkeit für Klang im Auto ist ein gutes(!) Autoradio mit 4 High-Power-Endstufen und 4 Zweiwegesystemen, vorn 16-er, hinten: 16 cm, 20 cm, 6x9", was dort passt, aber möglichst nicht kleiner. Wer will, kann es später mit einem (keinen Schrott kaufen!) Aktivsubwoofer erweitern, dann hat man schon (gute Lautsprecher vorausgesetzt) die kleinste Ausbaustufe einer Car-Audio-Anlage, die sich auch eine solche nennen darf. Da einige Radios einen direkten Sub-out besitzen, kann ein Aktivsubwoofer direkt angeschlossen werden. Leider bieten diese Autoradios für die Frontkanäle (am Radio) meist keinen aktiven Hochpass (80 Hz) an, der die kleineren Frontsysteme und die Radio-Endstufen mit deren geringer Ausgangsleistung (< 20 W) stark entlasten würden.

13. Wie erhöht sich der Schalldruckpegel bei doppelter Chassis-Anzahl?

OK, gängig sind 2 Meinungen +3 dB oder +6 dB.. was ist nun richtig?  ;)

Das Lehrbuch sagt:
Schließt man zwei gleiche Boxen (oder Lautsprecher) anstatt einer an eine Endstufe an, erhöht sich der Schalldruck durch die Leistungsverdoppelung um 3 dB und nicht um 6 dB. Grund dafür: Durch 2 Chassis verdoppelt sich nicht der Schalldruck, was +6 dB bedeuten würde, sondern leider nur die abgestrahlte Schall-Leistung woraus die +3 dB resultieren. Das heißt, es gibt keine einfache Wirkungsgradsteigerung durch das Erhöhen der Boxen-Anzahl. Jede Box ist eine einzelne Schallquelle. Das bedeutet auch, dass man 10(!) gleich laute Schallquellen benötigt, um eine empfundene Lautstärkeverdoppelung (+10d B) zu erreichen. Alle diese Angaben gelten unter Freifeldbedingungen. In der Praxis kommen weitere Abweichungen durch Interferenzen, Reflexionen, unterschiedliche Richtwirkung etc. Wer das nicht glaubt, der schaue in Fachbücher über technische Akustik.
Wichtig: Diese Annahme gilt aber für zwei inkoherente Rauschquellen. Beide Signal weisen also keine Korrelation zueinander auf.

Eigentlich gibt es keine einfache Berechnung, da der Gesamtschalldruck nicht nur von den Einzeldrücken, sondern auch aus Frequenzinformation und deren Phasenverschiebungen zueinander abhängt. Das heißt die Phasenverschiebung jedes Einzelsignals und damit auch die Distanz des Hörers zu jeder Schallquelle und insbesonderen deren Differenzen haben ein Einfluss auf den Gesamtschalldruck.
Geben zwei Lautsprecher das gleiche Signal (also auch mit gleicher Phase) wieder, verdoppelt sich die Strahlerfläche, weshalb zusätzlich zu den 3 dB durch die doppelte Schall-Leistung 3 weitere Dezibel durch die größere Strahlerfläche kommen. Das heißt, zwei parallel geschaltete 8-Ohm-Chassis erzeugen dann bei konstanter Ausgangsspannung 6 dB mehr Schalldruck als ein einzelnes Chassis.
Leider ist aber nicht nur das Signal selbst entscheidend, denn kohärente Signale von beiden Lautsprechern bekommt man nur, wenn der Abstand beider Schallquellen deutlich kleiner als die kürzeste Wellenlänge des Frequenzbereichs und der Abstand zu diesen Schallquellen ähnlich ist. Das funktioniert also in der Realität nur gut im Bassbereich, da dort Wellenlängen zwischen 20 m (<20 Hz) bis etwa 2 m (170 Hz) auftreten. Im Hochtonbereich dürfte es wegen Wellenlängen von nur wenigen Zentimetern (2 cm bei 17 kHz) schwer werden, da hier die Hörposition stark variieren kann. Je höher die abgegebene Frequenz desto stärker ist der Pegel abhängig von der Hörposition.

Wellenlänge Lambda = c / f  (c: Schallgeschwindigkeit in Luft 330..340m/s je nach Temperatur)

Eine Simulation ist in BassCADe vorhanden: (Beispiel 5 m Breite bei kohärenten 1-kHz-Signal)

abhängig von der Hörposition (Entfernung zu jeder Quelle unterschiedlich) sieht der Freqenzverlauf dann ungefähr so aus:

14. Was ist der Dämpfungsfaktor?

• Langsame Entladung einer der Batterien, da beide nie die gleiche Spannung abgeben.
• Ungleichmäßiges Aufladen beider Batterien
  
• War man im Stand etwas übermütig mit dem hören, hält die Anlage zwar insgesamt länger aus, dann aber kann man trotzdem das Fahrzeug nicht mehr starten.
  

