Tiefe Töne mit kleinen Lautsprechern?

[siriussurfer]

Hallo Bass-Freunde,

ich habe mal ne Frage betreffend Akustik oder spezieller zur Erzeugung tiefer Töne.
Ich hab schon gegoogelt und die SuFu benutzt und auch ein Akustik-Forum gesucht, bin aber zu meinem speziellen Anliegen nicht fündig geworden. Im HiFi-Forum hauen sie sich die Köpfe ein, wenn es um das Thema geht aber letztlich weitergebracht hat mich das dort auch nicht.

Zum Hintergrund:
Ich habe vor einiger Zeit einen Yamaha-Bass mit Harley Benton Bass-Verstärker erstanden. Mit ging es eigentlich um den Verstärker, der nahezu kostenlos mitgeliefert wurde. Ich musste dann feststellen, dass der Amp einen einzigen 10"-Speaker hat. Aus meiner jugendlichen Boxenbastlerzeit habe ich noch in Erinnerung, dass zur Erzeugung tiefer Töne der Lautsprecher eine mindestens ebenso tiefe oder besser noch tiefere Grenzfrequenz haben muss und das ist - nach meiner bisherigen Erfahrung, die allerdings vor 25 Jahren endete (seither habe ich mich nicht mehr intensiv mit dem Thema beschäftigt) - immer im Zusammenhang mit großmembranigen Lausprechern der Fall gewesen. Das heisst, ein 12" Bass Speaker hat stets eine höhere Resonanzfrequenz als ein 15", ein 15er eine höhere als ein 18er usw. Oder?

Wenn man dann davon ausgeht, dass ein 10er Speaker eine höhere Resonanzfrequenz als ein 12er hat, die wohl für Gitarrenboxen beliebteste Größe, dann frage ich mich, wieso man sowas in einen Bassverstärker baut, weil: Die leere H-Saite einer Bassgitarre erzeugt ca. 31 Hz, die E-Saite 41,2 Hz (laut Frequenztabelle), eine so tiefe Resonanzfrequenz schafft ein 10er Speaker doch nie und nimmer. Auch kein 12er übrigens. Und wo physikalisch nichts rauskommt, kann man auch nichts über PA verstärken. Wir haben damals EV, Audax, JBL, RCF etc. mit mindestens 15" und einer Resonanzfrequenz zwischen 20 und 30 Hz für Bassboxen benutzt. Ich habe auch im Hinterkopf, dass für die Erzeugung von Tönen unter 50 Hz eine Membran von mindestens 15" Durchmesser erforderlich ist. Geht das heute wirklich mit kleineren Lautsprechern?

Ein Bassverstärker mit einem Lautsprecher, der die tiefen Töne nicht wiedergeben kann, ist doch eigentlich eine Fehlkonstruktion - es sei denn man hat akustische Tricks gefunden, wie die Resonanzfrequenz ausgetrickst wird. Aber da bin ich am Ende mit meinem Latein.

Um auf den HB-Verstärker zurück zu kommen: Der kann es anscheinend nicht, man hört wohl nur die Obertöne der tiefen E-Saite, keinen 41,2 Hz-Ton. ;-)

Beste Grüße
Dietrich

 

[Higgledy Bassman]

Mit guten 10'' kann man schon ordentlich tief kommen, auf jeden Fall so, dass es fürs E-Bass spielen dicke reicht. Du sollstest übrigens bedenken, dass die Speaker, wenn sie tiefer als die untere Grenzfrequenz (sagt man das so korrekt?) gehen, da nicht aufhören zu spielen. Vielmehr wird allmächlich der Wirkungsgrad schlechter und sie spielen leiser. Letztlich macht das dann meiner Meinung nach den Sound vom E-Bass aus. Wenn der Bass in diesen Frequenzen zu laut ist, matscht und wummert er eh nur noch. Präsent, also da, ja, aber nicht zu laut! Druck hol ich mir lieber aus den Tiefmitten. (Bin trotzdem auf 15er umgestiegen. Gefallen mir vom Sound einfach besser als 10er).

