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Stand 19.05.2023
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. 13 cm) und die Halsöffnungsfläche
(von 600 cm²) auf ca. 1000 cm² (31,5 x 31,5 cm) erhöhen.
Der Schalldruckgewinn sinkt so von ca. 5 dB auf 3 dB.,
aber auch so liegt der Wirkungsgrad bei gut 101 dB.
Wem das dann alles nicht zusagt, (glaube ich kaum) kann
das Chassis zum Vergleich ja mal in ein 30 Liter (brutto)
Bassreflexgehäuse (10 cm Rohr 5 cm lang) setzen. Hier
reicht der Bass zwar etwas tiefer (fu: 80...90 Hz), der
Schalldruckgewinn über 150 Hz ist aber dahin.
Standard:
Hier kann mein Boxenprojekt 5
bzw. 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 99 dB und bei 300 W
Sinusleistung (dürften ca. 500 W Musik sein) reicht das
für die meisten Bedürfnisse aus. Dafür wird eine
10-cm-Schwingspule bemüht, der Korb ist aus Alu-Druckguss.
Dieses Chassis kombiniert man mit einem Hochtonhorn, das
ab ca. 3500 Hz einsetzt. Es sollte mind. einen
Wirkungsgrad von 100 dB 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 10 cm Durchmesser und 10 cm
Länge bei einem Volumen von 120 Litern: Die untere
Grenzfrequenz liegt dann bei 70 Hz. Der Schalldruck liegt
bei 2 Boxen bei in 2,5 m Entfernung "noch" bei ca. 120 dB,
das setzt natürlich Leistung voraus, 2x 400 W an 8 Ohm
muss die Endstufe schon erzeugen können. Das wären ca. 600
... 700 W 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 25-cm-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) |
Kennschalldruck |
SPL = 98,8 dB SPL
|
Belastbarkeit (Sinus) |
P = 100 W |
Schallwandöffnung |
d= 23,5 cm |
Der Hersteller empfiehlt eine maximale obere Grenzfrequenz
von 7 kHz, jedoch sollte ein gutes, dynamisches
Mittel-Hochtonhorn (>20 W) mit ausreichend Schalldruck
(mindestens 105 dB SPL 1 W, 1 m) schon ab ca. 4 kHz
einsetzen. Bei diesem Tieftöner sollte die Mundöffnung
quadratische Abmaße von 24,5 cm (meine Wahl) haben. Den
Trichter erweitert man linear auf eine Fläche von ca. 2000
cm². (Die Trichterlänge ist dann 22 cm.) Die Breite sollte
auf 34,5 cm erweitert werden, die Höhe beträgt dann 58,0 cm.
Über dem Trichterausgang wird dann das Hochtonhorn
befestigt. Die Gesamthöhe der Box beträgt dadurch (je nach
Horn) immer noch um 80 cm, bei einer Außenbreite von etwa 40
cm. 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 150 Hz, im
Freien (auf dem Ständer z.B. in Ohrhöhe) steigt sie dann an.
Es genügt aber immer noch für Satelliten, die ab etwa 200 Hz
einsetzen. Dieses Paar sollte aktiv getrennt (z.B. Hochpass
18 oder 24 dB bei 200 Hz) und mit einer eigenen Endstufe
angetrieben werden. Die 100 W Sinus (dürften um die 150 ...
200 W Musik sein) pro Box (an 8 Ohm) erzeugen bei einem
Kennschalldruck von ca. 104 dB SPL (1 W, 1 m) genügend
Schalldruck. Bei Maximalleistung wird pro Paar die
120-dB-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 (>500 W) und hohem
Wirkungsgrad (Kennschalldruck >96 dB) notwendig. Das
sollte keine zu hohe Resonanzfrequenz und/oder eine niedrige
Güte besitzen. Der Pegel des Subwoofers muss um 3 dB 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 Kennschalldruck des Subs
sollte aber bei den obigen Satelliten trotzdem 105 dB SPL
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
(38-er = 15 Zoll) in einem 25...30 l 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 36 x 36 cm. Nimmt man
weniger, ist ein zusätzliches Druckkammervolumen nötig, das
den Wirkungsgrad wieder etwas verringert. Um den
entsprechenden Schalldruck (105 dB SPL) und die untere
Grenzfrequenz sicherzustellen, nimmt der Trichter schnell
große Ausmaße an, -> Länge von 67 cm und einer
Öffnungsfläche von 8200 cm², was quadratisch etwa 90 x 90cm
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. 40 cm reichen, das folgende geht dann bis
nach draußen. Bei Maximalleistung (300 ... 400 W) wird so
ein Schalldruck von ca. 131 dB SPL in 1 m Entfernung
erzeugt, was bei 2,5 m immer noch 123 dB SPL bedeutet, also
zu den Satelliten passt. Hierzu wird eine weitere aktiv (18
dB, 200 Hz) getrennte, brückbare Endstufe benutzt, die pro
Kanal an 4 Ohm mindestens 200 Watt erzeugen kann, so dass
sich 400 W 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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