Kompakte Subwoofer entwerfen

Dipl.-Ing. Martin Jung ist Senior Acoustic Engineer bei Adam Hall. Mit PRODUCTION PARTNER sprach er nun über Entwicklungsprozesse und System-Performances im Subwoofer-Segment.

Martin, LD Systems bietet Systeme zu einem „kleinen“ Preis an, mit Bässen verbindet man aber eher das Attribut „groß“: Wie kann man konstruktiv eine Brücke schlagen, um eine überzeugende Basswiedergabe hinzubekommen?

Martin Jung: Bei der Entwicklung kostensensitiver Produkte müssen alle Details besonders sorgfältig optimiert werden. Die verwendeten Komponenten müssen hier optimal aufeinander abgestimmt werden. Zudem gilt es, für die jeweilige Anwendung die besten Kompromisse aus Gehäusevolumen, Output und Frequenzumfang zu finden. Um beispielsweise bei aktiven Basssystemen die maximale Performance und Betriebssicherheit zu erzielen, ist es wichtig Minimalimpedanz, Schwingspulengröße und Belastbarkeit des Chassis im verwendeten Gehäuse auf die Endstufe abzustimmen. Das Gehäuse muss möglichst verwindungssteif konstruiert sein. Wenn man aus Kostengründen nur wenige Verstrebungen verwenden kann, müssen diese natürlich optimal platziert werden. Bei ventilierten Subwoofern sollten die Bassreflexports auch bei hohen Pegeln sauber arbeiten. Gleichzeitig muss die Wärme aus dem Gehäuseinnern abgeführt werden können. Dies lässt sich durch entsprechende Dimensionierung, Platzierung und Gestaltung der Ports erreichen. Durch die Beachtung all dieser Faktoren sind wir bei LD Systems in der Lage, eine mehr als solide Basswiedergabe zu gewährleisten.

Welche technischen Entwicklungen erleichtern dem R&D in den letzten Jahren die Entwicklung überzeugender Subwoofer?

Martin Jung: Der Einzug der numerischen Simulation (BEM/FEM) in den Entwicklungsprozess hat die Qualität von Lautsprecherchassis und Gehäusen deutlich verbessert. Dies ermöglicht es, mit gegebenem Materialeinsatz bessere Ergebnisse zu erzielen und die Komponenten in den Disziplinen der Elektrodynamik, Akustik, Mechanik, Thermik und Strömungsmechanik zu optimieren. Die weltweite Verbreitung von Messtechnik (Klippel/WinMF) und dem entsprechenden Knowhow im Bereich der Entwicklung und Qualitätssicherung haben zu einer Reduktion der nichtlinearen Verzerrungen und einer Verbesserung der Serienkonsistenz der Chassis geführt. Verbesserte Verstärker und optimierte Netzteile mit PFC haben die zur Basswiedergabe zur Verfügung stehende Leistung enorm gesteigert. Die Chassis-Lieferanten haben zudem durch Verwendung von temperaturfesten Materialien und Klebstoffen, optimierten Belüftungen und erweiterter Auslenkungsfähigkeit die Belastbarkeit der Chassis entsprechend angepasst.

Wie stark kann man als Entwickler auf die Auslegung und Fertigung der Chassis selbst Einfluss nehmen, und wie wirkt sich dies auf die Performance aus?

Martin Jung: Die Chassis-Entwicklung läuft bei uns in der Regel im Dialog mit den Chassis-Lieferanten ab. Im Laufe des Entwicklungsprozesses werden die Antriebsstärke/BL, die minimale Impedanz, die maximale Belastbarkeit, der benötigte lineare Membranhub und Teile der TSPs des Chassis definiert. Mit vorhandenem Budget lässt sich somit der Wirkungsgrad optimieren und die Performance in jedem Betriebszustand sicherstellen.

Welche Vorgehensweise empfiehlst du, wenn man Subwoofer vergleicht und auswählt?

Martin Jung: Beim Hörvergleich von Subwoofern ist es wichtig, diese exakt gleich einzupegeln und die Bässe akustisch korrekt an die Mittelhochton-Lautsprecher anzubinden. Der Umschaltvorgang sollte unmittelbar erfolgen und um Raumeinflüsse auszuschließen, sollte der Vergleich idealerweise im Freien stattfinden. Beim Vergleichshören macht es Sinn, die Bässe erst mal auf mittlerer Lautstärke abzuhören, um tonale Unterschiede auszumachen. Anschließend wird dann mit verschiedenen Signalen das Verhalten im Grenzlastbereich verglichen. Messtechnisch sind zudem die Tests in PRODUCTION PARTNER ein guter Anhaltspunkt, um einen Überblick über die Performance der Systeme zu bekommen. Sehr wichtig sind natürlich auch die Punkte Handling, Flexibilität, Langlebigkeit und Transport, auf welche wir großen Wert legen und die wir im Entwicklungsprozess mit großem Aufwand optimieren.