Original Quelle: http://www.coltmania.de/hifi/index.html

Um die wichtigsten Dinge Vorweg zu nehmen sei an dieser Stelle gesagt, dass es nicht auf die Lautstärke, sondern auf den Klang ankommt! Was nicht heißen soll, dass es keinen Car-Hifi Anlagen gibt die laut sind UND gut klingen. Wie oft wurde mir schon gesagt, dass die meisten eh nur eine kleine Anlage haben wollen um nicht als mobile Disco da zu stehen! Genau da ist der Punkt, viele fangen klein an und bekommen dann irgendwann die Lust mal richtig was zu basteln, deshalb halte ich es für eher sinnvoll, sich gleich "richtige" Komponenten zu kaufen, denn wenn man dies nicht tut und irgendwann Aufrüsten will, dann fliegt der ganze "Kleinkram" raus und man muss alles neu kaufen! Und das ist bestimmt nicht im Sinne des Erfinders. Dies bezieht sich aber im Großen und Ganzen nur auf die Boxen, denn z.B. Endstufen kleinerer Dimensionen kann man beim Aufrüsten auch für andere Zwecke nutzen, wobei ein Kickbass oder eine Rolle nicht die einzige Möglichkeit ist. Die Radios fliegen bei den meisten eh nach 1-2 Jahren raus um neuen, besseren Geräten zu weichen! Ein Punkt, den viele falsch machen, ist das positionieren der Laufsprecher, hierbei kommt es auf hinten und vorne an, denn einige nehmen nur die Hutablage und setzen dort die schönen Boxen ein und beklagen sich dann hinterher, dass sie vorne kaum/gar keinen Klang haben! Diesem Problem sollte man vor vornherein entgegen wirken, eine leichte Variante ist z.B. ein paar 16cm Boxen in den Türverkleidungen, dies ist bei den meisten Modellen möglich und gar nicht so schwer. Wer allerdings vorne wie hinten ein gutes Klangbild haben will sollte dann zumindest Hochtöner im vorderen Fahrzeugteil haben um die volle Bandbreite genießen zu können. So sollte es meiner Meinung nach sein: Vorn ein Paar 16er Tieftöner in den Türen der mit einem Hochpaß abgekoppelt sein kann und auch sollte. Ein 16er 2-Wegesystem im Doorboard ist meiner Meinung nach der beste Kompromiss in Sachen Klang, Dynamik, Pegelfestigkeit und Phasenverlauf, um das Stereosignal sehr gut wiederzugeben und auch die Räumlichkeit nicht zu vernachlässigen, muss aber nicht sein. Wo der Hochtöner angebracht wird, ist eine Sache zum Probieren. Je höher, desto höher ist auch die akustische, virtuelle Bühne, aber, da er sich vom Tieftöner entfernt, wirkt das Klangbild schnell auseinander gerissen. Angeschlossen werden sie an eine gute Stereoendstufe, mit einer Leistung von mind. 50W (Sinus pro Kanal). Hier zählt nur der Klang, kaum die Leistung. Das geht, mit älteren Endstufen manchmal zu hören, AMA sei Dank! Das Minimum vorn sind 13er, die dann aber aktiv abgetrennt sein müssen, z.B. mit einem Hochpaß von 24dB bei 100Hz, um den Bass wirkungsvoll von den kleinen Tieftönern fernzuhalten, um auch bei etwas höheren Pegeln, die bei der Fahrt im Auto nun mal auftreten, nicht gleich verzerren. Hinten wird meist auch ein Paar Lautsprecher für den Rearfill benötigt, besonders, wenn ein Subwoofer im Kofferraum röhrt. Dieses Boxenpaar kann sich in der Heckablage befinden. Als Bassunterstützung empfehle ich einen (maximal zwei) 25er oder 30er Gehäusesubwoofer, den man per Selbstbau optimal an den Kofferraum anpassen kann. Die gehören in eine geschlossene oder Bassreflex-Kiste. Bandpässe brauchen zu viel Volumen, wenn sie gut (tief und präzise) klingen sollen. Präzision ist eine feine Sache, aber Tiefgang (fg<40Hz) auch. Ich finde beides ist wichtiger als Schalldruck, da ein typisches Chassis mit einem Wirkungsgrad von etwa 90...94dB und einer Belastbarkeit von etwa 200W ja etwa 115dB (Freifeld) erzeugen kann. Ein weiteres gleiches dazu und man ist auch schon da, wo es nicht erst nach längerem Hören zu Ohr-Problemen kommt. Das Problem ist hierbei oft, dass zu viel Dämmung und Metall der Rücksitzbank den Subwoofer stört. Dafür bewirkt der Einbau oft durch Reflexionen und Bündelung einen Schalldruckgewinn. Um es auf einen Nenner zu bringen: Laut kann jeder, aber gut klingen muss es! Kein Geld? Wer kein Geld hat: Die preiswerteste Möglichkeit für Klang im Auto ist ein Autoradio mit 4 High-Power-Endstufen und 4 Zweiwegesystemen, vorn 16er, hinten: 16cm, 20cm, 6x9", was dort passt, aber möglichst nicht kleiner. Wer will, kann es später mit einem (keinen Schrott kaufen!) Aktivsubwoofer erweitern, dann hat man schon (gute Lautsprecher vorausgesetzt) die kleinste Ausbaustufe einer Car-Audio-Anlage, die sich auch eine solche nennen darf. Da einige Radios einen direkten Sub-Out besitzen, kann ein Aktivsubwoofer direkt angeschlossen werden. Leider bieten diese Autoradios für die Frontkanäle (am Radio) z.B. keinen aktiven Hochpaß (80Hz) an, der die kleineren Frontsysteme und die Radio-Endstufen mit deren geringer Ausgangsleistung (20W) stark entlasten würden.

 

Hier nun ein paar technische Daten und weitere Tips für eine gut klingende Car-Hifi-Anlage!

 

Warum zusätzliche Endstufen im Auto?

 

Zu einer Car-HiFi-Anlage gehören neben dem Autoradio und den Lautsprechern zusätzliche Endstufen. Mit einer einfachen Endstufe 12V an 4Ohm Lautsprecher sind maximal 7W Spitze (Impuls) erreichbar. P=(U^2)/R, wobei U die Ausgangsspannung ist, die eine Transitorstufe erzeugen kann. Sie erreicht maximal 12V/2-0,8V=5,2 Vss=3,7Veff. So sind dauerhaft (P=U*U/R) 3,5W (Sinus) möglich. Durch Brücken von 2 Endstufen (etwa die doppelte Ausgangs-Spannung) ist knapp etwa vierfache Leistung (also 14W) möglich. Mehr geht bei 12 V nicht. Also ist bei theoretischen 27 W (maximal, Impuls) Schluss, an 4 Ohm wohlgemerkt. Das Kfz-Bordnetz bietet durch die Lichtmaschine noch etwa 15% mehr Spannung, was die theoretische Ausgangsleistung noch mal etwas (bis max. 19W) ansteigen lässt. An 2 Ohm ist so durch die halbe Impedanz noch eine Leistungsverdopplung auf knapp 40W Sinus (etwa 70W Impuls) drin, dabei fließen jedoch schon mehrere Ampere allein in den Lautsprecherleitungen, so dass selbst bei 4 Endstufen 20A-Sicherungen notwendig wären. Die realen Ausgangsleistungen liegen nochmals darunter, da es weitere Verluste gibt und der Klirrfaktor mit höherer Leistung ansteigt. Laut Normen (HiFi) darf er bei der Sinusleistung aber max. 0,1% betragen. Die oft von den Herstellern angegebenen Ausgangsleistungen, auch wenn sie dauerhaft erzielt werden, liegen höher, da man hier höhere Klirrfaktoren (teilweise bis 1%, also hörbar) in Kauf nimmt.

Um höhere Leistungen zu erreichen, sind höhere Betriebsspannungen (meist zwischen 25 und 80 V) nötig, die in externen Endstufen durch zusätzliche Netzteile erzeugt (transformiert) werden. Die kosten natürlich auch mehr. Diese Netzteile in den Verstärkern bestimmen auch maßgeblich die Qualität (Stabilität, Sauberkeit) der Endstufe. Da es sich hier ausnahmslos um primäre Schalternetzteile handelt, ist die Klangqualität oft besser als bei Endstufen im Heimbereich in gleicher Preislage, die meist über konventionelle Netzteile verfügen.

 

Wieviel Leistung braucht man?

 

Leistung ist nicht alles. Da das menschliche Gehör logarithmisch arbeitet, wird für die doppelte Lautstärke (+10dB) nun mal die 10-fache(!) Leistung benötigt. Oft werden aber größere Endstufen zur Klangverbesserung bei kleineren Lautstärken eingesetzt, da bei stärkeren Netzteilen geringere Spannungsschwankungen auftreten. Der Einfluss der Leistung wird unterschätzt, dazu ein Beispiel: Ein 38cm Subwoofer mit einem Wirkungsgrad von 94dB (bei 1W) an einer 100W-Endstufe ist lauter (114dB) als einer mit 87dB an einer 400W-Endstufe (113dB). Um dadurch von vornherein Missverständnisse auszuschließen, ist eine Schalldruckberechnung in meinem Programm BassCAD enthalten. Aber 1dB ist als Lautstärkeunterschied quasi unhörbar. (dafür braucht der leisere im Allgemeinen bei gleichem Tiefgang weniger Volumen)

Bei Lautsprechern gibt man den Wirkungsgrad und die Maximalleistung an: Der Wirkungsgrad gibt den Schalldruck z.B. 90 dB bei 1 Watt in 1 Meter Entfernung an. Durch zusätzliche Leistung steigert sich nun der Schalldruck: z.B. bei 10W 100dB und bei 100W 110 dB ab. Da aber auch Belastbarkeit durch die Wärmeentwicklung in den Schwingspulen ihre Grenzen haben, erhöht man den Schalldruck weiter durch die Anzahl der Lautsprecher, da mehr Chassis eine höhere Belastbarkeit haben, und sich Membranfläche und linearer Hub nicht beliebig steigern lassen, ohne andere Verschlechterungen zuzulassen. Auch erhöht sich die Temperatur der Schwingspule, so dass der Widerstand ansteigt und sich damit die abgegebene Leistung nicht weiter erhöhen lässt.

 

Rechen-Regeln:

Das Dezibel ist das 10fache eines (dekadisch) logarithmierten Leistungsverhältnisses: =10*lg(P2/P1) (Der Logarithmus wandelt eine Multiplikation in eine Addition um.)

 

halbe Lautstärke: -10dB	doppelte Lautstärke +10dB
halber Schalldruck: -6dB	doppelter Schalldruck: +6dB
halbe Leistung: -3dB	doppelte Leistung: +3dB
vierfache Leistung: +6dB	zehnfache Leistung: +10dB
doppelter Abstand: -6dB	doppelte Anzahl (mit so auch doppelter Leistung) +3dB

 

Entgegen einiger Meinungen (stand auch schon in Car-HiFi-Zeitungen und Büchern!). Schließt man zwei gleiche 8Ohm-Chassis parallel an eine stabile Endstufe an, erhöht sich der Schalldruck durch die Leistungsverdoppelung um 3dB und nicht um 6dB, wie oft zu lesen. Grund dafür: Durch 2 Chassis verdoppelt sich nicht der Schalldruck, was +6dB bedeuten würde, sondern leider nur die abgestrahlte Schall-Leistung woraus die +3dB resultieren. (keine Wirkungsgradsteigerung)

Das bedeutet auch, dass man 10(!) gleichlaute Schallquellen benötigt, um eine (empfundene) Lautstärkeverdoppelung (+10dB) zu erreichen. Wer das nicht glaubt, (wie die meisten und ich am Anfang auch): Schau' in professionelle Bücher über technische Akustik.

 

Welche Kabelquerschnitte werden im Auto benötigt?

 

Da im Auto im Gegensatz zum Home-HiFi geringere Spannungen (12-14V statt 220-240V) herrschen, sind Ströme um ein Vielfaches (ca. 20fach) höher. Damit am Leitungsende noch genug Spannung ankommt (und die Kabel nicht brennen) sind große Leitungsquerschnitte erforderlich. Denn es gilt U=I*R, das heißt, dass durch den 20fach höheren Strom auch die 20fache Spannung über das gleiche Stück Kabel abfällt. Und da die Leistung P=U*I, muss der elektrische Widerstand (Kabel) die 400fache Leistung vertragen!

 

dazu folgende Tabelle (nach DIN 57100 Teil 523/430)

Das sind alles die Maximalwerte der Leitung, die nicht überschritten werden dürfen.

 

 

Kabelquerschnitt	Dauerstrom (Spitze)	Leistung bei 12V	Leistung bei 220V	Leistung an 4 / 8 Ohm
0,75qmm	6A	70W	1,3kW	140W / 290W
1,0qmm	10A	120W	2,2kW	400W / 800W
1,5qmm	15A	180W	3,3kW	900W / 1,8kW
2,5qmm	20A	240W	4,4kW	1,6kW / 3,2kW
4qmm	25A(30A)	300W (360W)	5,5kW (6,6kW)	2,5kW / 5kW
6qmm	30A(50A)	360W (600W)	6,6kW (11kW)	3,6kW / 7,2kW
10qmm	50A (60A)	600W (720W)
16qmm	60A (80A)	720W (960W)
25qmm	80A (100A)	960W (1200W)
35qmm	100A (125A)	1200W (1500W)
50qmm	125A (160A)	1500W (1900W)
70qmm	150A (200A)	1800W (2400W)
95qmm	200A	2400W

P=U*I=R*I*I=U*U/R

(P Leistung, U Spannung, I Strom)

 

Tabelle aus Autohifi Katalog 2003

 

 

Bei der Auswahl des Stromversorgungskabels werden alle Ausgangsleistungen addiert, dann mit 1,25 multipliziert um die Verluste einzubeziehen Angenommener Wirkungsgrad 0,8 (praktisch liegt er zwischen ca. 50...80%) bei AB-Endstufen. Dieser Typ ist der am meisten benutzte im Home- und Car-HiFi-Bereich.

