Subwoofer Discovery Cube

IMG_5118-250-px

Bei den vielen Vorteilen eines Breitbandlautsprechers, bleibt doch der Nachteil ungenügender Tiefenwiedergabe. Auffällig ist dies bei unserem Wandlautsprecher „Discovery Wall“.

Mit einem Subwoofer kann hier geholfen werden. Natürlich sollte der Subwoofer von der Größe zu den kleinen Breitbandlautsprechern passen. Dementsprechend wurde ein Subwoofer mit 25 Litern Inhalt konzipiert.

Bevor man mit dem Selbstbau beginnt, lohnt sich ein Vergleich mit industriell hergestellten Subwoofern. Diese werden häufig zu Preisen um die 100,-€ angeboten und liegen damit preislich unter unseren Selbstbaukosten. Händler werben auch gern mit einer besseren ingenieurtechnischen Leistung der Konstruktion. Beim Subwoofer ist das Unsinn. Die Wiedergabequalität hängt einzig und allein vom verwendeten Chassis und eventuell vom Verstärker ab. Um in der Industrie die  hohen Kosten für Marketing und Design zu stemmen, wird in der Produktion gespart. Je mehr gespart werden muss, desto größer werden die Kompromisse in der Technik. Das beginnt bei billigen Chassis über trickreiche Angaben zur Verstärkerleistung und endet bei zu kleiner Membranfläche und zu kleinem Gehäuse.  Und nun entscheiden Sie selbst, welche Qualität die bessere ist.

Das in unserem Fall verwendete Subwooferchassis (26W4558T00) legt bei einem Preis von knapp 200,-€ die Messlatte sehr hoch. Hätte nicht ein 10 Zoll Tieftonchassis ausgereicht? Im Prinzip wäre das möglich gewesen, allerdings würde bei gleichen Daten das Gehäuse einer Schrankwand gleichen. Subwooferchassis sind spezialisiert und besitzen eine relativ schwere Membran, die eine tiefe Resonanzfrequenz erlaubt. Ohne die Physik zu vergewaltigen kann man so in kleinen Gehäusen niedrige Grenzfrequenzen erzeugen. Dafür benötigt man jedoch eine höhere Verstärkerleistung, die der SAM300D mit einer Sinusleistung von 300 Watt (Spitze 420 W) zur Verfügung stellt.

G320790ADer Verstärker ist notwendig, da Stereoverstärker üblicherweise keinen leistungsstarken Subwooferverstärker besitzen.

Eine Frage, die sich zum Beginn einer Konstruktion jeder stellen muss, lautet: „Welchen Gehäusetyp werde ich nutzen?“

Da wären als häufigste Vertreter der Bandpass, das Bassreflexgehäuse und das geschlossene Gehäuse. Die qualitativ beste Wiedergabe bezüglich der Impulstreue erzielt man mittels geschlossener Bauweise. Obwohl bei anderen Gehäusebauformen die Grenzfrequenz etwas tiefer liegt, entstehen durch die Einschwingvorgänge im Resonanzrohr zeitlich Verzögerungen, die Einfluss auf die Präzision der Wiedergabe nehmen.

Ob eine Grenzfrequenz von 20…25 Hz von Nutzen ist, sei dahingestellt.  Einerseits bilden sich unter 40 Hz im Wohnraum bereits Raummoden aus (Dröhnen) und zum anderen liegt der empfundene Bass einer Musikwiedergabe bei 80…100 Hz. Frequenzen unter 30 Hz sind allenfalls bei Orgelmusik anzutreffen.

Ein weiterer Vorteil der geschlossenen Bauweise liegt im kleinen Gehäusevolumen. Die geschlossene Box mit dem 26W4558T00 kann schon mit 15 Litern Innenvolumen auskommen, während die Bassreflexbox mindestens 47 Liter benötigt.

Design

Die Gestaltung des Subwoofers ist eher unkompliziert. Da in unserem Fall durch den Verstärker  eine steilflankige Trennung unterhalb von 200 Hz erfolgt, treten Gehäuseresonanzen praktisch nicht auf. Die erste stehende Welle könnte sich bei einer Bauhöhe von 85 cm bilden, wir liegen mit 32 cm weit darunter. Eine Bedämpfung ist folglich nicht erforderlich. Lediglich die Innenwände im Gehäuse könnten mit Teppichresten oder ähnlichem versehen werden, um den Schallaustritt durch die Wandung zu verringern. Die  Wandstärke des Gehäuses muss aus obigem Grund  20 mm … 24 mm betragen.  Multiplex oder MDF sind hier schon angebracht.

