Brechnung einer Bandpasskiste

Bandpasssysteme (geschlossene oder ventilierte) kombinieren das geschlossene und das Bassreflexsystem, der Vorteil dabei ist, dass man auch eine vom Gehäuse abhängende, obere Grenzfrequenz hat und so einen zusätzlichen Tiefpaßfilter einsparen kann, weshalb er meist Verwendung in Car-Subwoofern findet. Aber es gelten die gleichen Beziehungen wie bei geschlossenen und BR-Systemen. Je tiefer die untere Grenzfrequenz, desto größer das Volumen. Aber die Abstimmung ist schwieriger, da auch die Resonanzfrequenz die Welligkeit beeinflusst. Das geschlossene Volumen beeinflusst die Güte, die Reflexabstimmung die Breite und Welligkeit. Das heißt, es werden große Volumen benötigt, will man einen Bandpass gut abstimmen, das geschlossene Volumen ist genauso groß wie beim Einbau in eine normale geschl. Box mit gleicher Güte. Das ist bei großen Subwoofern beträchtlich, also mehr als bei einem vergleichbaren geschlossenem oder BR-System. Da sich so etwas schwierig verkaufen lässt (z.B. 200l Gehäuse bei 38ern), werden im Consumer-Bereich nicht so tiefe, aber unpräzise (z.B. Qtc>=1) Abstimmungen gewählt, die jedoch meiner Meinung nach mit Car-HiFi wenig zu tun haben. Vorteil dabei ist der Wirkungsgradgewinn von ein paar Dezibel.
Entgegen einigen Meinungen: Bandpässe benötigen mehr Volumen als Bassreflexgehäuse! Deshalb kann ich sie im allgemeinen nicht empfehlen.

OK, hier die Formeln zum Abschätzen einer Bandpass-Abstimmung: (Quelle autohifi)
(gelten nur für X zwischen 60…100)
1. Ermitteln der Einbaugüte Qtc = fm/fs * Qts (fm ist die Mittenfrequenz von ca. 60 Hz)
2. geschlossenes Volumen in Litern Vg = (0,8*Vas) / [ (Qtc^2/Qts^2)-1 ]
3. Reflexvolumen in Litern Vr = 2 * Vas *Qts^2
4. Tunnelquerschnitt At = 0,1…0,16 * Am, oder Tunneldurchmesser dt = 0,3 … 0,4 * dm, abhängig von der Membran wählen
5. Tunnellänge lt = 6,54*(dt^2/Vb) - 0,73*dt (lt in cm, Vb in Litern)

Berechnung einer Bassreflexkiste

Bei Bassreflexsystemen benutzt man eine zusätzliche Resonanz (Prinzip Helmholtz-Resonator), um den Frequenzgang nach unten hin zu erweitern. Der Qts-Wert sollte für Baßreflexsysteme zwischen 0,3 und 0,4 sein. Das liegt daran, dass man die gewünschte Einbaugüte wesentlich geringer wählen muss als bei geschlossenen Systemen. Je größer das Gehäuse, desto kleiner ist die mögliche gewünschte zusätzliche Resonanzfrequenz (Tuningfrequenz) und umso tiefer liegt auch die mögliche untere Grenzfrequenz. Aber dabei wird der Bass immer unpräziser. Das bedeutet auch eine größer werdende Welligkeit, sobald die Tuningfrequenz (Abstimmfrequenz des Resonators) kleiner als die Freiluftresonanzfrequenz fs wird. Das heißt, dass das Volumen nicht größer als das Äquivalentvolumen des Chassis sein sollte, will man präzisen Bass und keine große Welligkeit. So entstehen bei einer Bassreflexabstimmung 2 Resonanzfrequenzen, eine vom Chassis im Gehäuse und eine tiefere vom Rohr. Bei passiven Frequenzweichen muss evtl. die obere “linearisiert” werden, die untere lässt man meist stehen, dies erweitert den Frequenzbereich noch einmal ein wenig.Mit höherer Gesamtgüte (z.B. über 0,38) wird das Volumen meist sehr groß, da die Dämpfung der Resonanzfrequenz zu gering ist.
Ist die Güte jedoch zu niedrig (<0,30) fehlt der Tiefgang.

Hier noch die Formel zur Berechnung der Helmholtz-Resonanzfrequenz:
fb=sqrt(3000*Ar/(Vbox*lr+Vbox*0,846*sqrt(Ar)))
wobei Ar-Rohrquerschnitt, lr-Rohrlänge, Vbox-Innenvolumen, alles in Standard-SI-Einheiten (m, m², m³)
(nicht verrechnen:1m²=10 000cm²; 1m³=1000Liter; 1m=100cm)
Also ist die Abstimmfrequenz vom Volumen (hinter dem Chassis), der Rohrlänge und dessen Querschnitt anhängig. => Bei mehreren Rohren geht in die Berechnung der Gesamtinnenquerschnitt ein. Weiterhin ist darauf zu achten, dass das Reflexrohr keinen zu kleinen oder zu großen Querschnitt besitzen darf und nicht zu kurz oder zu lang ist, weniger als 3cm (bei großen d) oder mehr als 30cm (bei kleineren d) werden schnell kritisch, dann ist es oft empfehlenswert das Volumen zu verändern. Geht das nicht, ist das Chassis sicher ungeeignet. Als Richtwert gilt Minimum-Durchmesser des Rohres ist ein Drittel des Chassis.

