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 Von dieser Geschichte habe ich niemals so viel Ahnung wie der Dipl.Ing, der die Story geschrieben hat. Darum habe ich diese mal mit abgedruckt. Die Original Adobe Acrobat Datei habe ich mal unter diesem Link. Da sind viele viele Bilder und Beschreibungen mit drin. Lohnt sich mehr als der HTML-Text unten...!
selfmadehifi.pdf
Das ist ein toller Verein und eine wirklich empfehlenswerte Internet-Seite...
www.selfmadehifi.de Car-HiFi-Installations-Guide (deutsch) Rev. 1.3 (05.04.03)
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Car-HiFi-Installations-Guide
Dies ist ein relativ umfassender Leitfaden für Installationen von
HiFi-Anlagen in Autos.
Er enthält gesammelt den Großteil (und sogar noch etwas mehr)
der Informationen der Webseiten von www.selfmadehifi.de.
Mein Motto:
Laut kann jeder, aber gut klingen muss es!
Um eine Anlage einzubauen ist ein gewisses Mindestmaß an
elektrischen und mechanischen Verständnis jedoch Voraussetzung.
Momentan umfasst dieser Guide über 30 Seiten, die alle
notwendigen Informationen enthalten. Er wird jedoch ständig
erweitert.
Weitere Infos unter www.selfmadehifi.de
Revisions History:
Version Datum Beschreibung
1.0 18.01.2003 Erstausgabe
1.1 26.01.2003 5.4 Angaben zu Dämpfungsfaktor hinzu
8. Glossar hinzu, viele Ergänzungen
1.2 14.02.2003 4.1.2 Formel erneuert, da im PDF Vers. 1.1 nicht lesbar
Viele Details bei Bandpass-Systemen hinzu
Überall kleine Details (z.B. Rechtschreibung und Grammatik)
1.3 30.03.2003 Weitere Tipps und Ergänzungen hinzu
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Inhalt
Seite
1. Einleitung 3
1.1 Warum HiFi im Auto? 3
1.2 Grundvoraussetzung ist das Radio 3
2. Erster Schritt: ein neues Frontsystem 4
3. Sind auch Lautsprecher hinten nötig? 5
4. Der Bassdruck kommt vom Subwoofer 7
4.1 Gehäusesubwoofer 8
4.1.1 Geschlossene Gehäuse 9
4.1.2 Bassreflex-Systeme 11
4.1.3 Bandpasssysteme 12
4.2 Free-Air-Systeme 14
4.3 Lautsprecherwiderstand 15
5. Zusätzliche Endstufen im Auto 16
5.1 Leistungsbedarf 16
5.2 Leitungsquerschnitte 18
5.3 Komplettverkabelung 20
5.4 Endstufentypen 22
5.5 Impedanz 23
6. Störungen 24
7. Installation in der Praxis 26
8. Erweiterungen 28
8.1. Navigationssysteme 28
8.2. DVD- und Video-Systeme 28
9. Glossar und Begriffdefinitionen 29
10. Weitere Hinweise 36
11. Quellen- und Literaturangaben 36
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1. Einleitung
1.1 Warum HiFi im Auto?
Car-HiFi? - HiFi im Auto also... Da denken viele sofort an riesige Subwoofer, große
Endstufen-Boliden und Lautstärken, die die Bleche des Autos vibrieren lassen. Doch so
muss das alles nicht unbedingt sein.
Zuerst einmal das Generelle: Warum wollen so viele überhaupt die Anlage im Auto
entsprechend um- oder aufrüsten?
Die Werksanlagen, egal von welchem Hersteller, mit Originalradios und Lautsprechern in
allen vier Ecken kosten ja oft schon eine Menge Geld. Radios z.B. sind im Vergleich zu
gleichwertig-ausgestatteten Radios der Car-HiFi-Hersteller mindestens doppelt so teuer und
die besten Tuner/CD-Teile und Wandler werden hier nicht verbaut, obwohl diese
Werksradios von Herstellern wie Becker, Blaupunkt, Clarion, Nakamichi Panasonic etc.
hergestellt werden. Grund dafür ist natürlich der enorme Kostendruck im Automotive-Sektor.
Das gilt auch für viele Hersteller, die erst bei extrem teuren Anlagen von z.B. Audi,
BMW, Mercedes, Porsche dann doch etwas Geld nutzen dürfen. Dann ist die Qualität meist
akzeptabel, allerdings steht auch hier der dafür bezahlte Preis meist in keinem Verhältnis
mehr zum gebotenen. Mit Eigeneinbauten lassen sich auch bessere Ergebnisse erreichen.
So sollte bei Neuwagen die geringste Ausbaustufe von Radio und Lautsprechern geordert
werden, damit schon mal alle notwendigen Kabel im Auto liegen. Dann den Werksschrott
rauswerfen, vor allem die Lautsprecher und die billigen Werksradios, deren Verkaufspreis
leider trotzdem bis zu 500,- EUR betragen kann. Das Problem bei neuen Autos ist oft die
Integration des Radios an das Navigationssystem, Lenkradfernbedienung u.s.w., so dass
typische Zusatzfunktionen nicht mehr benutzt werden können. Da muss man oft suchen, um
etwas wie einen Adapter zu finden, wenn es so etwas überhaupt gibt.
Im diesem Guide (Führer) werden die technischen Grundlagen und Hintergründe zum
Thema beschrieben. Es wird aber auch in einigen Bereichen (wie Subwooferbau) etwas
tiefgründiger ins Detail gegangen. Am Ende gibt es Hinweise und Tipps, die einen guten
Einbau erst ermöglichen.
1.2. Grundvoraussetzung ist das Radio
Zentrale Steuereinheit ist das Autoradio oder neudeutsch die head-unit. Es enthält den
obligatorischen Tuner für UKW (FM) mit Verkehrsfunksystem (ARI, TA, TP). Bei heutigen
Radios sind zusätzlich ein Cassettendeck, eine CD- oder gar eine DVD-Einheit integriert.
Extern können meist DAB-Tuner, CD-Wechsler oder DVD-Geräte angeschlossen werden.
Selbst preiswerte (<200 EUR) CD-Receiver (Radio mit CD-Teil) sind originalen
Werksradios beim Klang- und dem Empfangs weit überlegen.
Heutzutage sind Radios mit MP3-fähigen CD-Laufwerken eine hervorragende Alternative
zu CD-Wechslern. Selbst mit geringer komprimierten Dateien z.B. mit 192kbps lassen sich
noch mehr als 8 Stunden auf einer CD-R unterbringen.
Will man auf externe Endstufen verzichten, sind 4 High-Power-Endstufen im Radio
notwendig. Für externe Endstufen sind jedoch mind. 2 Vorverstärker-Ausgänge nötig, besser
4 bis 6, dann kann auch der Subwooferpegel direkt am Radio eingestellt werden. Hier sind
Hochpegel-Outputs mit Ausgangsspannungen zwischen 3...5V von Vorteil, da so Störungen
weniger Chancen haben.
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2. Erster Schritt: ein neues Frontsystem
Bitte verstehen, dass ich kaum Empfehlungen für bestimmte Systeme geben kann. Aber
einige Lautsprecher-Firmen wie z.B. Boston, Canton, Focal, Infinity, JBL, MB Quart, Morel
oder Rainbow erlauben sich im allgemeinen keine großen Fehltritte bei den Frontsystemen.
Pauschalurteile wie „Alles von Firma X ist gut oder sehr gut“ sind aber Blödsinn.
Zuerst ist einmal die Größe des Systems (Tieftöner) entscheident. Einfache Dual-Konus-Lautsprecher
im 10 cm-Format sind von vornherein nicht in der Lage genügend Pegel und
Schalldruck selbst im Grundtonbereich (über 150 Hz) zu erzeugen. So sind mindestens 13
cm (5 “) Tieftöner zu verwenden, größere Pegel sind damit aber kaum reproduzierbar. Hat
man keinen tieffrequenten (85...120 Hz) (aktiven) Hochpass, der die tiefen,
leistungsraubenden Frequenzen fernhält, sind deshalb immer mind. 16 cm-Systeme (6,5 “)
vorzuziehen.
Im allgemeinen ist, meiner Meinung nach, ein 16cm-Zweiwegesystem der beste
Kompromiss in Sachen Platz, Pegel, Klang und Räumlichkeit. Zu den Lautsprechern gehört
deshalb auch eine passive Frequenzweiche, die von den kleinen Hochtönern (z.B. 25 mm-Kalotte)
die tiefen Töne fernhält, üblich geschieht das bei 4...5 kHz mit 12 dB/Oktave.
Problem vorn beim Türeinbau ist oft die Lautsprechertiefe, vor allem wenn nicht werksseitig
vorgesehen ist, größere Tieftöner dort reinzusetzen. Wer aber auf spezielle, flache und oft
auch teure Lautsprecherchassis mit speziellen Magnetwerkstoffen und Konstruktionsdetails
verzichten will, muss wohl oder übel ein Doorboard benutzen, das an die Türverkleidung
befestigt wird. Oft reicht es schon, die Türablage zu entfernen und den Lautsprecher über
eine oder zur Not mehrere zugeschnittene(n) Spanplatte(n), die eine Dicke von 19...27 mm
haben, weiter nach vorn zu setzen. Dazu die z.B. runde Platte (natürlich mit dem Loch für
den Lautsprecher in der Mitte) auf die Türverkleidung schrauben und darauf dann den
Lautsprecher samt Gitter befestigen. Wenn der Lautsprecher nun nur an der Verkleidung
hängt, sollte der Zwischenraum und der Türraum mit Dämmmaterial und guter Befestigung
beruhigt werden, sonst klappert die ganze Geschichte... Hinter der Verkleidung befindet sich
im allgemeinen eine Folie. Sollte es nötig sein, sie zu zerschneiden, ist sie mit Kunststoff-Tape
anschließend wieder zusammenzukleben, damit der Innenraum von den
Witterungseinflüssen geschützt bleibt. Damit das Doorboard entsprechend gut an das
Fahrzeug angepasst aussieht, wird das ganze mit Spachtelmasse verbessert und geschliffen.
Manchmal reicht auch schon das „Bearbeiten“ der Plastik-Abdeckungen, um statt einem
Zehner einen 16er in den Originaleinbauort zu kriegen.
Je nach Türraum sind im allgemeinen weitere Dämmmaterialien wie z.B. Bitumenmatten
oder anderes Dämmmaterial nötig, sonst klingt alles manchmal etwas hohl und blechern.
Auch ist so das Mitschwingen und Klappern von Fahrzeugteilen in den Griff zu kriegen.
Wohin mit dem Hochtöner bei Komponentensystemen? Vielfach benutzt wird oft das
Spiegeldreieck. Ich würde ein tieferes Anbringen an der Tür eher empfehlen. Hier ist im
allgemeinen Probieren notwendig, um ein gutes Ergebnis zu finden. Das Resultat ist
abhängig vom System, der Weiche und dem Auto, es gibt kein generelles Optimum.
Ein komplettes, hochwertiges Frontsystem ist immer der beste Anfang um eine ausbaufähige
Car-HiFi-Anlage aufzubauen. Gegenüber den originalen „Werks-Tröten“ ist bei
entsprechender Signalquelle (Radio) immer eine deutliche Verbesserung spürbar.
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3. Sind auch Lautsprecher hinten nötig?
Während die meisten Fahrer hier mit „Klar, natürlich“ antworten, fragen einige, die ihre
Stereoanlage von zu Hause kennen, dann schon nach dem Sinn. Musik wird in Stereo so
abgemischt, dass keine rückwärtigen Signale enthalten sind.
Also würde das Front-Staging, die Bühnenabbildung des Stereosignals, vor allem durch zu
laute Hecklautsprecher sofort verschlechtert werden. Betreibt man aber einen Subwoofer
hinten, sollte man auf den „Rearfill“ nicht ganz verzichten, aber nur so laut wie nötig, je
leiser desto besser für das Frontsystem. Das ist auch das Problem von Soundboards, die so
keine high-fidele und hochwertige Wiedergabe ermöglichen.
Soundboards sind Bretter, die komplette Mehrwegesysteme und teilweise auch Subwoofer
enthalten und die werksseitige Heckablage im Auto ersetzen. Sie sind nur in einigen
speziellen Anwendungen als Alternative sinnvoll.
Meine Empfehlung: Ein kleineres Dualkonus oder Zweiwege-Stereo-System (z.B. 13 cm
Koax), das jedoch nicht das Stereosignal (L, R) , sondern das Differenz-Signal (L-R, R-L)
wiedergibt. Das Ergebnis ist einfach verblüffend, da das Frontstaging nicht zerstört wird.
Werden nach längerem Hören damit probeweise die Hecksignale abgeschaltet, klingt alles
flach und mit wenig Tiefe. Im Differenzsignal sind nur die Raumanteile enthalten, Bass und
Stimme löschen sich so fast vollständig aus. Vorsicht bei zu stark komprimierten (MP3,
128kbps) Material, eventuell werden hier die Phaseninformationen des Stereosignal zerstört,
dass dieser Trick nicht mehr richtig funktioniert.
Eine passive Möglichkeit für High-Power- (Brücken-) Radioendstufen ist das folgende:
Bild 3.1
Bei Low-Power-Endstufen lässt man die Beschaltung für den unteren Speaker weg, und
schaltet den linken Lautsprecher (unten) einfach in Reihe zum rechten Speaker, der Plus-Anschluss
jedes Lautsprechers geht aber dann an den Plus jeder Endstufe. Die
Kondensatoren halten die tiefen Frequenzen, die im Differenzsignal kaum vorhanden sind,
von den Speakern fern. Hier sind bipolare Elkos (100 uF ... 220 uF) mit einem kleinen, nur
wenige µF großen, parallelgeschalteten Folienkondensator zu verwenden. Man kann sie
jedoch auch weglassen.
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Bei brückbaren Car-HiFi-Verstärkern (also die meisten Endstufen) kann es mit diesem
Verfahren aufgrund der inneren Verschaltung der Netzteile jedoch Probleme geben. Es wird
dann eventuell ein Monosignal wiedergegeben oder es ist gar nichts zu hören.
Da beide Lautsprecher ein phasengedrehtes Signal wiedergeben, anstatt eines gleiches, hat
das weiterhin den Vorteil, dass man die Hallanteile von hinten auch nicht orten kann.
Erst bei kompletten Decodern mit Dolby-Surround Pro Logic II (2) kann man auf diesen
Kniff verzichten und die erzeugten Heckkanäle direkt anschließen.
Dieses Dolby hat gegenüber der ersten Generation den Vorteil, dass auch von Stereoquellen
ein besserer Raumklang erzeugt werden kann. Trotzdem kann es auch mit Dolby Surround-kodiertem
Material richtig umgehen.
Die Membranen hinten sind vor den Druckschwankungen, die durch einen Gehäuse-Subwoofer
im Kofferraum entstehen können, abzuschirmen, notfalls auch nur mit
Dämmwolle.
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4. Der Bassdruck kommt vom Subwoofer
Subwoofer sollen die ganz tiefen Frequenzen (z.B. Tiefbass) wiedergeben, die die kleinen
Frontsysteme nicht, nicht tief genug, nur schwach und mit zu kleinem Pegel bringen. Im
allgemeinen sind das Frequenzen unter 100 Hz, weshalb eine aktive Frequenzweiche dem
Woofer mit einem Tiefpass zu größeren Frequenzen hin stark im Pegel reduziert.
Subwoofer nutzen die Schwäche des menschlichen Ohres, dass Frequenzen unter 200 Hz
wegen der großen Wellenlängen räumlich nicht geortet werden können. Die obere
Grenzfrequenz des Subwoofers sollte aber trotzdem immer unter 120 Hz liegen, da normale
Filter nicht ideal sind und auch im Frequenzbereich über der Trennfrequenz noch Anteile
durchlassen. Auch die Flankensteilheit des Filters sollte mindestens 12dB, besser 18dB oder
24dB/Oktave betragen. Filter mit geringer Güte (z.B. Linkwitz, Bessel) verbessern die
Impulsivität des Basses.
