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Subwoofer-Gehäusevolumen

Berechnet das optimale Subwoofer-Gehäusevolumen (geschlossen und bassreflex) aus Thiele-Small-Parametern.

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Formel

Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² − 1) [sealed]

Vas— Equivalent compliance volume (L)
Qtc— Target box Q (0.707 Butterworth)

Wie es funktioniert

Das Design des Subwoofergehäuses basiert auf den Thiele-Small (T/S) -Parametern: Fs (Freiluft-Resonanzfrequenz), Qts (Gesamt-Q-Faktor, der elektrische und mechanische Dämpfung kombiniert) und Vas (äquivalentes Nachgiebigkeit in Litern — das Luftvolumen, das der mechanischen Nachgiebigkeit des Fahrers entspricht). Für eine versiegelte Box ist das optimale Innenvolumen für eine Butterworth-Reaktion (maximal flach) mit einem System Q von Qtc = 0,707: Vb = Vas/((Qtc/Qts) ² − 1). Dies ergibt einen Wert von 3 dB nach unten bei ungefähr F3 = Fs × (Qtc/Qts). Bei belüfteten (portierten) Boxen ergeben empirische Formeln, die auf Qts basieren, ein größeres Boxvolumen mit einer niedrigeren Abstimmfrequenz und einer größeren Basserweiterung, aber einem steileren Absinken unterhalb der Abstimmfrequenz. Treiber mit Qts < 0.35 are suited for vented enclosures; Qts 0.35—0.7 suit sealed boxes; Qts > 0.7 können in Open-Back-Anwendungen (Free-Air) oder bei Anwendungen mit unendlicher Schallwand eingesetzt werden.

Bearbeitetes Beispiel

T/S-Parameter für Treiber: Vas = 50 L, Qts = 0,35, Fs = 35 Hz. Versiegelter Karton (Butterworth, Qtc = 0,707): Vb = 50/((0,707/0,35) ² − 1) = 50/(4,082 − 1) = 50/3,082 = 16,2 L F3 = 35 × (0,707/0,35) = 35 × 2,02 = 70,7 Hz Belüftetes Gehäuse (ungefähre empirische Formeln): Vb = 20 × Qts^3,3 × Vas = 20 × (0,35) ^3,3 × 50 = 20 × 0,032 × 50 ≈ 32 L Frequenz der Portabstimmung: Fb = 0,76 × Qts^0,26 × Fs = 0,76 × (0,35) ^0,26 × 35 = 0,76 × 0,722 × 35 ≈ 19,2 Hz Die belüftete Box sorgt für eine tiefere Basswiedergabe (~20 Hz Abstimmung), benötigt aber die doppelte Gehäuselautstärke. Das kompakte Fassungsvermögen von 16 l ist kompakter und verfügt über ein höheres, aber gut kontrolliertes F3.

Praktische Tipps

  • ✓Addieren Sie 15— 20% zum berechneten Vb, um das Luftvolumen zu berücksichtigen, das durch interne Abstützung, Dämpfungsmaterial und Treiberverdrängung verdrängt wird. Messen Sie das Volumen des fertigen Kastens mit Wasser oder berechnen Sie es anhand der Innenmaße abzüglich der Strukturen.
  • ✓Die versiegelte Box mit 25—50 mm Akustikschaum oder Polyesterfaserfüllung auskleiden. Dadurch wird die Box akustisch „gedehnt“ — eine versiegelte, gepolsterte Box verhält sich so, als wäre sie 10— 25% größer, wodurch ein kleineres Gehäuse möglich ist.
  • ✓Die Länge und der Durchmesser des Anschlusses wirken mit dem Boxvolumen zusammen, um die Abstimmfrequenz zu bestimmen. Die Formel Fb ≈ (c/ (2π)) × √ (A/ (Vb × L_eff)) (Helmholtz-Resonanz) legt die Portabstimmung fest, wobei A = Anschlussfläche, L_eff = effektive Portlänge einschließlich Endkorrekturen (~0,85 × Radius pro offenem Ende).

Häufige Fehler

  • ✗Bei Verwendung des internen Nettovolumens ohne Abzug von Treiberverdrängung und Abstützung bleiben bei einem Treiber mit Vd = 2 l in einer 16-Liter-Box nur 14 l netto übrig. Ziehen Sie immer das Volumen des Treibers, des Anschlussrohrs und der Stütze vom Zielvolumen für Vb ab.
  • ✗Die Formeln als präzise behandeln — das sind vereinfachte Ausrichtungsformeln. In realen Schaltschränken ist eine Simulationssoftware (WinISD, REW, Hornresp) erforderlich, um Anschlussverluste, Treibernichtlinearität, Raumverstärkung und Baffle-Step-Effekte zu berücksichtigen.
  • ✗Bau einer Port-Box für einen Treiber mit Qts > 0,5 — Treiber mit hohem QTS-Wert in belüfteten Gehäusen neigen dazu, einen aufgeblähten Bass mit einer Note zu erzeugen, der einen ausgeprägten Buckel um die Anschluss-Tuning-Frequenz herum aufweist. Versiegelte Boxen verzeihen bei Treiber-Qts-Treibervariationen besser.

Häufig gestellte Fragen

Eine versiegelte Box ist einfacher zu bauen und hat einen sanfteren Rolloff unter F3 (−12 dB/Oktave). Eine Box mit Anschluss verwendet einen Helmholtz-Resonatoranschluss, um die Basswiedergabe unterhalb der Eigenresonanz des Lautsprechers zu erhöhen. Unterhalb der Anschluss-Tuning-Frequenz (−24 dB/Oktave) wird sie jedoch deutlich steiler abgespielt. Portierte Boxen sind in der Regel größer und komplexer zu konstruieren.
Qts < 0,35: Belüftete (portierte) Ausrichtung wird bevorzugt — diese Treiber haben eine hohe Dämpfung und profitieren vom Beitrag des Anschlusses zur Basswiedergabe. Qts 0,35—0,7: Das abgedichtete Gehäuse ist optimal — eine mäßige Dämpfung passt zur abgedichteten Ausrichtung. Qts > 0,7: Der Treiber ist unterdämpft und benötigt möglicherweise ein sehr großes oder offenes Gehäuse. Herkömmliche abgedichtete oder belüftete Designs funktionieren möglicherweise nicht gut.
Ja. Dieselben Thiele-Small-Gleichungen gelten für jeden Drehspulentreiber. Die Formeln gelten für Tieftöner mit einer Frequenz von 40—500 Hz, sofern Sie die richtigen T/S-Parameter des Treibers verwenden. Für Voll- und Mitteltöner in kleinen, versiegelten Boxen gilt dieselbe Vb-Formel.

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