 

[robinBjordison]

Man muss bedenken, dass in jedem Grundton auch noch Obertöne stecken, die natürlich auch vom Verstärker, bzw. Lautsprecher wiedergegeben werden, im Fall der tiefen H-Saite sind das noch einige Frequenzen, die oberhalb der 31Hz der Saite liegen und diese werden vom Bassverstärker wiedergegeben. Und es gibt auch Unterschiede zwischen Gitarrenlautsprechern und Basslautsprechern.
Da ist die Größe dann auch relativ egal, die Lautsprecher unterschieden sich.
Gitarrenlautsprechern sind vom Voicing her im Mittenbereich angesiedelt und Basslautsprecher sind, soweit ich weiß, breitbandiger (wenn man das so sagt).
Es hat also einen Grund, wenn ein Lautsprecher als Gitarrenlautsprecher, oder Basslautsprecher verkauft wird.
Dann sollte man auch noch bedenken, dass die meisten Mischer live die tiefen Frequenzen cutten und das spätestens bei 60Hz, wenn sogar noch höher.

 

[siriussurfer]

Mit guten 10'' kann man schon ordentlich tief kommen, auf jeden Fall so, dass es fürs E-Bass spielen dicke reicht. Du sollstest übrigens bedenken, dass die Speaker, wenn sie tiefer als die untere Grenzfrequenz (sagt man das so korrekt?) gehen, da nicht aufhören zu spielen. Vielmehr wird allmächlich der Wirkungsgrad schlechter und sie spielen leiser. Letztlich macht das dann meiner Meinung nach den Sound vom E-Bass aus. Wenn der Bass in diesen Frequenzen zu laut ist, matscht und wummert er eh nur noch. Präsent, also da, ja, aber nicht zu laut! Druck hol ich mir lieber aus den Tiefmitten. (Bin trotzdem auf 15er umgestiegen. Gefallen mir vom Sound einfach besser als 10er).

Hi Higgledy Bassman, das ist ja das Problem. Wie gesagt, mein Wissen ist ca. 25 Jahre alt und etwas verblasst. Aber wenn ich mich recht entsinne, dann fällt der Wirkungsgrad unterhalb der unteren Grenzfrequenz, das ist was ich mit Resonanzfrequenz meinte, so steil ab, dass man nichts mehr hört. Aber ehrlich gesagt, wenn man so die jüngsten Snoop-Dogg (oder wie er jetzt auch heissen mag) Alben anhört, dann ist da schon was unterhalb der Grenzfrequenz von einem 10er, die z.B. bei diesem Basslautsprecher bei 65 Hz liegt. Das ist Disco-Bass aber kein Snoop-Dogg-Bass (oder Stanley-Clarke-Bass) und schon gar keiner, der das tiefe Spektrum der Bassgitarre wiedergeben kann - und zwar so, dass die Hosenbeine flattern. ;-)

Also "ordentlich tief" wäre bei dem Celestion Speaker - je nach Boxenkostruktion - um die 60-70 Hz. Das ist mir nicht tief genug. Ich will, dass die E- oder H-Saite klingt, wie sie soll: Mit 31 bzw. 41 Hz.

Ich weiß es ja nicht, deswegen frage ich: Kann man das durch ausgefuchste Schaltungen umgehen? Ich denke, da bräuchte der Speaker viel mehr Hub, was aber wieder andere Probleme verursachen dürfte.

Liebe Grüße
Dietrich

 

[elkulk]

Hallo,

wenn die theoretische Überlegung richtig wäre, könnte man über Ohrstöpsel / Kopfhörer nur das Sirren der Stechmücken hören und keine Musik.
Die Frequenz ist ja abhängig von der Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit (Hz ... Hertz = Anzahl der Schwingungen pro Sekunde; 1/s) und nicht vom Durchmesser dessen, was da schwingt. Der Durchmesser bestimmt darüber, wieviel Luft in Schwingung versetzt werden kann, ist also 1 (!) der Faktoren, die sich auf den Schalldruck und die Lautheit auswirken.

Die Grenzfrequenz eines Lautsprechers hängt von vielen Faktoren ab. Gitarrenlautsprecher können meist nicht so tief spielen, weil sie nicht für größere Auslenkungen der Membran vorgesehen sind, d.h. die Schwingspule kann sich um den Magneten herum nicht sehr weit rein und raus bewegen.
Da tiefe Frequenzen für das menschliche Gehör eine große Energie benötigen, muss der Lautsprecher also große Auslenkungen erzeugen können. Je besser er das kann, desto eher kann er tiefe Frequenzen übertragen.

