Transmissionline-Gehäuse
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Transmissionline-Gehäuse (TML) sind eine spezielle Form von Lautsprechergehäusen. Dieses Lautsprecherprinzip erlaubt die Wiedergabe tiefster Töne. In einer einfachen Transmissionsline regt ein Lautsprecher eine einseitig offene Röhre an (bzw. nahe) dem geschlossenen Ende zu Schwingungen an.
Die Welle, die zum Rohrende hin läuft, wird aufgrund der unterschiedlichen Strahlungsimpedanzen im Rohr und der Außenluft größtenteils reflektiert und es bildet sich in der Röhre eine stehende Welle. Die Grundwelle bildet sich bei Rohrlänge = Lambda/4, die Oberwellen bei den ungeradzahligen Vielfachen von Lambda/4. Besonders bei diesen Frequenzen wird Schallenergie dann überwiegend über das offene Rohrende an die Umgebung abgegeben, während der Membranhub des Lautsprechers dann ein Minimum erreicht. Die Länge des Rohres wird so gewählt, dass seine Lambda/4-Resonanz mit der Resonanzfrequenz des Lautsprechers zusammenfällt:
Länge = Schallgeschwindigkeit / (4 x Lautsprecherresonanzfreuenz)
Durch die an den beiden(!) Enden mitschwingenden Luftmassen verhält sich das Rohr so, als wäre es (ca.) um seinen Durchmesser länger.
Es muss verhindert werden, dass durch das Rohr außer der Lambda/4-Resonanz auch höherfrequente Bestandteile des Musiksignales laufen, was durch dessen Kammfiltercharakteristik zu einem sehr unangenehmen "Röhrenklang" führen würde. Eine geeignete Konstruktion ist z.B. Anordnung eines richtig bemessenen Luftvolumens als 6 dB-Tiefpass zwischen Lautsprecher und Rohr (wenig trennscharf, aber immerhin).
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\ Koppel-
/ volumen
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Weit besser ist, den oder die Lautsprecher nahe den Schnellebäuchen der 3. (bei 1/3 der Länge) und 5. Oberwelle (bei 1/5 der Länge) anzuordnen, was diese wirkungsvoll unterdrückt. Dieser Effekt kann am Frequenzgang der Impedanz deutlich festgestellt werden.
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l/5 l/3
D .... Dämmaterial
Zur Unterdrückung höherer Resonanzen muss Dämmaterial in das Rohr eingebracht werden. Gleichmäßige Verteilung über die Länge wäre völlig verfehlt und würde auch die gewünschte Resonanzschwingung stark bedämpfen. Statt dessen soll es direkt hinter dem Lautsprecher (für den Oberen Bass- und Mitteltonbereich) und maximal das halbe Rohr gefüllt sein, wobei der Teil nahe dem offenen Rohrende leer bleiben soll. (Ist zuviel Dämmaterial im Rohr, so verhält sich das Rohr wie ein akustischer Sumpf und nicht wie eine TML!) Das Dämmaterial ist durch geeignete Maßnahmen in dieser Position festzulegen. Es bewirkt eine Reduktion der Schallgeschwindigkeit, wodurch eine geringere bauliche Länge erforderlich wird (Die geringfügige Absenkung der Lautsprecherresonanzfrequenz durch mitschwingendes Dämmaterial ist kaum von Belang für die Dimensionierung!) Auch hier zeigt der Impedanzfrequenzgang, ob ausreichend und an den richtigen Stellen gedämmt wurde. Im Bereich der Lautsprecherresonanzfrequenz erscheint ein tiefes Impedanzminimum (nahe dem Gleichstromwiederstand des Lautsprechers); sind die Maxima über und unter der Resonanzfrequenz (ungefähr) gleich hoch, stimmt die Länge des Rohres.
Diese Länge z.B. ca. 2 m für 40 Hz Rohrresonanz ist in Wohnräumen oft schwierig unterzubringen. Deshalb (und weil dadurch Material gespart wird) werden meist gefaltete Kanäle konstruiert. So aufgebaute TML haben zwar ein "üblicheres" Format, neigen aber zu zusätzlichen - oft bösartigen - Gehäuseresonanzen und durch die Doppelbelastung der Zwischenwänden zu schlechtem Impulsverhalten. Auf die mechanische Stabilität der Konstruktion von TML werden hohe Anforderungen gestellt! (Ein rundes Rohr würde die besten Eigenschaften aufweisen!)
Der Querschnitt der Röhre sollte in etwa der Membranfläche entsprechen. In manchen Ausführungen wird er zur Öffnung zu kontinuierlich verringert, was auch das Volumen der gesamten Box verringert. Kleiner als die ca. halbe Membranfläche sollte die Mundöffnung jedoch nicht werden!
Charakterisisch ist der schmalbandige Einbruch im Frequenzgang bei der 4-fachen Eigenfrequenz. Das sollte jedoch nicht überbewertet werden, da er durch die zitierten Maßnahmen (Lautsprecherlage, Dämmung, Verringerung des Querschnittes,...) "planiert" wird, während der Frequenzgang im Bereich tiefer Frequenzen in Abhängigkeit von den Abmessungen des Wohnraumes ohnehin enorme Absenkungen und Überhöhungen zeigt.
Da die TML im Vergleich zu geschlossenen bzw. Bassreflexboxen aufwändig zu fertigen und oft voluminös sind und sich in der Regel auch vom Format nicht mit den Erwartungen des Marktes decken, wird diese Bauform trotz ihrer hervorragenden Tieftonwiedergabe nur von wenigen Herstellern angeboten.
Obwohl Bassreflex-Gehäuse effektiver sind und einfacher zu konstruieren sind, bevorzugen manche (vor allem englische) Konstrukteure und Musikliebhaber diese Konstruktion. Trotz oberflächlicher Ähnlichkeiten zu Hornkonstruktionen haben TMLs keine Gemeinsamkeiten mit diesen. (Jedoch ist vieles, was großspurig "Horn" genannt wird, tatsächlich eine mehr oder weniger gut abgestimmte TML!) Der Übergang von Transmissionsline, Horn- und Bassreflexgehäusen ist deshalb fließend. Eine genaue Trennung ,was genau wie wirkt, ist oft nicht möglich.
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Für Transmissionslines sollte der Lautsprecher eine relativ tiefe Resonanzfrequenz fs aufweisen. Die Güte Qts braucht nicht sonderlich niedrig zu sein. Daher eignen sich u.U. auch preiswerte Lautsprecher für Transmissionslines.
Siehe auch: Kundt'sches Rohr
[Bearbeiten] Weblinks
- newtronics (Bekannter Hersteller)
- pmc (Bekannter Hersteller f. Tonstudios)
