Car Audio – Wie funktionieren Lautsprecher
Wie funktionieren Lautsprecher?
Lautsprecher sind Luftkolben, die sich zurück (im negativen Zyklus des Signals) und her (im positiven Zyklus) bewegen und unterschiedliche Luftdruckgrade bei unterschiedlichen Frequenzen erzeugen. Der Verstärker (entweder separat oder in Ihrem Radio eingebaut) erzeugt elektrische Impulse, die sich von positiven und negativen Spannungen (Wechselstrom) abwechseln. Dieser Strom erreicht die Schwingspule im Inneren des Lautsprechers und erzeugt einen Elektromagneten, der entweder abgestoßen oder von dem festen Magneten an der Unterseite des Lautsprechers angezogen wird. Die Schwingspule ist am Kegel befestigt, bewegt ihn hin und her und erzeugt Klang. Die Einfassung (gummiartiger Kreis, der die Oberseite des Kegels und des Metallkorbs verbindet) und die Spinne (normalerweise gelber gewellter Kreis, der die Unterseite des Kegels mit dem Magneten verbindet) lassen den Kegel in seine ursprüngliche Position zurückkehren.
Die Lautsprecherempfindlichkeit, gemessen in dB, gibt an, wie laut ein Lautsprecher spielt (normalerweise 1 Watt, 1 Meter). Eine höhere Empfindlichkeit bedeutet, dass der Lautsprecher bei gleicher Leistung lauter spielt als ein Lautsprecher mit niedrigerer Empfindlichkeit.
Der hintere und der vordere Teil des Lautsprechers sollten voneinander isoliert sein. Wenn die Vorderseite des Kegels Luft drückt, zieht der Boden Luft, wodurch ein Aufhebungseffekt entsteht. Idealerweise sollte sich jeder Lautsprecher in einem Gehäuse befinden. Wenn Sie einen Lautsprecher in einem großen Loch montieren, stellen Sie sicher, dass Sie eine Platte bauen, um die Vorder- und Rückseite des Lautsprechers (Schallwand) zu isolieren.
Imaging, Staging und Directivity
Imaging – ist in der Lage, bestimmte Sounds von verschiedenen Orten auszuwählen. Der Sänger befand sich normalerweise in der Mitte des Autos, Gitarren, Trompeten und andere Instrumente an den Seiten des Autos. Wenn Sie Lautsprecher rund um das Auto verteilen, wäre Ihre Bildgebung sehr schlecht, da Sie an verschiedenen Stellen den gleichen Ton erzeugen würden. Wenn Sie ein System mit guter Bildgebung haben, sollte der Klang von verschiedenen Instrumenten und Stimmen stammen, nicht von Lautsprechern.
Inszenierung – ist die Fähigkeit eines Systems, Sie zu „täuschen“, zu denken, dass alles (einschließlich Bass) vor Ihnen liegt. Der Klang sollte einer Bühne in einem Konzert ähneln, auf der sich der Sänger in der vorderen Mitte befindet und der Rest der Instrumente und Hintergrundsänger links und rechts (aber immer vorne) angeordnet ist.
Gutes Staging und Imaging sind nicht so einfach zu implementieren. Es erfordert viel Experimentieren mit Lautsprecherposition und -richtung.
Richtwirkung – des Schalls hängt mit der Frequenz zusammen. Bei höheren Frequenzen ist es einfacher zu bestimmen, woher der Schall kommt als bei niedrigeren Frequenzen. Dies kann zu unserem Vorteil in Autoradio verwendet werden. Hochtöner sind der wichtigste Teil einer guten Inszenierung. Sie sollten in die Mitte des Autos gerichtet sein. Eine Möglichkeit, den Bass an die Vorderseite des Autos zu „bringen“, besteht darin, unsere Ohren durch überlappende Frequenzen zu täuschen, die von Midbases und Subs gespielt werden, so dass Ihre Midbases den Bass tatsächlich nach vorne „ziehen“, da der untere Bass nicht zu gerichtet ist. Sie sollten Ihre Midbases so niedrig wie möglich kreuzen (ohne Verzerrung). Schneiden Sie dann Ihre Subs mit einer etwas höheren Frequenz (vorzugsweise 60 HZ oder weniger). Dadurch wird der von vorne und hinten kommende Bass gemischt, sodass der Bass von vorne zu kommen scheint. Das Hinzufügen eines Center-Kanals verbessert auch das Staging, wenn es richtig eingerichtet ist.