Vllt kann das aber einer der Lautsprecher-/Boxen-Spezialisten hier noch besser erklären - ist nicht so mein Spezialgebiet.

Gruß
Ulrich

 

[Dumbledore]

Das ist ein weites Feld.

Prinzipiell kann man sagen, dass man mit jedem (Konus)Lautsprecher jede beliebig tiefe Frequenz wiedergeben kann ( gut, für 0Hz braucht man etwas Geduld und gute Ohren ), die Frage ist, mit welchem Wirkungsgrad und mit welchem max. Pegel.

Ich kenne die im Erstbeitrag angesprochen Bassbox nicht, aber sollte es sich um eine offene Box handeln, dann entsteht annähernd sowas wie ein Dipol. Und je nach mech. Abmessungen fällt dessen Pegel im Fernfeld unterhalb der oberen Grenzfrequenz (Schallwandgröße!) mit moderaten -6dB/Oktave ab, was durchaus zu sinnvoll verwendbarem Pegel bei Basstönen führen kann. Das ist aber auch abhängig von den Umgebungsbedingungen, wie Bodennah, Wände etc. . Elektrische Entzerrung oder Hochpassweichen u.a. "Tricks" tun ein Übriges, um das Konstrukt sinnvoll zu betreiben.
In der Praxis haben wir es aber meist nicht mit reinen Alignements zu tun, sondern mit Mischformen, die mathematisch schwierig zu beschreiben sind. So führt ein Gehäuse in der oft verwendeten Form zu einem, von Siegfried Linkwitz theoretisch beschriebenem "H-Profil", welches, sagen wir einmal positive, Auswirkungen auf die untere Grenzfrequenz hat.

Aber wie schon geschrieben, das ist ein weites Feld.

 

[the flix]

Das heisst, ein 12" Bass Speaker hat stets eine höhere Resonanzfrequenz als ein 15", ein 15er eine höhere als ein 18er usw. Oder?

Nein. Die Freiluftresonanzfrequenz eines Chassis ist abhängig vom gesamten mechanischen Aufbau, nicht allein von der Membrangröße. Eine anschaulich ebenfalls sehr relevante Größe ist das Membrangewicht. Ebenso hat die Einspannung einen enormen Einfluss darauf.
Es gibt kleine Chassis mit sehr tiefer Resonanzfrequenz ebenso wie große mit vergleichsweise hoher.
Es macht viel mehr Sinn, der gesamten Satz der Thiele-Small-Parameter (TSP) zu betrachten. Diese ermöglichen relativ gute Simulationen der Basswiedergabe (im Kleinsignalbetrieb).

Die leere H-Saite einer Bassgitarre erzeugt ca. 31 Hz, die E-Saite 41,2 Hz

Das ist zwar technisch korrekt, für den Klang des E-Basses ist aber die 2. Harmonische mindestens ebenso wichtig, wie der Grundton selbst. Die Mehrheit der aktuell erhältlichen Bassboxen spielt nicht linear bis in solche Regionen. Der "Druck" liegt höher im Frequenzspektrum, als man allgemein vermutet.

Aber wenn ich mich recht entsinne, dann fällt der Wirkungsgrad unterhalb der unteren Grenzfrequenz, das ist was ich mit Resonanzfrequenz meinte, so steil ab, dass man nichts mehr hört.

