Wie sich unterschiedliche Lautsprechermaterialien auf die Klangqualität auswirken
Sie möchten einen Lautsprecher mit großartigem Klang und beginnen mit der Auswahl der richtigen Materialien für die einzelnen Komponenten des Lautsprechers. Sie müssen überlegen, was Sie für Schwingspule, Magnet, Korb, Konus (oder Membran), Gitter, Aufhängungselemente und Gehäuse verwenden möchten.
Schwingspule Lautsprecher Schwingspule
Die Schwingspule arbeitet in einem permanenten Magnetfeld und wandelt die dem Lautsprecher zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie um. Sie lässt die Membran hin und her vibrieren und erzeugt so Schallwellen. Die Schwingspule besteht normalerweise aus Kupferdraht, der auf eine Spule gewickelt ist. Die Spule kann aus Papier, Aluminium, Nomex, Polyimidfolie oder Glasfaser bestehen. Zu berücksichtigen ist, wie gut das Material der Schwingspule Wärme ableitet. Nur ein kleiner Teil der in den Lautsprecher eingehenden elektrischen Energie wird in Schall umgewandelt, der größte Teil in Wärme, die den Lautsprecher beschädigen oder die Klangqualität beeinträchtigen kann, wenn sie nicht richtig konstruiert ist.
Lautsprechermagnet
Wenn Wechselstrom in die Schwingspule eingespeist wird, verwandelt er die Schwingspule in einen Elektromagneten mit wechselnder magnetischer Polarität, der dann relativ zu den Polen des an der Lautsprechermembran angebrachten Permanentmagneten angezogen oder abgestoßen wird. Für diesen Magneten stehen drei Grundmaterialien zur Auswahl. Ferrit ist bei weitem das billigste und am häufigsten verwendete Material. Es ist auch das schwerste, was sich auf die Leistung und das Gesamtgewicht des Lautsprechers auswirkt. Neodym ist ein Seltenerdmetall, das teurer ist, aber da weniger davon benötigt wird, ist der Lautsprecher leichter. Ein drittes Magnetmaterial ist Alnico, das aus Aluminium, Nickel und Kobalt besteht. Alnico-Magnete werden seit Jahrzehnten in Lautsprechern verwendet, kommen heute aber am häufigsten in Gitarrenlautsprechern zum Einsatz.
Lautsprecherkorb
Alle Teile, aus denen ein Lautsprecher besteht, sind auf irgendeine Weise an einem Strukturrahmen befestigt, der im Allgemeinen als Lautsprecherkorb bezeichnet wird. Die überwiegende Mehrheit der Lautsprecherkörbe besteht entweder aus gestanztem Stahl oder aus Aluminiumguss. Aluminiumguss wird häufig für größere Lautsprecher verwendet, aber die Entscheidung, welches Metall verwendet wird, hängt weitgehend vom Gewicht der Magnete ab, die der Korb tragen soll, von seiner Stärke und vom Aussehen der Vorderseite des Lautsprechers.
Lautsprechermembran
Die Lautsprechermembran ist an der Schwingspule befestigt und am Flansch des Lautsprecherkorbs gesichert. Die Membran muss aus einem starken und dennoch leichten Material bestehen, da sie als Kolben fungiert und Schallwellen mit Frequenzen von 10-mal pro Sekunde bei einem Tieftöner bis 20.000-mal pro Sekunde bei einem Hochtöner vibrieren lässt. Das Membranmaterial muss außerdem dämpfende Eigenschaften haben. Dies bedeutet, dass es aufhören muss, wenn die Musik aufhört, und nicht mit unerwünschten Geräuschen weiter „klingeln“ darf. Normalerweise wird eine Staubkappe über die Schwingspule und auf die Membran gesetzt. Sie fungiert als Teil der Membran, hält aber den Bereich innerhalb der Schwingspule frei von äußeren Ablagerungen. Sie ist oft ein wichtiger Bestandteil der Hochfrequenzausbreitung.