Es gilt:
Um tiefe Frequenzen mit gleichem Pegel zu erzeugen, braucht man größere
Membranflächen und so leider auch wesentlich mehr Leistung!
Viele zweifeln den Sinn und Zweck an. Wenn ich manche Bass-Orgien erlebe, muss auch
ich den Kopf schütteln, denn Pegel von über 120 phon (an der Schmerzschwelle) außerhalb
des Autos braucht man für „guten Klang“ sicher nicht.
Die einfachste Lösung ist oft ein Aktivsubwoofer, dieser benötigen keine externe Endstufe,
er hat eine integriert und auch eine aktive Frequenzweiche ist eingebaut. Sie sind daran zu
erkennen, dass sie neben dem Eingang (Cinch und evtl. High-Power-Eingang) einen Plus-und
einen Minus-Anschluss zur Spannungsversorgung vom Bordnetz (12...14 V) haben.
Aktivsubs gibt es nur als Gehäusesubwoofer. (Siehe 4.1)
Ein Lautsprecher kann im Tieftonbereich durch einige wesentliche Parameter beschrieben
werden, die nach den Entwicklern als Thiele-Small-Parameter (TSPs) genannt werden. Die
drei wichtigsten sind die Freiluftresonanzfrequenz fs in Hertz (Hz), die Gesamtgüte Qts
(ohne Einheit) und das Äquivalentvolumen Vas in Litern.
Neben dem Korbdurchmesser wird in der Regel noch der Nennscheinwiderstand, die
gerundete Impedanz im Ohm (mit dem griech. Buchstaben Omega gekennzeichnet),
angegeben, sie liegt meist bei gerundeten 4 oder 8 .
Die Resonanzfrequenz beschreibt, an welcher „Stelle“ das erste Impedanzmaximum ist, die
Güte Qts gibt darüber Auskunft, wie stark die Überhöhung ist. Der Vas-Wert beschreibt,
einfach ausgedrückt, dann indirekt das Volumen, dass das Chassis dann für bestimmte
Abstimmungen benötigt.
Je stärker das Lautsprechersystem an der Resonanz gedämpft wird, desto kleiner ist die
Güte.
Hat jemand einen Subwoofer aus den USA und kann mit den Einheiten nichts anfangen, so
wird umgerechnet:
Länge : 1 “ (inch/Zoll) = 2,54 cm
Fläche : 1 sq. in. (square inch) = 6,45 cm²
Volumen : 1 cu. in. (cubic inch) = 16,387 cm³
1 cu. ft. (cubic foot) = 28 317 cm³ = 28,3 l (Liter)
Masse 1 lb. av. (pounds) = 0,453 kg
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Der Impedanzverlauf (Wechselspannungswiderstand) eines Lautsprechers sieht in Freiluft
etwa so aus: (fs=30Hz, Qts = 0,40)
Bild 4.1
Es gibt verschiedene Arten von Subwoofern, die nun im einzelnen vorgestellt werden.
4.1 Gehäusesubwoofer
Im allgemeinen ist das die klanglich beste Lösung. Eine zusätzliche Kiste oder Rolle wurde
mit der Bauform und dem Volumen genau auf den Einzellautsprecher abgestimmt. Oft
verwendet man Bandpässe, besser sind jedoch meist Bassreflexgehäuse oder geschlossene
Boxen. Aber das Prinzip allein sagt nichts über die Eigenschaften aus, da man jedes
individuell abstimmen kann. Industriell hergestellte Bandpässe werden oft unpräzise
abgestimmt, um kleine Volumen zu ermöglichen.
Physikalische Faustregel: Je größer der Wirkungsgrad des Chassis (Schalldruck SPL) und je
tiefer es gehen soll, desto mehr Volumen ist bei präziser Abstimmung (niedrige Güte) nötig.
Ausführliche Beschreibungen und Tipps dazu sind auf meiner Lautsprecher-Gehäuse-Seite
im Internet.
Geschlossenen Kisten sind meist, richtige Abstimmung vorausgesetzt, den anderen in
Sachen Präzision überlegen, reichen dafür aber nicht so tief hinab in den „Frequenzkeller“
wie z.B. Bassreflexboxen.
Bei offenen Lautsprechern sind die Vorder- und Rückseite der Membran nur durch eine
Schallwand getrennt. Je größer die Ausdehnung, desto niedriger ist die untere
Grenzfrequenz. Ab einer bestimmten Wellenlänge kommt es zum Druckausgleich, es gibt
einen akustischen Kurzschluss. Deshalb kommen die Speaker in ein Gehäuse.
Man kann aber nicht jedes Chassis in jedes Gehäuse stecken, eine Möglichkeit ungefähr zu
erkennen, was sinnvoll ist, nutzt man z.B. den Quotient X = Qts
fs als Richtwert.
· X sollte etwa 50 (zwischen 40 und 80) sein für geschlossene Systeme
· X etwa 60 (50...100) für geschlossene Bandpässe
· X etwa 100 (80...120) für Bassreflex-Systeme (BR)
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Neben der Möglichkeit eine „Holzkiste“ in den Kofferraum zu stellen, ist es bei vielen
Autos möglich, den Subwoofers in ein Gehäuse zu setzen, das an die Reserveradmulde vom
Fahrzeug angepasst ist. Allerdings wird es meist bei Chassis mit Durchmesser von mehr als
25 ... 30 cm problematisch, da das Volumen hinter dem Lautsprecher im Vergleich zum Vas
relativ klein ist.
Obwohl es theoretisch auch denkbar ist, Bassreflexsysteme so zu integrieren, wird es fast
ausschließlich mit geschlossenen Systemen gemacht.
Hier sind Chassis mit niedriger Resonanzfrequenz (fs < 30 Hz), niedrigem
Äquivalentvolumen und einer Güte Qts um 0,4 von Vorteil, diese haben jedoch ein etwas
niedrigeren Wirkungsgrad. Auf keinen Fall dürfen Free-Air-Chassis mit höheren Güten,
größeren Äquivalentvolumen und etwas höheren Resonanzfrequenzen (fs > 40 Hz)
verwendet werden, da diese durch das zu kleine Volumen sofort dröhnen würden, Auch
erlauben sie durch die höheren Resonanzfrequenzen keine tiefen Bässe. Problem hier ist
meist, die ganze Konstruktion richtig dicht zu kriegen.
Um das Volumen in der Reserveradmulde wirklich voll nutzen zu können, muss natürlich
das Rad raus. Damit man bei Reifeschäden nicht komplett liegen bleibt, helfen spezielle
Reparatur-Kits. Seit geraumer Zeit gibt es auch spezielle Räder, die dank der Reifen- oder
Felgenkonstruktion Notlaufeigenschaften haben. Diese können auch mit defektem Reifen
bis zur nächsten Werkstatt gefahren werden.
4.1.1 Geschlossene Gehäuse
Durch ein Gehäuse wird der akustische Kurzschluss vermieden, jedoch verändert der
Lautsprecher sein elektrisches und akustisches Verhalten, abhängig von seinem Aufbau und
dem Innenvolumen.
Sperrt man ein Chassis in ein Gehäuse, erhöht sich die Resonanzfrequenz des Chassis fc und
leider auch die Einbaugüte Qtc. Je kleiner das Volumen, desto höher die Güte. Wird die
Güte zu hoch, tritt ab etwa 0,7 im Frequenzgang eine Überhöhung auf, das System wird
zunehmend unpräziser. Das heißt also, dass der Qts-Wert bei geschlossenen Gehäusen
immer weit unter 0,7 sein muss, in der Praxis ist er dafür meist zwischen 0,4 und 0,6. Wie
groß das Volumen nun sein muss, darüber gibt (berechnen oder simulieren) das
Äquivalentvolumen Vas Auskunft.
Bild 4.2 aus [21]
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Um komplizierte Berechnungen zu sparen, sollte man es einfach mit Computerprogrammen
simulieren lassen. Das geht z.B. mit BassCAD, das ist downloadbar auf meiner Internet-Seite.
Mit dem Einbau steigt auch die Resonanzfrequenz, also steigt auch die minimal
mögliche untere Grenzfrequenz. Das heißt, dass immer weniger Tiefbass wiedergegeben
wird. Also wird selbst bei einem Lautsprecher mit einer niedrigen Resonanzfrequenz von
25Hz und einer Güte Qts = 0,35 nur eine untere Grenzfrequenz von ca. 50 Hz (unabhängig
von der Einbaugüte Qtc) erreicht. Erst z.B. durch ein Bassreflexsystem sind unter 30 Hz
drin.
Der Zusammenhang zwischen angestrebter Einbaugüte Qtc, und den TS-Parametern zeigt
die linke Formel. Die sich dabei ergebene neue Einbauresonanzfrequenz fc (nicht
gleichzusetzen mit unterer Grenzfrequenz!) kann dann mit der rechten Formel errechnet
werden. Nur bei Qtc=0,707 ist die untere Grenzfrequenz fgu gleich der Resonanzfrequenz fc.
Grundformeln:
Einbaugüte Qtc = 1 + × Vbox
Vas Qts ; Einbauresonanzfrequenz fc = Qts
Qtc fs ×
Wie groß muss die angestrebte Einbaugüte Qtc aber sein?
Typische Abstimmungen sind folgende Werte:
· Qtc < 0,5 (überdämpftes System) zu wenig Tieftondruck, Präzision hervorragend,
aber nicht besser als bei einer Linkwitz-Abstimmung
· Qtc = 0,5 (Linkwitz- oder Riley-Abstimmung) Präzision hervorragend, Pegel bei der
Einbauresonanz fc –6 dB
· Qtc = 0,577 (Bessel-Abstimmung) sehr gute Präzision, Pegel bei fc ist –4,8 dB
· Qtc = 0,707 (Butterworth-Abstimmung), noch gute Präzision, Pegel bei fc (ist hier
auch untere Grenzfrequenz) –3 dB, ist der meistverwendete Kompromiss
· Qtc > 0,707 (Chebycheff-Abstimmung), schlechte Präzision, Pegel ist (Qtc = 1) bei
fc 0 dB, deshalb Überschwingen, höherer Schalldruckpegel
Hier sind noch einige weitere Hinweise zur Einbaugüte Qtc: Sie sollte je nach Geschmack
zwischen 0,5 und 0,8 liegen. Je tiefer sie ist, desto präziser ist die Wiedergabe des
Lautsprechers. Die Fans geschlossener Gehäuse wählen oft große Volumina und erreichen
so extrem präzise aber leider nicht so tiefe voluminöse, füllige Bassschläge durch die
niedrige Einbaugüte. Warum bei größeren Güten die Präzision schlecht wird? Das mag zwar
manchem nicht einleuchten, wer sich aber die Impuls- oder Sprungantwort in dem Volumen
anschaut, wird es verstehen. Präzision / Impulsivität ist die Eigenschaft, möglichst schnell
auf eine Änderung des Signals zu reagieren und dabei wenig Abweichungen ohne großes
Nachschwingen zu erreichen.
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4.1.2 Bassreflexsysteme
Bei Bassreflexsystemen benutzt man im Unterschied zu den geschlossenen Gehäusen eine
zusätzliche Resonanz nach dem Prinzip des Helmholtz-Resonators, um den Frequenzgang
nach unten hin zu erweitern. Die Druck-Energie, die bei geschlossenen Gehäusen in Wärme
umgewandelt wird, erzeugt durch das Reflexrohr eine zusätzliche Schalldruckquelle. Jedoch
erzeugt auch ein BR-System keinen höheren Pegel als ein geschl. System, der Frequenzgang
wird nach unten erweitert, dort geht die Energie hin.
Der Qts-Wert sollte für Bassreflexsysteme zwischen 0,25 und 0,4 sein. Das liegt daran, dass
man die gewünschte Einbaugüte wesentlich geringer wählen muss als bei geschlossenen
Systemen, je nach Abstimmung zwischen 0,3 und 0,5. Je größer das Gehäuse, desto kleiner
ist die mögliche gewünschte zusätzliche Resonanzfrequenz (Tuningfrequenz) und umso
tiefer liegt auch die mögliche untere Grenzfrequenz. Aber dabei wird der Bass immer
unpräziser. Das bedeutet auch eine größer werdende Welligkeit, sobald die Tuningfrequenz
(Abstimmfrequenz des Rohres) kleiner als die Freiluftresonanzfrequenz fs wird. So sollte
das Volumen nicht größer als das Äquivalentvolumen des Chassis sein, will man präzisen
Bass und keine große Welligkeit.
So entstehen bei einer Bassreflexabstimmung zwei Resonanzfrequenzen, eine vom Chassis
im Gehäuse und eine tiefere vom Rohr. Bei passiven Frequenzweichen muss die obere
„linearisiert“ werden, die untere lässt man meist stehen, dies erweitert den Frequenzbereich
noch einmal ein wenig. Im allgemeinen sind passive Weichen für Subwoofersysteme aber
wegen des großen Aufwands un der spezifischen Abstimmung für jedes Chassis nicht
besonders empfehlenswert.
Mit höherer Gesamtgüte (z.B. Qts > 0,38) wird das Volumen meist sehr groß, da die
Dämpfung der Resonanzfrequenz zu gering ist. Ist die Güte jedoch zu niedrig (Qts < 0,30)
fehlt der Tiefgang.
Die Abstimmfrequenz des Rohres ist vom Gehäusevolumen hinter dem Chassis, der
Rohrlänge und dessen Querschnitt anhängig. => Bei mehreren Rohren geht in die
Berechnung der Gesamtinnenquerschnitt ein. Je kleiner das Volumen und je größer der
Querschnitt, desto länger muss das Rohr werden.
Als ungefährer Richtwert gilt meist: (Arohr Innenquerschnitt des Reflexrohrs in cm², V in l)
Vbox =
2,87
15*Vas*Qtc lrohr= fs
Arohr
*Vbox
*Qts 939* 168
2
1,8
- Arohr 0,88* [21]
Weiterhin ist darauf zu achten, dass das Reflexrohr keinen zu kleinen oder zu großen
Querschnitt besitzen darf und nicht zu kurz oder zu lang ist. Der Minimale Querschnitt des
Rohres darf ein Zehntel des Membrandurchmessers auf keinen Fall unterschreiten, ein guter
Kompromiss ist etwa ein Fünftel des Membrandurchmessers. Also bei einem 30 cm Korb,
der etwa eine 25 cm-Membran hat, sind ein 8 cm Rohr das absolute Minimum, besser mit
etwas Reserve ist hier Minimum 10 cm (1/5 der Fläche wären 11,2 cm).
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4.1.3 Bandpasssysteme
Geschlossene Bandpässe kombinieren das geschlossene und das Bassreflexsystem. Der
Vorteil ist, dass man auch eine obere Grenzfrequenz hat und so einen zusätzlichen
Tiefpassfilter einsparen kann, weshalb das System meist Verwendung in Car-Subwoofern
findet.
Bild 4.3
Wie in Bild 4.3 zu sehen, benutzen geschlossene Bandpässe ein geschlossenes und ein
Bassreflex-Volumen. Der gesamte Schalldruck kommt ausschließlich durch das Reflexrohr,
der meist als entsprechend querschnittstarker Tunnel ausgeführt wird. Er muss mindestens
so groß sein wie beim Bassreflexsystem, damit keine Strömungsgeräusche entstehen. Zu
groß ist aber auch schlecht, da höherfrequente Töne (Mitten) mit nach außen dringen
könnten.
Neben geschlossenen Bandpässen gibt es andere Systeme, wie mehrfach ventilierte
Bandpässe, die mehrere Kammern und diverse Rohre oder Tunnel besitzen. Bedeutende
Klang-Vorteile gegenüber den einfachen Systemen gibt es jedoch nicht.
