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Berechnung der Pegelanpassung der einzelnen Lautsprecher zum Gesamtpegel  
 
Für die absolut ausgewogene Klangwiedergabe des Lautsprechersystems ist der Abgleich der einzelnen Lautsprecher unabdingbare Voraussetzung. Kein einzelner Lautsprecher darf im Gesamtklang hervorstehen. Die Sicherstellung dieser Prämisse kann nur mit der Messung und dem Abgleich des Schallpegels sichergestellt werden. Um genaue Ergebnisse sicherzustellen muss für die Justierung der Einzelpegel in einem Schalltoten Raum vorgenommen werden. Jede Abweichung von dieser Prämisse führt zwangsläufig zu Verfälschungen der Messergebnisse und damit zwangsläufig zur Verschlechterung des Gesamtergebnisses.

Wer keinen Zugang zu einem Schalltoten Raum oder Tonstudio hat, kann mit etwas Kreativität wenigstens einigermaßen akzeptable Voraussetzungen selbst schaffen: Im äußersten Notfall kann man mit etwas Aufwand einen leeren Kellerraum mit einer Größe von ca. 20 Quadratmetern für die Messvorgänge "aufpeppen".  Hierzu werden im Abstand von 20 cm vor allen Wänden Seile gespannt. Der Boden wird mit altem Teppichbodenbelag ausgelegt und über die Seile werden "klatschnasse" Bettlaken aufgehängt. Die Trägheit der nassen Bettlaken schluckt Schallwellen fast genauso gut wie eine vollständige Verkleidung der Wände mit Schalldämmendem Material. Das Ganze ist mit einigem Aufwand nach den Messungen wieder vollständig entfernbar. Der Größte Aufwand während der Messungen ist es die Laken richtig nass zu halten. Zugegebenermaßen ist eine Messung in einem Schalltoten Raum einfacher... aber in der Not ist die hier beschriebene "Behelfslösung" eine akzeptable Alternative...
 
Zum Zeitpunkt der Pegelmessungen müssen folgende Fakten gegeben sein:
In der ersten Stufe der Messung müssen:
-  alle Lautsprecher bereits fest in den jeweiligen Innenkammern eingebaut sein.
- die Kabel zu den Lautsprechern müssen nach Hinten zur offenen Rückseite des Lautsprechersystems 
   herausgeführt sein
- Jedes Kabel sollte zweckmäßiger weise gekennzeichnet sein, so dass man sowohl erkennt, von welchem
  Lautsprecher das Kabel kommt und an welchen Pol des Lautsprechers jeweils das einzelne Kabel hängt
- Die Innenkammern müssen bereits vollständig luftdicht sein
- Der restliche Innenraum des Gehäuses ist bereits schon gedämmt und der Baßreflextrichter muß fertig 
  eingebaut und mit Streben verkeilt sein
- an der geschlossenen Hauptrückwand schauen alle Kabelanschlüsse der jeweiligen Lautsprecher in 
  ausreichender Länge ( ca. 30 cm lang durch die offenen Kammern für die Lautsrecherweichen über die 
  Rückwand heraus
- Die Platinen mit den Frequenzweichen sind noch nicht eingebaut, sondern werden während der jeweiligen 
  Messung an den jeweiligen Anschlüssen angeschlossen.
Der Aufbau der Messanordnung sollte mittig im Schalltoten Raum aufgebaut werden. Dort steht mittig im exakten Abstand von 1 Meter die Lautsprecherbox und das Messmikrophon auf einem Stativ ( in der Höhe des jeweils zu messenden Lautsprechers ).