Lautsprechertypen
Koaxial – Koaxiallautsprecher (oder Dreiwege) sind zwei (oder mehr) Lautsprecher, die im selben Rahmen eingebaut sind. Sie sind billiger als separate Tieftöner und Hochtöner und auch einfacher zu installieren. Sie müssen sich keine Gedanken über Frequenzweichen machen, da diese bereits integriert sind (möglicherweise müssen Sie noch eine Frequenzweiche hinzufügen, um den Bass zu blockieren, wenn Sie Hochleistungsverstärker verwenden). Ein Nachteil von Koaxialen ist die mangelnde Flexibilität. Zum Beispiel, wenn der Ball den ganzen Weg in der Kick-Panel oder Türverkleidung auf Ihre Füße zielt, haben Sie keine gute Inszenierung oder Bildgebung. Einige Hersteller versuchen dies durch einstellbare Hochtöner auszugleichen. Sie sollten normalerweise Koaxiallautsprecher für die Rückseite des Autos und Koaxiallautsprecher für die Vorderseite in Betracht ziehen, es sei denn, Sie haben nur ein Lautsprecherloch und planen nicht, weitere Löcher in das Auto zu schneiden.
Separates – Separates bestehen aus einem Hochtöner und einem Tieftöner und werden mit einer externen Frequenzweiche geliefert. Der Tieftöner wird normalerweise im Werksloch in der Tür- oder Trittplatte montiert. Die Hochtöner können an verschiedenen Stellen montiert werden. Am häufigsten werden Hochtöner in Richtung der oberen vorderen Ecke der Türverkleidung installiert, wobei (wenn möglich) zwischen den beiden Kopfstützen der Vordersitze ausgerichtet wird. Ein weiterer beliebter Ort für Hochtöner ist im Armaturenbrett, entweder oberflächenmontiert, oder in Fabrik Armaturenbrett Löcher. Ein weiterer Ort, an dem Hochtöner üblicherweise montiert sind, befindet sich im leeren Kunststoffstück an der oberen Vorderseite der Türen (wo sich der Spiegel außen befindet). Sie müssten mit Winkel und Position experimentieren, um die bestmögliche Bildgebung und Inszenierung zu erzielen.
Hörner – Hörner lenken den Schall sehr gut und haben einen hohen Wirkungsgrad. Hörner sind normalerweise unter dem Armaturenbrett montiert. Auf diese Weise werden die Abstandsunterschiede zwischen linken und rechten Lautsprechern gegenüber herkömmlichen Montageorten erheblich verringert. Da Hörner Mitten und Höhen spielen, werden Hochtöner nicht benötigt. Hörner kosten mehr als herkömmliche Lautsprecher und müssen angepasst werden. In vielen Installationen ist ein guter Equalizer erforderlich, um ihre hohe Empfindlichkeit auszugleichen.
Hörner sind nicht jedermanns Sache. Viele Audiophile klagen über unnatürlichen Klang. Es ist sehr schwierig, einen Satz Hörner richtig einzurichten.Midbases – Midbases sind normalerweise 5-, 6- oder 8-Zoll-Lautsprecher, die für eine niedrigere Frequenz ausgelegt sind und Teil eines Drei-Wege-Systems mit Mittel- und Hochtöner sind. Das Problem ist, dass 3-Wege-Anordnungen kompliziertere Frequenzweichen erfordern. Midbases werden am häufigsten in den Türen montiert.
Subwoofer – Subwoofer fügen dem System niedrigere Frequenzen hinzu. Sie müssen in einer Box eingeschlossen sein, mit Ausnahme von Freiluft-Subwoofern, die den Kofferraum als Gehäuse verwenden. Es gibt viele verschiedene Arten von Boxen und Implementierungen, die im Abschnitt „Subwoofer“ erläutert werden.
Montageorte
Frontlautsprecher – Der beste Ort, um Lautsprecher vorne in benutzerdefinierten Kick-Panels zu montieren. Auf diese Weise wird der Weg zwischen den Lautsprechern und den Ohren minimiert und der bestmögliche Klang erzielt, ohne dass eine Zeitverzögerungsschaltung hinzugefügt werden muss. Wenn dies nicht möglich ist, versuchen Sie, die Lautsprecher in die Mitte des Fahrzeugs zu richten, und versuchen Sie, den Abstand zwischen dem rechten und dem linken Lautsprecher zu Ihren Ohren zu minimieren. Kundenspezifische Kickpaneele werden normalerweise aus Fiberglas oder geformtem Kunststoff hergestellt und sind von einigen Herstellern wie Ai Research erhältlich.
Hintere Lautsprecher – Hintere Lautsprecher sollten der Musik ein Gefühl von Raum geben, aber die vorderen Lautsprecher nicht überwältigen. Sie sollten die hinteren Lautsprecher kaum hören können. Wenn Sie hintere Lautsprecher verwenden, um dem System mehr Bässe / Mitten hinzuzufügen, verwenden Sie zumindest eine Frequenzweiche, um höhere Frequenzen abzuschneiden. Viele Hi-End-Systeme haben nicht einmal hintere Lautsprecher. Hochtöner sind für das Heck nicht erforderlich, ein Satz Koaxialkabel eignet sich gut für die Heckfüllung.
