Lautsprecher-Crossover: Was ist das und wie funktioniert es?

Audiolautsprecher sind ein Grundnahrungsmittel für das Home-Entertainment. Sie liefern auditive Reize, die das Erlebnis des Medienkonsums weiter steigern. Wenn Sie es lieben, beim Anschauen eines Films oder beim Musikhören einzutauchen, haben Sie wahrscheinlich ein Audio-Lautsprechersystem oder sind auf dem Markt für eines.

Lautsprechersysteme gibt es in vielen Konfigurationen, aber fast alle haben eines gemeinsam – sie haben mehrere Lautsprechertreiber. Warum also all die Lautsprecher? Reicht nicht ein einzelner Lautsprechertreiber? Und warum gibt es sie in verschiedenen Größen?

Was ist eine Lautsprecherweiche?

Lautsprecherweiche oder Audioweiche ist die Idee, verschiedene Audiosignale aufzuteilen und diese zu senden Signale an verschiedene Lautsprechertreiber (das runde Ding, das den Klang erzeugt) spezialisiert auf diese Art von Frequenz Palette. Beispielsweise:

• Niederfrequenter Ton (20 Hz–300 Hz) wird zu einem Subwoofer geleitet
• Mittlere Frequenzen (300 Hz–4 kHz) werden an einen Woofer geleitet
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• Hohe Frequenzen (4kHz–20kHz) werden zu einem Hochtöner geleitet

Aber warum genau?

Lautsprecherhersteller teilen Tonfrequenzen auf verschiedene Treiber auf, um High-Fidelity-Audio und andere Vorteile zu bieten. High-Fidelity-Audio ist nur möglich, wenn der Lautsprechertreiber das gesamte Spektrum der vom Menschen hörbaren Frequenzen (20 Hz–20 kHz) mit großer Klarheit wiedergeben kann.

Cool! Eine Lautsprecherweiche teilt die zu übertragenden Frequenzen auf spezielle Treiber auf, um eine bessere Klangqualität zu erzielen. Aber wie genau unterscheiden sich diese Treiber voneinander? Und wie ist es möglich, Schallfrequenzen aufzuteilen?

Um diese Fragen zu beantworten, müssen Sie einige Dinge über die Funktionsweise eines Lautsprechers wissen.

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Lautsprechertreiber verstehen

Im Ohr befindet sich das Trommelfell. Wenn Luft auf Ihr Trommelfell trifft, stimuliert sie Ihr Gehirn, wodurch Sie Geräusche wahrnehmen. Wenn Sie mit den Fingern vor Ihren Ohren schnalzen, wird Luft in die Ohren geleitet, die auf das Trommelfell trifft, wodurch Sie ein Schnippen hören. Ein Lautsprechertreiber soll nachahmen, was Ihre Finger getan haben – Luft bewegen.

Ein Lautsprechertreiber besteht aus Magneten, die durch Elektromagnetismus angetrieben werden, um Luft zu bewegen. Diese Magnete bewegen sich hin und her, um Luft in die Umgebung zu drücken. Je größer der Lautsprechertreiber, desto mehr Luft bewegt er, desto stärker ist der SPL (Schalldruckpegel) und desto länger dauert das Zurücksetzen des Treibers.

Wenn ein Treiber nur bei niedriger Frequenz zurücksetzen und Luft drücken kann, ist er nur bei niedrigeren Tonfrequenzen wie Bässen genau. Im Gegensatz dazu, je kleiner der Lautsprechertreiber ist, desto schneller kann er zurückgesetzt werden, desto höhere Frequenzen können erzeugt werden und desto genauer werden höhere Töne wie Höhen erzeugt.

Nachdem Sie nun verstanden haben, wozu Lautsprechertreiber dienen, sprechen wir über die verschiedenen Arten von Lautsprechertreibern.

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Die 3 Hauptlautsprechertreibertypen

Es gibt drei allgemeine Arten von Lautsprechertreibern: den Hochtöner, den Woofer und den Subwoofer. Diese Treiber sind in der Regel in einem einzigen Gehäuse enthalten oder verfügen über separate Gehäuse.