Der Sinusgenerator sollte entweder selbst ein eingebautes Frequenzmessgerät haben - also die wiedergegebne Frequenz exakt anzeigen ,- oder wenn dies nicht der Fall ist, so muss am Ausgang parallel zum Signalkabel ein Frequenzmessgerät angeschlossen werden.
Die Messgeräte können auch etwas abseits stehen, aber die Anzeigen der Messgeräte sollten gut sichtbar und lesbar sein.
Auf der Rückseite der Lautsprecherbox sollte der Aufbau dem nebenstehenden Schema entsprechen. Es empfiehlt sich für den Messvorgang ein spezielles Kabel zu löten.
Das Kabel sollte etwa 1 Meter lang sein und in der Mitte des Kabels sollte ein Drahtpotentiometer mit einer Verlustleistung von mindestens 15 Watt eingelötet sein. Je nach dem ob man sich für Impenanzen von 4 Ohm oder für 8 Ohm Lautsprecher entschieden hat sollte der Widerstand am Besten etwa 2 Ohm haben jedoch keinesfalls mehr als die Impendanz der zu messenden Lautsprecher also im einen Fall nicht mehr als 4 Ohm und im anderen Fall nicht mehr als 8 Ohm. Der Beste Wert als "Obergrenze" wäre ein Wert von maximal 25% der gemessenen Impendanz - also bei 4 Ohm hat der Regelwiderstand 1 Ohm und bei 8 Ohm Impendanz hat der Regelwiderstand etwa 2 Ohm.

Bei jeder Messung wird jeweils immer nur ein Lautsprecher angeschlossen. Der Minuspol des Lautsprechers wird direkt an der Platine angeschlossen in das Spezialkabel bildet die Verbindung zwischen Pluspol des Lautsprechers und dem jeweiligen Anschluss auf der Frequenzweiche her.


Über dem Drahtwiderstand sollte ein Widerstandsmess- gerät angeschlossen sein, damit man den jeweils am Regelwiderstand eingestellten Widerstandswert exakt ablesen kann.

Der später festgestellte korrekte Widerstandswert sollte auf einem Blatt Papier notiert werden, da später an der auf der Frequenzweichenplatine vorgesehenen Stelle ein Drahtwiderstand mit exakt diesem ermittelten Wert als sogenannter "Kompensationswiderstand" eingelötet werden muss.
 
Nun zur Beschreibung des Messvorgangs selbst (exemplarisch für einen Lautsprecher hier beschrieben ) :
Man fängt mit einem der beiden "mittleren" Lautsprecher also den mit der Nummer 5 oder 6 an. In diesem Beispiel starten wir mit dem Lautsprecher mit der Nummer 6. dieser hat nach der Einteilung der Frequenzweiche eine "Arbeitsfrequenz" von 480 Hz bis 960 Hz. Der Sinusgenerator sollte ein Signal abliefern, der in etwa am Lautsprecher eine Lautstärke (Abstrahlungsleistung) von 10 Watt Musikleistung entspricht.

Der Sinusgenerator wird auf den Mittelwert der "Arbeitsfrequenz" also auf 720 Hz eingestellt. Der Drehwiderstand sollte ( so die Impendanz des Lautsprechers 8 Ohm ist bei einem Wert von exakt 1 Ohm eingestellt sein - bei einer Impendanz von 4 Ohm sollte der Wert exakt 0,5 Ohm sein ) Der Schalldruckpegel wird abgelesen. Danach wird der Schallpegel laufend überwacht werden, während die Frequenz am Sinusgenerator langsam auf 1000 Hz erhöht wird. Ab 960 Hz sollte erkennbar sein, dass der Filter mit seiner Wirkung einsetzt und der Schalldruckpegel sollte konstant abnehmen. Danach wird die Frequenz am Sinusgenerator wieder auf 720 Hz eingestellt werden und die Frequenz langsam auf 440 Hz abgesenkt. Wieder soll während dieses Vorgangs der Schalldruckpegel überwacht werden. Auch hier soll ab 480 Hz an die Wirkung des Filters beobachtet werden und zu den tieferen Tönen der Schalldruckpegel konstant abnehmen.