Reine A-Endstufen besitzen einen theoretisch-maximalen Wirkungsgrad von etwa 25%, so genannte Digital-Endstufen (Class-D) haben einen Wirkungsgrad von etwa 90%. Class-D werden, wenn überhaupt, nur im Bass-Bereich verwendet. Neue (so genannte) Class-T-Endstufen (Tripath) liegen ebenfalls auf diesem Level, bieten jedoch eine wesentlich bessere Klangqualität, die etwa auf A/B-Niveau liegt. (Ob man diese aber schon im Car-HiFi-Bereich einsetzt, weiß ich nicht.)

Da jedoch der Maximalpegel nicht ständig den maximalen Strom fließen lässt, liegt der Dauerstrom etwas darunter, da Elkos die Endstufe puffern.

Je nach Aussteuerung kann der Wirkungsgrad auch bei AB-Endstufen unter 50% fallen. Wenn man auf der sicheren Seite liegen will, nimmt man deshalb etwa die doppelte Ausgangsleistung (Sinus) als Nennleistung an.

 

Beispiel: bei Endstufe mit 4x120W => 2*4*120W = 960W => 70A => mind. 16qmm, besser 25qmm, denn viel hilft viel, bei niedrigeren Leistungen lieber 2 Klassen höher wählen,um Verluste der Kabel zu minimieren. Bei hohen Leistungen ist eine Verkürzung der Kabel sinnvoll, was durch eine Verlegung, oder Ergänzung einer 2. Autobatterie im Kofferraum möglich ist. denn: angenommen U=13,5V (Lichtmaschine) Widerstand der Leitung: R = roh * Länge[m]/Querschnitt[qmm] roh (spez. el. Widerst.) ist abhängig vom Material: roh = 0,016 (Silber); 0,017 (Kupfer); 0,022 (Gold); 0,028(Alu); 0,10(Eisen, Zinn). Beispiel: R1 (Cu,4m,10qmm) = 6,8mOhm Angenommen wird, dass 2 Kabel mit diesem Querschnitt (+ und -) nach hinten geführt werden, ohne zusätzliche Erdung der Endstufe an der Karosserie, das heißt R=13,6mOhm. Spannungsabfall U=R*I Bei 60A Spitzenstrom fallen bei 10qmm ca. 0,816V (!) ab, d.h. es kommen nur etwa 93,96% der Spannung (12,68V) am Ende an! Bei Verwendung von 25qmm-Kabel (R=5,44mOhm) fallen "nur" 326mV ab, es kommen 97,58% (13,17V), also etwa ein halbes Volt mehr an! Wieso diese Rechnung? Diese Spannungsschwankungen an der Endstufen wirken u.a. klangverschlechternd. Dazu noch eine Anmerkung: Die Class gibt an, in welchem Arbeitspunkt man den Endtransistor betreibt. Jeder hat seine Vor- und Nachteile: Class-A-Endtöpfe liegen genau in der Mitte der Betriebspannung, was eine hervorragende Linearität aber eben den sehr schlechten Wirkungsgrad bedeutet. Große Leistungen (>100W) sind damit kaum erreichbar, da sich die dabei entstehende Wärme nur noch schwer über Kühlkörper abführen lässt. Class B lassen sich hoch aussteuern und haben einen hohen Wirkungsgrad, jedoch gibt es starke Nichtlinearitäten bei Nulldurchgängen und Kleinsignalen. Deshalb besitzen so genannte AB-Endstufen einen schwebenden Arbeitspunkt, der je nach Eingangssignal variiert. Eine AB-Endstufe hat bei ca. 2/3 der Vollaussteuerung die maximale Leistungsaufnahme. Wieso das? Ist der Transistor voll offen, fließt zwar der maximale Strom, es fällt aber nur eine geringe Spannung über ihn ab, also im Übergangsbereich (weit, aber nicht voll offen bei großem Strom) ist die Verlustleistung am größten. Class C ermöglichen einfach noch höhere Ausgangsleistungen durch höheren Wirkungsgrad, sie werden aber üblicherweise (per Modulation) im HF-Bereich eingesetzt. Class D erlaubt eine quasi digitale (entweder voll auf oder voll zu) Ansteuerung, das heißt die Signale werden (über Impulse) moduliert und anschließend geglättet, das heißt die hohe Schaltfrequenz (HF) herausgefiltert.

