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Car-Hifi-Grundlagen: Teil 1

(Quelle: Boston Acoustics)
Der folgende Beitrag wird einige grundsätzliche Hinweise zum Einbau einer konsequent auf perfekten Klang getrimmten Hifianlage im Auto geben. Diese Zusammenhänge gelten natürlich nicht nur für den BMW E30. Dazu ist zu sagen, daß hier die Erfahrungen des Autors wiedergegeben werden und teilweise andere Meinungen existieren.Vor allen die Printmedien verbreiten lieber Sensationen, wahrscheinlich um Kaufreiz zu erwecken, als daß sie ihrer Informationspflicht nachkommen. Worauf es aus meiner Sicht bei der Konzeption einer audiophilen Car-Hifianlage ankommt, erfahren sie in dieser Grundlagenreihe.
Für Anregungen und Diskussionen steht die email Adresse zu Verfügung.

Der erste und wichtigste Schritt: Wahl des Frontsystems
Den wichtigsten Grundstein für spätere klangliche Höhenflüge legt man durch die Auswahl eines geeigneten Frontsystems. Hier sollten die persönlichen Hörgewohnheiten analysiert werden. Dynamikfreaks stellen an die Belastbarkeit und den Maximalpegel hohe Ansprüche. Dreiwegesysteme mit viel Membranfläche können diese Aufgabe natürlich besser erfüllen, als kleine aber feine Zweiwegesysteme. Zweiwegesysteme haben aufgrund einfacherer Frequenzweiche wiederum klangliche Vorteile. Zwischen diesen Möglichkeiten sollte man sich entscheiden. In den meisten Fällen ist ein gutes 16 cm Zweiwegesystem die richtige Wahl. Auch Carhifineulinge sollten sich dafür entscheiden.

    16cm Zweiwegesysteme: Leider ist es für den Laien nicht immer einfach wirklich gute Systeme von 0815-Schrott zu unterscheiden. Auch Markennamen schützen vor Billigstchassis nicht. So ist das, was man für 200 DM in großen Elektronikmärkten (beispielsweise von Sony, Magnat, Infinity Beta) bekommt, wirklich nicht als Qualität zu bezeichnen. Mickrige Hochtöner mit schrill klingenden Plastikmembranen und labile Blechkorbe zusammen mit obligatorischem Elko als Frequenzweiche mögen vielleicht reichen, um zischelnd neben mir an der Ampel stehend die Passanten zu belästigen. Mit Hifi hat das nichts zu tun. Dabei ist Qualität nicht unbedingt teurer. Es gibt in dieser Preisklasse durchaus Schnäppchen. Herausragend dabei das JBL SR 170 System mit echt kleinem  aber hochwertigem Hochtöner ein. Weiterhin sehr empfehlenswert sind die CANTON Systeme RS 1, RS2, RS 2.16, alle mit perfektem Titanhochtöner. Vor allem bei den Auslaufmodellen RS1 und  RS2 läßt sich eine Menge Geld sparen. Qualität heißt: externeWeiche mit MKT Kondensatoren im Hochtonbereich, stabile Körbe bei den Tiefmitteltönern und  vernünftigen Hochtöner. Beim Durchblättern des Anzeigenteils der autohifi 2/99 sind mir folgende Angebote aufgefallen:
Canton RS 2.16      neutrales 2-Wege  16,5 cm Euronorm Bass 25mm Hochton  (besonders billig bei  HOT DEALS: 07161/72077)  180 DM
Phonocar 02/580   kickbassstarkes 2-Wege System 16,5 cm Bass (AUTORADIO BLITZ-VERSAND: 05223/99880)                         325 DM
JBL SR 170W System   lebendiges 2-WegeSystem 16,5 cm Bass (einige Exemplare bei Promarkt (Cottbus))                                    349 DM

