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Wozu braucht ein Lautsprecher eine Weiche (engl. Crossover)?
Wenn ein Lautsprecher mehrere Chassis hat, dann muss man die Frequenzen so
aufteilen, dass
jedes Chassis nur die Frequenzen bekommt, für die es eingesetzt wird. Das
geschieht mit der
sogenannten Weiche. Die Weiche meistens in den Lautsprecher eingebaut und von
außen nicht
sichtbar.
Die Aufteilung geschieht normalerweise mit Kondensatoren, Spulen und
Widerständen, zusätzlich
gibt es manchmal Sicherungen und Zenerdioden als Überlastungsschutz. Diese
Weichen sind dann
passive Weichen.
Bei einem 3-Wege-Lautsprecher gibt es dann 3 Chassis, ein Basschassis, ein
Mitteltonchassis und
ein Hochtonchassis (z.B. einen Kalottenhochtöner, so genannt aufgrund seiner
Bauweise (Kalotte = Halbkugel)
Eine Möglichkeit wäre es, mit einer 3-Wege Weiche und den Trennfrequenzen
(Übergangsfrequenzen)
800 Hz, 3000 Hz zu bauen: 20-800Hz für den Bass, 800-3000 für den Mitteltöner,
3000 bis 20000 für
den Hochtöner.
Es ist nun leider technisch nicht möglich, mit wenigen Bauteilen eine Weiche zu
bauen, die genau bei
den angegebenen Frequenzen eine 100-prozentige Trennung vornimmt. Viele Weichen
dämpfen ab der
Übergangsfrequenz die Signale um z.B. 12 dB je Oktave, im obigen Beispiel würde
das Bass-Chassis die
Frequenz 1600 Hz noch mit 1/8 der Lautstärke wiedergeben, gleichzeitig mit dem
Mitteltöner, der dort mit
voller Lautstärke wiedergibt. Die Schallwellen überlagern sich und ergeben einen
welligen Frequenzverlauf,
wobei diese Welligkeit noch andere Ursachen hat.
Es gibt auch Lautsprecherboxen der Bauart "Bassreflexgehäuse", wobei dann statt
der Bassreflexöffnung ein
weiteres Bass-Chassis ohne Schwingspule (passiv mitschwingend) verwendet wird.
Man versucht folglich, eine möglichst große Flankensteilheit zu erreichen,
üblich sind die folgenden Werte je
Oktave: 6dB, 12dB, 18dB, 24dB.
Es gibt auch Equalizer mit Flankensteilheiten von 96dB/Oktave, die als Weichen
eingesetzt werden, das setzt
aber meistens mehrere Verstärker voraus (Bi-Amping etc.). Aktive Lautsprecher
haben auch eingebaute Weichen,
und oft für jedes Chassis einen eigenen Verstärker, hierbei ist es jedoch
leichter möglich, hohe Flankensteilheiten
zu verwenden, Werte um 24 dB sind da nichts ungewöhnliches.