Bei Bandpässen gelten jedoch die gleichen Beziehungen wie bei geschlossenen und
Bassreflex-Systemen. Je tiefer die untere Grenzfrequenz, desto größer muss das Volumen
sein. Die Abstimmung ist aber insgesamt etwas schwieriger, da auch die Resonanzfrequenz
die Welligkeit beeinflusst. Das geschlossene Volumen Vg beeinflusst die Einbaugüte, die
Reflexabstimmung die Breite und Welligkeit. Das heißt, dass man große Volumen benötigt,
will man einen Bandpass „gut“ abstimmen. Das geschlossene Volumen ist genauso groß wie
beim Einbau in eine normale geschlossene Box. mit gleicher Güte. Das heißt, ein Bandpass-Subwoofer
benötigt insgesamt mehr Volumen als vergleichbares geschlossenes oder
Bassreflex-System mit gleicher Güte und Welligkeit. Da sich so etwas schwierig verkaufen
lässt, (z.B. 200 l Gehäuse bei 38ern), werden im Consumer-Bereich nicht so tiefe, aber
unpräzise Abstimmungen (z.B. Qtc >= 1) gewählt, die jedoch meiner Meinung nach mit
Car-HiFi wenig zu tun haben. Vorteil neben dem kleineren Gehäuse ist der
Wirkungsgradgewinn von einigen Dezibel. Vor allem bei Bandpässen lassen sich Push-Pull-Systeme
(Isobarik-Prinzip) gut aufbauen, der Vorteil ist eine Volumenverkleinerung. Dabei
werden mehrere Chassis akustisch hintereinander geschaltet.
Bild 4.4
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Mit jeder Verdoppelung der Chassis-Anzahl halbiert sich das Volumen. Man kann also alle
Berechnungen für 2 Chassis mit halbem Vas durchführen. Dadurch sinkt jedoch der
Wirkungsgrad um 3 dB, da man die doppelte Leistung (2 Chassis) braucht, aber nur eine
Membranfläche verwendet. Damit es optimal funktioniert, sollte das Volumen zwischen
beiden Chassis so gering wie möglich sein. Deshalb schraubt man im allgemeinen die
beiden Tieftontreiber frontal aufeinander, wie in Bild 4.4 zu sehen. Dann muss noch ein
Lautsprecher verpolt angeschlossen werden, damit bei einer positiven Halbwelle auch beide
Membranen in die gleiche Richtung schwingen. Da die Chassis-Rückseite aber klanglich
alles andere als optimal ist, darf man dieses System nur im Bass-Bereich (< 200 Hz) z.B. bei
Subwoofern einsetzen.
Ein Bandpass hat eine Mittenfrequenz und eine Bandbreite, je schmaler das Band sein soll
(Siehe S= 0,7 in Bild 4.5), desto geringer lassen sich die Welligkeiten halten.
Bild 4.5 [24]
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4.2 Free-Air-Systeme
Sogenannte Free-Air-Systeme in Autos nutzen ein großes Volumen, den Kofferraum.
Deshalb kann die notwendige Güte Qts auch zwischen 0,6 und 0,7 sein. Free-Air-Betrieb
bedeutet, dass der Lautsprecher durch seine hohe Gesamtgüte für geschlossene Gehäuse mit
sehr großen Volumen gedacht ist. Deshalb benutzt man kein zusätzliches Volumen, sondern
verwendet den Kofferraum, der im allgemeinen einige hundert Liter groß ist. Da dieses
System nicht richtig dicht abgestimmt werden kann, ist die Qualität oft schlechter. Free-Air-Chassis
sind klanglich meist nicht optimal und stören meiner Meinung nach auch den
Innenraum. Die Wahrscheinlichkeit ist auch geringer, dass das Auto aufgebrochen wird,
wenn der Innenraum einfach „biederer“ aussieht. Wenn man die Ablage hinten und auch das
Doorboard mit Akustikbespannstoff bezieht, sieht man fast gar nichts, was das Risiko
wieder reduziert. Jedoch muss man schon beim Kauf aufpassen. Wenn man sich die Qts-Werte
der Lautsprecher ansieht, die als Free-Air verkauft werden: Teilweise Werte über 1,0!
Das kann nicht gut klingen, nur dröhnen!
Das Free-Air-Prinzip erlaubt aber die Möglichkeit, den großen Kofferraum nicht zu
verlieren, wenn man etwas transportieren möchte, und trotzdem tiefe Bässe zu erzeugen.
Vorausgesetzt jedoch, man verwendet das richtige Chassis zum passendem Kofferraum.
Abhängig vom Volumen des Kofferraums (so auch Gepäck-Größe) verändert sich der
Tiefgang und die Präzision.
Aufpassen muss man trotzdem bei der Ablage, damit sich die Lautsprecherchassis nicht zu
Geschossen entwickeln, falls es zum Unfall kommt.
Nur geeignete Subwoofer einsetzen, das heißt z.B. keine Free-Air-Chassis in einer Kiste
oder umgekehrt. Also auch nur Chassis kaufen, wo die TSPs bekannt sind.
Bei kleinem Kofferraum ist es möglich und auch sinnvoll, vorn ein 3-Wege-System (z.B.
mit 20 oder gar 25 cm Tieftöner) einzubauen und den Sub wegzulassen, das ist dann allemal
sinnvoller als einer Mini-Rolle irgendwo.
Große Subwoofer also z.B. 38er (15 “), 46er (18 “) oder noch größere Show-Exemplare
haben eine schwere Membran, die gar nicht so schnell folgen kann. Von Impulsivität kann
meist keine Rede mehr sein, so dass der Bass schwammig wird. Ich würde im Auto maximal
30 cm Subs empfehlen.
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Der Impedanzverlauf (Wechselspannungswiderstand) eines Lautsprechers sieht in Freiluft
etwa so aus: (fs=30Hz, Qts = 0,40)
Bild 4.1
Es gibt verschiedene Arten von Subwoofern, die nun im einzelnen vorgestellt werden.
4.1 Gehäusesubwoofer
Im allgemeinen ist das die klanglich beste Lösung. Eine zusätzliche Kiste oder Rolle wurde
mit der Bauform und dem Volumen genau auf den Einzellautsprecher abgestimmt. Oft
verwendet man Bandpässe, besser sind jedoch meist Bassreflexgehäuse oder geschlossene
Boxen. Aber das Prinzip allein sagt nichts über die Eigenschaften aus, da man jedes
individuell abstimmen kann. Industriell hergestellte Bandpässe werden oft unpräzise
abgestimmt, um kleine Volumen zu ermöglichen.
Physikalische Faustregel: Je größer der Wirkungsgrad des Chassis (Schalldruck SPL) und je
tiefer es gehen soll, desto mehr Volumen ist bei präziser Abstimmung (niedrige Güte) nötig.
Ausführliche Beschreibungen und Tipps dazu sind auf meiner Lautsprecher-Gehäuse-Seite
im Internet.
Geschlossenen Kisten sind meist, richtige Abstimmung vorausgesetzt, den anderen in
Sachen Präzision überlegen, reichen dafür aber nicht so tief hinab in den „Frequenzkeller“
wie z.B. Bassreflexboxen.
Bei offenen Lautsprechern sind die Vorder- und Rückseite der Membran nur durch eine
Schallwand getrennt. Je größer die Ausdehnung, desto niedriger ist die untere
Grenzfrequenz. Ab einer bestimmten Wellenlänge kommt es zum Druckausgleich, es gibt
einen akustischen Kurzschluss. Deshalb kommen die Speaker in ein Gehäuse.
Man kann aber nicht jedes Chassis in jedes Gehäuse stecken, eine Möglichkeit ungefähr zu
erkennen, was sinnvoll ist, nutzt man z.B. den Quotient X = Qts
fs als Richtwert.
· X sollte etwa 50 (zwischen 40 und 80) sein für geschlossene Systeme
· X etwa 60 (50...100) für geschlossene Bandpässe
· X etwa 100 (80...120) für Bassreflex-Systeme (BR)
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Neben der Möglichkeit eine „Holzkiste“ in den Kofferraum zu stellen, ist es bei vielen
Autos möglich, den Subwoofers in ein Gehäuse zu setzen, das an die Reserveradmulde vom
Fahrzeug angepasst ist. Allerdings wird es meist bei Chassis mit Durchmesser von mehr als
25 ... 30 cm problematisch, da das Volumen hinter dem Lautsprecher im Vergleich zum Vas
relativ klein ist.
Obwohl es theoretisch auch denkbar ist, Bassreflexsysteme so zu integrieren, wird es fast
ausschließlich mit geschlossenen Systemen gemacht.
Hier sind Chassis mit niedriger Resonanzfrequenz (fs < 30 Hz), niedrigem
Äquivalentvolumen und einer Güte Qts um 0,4 von Vorteil, diese haben jedoch ein etwas
niedrigeren Wirkungsgrad. Auf keinen Fall dürfen Free-Air-Chassis mit höheren Güten,
größeren Äquivalentvolumen und etwas höheren Resonanzfrequenzen (fs > 40 Hz)
verwendet werden, da diese durch das zu kleine Volumen sofort dröhnen würden, Auch
erlauben sie durch die höheren Resonanzfrequenzen keine tiefen Bässe. Problem hier ist
meist, die ganze Konstruktion richtig dicht zu kriegen.
Um das Volumen in der Reserveradmulde wirklich voll nutzen zu können, muss natürlich
das Rad raus. Damit man bei Reifeschäden nicht komplett liegen bleibt, helfen spezielle
Reparatur-Kits. Seit geraumer Zeit gibt es auch spezielle Räder, die dank der Reifen- oder
Felgenkonstruktion Notlaufeigenschaften haben. Diese können auch mit defektem Reifen
bis zur nächsten Werkstatt gefahren werden.
4.1.1 Geschlossene Gehäuse
Durch ein Gehäuse wird der akustische Kurzschluss vermieden, jedoch verändert der
Lautsprecher sein elektrisches und akustisches Verhalten, abhängig von seinem Aufbau und
dem Innenvolumen.
Sperrt man ein Chassis in ein Gehäuse, erhöht sich die Resonanzfrequenz des Chassis fc und
leider auch die Einbaugüte Qtc. Je kleiner das Volumen, desto höher die Güte. Wird die
Güte zu hoch, tritt ab etwa 0,7 im Frequenzgang eine Überhöhung auf, das System wird
zunehmend unpräziser. Das heißt also, dass der Qts-Wert bei geschlossenen Gehäusen
immer weit unter 0,7 sein muss, in der Praxis ist er dafür meist zwischen 0,4 und 0,6. Wie
groß das Volumen nun sein muss, darüber gibt (berechnen oder simulieren) das
Äquivalentvolumen Vas Auskunft.
Bild 4.2 aus [21]
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Um komplizierte Berechnungen zu sparen, sollte man es einfach mit Computerprogrammen
simulieren lassen. Das geht z.B. mit BassCAD, das ist downloadbar auf meiner Internet-Seite.
Mit dem Einbau steigt auch die Resonanzfrequenz, also steigt auch die minimal
mögliche untere Grenzfrequenz. Das heißt, dass immer weniger Tiefbass wiedergegeben
wird. Also wird selbst bei einem Lautsprecher mit einer niedrigen Resonanzfrequenz von
25Hz und einer Güte Qts = 0,35 nur eine untere Grenzfrequenz von ca. 50 Hz (unabhängig
von der Einbaugüte Qtc) erreicht. Erst z.B. durch ein Bassreflexsystem sind unter 30 Hz
drin.
Der Zusammenhang zwischen angestrebter Einbaugüte Qtc, und den TS-Parametern zeigt
die linke Formel. Die sich dabei ergebene neue Einbauresonanzfrequenz fc (nicht
gleichzusetzen mit unterer Grenzfrequenz!) kann dann mit der rechten Formel errechnet
werden. Nur bei Qtc=0,707 ist die untere Grenzfrequenz fgu gleich der Resonanzfrequenz fc.
Grundformeln:
Einbaugüte Qtc = 1 + × Vbox
Vas Qts ; Einbauresonanzfrequenz fc = Qts
Qtc fs ×
Wie groß muss die angestrebte Einbaugüte Qtc aber sein?
Typische Abstimmungen sind folgende Werte:
· Qtc < 0,5 (überdämpftes System) zu wenig Tieftondruck, Präzision hervorragend,
aber nicht besser als bei einer Linkwitz-Abstimmung
· Qtc = 0,5 (Linkwitz- oder Riley-Abstimmung) Präzision hervorragend, Pegel bei der
Einbauresonanz fc –6 dB
· Qtc = 0,577 (Bessel-Abstimmung) sehr gute Präzision, Pegel bei fc ist –4,8 dB
· Qtc = 0,707 (Butterworth-Abstimmung), noch gute Präzision, Pegel bei fc (ist hier
auch untere Grenzfrequenz) –3 dB, ist der meistverwendete Kompromiss
· Qtc > 0,707 (Chebycheff-Abstimmung), schlechte Präzision, Pegel ist (Qtc = 1) bei
fc 0 dB, deshalb Überschwingen, höherer Schalldruckpegel
Hier sind noch einige weitere Hinweise zur Einbaugüte Qtc: Sie sollte je nach Geschmack
zwischen 0,5 und 0,8 liegen. Je tiefer sie ist, desto präziser ist die Wiedergabe des
Lautsprechers. Die Fans geschlossener Gehäuse wählen oft große Volumina und erreichen
so extrem präzise aber leider nicht so tiefe voluminöse, füllige Bassschläge durch die
niedrige Einbaugüte. Warum bei größeren Güten die Präzision schlecht wird? Das mag zwar
manchem nicht einleuchten, wer sich aber die Impuls- oder Sprungantwort in dem Volumen
anschaut, wird es verstehen. Präzision / Impulsivität ist die Eigenschaft, möglichst schnell
auf eine Änderung des Signals zu reagieren und dabei wenig Abweichungen ohne großes
Nachschwingen zu erreichen.
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4.1.2 Bassreflexsysteme
Bei Bassreflexsystemen benutzt man im Unterschied zu den geschlossenen Gehäusen eine
zusätzliche Resonanz nach dem Prinzip des Helmholtz-Resonators, um den Frequenzgang
nach unten hin zu erweitern. Die Druck-Energie, die bei geschlossenen Gehäusen in Wärme
umgewandelt wird, erzeugt durch das Reflexrohr eine zusätzliche Schalldruckquelle. Jedoch
erzeugt auch ein BR-System keinen höheren Pegel als ein geschl. System, der Frequenzgang
wird nach unten erweitert, dort geht die Energie hin.
Der Qts-Wert sollte für Bassreflexsysteme zwischen 0,25 und 0,4 sein. Das liegt daran, dass
man die gewünschte Einbaugüte wesentlich geringer wählen muss als bei geschlossenen
Systemen, je nach Abstimmung zwischen 0,3 und 0,5. Je größer das Gehäuse, desto kleiner
ist die mögliche gewünschte zusätzliche Resonanzfrequenz (Tuningfrequenz) und umso
tiefer liegt auch die mögliche untere Grenzfrequenz. Aber dabei wird der Bass immer
unpräziser. Das bedeutet auch eine größer werdende Welligkeit, sobald die Tuningfrequenz
(Abstimmfrequenz des Rohres) kleiner als die Freiluftresonanzfrequenz fs wird. So sollte
das Volumen nicht größer als das Äquivalentvolumen des Chassis sein, will man präzisen
Bass und keine große Welligkeit.
So entstehen bei einer Bassreflexabstimmung zwei Resonanzfrequenzen, eine vom Chassis
im Gehäuse und eine tiefere vom Rohr. Bei passiven Frequenzweichen muss die obere
„linearisiert“ werden, die untere lässt man meist stehen, dies erweitert den Frequenzbereich
noch einmal ein wenig. Im allgemeinen sind passive Weichen für Subwoofersysteme aber
wegen des großen Aufwands un der spezifischen Abstimmung für jedes Chassis nicht
besonders empfehlenswert.
Mit höherer Gesamtgüte (z.B. Qts > 0,38) wird das Volumen meist sehr groß, da die
Dämpfung der Resonanzfrequenz zu gering ist. Ist die Güte jedoch zu niedrig (Qts < 0,30)
fehlt der Tiefgang.