    Highend 13cm /16cm Zweiwegesysteme: Vielleicht ist der Begriff Highend etwas abgegriffen, gemeint sind damit Systeme die mit den besten Chassis bestückt sind, die der Markt hergibt und deren Weiche mit klanglich hochwertigen Bauteilen bestückt sind. Profis passen die Weiche den Gegebenheiten im konkreten Auto an, oder verwenden gleich eine Eigene. Das ist im Prinzip nicht so schwierig, wie es immer dargestellt wird. Auch ohne Meßtechnik läßt sich mit einem geübten Gehör eine gut abgestimmte 12dB Zweiwegeweiche entwickeln.
    Empfehlenswerte Systeme der Highend-Klasse sind beispielsweise Boston ProSeries 6.5, Dynaudio System 240, Focal 165 KEX, JBL 508 GTI. Selten finden sich solche Lautsprecher bei den billigen Direktversendern. Die Preise bei einem Fachhändler liegen zwischen 1000 und 1200 DM. Der Kauf einzelner Chassis und der nachfolgende Entwurf einer hochwertigen Weiche kann sich für erfahrene Lautsprecherselbstbauer lohnen.
Entwurf einer Zweiwegeweiche:

Die nachfolgende Anleitung funktioniert nur mit gutmütigen Chassis ohne ausgeprägte Resonanzerscheinungen und bei ideal gestalteten Einbauorten in der Tür oder im Fußraum (Kickpanel). Die akustisch ungünstige Gestaltung des Autoinnenraums mit vielen glatten Flächen und störenden Kanten machen eine Abstimmung ohne Meßtechnik natürlich schwierig, aber nicht unmöglich. Je nach Größe des Hochtöners und des Tieftöners Übernahmefrequenz festlegen. Aufgrund des höheren Lautstärke im Auto sind höhere Trennfrequenzen als im Heimbereich üblich (die fettgedruckten Kombinationen sind zu bevorzugen):
20 mm Hochtöner und 13 cm Tiefmitteltöner : 4000 - 5000 Hz
25 mm Hochtöner und 13 cm Tiefmitteltöner : 3000 - 4000 Hz
25 mm Hochtöner und 16 cm Tiefmitteltöner: 3000 - 4000 Hz
20 mm Hochtöner und 16 cm Tiefmitteltöner : 4000 - 5000 Hz

Mittels PC-Programm oder mit Taschenrechner sind die benötigten Werte der Bauteile zu berechnen:

Die errechneten Werte der Reihenkapazität im Hochtonbereich ist etwa zu halbieren, die Reiheninduktivität im Tieftonzweig ist zu verdoppeln. Dadurch ist eine grobe Entzerrung vorgenommen (ansonsten zu lauter Mitteltonbereich leicht abgesenkt). Die Weiche  wird nun aufgebaut und das im Auto eingebaute System damit angehört. Die Weiche sollte noch freizugänglich sein. Durch Variation der Bauteile kann die Abstimmung modifiziert werden. Meist liegt der Wirkungsgrad des Hochtöners über dem des Tieftonchassis.Ein Widerstand (2 bis 10 Ohm) vor dem Hochtonzweig sorgt für eine Anpassung. 

    Dreiwegesysteme: Vorteile haben sie vor allen in der Kategorie Pegelfestigkeit. Nachteilig sind theoretische Verluste bei der Räumlichkeit aufgrund der zwei Übernahmefrequenzen mit ihren Phasenfehlern. Oft läßt sich aber bei Dreiwegesystemen eine Plazierung der Mitteltöner nahe bei Hochtöner besser realisieren (aufgrund der geringeren Größe des Mitteltöners).Bei einer niedrigen Übernahmefrequenz zwischen Mittel und Tieftöner sind ausserdem nur geringe Abstriche in Sachen Räumlichkeit zu erwarten.
(Quelle: Boston Acoustics)
Ein weiterer Vorteil ist die große Membranfläche im Bassbereich. Damit läßt sich eine niedrige Übernahmefrequenz  zum Subwoofer sicherstellen. Das ist aber wiederum eine wichtige Forderung um sicherzustellen, daß der Bass im Kofferraum nicht geortet werden kann. Alles in allem stellen Dreiwegesysteme im Auto die vielleicht bessere Frontbeschallung, gegenüber hochwertigen 16cm Zweiwegesysteme dar. Hier muß der persönliche Geschmack entscheiden.
Canton RS 3.22         20cm, 13cm, 25mm 3-Wege-System (bei fast allen Versendern lieferbar)                                                   449-499 DM
Canton RS 5              20cm, 10cm, 25 mm 3-Wege-System, Auslaufmodell ähnlich RS 3.22 (Schaulandt Berlin)                               299 DM 
Infinity Kappa CS1    6x9", 10cm, Bändchen Hochton, exclusiv bestücktes 3-Wege-System (CSS: 0711/182188)                           399 DM