Über den "Arbeitsbereich" hinweg sollte der Schalldruckpegel gleichmäßig hoch sein. Zwar wird ein Lautsprecher immer auch sogar im "Arbeitsbereich" nicht "absolut" einen gleichen Pegel aufweisen, aber der Pegel sollte sich über den ganzen "Arbeitsbereich" hinweg auf jedem Fall in einem gleichmäßigen Durchschnitt von "PlusMinus" 1 % bewegen. Sollte dieser Wertebereich nicht erreicht werden, hat man einen falschen Lautsprecher gekauft und der Lautsprecher taugt nicht für die Ansprüche an dieses Lautsprechersystem. Dann sollte man sich besser  nach einem Ersatz umsehen. 

Um schon im Vorfeld derartigen Ärger aus dem Weg zu gehen, sollte man die Unterlagen der Hersteller genauestens studieren, besonders den Frequenzgang des Lautsprechers im "Soll-" bzw. vorgesehenen engen geplanten "Arbeitsbereich". Im Zweifelsfalle sollte man sich von einem Lautsprecher aus der Serie, den man zu kaufen plant, vom Hersteller eine Kopie eines Originalmessprotokolls besorgen ! Dieser erhöhte Aufwand vor dem Kauf der jeweiligen Lautsprecher ist in jedem Fall niedriger, als nachträglich einen Lautsprecher auszubauen und zu ersetzen. Denn zu diesem Zeitpunkt ist der Zusammenbau der Box bereits schon soweit vorangeschritten, dass die Beschaffung eines alternativen Lautsprechers mit exakt dem gleichen Korbdurchmesser außerordentlich schwierig sein dürfte !

Nach der Messung dieses Lautsprechers wird der gemessene Schalldruckpegel "quasi! zur Referenz erhoben. Der Schalldruckpegel aller übrigen Lautsprechers muss nun exakt an diesen Pegel angeglichen werden.

Dies bedeutet, das nun jeder Lautsprecher einzeln in der gleichen Art innerhalb "seines" speziellen "Arbeitsbereiches" in der gleichen Art durchgemessen wird. Die Reihenfolge der Lautsprecher in der Serie der Messungen erfolgt von den mittleren Tonlagen ausgehend wechselseitig nach "außen" hin zu den hohen und niedrigen Tönen hin. Also im konkreten Fall: 6 -5- 7- 4- 8- 3- 9- 2- 10- 1 - Ultraschall - Infraschall und ganz am Schluss das Bassreflexsystem  als "Sondersystem" . Es sollte im Verlauf der einzelnen Messungen möglich sein den Schalldruckpegel aller "benachbarten" Lautsprecher mit Hilfe des Regelwiderstandes auf denselben durchschnittlichen Schalldruckpegel zu bringen, so dass jeder Lautsprecher im Lautsprechersystem den gleichen Schalldruck in seinem Arbeitsbereich erbringt. Mit der Vergrößerung des Regelwiderstandes wird der Schaldruck gesenkt und mit der Verringerung des Widerstandes erhöht sich der Schalldruck.

Der korrekte gemittelte Widerstandswert für jeden Lautsprecher wird mit der Bezeichnung des jeweiligen Lautsprechers notiert. Der Vorgang muss unter Umständen mehrfach wiederholt werden in dem beim Anfang der Grundwiderstand des Lautsprechers erhöht wird - bis - ja bis alle Lautsprecher im jeweiligen Arbeitsbereich im Pegel nicht mehr als 1% vom Gesamtdurchschnitt des Gesamtpegels abweicht. Je geringer die Abweichung desto besser nachher das Gesamtsystem. Ich hatte bei meinem System am Ende nach vier Durchgängen über den ganzen Frequenzbereich von 2 Hz bis 20000 Hz eine maximale Abweichung vom Durchschnittspegel von nur 0,2 % erreicht. Das wird kein käufliches System je erreichen !

