Lautsprecherbox

Der Trioden Amp bekommt seine eigene Lautsprecherbox. Die 2 Watt des Trioden Amp sollen möglichst viel Lautstärke liefern, d.h. der Wirkungsgrad der Lautsprecherbox spielt eine Rolle. Die Lautsprecherbox enthält einen Lautsprecher. Das folgende Diagramm zeigt den Frequenzverlauf von verschiedenen Lautsprechern der Firma Jensen:

Die rote Linie ist Frequenzgang des Jensen MOD 6-15 Lautsprecher mit 6" Durchmesser, die blaue Linie ist Jensen MOD 8-20 mit 8", die grüne Linie Jensen MOD 10-35 mit 10" und die gelbe Linie ist Jensen MOS 12-35 mit 12". Große Lautsprecher sind besser für niedrige Frequenzen geeignet und kleine besser für hohe Frequenzen - so die allgemeine Erkenntnis. Die gezeigten Lautsprecher liefern alle zwischen 75Hz und 6kHz eine "Sound Pressure" von 85dB und mehr. Der kleinste arbeitet bis 10kHz, der größte bis 55Hz. Die Gemeinsamkeiten sind größer als die Unterschiede. Alle Jensen MOD Lautsprecher haben eine "Delle" bei ungefähr 400Hz.

Hier der Frequenzgang des 4" Visaton R 10 S Lautsprecher mit 8 Ohm:

Der Visaton liefert zwischen geschätzt 120Hz und 12kHz eine "Sound Pressure" von 85dB und mehr.

Neben Frequenzgang sind der Wirkungsgrad und die Empfindlichkeit wichtig. Die Werte sind für 8 Ohm Lautsprecher:

Martin Lembke schreibt über Wirkungsgrad (SPL) oder Sensitivity: "Ein Unterschied von 10dB entspricht der doppelten Lautstärke, einer von 3dB ist gerade wahrnehmbar". Der Visaton und der kleine 6-15 Lautsprecher unterscheiden sich von den anderen Lautsprechern. Den Visaton habe ich testweise in einen Schuhkarton mit Außenmaße 35cm, 21cm, 12cm und Volumen 8,8 Liter eingebaut.

Boucherot-Glied

Der Lautsprecher ist elektrisch gesehen eine Spule (Induktivität) in Reihe zu einem Widerstand, eine RL-Schaltung. Dieses Modell erklärt das Ansteigen der Impedanz mit der Frequenz, aber nicht die Resonanzfrequenz. Das Diagramm von Jensen zeigt wieder vier Jensen MOD Lautsprecher:

Das RL-Modell beschreibt die Lautsprecher ab 200Hz. Ein Boucherot-Glied oder Zobel-Glied ist ein RC-Glied parallel zu dem Lautsprecher um aus der frequenzabhängigen Impedanz des Lautsprechers einen möglichst frequenzunabhängigen Widerstand zu machen. Meiner Meinung nach gehört das Boucherot-Glied direkt an den Lautsprecher gelötet. Einfach weil das Boucherot-Glied abhängig von den Lautsprecher Parametern ist, nicht abhängig von den Verstärker Parametern.

Das RL-Verhalten kann besonders einem Verstärker mit Gegenkopplung Probleme machen. Durch die Induktivität am Ausgang des Verstärkers KANN eine Gegenkopplung zur Mitkopplung mutieren und für "häßliche" Töne aus dem Verstärker sorgen. Oft nur für bestimmte Frequenzen und Lautstärken, d.h. zwischendurch kommt Mitkopplungs-Gekreische aus dem Verstärker.

Das Boucherot-Glied wird berechnet nach R'=R, d.h. der Widerstand im RC-Glied ist so groß wie der Widerstand im RL-Glied, dem Lautsprecher. C'=L/R², die Kapazität wird aus Widerstand und Induktivität berechnet. Jensen liefert die Parameter für Berechnung des Boucherot-Glieds. Hier für die 8 Ohm Impedanz Varianten:

Im folgenden Schaltbild ist L1 der Lautsprecher, genau der Jensen MOD 8-20. Das Boucherot-Glied besteht aus C1 und R1. Ich habe die nächsten Normwerte benutzt.

Die Lautsprecher-Anschlüsse sind Speaker+ und Speaker-. Als Kondensator darf kein "normaler" oder bipolarer Elko benutzt werden. Am besten ist Folienkondensator wie MKP oder Vielschicht-Keramik Kondensator. Der Verstärker wird durch Spannungsquelle V1 simuliert.