Die Abstimmfrequenz des Rohres ist vom Gehäusevolumen hinter dem Chassis, der
Rohrlänge und dessen Querschnitt anhängig. => Bei mehreren Rohren geht in die
Berechnung der Gesamtinnenquerschnitt ein. Je kleiner das Volumen und je größer der
Querschnitt, desto länger muss das Rohr werden.
Als ungefährer Richtwert gilt meist: (Arohr Innenquerschnitt des Reflexrohrs in cm², V in l)
Vbox =
2,87
15*Vas*Qtc lrohr= fs
Arohr
*Vbox
*Qts 939* 168
2
1,8
- Arohr 0,88* [21]
Weiterhin ist darauf zu achten, dass das Reflexrohr keinen zu kleinen oder zu großen
Querschnitt besitzen darf und nicht zu kurz oder zu lang ist. Der Minimale Querschnitt des
Rohres darf ein Zehntel des Membrandurchmessers auf keinen Fall unterschreiten, ein guter
Kompromiss ist etwa ein Fünftel des Membrandurchmessers. Also bei einem 30 cm Korb,
der etwa eine 25 cm-Membran hat, sind ein 8 cm Rohr das absolute Minimum, besser mit
etwas Reserve ist hier Minimum 10 cm (1/5 der Fläche wären 11,2 cm).
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4.1.3 Bandpasssysteme
Geschlossene Bandpässe kombinieren das geschlossene und das Bassreflexsystem. Der
Vorteil ist, dass man auch eine obere Grenzfrequenz hat und so einen zusätzlichen
Tiefpassfilter einsparen kann, weshalb das System meist Verwendung in Car-Subwoofern
findet.
Bild 4.3
Wie in Bild 4.3 zu sehen, benutzen geschlossene Bandpässe ein geschlossenes und ein
Bassreflex-Volumen. Der gesamte Schalldruck kommt ausschließlich durch das Reflexrohr,
der meist als entsprechend querschnittstarker Tunnel ausgeführt wird. Er muss mindestens
so groß sein wie beim Bassreflexsystem, damit keine Strömungsgeräusche entstehen. Zu
groß ist aber auch schlecht, da höherfrequente Töne (Mitten) mit nach außen dringen
könnten.
Neben geschlossenen Bandpässen gibt es andere Systeme, wie mehrfach ventilierte
Bandpässe, die mehrere Kammern und diverse Rohre oder Tunnel besitzen. Bedeutende
Klang-Vorteile gegenüber den einfachen Systemen gibt es jedoch nicht.
Bei Bandpässen gelten jedoch die gleichen Beziehungen wie bei geschlossenen und
Bassreflex-Systemen. Je tiefer die untere Grenzfrequenz, desto größer muss das Volumen
sein. Die Abstimmung ist aber insgesamt etwas schwieriger, da auch die Resonanzfrequenz
die Welligkeit beeinflusst. Das geschlossene Volumen Vg beeinflusst die Einbaugüte, die
Reflexabstimmung die Breite und Welligkeit. Das heißt, dass man große Volumen benötigt,
will man einen Bandpass „gut“ abstimmen. Das geschlossene Volumen ist genauso groß wie
beim Einbau in eine normale geschlossene Box. mit gleicher Güte. Das heißt, ein Bandpass-Subwoofer
benötigt insgesamt mehr Volumen als vergleichbares geschlossenes oder
Bassreflex-System mit gleicher Güte und Welligkeit. Da sich so etwas schwierig verkaufen
lässt, (z.B. 200 l Gehäuse bei 38ern), werden im Consumer-Bereich nicht so tiefe, aber
unpräzise Abstimmungen (z.B. Qtc >= 1) gewählt, die jedoch meiner Meinung nach mit
Car-HiFi wenig zu tun haben. Vorteil neben dem kleineren Gehäuse ist der
Wirkungsgradgewinn von einigen Dezibel. Vor allem bei Bandpässen lassen sich Push-Pull-Systeme
(Isobarik-Prinzip) gut aufbauen, der Vorteil ist eine Volumenverkleinerung. Dabei
werden mehrere Chassis akustisch hintereinander geschaltet.
Bild 4.4
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Mit jeder Verdoppelung der Chassis-Anzahl halbiert sich das Volumen. Man kann also alle
Berechnungen für 2 Chassis mit halbem Vas durchführen. Dadurch sinkt jedoch der
Wirkungsgrad um 3 dB, da man die doppelte Leistung (2 Chassis) braucht, aber nur eine
Membranfläche verwendet. Damit es optimal funktioniert, sollte das Volumen zwischen
beiden Chassis so gering wie möglich sein. Deshalb schraubt man im allgemeinen die
beiden Tieftontreiber frontal aufeinander, wie in Bild 4.4 zu sehen. Dann muss noch ein
Lautsprecher verpolt angeschlossen werden, damit bei einer positiven Halbwelle auch beide
Membranen in die gleiche Richtung schwingen. Da die Chassis-Rückseite aber klanglich
alles andere als optimal ist, darf man dieses System nur im Bass-Bereich (< 200 Hz) z.B. bei
Subwoofern einsetzen.
Ein Bandpass hat eine Mittenfrequenz und eine Bandbreite, je schmaler das Band sein soll
(Siehe S= 0,7 in Bild 4.5), desto geringer lassen sich die Welligkeiten halten.
Bild 4.5 [24]
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4.2 Free-Air-Systeme
Sogenannte Free-Air-Systeme in Autos nutzen ein großes Volumen, den Kofferraum.
Deshalb kann die notwendige Güte Qts auch zwischen 0,6 und 0,7 sein. Free-Air-Betrieb
bedeutet, dass der Lautsprecher durch seine hohe Gesamtgüte für geschlossene Gehäuse mit
sehr großen Volumen gedacht ist. Deshalb benutzt man kein zusätzliches Volumen, sondern
verwendet den Kofferraum, der im allgemeinen einige hundert Liter groß ist. Da dieses
System nicht richtig dicht abgestimmt werden kann, ist die Qualität oft schlechter. Free-Air-Chassis
sind klanglich meist nicht optimal und stören meiner Meinung nach auch den
Innenraum. Die Wahrscheinlichkeit ist auch geringer, dass das Auto aufgebrochen wird,
wenn der Innenraum einfach „biederer“ aussieht. Wenn man die Ablage hinten und auch das
Doorboard mit Akustikbespannstoff bezieht, sieht man fast gar nichts, was das Risiko
wieder reduziert. Jedoch muss man schon beim Kauf aufpassen. Wenn man sich die Qts-Werte
der Lautsprecher ansieht, die als Free-Air verkauft werden: Teilweise Werte über 1,0!
Das kann nicht gut klingen, nur dröhnen!
Das Free-Air-Prinzip erlaubt aber die Möglichkeit, den großen Kofferraum nicht zu
verlieren, wenn man etwas transportieren möchte, und trotzdem tiefe Bässe zu erzeugen.
Vorausgesetzt jedoch, man verwendet das richtige Chassis zum passendem Kofferraum.
Abhängig vom Volumen des Kofferraums (so auch Gepäck-Größe) verändert sich der
Tiefgang und die Präzision.
Aufpassen muss man trotzdem bei der Ablage, damit sich die Lautsprecherchassis nicht zu
Geschossen entwickeln, falls es zum Unfall kommt.
Nur geeignete Subwoofer einsetzen, das heißt z.B. keine Free-Air-Chassis in einer Kiste
oder umgekehrt. Also auch nur Chassis kaufen, wo die TSPs bekannt sind.
Bei kleinem Kofferraum ist es möglich und auch sinnvoll, vorn ein 3-Wege-System (z.B.
mit 20 oder gar 25 cm Tieftöner) einzubauen und den Sub wegzulassen, das ist dann allemal
sinnvoller als einer Mini-Rolle irgendwo.
Große Subwoofer also z.B. 38er (15 “), 46er (18 “) oder noch größere Show-Exemplare
haben eine schwere Membran, die gar nicht so schnell folgen kann. Von Impulsivität kann
meist keine Rede mehr sein, so dass der Bass schwammig wird. Ich würde im Auto maximal
30 cm Subs empfehlen.
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5.4 Endstufentypen
Endstufen sorgen dafür, das die entsprechende Wechselspannung (Töne) mit hoher
Spannung (10...60 V) zur Verfügung stehen, auch wenn eine Last von nur wenigen Ohm
daran hängt und so große Ströme fließen. Gesteuert werden diese über Transistoren.
Während früher hauptsächlich bipolare Typen zum Einsatz kamen, werden nun immer mehr
Feldeffekt-Typen eingesetzt. Diese besitzen zahlreiche Vorteile, aber auch Nachteile. Da
Transistoren keine ideale, lineare Kennlinie haben, hängt die Wiedergabequalität auch von
der Dimensionierung ab. Die Class (Klasse) gibt an, in welchem Arbeitspunkt man die
Endtransistoren betreibt, jeder hat Vor- und Nachteile.
· Class-A-Endstufen liegen genau in der Mitte der Betriebsspannung, was eine
hervorragende Linearität, aber eben einen sehr schlechten Wirkungsgrad (unter 6%)
bedeutet. Große Leistungen (> 100 W) sind damit praktisch nicht erreichbar, da sich die
dabei entstehende Wärme nicht mehr über Kühlkörper abführen lässt. Die
Stromaufnahme hängt hier nicht von der Aussteuerung ab, es fließt immer der gleiche
Strom durch die Endtöpfe.
· Class-B lassen sich sehr hoch aussteuern und haben einen hohen (bis 78,5 %)
Wirkungsgrad, jedoch gibt es starke Nichtlinearitäten bei Nulldurchgängen und
Kleinsignalen. Das ergibt einen hohen Klirrfaktor.
· Der übliche Kompromiss sind sogenannte AB-Endstufen, deren Arbeitspunkt schwebend
dazwischenliegt und diese Verzerrungen reduziert. Eine AB-Endstufe hat bei etwas 2/3
der Vollaussteuerung die maximale Leistungsaufnahme. Der maximale Wirkunsgrad
liegt wie bei den Class-B ebenfalls bei 78,5 %.
· Class-C (noch höherer Arb.-Punkt) werden üblicherweise nur im HF-Bereich eingesetzt.
· Class-D erlaubt eine quasi digitale (entweder voll auf oder voll zu) Ansteuerung, das
heißt, die Signale werden moduliert und anschließend geglättet, also am Ende die hohe
Schaltfrequenz (HF) herausgefiltert. Leider besitzen diese Endstufen dadurch eine
schlechte Klangqualität. Class-D werden deshalb selten und nur bei großen
Ausgangsleistungen für den Bass verwendet. Möglich sind so Wirkungsgrade von
teilweise über 90 %. Ein Nachteil ist jedoch der nachgeschaltete passive 20 kHz-Tiefpass.
Das LC-Filter erhöht den Innenwiderstand.
· Neuere sogenannte Class-T-Endstufen (T steht für den Hersteller Tripath) haben
ebenfalls den hohen Wirkungsgrad einer Class-D, bieten jedoch durch zusätzliche
digitale Regelung und DSP-Überrechnung eine wesentlich bessere Klangqualität, die
fast auf A/B-Niveau liegt. Im Car-HiFi-Bereich werden solche mit Tripath-Chips
gesteuerten Amps im allgemeinen als Class X bezeichnet.
Neben Ausgangsleistung und Frequenzgang gibt es den Dämpfungsfaktor als
Qualitätsmerkmal. Steuert eine Endstufe eine Last, gibt es durch das Steuerglied, die
Endtransistoren und weitere Widerstände unweigerlich Verluste. Das begrenzt den Strom
und behindert so die schnelle Reaktion des Ausgangs auf ein Eingangssignal. Werden diese
Verlustwiderstände größer, fällt es der Endstufe immer schwerer, den Lautsprecher zu
kontrollieren, die Einbaugüte Qtc des Lautsprechers steigt, die Präzision und die
Impulsivität verschlechtern sich. Der Dämpfungsfaktor gibt das Verhältnis zwischen
Innenwiderstand der Endstufe und externer Last an. Ein Dämpfungsfaktor von 400 bei
einem 4 Ohm-Lautsprecher entsprechen somit einem Innenwiderstand Ri=10m =0,01 .
Um den Innenwiderstand zu senken, bleiben nur bessere MOSFETs als Ausgangstreiber zu
verwenden und viele von ihnen parallel zu schalten. Ein hoher Dämpfungsfaktor ist so ein
Indiz für guten Klang, aber die Angabe allein reicht zur Qualitätsbewertung leider nicht aus.
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5.5 Impedanz
Auf die Impedanz der angeschlossenen Lautsprecher muss geachtet werden, da sie nicht
unter die fallen darf, die als Minimum vom Verstärker gefordert wird. Im Car-HiFi-Bereich
sind externe Endstufen meist 2- -stabil, also können alle Lautsprecher mit 2 oder mehr
angeschlossen werden. Beim Home-HiFi gilt allgemein 4 als Minimum. Bei kleineren
Werten wird es kritisch, wenn mehr als Teil-Last „gefahren“ wird, also bei größeren
Lautstärken. Dadurch wird der Strom durch die Endstufentransistoren zu groß, so dass die
dabei schnell zerstört werden können, wenn keine Schutzschaltungen gegen Überstrom und
Übertemperatur vorhanden sind.
Größere Impedanzen schaden nicht, im Gegenteil, die Endstufe wird nicht so stark belastet,
was Spannungsschwankungen des Netzteils geringer hält. Je größer jedoch dieser
Scheinwiderstand, desto kleiner wird aber die abgegebene Leistung! Hat ein Verstärker eine
Sinusleistung von 100 W an 4 , könnte er theoretisch nur noch die Hälfte an einen 8 -Lautsprecher
abgeben, praktisch liegt die Ausgangsleistung durch das entlastete Netzteil und
kleinere Verluste meist bei etwa 60...70 W. Auch 4 und 1- -stabile Endstufen existieren,
also auf die Kennzeichnung achten! Besonders Autoradio-Endstufen sind im allgemeinen
nur 4- -stabil.
Eine Besonderheit gibt es beim Brücken von Endstufen zu beachten: Dieses „In-Reihe-Schalten“
der Endstufenausgänge ermöglicht das Verdoppeln der Ausgangsspannung, was
bei gleicher Lautsprecherimpedanz eine Leistungs-Vervierfachung bewirkt. Dadurch
verdoppelt sich jedoch der Strom! Da durch den höheren Strom auch die Verluste steigen,
erhöht sich durch die Leistung meist aber immer noch auf 200 ... 300 %.
In der Praxis heißt das, dass auch an eine gebrückte 2- -stabile Stereo-Endstufe nur
ein Lautsprecher mit mind. 4 angeschlossen werden darf, da sonst der Strom zu
groß wird. Das ist auch bei Trimode-Betrieb zu beachten, wenn jeweils zwei 4 -Systeme
und ein Subwoofer an einer Stereo-Endstufe betrieben werden sollen.
Weiteres Brücken, also in-Reihe-Schalten weiterer Endstufenkanäle, z.B. bei einer 1 -stabilen
4-Kanal-Endstufe, funktioniert in der Regel (99,9 % aller Endstufen) nicht! Grund
dafür sind die gleichen Potentiale der Stromversorgung beim Netzteil. Denn auch 4, 5 oder
6-Kanal-Endstufen verfügen im allgemeinen nur über 2 „Netzteile“.
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6. Störungen
Davon bleiben viele im Car-HiFi-Bereich leider nicht verschont: Brummen, Rauschen,
Knacksen, Surren, das alles ist möglich, aber unerwünscht! Am häufigsten ist dabei das
drehzahlabhängige Surren bei leisen Lautstärken.
Leider haben Störungen mehrere Ursachen. Es entsteht durch die Zündanlage des Motors,
durch eine unsaubere Spannungsversorgung der Lichtmaschine. Aber auch alle anderen
Verbraucher und elektrischen Teile können Störungen verursachen. Über mehrere Wege
kann es sich ins Tonsignal einschleichen.