Zum Abschätzen des Volumens und der Rohrlänge kann man folgende Formeln (aus autohifi-Katalog 1994) benutzen:

Vbox=15*Vas*Qts^2,87
l= (168 939 * Ar*Qts^1,8) / (fs^2 * Vbox) -0,88 * sqrt(Ar)
(Einheiten: Volumen in Litern, Rohrquerschnitt A in qcm)Zusätzlich zum berechneten Innenvolumen kommen die verlorengegangenen Räume von Rohr und Chassis…
Das Ergebnis ist meist eine tiefe Abstimmung mit großem Volumen.

Welche Kistenart für den Woofer

Anhand dieser TSPs kann man ungefähr erkennen, wofür das Chassis geeignet ist:
Erster Hinweis ist natürlich die Resonanzfrequenz fs, sie sollte für Tiefgang entsprechend niedrig sein, also bei einem Subwoofer etwa 20…40 Hz. Setzt man dieses Chassis in ein (geschlossenes) Gehäuse steigt die Resonanzfrequenz an. Die Resonanzfrequenz allein sagt jedoch nichts über die untere Grenzfrequenz aus. Ein weiterer Faktor ist die Gesamtgüte Qts. Die Güte ist ein Faktor, der zeigt, wie stark der Pegel bei der Resonanzfrequenz ist und gibt indirekt auch die Präzision an. Die Güte steigt, wenn man das Chassis in ein Gehäuse setzt und ergibt die Einbaugüte Qtc. Je niedriger Qtc, desto präziser, aber auch bassärmer die Wiedergabe.
Anhand der Gesamtgüte Qts und der Freiluftresonanzfrequenz fs lässt sich erkennen, wofür man ein Lautsprecherchassis ungefähr benuztzen kann. Das Äquivalentvolumen Vas gibt dann indirekt Auskunft darüber, wie groß das Volumen sein muss.

OK es gelten folgende Näherungen:
Faktor X = fs/Qts

X <= 40 Transmissionline
X ca. 50 (40…80) geschlossene
X ca. 60 (50…100) Bandpass-Systeme
X ca. 100 (80…120) Bassreflex
X>= 120 Chassis für Hornsysteme

Die Zahlenwerte sind nicht all zu genau zu nehmen. z.B. ein Chassis mit Qts=0,37 und fs=22 (X=59) würden viele trotzdem eher in ein BR als ein geschl. System bauen.

Grob gelten auch folgende Regeln zum Qts: 

Qts Eignung
<0,3 Horn-System
0,3…0,4 Bassreflex oder Bandpass
0,4…0,6 geschlossenes System
0,5…0,8 Free-Air
0,8…1,4 Offener Lautsprecher, bedingt Free-Air

Zur besseren Unterscheidung verwendet man auch den sogenannten EBP-Wert. (Efficiency-Bandwidth-Product) Das ist der Quotient aus fs und Qes. Dieser Wert sollte für geschlossene Systeme um 50, also zwischen 35 und 65 liegen. Bei Werten zwischen 50 und 80 kann man den Lautsprecher in ein geschlossenes Bandpasssystem setzen. Bei Werten um 100 (zwischen 60 und 120) ist ein Bassreflexsystem sinnvoll.

Emphser 12″ Xtreme T4 Woofer

Viel Druck, guter Klang, wobei der Fokus schon sehr auf dem Druck liegt.

Die Bassboliden für Anwendungen, bei denen auf trockenen Klang und gnadenlose Maximallautstärke Wert gelegt wird - geeignet zum Einbau in mittelgroße Baßreflex- und Bandpassgehäuse sowie geschlossene Systeme. Der Endschallpegel und die mechanische Belastbarkeit konnten durch diverse Konstruktionsmassnahmen im Vergleich zu den T3 Vorgängern deutlich erhöht werden

  • Belastbarkeit: 1000 Watt RMS
  • Impedanz: 4 Ohm
  • Frequenzbereich: 20 - 100 Hz
  • speziell konstruierter T4 Aluminium Druckgusskorb
  • 2-fach gestackter Strontium Ferrit Magnet
  • Nomex-Celllulose Membran
  • Hi-Profile Santoprene Sicke
  • Sicke und Membrankonus miteinander vernäht
  • Doppelzentrierung aus Nomex

 Emphaser XT4 30cm

Emphaser E12 SPL-X4

Da haben wir einen SPL. Dicke Spaßmaschine mit Allround Fähigkeiten. Bringt einen guten Pegel aufs Parkett und der Klang kann mithalten. Ganz klar für den Bassfetisch …

  • Belastbarkeit RMS: 2500 Watt
  • Belastbarkeit Musik: 5000 Watt
  • Frequenzbereich: 40 - 85 Hz
  • Schalldruck: 89 dB/1W/1m
  • Impedanz: 2 x 2 Ohm
  • Abmessungen: 582 x 480 x 402 mm

Emphaser E12 SPL-X4