Tiefmitteltöner beschalten - Linearisierung als Schlüssel zum Erfolg

Eine Zweiwege-Box zu entwickeln ist doch eigentlich recht einfach; sollte man meinen. Tiefpass entwickeln, Hochpass passend dazu gestalten und fertig ist die Box. Oft ist dann die Entäuschung groß, wenn das geplante Filter nicht so wirkt wie gewünscht. Grund dafür ist dann meist der Impedanzanstieg des Tiefmitteltöners zu den hohen Frequenzen hin, welche dafür verantwortlich ist, dass das Filter keine lineare Impedanz 'sieht' und daher nicht wie gewünscht wirkt. Um das zu veranschaulichen hier ein Blick auf die Harris:

Die gestrichelte Linie zeigt den nicht linearisierten Verlauf der Schwingspulen-Impedanz, die durchgezogene Linie die linearisierte Impedanz. Man erkennt ebenfalls, dass der Frequenzgang des Chassis von der Linearisierung zunächst unbetroffen bleibt. Der Sica-TMT ist zwar ein äußerst potentes Chassis, das extrem linear spielen kann, aber in Bezug auf die Beschaltung kein leichter Geselle. Selbst wenn der Entwickler den Baffle-Step per Saugkreis kompensiert und ein passendes Tiefpass-Filter setzt, stellt sich folgendes Bild ein:

Obwohl sich der Frequenzgang perfekt linear gestalten lässt, bleibt beim Setzen des Tiefpassfilters die eingekreiste Überhöhung. Diese bleibt unanhängig von der gewählten Trennfrequenz und der Steilheit des Filters. Erst die Linearisierung des Anstiegs der Schwingspulenimpedanz löst dieses Problem. Bei völlig identischen Bauteilen in Tiefpass und Saugkreis bewirkt die Linearisierung dies:

Damit ist eine sehr schöne Filterflanke modelliert und der HT kann passend dazu gestaltet werden. Die entsprechende Schaltung sieht so aus:

Es ist schon erstaunlich, welchen Effekt die Linearisierung hat. Obwohl Kondensator und Widerstand nur ca. zwei Euro kosten, machen sie hier den Unterschied und sorgen für eine sanft fallende Flanke ohne Überhöhung im Bereich der Trennfrequenz. Nur mit dieser Impedanz-Linearisierung lässt sich der Sica-TMT vernünftig beschalten.

Wenn also die Beschaltung eines TMT in die Sackgasse läuft und sich keine Filterflanke ohne Überhöhung einstellt, kann eine Linearisierung der Impedanz Abhilfe schaffen. Es macht in solchen Fällen dann meist Sinn, alle Filter und aus der Simulation zu entfernen und zunächst die Linearisierung herzustellen. Dafür liefert Boxsim ein schönes Extra, welches dabei hilft. Im Bereich der Extras kann der Anwender auf 'Impedanzkorrekturglieder' klicken und es öffnet sich folgendes Fenster:

Die erforderlichen Daten übernimmt der User aus den Daten des Chassis. In unserem Fall sind lediglich die beiden hellgrün eingekreisten Angaben nötig und Boxsim schlägt 6,1 Ohm und 21,5 µF als Werte vor. Mit diesen Werten habe ich begonnen und dann so verändert, bis ich mit dem Verlauf der Impedanz zufrieden war. Dies war bei 39µF und 5,6 Ohm der Fall (s. erstes Bild). Danach konnte der Töner wie gewünscht beschaltet werden. Man könnte also sagen, dass die Linearisierung des TMT die Entwicklung der Harris erst möglich gemacht hat. Eine feste Regel, wann eine Linearsierung nötig ist, lässt sich nicht formulieren. Wenn aber die Gestaltung des Tiefpass-Filters Probleme (wie gezeigt) macht, kann die Linearisierung häufig Abhilfe schaffen.

Stand Januar 2016