Berühmte Selbstbau-Konzepte: Leitungen, Hörner, Dipole, Zweiwege

Selbstbaulautsprecher sind nicht nur Bassreflex. In über hundert Jahren sind viele Konzepte entstanden, die dasselbe Problem lösen, nämlich was mit dem Schall von der Rückseite der Membran geschehen soll, jedes auf seine Weise. Gehen wir die interessantesten durch, mit Beispielen, die zu Legenden geworden sind.

Viertelwellenleitungen: Voigt, TQWT und ML-TL

Die rückwärtige Welle geht nicht in ein geschlossenes Volumen, sondern in eine lange Leitung. Bei der Frequenz, bei der die Leitung ein Viertel der Wellenlänge lang ist, spielt die Öffnung der Leitung in Phase mit der Membran und verstärkt den Bass.

Die Voigt-Pfeife ist die älteste Form, 1934 von Paul Voigt patentiert. Die Leitung weitet sich zur Öffnung hin, die oben oder unten an der Säule sitzt.
Die TQWT ist ihre moderne Form, mit einer Öffnung, die kleiner ist als der Leitungsquerschnitt. Das bekannteste Beispiel ist die Needle mit einem Dayton-RS100-Breitbänder. Im deutschsprachigen Raum hat die Mindstorm (CT 213), als Ur-TQWT aus HiFi-Selbstbau bezeichnet, einen ähnlichen Ruf.
Die ML-TL (Mass-Loaded Transmission Line) ist eine gerade oder leicht verjüngte Leitung mit einem Rohr am Ende. Das Rohr fügt Masse hinzu, sodass die Leitung kürzer sein kann. Martin J. King hat diesen Typ ausführlich ausgearbeitet.
Die Transmission Line im engeren Sinne ist eine lange, stark bedämpfte Leitung, deren Ziel eher ist, die rückwärtige Welle zu schlucken und den Bass sanft zu unterstützen.

Leitungen passen zu Breitbändern mit niedrigem Qts und zu schlanken Säulen, bei denen die Höhe nichts kostet. Ein Archiv älterer Seiten über Voigt-Pfeifen findest du bei Real World Audio.

In Loudsmith: TQWT, ML-TL und Transmission Line gehören zu den Gehäusetypen. Die ML-TL wird als gerade Leitung mit einem Rohr am Ende berechnet: Die Leitung ist das Innere der Säule, ihre Länge ist die Innenhöhe, und die Position des Chassis kommt aus der Zeichnung. Das Rohr wird aus käuflichen Bassreflexrohren so gewählt, dass die Luft darin unter 17 m/s bleibt. In der Projektbibliothek findest du die Needle und die ML-TL von Martin J. King für den Lowther DX.

Rückwärtige Hörner: das Frugel-Horn und Nagaoka

Ein rückwärtiges Horn führt die rückwärtige Welle durch ein gefaltetes, allmählich weiter werdendes Horn. Das Horn erhöht den Wirkungsgrad im Bass, sodass ein Breitbänder lauter und tiefer spielt, als seine Größe vermuten lässt.

Das bekannteste kleine Beispiel ist das Frugel-Horn, ein offener Eckhorn-Entwurf für einen 4"-Breitbänder. Laut seinen Autoren wurden über tausend Exemplare der Version Mk3 gebaut. Es ist für eine Raumecke gedacht, die als Verlängerung des Hornmunds wirkt. Kritiker in den Foren weisen darauf hin, dass ein echtes Horn für tiefen Bass einen riesigen Mund braucht, kleine Hörner also vor allem dank der Ecke funktionieren. In Japan gibt es die Tradition der Nagaoka-Entwürfe mit Hörnern mit doppeltem Mund.

In Loudsmith: Hörner simulieren wir noch nicht. Das beste Programm dafür ist Hornresp, siehe Software für den Lautsprecherbau.

Offene Schallwände und Dipole: Linkwitz ORION und LX521

Die radikalste Antwort auf die rückwärtige Welle: Lass sie frei abstrahlen. Ein Chassis auf einer bloßen Schallwand spielt nach vorne und nach hinten gegenphasig, strahlt also in Form einer Acht ab und zur Seite fast nichts. Der Raum wird durch Seitenwandreflexionen weniger angeregt, und der Klang wirkt räumlich und natürlich.