Nach dem Zusammenbau des Gehäuses wird dieses gebeizt und mit Klarlack überlackiert.

Übrigens, die schrägen Kanten dienen nur Verbesserung des Aussehens, eine Stoßverleimung birgt keine Nachteile.

IMG_5042-250-pxAbschließend noch ein Hinweis zur Funktionsweise. Der Lautsprecher ist als „downfire“ ausgelegt.

Dies dient insbesondere dem Schutz der Membran. Natürlich kann das Lautsprecherchassis auch nach vorn oder nach oben strahlen, der Anwendung sind keine Grenzen gesetzt. Es ist  zu beachten, dass die Anbringung über dem Boden, der Wand  oder in einer Ecke eine Bassverstärkung mit sich bringt. Mit der Lautstärkeregelung des SAM300D ist diese anzupassen.

Das Chassis

Der Scan Speak 26W/4558T00 gehört derzeit zu den besten Subwooferchassis, die man für Geld kaufen kann.

scanspeak_26w_4558_t00Bereits die breite Gummisicke deutet auf Tiefbass- und Dynamikreserven hin. Die Membran besteht aus mattschwarz eloxiertem Aluminium. Das ist bei einem Subwoofer durchaus kein Widerspruch, da nur eine schwere und steife Membran die niedrige Resonanzfrequenz von 21 Hz erreichen kann. In Verbindung mit einen starkem Antrieb wird eine akzeptable Güte erreicht, die sowohl eine geschlossene als auch eine Bassreflexabstimmung ermöglicht.

Die Schwingspule mit 51 mm Durchmesser und einer Wickelhöhe von 33 mm ermöglicht 12,5 mm Hub in beide Richtungen. Selbst der Spulenkörper aus Titan gestattet durch seine Festigkeit eine hohe Leistungsaufnahme. Wirbelstromverluste sind nicht zu erwarten, da Titan ein schlechter elektrischer Leiter ist.

Die Impedanzkurve wird mit Hilfe eines Kurzschlussringes im Magnetsystem gezügelt.

Klang

Bei einem Subwoofer sind die Membranfläche, der maximale lineare Hub und die Resonanzfrequenz von entscheidender Bedeutung. Da auch die Güte Qms mit 5,7 schon recht hoch liegt, ist die Dynamik hervorragend. Der Klirrfaktor liegt bei 90 dB durchschnittlich unter 1,0%, im Tiefton sind erst ab 10% hörbar.  Die Wiedergabe des Lautsprechers ist folglich tadellos.

Allerdings spielen bei der Tieftonwiedergabe die Einflüsse des Raumes eine entscheidende Rolle. Die geschlossene Box ist im Vergleich mit der Bassreflexbox nicht ganz so anfällig, die sogenannten Raummoden entstehen jedoch auch hier. Durch Verschieben der Box im Raum kann eine Aufstellung gefunden werden, bei der dieser Einfluss gering ist.

Eine einfache Möglichkeit bietet sich durch das Abhören eines Gleitsinussignals. Die Raummoden sind dabei sehr deutlich als Dröhnen wahrzunehmen. So kann man den besten Aufstellort empirisch ermitteln.

Technische Daten der Lautsprecherbox

Prinzip:                                geschlossene Box

Nennimpedanz:              –

Belastbarkeit :                  350 W

Übertragungsbereich:  30…200 Hz (-8dB); 40…180 Hz (-3 dB)

Maximalpegel:                 114 dB /zwischen 100 Hz und 200 Hz

Messungen

Fazit

Der  Subwoofer ist mit seiner Dynamik für Wohnräume bis 50 qm geeignet. Obwohl die untere Grenzfrequenz ausreichen sollte, kann man mittels Bassreflexbauweise sogar 20 Hz Grenzfrequenz erreichen. Hierfür ist jedoch ein wesentlich größeres Gehäuse erforderlich, das zwischen 63 und 80 Liter Volumen liegen sollte.

Weitere Informationen:

Discovery Cube

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *