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Baffle-Step-Rechner: Übergangsfrequenz und Kompensation
Unterhalb einer bestimmten Frequenz strahlt ein Lautsprecher nicht mehr nur nach vorn, sondern rundum ab – der Pegel auf Achse fällt um bis zu 6 dB. Gib die Schallwandbreite ein: Der Rechner zeigt, wo dieser Baffle-Step liegt, und schlägt eine passive Kompensation vor.
Eingaben und Ergebnis
6 dB entsprechen freiem Raum. Nahe einer Wand oder im Raum gleichen meist 3–4 dB besser aus.
Mitte des Baffle-Steps (f3): 575 Hz
Kompensationsnetzwerk: Spule mit parallelem Widerstand, in Reihe vor dem Tieftöner
| Bauteil | Lage | Wert |
|---|---|---|
| L1 | L ∥ R, in Reihe | 1 mH |
| R1 | L ∥ R, in Reihe | 4,7 Ω |
Oberhalb des Steps spielt der Tieftöner 4 dB leiser – Hochtöner und Mitteltöner müssen entsprechend angepasst werden (z. B. mit einem L-Pad).
Formeln
f3 ≈ 115 / B (B in m) k = 10^(A / 20) (A = Kompensation in dB) R = R_Chassis · (k − 1) L = R / (2π · f3 · √k) → Übergang des Netzwerks mittig bei f3
Die Formeln rechnen mit einem ohmschen Widerstand als Last. Echte Chassis haben eine Impedanz, die mit der Frequenz steigt und bei der Resonanz einen Buckel hat, und einen eigenen Frequenzgang – die Weiche wirkt deshalb anders als berechnet. Erst die Simulation mit gemessenen FRD- und ZMA-Daten zeigt, wie es klingt.
Öffnet ein neues Projekt mit genau dieser Schaltung. Ohne Konto als Gast möglich; lade dann FRD/ZMA deiner Chassis.
Was ist der Baffle-Step?
Bei hohen Frequenzen ist die Schallwand groß gegenüber der Wellenlänge: Der Schall geht nach vorn (Halbraum). Bei tiefen Frequenzen läuft er um das Gehäuse herum (Vollraum) – auf Achse fehlen dann bis zu 6 dB. Der Übergang liegt ungefähr bei f3 ≈ 115 / B (B = Schallwandbreite in Metern).
Ausgeglichen wird das meist mit einer größeren Tiefpass-Spule oder einem eigenen Netzwerk: einer Spule mit parallelem Widerstand vor dem Tieftöner. Unten lässt die Spule alles durch, oben begrenzt der Widerstand den Pegel.
Grenzen der Faustformel
- Die Formel kennt nur die Breite. Chassis-Position, Gehäusehöhe und -tiefe und abgerundete Kanten verschieben den Übergang und erzeugen Welligkeiten von einigen dB. Mittig sitzende Chassis zeigen die stärksten Einbrüche.
- Wie viel du ausgleichen musst, hängt vom Aufstellort ab: Wandnah oder in einem kleinen Raum kommt ein Teil der fehlenden 6 dB zurück.
- Das Netzwerk ist für einen ohmschen Tieftöner berechnet. Mit seiner echten Impedanz (ZMA) und der Spulen-DCR ändert sich die Wirkung – am besten gleich mit der Tiefpass-Spule zusammen simulieren.
Quellen: Faustformel f3 ≈ 115/B nach Olsons Beugungsmessungen (H. F. Olson, „Direct Radiator Loudspeaker Enclosures“, 1951), wie bei Rod Elliott (ESP, „Baffle Step Compensation“) und im Baffle Step Designer von Jeff Bagby verwendet.