Membranen können aus speziell beschichtetem Papier, Polypropylen (Kunststoff), imprägniertem Stoff, Metallen wie Aluminium oder Verbundwerkstoffen wie Kohlefaser bestehen. Jedes Material hat unterschiedliche Vor- und Nachteile und bringt Nachteile in Bezug auf Gewicht, Resonanz, Kosten und Haltbarkeit mit sich. Möchten Sie beispielsweise einen Lautsprecher, der niedrige Frequenzen gut verarbeitet? Dann sind Aluminium, dickes Papier oder Polypropylen möglicherweise die beste Wahl, da sie sich durch die Kraft der Schallwellen nicht verbiegen. Mittel- und Breitbandlautsprecher verwenden häufig Papiermembranen.
Lautsprecher-Aufhängungselemente
Die beweglichen Teile eines Lautsprechers (Membran und Schwingspule) müssen in einer kolbenähnlichen Bewegung fixiert sein und seitliche Bewegungen, die Reibung oder Streugeräusche verursachen könnten, minimieren.
In einem Lautsprecher gibt es normalerweise zwei Aufhängungselemente. Das sichtbarste Aufhängungselement ist innen an der Membran und außen am Korb montiert. Dies wird als Membransicke bezeichnet und besteht normalerweise aus Stoff, verschiedenen Gummiarten oder Schaumstoffen. Manchmal handelt es sich tatsächlich um eine geformte Verlängerung der Membran, die aus einem Stück mit der Membran gefertigt ist. Sie dient nicht nur als seitlicher Stabilisator, sondern bestimmt auch die Nachgiebigkeit des Lautsprechers und damit den Lautsprechertyp. Tieftonlautsprecher haben normalerweise eine sehr nachgiebige Sicke, während Hochtöner eine steifere Sicke haben.
Das zweite Aufhängungselement ist möglicherweise nicht sichtbar, wenn der Lautsprecher in seinem Gehäuse montiert ist. Dieses Element wird oft als Spinne bezeichnet (aufgrund seines spinnenartigen Aussehens in den Anfängen des Lautsprecherdesigns). Es hilft auch, das bewegliche Element seitlich zu stabilisieren und sorgt bei Bedarf für zusätzliche Steifigkeit. Die Spinne besteht normalerweise aus dünnen Lagen phenolbehandelter Baumwolle oder Polyesterbaumwolle, die gewellt sind, um eine federähnliche Bewegung zu ermöglichen.
Lautsprechergitter
Das Gitter bedeckt und schützt die Membran vor Staub, Feuchtigkeit, Hitze, Kälte oder Schmutz. Das Gitter verleiht dem Lautsprecher auch viele ästhetische Qualitäten. Aus akustischer Sicht ist es am besten, wenn sich nichts vor der Membran befindet, aber das ist oft nicht möglich. Unabhängig davon, ob das Gitter aus Kunststoff, Metall oder Stoff besteht, ist es wichtig, die Auswirkung des Gitters auf die Klangqualität zu testen.
Lautsprechergehäuse
Eine weitere wichtige akustische (und manchmal auch ästhetische) Entscheidung ist die Wahl des richtigen Lautsprechergehäuses. Die meisten Gehäuse sind aus Holz, da Holz leicht und haltbar ist und sich in nahezu jede Form bringen lässt. Am gebräuchlichsten sind Pappel und baltische Birke (eine Art Sperrholz), aber auch mitteldichte Faserplatten (MDF). Wenn Sie ein Gehäuse benötigen, das klein, aber auch feuchtigkeits- und kratzfest ist, ist Kunststoff eine Option. Allerdings verfügt es möglicherweise nicht über die schalldämmenden Eigenschaften von Holz, und wenn das Kunststoffgehäuse nicht richtig konstruiert ist, kann die Gesamtklangqualität darunter leiden.
Nur durch das Testen der Lautsprecher während der Entwurfs- und Konstruktionsphase lässt sich feststellen, wie sich verschiedene Materialien auf die Klangqualität auswirken.