Center-Kanäle – Center-Kanäle bestehen aus einem Mitteltöner (3 oder 4 Zoll), der in der Mitte des Armaturenbretts (normalerweise) oben montiert ist. Center-Kanäle spielen ein Mono-Signal (Links + rechts) zwischen 350 – 500 und 3500 Hertz (Sprachbereich) ab. Der Zweck des Mittelkanals besteht darin, die Klangbühne zu erhöhen, indem das Gefühl erzeugt wird, dass die Sänger vorne im Auto und nicht in den Türverkleidungen „sind“. Center-Kanäle sind schwer zu implementieren: Zuerst wird eine Bandpass-Frequenzweiche benötigt. Linker und rechter Kanal müssen summiert werden. Es gibt verschiedene im Handel erhältliche Center-Channel-Prozessoren (viele mit eingebauter Verstärkung). Der Lautstärkepegel des Center-Kanals sollte niedriger sein als bei den anderen Lautsprechern, da er nur subtile Änderungen am Gesamtklangbild vornehmen soll.
Größen und Formen
Es gibt viele Lautsprechergrößen, die von 1-Zoll-Hochtönern bis zu 18-Zoll-Subwoofern (oder größer) reichen. Ein kleinerer Lautsprecher gibt höhere Frequenzen besser wieder als ein größerer. Die Wellenlänge eines 20.000 Hz-Signals ist sehr klein, während die Länge einer tieferen (Bass-) Note, die sich in der Luft bewegt, bis zu 40 Fuß betragen kann. Das erklärt, warum ein 4-Zoll-Lautsprecher nicht wirklich Bässe abgeben kann (je niedriger die Frequenz, desto mehr Luftmasse muss vom Lautsprecher bewegt werden). Hochtöner sind für Frequenzen von 3500, 4500 oder sogar 6000 Hz bis hin zu 20.000 Hertz ausgelegt. Mitteltöner (3, 4 oder 5 Zoll) spielen Musik von etwa 300, 500 Hz ab, bis die Hochtöner in der oberen Ebene beginnen. Midbases (5, 6, 8 Zoll) spielen von etwa 50 Hz bis 500 (und sogar 1000) Hz. Subs verarbeiten Frequenzen unter 120-60 Hertz.
Klingen runde Lautsprecher besser als ovale Lautsprecher (z. B. 6×9)? Die Antwort ist ja für die meisten praktischen Zwecke. Ein runder Kegel ist steifer als ein ovaler, daher verzerrt ein ovaler Lautsprecher bei höheren Pegeln stärker. Der Grund, warum es ovale Lautsprecher gibt, liegt in den Überlegungen der Hersteller zum Platz auf dem hinteren Deck. Ein Vorteil eines 6×9-Lautsprechers gegenüber einem 6-Zoll-Lautsprecher besteht darin, dass er eine größere Fläche hat, sodass er ein höheres Luftvolumen bewegt und mehr Bass erzeugt.
Power Überlegungen
Die meisten menschen denken, dass, wenn sie verwenden eine 50 watt pro kanal verstärker auf ihre fabrik lautsprecher, die lautsprecher beschädigt werden. Dies kann der Fall sein, wenn die Lautsprecher keine Frequenzweichen haben, die Frequenzen blockieren, für die die Lautsprecher nicht ausgelegt sind. Was Lautsprecher zerstört, ist Verzerrung. Wenn Sie die Lautstärke im Radio ganz nach oben drehen, kommt es zu Verzerrungen. Wenn Sie Verzerrungen hören, verringern Sie die Lautstärke. Mit einem Hochleistungsverstärker kann die Lautstärke im System höher sein, während der Lautstärkeregler am Radio in dem Bereich liegt, in dem keine Verzerrung vorhanden ist. Es ist besser, mehr Leistung zu haben, als Sie benötigen, um einen saubereren Klang zu erzielen.
Wie viel Strom benötigen Sie wirklich? So viel, wie Sie sich leisten können. Mindestens 30 bis 50 Watt (jeweils) wären für Ihre vorderen und hinteren Lautsprecher in Ordnung, während für jeden Sub etwas mehr (100-150 Watt) aufgebracht werden sollte. Wenn Sie Ihre Hochtöner unabhängig einschalten, benötigen sie weniger Strom (20 – 40 Watt). Beispiel: Ein Vier-Kanal-Set-up mit separaten in der Front und koaxialen in der Rückseite mit zwei Subs benötigen etwa 40 Watt auf jedem Kanal (insgesamt = 160W), und 100W gehen in jeden Sub (insgesamt = 200W). Beachten Sie, dass die Gesamtleistung der Subs mehr ist als die Gesamtleistung der übrigen Lautsprecher. Dies liegt daran, dass unsere Ohren weniger bassempfindlich sind.