Zunächst mal wirfst du hier 4 unterschiedliche Daten durcheinander. Das eine ist die Freiluftresonanzfrequenz des Chassis fs. Der Zusatz "Freiluft" sagt schon, dass diese nur gilt, wenn das Chassis nicht in einem Gehäuse eingebaut ist.
Die eigentliche Resonanzfrequenz ergibt sich erst bei Einbau in ein Gehäuse und ist dann vom Gehäuseprinzip und dessen Auslegung abhängig. Die Grenzfrequenz einer Box wird in der Regel bei einem Schalldruckabfall von 3 dB (f3, oder auch mal 10 dB/f10) angegeben und muss nicht identisch mit der Resonanzfrequenz sein. Der Schalldruckabfall unterhalb der Grenzfrequenz hängt vom Gehäuseprinzip ab. Eine geschlossene Box fällt mit 12 dB/Oktave, eine BR-Box mit 24 dB/Oktave.
Dies gilt wiederum nur im Freifeld. Speziell in kleinen Räumen kommt der sogenannte Druckkammereffekt zum Tragen. Dieser führt unter idealen Bedinungen zu einer Anhebung um 12 dB/Oktave. Man macht ihn sich vor allem in Autos zu Nutze.
Im Allgemeinen muss gesagt werden, dass die Basswiedergabe sehr stark vom jeweiligen Raum beeinflusst wird (stehende Wellen, Grenzflächen, Druckkammereffekt etc.). Eine im Freifeld lineare Box kann im Raum unter Umständen zu stark übertriebener Basswiedergabe führen.

Noch ein Satz zu deiner Grundfrage (tiefer Bass aus kleinen Chassis):
Das geht problemlos, man schaue sich nur Hifi-Boxen an. Aber von den 3 Parametern klein, tief, laut kann man maximal 2 gleichzeitig optimieren. Sprich ein kleines Chassis, das sehr tief spielt, wird keinen hohen Maximalschalldruck erzeugen können. Ein kleines Chassis, das sehr laut spielt, wird keinen Tiefgang haben. Da für den E-Bass durchaus hohe Lautstärken benötigt werden, nutzt man entweder große Chassis, oder viele kleine. In Extremform kann man das bei Phil Jones beobachten.
Mit moderner aktiver Entzerrung (DSP) kann man auf dem Papier so gut wie jedem Chassis Tiefgang beibringen. Nur der erzielbare Maximalpegel kann dadurch nicht verändert werden.

 

[murmichel]

Die leere H-Saite einer Bassgitarre erzeugt ca. 31 Hz, die E-Saite 41,2 Hz

Das ist zwar technisch korrekt, für den Klang des E-Basses ist aber die 2. Harmonische mindestens ebenso wichtig, wie der Grundton selbst.

Meinst du wirklich die 2. Harmonische, also einen Ton mit der 3-fachen Frequenz des Grundtons? Der 2. Partialton (= 1. Oberton), mit der doppelten Frequenz des Grundtons, kommt mir passender vor.

 

[the flix]

2. Harmonische (k2) = 1. Oberschwingung, 1. Harmonische = Grundton

 

[siriussurfer]

Ich kenne die im Erstbeitrag angesprochen Bassbox nicht, aber sollte es sich um eine offene Box handeln, dann entsteht annähernd sowas wie ein Dipol. Und je nach mech. Abmessungen fällt dessen Pegel im Fernfeld unterhalb der oberen Grenzfrequenz (Schallwandgröße!) mit moderaten -6dB/Oktave ab, was durchaus zu sinnvoll verwendbarem Pegel bei Basstönen führen kann. Das ist aber auch abhängig von den Umgebungsbedingungen, wie Bodennah, Wände etc. . Elektrische Entzerrung oder Hochpassweichen u.a. "Tricks" tun ein Übriges, um das Konstrukt sinnvoll zu betreiben.
Aber wie schon geschrieben, das ist ein weites Feld.

Ja, ein weites Feld.

Es geht um diese Combo: Harley Benton HB-40B Bass-Combo

So richtig tiefe Töne konnte ich daraus nicht vernehmen. ;-)
Es geht mir ums üben zuhause, also Lautstärke ist der Faktor, der zurückstehen kann.
Wenn ich das nun richtig verstehe, dann benötigt man zur Wiedergabe tiefer Töne viel bewegte Luft, was sich entweder mit großer Membrane oder mit tiefem Hub erreichen lässt.

Gut, das geht beim Kopfhörer beides nicht aber das ist ein anderes Thema - Druckkammereffekt - was analog zum Thema tiefe Töne in kleinen Räumen wäre. Die Fragestellung hier ist aber: "Tiefe Töne mit kleinen Lautsprechern?" - und 10" gehört für mich jetzt mal in die Kategorie "klein".

