Grundsätzliches zu Compound-Boxen

Durch eine elektrische und akustische Koppelung zweier Tieftöner (Koppel-Kammer- oder Compound-Prinzip) läßt sich das erforderliche Boxenvolumen um etwa die Hälfte dessen reduzieren, was bei Verwendung nur eines Chassis erforderlich wäre.

Compound-Systeme unterscheiden sich dennoch in der Konstruktion im Grunde nicht von Einzelchassis-Systemen. Die Berechnung von Gehäusegrößen, Abstimmtunnel etc. ist völlig identisch, lediglich die (veränderten) TSP des Compoundchassis sind zu verwenden. Durch das akustische (luftdichte) Verkoppeln und elektrischen Verschalten zweier ( in der Regel baugleicher) Chassis entsteht ein neues Chassis mit neuen TSP. Beträgt das Koppelvolumen praktisch 0 ltr. sind die TSP des neuen Compound-Chassis auch praktisch identisch mit Ausnahme des Vas, Re, Le und dem Wirkungsgrad.

Das Vas halbiert sich, da je Chassis nur "eine Seite" der Membrane zur aktustischen Leistung beiträgt bzw. sich die bewegte Membranmasse mindestens verdoppelt. Deshalb verringert sich der Wirkungsgrad auch um die Hälfte, SPL sinkt um 3 dB. Re und Le ändern sich in Abhänigkeit von der elektrischen Verschaltung, bei Paralellschaltung halbiert bei Serienschaltung verdoppelt sich Re und Le.

Soweit die grobe Theorie:

In der Praxis ist das Koppelvolumen weder 0 ltr. noch 100-prozentig dicht. Deshalb verändern sich alle TSP mehr oder weniger stark gegenüber dem Einzelchassis. Die Luft des Koppelvolumen hat eine Masse von ca. 1,18 g/l die sich zur bewegten Masse der beiden Einzelchassis addiert. Durch die gegenüber dem Einzelchassis mehr als doppelt so hohe Masse sinkt die Resonanzfrequenz fo und Qm, Qe und damit Qt ändern sich. Da das Absinken der Resonanzfrequenz quadratwurzel-proportional zur Erhöhung der Masse erfolgt, sinkt das Vas des Compound-Chassis auch bei einem Koppelvolumen von mehr als 0 lt. auch nur um die Hälfte des Vas eines Einzelchassis. Allerdings sinkt aufgrund der erhöhten Masse der Wirkungsgrad um mehr als 3dB gegenüber dem Einzelchassis. Da aber bei einer Parallelschaltung der Chassis zum Compoundchassis der doppelte Strom fließt, steigt hierdurch der Pegel wieder um 3.dB, so daß sich in der Praxis bei Parallelschaltung der Pegel gegenüber einen Chassis nur im Verhältnis des durch das Koppelvolumen bedingten Massezuwachs verringert.

CompoK ~ Korrekturfaktor wg. KammerVolumen in Ltr.
CompoK = (2* Masse + Koppelvolumen* 1.18 g) / 2 / Masse
Vas'=Vas * (CompoK ^ 0.5) / 2
fo' = fo / (CompoK ^ 0.5)
Qm' = Qm / (CompoK ^ 0.5)
Qe' = Qe * (CompoK ^ 0.5)
Qt' = (Qm' * Qe') / (Qm' + Qe')
N%' = 0.000000000964 * fo' ^ 3 * Vas' / Qe'
SPL' = 112 + 10 * (Log(N%') / Log(10))

Besser ist es natürlich die TSP des Compoundchassis mit dem beabsichtigten Koppelvolumen auszumessen.

Desweiteren kann das Koppelvolumen nicht unendlich groß gewählt werden. Je größer das Koppelvolumen wird, um so mehr wirkt sich die Federsteifigkeit des Koppelvolumens aus. Bei kleinen Volumen sind die Chassis faktisch fest über die Membranflächen (via Koppelluft) verbunden, aber bei größeren Volumen ist die Verbindung der Einzelchassis weicher, jeder Treiber führt ein größeres Eigenleben. Nach meiner Erfahrung sollte das Koppelvolumen 10% bis 20% des Einbauvolumens, bzw. besser die Koppelmasse 10% bis 20% der bewegten Masse des Einzelchassis nicht überschreiten.





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