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Wie und warum vermeide ich Eigenresonanzen und Stehwellen im Gehäuse  
 


Wie bereits beim "Konzept des Lautsprechers" erläutert, muss das Problem der "Interaktion" der beteiligten Lautsprecher untereinander unterbunden werden. Wie ebenfalls erläutert wurde, werden für jeden einzelnen Lautsprecher im Gehäuse luftdichte Innenkammern angefertigt. um Interaktionen zu eliminieren.

Beim Abschnitt 
"Grundsätzliche Betrachtungen zur Akustik und zur Physik von Lautsprechern"
erläutert, können sogenannte "Stehende Wellen" Probleme im Zusammenhang mit Eigenresonanzen verursachen. Gerade beim Bau der Innenkammern muss daher die Entstehung von "Stehenden Wellen" in den jeweiligen Innenkammern unterbunden werden. Da Teile der Innenkanten der Innenkammern aneinander grenzen, sollte man nicht nur die jeweiligen Wellenlängen der aktuellen Innenkammern kennen, sondern auch die Wellenlängen der jeweils in den angrenzenden Kammern befindlichen Lautsprechern. 

Diese Forderung ist zwar eigentlich genauso wie die einzelnen Innenkammern ein absolutes "Muss" für "High-End" Lautsprecher aber weil die meisten Ingenieure keinen Bock haben auf viel Mathematik - geht man dem Problem aus dem Weg in dem man keine Innenkammern baut - die Interaktion und die damit verursachten Störungen und Probleme in kauf nimmt und statt dessen versucht man einfach den begangenen Fehler mit Dämmmaterial in den Griff zu bekommen - obwohl diese Art der Problemlösung nur bedingt tauglich ist. Soviel zu kommerziellen Lautsprechersystemen und Kompromissen. Die Philosophie des hier vorgestellten Konzeptes heißt: Keine Kompromisse - Lösungen - und wenn tatsächlich in absoluten Einzelfällen ein Kompromiss unumgänglich ist, so muss der Kompromiss so nah wie möglich an das Ideal heranreichen - auch wenn dass mit viel Arbeit verbunden ist - es ist Eigenleistung, die man nicht bezahlen sondern nur aufwenden muss - und wenn man Ansprüche hat, dann muss man da durch....

Also zurück zur Mathematik .... zwar nehme ich mit dieser Tabelle denen, die das System nachbauen wollen viel Arbeit ab, aber wenn eine Änderung erforderlich ist, dann sollte man diese Daten auch selbst errechen können.

Also nochmals der rechnerische Weg: Der Schall legt bekanntlich 333 Meter in der Sekunde zurück. Die Frequenz ( also der Ton ) wird in Schwingungen pro Sekunde gemessen. Wenn ich also 333 Meter in meiner Phantasie festlege. Und ich nehme eine Frequenz - z.B. 4500 Hz  - so bedeutet die dass in der vorher festgelegten Strecke von 333,333 Metern exakt 4500 Schwingungswellen "hineinpassen" ( man stelle sich vor die Wellen wären für den Hauch eines Wimpernschlages "eingefroren" und der eingefrorene Zustand ließe sich längere Zeit betrachten...
also ist die Länge einer ganzen Welle genau ein 4500-tel Teil der Strecke.
Die Formel sieht also folgender maßen aus:
                                                                             333,3333 Meter
 Länge der Welle ( mathematisch d L ) = ------------------------------------   =    X in Metern
                                                                             Frequenz in Hz als Zahl