Nun scheint sich hier herauszukristallisieren:
Ein großer Speaker ist nach Euren Erläuterungen tatsächlich nicht so wichtig für die Wiedergabe tiefer Töne. Da folgt gleich die nächste Frage auf dem Fuße: Auf welche Parameter bzw. Spezifikationen/Technische Daten muss ich denn achten, wenn ich eine Basscombo will, die die leere E-Saite meines Washburn Bantam B-60 genauso laut wiedergeben kann, wie das C im fünften Bund auf der G-Saite?

Ist der Frequenzgang ein zuverlässiger Anhaltspunkt? Oder worauf muss man sonst noch achten? Früher wurde oft geschummelt, was den Lautstärkeabfall im hohen und tiefen Bereich angeht.

Liebe Grüße
Dietrich​

 

[sKu]

Auf welche Parameter bzw. Spezifikationen/Technische Daten muss ich denn achten, wenn ich eine Basscombo will, die die leere E-Saite meines Washburn Bantam B-60 genauso laut wiedergeben kann, wie das C im fünften Bund auf der G-Saite?

Das wird schwierig
Es hängt erstmal vom Bass, den verwendeten Saiten und dem Setup ab. Dann kommen die EQ-Einstellungen dazu - das was du der E-Saite an Präsenz spendierst, kann auf der G-Saite schon sehr überbetont sein.
Lange Rede, kurzer Sinn: Du wirst keinen verlässlichen Parameter finden, der dir diese Frage beantwortet.

Ein kleiner Verstärker wie dein HB mit 40W und einem 10" Speaker hat genug Power und wuppt eine G-Saite mit Leichtigkeit. Für ein Tiefes E geht ihm da aber schnell die Puste aus.

Ich hab zu Hause einen ähnlichen Verstärker (30W, 10", Roland Cube) und der verhält sich ähnlich - erst bei höheren Lautstärken wird es besser. Nur sind die in einer Mietwohnung tabu
Nehme ich statt dessen meinen "großen" Amp (500W, 4*10") auf gleicher Lautstärke(!) habe ich das Problem nicht. Da habe ich dann entsprechendes Fundament. Finden die Nachbarn aber auch nicht so witzig...

 

[the flix]

Ist der Frequenzgang ein zuverlässiger Anhaltspunkt? Oder worauf muss man sonst noch achten? Früher wurde oft geschummelt, was den Lautstärkeabfall im hohen und tiefen Bereich angeht.

Da hat sich aus meiner Sicht auch nicht viel dran geändert. Der Frequenzgang ist dann aussagekräftig, wenn er als Messungdiagramm mit den Messbedingungen aufgeführt ist. Alles andere ist kaum bewert- und vergleichbar.
Im Endeffekt wird nur dein Gehör als effektives Bewertungskriterium funktionieren.

 

[TheBug]

Zum Thema viele kleine gegen große speaker: im Bassic-Forum werden derzeit 18er Chassis viel thematisiert. Waren diese bis vor einigen Jahren eher labberig und nicht knackig abzustimmen, so sind diese dank disco-PA etc. mittlerweile durchaus in Mehrwegesystemen (bspw 18+8) zu gebrauchen. Hans von FMC und auch Jacob Hirschfelder verbauen mittlerweile erfolgreich 18er Chassis (Hans von Faital, Bei Jacob weiß ich es nicht), bspw. wäre hier auch der Eminence Sigma pro 18 geeignet.

So eine 1x18" Box klingt natürlich ganz anders als eine 4x10. Ich würde diese Boxen wirklich gerne mal hören, so eine 1x18 hat effektiv nicht viel weniger Membranfläche als eine 4x10, dafür aber mords membranhub

 

[siriussurfer]

[...] So eine 1x18" Box klingt natürlich ganz anders als eine 4x10. Ich würde diese Boxen wirklich gerne mal hören, so eine 1x18 hat effektiv nicht viel weniger Membranfläche als eine 4x10, dafür aber mords membranhub

In einer Combo gibt's sowas aber nicht, oder?

 

[gemather]

Wenn ich das nun richtig verstehe, dann benötigt man zur Wiedergabe tiefer Töne viel bewegte Luft, was sich entweder mit großer Membrane oder mit tiefem Hub erreichen lässt.​

Um das Niveau mal wieder etwas abzusenken:
Man braucht für Bässe einen starken Magneten, der liefert die "Kraft" für einen großen
Hub. Ich bezweifel, dass in diesem Kombo ein Chassis verbaut ist, welches sich
einen wirklich gr0ßen Magneten leistet, denn der ist teuer.
Bei meinen 10" Chassis ist der Magnet fast so groß wie die Membrane im Durchmesser.

