Lautsprechergehäuse Volumen- und Tuning-Rechner

Ein Lautsprechergehäuse ist weit mehr als eine dekorative Box um einen Treiber. Das Gehäuse selbst ist ein akustisches Instrument: Es steuert den Luftstrom um den Treiber, verhindert die Auslöschung von Vorder- und Rückwelle und formt den Tieftonbereich auf eine Weise, die einen mittelmäßigen Treiber hervorragend klingen lassen oder die Leistung eines Premiumtreibers ruinieren kann. Die beiden häufigsten Gehäusetypen sind geschlossen und Bassreflex (ventiliert). In einem geschlossenen Gehäuse wirkt die Luft im Inneren wie eine Feder, die der Aufhängung des Treibers eine rückstellende Kraft hinzufügt. Je kleiner das Gehäuse, desto steifer wird diese Luftfeder, was die Systemresonanz anhebt und die Bassausdehnung verringert. Ein größeres geschlossenes Gehäuse senkt die Systemresonanz, erlaubt aber mehr Membranauslenkung und kann den Treiber bei hoher Leistung eher an seine Grenzen bringen. Das ideale Volumen für ein geschlossenes Gehäuse liegt typischerweise bei 0.5 bis 1.0 des Vas-Parameters des Treibers. Ein Bassreflexgehäuse fügt einen abgestimmten Port hinzu — ein Rohr oder ein Schlitz, der ins Gehäuse öffnet. Bei und nahe der Port-Abstimmfrequenz strahlt der Port selbst Schallenergie ab, unterstützt den Treiber und erweitert den Bass unterhalb der natürlichen Resonanzfrequenz des Treibers. Das Helmholtz-Resonator-Prinzip bestimmt diese Abstimmung: Portlänge und -fläche sowie das Gehäusevolumen legen die Resonanzfrequenz der Luftmasse im Port fest. Die hier verwendete Formel lautet L = (c² × S) / (4π² × Vb × fb²) − 0.85 × √S, wobei L die Portlänge, c die Schallgeschwindigkeit (13,540 in/s), S die Querschnittsfläche des Ports in Quadratzoll, Vb das Gehäusevolumen in Kubikzoll und fb die gewünschte Abstimmfrequenz in Hz ist. Dieser Rechner erwartet Außenmaße. Die Materialstärke wird von jeder Dimension zweimal abgezogen (je einmal pro gegenüberliegender Wand), um die tatsächlichen Innenmaße zu erhalten, die in allen Volumenberechnungen verwendet werden. Das Netto-Innenvolumen ist das Brutto-Innenvolumen minus den Raum, den der Lautsprecher selbst einnimmt, angenähert als Zylinder. Die Port-Abstimmfrequenz wird typischerweise zwischen 0.7 × Fs und 1.0 × Fs gewählt, um den Bass zu erweitern (Fs ist die Freiluft-Resonanz des Treibers), oder höher für maximale Ausgabeleistung. Eine Abstimmung bei 35 Hz ist für Car-HiFi-Subwoofer und Heimkinoanwendungen üblich. Eine Abstimmung unter 25 Hz kann den Treiber im sehr tiefen Bass entlasten und Verzerrungen erhöhen. Die Materialstärke beeinflusst das Brutto-Innenvolumen erheblich. 19 mm MDF (3/4 Zoll) ist wegen seiner hohen Dichte, Gleichmäßigkeit und guten Bearbeitbarkeit das gebräuchlichste Material für Heim-Audio-Gehäuse. Baltische Birke wird im Car-HiFi bevorzugt, wenn das Gewicht eine Rolle spielt.