Ursachen:
1. Aufgrund der Differenzspannungen in der Fahrzeugmasse gibt es Probleme mit
Masseschleifen (90 % aller Fälle)
2. Einstreuung der Fahrzeugmasse auf das Cinch-Kabel durch kapazitive und
induktive Kopplung
3. Störungen direkt über die Stromversorgung
4. Elektromagnetische Leitungs- und Strahlungskopplung.
Hier kann man (wie überall bei der Störungsbeseitigung im Auto) oft nur probieren.
Man erkennt Ursache Nr. 3 leicht daran, dass die Endstufe auch ohne Cinch-Anschluss die
Störungen bei laufenden Motor von sich gibt. Zur Beseitigung hilft dann meist nur ein Filter
mit Unterstützung weiterer Elkos in der Stromversorgung oder einfach eine andere Endstufe,
die mit dem schlechten Bordnetz besser umgehen kann.
Für die erste Ursache gilt: EINE gemeinsame Masse, das bedeutet meist zwei
Stromversorgungskabel für Plus und Minus getrennt von der Batterie zum Verstärker legen.
Dann ist die Endstufe isoliert von der Fahrzeugmasse zu befestigen. Werden beide
Leitungen noch verdrillt, reduzieren sich Einstreuungen z.B. von der Fahrzeugmasse und
Spannungsschwankungen (bessere Kapazitäts- und Induktivitätswerte) nochmals.
Im NF-Bereich wählt man immer einen zentralen Massepunkt, von dem aus sternförmig alle
Geräte angeschlossen werden. Hier gibt es viel Spielraum zum Probieren! Das allein reicht
manchmal nicht, denn das Radio, was über die Endstufe(n) mit den Cinch-Kabeln
verbunden ist, hängt direkt irgendwo anders an der Fahrzeugmasse. Also wäre auch das
Autoradio idealerweise isoliert zu befestigen und die Masse nicht an den dafür vorgesehenen
Anschluss aus dem Kabelbaum anzuschließen, sondern über ein querschnittstarkes Kabel
mit dem gleichen Massepunkt der Endstufen oder Batterie selbst zu verbinden. Eine kleine
Hilfe ist z.B. auch, dass man die Autoradioendstufen nicht benutzt und wenn möglich
abschaltet, wenn man eine große Endstufe über die Cinch-Leitung daran hängen hat.
Optimal ist immer eine minimale Spannungsdifferenz zwischen Endstufe und Radio.
Das mit der Masse muss probiert werden, manchmal reduziert auch eine gute Masse-Verbindung
von Kabeln und Karosserie die Störungen. Dann waren die Kabel sicher nicht
dick genug.
Gute Endstufen haben an den Cinch-Eingängen kein Massepotential, so wird das Surren
ebenfalls reduziert.
Ein Problem mit der Fahrzeugmasse bei neueren Autos sind auch die geklebten oder
punktgeschweißten Karosserieteile, die nun mal keine guten elektrischen Verbindungen
ermöglichen. Auch hat Eisen/Stahl einen etwa sieben mal höheren spezifischen Widerstand
gegenüber Kupfer. Und so dick sind die Blechstärken nicht.
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Dipl. Ing. K. Föllner (selfmadehifi@gmx.de) Seite 25 von 36
Um die Einstreuungen, die auf das Cinch-Kabel „einfallen“, wirksam zu reduzieren, hilft nur
das richtige Cinch-Kabel. Am besten sind hier die Versionen mit 2 verdrillten Innenleitern
(kein Koaxial-Aufbau) und mehrfacher Abschirmung. Oft steht der engl. Begriff double-shielded
twisted-pair cable auf der Packung. Da das Störsignal direkt auf den Schirm
einfällt, darf dieser kein Tonsignal transportieren. So ist der äußere Schirm am besten nur
auf einer Seite des Cinch-Kabels mit der Masse zu verbinden (Antennenwirkung). Den
Transport der Töne übernehmen ausschließlich die beiden Innenleiter. (Diese Verschaltung
gilt nur für selbst gefertigte Kabel, bei vorkonfektionierten Kabeln bleibt alles, wie es ist.
Weiterhin sorgen die verdrillten Innenleitungen dafür, dass sich eventuell einfallende
Störungen gegenseitig auslöschen. Weiterhin sind große Pegel auf dem Cinch-Kabel von
Vorteil, da sich so direkt das Signal-Geräusch-Verhältnis erhöht, üblich sind dafür schon
Ausgangsspannungen vom Autoradio von 4...5V anstatt z.B. 100mV (+30dB!), die Endstufe
muss damit aber umgehen können.
Neben den Standard-Stereo-Kabeln, gibt es auch Modelle, die 4 oder 6 Kanäle per Cinch
verbinden können.
Weiterhin hilft auch ab und zu eine zusätzliche Endstörung der Zündanlage also
abgeschirmte Zündstecker und Leitungen.
Was sonst immer hilft: Symmetrische Verkabelung mit getrennter Masse. Warum man die
symmetrische Verkabelung (im PA- und Studio-Bereich Standard) nicht generell im Auto
benutzt, ist mir schleierhaft. Weiterhin wäre auch die Übermittlung per (potentialfreien)
Lichtwellenleiter eine ideale Möglichkeit, Störungen so zu verhindern. Allerdings arbeiten
LWL nur bei digitalem Signal quasi ideal. Hilft das alles nicht, muss man zwei
(soundtechnisch nicht ideale) Trenntrafos oder ein Optokoppler-basierendes Trennsystem
einsetzen.
Auch kleine Modifikationen der Endstufe selbst halfen mir schon. Eine Reduzierung des
Eingangswiderstandes schwächten die Störungen bei einem Einbau mit einer älteren
Endstufe wirklich stark ab.
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7. Installation in der Praxis
Alle oben erwähnten Tatsachen sind Theorie, sie ist zwar nötig, aber einige Hindernisse
erschweren oft die Umsetzung. Die Theorie sollte man nutzen, um die gesamte Anlage (auch
in Schritten) zu planen, bevor man wild drauflos baut.
Radioinstallation: Viele Fahrzeuge haben heute ISO-Buchsen vorgesehen, gibt es sie nicht,
sind Adapter vom Fahrzeug-spezifischen auf ISO (2 Stecker mit je 8 Pins) nötig. Neue
Radios haben entweder ISO on board oder es gibt einen Adapter auf ISO dazu. So kann alles
problemlos verkabelt werden. Auf die korrekte Verbindung von Schalt- und Dauerplus ist
bei einigen Fahrzeugtypen (VW / Audi) zu achten. Wer zusätzliche Lautsprecherkabel
verwenden will, kann diese Adapter dann auftrennen und über Lüsterklemmen verbinden.
Oder noch besser, komplett neue Lautsprecherkabel verlegen. Um das Radio zu befestigen,
ist, von Werksradios einmal abgesehen, oft ein zusätzlicher Metallrahmen nötig, der das
Radio im Schacht hält. Es selbst wird nach dem Einschieben verriegelt und lässt sich (ohne
Kratzer zu verursachen) nur mit den Original-Einschubblechen oder -Bügeln wieder
entfernen, die bei jedem Radiohersteller anders aussehen. Anschlüsse für Remote-out (geht
zu Endstufen und automatischer Antenne) und Telephone-muting (low-aktiver Eingang
Open-collector) müssen oft abhängig vom System herausgeführt werden. Je nach Radiotyp
(z.B. Grundig) sind teilweise weitere Adapter nötig, um die Vorverstärkerausgänge nutzen
zu können. Hat jemand Probleme mit den runden DIN-Steckern bei älteren Radios oder
Endstufen? Die Belegungen der verschiedenen Hersteller sind auf meiner Adapter-Seite im
web.
Bei den Frontlautsprechern empfiehlt sich die Türmontage. Je nach Typ muss hier
individuell nach einer sinnvollen Lösung gesucht werden. Hier ist unbedingt vorher schon
auf die Einbautiefe zu achten. Passen die gewünschten Lautsprecher nicht hinein und will
man nicht selbst bauen, sind z.B. Doorboards für die meisten gängigen Fahrzeuge von
speziellen Herstellern zu beziehen, z.B. Cartron, Jehnert, MB und Unitec. Im allgemeinen
wird dazu einfach die Seitenverkleidung der Tür abgenommen.
Vorsicht bei neueren Wagen mit Seiten-Airbags, diese sind absolut tabu!
Wurden eventuelle Stecker z.B. in der Tür aufgetrennt, ist währenddessen auf keinen Fall
der Schlüssel ins Zündschloss zu stecken. Teilweise ist die beste Lösung, die Batterie
komplett abzutrennen, da sonst einige Steuergeräte an diversen Bussen Fehlermeldungen
anzeigen könnten. Die Fehlerspeicher müssten erst in Fachwerkstätten gelöscht werden.
Für Hecklautsprecher sind bei Limousinen oft schon passende Löcher im Blech ausgestanzt.
Hier sind oft nur die Löcher für die Speaker in die Ablage zu schneiden. Bei Fließheck- und
Kombi-Modellen müssen die gesamten Lautsprecher in der Ablage befestigt werden. Sind
Lautsprecher für hinten noch nicht vorgesehen und soll keine externe Endstufe benutzt
werden, müssen auch noch Lautsprecherkabel nach hinten gelegt werden.
Kabelinstallation: Da manche Leute starke Hemmungen haben, das Auto zu „zerlegen“,
folgen hier einige Tipps. Die Kabel passen bei den meisten Fahrzeugen am besten unter der
Tür hindurch. Manchmal ist auch der Mitteltunnel eine gute Möglichkeit. Dazu muss man
natürlich die Verkleidung (Teppich, Befestigung) lösen. So lassen sich auch mehrere dicke
Kabel unsichtbar verstauen. Als Standard gilt bei den Stromkabeln: Rot ist Plus, Blau (oder
Schwarz) ist Minus b.z.w. Masse. Die Stromversorgungskabel sollten generell auf der
anderen Fahrzeugseite liegen als die Signalkabel (Cinch, Lautsprecher). Hier ist auch der
kürzeste Weg von der Batterie zur Endstufe zu suchen. Je nach Fahrzeug kann die Batterie
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auch vorteilhaft im Kofferraum untergebracht sein. Meist ist sie jedoch vorn. Neuere
Fahrzeuge haben oft Schutzmechanismen, um bei einem Unfall die Bordelektrik von der
Batterie zu trennen. Die Versorgungsleitungen sind immer dahinter anzuschließen!
Weiterhin ist auf gute Isolation dort zu achten.
Die Verbindung zwischen Motorraum und Fahrgastzelle geschieht in der Regel durch ein
dafür vorgesehenes Loch, das mit einer Gummiabdichtung versehen ist. Dadurch verlaufen
auch Originalkabel, bei vielen Autos ist dazu eine Verkleidung am Kotflügel zu entfernen,
so dass man an sie herankommt. Zur Sicherheit kann man ja in der Fachwerkstatt
nachfragen. Die Bleche sollten nur im absoluten Notfall bei alten Autos durchbohrt werden.
Danach ist das Metall gegen Rost zu schützen und eine Gummidichtung zu verwenden,
damit das Kabel nicht durchscheuert und es keine „luftige“ Verbindung zum Motor gibt.
Auch sonst sind die Kabel zu befestigen, damit sie sich möglichst wenig bewegen, also
Zugentlastungen vorsehen.
Das Kontaktieren an den Kabelenden erfolgt durch Crimpen mit Kabelschuhen und Hülsen,
die für den jeweiligen Kabelquerschnitt vorgesehen sind. Lötverbindungen an Leitungen
sind aber tabu. Denn das härtet das Kabel und bei Vibrationen sind Brüche möglich. Auch
verliert Zinn bei höheren Temperaturen deutlich an Festigkeit.
Werden Stromverteiler oder ähnliches verwendet, müssen diese zusätzliche Sicherungen
enthalten, wenn sich der Kabelquerschnitt (z.B. 1x25qmm rein, 4x10qmm raus) auf kleinere
Werte verringert, als vorne bei der Hauptsicherung hinter der Batterie abgesichert wurde.
Sonst könnte diese Sicherung an der Fahrzeugbatterie nicht zeitig genug ansprechen.
Wo man die Endstufe verbaut, ist sicher Geschmackssache, üblich ist dazu der Kofferraum.
Typisch ist das Anschrauben an die Rücksitzbank. Auch unter der Heckablage, auf dem
Boden des Kofferaums oder direkt an das Subwoofergehäuse geschraubt sind weitere
Möglichkeiten. Als den größten Vorteil sehe ich dabei den erhöhten Diebstahlschutz. Auch
attraktive Show-Einbauten z.B. im Fußraum des Beifahrers sind möglich. Geschützt werden
die Endstufen optisch ansprechend mit Plexiglasabdeckungen. Zur Installation eignet sich
z.B. Sperrholz oder eine Spanplatte, womit sich Endstufen isoliert befestigen lassen.
Vorsicht mit Schrauben im Kofferraum-Boden, schon so mancher traf dabei seinen Tank!
Auf der befreundeten Seite www.e30.de sind viele Beispiele für Einbauten (vor allem bei
BMWs) zu sehen.
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8. Erweiterungen
Auf weitere Erweiterungen, wie Freisprecheinrichtungen für das Handy, Alarmanlage zum
Schutz des Autos und der HiFi-Anlage und Navigationssystemen gehe ich hier momentan
nur am Rande ein.
8.1. Navigationssysteme
In neuen Autos ab Oberklasse sind Navigationssysteme heutzutage oft schon serienmäßig
integriert.
Navigationssysteme nutzen vor allem das GPS-Signal zur Standortbestimmung. Das Global
Positioning System besteht aus 9 Satelliten, die einen Zeitcode senden, so dass aus den
Signalen (verschiedene Laufzeiten) die Position errechnet werden kann. Dazu muss die
Antenne „Blick“ auf mindestens 4 Satelliten haben. Das GPS wurde für das US-Militär
entwickelt, das hat auch die Kontrolle darüber. Als Alternative soll ab 2005 das europäische
System „Galileo“ dienen, das für die zivile Nutzung gedacht ist. Es zudem noch genauer.
Es gibt auch portable Geräte, Palm-Top-, Handy- und Notebook-Systeme zum Nachrüsten.
Diese haben jedoch trotz des günstigen Preises einen wesentlichen Nachteil. Fehlt die Sicht
auf die Satelliten, ist es aus mit der Navigation. So verpasst man sicher die Abfahrt auf der
Autobahn, wenn sie sich in einem Tunnel befindet.
Die besseren, fest eingebauten Systeme verlassen sich deshalb nicht nur auf GPS, sie nutzen
zusätzlich das Geschwindigkeitssignal und evtl. weitere Sensoren, die die
Satellitennavigation unterstützen. Auch einfach Infos, wie „Rückwärtsgang ein“ sind
manchmal nötig. Das Geschwindigkeitssignal ist bei vielen Fahrzeugen am ISO-Stecker
(Radio) abgreifbar. Wenn nicht, wird es schwierig, dann muss man in der Fachwerkstatt
nachfragen, wo man am Cockpit-System rann muss.
Es gibt auch viele verschiedene Systeme zum Nachrüsten. Während es früher ausschließlich
Geräte gab, die ihre Kartendaten auf einer CD hatten, sind bei modernen Geräten DVDs im
Einsatz, die das 6-12-fache an Speicherplatz bieten. Damit sind größere Flächen (nicht nur
ein Land, sondern Komplett-Europa) und genauere Abdeckung (z.B. mit
Straßennummer)möglich.
Zusätzlich zur einfachen Routenberechnung kann mit dem TMC-System (Traffic Message
Channel) auch auf Staus und zähen Verkehr reagiert werden.
8.2. DVD- und Videosysteme
Dank der neuen DVD-Technik und TFT-Bildschirmen hält das Video auch stärker ins Audio
Einzug. So gibt es heute auch komplette Dolby-Digital-Dekoder fürs Auto. Einige Head-Units
haben statt eines CD einen DVD-Schacht und einen ausklappbaren Flachbildschirm.
Im Stau ist das sicher eine gute Abwechslung.
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5.4 Endstufentypen
Endstufen sorgen dafür, das die entsprechende Wechselspannung (Töne) mit hoher
Spannung (10...60 V) zur Verfügung stehen, auch wenn eine Last von nur wenigen Ohm
daran hängt und so große Ströme fließen. Gesteuert werden diese über Transistoren.