Der Preis: Unterhalb einer Frequenz, die die Schallwandbreite bestimmt, löschen sich vordere und hintere Welle aus, und der Bass fällt mit 6 dB pro Oktave. Das muss entzerrt werden und braucht langhubige Tieftöner. Siegfried Linkwitz nannte die offene Schallwand die anspruchsvollste Umgebung für einen langhubigen Tieftöner. Sein ORION nutzt zwei 10"-Tieftöner und eine aktive Weiche mit Entzerrung. Der aktive Vierwege-Dipol LX521 von 2012 gilt vielen noch heute als Gipfel dieses Ansatzes (Test).

In Loudsmith: Die offene Schallwand ist einer der acht Gehäusetypen. Das Modell beruht auf den Dipolmodellen von Linkwitz. Die Bibliothek enthält von Linkwitz den ORION-3, den Subwoofer THOR und den PLUTO-2.1 sowie mehrere offene H-Frame-Schallwände von Martin J. King.

Passivmembran

Eine Membran ohne Magnet statt eines Rohrs. Sie leistet dasselbe wie Bassreflex, aber ohne Strömungsgeräusch und Rohrresonanz, und passt besonders zu kleinen Gehäusen, in die ein langes Rohr nicht hineinpassen würde. Warum ich sie für meinen eigenen Lautsprecher gewählt habe, ist in Gehäuseberechnung Schritt für Schritt durchgerechnet.

Bewährte Zweiwege-Lautsprecher

Für den ersten Bau geben die Foren denselben Rat: Bau einen bewährten Entwurf. Er ist gemessen, abgestimmt und von Hunderten Leuten gebaut. Drei Entwickler werden am häufigsten genannt:

John Krutke, Zaph Audio. Dutzende gründlich gemessene Entwürfe, etwa die ZA5-Reihe, die ZD5 oder die ZA-SR71. Seine Weichen sind meist so einfach wie möglich. Das Archiv wird nicht mehr aktualisiert, ist aber noch online.
Paul Carmody. Beliebte Entwürfe für Einsteiger und Fortgeschrittene und eine Einstiegsanleitung, die erklärt, warum man mit einem bewährten Entwurf anfangen sollte.
Troels Gravesen. Ein dänischer Entwickler mit Dutzenden gründlich dokumentierten Projekten, etwa der CNO-25. Jantzen Audio verkauft Bausätze nach seinen Entwürfen.

Weitere Quellen bewährter Entwürfe sind Humble Homemade Hifi (frei für den privaten Gebrauch) und im deutschsprachigen Raum Visaton mit den Jahrbüchern HiFi Bauvorschläge, darunter zum Beispiel die Säule VIb 2000 GF.

In Loudsmith: Die Projektbibliothek enthält 66 Entwürfe: 29 von Zaph Audio (ZA5.2, ZD5, ZA-SR71, den ZRT Revelator und mehr), 12 von Martin J. King, 3 von Linkwitz und die Nova Andromeda von Humble Homemade Hifi. Jeden öffnest du mit einem Klick und siehst Frequenzgang, Weiche und Zeichnung.

Auf einen Blick

Konzept	Rückwärtige Welle	Stärken	Schwächen	In Loudsmith
Geschlossen	geschluckt	straffer Bass, kleines Gehäuse	geringerer Wirkungsgrad im Bass	ja
Bassreflex	Rohr	tieferer Bass aus demselben Volumen	Rohrgeräusch, Rohrresonanz	ja
Passivmembran	Membran	wie Bassreflex, ohne Geräusch	Kosten, steilerer Abfall	ja
TQWT, Voigt, ML-TL	Leitung	Bass aus einer schlanken Säule	hohes Gehäuse, Abstimmung der Bedämpfung	ja (TQWT, ML-TL, TL)
Rückwärtiges Horn	Horn	hoher Wirkungsgrad	großes, aufwendiges Gehäuse, Verfärbungen	nein
Offene Schallwand	frei	räumlicher Klang, weniger Reflexionen	Bass muss entzerrt werden	ja

Lust, eines auszuprobieren? Öffne die App, wähle einen Entwurf in der Projektbibliothek und sieh dir seine Berechnung an. Oder gib deine eigenen Chassis ein und vergleiche alle Gehäusetypen auf einmal.