• Der Subwoofer ist der größte Treiber im Lautsprechersystem. Sie bewegen mehr Luftvolumen, sind aber langsam und können nur bei niedrigen Frequenzen genau sein.
• Hochtöner sind die kleinsten Treiber in einem Lautsprechersystem. Sie bewegen weniger Luftvolumen, können sie jedoch schneller bewegen, wodurch sie für hochfrequentes Audio genau sind.
• Woofer sorgen für eine gute Balance zwischen Subwoofer und Hochtöner. Darüber hinaus verleihen sie den mittleren Frequenzen, wo die Grenzfrequenzen von Hochtöner und Subwoofer aufeinandertreffen, zusätzliche Klarheit.

Nachdem Sie nun verstanden haben, wie bestimmte Treiber für bestimmte Tonfrequenzen ausgelegt sind, sehen Sie hier, wie die Lautsprecherweiche selbst funktioniert.

Wie funktioniert die Lautsprecherweiche?

Hersteller implementieren die Lautsprecherweiche durch eine als Filter bekannte Schaltung. Dieser Filter wird verwendet, um die Lautstärke eines Ziel-Audiofrequenzbereichs zu verringern. Durch das Reduzieren der Lautstärke einer bestimmten Frequenz werden die nicht betroffenen Frequenzen akzentuiert, sodass es so aussieht, als würde ein bestimmter Treiber nur eine bestimmte Tonfrequenz erzeugen.

Dieser Filter besteht aus drei Schlüsselkomponenten: Kondensator, Induktivität und Widerstand.

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauteil aus Zweileiterfolien und einem Dielektrikum dazwischen. Die Fähigkeit eines Kondensators, Gleichstrom zu blockieren und Wechselstrom durchzulassen, macht ihn ideal für einen Low-Band-Filter. Da niedrige Frequenzen wie der Bass nicht wie Gleichstrom "aussehen", erregt es den Kondensator nicht genug, um seine dielektrische Komponente zu passieren. Da AC im Gegensatz dazu bei höheren Frequenzen auf und ab springt, kann es die dielektrische Wand passieren und an den Lautsprechertreiber gesendet werden.

Ein Widerstand ist ein elektrisches Bauteil mit Widerstandseigenschaften. Es senkt die Lautstärke aller Frequenzen und hilft, Schaltungsvorspannungen zu erzeugen, damit die Frequenzweiche funktioniert.

Grundsätzlich wird ein Kondensator verwendet, um den Klang tiefer Frequenzen abzusenken, eine Induktivität senkt die hohen Frequenzen und ein Widerstand senkt alle Frequenzen zusammen. Mit diesen Komponenten, die in einer bestimmten Konfiguration auf einer Schaltung angeordnet sind, stimmen die Hersteller ihre Lautsprecher auf den Zielmarkt ab, auf dem sie ihre Produkte verkaufen möchten.

Vorteile der Lautsprecherweiche

Ein Audiosystem, das eine Lautsprecherweiche verwendet, hat mehrere Vorteile. Der erste und offensichtlichste Grund ist Klarheit. Wenn Sie den Bass von den Höhen trennen und diese Frequenzen an drei verschiedene Lautsprechertreiber senden, die auf diese Frequenzen spezialisiert sind, werden genauere Klänge erzeugt.

Da mehrere Lautsprechertreiber an verschiedenen Teilen des Audiospektrums arbeiten, werden diese Treiber haben eine deutlich längere Lebensdauer, da sie nicht so hart arbeiten müssen wie ein Breitbandlautsprecher Treiber.

Die Verwendung mehrerer spezialisierter Lautsprechertreiber erleichtert auch die Abstimmung des Systems. Mit Komponenten wie Widerstand, Kondensator und Induktivität können Hersteller Lautstärke, Projektion und die Frequenzen, die sie auf dem Lautsprechertreiber abspielen möchten, einstellen. Wollen die Hersteller beispielsweise Lautsprecher für den regelmäßigen Medienkonsum herstellen, können sie den Bass akzentuieren. Wollen sie Monitorlautsprecher machen? Gleichen Sie Höhen, Mitten und Bässe aus.

Lautsprecher-Crossover hält Ihre Hardware länger am Laufen

Sie sollten jetzt verstehen, was eine Lautsprecherweiche ist, wie sie funktioniert und welche Vorteile sie bietet. Wer sich ein Audiosystem selber bauen möchte, muss natürlich noch tiefer in das Thema einsteigen, da Lautsprecher-Frequenzweiche recht komplex sind. Aber wenn Sie nur ein normaler Verbraucher sind, sollte Ihnen dies eine bessere Perspektive geben, um ein qualitativ hochwertiges Lautsprechersystem zu finden, wenn Sie auf dem Markt für eines sind.

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