Während früher hauptsächlich bipolare Typen zum Einsatz kamen, werden nun immer mehr
Feldeffekt-Typen eingesetzt. Diese besitzen zahlreiche Vorteile, aber auch Nachteile. Da
Transistoren keine ideale, lineare Kennlinie haben, hängt die Wiedergabequalität auch von
der Dimensionierung ab. Die Class (Klasse) gibt an, in welchem Arbeitspunkt man die
Endtransistoren betreibt, jeder hat Vor- und Nachteile.
· Class-A-Endstufen liegen genau in der Mitte der Betriebsspannung, was eine
hervorragende Linearität, aber eben einen sehr schlechten Wirkungsgrad (unter 6%)
bedeutet. Große Leistungen (> 100 W) sind damit praktisch nicht erreichbar, da sich die
dabei entstehende Wärme nicht mehr über Kühlkörper abführen lässt. Die
Stromaufnahme hängt hier nicht von der Aussteuerung ab, es fließt immer der gleiche
Strom durch die Endtöpfe.
· Class-B lassen sich sehr hoch aussteuern und haben einen hohen (bis 78,5 %)
Wirkungsgrad, jedoch gibt es starke Nichtlinearitäten bei Nulldurchgängen und
Kleinsignalen. Das ergibt einen hohen Klirrfaktor.
· Der übliche Kompromiss sind sogenannte AB-Endstufen, deren Arbeitspunkt schwebend
dazwischenliegt und diese Verzerrungen reduziert. Eine AB-Endstufe hat bei etwas 2/3
der Vollaussteuerung die maximale Leistungsaufnahme. Der maximale Wirkunsgrad
liegt wie bei den Class-B ebenfalls bei 78,5 %.
· Class-C (noch höherer Arb.-Punkt) werden üblicherweise nur im HF-Bereich eingesetzt.
· Class-D erlaubt eine quasi digitale (entweder voll auf oder voll zu) Ansteuerung, das
heißt, die Signale werden moduliert und anschließend geglättet, also am Ende die hohe
Schaltfrequenz (HF) herausgefiltert. Leider besitzen diese Endstufen dadurch eine
schlechte Klangqualität. Class-D werden deshalb selten und nur bei großen
Ausgangsleistungen für den Bass verwendet. Möglich sind so Wirkungsgrade von
teilweise über 90 %. Ein Nachteil ist jedoch der nachgeschaltete passive 20 kHz-Tiefpass.
Das LC-Filter erhöht den Innenwiderstand.
· Neuere sogenannte Class-T-Endstufen (T steht für den Hersteller Tripath) haben
ebenfalls den hohen Wirkungsgrad einer Class-D, bieten jedoch durch zusätzliche
digitale Regelung und DSP-Überrechnung eine wesentlich bessere Klangqualität, die
fast auf A/B-Niveau liegt. Im Car-HiFi-Bereich werden solche mit Tripath-Chips
gesteuerten Amps im allgemeinen als Class X bezeichnet.
Neben Ausgangsleistung und Frequenzgang gibt es den Dämpfungsfaktor als
Qualitätsmerkmal. Steuert eine Endstufe eine Last, gibt es durch das Steuerglied, die
Endtransistoren und weitere Widerstände unweigerlich Verluste. Das begrenzt den Strom
und behindert so die schnelle Reaktion des Ausgangs auf ein Eingangssignal. Werden diese
Verlustwiderstände größer, fällt es der Endstufe immer schwerer, den Lautsprecher zu
kontrollieren, die Einbaugüte Qtc des Lautsprechers steigt, die Präzision und die
Impulsivität verschlechtern sich. Der Dämpfungsfaktor gibt das Verhältnis zwischen
Innenwiderstand der Endstufe und externer Last an. Ein Dämpfungsfaktor von 400 bei
einem 4 Ohm-Lautsprecher entsprechen somit einem Innenwiderstand Ri=10m =0,01 .
Um den Innenwiderstand zu senken, bleiben nur bessere MOSFETs als Ausgangstreiber zu
verwenden und viele von ihnen parallel zu schalten. Ein hoher Dämpfungsfaktor ist so ein
Indiz für guten Klang, aber die Angabe allein reicht zur Qualitätsbewertung leider nicht aus.
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5.5 Impedanz
Auf die Impedanz der angeschlossenen Lautsprecher muss geachtet werden, da sie nicht
unter die fallen darf, die als Minimum vom Verstärker gefordert wird. Im Car-HiFi-Bereich
sind externe Endstufen meist 2- -stabil, also können alle Lautsprecher mit 2 oder mehr
angeschlossen werden. Beim Home-HiFi gilt allgemein 4 als Minimum. Bei kleineren
Werten wird es kritisch, wenn mehr als Teil-Last „gefahren“ wird, also bei größeren
Lautstärken. Dadurch wird der Strom durch die Endstufentransistoren zu groß, so dass die
dabei schnell zerstört werden können, wenn keine Schutzschaltungen gegen Überstrom und
Übertemperatur vorhanden sind.
Größere Impedanzen schaden nicht, im Gegenteil, die Endstufe wird nicht so stark belastet,
was Spannungsschwankungen des Netzteils geringer hält. Je größer jedoch dieser
Scheinwiderstand, desto kleiner wird aber die abgegebene Leistung! Hat ein Verstärker eine
Sinusleistung von 100 W an 4 , könnte er theoretisch nur noch die Hälfte an einen 8 -Lautsprecher
abgeben, praktisch liegt die Ausgangsleistung durch das entlastete Netzteil und
kleinere Verluste meist bei etwa 60...70 W. Auch 4 und 1- -stabile Endstufen existieren,
also auf die Kennzeichnung achten! Besonders Autoradio-Endstufen sind im allgemeinen
nur 4- -stabil.
Eine Besonderheit gibt es beim Brücken von Endstufen zu beachten: Dieses „In-Reihe-Schalten“
der Endstufenausgänge ermöglicht das Verdoppeln der Ausgangsspannung, was
bei gleicher Lautsprecherimpedanz eine Leistungs-Vervierfachung bewirkt. Dadurch
verdoppelt sich jedoch der Strom! Da durch den höheren Strom auch die Verluste steigen,
erhöht sich durch die Leistung meist aber immer noch auf 200 ... 300 %.
In der Praxis heißt das, dass auch an eine gebrückte 2- -stabile Stereo-Endstufe nur
ein Lautsprecher mit mind. 4 angeschlossen werden darf, da sonst der Strom zu
groß wird. Das ist auch bei Trimode-Betrieb zu beachten, wenn jeweils zwei 4 -Systeme
und ein Subwoofer an einer Stereo-Endstufe betrieben werden sollen.
Weiteres Brücken, also in-Reihe-Schalten weiterer Endstufenkanäle, z.B. bei einer 1 -stabilen
4-Kanal-Endstufe, funktioniert in der Regel (99,9 % aller Endstufen) nicht! Grund
dafür sind die gleichen Potentiale der Stromversorgung beim Netzteil. Denn auch 4, 5 oder
6-Kanal-Endstufen verfügen im allgemeinen nur über 2 „Netzteile“.
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6. Störungen
Davon bleiben viele im Car-HiFi-Bereich leider nicht verschont: Brummen, Rauschen,
Knacksen, Surren, das alles ist möglich, aber unerwünscht! Am häufigsten ist dabei das
drehzahlabhängige Surren bei leisen Lautstärken.
Leider haben Störungen mehrere Ursachen. Es entsteht durch die Zündanlage des Motors,
durch eine unsaubere Spannungsversorgung der Lichtmaschine. Aber auch alle anderen
Verbraucher und elektrischen Teile können Störungen verursachen. Über mehrere Wege
kann es sich ins Tonsignal einschleichen.
Ursachen:
1. Aufgrund der Differenzspannungen in der Fahrzeugmasse gibt es Probleme mit
Masseschleifen (90 % aller Fälle)
2. Einstreuung der Fahrzeugmasse auf das Cinch-Kabel durch kapazitive und
induktive Kopplung
3. Störungen direkt über die Stromversorgung
4. Elektromagnetische Leitungs- und Strahlungskopplung.
Hier kann man (wie überall bei der Störungsbeseitigung im Auto) oft nur probieren.
Man erkennt Ursache Nr. 3 leicht daran, dass die Endstufe auch ohne Cinch-Anschluss die
Störungen bei laufenden Motor von sich gibt. Zur Beseitigung hilft dann meist nur ein Filter
mit Unterstützung weiterer Elkos in der Stromversorgung oder einfach eine andere Endstufe,
die mit dem schlechten Bordnetz besser umgehen kann.
Für die erste Ursache gilt: EINE gemeinsame Masse, das bedeutet meist zwei
Stromversorgungskabel für Plus und Minus getrennt von der Batterie zum Verstärker legen.
Dann ist die Endstufe isoliert von der Fahrzeugmasse zu befestigen. Werden beide
Leitungen noch verdrillt, reduzieren sich Einstreuungen z.B. von der Fahrzeugmasse und
Spannungsschwankungen (bessere Kapazitäts- und Induktivitätswerte) nochmals.
Im NF-Bereich wählt man immer einen zentralen Massepunkt, von dem aus sternförmig alle
Geräte angeschlossen werden. Hier gibt es viel Spielraum zum Probieren! Das allein reicht
manchmal nicht, denn das Radio, was über die Endstufe(n) mit den Cinch-Kabeln
verbunden ist, hängt direkt irgendwo anders an der Fahrzeugmasse. Also wäre auch das
Autoradio idealerweise isoliert zu befestigen und die Masse nicht an den dafür vorgesehenen
Anschluss aus dem Kabelbaum anzuschließen, sondern über ein querschnittstarkes Kabel
mit dem gleichen Massepunkt der Endstufen oder Batterie selbst zu verbinden. Eine kleine
Hilfe ist z.B. auch, dass man die Autoradioendstufen nicht benutzt und wenn möglich
abschaltet, wenn man eine große Endstufe über die Cinch-Leitung daran hängen hat.
Optimal ist immer eine minimale Spannungsdifferenz zwischen Endstufe und Radio.
Das mit der Masse muss probiert werden, manchmal reduziert auch eine gute Masse-Verbindung
von Kabeln und Karosserie die Störungen. Dann waren die Kabel sicher nicht
dick genug.
Gute Endstufen haben an den Cinch-Eingängen kein Massepotential, so wird das Surren
ebenfalls reduziert.
Ein Problem mit der Fahrzeugmasse bei neueren Autos sind auch die geklebten oder
punktgeschweißten Karosserieteile, die nun mal keine guten elektrischen Verbindungen
ermöglichen. Auch hat Eisen/Stahl einen etwa sieben mal höheren spezifischen Widerstand
gegenüber Kupfer. Und so dick sind die Blechstärken nicht.
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Um die Einstreuungen, die auf das Cinch-Kabel „einfallen“, wirksam zu reduzieren, hilft nur
das richtige Cinch-Kabel. Am besten sind hier die Versionen mit 2 verdrillten Innenleitern
(kein Koaxial-Aufbau) und mehrfacher Abschirmung. Oft steht der engl. Begriff double-shielded
twisted-pair cable auf der Packung. Da das Störsignal direkt auf den Schirm
einfällt, darf dieser kein Tonsignal transportieren. So ist der äußere Schirm am besten nur
auf einer Seite des Cinch-Kabels mit der Masse zu verbinden (Antennenwirkung). Den
Transport der Töne übernehmen ausschließlich die beiden Innenleiter. (Diese Verschaltung
gilt nur für selbst gefertigte Kabel, bei vorkonfektionierten Kabeln bleibt alles, wie es ist.
Weiterhin sorgen die verdrillten Innenleitungen dafür, dass sich eventuell einfallende
Störungen gegenseitig auslöschen. Weiterhin sind große Pegel auf dem Cinch-Kabel von
Vorteil, da sich so direkt das Signal-Geräusch-Verhältnis erhöht, üblich sind dafür schon
Ausgangsspannungen vom Autoradio von 4...5V anstatt z.B. 100mV (+30dB!), die Endstufe
muss damit aber umgehen können.
Neben den Standard-Stereo-Kabeln, gibt es auch Modelle, die 4 oder 6 Kanäle per Cinch
verbinden können.
Weiterhin hilft auch ab und zu eine zusätzliche Endstörung der Zündanlage also
abgeschirmte Zündstecker und Leitungen.
Was sonst immer hilft: Symmetrische Verkabelung mit getrennter Masse. Warum man die
symmetrische Verkabelung (im PA- und Studio-Bereich Standard) nicht generell im Auto
benutzt, ist mir schleierhaft. Weiterhin wäre auch die Übermittlung per (potentialfreien)
Lichtwellenleiter eine ideale Möglichkeit, Störungen so zu verhindern. Allerdings arbeiten
LWL nur bei digitalem Signal quasi ideal. Hilft das alles nicht, muss man zwei
(soundtechnisch nicht ideale) Trenntrafos oder ein Optokoppler-basierendes Trennsystem
einsetzen.
Auch kleine Modifikationen der Endstufe selbst halfen mir schon. Eine Reduzierung des
Eingangswiderstandes schwächten die Störungen bei einem Einbau mit einer älteren
Endstufe wirklich stark ab.
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7. Installation in der Praxis
Alle oben erwähnten Tatsachen sind Theorie, sie ist zwar nötig, aber einige Hindernisse
erschweren oft die Umsetzung. Die Theorie sollte man nutzen, um die gesamte Anlage (auch
in Schritten) zu planen, bevor man wild drauflos baut.
Radioinstallation: Viele Fahrzeuge haben heute ISO-Buchsen vorgesehen, gibt es sie nicht,
sind Adapter vom Fahrzeug-spezifischen auf ISO (2 Stecker mit je 8 Pins) nötig. Neue
Radios haben entweder ISO on board oder es gibt einen Adapter auf ISO dazu. So kann alles
problemlos verkabelt werden. Auf die korrekte Verbindung von Schalt- und Dauerplus ist
bei einigen Fahrzeugtypen (VW / Audi) zu achten. Wer zusätzliche Lautsprecherkabel
verwenden will, kann diese Adapter dann auftrennen und über Lüsterklemmen verbinden.
Oder noch besser, komplett neue Lautsprecherkabel verlegen. Um das Radio zu befestigen,
ist, von Werksradios einmal abgesehen, oft ein zusätzlicher Metallrahmen nötig, der das
Radio im Schacht hält. Es selbst wird nach dem Einschieben verriegelt und lässt sich (ohne
Kratzer zu verursachen) nur mit den Original-Einschubblechen oder -Bügeln wieder
entfernen, die bei jedem Radiohersteller anders aussehen. Anschlüsse für Remote-out (geht
zu Endstufen und automatischer Antenne) und Telephone-muting (low-aktiver Eingang
Open-collector) müssen oft abhängig vom System herausgeführt werden. Je nach Radiotyp
(z.B. Grundig) sind teilweise weitere Adapter nötig, um die Vorverstärkerausgänge nutzen
zu können. Hat jemand Probleme mit den runden DIN-Steckern bei älteren Radios oder
Endstufen? Die Belegungen der verschiedenen Hersteller sind auf meiner Adapter-Seite im
web.
Bei den Frontlautsprechern empfiehlt sich die Türmontage. Je nach Typ muss hier
individuell nach einer sinnvollen Lösung gesucht werden. Hier ist unbedingt vorher schon
auf die Einbautiefe zu achten. Passen die gewünschten Lautsprecher nicht hinein und will
man nicht selbst bauen, sind z.B. Doorboards für die meisten gängigen Fahrzeuge von
speziellen Herstellern zu beziehen, z.B. Cartron, Jehnert, MB und Unitec. Im allgemeinen
wird dazu einfach die Seitenverkleidung der Tür abgenommen.
Vorsicht bei neueren Wagen mit Seiten-Airbags, diese sind absolut tabu!
