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Stand 09.09.2016
Einige weitere Ideen für den Boxenbau
von K. Föllner
Da es viele Anfragen nach PA-Speakern, besonders zu
Hörnern gab, ist hier eine Idee, die mal jemand mit etwas
Erfahrung probieren kann...
Ich habe leider auch keine Empfehlungen von Büchern zu
diesem Thema.
Funktioniert das unten beschriebene im Mitteltonbereich
nicht gut genug, (zu starke Welligkeit) muss man den
Trichter verkürzen (ca. 13cm) und die Halsöffnungsfläche
(von 600qcm) auf ca. 1000qcm (31,5x31,5cm) erhöhen. Der
Schalldruckgewinn sinkt so von ca. 5dB auf 3dB., aber auch
so liegt der Wirkungsgrad bei gut 101dB.
Wem das dann alles nicht zusagt, (glaube ich kaum) kann
das Chassis zum Vergleich ja mal in ein 30 Liter (brutto)
Bassreflexgehäuse (10cm Rohr 5cm lang) setzen. Hier reicht
der Bass zwar etwas tiefer (fu: 80...90Hz), der
Schalldruckgewinn über 150Hz ist aber dahin.
Standard:
Hier kann mein Boxenprojekt 5 und
Projekt 6 dafür herangezogen
werden.
Wünscht jemand eine konventionelle Bassreflexbox für den
PA-Bereich: Der Eminence-Treiber EP 15-300 (ca. 180,-
Euro) besitzt einen Wirkungsgrad von über 99dB und bei
300W Sinusleistung (dürften ca. 500W Musik sein) reicht
das für die meisten Bedürfnisse aus. Dafür wird eine
10cm(!) Schwingspule bemüht, der Korb ist aus
Alu-Druckguss.
Dieses Chassis kombiniert man mit einem Hochtonhorn, das
ab ca. 3500Hz einsetzt. Es sollte mind. einen Wirkungsgrad
von 100dB besitzen. Etwas mehr geht auch, mit
Kondensatoren und Widerständen kann man es immer noch
zügeln.
Das Volumen für den TT sollte zwischen 100 und 200 Litern
liegen, die BR-Abstimmung arbeitet mit einem kurzen Rohr.
Ich empfehle 2 Stück von je 10cm Durchmesser und 10cm
Länge bei einem Volumen von 120 Litern: Die untere
Grenzfrequenz liegt dann bei 70Hz. Der Schalldruck liegt
bei 2 Boxen bei in 2,5m Entfernung "noch" bei ca. 120dB,
das setzt natürlich Leistung voraus, 2x400W an 8Ohm muss
die Endstufe schon erzeugen können. Das wären ca. 600-700W
an 4 Ohm und ein solches Teil kostet um die 400 EUR
aufwärts.
Oder etwas anderes:
Mittel-Hochton-Box:
Für weniger als 80,- Euro ist ein 25cm-Bass von Eminence
namens "EM 10-100" erhältlich. Er besitzt von sich aus
schon einen sehr hohen Wirkungsgrad, der durch einen
kleinen Hornvorsatz nochmals gesteigert werden soll. Die
Steigerung darf jedoch nicht übermäßig sein, da er auch
den gesamten Mittenbereich übertragen soll, ohne diesen zu
verfärben.
Parameter |
EM 10-100 (TMT) |
Resonanzfrequenz |
fs = 71 Hz |
Gesamtgüte |
Qts = 0,34 |
elektrische Güte |
Qes = 0,36 |
Äquivalentvolumen |
Vas = 49,2 l |
Impedanz (DC-Widerstand) |
Z = 8 Ohm (Re =6,83 Ohm) |
Wirkungsgrad (SPL) |
(SPL = 98,8 dB) |
Belastbarkeit (Sinus) |
P = 100 W |
Schallwandöffnung |
d= 23,5 cm |
Der Hersteller empfiehlt eine maximale obere Grenzfrequenz
von 7kHz, jedoch sollte ein gutes, dynamisches
Mittel-Hochtonhorn (>20W) mit ausreichend Wirkungsgrad
(mindestens 105dB) schon ab ca. 4kHz einsetzen. Bei diesem
Tieftöner sollte die Mundöffnung quadratische Abmaße von
24,5cm (meine Wahl) haben. Den Trichter erweitert man linear
auf eine Fläche von ca. 2000qcm. (Die Trichterlänge ist dann
22cm.) Die Breite sollte auf 34,5cm erweitert werden, die
Höhe beträgt dann 58,0cm. Über dem Trichterausgang wird dann
das Hochtonhorn befestigt. Die Gesamthöhe der Box beträgt
dadurch (je nach Horn) immer noch um 80cm, bei einer
Außenbreite von etwa 40cm. Der Tieftöner kommt mit
vielleicht 8...15 Litern an geschlossenem Volumen aus. Steht
die Box auf dem Boden ergibt sich eine untere Grenzfrequenz
von etwa 150Hz, im freien (auf dem Ständer z.B. in Ohrhöhe)
steigt sie dann an. Es genügt aber immer noch für
Satelliten, die ab etwa 200Hz einsetzen. Dieses Paar sollte
aktiv getrennt (z.B. Hochpass 18 oder 24dB bei 200Hz) und
mit einer eigenen Endstufe angetrieben werden. Die 100W
Sinus (dürften um die 150-200W Musik sein) pro Box (an 8
Ohm) erzeugen bei einem Wirkungsgrad von ca. 104dB (1W/1m)
genügend Schalldruck. Bei Maximalleistung wird pro Paar die
120dB-Marke erst in mehr als zweieinhalb Metern
unterschritten.