18. In meinem Auto ist kein Stecker mehr für das Autoradio, nur einzelne Strippen, Was nun?

Während auch bei alten Radios oft nur ein paar farbige Kabel herauskommen, sind heutzutage Buchsen in Radios und im Auto üblich.
Für die Kabel gilt meist rot +12 V, schwarz (oder auch braun) Masse/Minus, gelb meist zweite +12 V aber auch manchmal Lichtplus-Eingang, blau meist der Ausgang für die Automatik-Antenne. Aber das ist nicht standardisiert, also vorher nachmessen! Eine Lüsterklemme und eine ISO-Buchse sorgen dann für den richtigen Anschluss.

So wird bei losen Kabeln im Auto gemessen: (Multimeter):
1. Zuerst ohne Zündung (aus) an jedem Kabel die Spannung nach einer externen Fahrzeugmasse (Rahmen, Chassis) messen. So erhält man den Dauerplus. (es dürfte nur ein Pin mit ca. +12 V sein.)
2. Nun mit "Zündung Ein" an den restlichen Kabeln wieder die Spannung nach Fahrzeugmasse messen, um an den Schaltplus zu kommen. Sind mehrere Anschlüsse dabei, ist es üblicherweise der mit der höheren Spannung.
3. Mit "Zündung ein" nun das Licht einschalten und wieder die Spannung an jedem der verbliebenen Kabel messen, um evtl. einen Lichtplus zu erhalten. (Er ist bei 95 % der Fahrzeuge vorhanden.)
4. Mit einer Durchgangsprüfung (Ohmmeter) im ausgeschalteten Zustand (ohne Zündung) den Widerstand an jedem anderen Kabeln nach externer Masse ermitteln, um den eigentlichen Masseanschluss herauszufinden. (Das muss das Kabel mit < 1 Ohm sein.)
5. Die evtl. verbliebenen Kabel sind fast immer für Automatikantenne/remote und evtl. GALA (Geschwindigkeitssignal). Das GALA-Signal liefert ein getaktetes Signal, das sich abhängig von der Geschwindigkeit ändert. (Das lässt sich evtl. über den AC-Anteil mit einem Multimeter feststellen, sicherer ist das mit einem Oszi.)
6. Bei angeschlossenem Radio liefert mindestens ein Pin eine Spannung von knapp +12 V, das kann sowohl der Remote-Ausgang als auch der telephone-mute-in sein. Mit einem 100-Ohm-Widerstand nach Masse bekommt man das evtl. heraus. Bleibt das Potenzial am Radioausgang trotz Widerstand gleich, dann ist es der Remote-out, wird das Radio ruhig und sinkt die Spannung durch den Widerstand auf nahe 0V, dann ist es der mute-in.
7. Um die Lautsprecherkabel (nur bei passiven Systemen keine Aktivsysteme mit externen Endstufen) in Richtung der Lautsprecher auszumessen, ist etwas Aufwand nötig. Hier die restlichen Kabel untereinander den Widerstand messen und die mit 3...5 Ohm gehören dann jeweils zusammen. An denen dann eine 1,5-V-Batterie kurz (!!!) anschließen, dann knackt der zugehörige Lautsprecher und dessen Membran bewegt sich nach vorn, wenn der Plus-Anschluss der Batterie am "Plus" des Lautsprechers anliegt. Nicht die LS-Ausgänge des Radios nach Masse schalten!

VORSICHT! Je nach Fahrzeug (z.B. bei CAN etc.) ist diese Vorgehensweise auch fehlerträchtig und kann zu Schäden führen, deswegen gebe ich keine Garantie, dass das oben beschriebene auch korrekt funktioniert!
An den CAN-Pins (CAN-High, CAN-Low) liegen abwechselnd getaktet (bis ca. 500 kbd) Werte zwischen Masse und +5 V an.

19. Gibt es einen Standard-Stecker?

Es existiert eine internationale Norm (ISO), an die sich aber nicht alle Hersteller (Auto und Radio) halten. Es sind zwei Stecker eindeutig, einer für 4 Lautsprecher-Ausgänge (Block B Mitte) und einer für die Stromversorgung (Block A unten) etc. definiert.
Der Lautsprecherstecker (mit 8 Pins) wird von allen quasi einheitlich belegt, der andere Stecker allerdings nicht. Zerstörungen des Radios sind aber trotzdem ausgeschlossen.

