Bewährte Praktiken für das Design von Mikrolautsprechergehäusen

Mikrolautsprechergehäuse sollen den Lautsprecher sowohl vor unerwünschten Beschädigungen schützen als auch sein Soundvolumen erweitern. Indem sie mit den in diesem Artikel beschriebenen Grundlagen des richtigen Gehäusedesigns für Lautsprecher vertraut sind, können Benutzer die Audioqualität ihrer gewünschten Anwendung verbessern.

Grundkonstruktion eines Lautsprechers

Die Grundkonstruktion eines Lautsprechers umfasst mehrere Teile. Den Kern eines jeden Lautsprechers bildet eine Drahtspule, die zwischen den Polen eines Dauermagneten sitzt und mit einer Membran verbunden ist. Diese Membran wird dann so aufgehängt, dass sie frei nach vorn und hinten schwingen kann. Wenn an die Drahtspule ein elektrisches Signal angelegt wird, versetzt ihre Bewegung im Magnetfeld auch die Membran in Schwingung. Diese Schwingungen verursachen Luftdruckwellen, die vom Lautsprecher sowohl nach vorn als auch nach hinten abgestrahlt und als Ton wahrgenommen werden. Da diese Wellen jedoch nicht in Phase sind, können sie sich gegenseitig teilweise oder sogar vollständig aufheben. Hier kann das richtige Design eines Lautsprechergehäuses den reduzierten Schallpegel dieser phasenverschobenen Wellen verbessern.

Abbildung 1: Grundkonstruktion eines Lautsprechers (Bildquelle: CUI Devices)

Grundlagen von Mikrolautsprechergehäusen

Die Kavität an der Vorderseite des Gehäuses soll den Lautsprecher schützen und außerdem die Dämpfung seines gewünschten Klangs minimieren. Diese Kavität wird üblicherweise durch ein Gitter oder Löcher in einer festen Platte gefertigt. Ein Lochmuster, das in etwa die Größe des Lautsprechers hat, gestattet eine effiziente Schallausbreitung und kann durch Entfernen von nur 20 % der festen Platte realisiert werden. Ebenfalls zu beachten ist der Abstand zwischen der Gehäusefront und dem Lautsprecher. Eine Lücke von 1 bis 2 mm verhindert in den meisten Fällen, dass die schwingende Lautsprechermembran die Gehäusefront berührt.

Bei der Rückseite des Gehäuses von Mikrolautsprechern sollten die Entwickler eine luftdichte Kavität schaffen, die ein Abstrahlen der nach hinten gerichteten Schalldruckwellen verhindert. Hierfür kann entweder ein schallabsorbierendes Material in der Kavität platziert werden oder man wählt für das Gehäuse ein steifes Material, das keine Schallwellen abstrahlt. Bei manchen Gehäuserückseiten kann die nach hinten abgestrahlte Druckwelle verwendet werden, um die nach vorn abgestrahlten Schallwellen zu verstärken. Diese Praktik sollte jedoch komplexeren Anwendungen vorbehalten bleiben.

Abbildung 2: Vorder- und Rückseite des Lautsprechergehäuses (Bildquelle: CUI Devices)

Als Nächstes sollte man sich bei der Rückseite des Lautsprechergehäuses über das empfindliche Gleichgewicht zwischen Gehäusegröße (Volumen) und Druckänderungen Gedanken machen. Für die kompakten Anwendungen, in denen Mikrolautsprecher eingesetzt werden, ist häufig eine rückseitige Kavität mit geringerem Volumen wünschenswert, was jedoch zu Lasten der Luftdruckänderungen geht, die durch die schwingende Lautsprechermembran verursacht werden. Diese teilweise starken Änderungen des Luftdrucks schränken letztendlich die Schwingung der Membran ein und folglich auch den vom Lautsprecher erzeugten Klang. Eine Faustregel besagt, dass der Durchmesser des Lautsprechers eine gute Ausgangsbasis zur Ermittlung der Tiefe der rückseitigen Kavität darstellt, die die Luftdruckänderungen minimiert und die kompakte Größe beibehält, die für Mikrolautsprecheranwendungen gewünscht wird. Falls die Tiefe in manchen Anwendungen jedoch ein Problem darstellen sollte, kann die Fläche der rückseitigen Kavität vergrößert werden, während gleichzeitig ihre Tiefe verringert wird, um dasselbe Volumen beizubehalten.

Montage von Mikrolautsprechergehäusen

Die Montage eines Mikrolautsprechers spielt bei der Endqualität des Klangs eines Produkts ebenfalls eine entscheidende Rolle. Vorder- und Rückseite des Gehäuses sollten fest miteinander verbunden werden, wobei der Lautsprecher sicher zwischen beiden montiert ist und als Teil der rückseitigen Gehäusestruktur fungiert. Hierdurch wird nicht nur die Schallausbreitung von der Gehäuserückseite verringert, sondern es wird auch vermieden, dass rasselnde Geräusche erzeugt werden. Hochdichter Schaumstoff kann ebenfalls für eine sichere und passgenaue Verbindung sorgen.

Fazit

Man muss kein Klangexperte sein, um die Klangqualität eines bestimmten Lautsprechers bzw. Mikrolautsprechers zu verbessern. Mithilfe der oben beschriebenen Grundlagen sind Entwickler auf einem guten Weg, ihre Designs mit einem ausgezeichneten Klang auszustatten. CUI Devices macht diesen Prozess sogar noch einfacher, indem das Unternehmen verschiedene Mikrolautsprecheroptionen in kompakten Gehäusen in Größen von nur 10 mm und mit Tiefen von lediglich 2 mm anbietet.

Abbildung 3: Mikrolautsprecher von CUI Devices mit verschiedenen Gehäusetypen (Bildquelle: CUI Devices)