 

Läßt sich die Stromversorgung noch verbessern? Bei Verwendung von Elkos, werden die Spannungs-Spitzen von diesen Kondensatoren abgefangen, so dass es geringere Spannungsschwankungen gibt. Geringere Spannungsschwankungen bewirken bessere Impulsivität und Präzision. Da die Batterie größere Innenwiderstände als die der Elkos besitzt, sind sie kein Gimmick, sondern sinnvoll. Das Klangbild wirkt insgesamt besser, homogener. Der Hochtonbereich klingt so auch wesentlich transparenter und der Bass ist präziser. Ein 1F Elko hält bei 12V und 60A (!) und abgeschalteter Stromversorgung nach einer Zeit von 0,1s (4 Perioden bei 40Hz) noch eine Spannung von mehr als 7V. Anschluss: Je näher desto besser. Deshalb haben sich zusätzliche Elkos in den Endstufen an der höheren Spannung besonders bewährt, leider sind die Kapazitäten dort etwas geringer, denn die Kondensatoren müssen den dortigen Spannungen standhalten. Je näher sie an der Endstufe sind, desto kleiner ist ihr Innenwiderstand, d.h. desto schneller können sie die Spannung nachliefern. Es zeigt sich so, dass externe Elkos sehr nah an der Endstufe angebracht werden müssen. Grund dafür sind die Kabelwiderstände, die sich mit denen des Innenwiderstandes addieren. Damit sie gut funktionieren, sind weniger als 10cm (4 inch) Kabel mit ausreichend Querschnitt (z.B. 16qmm) bis zur Endstufe nötig. Bei der Stromversorgung von der Batterie hilft nur eins: Querschnitt. Da der Bleiakku meist vorn und die Endstufen hinten sind, werden hier mehrere Meter Kabel benötigt. 25qmm sind da sicherlich hilfreich. Auch hilft ein großer Blei-Akku (66/80Ah oder mehr) des Fahrzeugs, um Spannungsschwankungen (kleinerer Innenwiderstand) zu verringern. Obwohl einige Auto-Hersteller davon abraten, größere Batterien zu verwenden, gibt es keinen guten Grund, die normale durch eine mit höherer Kapazität zu ersetzen, solange man den doppelten Wert der originalen nicht weit überschreitet. (Das ist so ein Richtwert von mir, bei dem sicher keine Probleme auftreten.) Bei einigen deutschen Modellen (VW, Opel) soll es aber Probleme mit der Lichtmaschine geben, da die meist (in kleineren Motorisierungen) unterdimensioniert sind. Also lieber zu Beginn schon die größeren Motoren kaufen, wenn man das eh nicht schon getan hat. ;) Daran denken, man braucht dann die doppelte Wegstrecke, um mit der Lichtmaschine den Blei-Akku wieder voll aufzuladen, was im Winter oft lange dauert und bei Kurzstrecken-Fahrten unmöglich ist. Widerstand / Impedanz? Jedes Lautsprecherchassis oder -System hat einen Nennimpedanz (auch Nennscheinwiderstand), sie liegt bei Auto-Lautsprechern (fast) immer bei gerundeten 4Ohm. Der richtige Widerstand ist abhängig von der Frequenz und ist (bei Chassis immer, üblicherweise auch bei Systemen) bei Gleichspannung (0Hz) am geringsten, dort (Re) beträgt er etwa 80% von Z. Unten ist die Anschlussweise für die Reihen- und Parallelschaltung zu sehen. Bei zwei Parallelgeschalteten 4Ohm Lautsprechern beträgt die Gesamtimpedanz dann 2Ohm, wurden sie in Reihe geschaltet, beträgt sie insgesamt 8Ohm. Bei 4 gleichen Systemen (a 4Ohm): Schaltet man jeweils 2 Chassis parallel (deshalb 2x2Ohm) und diese beiden dann in Reihe (oder andersherum), erreicht man bei 4 Systemen wieder eine Gesamtimpedanz von 4Ohm. Frequenzweichen, egal wie viele Einzellautsprecher daran hängen verändern normalerweise die Impedanz nicht, da sie in dem jeweils von dem Chassis nicht benutzten