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Das Thema Subwoofer stellt bei vielen den Einstieg ins Carhifi dar. Damit das auch erfolgreich ist und man am Ende dadurch den Weg zu einem neuen Hobby findet, soll hier die Grundlage zu finden sein.

Erläuterungen zu diesem Thema gibts es viele. Oft ist dort recht einfach zusammengefasst, was deutlich umfangreicher zubeschreiben ist.

Die Einstufungen sehen oft wie folgt aus:

- geschlossene Gehäuse klingen gut und benötigen viel Leistung um eine gewünschte Lautstärke zu erreichen
- Bassreflexgehäuse klingen immernoch gut, aber schon schlechter als geschlossene Gehäuse, für die gewünschte Lautstärke wird weniger Leistung benötigt als bei diesen
- Bandpassgehäuse haben einen schlechten Klang, benötigen aber nochmals weniger Leistung als die Bassreflexgehäuse

Eine solche Einschätzung ist aber zum einen nicht korrekt und zum anderen nicht vollständig. Soll ein Gehäuse klanglich bewertet werden, so muss doch geklärt sein, wie dieses aussieht bzw. dessen Eigenschaften geklärt sein.
Im Folgenden soll eben dies getan werden. Eine Einordnung nach dem "schwarz/weiß"-Prinzip soll nicht stattfinden.

Zu Anfang sollen die Gehäuse erklärt werden.

Ein geschlossenes Gehäuse besteht in der Regel als Quader. In einer der Wände ist ein Loch ausgesägt und ein Lautsprecher eingebaut. Weiterhin ist nur ein bestimmtes Volumen Luft in dem Gehäuse vorhanden.
Dieses Gehäuse ist das einfachste, was im Auto einzubauen ist.

Das Bassreflexgehäuse ist dem geschlossenen Gehäuse soweit gleich, jedoch existiert noch ein Rohr oder Schacht neben dem Lautsprecher. Dieses Rohr ist ein Helmholtz-Resonator. Mit Hilfe des Rohres ist es möglich, dem eingebauten Lautsprecher eine tiefreichende Wiedergabe abzuringen.
Der Bau ist nicht weiter schwierig, die Abstimmung des Rohres hingegen ist da schon schwieriger.

Ein Bandpassgehäuse ist eine Kombination dieser beiden schon genannten Gehäusetypen. Es besteht ein großer Quader, der in seinem Inneren geteilt ist. In dieser Trennwand ist der Lautsprecher eingebaut.
Zusätzlich zum Lautsprecher muss mindestens ein Resonator vorhanden sein, der in einer Ausssenwand einer der beiden Kammern eingebaut ist. Es gibt jedoch viele Arten von Bandpassgehäuse, bei denen Resonatoren in der Trennwand, in beiden Kammern nach aussen, nur in einer Kammer nach aussen oder auch in Kombinationen auftreten.

Für den erfolgreichen Gehäusebau gibt es eine Voraussetzung:

Der Lautsprecher muss in das für ihn passende Gehäuse eingebaut werden.

Es gibt natürlich auch Lautsprecher, die in verschiedenen Gehäusen klanglich gute Ergebnisse liefern. Hier kann es also durchaus vorkommen, dass ein Chassis in verschiedenen Gehäusen kommerziell erhältlich ist.

Eine gute Grundlage zur Einschätzung der Eignung, eines Lautsprecherchassis für ein bestimmtes Gehäuse, bieten die Thiele-Small-Parameter (nach den Herrn Thiele und Small, die diese aufgestellt haben).
Anhand dieser ist es möglich ein Gehäuse für einen vorhandenen Lautsprecher zu berechnen und über die Wahl von Parametern den Klang zu formen. Hierbei gibt es Tabellen, die eine grobe Einschätzung geben, welcher Parameter welche Klangveränderung mit sich bringt.
In der Regel ist es für den ambitionierten Einsteiger aber ausreichend, sich mit Hilfe einer Software einen Vorschlag geben zu lassen. Hier sollen WinISD (www.linearteam.dk) und BassCAD (www.selfmadehifi.de) stellvertretend für diese stehen.