Rainbow CS 360 P    16cm  10cm 25 mm  3-Wege Referenzsystem (leider keine genauen Versandpreise, ca.700 DM)   empf. VK 1300 DM

Der zweite Schritt: Der perfekte Einbau
Stabilität: Große Dreiwegesysteme stellen natürlich einige Ansprüche an die Stabilität der Tür und deren Verkleidung. Darum ist es im E30 garnicht mal so schlecht bestellt. Zusätzliche Stabilität durch Doorboards und dämpfende Matten am Blech sind nicht nur empfehlenswert sondern Pflicht. Die dem Lautsprecherchassis zugeführte Energie soll ja schließlich nicht in Bewegungsenergie der Verkleidungsteile umgewandelt werden, sondern die Luftmoleküle zum Schwingen anregen.  Jedes Klappern bedeutet energetisch gesehen Verlust an Pegel. Für gleiche Lautstärke muß also in einer klapprigen Tür  der Regler weiter aufgedreht werden. Das stabil eingebaute  System findet deutlich bessere Bedingungen vor. Das hört man sicherlich am ehesten am deutlich präziseren und druckvolleren Bassbereich. Aber auch der Hochmitteltonbereich bedankt sich mit gesteigerter Raumabbildung. Nicht umsonst versuchen die Home-Hifi Freaks mit Spikes eine mögliche (minimale) Taumelbewegung ihrer Boxen zu unterdrücken. Dieses minimale Taumeln mag auf den ersten Blick klanglich uninteressant zu sein. Es wirkt aber wie eine Amplitudenmodulation auf den abgestrahlten Schall des Hochtöners und führt zu einer Nervösität bei der Wiedergabe.
    Plazierung: Neben der Stabilität ist die richtige Plazierung der Chassis wichtig. Mittel- und Hochtöner sollten immer dicht zusammen plaziert werden. Das Gehör ist in diesem Bereich sehr empfindlich und kann bei zu großer Entfernung zwischen beiden Phantomschallquellen nur schwer oder fehlerhaft orten. Die Musikdarbietung wirkt sehr zerrissen. Meiner Meinung ist es besser den Hochtöner zu tief zu montieren, als den Abstand zum Mitteltöner größer als einige Zentimeter werden zu lassen. Vielfach wird auch die Plazierung eines Kickpanels im Fußraum empfohlen. Vorteile sind dann eine optimale Ausrichtung und eine enge Montage der Hoch- und Mitteltöner. Nachteilig ist natürlich die Gefahr der Beschädigung und die sehr niedrige Stererobasis. Sinnvoller sind optimal angepaßte Doorboards mit auf Kopfhöhe ausgerichteten Hoch- und Mitteltönern. Der Hochtöner kann dann deutlich höher plaziert werden. Das Staging befindet sich auf Armaturenbretthöhe. 
    Bündiger Einbau: Um ein Doorboard wirklich perfekt zu machen, sollten die Chassis versenkt montiert werden.
Ecken und Kanten wirken durch Schallbeugung wie neue Schallquellen die dem Original zu gemischt werden. Die Frequenz dieses Störschalls ist vom Abstand zum Chassis abhängig (Abstand = halbe Wellenlänge). Messungen an verschieden geformten Schallwänden haben den Einfluß auf den Frequenzgang  eindeutig bewiesen.

Fragen und Anregungen an Tino