Frequenzbereich den Widerstand stark anheben, damit die Impedanz nicht unter Re sinkt. Auf die Impedanz muss geachtet werden, da sie nicht unter die fallen darf, die als Minimum vom Verstärker (Endstufe) gefordert wird. Im Car-HiFi-Bereich sind Endstufen meist 2Ohm-stabil, also können alle Lautsprecher mit mehr als 2 Ohm angeschlossen werden, bei weniger als 2 Ohm wird es kritisch, wenn mehr als Teil-Last "gefahren" wird. Dadurch wird der Strom durch die Endstufentransistoren zu groß, so dass die dabei schnell zerstört werden können, wenn keine Schutzschaltungen (gegen Kurzschluss) vorhanden sind. Größere Impedanzen schaden nicht, im Gegenteil, die Endstufe wird nicht so stark belastet, was Spannungsschwankungen des Netzteils geringer hält. Je größer jedoch der Widerstand, desto kleiner wird aber die abgegebene Leistung! -> Hat ein Verstärker eine Sinusleistung von 100W an 4Ohm, könnte er theoretisch nur noch die Hälfte an einen 8Ohm-Lautsprecher abgeben, praktisch liegt die Ausgangsleistung durch das entlastete Netzteil bei etwa 60...70W (also meist 60...70%). Auch 4 und 1Ohm-stabile Endstufen existieren, auf die Kennzeichnung achten! Besonders Autoradio-Endstufen sind im Allgemeinen nur 4Ohm-stabil. Eine Besonderheit gibt es beim Brücken von Endstufen noch zu beachten, dieses "In-Reihe-Schalten" der Endstufenausgänge ermöglicht ein Verdoppeln der Ausgangsspannung, was bei gleicher Lautsprecherimpedanz fast eine Leistungsvervierfachung bewirkt. Durch die stärkere Belastung (halbe Impedanz pro Kanal) liegt der Faktor meist zwischen 2 und 3. D.h. in der Praxis, dass auch an eine gebrückte 2-Ohm-stabile Stereo-Endstufe nur ein Lautsprecher mit mind. 4Ohm angeschlossen werden darf. Das ist auch bei Trimode-Betrieb zu beachten, wenn jeweils zwei 4Ohm-Systeme und ein Subwoofer an einer Stereo-Endstufe betrieben werden sollen. Ohne Frequenzweiche muss an einer 2x2Ohm-Endstufe, an der an jedem Kanal ein 4Ohm-System hängt, ein Subwoofer eine Impedanz von mehr als 8Ohm haben! Weiterhin: Jeder Lautsprecher hat einen Plus- und einen Minuspol. Manchmal ist nur ein farbiger Punkt vorhanden, das ist der +. Auf diese Kennzeichnung muss geachtet werden, da die Lautsprechermembran nur nach vorn schwingt, wenn eine positive Spannung an + anliegt. Eine Schalldruckerhöhung findet nur statt, wenn alle Membranen phasenrichtig schwingen. So ist die Polarität bei Parallel- und Serienschaltung, so wie im Bild dargestellt unbedingt zu beachten. Sonst verringert sich bei entsprechend großer Wellenlänge der Schalldruck sogar, da sich die Schallwellen auslöschen. Wie werde ich Störungen los? Davon bleibt im Car-HiFi-Bereich kaum einer verschont: Brummen, Rauschen, Knacksen, Surren, das alles ist möglich, aber unerwünscht! Am häufigsten ist mir dabei das drehzahlabhängige Surren bei leisen Lautstärken begegnet. Es entsteht durch die Zündanlage des Motors und (oder) seltener durch eine unsaubere Spannungsversorgung der Lichtmaschine. Hier kann man (wie fast überall bei Störungsbeseitigung im Auto) nur probieren: Erster Versuch: EINE gemeinsame Masse, das bedeutet 2 Stromversorgungskabel für Plus und Minus getrennt zum Verstärker, dann ist die Endstufe isoliert von der Fahrzeugmasse zu befestigen. Werden beide Leitungen noch verdrillt, reduzieren sich Einstreuungen und Spannungsschwankungen (bessere Kapazitäts- und Induktivitätswerte) nochmals. Auch sollte man die Stromversorgung des Radios vielleicht nicht direkt