Auf das konkrete Beispiel also :            333,333 Meter
                                                                   ---------------------------   =   0,0740 Meter
                                                                               4500


 d = ist das griechische Zeichen Delta 

Die Lautsprecher strahlt aber nicht nur eine Frequenz ab. Vielmehr gibt es einen Arbeitsbereich mit einer Vielzahl von Frequenzen. Aber eins wissen wir: Es gibt nach oben hin und nach unten hin eine Grenze der wiedergegebenen Frequenzen gibt - bedingt durch die Wirkung der Frequenzweichen. Die Frequenzen deren Wellenlängen eine Rolle spielen, haben also eine Obergrenze und eine Untergrenze. Die Wellenlängen innerhalb dieses Bereiches sind unerwünscht.  Ich muss also nur die Längen der Wellen an der Grenze kennen. Wenn diese bekannt sind, so sind auch die Grenzen der wesentlichen Nebenwellen bekannt.  Relevant sind bei den Nebenwellen im wesentlichen mit der halben, viertel oder achtel der Wellenlänge und die doppelte, vierfache und achtfache Wellenlänge. Die nachfolgende Tabelle enthält die Länge der obersten Frequenz und der untersten Frequenz. Die Längen zwischen diesen Bereichen sind sozusagen unsere "No Go´s"

   
Frequenzbereich d. Speakers Wellenlängenbereich Nebenwellen
Infraschalllautsprecher 0-15 Hz ( * bis 22,222 Meter (*** - die erste relevante "harmonische" 1/16tel=1,38 m
Lautsprecher Nummer 1 15 Hz bis 30 Hz 22,222  bis 11,111 Meter 1,38 Meter bis 0,6944 Meter
Lautsprecher Nummer 2 30 Hz bis 60 Hz 11,111 bis 5,555 Meter 0,6944 Meter bis 0,3472 Meter
Lautsprecher Nummer 3 60 Hz bis 120 Hz 5,555 bis 2,777 Meter 0,3472 Meter bis 0,1736 Meter
Lautsprecher Nummer 4 120 Hz bis 240 Hz 2,777 bis 1,388 Meter 0,1736 Meter bis 0,0868 Meter
Lautsprecher Nummer 5 240 Hz bis 480 Hz 1,388 bis 0,6944 Meter 0,0868 Meter bis 0,0434 Meter
Lautsprecher Nummer 6 480 Hz bis 960 Hz 0,6944 bis 0,34722 Meter     weiteres sieh Text unten...
Lautsprecher Nummer 7 960 Hz bis 1920 Hz 0,34722 bis 0,17361 Meter
Lautsprecher Nummer 8 1920 Hz bis 3840 Hz 0,17361 bis 0,08680 Meter
Lautsprecher Nummer 9 3840 Hz bis 7680 Hz 0.08680 bis 0,04340 Meter
Lautsprecher Nummer 10 7680 Hz bis 15380 Hz 0,04340 bis 0,02167 Meter
Ultraschalllautsprecher 15380 Hz und höher 0,02167 Meter bis ..( * *

( *   = Da im Lautsprecher Längen über die größte Kantenlänge außen 165,0 mm hinaus nicht 
          vorkommen, spielen Längen mit mehr als dieser Länge keine Rolle.
( **  = Da bei Wellenlängen, deren Länge weniger als die Dicke des Holzes ist, kann  in der Praxis 
           keine nennenswerte Resonanzschwingung entstehen - also spielen Längen unterhalb 
           von 28 mm keine nennenswerte Rolle.
(*** = Bei den Nebenwellen sind wie bereits ausgeführt in erster Rolle harmonische Schwingungen 
          mit halber, viertel, achtel und sechzehntel Wellenlänge eine Rolle spielen. Bereits bei Wellen mit 
          sechzehntel Wellenlänge ist aber die Dämpfung so hoch, dass hier von einem Schalldruck 
          gesprochen wird, der weniger als ein zehntausendstel der Originallautstärke ist. 

Bei der Besprechung der Bauskizzen - und dort bei der Besprechung der jeweiligen Innenkammer komme ich nochmals konkret auf das Thema zurück und zeige wie die Daten der obigen Tabelle verwendet werden müssen.
Diese Seiten sind noch in Bearbeitung !



© Harro Walsh