Moin,
was waren denn die Fragen an die KI?
Wenn Du "wie bedämpfe ich den reflektierten Schall von der Rückwand" oder ähnliches gefragt hast, dann kommt natürlich so eine Antwort raus. Das ist auch die richtige Antwort, nur leider auf die falsche Frage. Die richtige Frage wäre "wie bedämpfe ich die Rückwirkungen des Gehäuses auf die Membran".
Denn darum geht es. Es tritt ja kein Schall aus dem Gehäus durch die Membran einfach so nach draußen, oder die erschrickt sich plötzlich, wenn Schall von der Rückwand zurück kommt. Es geht darum, welche rückwärtige Last die Membran sieht und wie ihre Bewegung dadurch beeinflusst wird.
Und die Belastung sieht idR folgendermaßen aus:
- wenn die Wellenlänge groß im Verhältnis zu den Gehäuseabmessungen ist verhält sich das Gehäusevolumen wie eine akustische Feder (elektrisches Ersatzschaltbild: Kapazität nach Masse). Die Belastung sinkt also mit zunehmender Frequenz. In BR & Co. gilt das erst oberhalb der Tuningfrequenz. Die erste Hohlraummode ist dann übrigens genau dort, bei der Tuningfrequenz oder in geschlossenen Gehäusen die Einbauresonanzfrequenz.
- Wenn sich die Wellenlänge der nächsten Hohlraummode nähert - das ist ungefähr lambda/4 = L, wobei L die größte Gehäusedimension ist - fällt die Belastung relativ steil auf 0 (praktisch wie free-air). Und ja, diese Mode ist bei lambda/4, nicht lambda/2. Was das bedeutet kommt gleich.
- Oberhalb lambda/4 verhält sich das Gehäusevolumen dann nicht mehr wie eine Feder sondern wie eine akustische Masse (elektrisches Ersatzschaltbild: Induktivität).
- Bei ungefähr lambda/2 kommt dann die nächste Hohlraummode, die Belastung steigt steil an
Ab da geht es wieder von vorne los, das Gehäusevolumen verhält sich wieder wie eine Kapazität. Nur dass ab jetzt auch die anderen Gehäusedimensionen mitmischen, das Verhalten also nochmal komplexer wird.
Die Bereiche 1 bis 3 sind unkritisch, man könnte bis 2 vielleicht einen leichten Anstieg feststellen (die Membran wird zunehmend weniger stark belastet, schwingt daher stärker), darüber dann bis kurz vor 4 einen leichten Abfall (die Induktivität bremst die Membran etwas). Das ist aber nicht viel, weil die Masse (=Induktivität) der Membran viel größer ist.
Richtig spannend wird es bei 4, denn da kommt erst ein scharfer Einbruch - die Belastung der Membran ist so hoch, dass die sich kaum noch bewegt - gefolgt von einem scharfen Anstieg.
Warum ist das so? In dem oben beschriebenen Frequenzbereich verhält sich das Gehäusevolumen annähernd wie ein Wellenleiter. Und so ein Wellenleiter hat zwei interessante Eigenschaften:
- Bei lambda/4 und ungeradzahligen Vielfachen (1/4, 3/4, 5/4, ...) davon wird die Impedanz an einem Ende des Wellenleiters an dem anderen Ende auf die duale Impedanz transformiert. Das ist zB bei einer TML - ein Ende offen = elektrisch Kurzschluss - eine extrem hohe Impedanz. Bei einem geschlossenen Gehäuse - Ende geschlossen = elektrisch offene Leitung - dann praktisch 0.
- Bei lamba/2 und Vielfachen (1/2, 2/2, 3/2, ...) davon wird die Impedanz an einem Ende des Wellenleiters an dem anderen Ende exakt abgebildet - praktisch als wäre der Wellenleiter (das Gehäusevolumen) nicht da.
Etwas bildlicher lassen die sich durch einen Serienschwingkreis (lambda/4) und Parallelschwingkreis (lambda/2) beschreiben, beide so gut wie unbedämpft, mit fließendem Übergang dazwischen.
Und deshalb kommt es bei 4 erst zu einem scharfen Einbruch und dann zu einem scharfen Anstieg: die Impedanz des Parallelschwingkreises steigt stark an (=Einbruch), darüber folgt dann der Wechsel zu kapazitivem Verhalten (Impedanz sinkt wieder), und das wechselwirkt mit der Masse (=Induktivität) der Membran.
Einzelne Reflexionen von irgendwelchen Wänden sind nicht relevant. Im Gegenteil, man könnte das Gehäuse so groß bauen, dass die Modendichte im Gehäuse sehr hoch wird, und dann bräuchte man gar keine Bedämpfung mehr, sofern man das eingebaute Chassis nur oberhalb des modalen Bereichs betreibt. Praktisch die Schröder-Frequenz des Gehäuses. Die Belastung ist dann rein reell (Ohmscher Widerstand).
Und jetzt frag mal die KI, wie du am besten die lambda/2 Moden bedämpfst. Gerne mit meinem obigen Traktak als Input.
