Das Zeittor zur Unterdrückung von Raumresonanzen ist von 2 bis 7 ms geöffnet; somit sind die Frequenzgänge erst ab 200 Hz (= 1/(0,007s-0,002s)) gültig; bei weiterer Öffnung gelangen die Raumresonanzen ebenso in die Messung, was diese sehr beeinflusst.

Zuerst werden die beiden in Serie geschalteten Tieftöner Alcone AC8 SW4 im Gehäuse gemessen.
Oben ist der Frequenzgang, unten die Impedanz für beide Chassis zu sehen:
Im oberen Bild ist der Frequenzgang ab ca. 200 Hz gültig (siehe Zeittor oben); darunter würden die Resonanzen des Raums den Frequenzgang beeinflussen, weswegen diese Frequenzen von Clio hier weggefiltert wurden. Für die Pegelanpassung muss also eine weitere Messung gemacht werden. Darunter ist die Impedanz im Frequenzbereich 10-20 kHz gemessen. Deutlich zu erkennen sind die beiden Resonanzen bei 25 und 65 Hz; die untere vom Bassreflexrohr die obere vom Lautsprecher.

Über 1 kHz zeigt der AC8 SW8 starke Resonanzen, was einem Subwooferlautsprecher keinen Abbruch tut.

Nun kommen die Messungen zu den parallel geschalteten Alcone AC 5.25 (Bild unten):
Oben ist der Frequenzgang, unten die Impedanz für beide Chassis zu sehen;
Im oberen Bild ist der Frequenzgang ab ca. 200 Hz gültig (siehe Zeittor oben); er fällt ab 2,5 kHz ab, womit sich diese Frequenz als Übergangsfrequenz eignet. Bei 6-8 kHz sollte der Pegel deutlich abgefallen sein, da hier deutliche Resonanzen auftreten.

Nun zum Cantare-Bändchen ARG 3 Si, das bei der Frequenzgangmessung einen 33 uF-Kondensator zum Schutz erhielt; die Impedanzmessung wurde mit sehr geringem Pegel durchgeführt (echte Bändchen sind bei tiefen Frequenzen oft sehr niederohmig und reagieren bereits auf 1 Volt / 50 Hz sehr empfindlich mit Dehnung des Bändchens).
Das Bändchen hat einen hohen Wirkungsgrad (auch hier sind 7 dB dazu zu addieren). Es hat bei 3,5 kHz eine leichte Senke, die mit der Weiche jedoch leicht ausgeglichen werden kann.

Der Entwurf der Frequenzweiche

Die Daten (Frequenz und Impedanz) werden in das Weichensimulationsprogramm importiert. Hier wird interaktiv eine Frequenzweiche entworfen:
Die Tieftöner sollen mit 12 dB/Oktave getrennt werden, weswegen sie über L1 und C1 angeschlossen werden. L1 ist mit Kern, da sonst eine viel zu große Spule benötigt wird.

Dann werden die beiden Alcone AC 5.25 eingebunden. Dies soll mit ebenso 12 dB Steigung geschehen, wozu:
- C4 und L3 für die Begrenzung der Frequenz nach unten
- L4, C3 und R2 für die Begrenzung der Frequenz nach oben
eingesetzt werden.
- L2, C2 und R2 dienen der Unterdrückung der Resonanzen bei 6-8 kHz.

Dann folgt die Beschaltung des Bändchens. Da es ein echtes Bändchen mit empfindlicher Aluminiumfolie ist, soll es vor tiefen Frequenzen besonders gut geschützt werden, wozu eine 18 dB-Trennung verwendet wird (C5, L5, C6). Sein Pegel wird über die Widerstände R3 und R4 angepasst.

Dann werden die Werte im Simulationsprogramm so geändert, dass der Frequenzgang der Gesamtanordnung möglichst eben ist und die Phase der Lautsprechern im Übergangsfrequenzbereich zueinander passt:

Hierbei spielt es absolut keine Rolle, ob die Dimensionierung der Weichen-Bauteile nach Bessel, Butterworth oder Linkwitz Riley geschieht (die jeweilige Dimensionierung führt zu unterschiedlichen Filter-Charakteristiken).

Im Gegenteil: Die Anlehnung an eine der Formeln ist heute völlig veraltet (Dr. Joseph D'Appolito sagt dazu: "Yes we have gone well beyond the "cook book" phase of loudspeaker design. We now have a wide range of measurement and design tools that allow us to make very accurate speakers.")

Es muss also eine Dimensionierung (nicht aus dem Kochbuch!) gewählt werden, die den Pegel und den Phasengang an den Lautsprecher angepasst einstellt, so dass dann der Übergang zum nächsten Lautsprecher bezüglich Phase und Pegel fehlerfrei herstellt. Dies leisten Weichensimulationsprogramme.

Frequenzmessung und der Raum

Dann wird nochmals der Frequenzgang der gesamten Box gemessen. Hier mit 80 cm Abstand zur Box. Dabei soll nochmals aufgezeigt werden, wie man misst ohne die Resonanzen im Raum zu berücksichtigen und wie sich diese auf den Frequenzgang auswirken.
Im Bild oben gibt die weisse Line die Messung mit einem Zeittor von 5 ms Breite wieder. Damit werden alle Reflexionen des Raums ausgeblendet; sie treffen werst nach Ablauf der 5 ms (5 Tausendstel Sekunden) ein. Nachteil der Messung: Nur Frequenzen bis ca. 200 Hz werden erfasst.

Darunter mit gelber Linie (zur besseren Sichtbarkeit um 10 dB nach unten verschoben) die gleiche Messung, jedoch mit 20 ms Zeittor, so dass Frequenzen bis herunter auf 50 Hz erfasst werden. Dadurch werden jedoch Resonanzen des Raumes erfasst, die bis zu 20 ms nach dem Schallereignis auf das Mikrofon treffen.

Nochmals darunter mit hellblauer Linie (zur besseren Sichtbarkeit um 20 dB nach unten verschoben) die gleiche Messung, jedoch mit 100 ms Zeittor, so dass Frequenzen bis herunter auf 10 Hz erfasst werden. Dadurch werden jedoch Resonanzen des Raumes erfasst, die bis zu 100 ms nach dem Schallereignis auf das Mikrofon treffen.

Hier kann man bereits die Tieftonwiedergage erahnen. Unterhalb von 200 Hz (der Trennfrequenz) ist der Pegel geringer; hier wirkt sich aus, dass der Tieftöner, der seitlich eingabeut ist, nicht 80 cm sondern 110 cm entfernt ist, also etwa 1,5 mal so weit. Daher ist sein Pegel geringer. Bei 2-4 Meter Messabstand wäre der Unterschied sehr viel geringer.

Zur Ermittlung des wirklichen Gesamtfrequenzgangs ist dann in einem sehr großen Raum zu messen (Turnhalle) oder mit Nahfeldmessungen ist der Tieftonbereich zu ergänzen. Im Nahfeld kann man nur die tiefen Frequenzen sinnvoll messen, die dann mit den hohen Frequenzen geschert werden.
Frequenzgang der gesamten Box Nova 2 mit Einzelfrequenzgängen.