Frequenzweichen-Rechner

Eine Frequenzweiche teilt das Audiosignal so auf, dass jedes Chassis den vorgesehenen Frequenzbereich erhält. In einer einfachen passiven Zweiwegeweiche bildet ein Serienkondensator den Hochpass erster Ordnung für den Hochtöner und eine Serienspule den Tiefpass erster Ordnung für den Tieftöner. Bei der gewählten Trennfrequenz entspricht der Betrag der Reaktanz jedes idealen Zweigs der Nennimpedanz. Daraus ergeben sich die bekannten elektrischen Flanken mit sechs Dezibel pro Oktave. Die Kapazität ist eins geteilt durch das Produkt aus zwei, Pi, Frequenz und Impedanz. Der Rechner wandelt Farad in Mikrofarad um. Die Induktivität ist die Impedanz geteilt durch das Produkt aus zwei, Pi und Frequenz; das Ergebnis wird von Henry in Millihenry umgerechnet. Frequenzen werden in Hertz, Impedanzen in Ohm eingegeben. Eine höhere Trennfrequenz verkleinert beide benötigten Bauteilwerte. Eine höhere Impedanz verkleinert die Kapazität, erhöht aber die Induktivität. Diese Berechnungen beschreiben ideale Filter erster Ordnung mit ohmscher Last. Ein realer Lautsprecher hat keine über alle Frequenzen konstante Impedanz. Schwingspuleninduktivität, Gehäusebelastung, Resonanzen sowie mechanisches und elektrisches Verhalten verändern Impedanz und Schallabgabe. Eigenfrequenzgang, räumlicher Versatz, Polarität und Phase auf der Hörachse beeinflussen ebenfalls die Summenantwort. Ein mathematisch korrektes Bauteilpaar ergibt deshalb ohne Messung und Anpassung nicht zwangsläufig einen akustisch glatten Übergang. Wählen Sie gängige Bauteilwerte nahe den berechneten Zielen und geeignete Spannungs-, Strom-, Widerstands- und Leistungswerte. Folienkondensatoren sind im Signalweg üblich; Weichenspulen benötigen einen für den Entwurf ausreichend kleinen Serienwiderstand. Vermeiden Sie Trennfrequenzen außerhalb des sicheren Arbeitsbereichs eines Chassis. Besonders Hochtöner brauchen unter Umständen steilere Filter oder eine höhere Trennung, um Auslenkung und Erwärmung zu begrenzen. Verwenden Sie das Ergebnis zur Vorplanung und prüfen Sie die Weiche mit Impedanzdaten, Frequenzgangmessungen, Simulation und Hörtests. Abstimmungen zweiter, dritter und vierter Ordnung erfordern zusätzliche Bauteile und andere Koeffizienten. Ihre Werte dürfen daher nicht direkt aus diesem Rechner erster Ordnung abgeleitet werden.