Wurden eventuelle Stecker z.B. in der Tür aufgetrennt, ist währenddessen auf keinen Fall
der Schlüssel ins Zündschloss zu stecken. Teilweise ist die beste Lösung, die Batterie
komplett abzutrennen, da sonst einige Steuergeräte an diversen Bussen Fehlermeldungen
anzeigen könnten. Die Fehlerspeicher müssten erst in Fachwerkstätten gelöscht werden.
Für Hecklautsprecher sind bei Limousinen oft schon passende Löcher im Blech ausgestanzt.
Hier sind oft nur die Löcher für die Speaker in die Ablage zu schneiden. Bei Fließheck- und
Kombi-Modellen müssen die gesamten Lautsprecher in der Ablage befestigt werden. Sind
Lautsprecher für hinten noch nicht vorgesehen und soll keine externe Endstufe benutzt
werden, müssen auch noch Lautsprecherkabel nach hinten gelegt werden.
Kabelinstallation: Da manche Leute starke Hemmungen haben, das Auto zu „zerlegen“,
folgen hier einige Tipps. Die Kabel passen bei den meisten Fahrzeugen am besten unter der
Tür hindurch. Manchmal ist auch der Mitteltunnel eine gute Möglichkeit. Dazu muss man
natürlich die Verkleidung (Teppich, Befestigung) lösen. So lassen sich auch mehrere dicke
Kabel unsichtbar verstauen. Als Standard gilt bei den Stromkabeln: Rot ist Plus, Blau (oder
Schwarz) ist Minus b.z.w. Masse. Die Stromversorgungskabel sollten generell auf der
anderen Fahrzeugseite liegen als die Signalkabel (Cinch, Lautsprecher). Hier ist auch der
kürzeste Weg von der Batterie zur Endstufe zu suchen. Je nach Fahrzeug kann die Batterie
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auch vorteilhaft im Kofferraum untergebracht sein. Meist ist sie jedoch vorn. Neuere
Fahrzeuge haben oft Schutzmechanismen, um bei einem Unfall die Bordelektrik von der
Batterie zu trennen. Die Versorgungsleitungen sind immer dahinter anzuschließen!
Weiterhin ist auf gute Isolation dort zu achten.
Die Verbindung zwischen Motorraum und Fahrgastzelle geschieht in der Regel durch ein
dafür vorgesehenes Loch, das mit einer Gummiabdichtung versehen ist. Dadurch verlaufen
auch Originalkabel, bei vielen Autos ist dazu eine Verkleidung am Kotflügel zu entfernen,
so dass man an sie herankommt. Zur Sicherheit kann man ja in der Fachwerkstatt
nachfragen. Die Bleche sollten nur im absoluten Notfall bei alten Autos durchbohrt werden.
Danach ist das Metall gegen Rost zu schützen und eine Gummidichtung zu verwenden,
damit das Kabel nicht durchscheuert und es keine „luftige“ Verbindung zum Motor gibt.
Auch sonst sind die Kabel zu befestigen, damit sie sich möglichst wenig bewegen, also
Zugentlastungen vorsehen.
Das Kontaktieren an den Kabelenden erfolgt durch Crimpen mit Kabelschuhen und Hülsen,
die für den jeweiligen Kabelquerschnitt vorgesehen sind. Lötverbindungen an Leitungen
sind aber tabu. Denn das härtet das Kabel und bei Vibrationen sind Brüche möglich. Auch
verliert Zinn bei höheren Temperaturen deutlich an Festigkeit.
Werden Stromverteiler oder ähnliches verwendet, müssen diese zusätzliche Sicherungen
enthalten, wenn sich der Kabelquerschnitt (z.B. 1x25qmm rein, 4x10qmm raus) auf kleinere
Werte verringert, als vorne bei der Hauptsicherung hinter der Batterie abgesichert wurde.
Sonst könnte diese Sicherung an der Fahrzeugbatterie nicht zeitig genug ansprechen.
Wo man die Endstufe verbaut, ist sicher Geschmackssache, üblich ist dazu der Kofferraum.
Typisch ist das Anschrauben an die Rücksitzbank. Auch unter der Heckablage, auf dem
Boden des Kofferaums oder direkt an das Subwoofergehäuse geschraubt sind weitere
Möglichkeiten. Als den größten Vorteil sehe ich dabei den erhöhten Diebstahlschutz. Auch
attraktive Show-Einbauten z.B. im Fußraum des Beifahrers sind möglich. Geschützt werden
die Endstufen optisch ansprechend mit Plexiglasabdeckungen. Zur Installation eignet sich
z.B. Sperrholz oder eine Spanplatte, womit sich Endstufen isoliert befestigen lassen.
Vorsicht mit Schrauben im Kofferraum-Boden, schon so mancher traf dabei seinen Tank!
Auf der befreundeten Seite www.e30.de sind viele Beispiele für Einbauten (vor allem bei
BMWs) zu sehen.
www.selfmadehifi.de Car-HiFi-Installations-Guide (deutsch) Rev. 1.3 (05.04.03)
Dipl. Ing. K. Föllner (selfmadehifi@gmx.de) Seite 28 von 36
8. Erweiterungen
Auf weitere Erweiterungen, wie Freisprecheinrichtungen für das Handy, Alarmanlage zum
Schutz des Autos und der HiFi-Anlage und Navigationssystemen gehe ich hier momentan
nur am Rande ein.
8.1. Navigationssysteme
In neuen Autos ab Oberklasse sind Navigationssysteme heutzutage oft schon serienmäßig
integriert.
Navigationssysteme nutzen vor allem das GPS-Signal zur Standortbestimmung. Das Global
Positioning System besteht aus 9 Satelliten, die einen Zeitcode senden, so dass aus den
Signalen (verschiedene Laufzeiten) die Position errechnet werden kann. Dazu muss die
Antenne „Blick“ auf mindestens 4 Satelliten haben. Das GPS wurde für das US-Militär
entwickelt, das hat auch die Kontrolle darüber. Als Alternative soll ab 2005 das europäische
System „Galileo“ dienen, das für die zivile Nutzung gedacht ist. Es zudem noch genauer.
Es gibt auch portable Geräte, Palm-Top-, Handy- und Notebook-Systeme zum Nachrüsten.
Diese haben jedoch trotz des günstigen Preises einen wesentlichen Nachteil. Fehlt die Sicht
auf die Satelliten, ist es aus mit der Navigation. So verpasst man sicher die Abfahrt auf der
Autobahn, wenn sie sich in einem Tunnel befindet.
Die besseren, fest eingebauten Systeme verlassen sich deshalb nicht nur auf GPS, sie nutzen
zusätzlich das Geschwindigkeitssignal und evtl. weitere Sensoren, die die
Satellitennavigation unterstützen. Auch einfach Infos, wie „Rückwärtsgang ein“ sind
manchmal nötig. Das Geschwindigkeitssignal ist bei vielen Fahrzeugen am ISO-Stecker
(Radio) abgreifbar. Wenn nicht, wird es schwierig, dann muss man in der Fachwerkstatt
nachfragen, wo man am Cockpit-System rann muss.
Es gibt auch viele verschiedene Systeme zum Nachrüsten. Während es früher ausschließlich
Geräte gab, die ihre Kartendaten auf einer CD hatten, sind bei modernen Geräten DVDs im
Einsatz, die das 6-12-fache an Speicherplatz bieten. Damit sind größere Flächen (nicht nur
ein Land, sondern Komplett-Europa) und genauere Abdeckung (z.B. mit
Straßennummer)möglich.
Zusätzlich zur einfachen Routenberechnung kann mit dem TMC-System (Traffic Message
Channel) auch auf Staus und zähen Verkehr reagiert werden.
8.2. DVD- und Videosysteme
Dank der neuen DVD-Technik und TFT-Bildschirmen hält das Video auch stärker ins Audio
Einzug. So gibt es heute auch komplette Dolby-Digital-Dekoder fürs Auto. Einige Head-Units
haben statt eines CD einen DVD-Schacht und einen ausklappbaren Flachbildschirm.
Im Stau ist das sicher eine gute Abwechslung.
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9. Glossar und Begriffdefinitionen
AC Alternating Current, engl. Wechselstrom, wird so auch verwendet für
die Wechselspannung
Aktivsubwoofer Gehäuse-Subwoofer mit eingebauter Endstufe
Aktivweiche Eine A. ist eine Frequenzweiche, die aktiv arbeitet und im Gegensatz
zur Passivweiche vor die Verstärker und Endstufen geschalten wird.
Das hat Vorteile beim Klang und Einstellmöglichkeiten, man braucht
jedoch viele Endstufen. Auch ist das Verhalten der Weiche
unabhängig von der komplexen Lautsprecher-Last. Vor Subwoofern
sind sie unbedingt notwendig. Deshalb sind sie oft in moderne Auto-Endstufen
bereits integriert.
AM engl. Amplitude Modulation, meint den Langwellen (LW)-,
Mittelwellen (MW) oder Kurzwellenbereich (KW), in denen im
Gegensatz zu UKW amplitudenmoduliert übertragen wird.
Amp / Amplifier Englische Kurzform und Bezeichnung für Verstärker
Amplitude Gibt hier die Höhe der elektrischen Spannung eines
Wechselspannungssignals an. Sie ändert sich jedoch ständig, deshalb
gibt es einen Spitzenwert (Peak), und es ergibt sich ein Effektivwert
(RMS).
ARI „Autofahrer-Rundfunk-Information“ war vor RDS das System zur
Umschaltung (von Cassette) bei Verkehrsdurchsagen.
Ausgangsleistung Gibt an, welche Leistung maximal eine Endstufe besitzt. Man
unterscheidet Sinus-, Musik- und Impulsleistung. Siehe Punkt 5.1
Auto-Reverse „Automatische Umkehr“ ein Cassettenteil, das die Seite wechselt,
ohne die Cassette herausnehmen zu müssen.
Bandpass 1. Typ einer Frequenzweiche, der nach oben und unten den
Frequenzbereich einschränkt, er besteht prinzipiell aus
nacheinandergeschalteten Hoch- und Tiefpass.
2. Typ einer Boxenkonstruktion, die (daher der Name) durch die
Abstimmung oben und unten im Frequenzgang eingeschränkt wird.
Bass Frequenzbereich zwischen 70 und 120Hz, darunter Tiefbass, darüber
120 bis 150 ist der obere Bass. Darüber beginnt der Grundtonbereich.
Bordnetz Das Bordnetz im Auto ist auf 12V...14V ausgelegt, die ca. 12V gelten
für Betrieb mit der Batterie (Bleiakku) über 13V können mit der
Lichtmaschine bei laufendem Motor dann daraus werden.
Bridge engl. Brücke, b.z.w. Brückenverstärker
Brillianz Frequenzbereich zwischen 3 und 5 kHz unterhalb der Höhen
Brücken-(verstärker) Besonders im Car-HiFi-Bereich ist dieses Verfahren üblich, um
größere Leistungen aus Verstärkern zu erhalten. Hierbei werden zwei
Einzel-Endstufen in Reihe geschaltet, was die Ausgangsspannung
verdoppelt und so bei gleicher Last-Impedanz eine ca. 4x so große
Leistung freisetzt. Siehe Punkt 5.
Car-HiFi Steht für High-Fidelity (Hohe Wiedergabetreue) von Sound-Anlagen
in Autos. Erst durch externe Endstufen mit integrierten
Schalternetzteilen war dies möglich.
Casseiver Kunstwort aus engl. Cassette + Receiver, ein Autoradio mit Compact-Cassettenteil.
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CD-Changer Wechsler für mehrere Compact Disc werden meist als externe Box an
das Radio angeschlossen, die Steuerung ist im Radio, damit der
Wechsler die Steuerungsdaten versteht, müssen Radio und Wechsler
zusammenpassen und so (fast) immer von der gleichen Firma sein.
Cinch RCA-Stecker, benannt nach dem Hersteller, der sich als Standard für
Audio- und Video- Verbindungen etabliert hat. Wird sowohl als
Vorverstärkerausgang (Line-out) an Radios und Eingang an Endstufen
eingesetzt. Teilweise sind Adapter nötig, die von anderen Steckern am
Radio auf Cinch-Format anpassen.
Class Klasse für die Arbeitspunkt-Einstellung bei den Endtransistoren, Siehe
Punkt 5.4
Contained Box engl. für Geschlossenes Gehäuse, siehe unter Punkt 4.1.1
Crossover Englische Bezeichnung für eine Frequenzweiche
DAB Digital Audio Broadcasting steht für digitalen Rundfunk, übertragen
werden dabei die Hörprogramme digital, aber mit MPEG-2-Audio
komprimiert, also wird CD-Qualität nicht ganz erreicht..
Dämpfung Ist der Reziprokwert der Güte und gibt an wie stark ein schwingendes
System abgedämpft wird, also wie schnell die Amplitude nach der
Anregung kleiner wird.
Dämpfungsfaktor Gibt das Verhältnis zwischen Anschlussimpedanz und
Innenwiderstand einer Endstufe an. Siehe Punkt 5.4
dB Abk. für Dezibel
DC Direct Current, engl. Gleichstrom, auch Verwendung zur Bezeichnung
der Gleichspannung
Dekade Abstand einer Frequenz zum 10-fachen oder Zehntel der Frequenz
Dezibel Ist das 10-fache eines (dekadisch) logarithmierten
Leistungsverhältnisses, das bei Pegelrechnungen große Vorteile hat,
aus einer Multiplikation wird eine Addition. sind eine
Leistungsverzehnfachung, +20dB dagegen eine Verhundertfachung,
Negative Werte -10dB entsprechen ein Zehntel. Bei absoluten Pegeln
entsprechen 775mV 0dB. Siehe Punkt 5.1
DIN Deutsches Institut für Normung, das wie auch VDE, IEEE etc.
bestimmte Sachen festlegt, die dann als Norm allgemein gelten. Nur
so sind Messungen vergleichbar, und die Adapterflut hält sich etwas in
Grenzen.
Doorboard engl. für „Tür-Brett“, Damit wird die (meist) aus Holz und
Spachtelmasse bestehende Konstruktion bezeichnet, die an der
Innenseite der Fahrzeugtür befestigt wird, um z.B. größere oder mehr
Lautsprechersysteme (als ab Werk vorgesehen) gut und optisch
ansprechend unterzubringen.
DVD Die Digital Versatile Disk löst als Speichermedium die CD ab, vor
allem zur Speicherung von Daten (DVD-ROM) z.B. fürs
Navigationssystem oder für Videoanwendungen.
Elko Abk. für Elektrolytkondensator, Er speichert durch das Elektrolyt
zwischen den Metallfolien besonders große Ladungen. Sie werden u.a.
dazu benutzt, um an der Endstufe die Bordspannung zu stützen, er ist
in der Regel gepolt. Bipolare Typen finden fast ausschließlich in
Passivweichen für Lautsprecher Verwendung. Siehe Punkt 5.3
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Endstufe oder auch Endverstärker, Wird angesteuert vom Vorverstärker und
sorgt für die entsprechende Stromverstärkung, nur er erzeugt damit die
Leistung am Ausgang, damit bei hoher Spannung auch entsprechend
Strom zur Verfügung steht.
EON Enhanced Other Networks, diese “Erweiterten anderen Netzwerke”
sind Zusatzdienste oder –Informationen zu RDS, wie z.B.
Sendungstyp PTY (Programme TYpe), Verkehrsnachrichten TA
(Traffic Announcement), CT (Clock Time) das Zeitsignal einer
genauen Atomuhr u.s.w.
Filter das elektr. analoge Filter beeinflusst durch Kapazitäten
(Kondensatoren) und evtl. auch Induktivitäten Amplitude und Phase
und so sein Frequenzverhalten. Neben Typ (z.B. Hochpass) sind
Grenzfrequenz, Flankensteilheit und Güte die charakteristischsten
Eckdaten.
Flankensteilheit Gibt an, wie stark ein Filter über oder unterhalb der Grenzfrequenz
wirkt, Filter 1. Ordnung haben 6dB pro Oktave (=20dB pro Dekade),
Filter 2. Ordnung 12dB/Okt. u.s.w.
FM steht für Frequency Modulation und meint den UKW-Bereich, in dem
mit Frequenzmodulation gearbeitet wird.