Betrachtet man nun eine Lautsprecher, der in einem geschlossenen Gehäuse, einem Bassreflexgehäuse und einem einfach ventilierten Bandpassgehäuse ansprechend funktioniert - stellvertretend soll hier der Atomic Energy 12S4 genannt sein (www.atomic-loudspeakers.com), so werden die folgenden Eigenschaften erhört werden.

Im geschlossenen Gehäuse:

- sehr angenehmer Klang
- präzise Spielweise
- zu tiefen Frequenzen hin sanft abfallend
- unspektakulär bzw. unaufdringlich

Im Bassreflexgehäuse (vergleichend zum geschlossenen Gehäuse):

- sehr angenehmer Klang
- im Oberbass präzise Spielweise, in sehr tiefen Frequenzen tendenziell unsauberer
- sehr tiefreichende Wiedergabe, steilerer Abfall zu tiefen Frequenzen hin, jedoch später einsetzend
- unaufdringlich, jedoch wenn nötig Mark erschütternd

Im Bandpassgehäuse (vergleichend zum geschlossenen Gehäuse):

- angenehmer Klang
- im Oberbass recht präzise Spielweise, in sehr tiefen Frequenzen tendenziell unsauberer
- tiefreichendere Wiedergabe, sanfter Abfall zu tiefen Frequenzen hin
- unaufdringlich, jedoch wenn nötig Mark erschütternd

Diese Eigenschaften treten bei auf, wenn ein akustisch ideales Gehäuse gebaut wird. Das heißt, es wird nach den Empfehlungen von Thiele und Small ein Lautsprechersystem gebaut, dass möglichst natürlich und neutral klingt.

Kommerziell werden die Gehäuse allerdings anders abgestimmt.

Die Freiheitsgrade sind unterschiedlich groß und somit ist das eingangs geschilderte Spektrum durch die erhältlichen Gehäuse geprägt.

Fangen wir einmal einfach an. Ein geschlossenes Gehäuse besitzt nur einen Freiheitsgrad und das ist dessen Volumen.
Wird das Volumen zu groß gewählt, so wird sich der Klang weitestgehend nicht negativ verändern. Allerdings ist sowas kommerziell nicht sinnvoll. Die Kundschaft fordert kleine Gehäuse, also werden kleine Gehäuse angeboten.

Ist das Gehäuse nun zu klein, wird sich mit abnehmender Größe folgendes zeigen:

- die Präzision nimmt ab
- die Wiedergabe ist weniger tiefreichend
- das Lautsprechersystem neigt zum dröhnen
- im Oberbass steigt der Schalldruck an

Diese Eigenschaften sind in der Summe nicht wünschenswert. Diese Effekte treten jedoch nicht abrupt auf, sondern mischen sich langsam mit abnehmender Größe des Gehäuses hinzu. Nach eingehenden Hörversuchen ist es möglich eine Gehäusegröße festzulegen, die ein gewünschtes Wiedergabeverhalten zeigt.

Somit kann es also durchaus sein, dass das Gehäuse kleiner ist als die Berechnung nach Thiele und Small ergeben und trotzdem ein klanglich ansprechendes Ergebnis entsteht.

Da sich jedoch kommerziell vertriebene Gehäusesubwoofer zusätzlich nur über einen angepassten Preis verkaufen lassen, erscheint die Wahl der Gehäusegröße oft der Kostenkalkulation überlassen. Die klanglichen Ergebnisse sind teilweise enttäuschend.

Bei einem Bassreflexgehäuse gibt es 2 Freiheitsgrade. Diese sind das Gehäusevolumen und die Abstimmfrequenz des Resonators.
Hier ergeben sich viele mögliche Kombinationen, die ein ungünstiges Klangergebnis vermuten lassen. Ein paar wenige sollen zur Übersicht genannt werden.