von dem "verseuchten" Stromnetz aus dem Motorraum nehmen. Doch das allein reicht manchmal nie, denn das Radio, was über die Endstufe(n) mit den Cinch-Kabeln verbunden ist, hängt direkt irgendwo anders an der Fahrzeugmasse. Also ist auch das Autoradio isoliert zu befestigen und deren Masse nicht an den dafür vorgesehenen Anschluss aus dem Kabelbaum (z.B. ISO-Stecker) anzuschließen, sondern über ein querschnittstarkes Kabel mit dem gleichen Massepunkt der Endstufe(n) oder (oft) noch besser mit der Endstufe selbst zu verbinden. Das hilft, da die Einstreuungen fast immer auf das Cinch-Kabel "einfallen". Bevor man das Kabel des Strom-Adapters zerschneidet, nachsehen, oft kann man das schwarze Radio-Massekabel einfach von der Karosserie abschrauben. Weiterhin hilft auch (ab und zu) eine zusätzliche Endstörung der Zündanlage (abgeschirmte Zündstecker und Leitungen) und des Bordnetzes. Eine kurze Entfernung zwischen Endstufe und Radio ist weiterhin äußerst nützlich, weshalb bei problematischen (z.B. einigen japanischen) Autos eine kleinere Endstufe in Radionähe den großen Boliden im Kofferraum manchmal vorzuziehen ist. Das mit der Masse muss probiert werden, manchmal reduziert auch eine gute Masse-Verbindung von Radio und Endstufe die Störungen. Dann waren die Kabel sicher nicht dick genug. Was sonst immer hilft: Symmetrische Verkabelung mit getrennter Masse, oder mindestens verdrillte, niederohmige Signalleitungen. Warum man die symmetrische Verkabelung (im PA- und Studio-Bereich Standard) nicht generell im Auto benutzt, ist mir schleierhaft. Bei einer älteren Pioneer-Endstufe half mir bei einem Einbau nur eine Modifikation der Eingangsstufen mit einer Reduzierung des Eingangswiderstandes, um die Störungen wirklich stark abzuschwächen. Dazu noch einige Bemerkungen: Je höher der Eingangswiderstand desto stärker können Störungen einfallen. Bei richtig hochohmigen Leitungen (Megaohm-Bereich) kann man quasi "auf den blanken Draht sprechen und Radio hören". Durch Verringern der Impedanz werden die Störungen reduziert, so dass bei extrem niederohmigen (wenige Ohm) überhaupt keine Abschirmung mehr notwendig wäre, wie es bei Lautsprecherleitungen der Fall ist. Doch leider steigen dadurch die Ströme an, denn die vorige Ausgangsstufe muss diese nachfolgende versorgen. Ist sie selbst nicht genügend niederohmig, gibt es Pegelverluste. Auch steigen die Größen der Koppelkondensatoren dadurch proportional an, so dass bei den nur wenigen Ohm-Bereich große Elkos (z.B.220uF bei 100Ohm) nötig sind Zum Test geht das aber: Vielleicht mal einen Widerstand von (?)1 Kiloohm am Endstufeneingang parallel zum Cinch-Eingang schalten. Verringern sich die Störungen merklich, ohne dass der Lautstärkepegel groß absinkt, hilft diese Modifikation der Eingangsstufen. Dabei darf jedoch nicht nur dieser eine Widerstand verändert werden, die gesamte Stufe muss an ihn angepasst werden. Wie das geschieht, ist abhängig von der Stufe selbst, ob dort ein Bipolar-, ein Feldeffekt-Transistor oder ein OPV werkelt. Oft ist aber nur ein weiterer (im Verhältnis dazu ebenfalls kleinerer) Widerstand auszutauschen. Modifiziert man die Eingangsstufe nicht komplett, kann sich der Arbeitspunkt, die Verstärkung etc. verändern, so dass z.B. Übersteuerungen und Verzerrungen auftreten können. Zusätzlich sollte man die oben beschriebenen (mit nur einer gemeinsamen Masse) Modifikationen durchführen, um die Störungen wirklich loszuwerden.

 

Wozu ein Subwoofer? Diese sollen die ganz tiefen Frequenzen wiedergeben, die die kleinen Frontsysteme nicht, nur schwach oder nur mit zu kleinem Pegel bringen. Im Allgemeinen sind das nur Frequenzen unter 100Hz, weshalb eine (meist aktive) Frequenzweiche dem Woofer mit einem Tiefpass zu größeren Frequenzen hin stark im Pegel reduziert. Um den Klang des Frontsystems zu verbessern, benutzt man meist noch einen Hochpaß vor ihnen, die die tiefen, Leistungsraubenden Töne fernhalten. Arten: Gehäusesubwoofer: Im Allgemeinen ist das die klanglich beste Lösung. Eine zusätzliche Kiste oder Rolle wurde mit der Bauform und dem Volumen genau auf den Einzellautsprecher abgestimmt. Oft verwendet man Bandpässe, besser sind jedoch Bassreflexgehäuse oder geschlossene Boxen. Aber das Prinzip allein sagt nichts über die Eigenschaften aus, da man jedes individuell abstimmen kann. Tipps dazu auf meiner Lautsprecher-Gehäuse-Seite. Geschlossenen Kisten sind meist, richtige Abstimmung vorausgesetzt, den Bassreflexkisten in Sachen Präzision überlegen, reichen dafür aber nicht so tief hinab in den "Frequenzkeller". Industrielle Bandpässe werden oft unpräzise abgestimmt, um kleine Volumen zu ermöglichen: Faustregel: Je größer der Wirkungsgrad (Schalldruck/SPL) und je tiefer es gehen soll (ausschlaggebend ist hauptsächlich die Freiluftresonanzfrequenz fs) desto mehr Volumen ist bei präziser Abstimmung nötig. Free-Air-Betrieb: Free-Air-Betrieb bedeutet, dass der Lautsprecher durch seine hohe Gesamtgüte (Qts über 0,5, meist sogar >0,6) für geschlossene Gehäuse mit sehr großen Volumen gedacht ist. Deshalb benutzt man kein zusätzliches Volumen, sondern verwendet das des Kofferraums, was im Allgemeinen ja größer als 500...1000 Liter ist. Free-Air-Chassis sind klanglich meistens nicht optimal und stören meiner Meinung nach auch den Innenraum. Die Wahrscheinlichkeit ist auch geringer, dass das Auto aufgebrochen wird, wenn der Innenraum einfach, na ja sagen wir mal "biederer" aussieht. Wenn man die Ablage hinten und auch das Doorboard mit Akustikbespannstoff bezieht, sieht man (fast) gar nichts, was das Risiko wieder reduziert, obwohl die Anlage gut klingen kann. Wenn man sich mal die Güten (Qts-Werte) der Lautsprecher ansieht, die als Free-Air verkauft werden: Teilweise Werte über 1,0! Das kann nicht gut klingen, nur dröhnen! Das Free-Air-Prinzip erlaubt aber die Möglichkeit, den großen Kofferraum nicht zu verlieren, wenn man etwas transportieren möchte, und trotzdem tiefe Bässe zu erzeugen. Vorausgesetzt jedoch, man verwendet das richtige Chassis zum passenden Kofferraum. Abhängig vom Volumen des Kofferraums (so auch Gepäck-Größe) verändern sich der Tiefgang und die Präzision. Der Qts von Free-Air-Chassis sollte zwischen 0,5 und 0,6 liegen, wer präzisere Bässe wünscht, kann auch Werte um 0,4 nehmen. Wenn man nicht zuviel herumsägen will, sind Free-Airs nur bei Kombis, Fließhecks oder Kompaktwagen eine sinnvolle Möglichkeit. In Limousinen gibt es oft Probleme beim Einbau. Aufpassen muss man trotzdem bei der Ablage, damit sich die Lautsprecherchassis nicht zum Geschoß entwickeln, falls es zum Unfall kommt. Auch darf sich die Ablage dabei nicht von selbst nach vor schieben. Reserveradmulde: Eine andere Möglichkeit der Bassunterstützung ist der Einbau eines Subwoofers in die Reserveradmulde. Allerdings wird es meist bei Chassis mit Durchmesser von mehr als 25 cm problematisch, da das Volumen hinter dem Lautsprecher im Vergleich zum Vas relativ klein ist. Hier sind Chassis mit niedriger Resonanzfrequenz (fs<30Hz), niedrigem Äquivalentvolumen und einer Güte Qts um 0,4 nötig, diese haben jedoch ein etwas niedrigeren Wirkungsgrad. Auf keinen Fall dürfen Free-Air-Chassis mit höheren Güten (Qts über 0,6), größeren Äquivalentvolumen und (oder) etwas höheren Resonanzfrequenzen (fs=30...40 Hz) verwendet werden, da diese durch das zu kleine Volumen sofort dröhnen und durch die höheren Resonanzfrequenzen keine tiefen Bässe erlauben. Wichtig ist: Nur geeignete Subwoofer einsetzen, das heißt z.B. keine Free-Air-Chassis in einer Kiste oder umgekehrt. Hier entscheidet der persönliche Geschmack. Bei kleinem Kofferraum (wie bei Kleinwagen) ist es möglich und auch sinnvoll, vorn ein 3-Wege-System (z.B. mit 20 oder gar 25cm Tieftöner) einzubauen und den Sub wegzulassen, das ist dann allemal sinnvoller als einer Mini-Rolle irgendwo. (Besonders bei den relativ großen Türen, die die 2-Türer haben, passen diese Chassis dann auch hinein, wenn sie nicht zu tief sind. Große Subwoofer also z.B. 46er (18") oder noch mehr haben oft eine sehr schwere Membran, die so schon fast durchhängt und gar nicht so schnell folgen kann. Von Impulsivität kann meist keine Rede mehr sein. Meistens verformen sich diese großen Membranen in sich selbst zu schnell, so dass der Bas schwammig wird. Welches Kabel wofür? Der Anschluß: Autoradios besitzen auf der Rückseite oft sehr unterschiedliche Plastik-Steckleisten, deren Belegung sich unterscheiden, auch ein ISO-Standard half hier nur wenig. Wer eine bestimmte Belegung sucht, um ein älteres Radio anschließen zu können, wozu es keinen Adapter mehr gibt: mit etwas Glück findet man es auf meiner Adapter-Seite, wo einige Steckerbelegungen aufgelistet sind. Ich empfehle aber immer, die Fahrzeug-spezifischen Stecker beizubehalten und Adapter zu kaufen, dann braucht man nicht groß rumprobieren... Leider können beim Umrüsten von Werksradios auf "normalen Radios" oft viele zusätzliche, werkspezifische Funktionen nicht mehr genutzt werden. Dazu zählt vor allem die Lenkradbedienung. Für solche Funktionen gibt es zu 99,9% keine Adapter! Warum dann überhaupt umrüsten? Werksradios sind im Vergleich zu gleichwertigen Radios der Car-HiFi-Hersteller im Allgemeinen mindestens doppelt so teuer. Und die besten Tuner/CD-Teile und Wandler werden hier nicht verbaut, obwohl diese Werksradios von typischen Car-HiFi-Herstellern wie Becker, Blaupunkt, Clarion, Nakamichi etc. hergestellt werden.

 

 

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