Boxenselbstbau - Software

Simulant

Wer anspruchsvolle Lautsprecher-Projekte selber entwickeln will, sollte sich einen kleinen Fuhrpark an Mess- und Simulations-Software zulegen - sonst enden die Versuche schnell im Frust. stereoplay stellt hier Systeme vor, die trotz ihres geringen Preises verblüffend gute Ergebnisse bringen.

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Zwei Arten von Software braucht der Anwender für die Lautsprecherkonstruktion: Ein Messsystem, das den Ist-Zustand analysiert, und ein Simulationsprogramm, das alle Fragen vom Typ "Was passiert, wenn...?" beantwortet. Alle Möglichkeiten praktisch zu erproben wäre ein schier uferloses Unterfangen.

Erst die Kombination von Messtechnik und Simulation ermöglicht effizientes Arbeiten: Am Anfang eines Projekts stehen Messungen, auf denen die Simulation dann aufbaut. Der Lautsprecher entsteht zunächst virtuell. Erst wenn das Resultat überzeugt, folgt der praktische Aufbau. Den Abschluss des Projekts bilden weitere Messungen und Hörsitzungen, die schließlich zur Perfektion führen.

Ein PC oder Notebook mit Soundkarte genügt, um ein brauchbares Lautsprecherlabor einzurichten. Die Software, die daraus ein universelles Messsystem macht, gibt es für wenig Geld. Lediglich ein Mikrofon ist zusätzlich erforderlich. Schon preiswerte Elektret-Mikrofonkapseln sind einsetzbar. Im Internet findet man brauchbare Bauanleitungen für Messmikrofone.

Zur Korrektur der in dieser Preisklasse unvermeidlichen Frequenzgangfehler dient eine Kalibrierdatei. Der Haken dabei ist, dass sehr preiswerte Schallaufnehmer teilweise erhebliche Streuungen aufweisen. Daher gewährleistet nur eine individuell erstellte Korrekturdatei fehlerfreie Messungen. Eine solche Datei entsteht durch Vergleichsmessung mit einem Mikrofon mit exakt bekanntem Übertragungsverhalten.

Auf der sicheren Seite ist, wer eine Mikrofonkapsel oder ein Mikrofon mit individueller Kalibrierdatei erwirbt. Messmikrofone im dreistelligen Preisbereich kommen meist ohne solche Nachhilfe aus.

Im einfachsten Fall liefert das Mikrofon das eingefangene Signal an den Mikrofoneingang der Soundkarte. Der besitzt eine hohe Empfindlichkeit, sodass ein Mikrofon-Vorverstärker notfalls verzichtbar ist. Häufig vermag diese Lösung aber nicht zu überzeugen. Bessere Ergebnisse verspricht der Line-Eingang. Dann aber ist ein Vorverstärker Pflicht.

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Hobbybox ermöglicht alle gängigen Lautsprechermessungen bei besonders einfacher Handhabung.

Sehr ordentliche Programme für Lautsprechermessungen via Soundkarte sind "Hobbybox" von Walter Fröhlich (Speaker-Vertrieb) und "ATB PC" von Kirchner Elektronik (Vertrieb: Intertechnik). "Hobbybox" ist ein recht universelles Werkzeug für Lautsprecher- und Verstärkermessungen: Schalldruck-Frequenzgang nach Betrag und Phase, Wasserfallspektrum und Impedanz-Frequenzgang gehören zu seinen Fähigkeiten. Für den Betrieb ist eine Voll-Duplex-fähige Soundkarte erforderlich. Es kostet zirka 150 Euro.

"ATB PC" für knapp 100 Euro nutzt die Soundkarte lediglich zur Schallanalyse. Die Messsignale kommen von der mitgelieferten DVD. Daher ist der qualitativ minderwertige Multiplex-Betrieb vieler Soundkarten bei gleichzeitiger Aufnahme und Wiedergabe nicht erforderlich.

Einen großen Schritt weiter geht "ARTA" des Akustik-Spezialisten Dr. Ivo Mateljan, Elektrotechnik-Professor an der Universität Split/Kroatien. ARTA bietet Funktionen, die Profi-Messsystemen wie MLSSA oder DAAS nicht nachstehen. Neben Frequenzgängen und Wasserfallspektren ermöglicht es umfangreiche Spektralanalysen und Klirrfaktormessungen sowie die Untersuchung von Raumakustik und Sprachverständlichkeit. Die lauffähige Demo-Version ist kostenlos, der Lizenzschlüssel für die Vollversion mit knapp 80 Euro verblüffend preiswert.

Um Lautsprecher fehlerfrei simulieren zu können, muss die Software ein möglichst realistisches Boxenmodell verwenden. Chancenlos sind Programme, die nur auf Basis der Thiele-Small-Parameter (TSP) agieren. "AJHorn" (AJ-Systems; um 120 Euro) verwendet ein fortschrittliches Lautsprechermodell, das zusätzlich zu den TSP zwei Impedanz-Messpunkte bei 1 und 10 Kilohertz auswertet und so zu verblüffend genauen Tieftonsimulationen gelangt. Nicht nur geschlossene und Bassreflex-Systeme simuliert es; seine Stärke liegt in der souveränen Verarbeitung von Schall-Wellenleitern, also Hornlautsprechern und Transmissionlines.

Simulationen für den gesamten Frequenzbereich gelingen erst nach einem Messdaten-Import. Das kostenlose "BoxSim" (www.boxsim.de ) steht hier in der Pole Position: Es verarbeitet bis zu acht Lautsprecherchassis in einer Konstruktion, berechnet die Schallbeugung an den Gehäusekanten und gibt den Frequenzgang in 20 unterschiedlichen Winkeln vertikal und horizontal zur Hauptabstrahlachse aus.

Fazit:

ARTA als Messprogramm, AJHorn für die Gehäusekonstruktion und BoxSim für die Frequenzweichenentwicklung bieten dem Anwender ein komplettes Lautsprecherlabor auf Profi-Niveau.

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