Free-Air Mit „freier Luft“ arbeitet ein dafür vorgesehner Subwoofer, der das
große Volumen (mehrere hundert Liter) des Kofferraums wie ein
geschlossenes benutzt, um damit im Tieftonbereich Druck zu
erzeugen.
Frequenzgang F. ist der genaue Verlauf der Amplitude und der Phase eines Systems
über die Frequenz. Durch Kapazitäten fällt die Amplitude irgendwann
mit höher- und kleiner werdenden Frequenz ab und begrenzen so die
Bandbreite. Daraus ergeben sich obere und untere Grenzfrequenz.
Frequenzweiche Eine F. trennt einen Frequenzbereich in verschiedene auf, dazu
werden Filter benutzt. Eine Zweiwege-Weiche besteht aus einem
Hoch- und Tiefpass, mit zunehmenden Wegen, kommen dann weitere
Bandpässe hinzu.
Frontstaging engl. vordere Bühne, damit wird die Bühnendarstellung, für die das
Frontsystem zuständig ist, bezeichnet. Dabei muss eine exakte Ortung
der einzelnen Stimmen und Instrumente in der Stereobreite gegeben
sein.
fs Formelzeichen der Resonanzfrequenz (in Hertz Hz) eines
Lautsprechers im Freifeld, f. ist ein wichtiger TSP.
Full-Logic engl. Volle Logik, bezeichnet Cassetten-Laufwerke, die keine
Laufwerksfunktionen mit mechanischen (also auch Eject) Tasten
ausführen, alles wird über Servo-Motoren bewegt.
GPS Das Global Positioning System ist ein aus Satelliten bestehendes
System zur Navigation.
Grenzfrequenz Bezeichnet die Frequenz an einem Filter oder System, bei dem die
Amplitude um –3dB (70,7%) gegenüber der Referenz abgefallen ist.
Ground /GND engl. Masse, beschreibt das gemeinsame elektr. Potential, das als
Bezugspunkt genommen wird, im Auto ist das der Minus.
Grundton Frequenzbereich zwischen 150 und 450 Hz, über dem oberen Bass,
darüber beginnen die Mitten. Der Name wird abgeleitet von der
Grundfrequenz der menschlichen Sprache, die vor allem bei Frauen in
diesem Bereich liegt.
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Güte Reziproke der Dämpfung, Die Güte Q beschreibt das Impulsverhalten
von Filtern und schwingenden Systemen, wie Lautsprechern. Je
niedriger sie, desto besser das Impulsverhalten und geringer die
Überschwinger. Siehe alles unter Punkt 4
Head-unit engl. Kopf-Einheit bezeichnet das Autoradio als zentrale
Steuerungskomponente.
HiFi engl. Abk. steht für High Fidelity, hohe Wiedergabetreue
High-Power Hohe Leistung, damit werden z.B. die Radioendstufen bezeichnet die
gebrückt laufen, um größere Ausgangsleistungen zu erzeugen.
High-Power-Inputs Neben den Line-Eingängen verfügen einige (meist billige) Verstärker
über solche H., an denen die Lautsprecherausgänge des Radios direkt
angeschlossen werden können. Das ist vor allem für Radios ohne
Vorverstärkerausgänge sinnvoll, manchmal sind dadurch auch
Störungen (z.B. durch Motor) geringer, aber das Rauschen stärker.
Hochpass H. ist ein elektr. Filter, das hohe Frequenzen (hohe Töne) durchlässt,
aber tiefere Frequenzen zunehmend (vor allem unterhalb der
Grenzfrequenz) stärker dämpft.
Hochton Der Hochton-Bereich oder die Höhen sind der Frequenzbereich
zwischen 5 und 20 kHz.
Hochtöner H. ist ein Lautsprecher, der für die Wiedergabe hohe Frequenzen
(>1...6kHz) optimiert wurde, dadurch ist er meist kleiner. Er erzeugt
die hohen Töne in einem 2-, 3- (etc.) –Wege-System. Damit er nicht
zerstört wird, müssen von ihm mittels einer Frequenzweiche
(Hochpass) die tiefen Frequenzen ferngehalten werden.
Home-HiFi- Mit H. sind die üblichen HiFi-Anlagen zu Hause, die mit 220V laufen
und als Komponenten in der Wohnung stehen.
Impedanz I. bezeichnet den Wechselspannungswiderstand einer Last, z.B. eines
Lautsprechers. So wird auch der Nennscheinwiderstand des
Lautsprechers, bei 4 oder 8 Ohm festgelegt. Siehe Punkt 4. und 5.5
Input engl. Eingang
ISO International Standard Organisation, die z.B. Stecker normt
Isobarik steht für gleichbleibenden Druck, Siehe unter Push-pull
Klemme Im Kfz-Bereich wurden diese Klemmen genormt, um eindeutige
Bezeichnungen zu schaffen, z.B. Klemme 15 ist der Schaltplus,
Klemme 30 der Dauerplus, die auch am Radio anliegen.
Lautsprecher Neben vielen Sonderformen hat sich vor allem der dynamische L.
durchgesetzt, der mit Hilfe von Induktion einer Spule in einem
Magnetfeld aus elektr. Strom in Schalldruck umzuwandeln.
Line Mit Line werden die Vorverstärker-Ein- und Ausgänge bezeichnet die
über Cinch untereinander verbunden werden.
Masse Siehe Ground
Mitteltöner In 3-(oder mehr) Wegesystemen geben die M. die Mitten wieder, dazu
brauchen sie einen vorgeschalteten Bandpass-Filter. Auch gemischte
Lautsprecher wie Tiefmitteltöner in 4-Wegesystemen existieren.
Mitten Frequenzbereich zwischen 450 Hz und 2 kHz.
Oktave Abstand einer Frequenz zu doppelten oder halben Frequenz, Wird zur
Angabe der Flankensteilheit von Filtern benutzt.
Output engl. Ausgang
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Passivweiche Im Gegensatz zu Aktivweichen verfügen diese P. nur über passive
Bauteile wie Spulen, Kondensatoren und Widerstände, diese
Frequenzweichen werden hinter die Endstufe vor das
Lautsprechersystem geschaltet, vor allem bei 2-Wegesystemen bieten
sie den besten Kompromiss zwischen Preis und Klang. P. müssen
jedoch genau an die daran hängenden Einzellautsprecher angepasst
werden, je näher die Trennfrequenzen an den Resonanzfrequenzen der
Lautsprecher liegen, desto aufwendiger müssen sie werden.
Phase Während die Amplitude die Höhe der Auslenkung eines Signals
beschreibt, gibt die Phase (0...360°) an, welche Verschiebung das
Signal z.B. durch Filter erfährt. Das ist wichtig, da eine Addition von
Schalldrücken nur erfolgen kann, wenn auch die Phasen beider
Signale übereinstimmen, sonst kann es zur Auslöschung kommen.
Phon P. ist das Maß (lat. Ton) für die Lautstärke. Da das Gehör für
unterschiedliche Frequenzen verschieden sensibel ist, wird die
Lautstärke über Isophonen an den gemessenen Pegel (in dB)
angepasst. 90dB sind 90 phon bei 1kHz, bei 3,4kHz, wo das Ohr am
sensibelsten ist, reichen schon 80dB für 100phon, bei 10kHz sind
schon 97dB für die gleiche Lautstärke nötig. Im Bassbereich sind die
Unterschiede noch dramatischer, dort entsprechen (bei 30Hz) erst
100dB den 90 phon.
Präsenz Frequenzbereich zwischen 2 und 3 kHz
Push-Pull engl. „Drücken-Ziehen“ Siehe unter 4.1.3
Qtc Formelzeichen für die Einbaugüte (Quality total of chassis), die sich
beim Einbau abhängig vom Volumen ergibt, sie ist immer höher als
der feste Qts-Wert eines Lautsprechers. Siehe Punkt 4.
Qts Q. ist die Gesamtgüte und beschreibt das Verhalten des Speakers im
Freifeld (ohne Gehäuse). Sie ergibt sich aus der Summe von
mechanischer Dms (=1/Qms) und elektrischer Dämpfung Des
(=1/Qes) vom Lautsprecher. Q. ist ein wichtiger TSP. Siehe Punkt 4.
RDS Das Radio Data System überträgt zusätzliche Informationen, wie z.B.
Sendernamen (PI Programme Identification) und Alternativfrequenzen
(AF).
Rearfill Die „hintere Füllung“ bezeichnet die im Auto notwendigen 2
Heckkanäle, die u.a. die Ortbarkeit des Subwoofers verhindern sollen,
der ja meist hinten untergebracht ist. Erst mit Pseudoquadro-Schaltungen
oder besser Dolby Surround 2 machen sie jedoch erst
richtig Sinn, um auch akzeptablen Raumklang mit stereofonen
Musikaufnahmen zu verwirklichen.
Receiver engl. Empfänger, also das Autoradio, CD-Receiver ist dann ein Radio
mit CD-Teil.
Resonanzfrequenz R. ist die Frequenz in einem schwingendem System, bei dem das
System die geringste Dämpfung hat.
RMS Root Mean Square (Wurzel des mittleren Quadrates) ist der
Effektivwert einer Wechselspannung. Das per Definition die
Gleichspannung, bei der an eine Ohmsche Last, die gleiche Leistung
abgegeben wird. Bei Sinus- und Rechtecksignalen ist das bei 70,7%
des Peak-Wertes der Spannung der Fall.
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Soundboard engl. „Klangbrett“, damit ist das vor allem bei Fließheck und Kombis
benutzte Brett im Heck gemeint, auf dem ein komplettes
Mehrwegesystem Stereo-Lautsprechersystem und evtl. ein Subwoofer
befestigt wird. Es ist die einfachste Möglichkeit, etwas Lautstärke ins
Auto zu bringen. Da die Musik nun aber von hinten und nicht von
vorn kommt, ist ein akzeptables Frontstaging damit ausgeschlossen.
Speaker engl. Lautsprecher, abgeleitet von Loudspeaker
SPL S. ist die Abk. für (engl.) Sound-Pressure-Level. Mit dem
Schalldruck-Pegel ist hier direkt der Wirkungsgrad des Lautsprechers
(üblich zwischen 1 – 10%) angegeben, er wird als Schalldruckpegel in
dB bei einem Watt und einem Meter Abstand definiert. Mit
zehnfacher Leistung addieren sich dann auch 10dB zu dem SPL zum
Gesamtschalldruck.
Subwoofer engl. „unterhalb des Tieftöners“ Der S. ist für den Tiefbassbereich und
eingeschränkt den Bass zuständig.
TFT engl. Thin Film Transistor, diese Technik wird zur farblichen
Darstellung auf Flachbildschirmen eingesetzt. Es ist wesentlich
leuchtkräftiger und kontrastreicher als die ältere DSTN-Technologie.
Thiele-Small-P. Die Thiele-Small-Parameter, siehe unter TSP
Tiefbass Frequenzbereich unterhalb von 70Hz, darüber ist der Bass-Bereich.
Tiefpass T. ist ein elektr. Filter, das tiefe Frequenzen (tiefe Töne) durchlässt,
aber höhere Frequenzen zunehmend (vor allem oberhalb der
Grenzfrequenz) stärker dämpft.
Tieftöner In Mehrwege-Lautsprechersystemen ist dieser Speaker für die tiefen
Töne (Bass, oberer Bass, Grundton) zuständig, er wird im engl. als
Woofer bezeichnet
TMC Traffic Message Channel in diesem „Verkehrs-Nachrichten-Kanal“
werden digital Stauinformationen parallel zum Analogradio (UKW)
übertragen. Neben Autoradios nutzen vor allem von neuen
Navigationssystemen diese Infos.
Transistor Halbleiterbauelement, das z.B. zur Verstärkung von Spannung und
Strom eingesetzt wird. Neben bipolaren Typen, die PN-Übergänge
(NPN, PNP) nutzen, gibt es unipolare Typen, das sind verschiedene
FETs (Field Effect Transistor = Feldeffekttransistor), die Halbleiter-Kanäle
zur Steuerung verwenden.
Trennfrequenz T. ist die (etwa gleiche) Grenzfrequenz, die 2 Filter in
Frequenzweichen haben. So z.B. bei einer Zweiwege-Weiche hätten
sowohl Hoch- und Tiefpass diese T. als Grenzfrequenz.
Trimode engl. Drei-Modus, Spezielle Endstufen im Car-HiFi-Bereich, die auch
brückbar sind, gestatten oft diesen Modus, in dem sowohl ein Stereo-Lautsprechersystem
als auch ein Monosubwoofer nur durch eine
Passivweiche getrennt an einer Endstufe betrieben werden können.
Der Subwoofer erhält dabei mehr Leistung als das Stereosystem.
TSP Thiele-Small-Parameter sind die nach den Entwicklern A. Neville
Thiele und Richard H. Small benannten Werte eines Lautsprechers.
Die beiden Ingenieure brachten zwischen 1964 und 1972 ihre
Entdeckungen zu Lautsprechern heraus. Sie simulierten das akustische
Verhalten von Lautsprechern über die Transformation und
berechneten sie anhand von elektrischen Schwingkreisen.
Tweeter engl. „Zwitscherer“ Siehe Hochtöner
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UKW Ultra-Kurz-Welle ist der Frequenzbereich (in Europa) im Radio von
87,5 bis 108 MHz. (CCIR-Norm)
Vas V. ist das Formelzeichen für das Äquivalentvolumen, was die
Dämpfung des Speakers im Vergleich zu einem Luftvolumen angibt.
Übliche Einheit ist Liter.
Vorverstärker Der V. liegt, wie der Name sagt, vor dem Endverstärker, er enthält die
Lautstärke-Einstellung, evtl. Klangregelung u.s.w., im Car-HiFi-Bereich
ist der V. in das Radio integriert und die (2...6) Vorverstärker-Ausgänge
(Line-out) werden extra (z.B. als Cinch-Buchsen)
herausgeführt, um mit externen Endstufen verbunden zu werden.
Woofer Siehe Tieftöner
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10. Weitere Hinweise
Dieser Guide enthält Auszüge der Seiten von www.selfmadehifi.de.
Dort gibt es weitere Schaltungen, Schaltungsgrundlagen und Steckerbelegungen von
zahlreichen Radio- und Autoherstellern.
Auch kann dort das Programm BassCAD heruntergeladen werden, das zur Simulation von
Lautsprechern, Frequenzweichen etc. dient.
Es existiert eine große Datenbank mit Tausenden von Chassis und ihren TS-Parametern, das
hilft sicher einigen weiter.
11. Quellen und Literaturangaben
[01] Veit, I, „Technische Akustik“, Vogel-Verlag, Würzburg, 1978
[02] Stark, B. „Lautsprecher Handbuch“, Pflaum-Verlag, 7. Auflage 1999
[11] DIN 57100 Teil 430, „Zuordnung von Schutzorganen“
[12] DIN 57100 Teil 523, „Strombelastbarkeit isolierter Leitungen“
[13] DIN 72581 Teil 3, „Sicherungen für Kleinspannungsanlagen“
[21] Autohifi-Kataloge 1994 und 2002
[22] HIFI MOBIL 2/1995 „Autosubwoofer selbst gebaut Teil 1“ (Jeffrey D. Blair)
[23] HIFI MOBIL 3/1995 „Autosubwoofer selbst gebaut Teil 2“ (Jeffrey D. Blair)
[24] HIFI MOBIL 4/1995 „Autosubwoofer selbst gebaut Teil 3“ (Jeffrey D. Blair)
[25] Zeitschrift: Klang & Ton 1994 – 1997
[26] radio fernsehen elektronik 1974, Heft 19, S. 636 f.
„Quadro-Effekt- ein Gerät zur pseudoquadrofonen Wiedergabe“
[27] ELV, Hefte 6/2000 ... 3/2001 „Technik mobil: Sound auf Rädern – Auto-HiFi selbst
eingebaut“ Teil 1 ... 4
Viele kleine Details stammen auch aus diversen „autohifi“ und Car-Hifi“ –Zeitschriften.
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