Diese sind entstanden aus dem Wunsch das Prinzip der unendlichen Schallwand in eine wohnzimmergerechte
Form zu bringen; Es stellt damit also eine Faltung der unendlichen Schallwand dar.
Das eingeschlossene Luftvolumen wird auf die T/S-Parameter des verwendeten Chassis abgestimmt und ergibt
einen akustischen Hochpass 2ter Ordnung. Das Ergebnis ist ein flach verlaufender Amplitudenfrequenzgang und das beste Impulsverhalten aller Gehäuseformen (von Hornkonstruktionen einmal abgesehen).
Die Luft im Gehäuse wirkt als Feder auf die Membranbewegungen und erhöht die Freiluftresonanzfrequenz fc und Qtc des eingebauten Chassis (c steht hier für case=Gehäuse).
Vorteile :
- Einfacher Aufbau
- Gutes Impulsverhalten
- Kaum Abstimmungsfehler machbar
Nachteile :
- schwacher Tiefbass gegenüber anderen Konstruktionen
Hierbei war die Idee auch den rückwärtig abgestrahlten Schallanteil zu nutzen um den Wirkungsgrad im unteren Frequenzbereich zu verbessern.
Das eingeschlossene Luftvolumen und die Abmaße des Baßreflexrohres werden auf die T/S-Parameter des verwendeten Chassis abgestimmt und ergeben einen akustischen Hochpass 4ter Ordnung. Das Ergebnis ist ein deutlich weiter zu tiefen Frequenzen hin ausgedehnter Amplitudenfrequenzgang und ein anständiges Impulsverhalten.
Neben dem schwingfähigen System Membranmasse, Membranaufhängung und Gehäuse(luft)steife ist bei der Reflexbox ein weiteres schwingfähiges System vorhanden, das Baßreflexrohr. In dem Rohr befindet sich eine bestimmte Masse Luft, die ebenfalls durch die Bewegungen des Chassis zu Schwingungen angeregt wird. Man muß also lediglich dafür sorgen das Ganze so abzustimmen, daß aus der Reflexöffnung zur richtigen Zeit die richtige Menge der richtigen Frequenz abgestrahlt wird (Amplitude und Phase). Dies führt dazu, daß die Addition der Signale von Membrane und Reflexöffnung die gewünschte Übertragungsfunktion (z.B. Bessel, Butterworth u.a.) ergibt.
Vorteile:
- erweiterter Übertragungsbereich
- Membranauslenkungen und Nichtlinearitäten geringer als bei geschlossenem
Prinzip
- höherer Schalldruck aufgrund des geringeren Membranhubes möglich
Nachteile:
- komplizierter zu bauen
- empfindlicher bei der Abstimmung
- unterhalb der Resonanzfrequenz steigt die Membranauslenkung stark an
- kaum Schalldämfung möglich
- stärkerer Schallpegelabfall aufgrund des HP-verhaltens 4ter Ordnung
- störende Schallanteile können durchs Rohr entweichen
Die
Idee dahinter ist, zwei Chassis durch ein dazwischen liegendes Luftvolumens mitteinander
zu koppeln. Hierbei kommt es zu einer Verkopplung der Membranmassen und -Aufhängungen
über ein kaum komprimierbares Medium Luft. Es zeigt sich, daß man das benötigte
Gehäusevolumen nahezu halbieren kann, und dies bei gleicher unterer Grenzfrequenz.
Nachteil ist die Halbierung der Wirkungsgrades, was sich durch einen um 3dB sinkenden
Schalldruck äußert. Der Vorteil bei gegensinnig angeordneten Chassis ist zusätzlich
eine Aufhebung eines Teiles der Verzerrungen der Einzelchassis.
Prinzipiell kann man auch verschiedene Chassis miteinander kombinieren, allerdings
wird dann der Rechen- und Meßaufwand stark ansteigen.
Verwendbar für geschlossene,Baßreflex- und andere Gehäuse.
Vorteile:
- fast halbiertes Gehäusevolumen
- Nichtlinearitäten geringer als bei Einzelchassis
Nachteile:
- komplizierter zu bauen
- Schalldruckverlust von 3dB
Polaritäten beachten !
Bandpassgehäuse stellen eine Kombination aus geschlossenem und Baßreflexgehäuse bzw. aus zwei Baßreflexgehäusen dar.
Bei der Reflexbox ergibt sich der Gesamt-Schalldruckverlauf aus der Addition der direkt von der Membran und der vom Reflextunnel abgestrahlten Schallwelle. Trennt man diese beiden Systeme voneinander, so erhält man einen natürlichen Bandpaßfilter mit höherem Wirkungsgrad als bei der geschlossenen Box. Betrachtet man die Leistungsbandbreite, so kann man sehen, daß die abgestrahlte Leistung im Übertragungsbereich und die Filterbandbreite in einer Abhängigkeit zueinander stehen. Verringert man die Bandbreite, so erhöht sich der Wirkungsgrad und umgekehrt. Durch die Bandpasscharakteristik des Systemes kann man in der Regel sogar auf Tiefpaß und Subsonicfilter verzichten, allerdings bedingen die Hohlraumresonanzen eine Bedämpfung der Gehäuse oder doch einen Tiefpaßfilter. Die Belastbarkeit läßt sich jedoch durch den Einsatz eines Hochpasses erhöhen.
