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EIN Hochtöner ist ein Lautsprecher die hauptsächlich für die Wiedergabe von hohen Tönen konzipiert ist und daher Teil eines Lautsprechers von z. B. a Hifi Installation. Die modernsten (2003) Lautsprecherboxen für HiFi-Anlagen enthalten 2 oder 3 Lautsprecher, von denen der kleinste Hochtöner genannt wird. Ein Hochtöner hat in der Regel a Frequenzbereich von 2000 bis 20.000 Hertz. Einige Hochtöner gehen sogar noch höher, auch wenn dies über dem liegt Hörgrenze des Menschen Hören.
Ein Hochtöner hat ein geringes bewegtes Gewicht
Als Hochtöner wird in der Regel ein elektrodynamischer Lautsprecher verwendet, da das Gewicht des beweglichen Teils (der Spule) für einen elektrodynamischen Lautsprecher ist geringer als das Gewicht des beweglichen Magneten für einen magnetodynamischen Lautsprecher. Ein geringes Gewicht ist wichtig, da bei den hohen Frequenzen die Geschwindigkeiten der Zittern Kegel sind auch ziemlich hoch. Ein leichterer Lautsprecher ist mit weniger elektrische Energie in Bewegung als ein schwerer Lautsprecher.
Ein Hochtöner hat eine kleine Größe
Ein Hochtöner hat einen kleinen Durchmesser im Vergleich zu einem normalen oder Basslautsprecher (Tieftöner), nämlich etwa 3 cm. Der Grund dafür ist, dass ein kleiner Lautsprecher höhere Resonanzfrequenzen hat, damit er den Schall genau im Hochtonbereich richtig abstrahlen kann.
Jeder Lautsprecherkegel zeigt Resonanzen ab einer bestimmten Grundfrequenz. Unterhalb der niedrigsten Resonanzfrequenz ist die Kegel des Sprechers als Ganzes, als Kolben, vor und zurück bewegen. Zudem bildet die Masse der Lautsprechermembran mit der federnden Lagerung im Hochtöner auch ein Schwingungssystem mit einer Resonanzfrequenz: der Lautsprecherresonanz. Zwischen dieser Resonanz und den Membranresonanzen wird das Schallsignal mit einer gewünschten Abstrahlform an die umgebende Luft abgestrahlt. Wenn der Kegel in Resonanz kommt, treten andere Bewegungen auf (unterschiedliche Muster von patterns Vibrationen), wodurch sich der Lautsprecher unvorhersehbar verhält, werden bestimmte Frequenzen zu stark oder zu wenig angehoben. Unterhalb der Lautsprecherresonanz wird die Amplitude immer leiser, so dass andere Lautsprecher benötigt werden, um diesen Frequenzbereich richtig hörbar zu machen.
Verschiedene Arten von
Das elektrodynamisch Hochtöner, hat einen Magneten, der mithilfe einer Schwingspule einen Konus antreibt. Die am häufigsten verwendeten Kegelformen sind der Kugelkegel (Dome) oder der kegelförmige Kegel, die traditionelle Lautsprecherform. Dies ist die am häufigsten verwendete Hochtönerkonstruktion, da sie relativ einfach herzustellen ist und einen relativ hohen Wirkungsgrad hat. Zudem verfügt der elektrodynamische Hochtöner über gute Klangeigenschaften in Form eines großen Frequenzbereichs und eines guten Abstrahlverhaltens. Häufig verwendete Konusmaterialien sind: gewebtes imprägniertes Textil (Softdome), Kunststoff, Aluminium, Titan und Magnesium Darüber hinaus werden manchmal sehr exotische Konusmaterialien wie Beryllium (giftig) und Diamant verwendet. Im Wesentlichen handelt es sich um eine ziemlich einfache Konstruktion, bei der eine Schwingspule einen Kegel in einem Magnetfeld antreibt.