Selbiges ist bei einem15" Chassis des gleichen Herstellers nicht der Fall.

 

[heinpete]

Um das Niveau mal wieder etwas abzusenken:
Man braucht für Bässe einen starken Magneten, der liefert die "Kraft" für einen großen
Hub. Ich bezweifel, dass in diesem Kombo ein Chassis verbaut ist, welches sich
einen wirklich gr0ßen Magneten leistet, denn der ist teuer.
Bei meinen 10" Chassis ist der Magnet fast so groß wie die Membrane im Durchmesser.

Selbiges ist bei einem15" Chassis des gleichen Herstellers nicht der Fall.

...wie machen es denn dann die Neodyn-Speaker, da ist der Magnet ja gar nicht mehr so groß und von Eminence gibt es 10" er die sehr tief runter gehen und auch ordentlich Druck machen. Habe da eine 210Neo von FMC die bisher voll ausreichend für jeden meiner 5-Saiter war...

 

[Bierpreis]

Neodym ist das Material des Magneten. Da ein Neodym-Magnet "magnetischer" ist als ein normaler Eisen-Magnet, kann der bei gleicher Stärke kleiner ausfallen. Praktisch kann man so deutlich leichtere Boxen bauen, die aber auch teurer sind.

 

[the flix]

Um das Niveau mal wieder etwas abzusenken:
Man braucht für Bässe einen starken Magneten, der liefert die "Kraft" für einen großen
Hub.

So pauschal ist das nicht korrekt. Die Größe des Magneten ist keine sinnvolle Maßeinheit, wenn dann lässt sich über den Antriebsfaktor (BxL) sprechen. Und auch hier gilt, dass mehr nicht unbedingt besser (im Sinne von Tiefgang) ist. Chassis mit sehr hohem BxL (in Relation zu Durchmesser und Membrangewicht) haben in der Regel auch eine sehr niedrige Güte (Qts), was in normalen Gehäusen eine schlanke Basswiedergabe zur Folge hat. Ich bezeichne das gerne mit "das Chassis kann vor Kraft kaum laufen". So was ist dann eher ein Hochwirkungsgradmitteltöner, als ein Subwooferchassis.
Es macht wenig Sinn, einzelne Parameter isoliert zu betrachten, nur die Gesamtheit lässt Rückschlüsse auf die Wiedergabe zu.

 

[siriussurfer]

Ja und nun?
Jetzt muss ich mich die Suche nach einem 25er (10) Lautsprecher machen, der einen großen Magneten hat bzw. einen tiefen Hub und 50 Watt Sinus aushält (mit Sicherheitszuschlag) und den baue ich dann in das Gehäuse der oben geschilderten Combo ein und alles ist gut. Oder?
Beste Grüße
Dietrich

 

[the flix]

Ok, mir war nicht ganz klar, dass du nach konkreten Austauschchassis suchst. Den Bildern nach zu urteilen ist das ein geschlossenes (CB), kein Bassreflex-Gehäuse (BR). Du solltest also als erstes das Innenvolumen bestimmen.
Grundsätzlich wird es nicht einfach, da ein passendes Chassis zu finden. Die meisten aktuellen Chassis sind von ihren Parametern eher auf Bassreflex-Gehäuse optimiert und liefern in geschlossenen einen schlanken Bass, also das Gegenteil von dem, was du suchst. Es gibt im Hifi-Bereich durchaus Chassis, die auf CB optimiert sind. Allerdings sind das in der Größe meist Subwoofer, bei denen dir die Höhen fehlen werden.
Wenn du bereit bis, ein Loch in den Combo zu sägen, wäre BR auch eine Option.
Außerdem müsste man zur Beurteilung die TSP des jetzt verbauten Chassis kennen, um eine mögliche Verbesserung abzuschätzen. Steht da was drauf?
Ein Preislimit wäre ebenfalls sinnvoll, um Empfehlungen abgegeben zu können.