Hauptaufgabe unserer Frequenzweiche ist natürlich unsere Chassis einen gewissen Frequenzbereich zuzuweisen. Hierzu verwenden wir geeignete Filter mit einer gewissen Steilheit. Leider werden diese Filter von der nicht linearen Impedanz unserer Chassis beeinflusst und die Trennung erfolgt nicht wie gewünscht. Um dies zu umgehen, kann man zuerst die Impedanz korrigieren. Eine Impedanzkorrektur macht also nicht nur bei Röhrenverstärkern Sinn. Folgendes Bild zeigt einen typischen Impedanzverlauf eines Tiefmitteltöners in einer geschlossenen Box:

Schwingspuleninduktivität
Wie der Name schon sagt, ist die Schwingspule eine Spule und besitzt daher die Eigenschaft, dass die Impedanz mit zunehmender Frequenz steigt. In obigen Beispiel steigt die Impedanz ab 500 Hz stetig an und erreicht fast 14 bei 20 kHz. Würde man nun in diesen Bereich mit einem Tiefpass arbeiten, würde dieser nicht die gewollte Steilheit erhalten. Um dies zu Korrigieren setzt man eine Kondensator und einen Widerstand in Reihe parallel zur Chassis.

Bei der Suche nach den Werten für den Widerstand und den Kondensator kann sich von Boxsim helfen lassen. Unter Extras findet man auch das Tool „Auslegung Impedanzkorrekturglieder“. Für die Schwingspuleninduktivität sind dabei nur die Werte Gleichstromwiderstand und Schwingspuleninduktivität entscheidend. Spielt man sich etwas mit den Werten, wird man schnell feststellen, dass der vorgeschlagene Widerstand immer den eingegebenen Gleichstromwiderstand entspricht. Hier hat man also auch ohne Tool schon mal einen guten Startpunkt. Schwieriger wird es bei der Schwingspuleninduktivität – bei den Chassisdaten in Boxsim ist diese nicht zu finden. Geht man jedoch auf den Reiter „weitere Daten“ findet man auch diesen Wert. Im Anschluss kann man sich etwas mit den Werten des Widerstandes und des Kondensators spielen. Nun sieht unser Impedanzverlauf wie folgt aus:

Der Ursprüngliche Impedanzverlauf ist gestrichelt zu sehen. Das Schöne ist, dass sich am Frequenzgang nichts geändert hat.
Grundresonanz Peak
Bei der Grundresonanz kommt es zu einem sehr Ausgeprägten Impedanz Peak in unserem Fall steigt hier die Impedanz auf 50 an. Zur Korrektur verwenden wir hier eine Reihenschaltung aus Widerstand, Spule und Kondensator, welche wir wieder Parallel zur Chassis schalten. Der Kondensator soll bei dieser Schaltung dafür sorgen, dass kein Strom bei niedrigen Frequenzen durch die Reihenschaltung fließt, die Spule sorgt dafür, dass bei hohen Frequenzen kein Strom fließt. Um den Strom zu begrenzen, wenn sowohl Kondensator als auch Spule niederohmig sind dient der Widerstand. Die Schaltung wirkt also nur in einem bestimmten Frequenzbereich. Wo dieser Bereich ist wird durch Kondensator und Spule bestimmt – je höher die Werte um so niedriger die Frequenz. Wie breit der Frequenzbereich ist wird ebenfalls durch Kondensator und Spule bestimmt – erhöht man den Wert des Kondensators und verringert man den Wert der Spule, wird das Frequenzband größer. Boxsim kann hier ebenfalls helfen geeignete Werte zu finden. Hierzu muss man dann noch zusätzlich die Resonanzfrequenz, die Elektrische Güte und die mechanische Güte angeben. Nach etwas spielen sieht unsere Frequenzweiche nun so aus:

Der Impedanzverlauf ist nun schön glatt:

Bei dem Ganzen kann man schnell durcheinander kommen, an welcher Schraube man drehen muss um den gewünschten Effekt zu erzielen. Daher hier eine kleine Tabelle zur Unterstützung:
Ziel | Widerstand | Spule | Kondensator |
---|---|---|---|
Höhere Frequenz | – | ![]() | ![]() |
Niedrigere Frequenz | – | ![]() | ![]() |
Breiteres Frequenzband | – | ![]() | ![]() |
Schmäleres Frequenzband | – | ![]() | ![]() |
Mehr Wirkung | ![]() | – | – |
Weniger Wirkung | ![]() | – | – |
Kombinierte Schaltung
Boxsim bietet auch die Möglichkeit beide Schaltungen zu kombinieren. Ob dies Sinn macht ist fraglich – Bei beiden Wegen benötigt man 5 Bauteile. Natürlich sieht die kombinierte Schaltung etwas professioneller aus…
Die Impedanz sollten wir nun im Griff haben. Ob wir eine Korrektur benötigen hängt auch davon ab, wo wir den Filter setzen wollen. Ist die Trennfrequenz weit oben können wir unter Umständen auf die Korrektur der Resonanzfrequenz verzichten. In manchen Fällen hilft uns sogar der natürlich Impedanzverlauf bei der Trennung.