Das elektrostatisch Der eher seltene Hochtöner verwendet eine Hochspannungsquelle, die eine relativ große Membran in Bewegung setzt, meist in Form von gespannten Drähten, zwischen denen sich eine metallisierte Folie bewegt. Die Kunststoffmembran ist sehr leicht und hat daher ein sehr gutes Lösevermögen. Der Klang eines Elektrostats ist aufgrund des hohen Auflösungsvermögens sehr markant. Nachteile sind der vertikale Spreizwinkel, da die Membran oft verlängert ist und der geringe Wirkungsgrad. Elektrostatische Lautsprecher sind aufgrund des Anlegens von Hochspannung empfindlich gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit, die einen Überschlag verursachen kann.
Das magnetodynamisch Hochtöner, der wie der elektrostatische Hochtöner eine flache Kunststoffmembran verwendet, jedoch mit geätzten flachen Aluminiumbahnen als "Schwingspule". Diese Membran wird von starken Stabmagneten angetrieben. Dieser Hochtöner hat auch eine sehr leichte Membran und hat ähnliche Klangeigenschaften wie der elektrostatische Hochtöner, jedoch mit einer besseren Rückführung.
Das IonenHochtöner, der aufgrund seiner begrenzten Effizienz und der Produktion von Ozongas selten verwendet wird. Dieser Hochtöner verwendet eine Hochspannung, die Gas ionisiert und die Luft zum Schwingen bringt. Der große Vorteil besteht darin, dass keine mechanischen Teile angetrieben werden und die Schallwelle direkt ohne den Eingriff einer Membran gebildet wird. Die praktische Anwendbarkeit ist jedoch aufgrund der geringen Effizienz, Kosten und Ozonproduktion begrenzt.
Das PiezoHochtöner verwendet einen Kristall, der eine Membran unter dem Einfluss einer Wechselspannung antreibt. Er ist relativ günstig in der Herstellung, bietet aber einen recht scharfen Klang und wird selten in HiFi-Anwendungen eingesetzt.
Neben diesen Hauptgruppen gibt es allerhand Varianten z.B. in Form gefalteter Membranen, die wie eine Ziehharmonika von Magneten wie dem AMT-Hochtöner von Dr. Oscar Heil auf und ab bewegt werden. Dies ist im Wesentlichen auch ein elektrodynamischer Lautsprecher, bei dem eine Spule eine Membran antreibt.
Richtcharakteristik
Jetzt mag man sich fragen, warum andere Lautsprecher groß gemacht werden müssen, wenn doch eine kleine Größe so viele Vorteile bietet. Der Grund dafür ist die Richtcharakteristik einer strahlenden Fläche. Idealerweise sollte ein Lautsprecher eine sphärische Abstrahlung haben. In diesem Fall ist der Ton in alle Richtungen gleich stark.
Die gewünschte sphärische Abstrahlung ist jedoch nur bis zu einer bestimmten Frequenz möglich, die von der Größe des Lautsprechers abhängt. Hochfrequente Töne werden konzentriert abgestrahlt, wenn die Wellenlänge des abgestrahlten Tons gleich oder kleiner als der Durchmesser des Lautsprechers ist. Der größte Teil des Schalls wird dann senkrecht zum Lautsprecher abgestrahlt. Bei einem größeren Winkel ist dann wenig Geräusch hörbar.
Ein weiterer Grund ist, dass ein kleiner Kolben bei den tieferen Frequenzen keine ausreichende Schallleistung abstrahlen kann. Je größer die Lautsprechermembran, desto weniger stark müssen die Vibrationen sein, um die tieferen Töne zu erzeugen.
Resonanz der Konusaufhängung
Die Aufhängung des Konus gegenüber dem Lautsprechergehäuse ist bei jedem Lautsprecher relativ weich (sonst kann sich der Konus nicht bewegen). Auch diese Aufhängung weist Resonanzfrequenzen auf. Bei einem Hochtöner liegt diese Resonanz normalerweise bei etwa 1000 Hertz. Für eine verzerrungsfreie Höhenwiedergabe kann ein Lautsprecher in der Regel mindestens einen Oktave der Hochtöner kann oberhalb seiner Eigenresonanz, also ab 2000 Hz, eingesetzt werden.