Software für den Lautsprecherbau: WinISD, VituixCAD, Hornresp, REW

Wer mit dem Lautsprecherbau anfängt, merkt bald, dass jeder Teil des Entwurfs sein eigenes Programm hat. Eins für das Gehäuse, ein anderes für die Weiche, ein drittes zum Messen. Die meisten sind kostenlos, und es sind hervorragende Werkzeuge. Hier ein Überblick über die verbreitetsten, wofür sie da sind und wie Loudsmith mit ihnen zusammenarbeitet.

Gehäusesimulation

WinISD

Ein kostenloser Windows-Klassiker. Er simuliert geschlossene Gehäuse, Bassreflex, Bandpass und Passivmembranen. Er zeigt Frequenzgang, Membranhub, Luftgeschwindigkeit im Rohr und Gruppenlaufzeit. Für eine schnelle Abschätzung eines Bassgehäuses ist er immer noch eines der besten Werkzeuge. Weichen, Leitungen und Plattenmaße kann er nicht.

Hornresp

Das Programm von David McBean ist kostenlos und der Standard für alles, was ein Horn enthält: Hörner, rückwärtige Hörner, Transmission Lines, TQWT und Bandpassgehäuse. Es ist eine eindimensionale Simulation und kommt daher gut mit Wellen zurecht, die entlang einer Leitung oder eines Horns laufen. Die Oberfläche ist spartanisch und braucht Einarbeitung. Wer ein Frugel-Horn oder ein rückwärtiges Horn bauen will, kommt ohne Hornresp nicht weit.

Die Arbeitsblätter von Martin J. King

Mathematische Modelle von Viertelwellenleitungen in MathCad. Ein Großteil des heutigen Verständnisses von TQWT und ML-TL stammt aus ihnen. Sie sind für nichtkommerzielle Nutzung gedacht und brauchen eine kostenpflichtige MathCad-Lizenz, deshalb nutzt sie heute nur ein kleiner Kreis. Die Zusammenfassung seiner Methode ist aber sehr lesenswert.

Online-Rechner

Zum Beispiel der Boomspeaker-Rechner oder die Formeln auf usenclosure.com. Für eine erste Abschätzung von Volumen und Rohrlänge reichen sie, aber sie decken nur ein ideales geschlossenes Gehäuse und Bassreflex ab. Die Formeln dahinter erklärt Gehäuseberechnung Schritt für Schritt.

Weichenentwicklung

VituixCAD

Das Programm von Kimmo Saunisto ist kostenlos (mit Spendenmöglichkeit) und für viele heute das beste Weichenwerkzeug. Es beherrscht passive und aktive Mehrwegesysteme mit vielen Chassis. Es berechnet die Abstrahlung außerhalb der Achse und die Schallleistung und hat eigene Werkzeuge für Kantenbeugung und Gehäuse. Damit die Ergebnisse aussagekräftig sind, braucht es gemessene FRD- und ZMA-Dateien für jedes Chassis, idealerweise auch außerhalb der Achse.

Passive Crossover Designer (Jeff Bagby)

Eine kostenlose Excel-Tabelle und ihr Nachfolger WinPCD, der kein Excel braucht. Eine ganze Generation von Selbstbauern hat damit die Weichenentwicklung gelernt. Auch er arbeitet mit FRD und ZMA, aber nur auf der Achse.

BoxSim (Visaton)

Ein kostenloses deutsches Programm des Chassisherstellers Visaton. Es simuliert Gehäuse, Weiche und Abstrahlung und hat die Visaton-Chassisdaten eingebaut, was es für deren Bausätze beliebt macht.

LspCAD

Ein kommerzielles Programm, das lange zu den Standards gehörte. Es wird zum Beispiel in studentischen Abschlussarbeiten an der TU Brünn verwendet.

Kantenbeugung an der Schallwand

The Edge von Tolvan ist ein kleiner kostenloser Simulator für die Kantenbeugung an der Schallwand. Lange war er das Referenzwerkzeug, aber er hat Grenzen: Er modelliert nur eine flache Schallwand ohne Gehäusetiefe und kommt mit mehreren Chassis gleichzeitig schlecht zurecht. Heute ersetzt ihn oft das Modul in VituixCAD.

Messung

REW (Room EQ Wizard)

Das Programm von John Mulcahy ist kostenlos und der Standard zum Messen von Lautsprechern wie von Räumen. Es misst mit einem Sweep und einem Messmikrofon, mit einer Messschaltung auch Impedanz und Thiele-Small-Parameter. Es liefert FRD- und ZMA-Dateien für das Weichenprogramm. Es ist sehr leistungsfähig und deshalb auch komplex.

Für eine erste Messung ganz ohne Installation hat Loudsmith die Lautsprechermessung direkt im Browser. Sie misst den Lautsprecher aus Entfernung und aus der Nähe, fügt beides zu einer Kurve zusammen und exportiert eine FRD. Für die Impedanz brauchst du weiterhin REW oder ein anderes Programm mit Messschaltung.

Wo Loudsmith dazupasst

Der klassische Ablauf heißt: zwischen fünf Programmen springen und Parameter von Hand kopieren. Loudsmith bringt den ganzen Entwurf an einem Ort im Browser zusammen:

Schritt	Der klassische Weg	In Loudsmith
Chassiswahl	Datenblätter, Tabellen	ein Katalog mit 1.604 Chassis mit Preisen und Parametern
Gehäuse	WinISD, Hornresp	bis zu acht Typen auf einmal, darunter TL, TQWT, ML-TL und offene Schallwand
Weiche	VituixCAD, PCD	automatischer Entwurf nach akustischem Ziel mit Bauteilen, die du kaufen kannst
Maße und Platten	von Hand, CAD	Zeichnung, Zuschnittliste, 3D-Modell
Einkauf	von Hand	eine Einkaufsliste mit Preisen
Raum	REW, Schätzung	der Raumplaner mit Moden und Reflexionen
Messung	REW	Messung im Browser, FRD zurück in den Entwurf

Ehrlicherweise auch zu den Grenzen: Loudsmith simuliert keine Hörner, rückwärtigen Hörner oder Bandpassgehäuse. Es modelliert weder Membranaufbrüche noch die Abstrahlung außerhalb der Achse. Darin sind Hornresp und VituixCAD besser. Ein sinnvoller Ablauf ist, den Lautsprecher in Loudsmith zu entwerfen, ihn zu bauen, zu messen und bei einem anspruchsvollen Projekt die Weiche in VituixCAD mit Messungen außerhalb der Achse fein abzustimmen. Die gemessene FRD kann auch zurück in Loudsmith, das die Weiche dann auf echten Daten neu berechnet.

Welches Programm wofür

• Ein erster Lautsprecher, ein schneller kompletter Entwurf: Loudsmith.
• Nur ein Bassgehäuse oder ein Subwoofer: WinISD oder Loudsmith.
• Ein Horn, ein rückwärtiges Horn oder eine ungewöhnlich geformte Leitung: Hornresp.
• Feinabstimmung einer Weiche mit Messungen außerhalb der Achse: VituixCAD.
• Messung und Impedanz: REW, oder Loudsmith für eine schnelle Messung ohne Installation.