Ein Gehäuse ist aus oben schon genannten Gründen recht klein gewählt, kleiner als die Berechnungen nach Thiele und Small verheißen. Ist die Abstimmfrequenz so gewählt, dass eine neutrale und lineare Wiedergabe entsteht, ergeben sich folgende Eigenschaften:

- weniger tiefreichend als in größerem Volumen
- zu tiefen Frequenzen hin schlechter werdende Präzision
- im Oberbass weiterhin ansprechende Wiedergabe

Da sich in einem kleinen Gehäuse hin und wieder ein tief abgestimmter Resonator schlecht unterbringen lässt, werden diese mit einer höheren Abstimmfrequenz versehen. Hier bilden sich folgende Merkmale aus:

- unpräzise Spielweise über den gesamten Frequenzbereich
- mangelnder Tiefgang
- im Bereich um die Abstimmfrequenz Anstieg des Schalldrucks

Hier potenzieren sich die Faktoren natürlich auch, so wird ein sehr kleines und hoch abgestimmtes Gehäuse einen besonders 'schlechten' Klang aufweisen.

Die schon genannten fehlabgestimmten Gehäuse (im Sinne von Thiele und Small) haben ihren Höhepunkt in den Bandpassgehäusen.
Die einfachste Bandpasskonstruktion ist der einfach ventilierte Bandpass. Hier ist eine der beiden Kammern nach aussen hin mit einem Resonator versehen.
Schon hier bestehen 3 Freiheitsgrade. Diese sind die Volumina der beiden Gehäusekammern und die Absstimmfrequenz des Resonators. Die Kombinationen an fehlabgestimmten Gehäusen sind hier schon von sehr großer Zahl. Bei den weiteren Bandpassvariationen steigen diese nochmals um ein vielfaches an.

Hier sind die meisten Fehlabstimmungen zu finden. Diese können verschiedenen Ursprungs sein. So sind kommerziell erhältliche Systeme zumeist nicht sinnvoll abgestimmt, aber auch Eigenbauten sind häufig mangelhaft.
Für einen erfahrenen Gehäusebauer/-konstrukteur, der sich eingehend mit Bandpassgehäusen befasst hat und eigene Erfahrungen gesammelt hat, stellt dies hingegen weniger ein Problem dar. So gibts es immer wieder solche, die in der Szene national Bekanntheit erreicht haben, aufgrund der von ihnen gebauten Bandpassgehäuse. Oftmals sind sogar klanglich sehr anspruchsvolle Hörer diesen erlegen.

Was kommerziell oft angeboten wird sind konventionell abgestimmte (bzgl. der Abstimmfrequenz des Resonators) Gehäuse mit zu klein gewählten Kammern. Hintergrund ist hierbei die geringe Gehäusegröße als erstes Kriterium und folgend der hohe Schalldruck über ein gewisses Frequenzband. Dieses ist allerdings recht schmal gegenüber einer 'vernünftigen' Abstimmung.
Diese Fehlabstimmungen weisen dann die folgenden Eigenschaften auf:

- unpräzise Spielweise
- hoher Schalldruck in einem schmalen Frequenzband
- mangelnder Tiefgang

Dies deckt sich weitgehend mit der Einschätzung, die eingangs genannt wurde und weit verbreitet ist. Dabei wird allerdings nicht erwähnt, dass es sich dort um Fehlabstimmungen handelt.
Das Ziel dieser kurzen Einführung war es, dies darzustellen.

FAZIT:

Ein Gehäuseprinzip hat keine Fehler, nur der Anwender kann mit seiner Fehlabstimmung dieses Verhalten erzeugen. Ein Gehäusesubwoofer ist also nur so gut wie seine Abstimmung.

Gruß, Seb

p.s. Natürlich werden ggf. Abstimmungen fürs Auto angeboten, die auf die speziellen Eigenschaften dieses Wiedergaberaums angepasst sind, allerdings entziehen sich diese auch nicht der Physik - der sich Thiele und Small verpflichteten.

Kann mich dem Gesagten (gehäusetechnisch) nur anschließen.

Der Klaudio macht ja schon seit ein paar Jahren im dBDrag, da liegt wohl ein sehr großes Potential für Tipps und Kniffe vor.

Der Anschlusswiderstand an deiner Stufe war ja auch schon vom Dirk 'bemängelt' worden. Leider ists mit deinen Woofern aber nicht groß anderes möglich.

Gruß, Seb