Einseitig ventiliert (Monoreflex-Bandpass) :
Stellt eine Kombination aus geschlossenem und Baßreflexgehäuse dar. Das System
geht mit tieffrequenten Störungen ähnlich gutmütig um wie eine geschlossene Box.
Vorteile:
- Bandpass-Übertragungsbereich, externe Filter können entfallen
- rel. unempfindlich gegenüber Subsonischen Störungen
- Wirkungsgradgewinn abstimmbar
Nachteile:
- komplizierter zu bauen
- empfindlich bei der Abstimmung
- schlechtes Impulsverhalten
- Hohlraumresonanzen können durchs Rohr entweichen
Doppelseitig ventiliert (Doppelreflex-Bandpass) :
Stellt eine Kombination aus zwei Baßreflexgehäusen dar. Das System ist
rel. empfindlich gegenüber tieffrequenten Störungen und kann eine starke
Schalldrucküberhöhung erzielen. Allerdings geht dies auf Kosten des Impulsverhaltens.
Eine Berechenbarkeit ist aufgrund der vielen Variablen in der Übertragungsfunktion
mit den heutigen Mitteln (PC) praktisch nicht möglich; Hier hilft nur eine empirische
Entwicklung.
Vorteile:
- Bandpass-Übertragungsbereich
- höherer Schalldruck bei nahe beieinanderliegenden Reflexabstimmungen
realisierbar
Nachteile:
- komplizierter zu bauen
- sehr empfindlich bei der Abstimmung
- schlechtestes Impulsverhalten aller Gehäusearten
- Hohlraumresonanzen können durchs Rohr entweichen
Bei einem 'normalen' Lautsprecher gelingt die Ankopplung der Membranbewegung relativ schlecht. Man kann sich das so vorstellen, daß die bewegte Luft vor der Membran zum Teil zur Seite hin ausweichen kann, d.h. die Luft setzt der Membran nur einen kleinen (Strahlungs)Widerstand entgegen. Die Folge ist ein Wirkungsgrad, der sich im Bereich 0,5 - 2% bewegt; ca. 98% der elektrischen Eingangsleistung gehen also alsWärme verloren !
Hier setzt nun das Wirkprinzip eines Hornes ein. Durch die sich vom Hornhals zum Hornmund hin stetig erweiternde Querschnittsfläche kommt es zu einer Transformation des Strahlungswiderstandes; Die Ankopplung an die Luft gelingt wesentlich besser. Die Folge ist ein Wirkungsgrad der 30% und mehr erreichen kann !
Leider gibt es einen entscheidenden Nachteil, nämlich die Größe. Ein Horn für eine untere Grezfrequenz von 30Hz ist ca. 5m lang und hat eine Mundfläche von ca. 10m² ! Das muß man erst einmal irgendwo unterbringen. Zum Glück kann man durch geschickte Verkürzung der Länge und Berücksichtigung der Aufstellung (Klipsch-Horn) die Größenverhältnisse auf wohnraumgerechte Maße reduzieren.
Vorteile:
- sehr geringe Membranauslenkungen und Verzerrungen
- hoher Schalldruck trotz geringem Membranhub möglich
- schneller und impulsiver Klangeindruck
Nachteile:
- sehr komplizierter Aufbau
- in der Regel recht groß
- empfindlich bei der Abstimmung
- Frequenzgang ist stark aufstellungsabhängig
- Konstruktion ist ebenfalls aufstellungsabhängig
- mehr oder weniger starke, horntypische Klangverfärbungen möglich
Funktionsprinzip einer Orgelpfeife. Hierbei wird der Membranrückseite ein Luftvolumen definierter Fläche und Länge angekoppelt. Die Länge entspricht in der Regel Lambda/4 der Fgu und ergibt einen Frequenzgang, der bis zu tiefen Frequenzen hin ausdehnbar ist. Unterstützt wird die Abstimmung durch eine virtuelle Verlängerung der TL, hervorgerufen durch eingebrachtes Dämmaterial. Nachteil ist eine Welligkeit des Frequenzganges durch abwechselnde Maxima und Minima in Schalldruck und -schnelle am Ausgang der TL bei 3/4Lambda, 5/4Lambda, 7/4Lambda usw. . Dieser Effekt läßt sich aber vermindern, indem ins Gehäuseinnere eine 'akustische Falle' integriert wird bzw. allgemein die Welligkeit durch das Dämmaterial beieinflußbar ist.
Vorteile:
- sehr tief abstimmbar
Nachteile:
- komplizierter zu bauen
- in der Regel recht groß
- empfindlich bei der Abstimmung
- Chassis muß großen Membranhub ausführen können