PassivStrahler Technologie
Ein Passiv-Radiator (engl. drone cone) kann anstelle eines Bassreflexrohres eingesetzt werden. Genau wie dieses arbeitet der Passiv-Strahler nach dem Helmholtz-Prinzip und wir bekommen ein ähnliches Resultat wie mit einem Rohr, welches auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt ist. Es gibt allerdings auch einige Unterschiede.
Der Passiv-Strahler entspricht im Wesentlichen einem Bassreflexrohr mit dem gleichen Durchmesser wie die Membran, die (einstellbare) Masse des Passiv-Radiators dem der schwingenden Luftmasse in diesem Rohr. Solch ein Rohr wäre allerdings für die meisten Boxen viel zu groß und vor Allem zu lang, als dass man es unterbringen könnte.
Die bewegte Masse des Passiv-Strahlers kann vom Konstrukteur so eingestellt werden, dass die gewünschte Tuning Frequenz erreicht wird. Je höher die bewegte Masse, desto niedriger die Tuning Frequenz und umgekehrt. Mit der korrekten Masse kann die Tuningfrequenz also sehr niedrig eingestellt werden, auch in relativ kleinen Gehäusen. Schallabstrahlung bis hinab zu 20 Hz kann so erzielt werden ohne dass man ein voluminöses Bassreflexrohr im Gehäuse unterbringen müsste.
Ein Passiv-Strahler verursacht keine Luftturbulenzen oder Strömungsgeräusche, Rohrresonanzen oder stehende Wellen wie bei Bassreflexrohren können das Musiksignal nicht modulieren. Dieses Modulationsproblem ist besonders bei 2-Wege Konstruktionen wichtig, wo der Basstreiber bis in den Mitteltonbereich arbeitet und wesentlich empfindlicher ist für Intermodulationsverzerrungen, die sich im Mittelton mit dem Musiksignal vermischen. Verzerrte und zeitverzögerte Schallanteile werden so durch das BR Rohr abgestrahlt. Ein PR ist üblicherweise akustisch fast dicht und verhindert, dass Frequenzen oberhalb der Tuning Frequenz abgestrahlt werden.
Das Diagramm unten zeigt den Schalldruckverlauf am BR Rohr und einem Bass/Mitteltöner
Ein großer Teil des Mitteltonsignals wird über das BR Rohr phasenverschoben abgestrahlt und erzeugt bei 550 Hz einen Einbruch beim Tiefmitteltöner.
Im Vergleich zu einem BR System arbeitet der Tieftöner unter kontrollierteren Bedingungen, da die Nachgiebigkeit des PR extreme Auslenkungen verhindert. Für eine korrekte Abstimmung benötigt man für den PR eine deutlich größere Fläche als für den aktiven Treiber. Die Resonanz des PR liegt nämlich typischerweise um den Faktor Wurzel 3 unter der des aktiven Basstreibers. Bei gleichem Schalldruck muss vom PR also 2-4 mal mehr Luft (abhängig vom Alignement) bewegt werden. Folgerichtig sollte der PR mindestens die doppelte Fläche des aktiven Basstreibers aufweisen.
Die unten dargestellten Graphen verdeutlichen dies:
5mm Auslenkung bei 35 Hz des aktiven Basstreibers gegenüber 12mm Auslenkung bei 23 Hz des PR
Eine typische Abstimmung mit einem Q von 0,6 ist hier benutzt worden.
In den Datenblättern unserer PR finden Sie ein Diagramm zur Ermittlung der korrekten Zusatzmasse bei gegebenem Boxvolumen und gewünschter Tuningfrequenz. Beispielhaft ist hier das Diagramm des P280 abgebildet.
Die Schattierung um den Graphen verdeutlicht, dass die Resonanzfrequenz des PR keine Konstante ist. Sie variiert mit der Auslenkung, da alle heutzutage verwendeten Zentrierspinnen eine progressive Charakteristik haben.
In den Datenblättern unserer PR ist die Resonanzfrequenz Fs bei einer Auslenkung von 3mm gemessen worden. Dies liefert ein realistischeres Bild zur Berechnung der Tuningfrequenz in der Box. Die Graphen im Diagramm sind ebenso berechnet worden.
Zur Berechnung der Tuningfrequenz einer gegebenen Zusatzmasse und Boxvolumen muss zunächst die resultierende Nachgiebigkeit errechnet werden:
Cmsr = 1 / [ (1/Cms) + 1/( (Vb/Vas) x Cms) ] (1)
mit Cmsr: resultierende Nachgiebigkeit
Cms: Nachgiebigkeit des PR
Vas: Equivalenzvolumen des PR
Vb: gewünschtes Boxvolumen
Dann können wir die Cmsr in die zweite Gleichung einfügen, um die Resonanzfrequenz zu erhalten:
Fres = sqrt [ 1 / (Cmsr x Mres x 4 pi^2) ] (2)
mit Mres: Mms + extra mass
Bei Verwendung von 2 PR für ein gemeinsames Boxvolumen muss Vb in den Berechnungen oder beim Ablesen der Graphen halbiert werden.