1. Der Dauerplus (Klemme 30) liegt (wie der Name sagt) immer an, auch wenn kein Zündschlüssel steckt. Damit die Batterie nie entladen wird, darf ein daran angeschlossenes Gerät, wenn der Zündschlüssel nicht steckt, nur einen minimalen Strom (<<1 mA) ziehen. Er wird für die Speicherung der Radioeinstellungen (Uhr, Sender, Lautstärke etc.) und dem Code benutzt.
2. Am Schaltplus (Klemme 15 oder 87) liegen erst +12 V an, wenn der Schlüssel steckt, auch wenn bei den meisten Fahrzeugen die Zündung noch aus ist. Vor allem bei japanischen und amerikanischen Autos ist dafür die Stellung ACC (Accessory) am Zündschloss. Damit wird das Radio versorgt und eingeschaltet.
3. Masse oder Minus muss zumindest mit dem Gehäuse aber, wenn vorhanden auch mit dem Pin verbunden sein.
4. ANT, remote out, Antenna, control, BREM wie auch immer man diesen Pin bezeichnen kann, er ist ein +12-V-Steuerausgang, der ursprünglich für das Ausfahren der Automatikantenne benutzt wurde, heutzutage auch zum Einschalten der externen Endstufen. Dieser Ausgang darf je nach Radio nur bis max. 100...500 mA belastet werden. Einen möglichen Unterschied zwischen Antenna und remote out kann es dennoch geben: remote out liegt an, solange das Radio (auch bei CD) eingeschaltet ist, Antenna aber nur, wenn das Radioteil läuft. Es wird seltener gemacht, aber ich habe es schon gesehen. Der Hauptgrund dafür dürfte sein, dass die Automatik-Antenne einfährt, wenn man kein Radio, sondern CD oder Kassette hört. Sollte das der Fall sein, muss man den Schaltplus zur Ansteuerung der Endstufen benutzen.
   
5. Licht, Beleuchtung, Light (Klemme 56), ILL, Illumination ist ein Radioeingang der vom Lichtplus kommt. Sobald am Fahrzeug das Licht eingeschaltet ist, wird z.B. das Radio-Display gedimmt oder ein Hintergrundbeleuchtung auch bei ausgeschaltetem Radio eingeschaltet.
6. mute, telephone: Dieser Eingang dient zur Stummschaltung des Radios für Mobiltelefone Er ist fast immer low-aktiv, also muss man ihn nach Masse ziehen, um die Funktion zu aktivieren.
   

21. Mein neues Radio im Audi / Opel / Seat / Skoda / VW speichert die Sender nicht nach dem Ausschalten, warum?

Bei einigen Autofirmen ist der Schaltplus mit dem Dauerplus im ISO-Stecker gegenüber der Norm vertauscht, Nachrüstradios erkennen das nicht selbst, also die beiden Pins oder Kabel 4 und 7 im ISO-Stecker vertauschen. Auch andere Anpassungen (z.B. bei anderen Marken) können nötig sein, am besten dazu in meine ISO-Belegung schauen.

22. In meinem Auto habe ich mit dem neuen (nicht Werks-) Radio keinen UKW-Empfang.

Problematisch bei neueren Autos (z.B. VW-Gruppe) sind hier die aktiven Antennen (mit eingebautem Verstärker), die eine Gleichspannung benötigen, damit sie funktionieren. Hier muss man einen Adaptern suchen, z.B. bei Conrad ist er erhältlich. Diese Adapter haben dann neben Antennen-Ein- und -Ausgang einen Anschluss für eine Schaltspannung (+12 V) zur Versorgung des Verstärkers, die dann intern über einfache Filter voneinander getrennt werden. Wenn man sparen will, kann man auch eine Spule (1 mH) für die Versorgung in Reihe zur Kl.15 und einen Kondensator (z.B. 100 nF Keramik) in Reihe zum HF-Eingang am Radio schalten.
Masse des Antennenkabels an Autoradiomasse, Spule: ein Bein an das heiße Ende (Innenseele) das Antennenkabels, anderes Bein an den Schaltplus am Radio. Kondensator: ein Bein an das heiße Ende des Antennenkabels das andere an den Antenneneingang vom Radio.

23. In meinem Opel wurde ein neues Radio eingebaut. Wie kann ich die Multifunktionsanzeige auf Uhr stellen?

Wollen Opel-Fahrer die Uhrzeit (wird bei Werksradios auch für die Radiofrequenz benutzt) auf dem Multifunktionsdisplay im Auto sehen, ist das rot weiße Kabel am Display durchzuschneiden und zu isolieren. Auch durch eine Neu-Parametrierung (Radio-frei) mit einem Diagnose-Gerät im Opel-AH ist das ohne mech. Eingriff möglich.

Bei neueren Opel mit BJ nach 2000 muss das aber nicht mehr so sein...

27. Ich will einen PC im Auto nutzen, um preiswert MP3-Wiedergabe, Navi und DVD/Video zu haben. Wie?

Ist von vielen gewünscht und eine sicher interessante Überlegung. Ich rate hiervon generell ab, da die typischen PC-Komponenten (consumer components) nicht für diesen Einbauort (automotive) geeignet und deshalb auch nicht freigegeben sind. Schon die Minimal-Temperaturanforderungen (-40°C...85°C) werden nicht erfüllt, von anderen Qualitätsmerkmalen ganz zu schweigen. Auch die EMV-Anforderungen der Autohersteller können diese PCs (trotz Metallgehäuse) nicht erfüllen. Kommt es so zu Problemen, Fahrzeug-Schäden oder gar Unfällen (z.B. aufgrund eines Notlauf eines Steuergeräts) ist das versicherungstechnisch nicht unbedenklich.

Denn für jedes im Auto fest installierte elektronische Gerät braucht man außer einer CE-Kennzeichnung oder eine E-Typengenehmigung des KBAs oder einer gleichgestellten Organisation in einem anderen EU-Land.