Ist ein Boucherot-Glied nötig? Nach meinen Messungen braucht der 12" Jensen MOD 12-35 ein 6,8 Ohm/22 uF Boucherot-Glied, der kleinere 8-20 nicht. Paul Klipsch sagt im Artikel "Klipschorns Out of the Corner & into the limelight": "We placed an 8.2-ohm resistor in series with a 2 uF capacitor and strapped them across the plus and minus terminals of the mid/hi crossover networks".

Andere Autoren empfehlen das Boucherot-Glied nicht in der Lautsprecherbox sondern im Verstärker. Falls im Betrieb das Lautsprecherkabel abgezogen wird, dann soll das Boucherot-Glied noch etwas Last für den Ausgangsübertrager darstellen und Spitzenentladung verhindern.

Lautsprecherbox

Ein Lautsprecher "nackt" auf dem Arbeitstisch klingt bescheiden. Es gibt einen akustischen Kurzschluß zwischen der Vorderseite der Membrane und der Rückseite der Membrane. Die einfachste Lautsprecherbox ist somit eine unendlich große Wand mit einem Loch für den Lautsprecher um akustischen Kurzschluß zu verhindern. Leider ist unendlich große Wand schwer zu finden. Martin Lembke hat einen fundierten Artikel über Schallwand geschrieben. Er versteht die Kombination Verstärker und Schallwandler einmal als Energieübertragung, zweitens als Informationsübertragung. Zur Energieübertragung gehören Klirrfaktor und Frequenzgang. Zur Informationsübertragung gehört der Oberwellen-Trick: unser Gehirn kann aus den Oberwellen den Grundton "ableiten". Die Oberwellen können im Audiomaterial enthalten sein, oder können im Verstärker erzeugt werden um dem Schallwandler zu "helfen". Dies ist bestimmt Teil des "Röhrenklangs": die "richtigen" Oberwellen erzeugen.

Die zweite Lösung ist ein Kasten. Einige Boxenbauer orientieren sich an Musikinstrumenten wie Geige, Kontrabass, akustische Gitarre usw. und sagen: "die Wände der Box schwingen mit". Andere Boxenbauer suchen den "absoluten" Klang und bauen die Box aus mindestens 18mm MDF Platten damit nur die Membrane schwingt und sonst nichts. Ich selbst bevorzuge "lebendige" Lautsprecherboxen, d.h. das Gehäuse ist ein Resonanzkörper. Man kann am Gehäuse die Baßtrommel mit der Hand fühlen.

Für einen ersten Test baue ich Lautsprecher in einen Schuhkarton oder in einen Umzugkarton. Natürlich ist dieses Testgehäuse nicht luftdicht. Und für den ersten Test benutze ich kein Dämmmaterial. Nun kann der Lautsprecher mich in dieser "worst case" Umgebung entweder erfreuen oder enttäuschen.

Der Lautsprecher sollte in Kopfhöhe sein. Entweder stellt man die Lautsprecherbox ins Regal, nutzt einen Boxenständer oder baut die Lautsprecherbox schlank und hoch. Meine Lautsprecherbox für den Jensen MOD 8-20 ist 135cm hoch, 26cm breit und 25cm tief. Das Volumen ist knapp 88 Liter. Die Mitte des Lautsprechers liegt 113cm über dem Boden. Der 8" Lautsprecher "braucht" keine 88 Liter Volumen. Die Lautsprecherbox kann auch mit Höhe 125cm, Breite 26cm, Tiefe 13cm und Volumen 42 Liter gebaut werden. Die Seitenwände der Box bestehen aus 4mm Pappel-Sperrholz. 4mm Kiefern-Sperrholz ist auch geeignet. In den Ecken sind 20mm auf 20mm Kiefernleisten eingeleimt. Holzschrauben halten die Teile zusammen bis der Leim fest ist. Boden und Deckel sind aus 13mm dickem Holz. Der Boden ist 36cm auf 36cm groß und gibt Standfestigkeit. Der Deckel ist 27cm auf 26cm um einen kleinen Überstand zu geben. Wenn der Lautsprecher "arbeitet", dann schwingt das dünne Pappelholz mit. Für mich ist das gut und richtig. Meine Lautsprecherbox ist groß und trotzdem leicht.

Bild links: Visaton R 10 S testweise in Schuhkarton gebaut
Bild mitte und rechts: Jensen MOD 8-20 in Pappel-Sperrholz Box

Die Lautsprecherbox läßt sich leicht auf Bassreflexbox umbauen. Für den Test habe ich Bücher benutzt:

Die Öffnung ist 17cm x 3cm bzw. 8 square inch. Im Buch "Loudspeakers" von G.A. Briggs (5. Auflage 1958) steht auf Seite 329 Information über die Größe der Bassreflex-Öffnung: