Gehäuse für Mitteltöner

Grundsätzlich erfolgt bei Membran-Mitteltönern ohne eigenes Gehäuse die Wahl und Abstimmung des Gehäuses nach den gleichen Regeln wie bei Tieftonchassis. Allerdings sind Reflexgehäuse für Mitteltöner schon absolute Exoten und meist auch fehl am Platz. Auch für Tiefmitteltöner sind Bassreflexgehäuse ein zweischneidiges Schwert, da über den Port ungewollt Mitteltöne abgestrahlt werden können. Menbran-Mitteltöner sollten und werden fast immer in geschlossene Gehäuse (CB) verbaut.Vereinzelt sind auf dem Markt auch Membran-Mitteltöner zu finden, bei denen bereits ein geschlossenes Gehäuse fest mit dem Chassis verbaut ist (.z.B. der legendäre Peerless KO40). Andere Mitteltönertypen wie z.B. Kalotten- und Folienlautsprecherchassis benötigen i.d.R. kein eigenes Gehäuse, weil bei diesen Typen ein Gehäuse fast immer bereits im Chassis integriert ist.

Auch bei Membran-Mitteltönern ändert sich durch den Einbau des Chassis in ein geschlossenes Volumen (CB) die (Einbau)- Resonanzfrequenz und die (Einbau)- Güte des Chassis. Der Mitteltöner weißt durch den Einbau in ein Gehäuse dann eine andere Chassis-Gehäuse-eigenen akustische Hochpassfilterfunktion 2. Ordnung und einen anderen Impedanzverlauf auf als das reine Chassis in Free Air. Auf welche Resonanzfrequenz und Güte die Chassis-Gehäuse-Kombination des Mittentöners abgestimmt werden sollte, hängt vom beabsichtigten Einsatzfrequenzbereich und von der geplanten Weiche ab. Chassis (auch mit Gehäuse) und Weiche beeinflussen sich gegenseitig und zwar sowohl in elektrischer als auch in akustischer Hinsicht. Das ist auch bei Mitteltönern nicht anders als bei Tieftönern.

Daher muss entweder die Grundeinbauresonanz so weit vom geplanten Einsatz entfernt liegen, dass keine oder nahezu keine Beeinflussung mehr erfolgt. Dies ist aber oft erst bei Trennfrequenzen möglich die mindestens dreiviermal so hoch liegen wie die Einbauresonanzfrequenz. Gleichzeitig sollte die Einbaugüte zwischen 0,5 und 1 liegen. Desweitere sollte die Impedanz mindestens 1-2 Oktaven unterhalb der Trennfrequenz noch halbwegs linear und flach verlaufen oder muss mit entsprechenden Saugkreisen und Zobelgliedern geglättet werden.

Eine andere Methode ist die Integration der Chassisfunktion (und der Impedanz) in die Gesamtübertragungsfunktionen. Die chassiseigene Hochpassfunktion der Mitteltöner und die eines elektrischen Hochpassfilters 2. Ordnung addieren (mathematisch gesehen multiplizieren) sich zu einer Gesamthochpassfunktion 4.Ordnung. Die akustische Gesamtübertragungsfunktion (eingebautes Chassis + Weiche) bestimmt allein die Eigenschaften auch des Mitteltöner, d.h. die Eigenschaften die beispielsweise einer Übertragungsfunktion nach Butterworth mit der Güte 0.707 zugeschrieben werden, ergeben sich für den Mitteltöner auch nur dann, wenn die Gesamtfunktion aus eingebauten Mitteltöner + Hochpass eine Güte von 0.707 und einen Funktionsverlauf nach Butterworth aufweist. Nach einer groben Faustformel ergibt sich die Eckfrequenz der Gesamtübertragungsfunktion Fg ~ (fc x ffi) ^0.5 und die Güte Qg ~ Qtc' x Qfi' . Daraus folgt, dass die erforderliche Einbauchassisfunktion sich durch Division aus der Gesamtübertragungsfunktion durch die Weichenfilterfunktion ergibt und umgekehrt. Leider macht einem die Impedanz oft eine solche Anpassung mit passiven Weichen nicht gerade leicht und oft sogar unmöglich. Für eine gewünschte Gesamtübertragungsfunktion ergeben sich (streng genommen) nur 2 mögliche Konstellationen, z.B. für einen akustischen Butterworth HP. 4.Ord. bei 1000 Hz muss die Einbaureso des Chassis 569 Hz und der Einbau-Qt 0,89 und die erforderliche elektrische HP-Funktion eine Eckfrequenz von 1405 Hz und eine Qf von 1,13 aufweisen oder umgekehrt. Bei anderen Teilfiltern kann der Gesamtfilter nur näherungsweise dem gewünschten entsprechen. Dem zufolge, kann das Einbauvolumen bzw. die Einbaugüte und Einbauresonanzfrequenz keiner starren Praxis folgen, sondern individuell ermittelt werden müssen.

Das erforderliche Gehäusevolumen für Mitteltöner kann m.E. nur unter Berücksichtigung der angestrebten akustischen Übertragungsfunktion mit dem Hochpassfilter (Weiche) und des mechanischen Hub sinnvoll ermittelt werden. Zunächst sollte man die mechanischen Grenzen (max. Hub) und den erstrebten Maximalpegel ermitteln und festlegen. Dann kann man die Trennfrequenz und die Güte des akustischen Hochpasses festlegen.

Dann lassen sich die Übertragungsfunktionen der Teilfilter (Chassis mit Gehäuse und elektrischer Filter). ermitteln. Aus der erforderlichen Übertragungsfunktion des Chassis mit Gehäuse ergibt sich dann (theoretisch) das Einbauvolumen. Bei aktiven Systemen besteht eine etwas größere Freiheit als bei passiven Lösungen. Die Impedanz des Chassis macht die Integration der einzelnen Teilübertragungsfunktionen deutlich schwieriger. Eigentlich ergeben sind für fast jede gewünschte Gesamtübertragungsfunktionen jeweils nur zwei korrespondierende Chassis- und Filterfunktionen. In der Praxis wird sich die gewünschte Gesamtübertragungsfunktion aber meist nur in einer mehr oder weniger guten Näherung erzielen lassen, da die erzielbare Güte und die Resonanzfrequenz des eingebauten Chassis sich nicht beliebige variieren lassen. Aktive Linkwitz-Transform-Filter können hier wertvolle Dienste leisten

Als Lektüre hierzu und zum besseren Verständnis kann ich nur G.Schwamkrug,Lautsprecherboxen Aufbau-Nachbau-Umbau, Kapitel 5 empfehlen.

Die Dämpfung von Mitteltongehäuse erfolgt nach den gleichen Regeln wie bei geschlossenen Tieftongehäusen. Da bei Mitteltönern jedoch meist keine allzu tiefen Frequenzen wiedergegeben werden, ist die Schwere des Dämpfungsmaterials nicht so entscheidet, meist reicht Polywatte (z.B. Sonofil) oder Schafswolle als Füllung aus und bei großen Mitteltönergehäusen kann 10mm Filz ( oder 10 mm Damping) an den Gehäusewänden hilfreich sein.