Signal Processing and Speech Communication Laboratory
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Entwurf und Aufbau eines Basshornlautsprechersystems

Status
Finished
Type
Student Project
Seminar Type
- None -
Announcement date
01 Apr 2004
Student
Wolfgang Maurer
Mentors
Research Areas

Abstract

Diese Projektarbeit befasst sich mit dem Entwurf und Aufbau eines Basshornlautsprechers. Ein Basshorn arbeitet wie der Name schon verrät nur im Bassbereich d.h. im Frequenzbereich kleiner 250 Hz. Als Treiber dient ein Konuschassis, das generell eine sehr kleine Strahlungsimpedanz im Bassbereich besitzt. Dadurch ergibt sich gegenüber dem Medium Luft eine Fehlanpassung die über das Horn verbessert wird. Ein Horn stellt somit einen mechanischen Transformator in Form eines Trichters dar, der die kleine Membranfläche des Treibers auf die wesentlich größere Mundfläche des Horns transformiert und somit die Strahlungsimpedanz erhöht. Für wie tiefe Frequenzen diese Transformation noch funktioniert, hängt von der Länge und der Mundfläche des Horns ab, wobei die Länge eng mit dem gewählten Horntyp zusammenhängt (siehe Kapitel 2 Horn-Theorie). Gut dimensionierte Hornlautsprecher erreichen einen Wirkungsgrad von ca. 30 Prozent. Im Vergleich dazu haben heutige HiFi-Lautsprecher einen Wirkungsgrad von 0,1 bis 0,5 Prozent.

Die ersten Schallwandler funktionierten auf diesem Prinzip. Bei den ersten Grammophonen transformierte der Schalltrichter die winzigen mechanischen Schwingungen der Nadel direkt in hörbaren Schall. Klarerweise handelte es sich hier um kein Basshorn, denn die Wiedergabe beschränkte sich auf den Stimmbereich. In den elektroakustischen Anfängen gab es nur Verstärkerleistungen weit unter 1 Watt. Ein 10 Watt Röhrenverstärker galt damals als Kraftwerk und heutige Verstärkerleistungen von mehr als 1 Kilowatt waren sowieso reine Utopie. Um dennoch hohe Lautstärkepegel zu erreichen, mussten die Schallwandler einen hohen Wirkungsgrad besitzen und deshalb kam man um eine Hornkonstruktion nicht herum. Mit dem Aufkommen des Tonfilms wurden ganze Kinosäle durch Hornlautsprecher mit wenigen Watt
an Verstärkerleistung beschallt.

Bis jetzt klingt dieses Prinzip sehr einfach und man fragt sich warum nicht jeder Lautsprecher auf diese Weise aufgebaut wird. Der größte Nachteil der Hornlautsprecher, insbesondere der Bass-Hörner ist die enorme Größe. Boxen von einigen Kubikmetern an Volumen kann nicht jeder in seinen Wohnraum wuchten und mit dem Aufkommen des Transistorverstärkers gab es genug Leistung, um auch mit wirkungsgradschwachen kleinen Systemen eine ordentliche Lautstärke zu erzielen. Heutzutage werden Hornsysteme hauptsächlich im professionellen Beschallungsbereich eingesetzt wo ein guter Wirkungsgrad noch immer Grundvoraussetzung ist.

Full Text and additional Material

You can download the full version of the diploma thesis here.

Notice

As in 2011 the Acoustics and Audio Group moved from the Institute of Broadband Communications (IBK) to the Signal Processing and Speech Communications Laboratory (SPSC), the puplishing location of this thesis also was transfered from the IBK to the SPSC-website.