Da der Lautsprecher Nr.9 auch gleichzeitig mit dem Bassreflexsystem gekoppelt ist, muss bei der Messung dieses Lautsprechers die Öffnung des Bassreflextrichters während der Messungen der Lautsprecher selbst 
mit weichem Material ( z.B. Daunenkopfkissen und Schaumstoff geschlossen werden, damit die Messung nicht verfälscht wird. Danach muss diese Messung nochmals mit offenem Trichter wiederholt werden wobei das Messmikrophon vor dem Lautsprecher positioniert ist. es muss ein Mittelwert zwischen dem Widerstandswert bei "offenem" System und dem Widerstandswert bei "geschlossenem" System ermittelt werden, der in etwa bei dem Verhältnis von offen zu geschlossen   in etwa 75% zu 25% liegt - die Gewichtung sollte also stark zum Wert mit offenem System tendieren. Beispiel beim offenem System 0,643 Ohm bei geschlossenem System 0,748 Ohm sieht die Rechnung folgendermaßen aus:  ((0,643 + 0,748) : 2) =( (1,391 : 2 )  = 0,6955 dann:
( 0,748 - 0,6955 ) : 2 also  0,026 und anschließend also 0,7217 Ohm.

Nachdem diese "Fieselei" fertig ist, muss nun der Schallpegeldruck aus dem Bassreflextrichter ermittelt werden. Auf Grund der Bauart des Bassreflextrichters wird dort an der Öffnung wenn der Lautsprecher Nr.9 innerhalb seiner verschiedenen "Arbeitsfrequenzen"  angesteuert wird, ein "gestreuter" Tiefton im Bereich von etwa 25 Hz bis etwa 280 Hz zu hören sein. Das Mikrophon sollte direkt auf der Höhe der Trichteröffnung mittig aufgestellt sein. Der Schaldruckpegel sollte den Durchschnitt des "Gesamtpegeldurchschnittes" nicht überschreiten. Wenn doch, dann muss der Widerstand am Lautsprecher Nr.9 langsam soweit erhöht werden, dass der Schalldruckpegel auf den Gesamtdurchschnitt zurückgeregelt wird.

Das ganze Procedere wird anschließend für die zweite Lautsprecherbox nochmals vollständig in der gleichen Reihenfolge wiederholt und auch dort werden die ermittelten Werte für jeden einzelnen Lautsprecher notiert.

Sollten sich von allen ermittelten Widerstandswerten gemeinsam ein Grundbetrag abziehen lassen, so dass kein einziger Wert negativ wird, so wird dies getan. In meiner Box konnte ich über alle Widerstandswerte hinweg den Betrag von 0,9 Ohm abziehen - die Referenz vom Lautsprecher Nr. 6 ( der ja als erster ursprünglich mit 1 Ohm gemessen wurde ) so dass alle Referenzmessungen die darauf beruhten um den gleichen Faktor ( besser gesagt um die gleiche Konstante ) gesenkt werden konnten. Ich erhielt am Ende insgesamt eine Kompensationswiderstandsliste mit Werten zwischen 0,113 Ohm und maximal 0,873 Ohm. Diese Widerstände wurden nachher ausnahmslos aus Widerstandsdraht mit einem Durchmesser von 2,5mm Dicke gefertigt.
Dünnerer Widerstandsdraht sollte nicht verwendet werden, da über diese Drähte Impulse bis zu 18 Ampere kurzfristig laufen.

Anschließend werden die ermittelten Widerstände wahlweise mit Widerstandsdraht hergestellt bzw. durch gemessene fertige Widerstände ( eher selten ) gefunden und in der Platine in den jeweils dafür vorgesehenen Punkten eingelötet.

Danach können die Anschlüsse aller Lautsprecher fest mit den jeweiligen Frequenzweichenanschlüssen verbunden werden  Die Verbindung sollte solide gelötet sein. Eine Verbindung mit Kabelschuhen ist eher nicht so gut, obwohl viele eine derartige Verbindung vorziehen würden, wegen der leichteren "Wartbarkeit".

Danach können die Lautsprecherweichen endlich fest eingebaut werden und die restlichen Kabellängen werden gerollt und mit Kabelbinder im Innenraum der vorgesehenen Innenfächer verstaut. Anschließend können die "Deckel" dieser Innenräume - nachdem rundum Moosgummiangeklebt wurde ( als Vibrationsschutz ) zugeschraubt werden.
 
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© Harro Walsh