Passivmembran: Bassreflex ohne Rohr

Eine Passivmembran ist ein Chassis ohne Magnet und Schwingspule, nur eine Membran mit Aufhängung. Sie wird statt eines Reflexrohrs eingebaut und leistet dasselbe: Im Bass spielt sie zusammen mit dem Chassis. Sie vermeidet aber das Rauschen strömender Luft und ein langes Rohr, das in ein kleines Gehäuse nicht hineinpassen würde.

Schnitt durch ein Gehäuse mit Passivmembran. Oben das Chassis, darunter die Passivmembran, eine Membran ohne Magnet. Sie schwingt durch den Luftdruck im Gehäuse, und das Gewicht auf ihr bestimmt die Abstimmung.

Wie es funktioniert

Die Masse der Passivmembran und die Federung der Luft im Gehäuse bilden einen Resonator wie beim Reflexrohr. Die Masse lässt sich mit einem Zusatzgewicht erhöhen, wodurch die Abstimmung nach unten wandert. Anders als ein Rohr hat die Passivmembran auch eine eigene Aufhängung, die federt. Unterhalb ihrer Resonanz hört die Passivmembran daher nicht nur auf, den Bass zu unterstützen, sie zieht ihm sogar etwas ab, sodass der Abfall unterhalb der Abstimmung noch steiler ist als beim Rohr.

Die Passivmembran braucht viel Hub. Ihr Verdrängungsvolumen, also Fläche mal Hub, sollte etwa doppelt so groß sein wie das des Chassis, sonst schlägt sie bei lautem Bass an. Deshalb nimmt man oft zwei Passivmembranen oder eine größere.

Was die Berechnung zeigt

Alle Diagramme der Artikelserie über Gehäusetypen berechnet Loudsmith für denselben 6,5"-Tieftöner SB Acoustics SB17NRX2C35-8 (Fs 36,5 Hz, Qts 0,43, Vas 27 l), damit man sie vergleichen kann. 0 dB ist der Pegel des Chassis im Mitteltonbereich. Ein Gehäuse mit 27,2 l und zwei Passivmembranen Purifi PTT8.0PR, jede mit 17 g Zusatzgewicht, abgestimmt auf 34 Hz.

GesamtMembranPassivmembranenGeschlossenes Gehäuse 13,6 l zum Vergleich

Passivmembran 27,2 l, Abstimmung 34 Hz. Abfall um 3 dB bei 34 Hz, bei 30 Hz um 6 dB. Unterhalb der Abstimmung fällt sie steiler ab als Bassreflex.

Die Impedanz hat wie bei Bassreflex zwei Spitzen, 35 Ω bei 23 Hz und 47 Ω bei 57 Hz, mit dem Minimum bei der Abstimmung.

Vor- und Nachteile

Vorteile: kein Rohrrauschen, keine Rohrresonanz im Mitteltonbereich, Abstimmung auch in einem kleinen Gehäuse. Die Abstimmung lässt sich mit dem Gewicht auch nach dem Bau noch anpassen.
Nachteile: Passivmembranen sind teurer als ein Rohr, brauchen Platz auf einer Gehäusewand und freien Hub. Unterhalb der Abstimmung fällt der Bass steiler ab, und die Passivmembran kann bei kräftigem Bass hörbar anschlagen.

Für welches Chassis und welchen Raum

Am meisten lohnt sie sich in kleinen Gehäusen, in denen ein Rohr länger als das Gehäuse sein müsste, und bei Subwoofern, bei denen ein Rohr rauschen würde. Für ein Gehäuse an der Wand ist eine Passivmembran vorn oder seitlich besser.

Bekannte Konstruktionen

Purifi SPK16: ein 6,5"-Tieftöner und zwei Passivmembranen in etwa 19 l. In der Bauanleitung gibt Purifi eine Abstimmung von 33,2 Hz aus dem Impedanzminimum an. Den Entwurf beschreibt Purifi in einem technischen Artikel: Das Optimum liegt bei etwa 22 l, die Passivmembranen werden auf fast 70 g beschwert und im Tieftönerzweig liegen insgesamt etwa 1 Ω.
Audio Judgement hat ein kleines Gehäuse mit zwei Passivmembranen Dayton ND90-PR gemessen. Ohne Gewicht liegt die Abstimmung bei 95 Hz, mit 10,7 g bei 62,6 Hz. Loudsmith berechnet für dasselbe Gehäuse 95,2 und 62,2 Hz.
Mein Regallautsprecher Tang Band und Peerless hat 9,5 l und eine Passivmembran SB15SFCR-00, weil ein Rohr nicht hineingepasst hätte.

In Loudsmith

Loudsmith wählt aus dem Shop-Angebot eine Passivmembran mit genug Hub und berechnet das Gewicht für die gewählte Abstimmung. Bei der Abstimmung rechnet es mit demselben Volumen wie die Simulation, einschließlich der Dämmung des Gehäuses.

Serie Gehäusetypen: geschlossen · Bassreflex · Passivmembran · aperiodisch · Transmission Line · TQWT · ML-TL · offene Schallwand · rückwärtiges Horn. Die Formeln findest du im Artikel Gehäuseberechnung Schritt für Schritt.