Subwoofer:
Um aber die entsprechende Menge Bass (unter 200 Hz)
freizusetzen, sollte man die beiden Satelliten mit einem
wirkungsgradstarken Bass-Horn unterstützen. Dazu ist ein 15
Zoll Chassis mit genügend Leistung (>500W) und hohem
Wirkungsgrad (>96dB) notwendig. Das sollte keine zu hohe
Resonanzfrequenz und/oder eine niedrige Güte besitzen. Der
Wirkungsgrad des Subwoofers muss um 3dB größer sein, als die
eines Satelliten, Da man ihn 'eh aktiv mit einer extra
Endstufe betreibt, kann man das auch durch höhere Leistung
herausholen. Der Wirkungsgrad des Subs sollte aber bei den
obigen Satelliten trotzdem 105dB nicht unterschreiten.
Was für ein Chassis man hierbei nimmt? Ich habe noch keine
richtig gute Idee... Electro Voice ist etwas teuer...
Aus der Eminence-Collection erscheint mir aber der EM 15-300
(38er=15Zoll!) in einem 25...30l Gehäuse eine gute Wahl, da
er durch seine tiefe Resonanz im Horn eine tiefe untere
Grenzfrequenz erreichen kann. Dazu muss der Trichter
entsprechend groß sein. Durch den Speaker ergibt sich eine
quadratische Halsöffnungfläche von 36x36cm. Nimmt man
weniger, ist ein zusätzliches Druckkammervolumen nötig, das
den Wirkungsgrad wieder etwas verringert. Um den
entsprechenden Schalldruck (105dB) und die untere
Grenzfrequenz sicherzustellen, nimmt der Trichter schnell
große Ausmaße an, -> Länge von 67cm und einer
Öffnungsfläche von 8200qcm, was quadratisch etwa 90x90cm
bedeutet.
Durch die Länge kann das Horn nicht mehr mit nur einem Brett
(linear) gestaltet werden, der exponentielle Verlauf sollte
linear nachgestellt werden, um approximiert diese
Flächenverteilung zu erhalten. Eine Faltung erscheint dann
äußerst sinnvoll. Will man mit nur 2 Stufen arbeiten, sollte
die erste bis ca. 40cm reichen, das folgende geht dann bis
nach draußen. Bei Maximalleistung (300-400W) wird so ein
Schalldruck von ca. 131dB in 1m Entfernung erzeugt, was bei
2,5m immer noch 123dB bedeutet, also zu den Satelliten
passt. Hierzu wird eine weitere aktiv (18dB, 200Hz)
getrennte, brückbare Endstufe benutzt, die pro Kanal an 4
Ohm mindestens 200 Watt erzeugen kann, so dass sich 400W an
8 Ohm gebrückt ergeben. Der Subwoofer sollte in einer Ebene,
am besten zwischen beiden Satelliten aufgestellt werden.
Wer meint, dass die obigen Schalldruckangaben etwas zu
klein sind, muss bedenken, dass es sich dabei um
Freifeld-Angaben handelt, die in Räumen noch einmal
deutlich ansteigen.
Hat jemand das hier oder etwas ähnliches probiert, mir
bitte mailen. Da ich im Moment dafür überhaupt keine Zeit
erübrigen kann, kann ich es nicht selbst probieren.
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