Voor een goede geluidsweergave in de auto zijn ze bijna onmisbaar: subwoofers. Ze verzorgen de bassweergave tussen circa 20 – 100 Hz. Er bestaan verschillende inbouwmogelijkheden. Bij de keuze van de woofer moet er onder andere met de inbouwwijze rekening gehouden worden. Je kan een subwoofer inclusief kist aanschaffen, of een losse subwoofer en zelf de kast gaan bouwen. Dat is uiteindelijk goedkoper, maar je moet er wel meer moeite doen voor een goed eindresultaat. Je kan dan een kast op maat voor je autointerieur bouwen. Klank en geluidsdruk bepaal je dan ook zelf. Niet alle woofers zijn echter voor elke kastconstructie geschikt.
Dat zegt verder niets over de kwaliteit van de subwoofer, maar een DVC geeft je wel meer aansluitmogelijkheden.
Elke spoel heeft een bepaalde impedantie (wisselstroomweerstand) en met de totale impedantie van beide spoelen van de subwoofer(s) belast je de versterker. Door een slimme keuze te maken met de aansluitmogelijkheden kan je de versterker optimaal belasten. Een versterker heeft een minimale impedantie waarde gespecificeerd: 4, 2 1 ohm of soms zelfs 0,5 ohm.
Gebruik voor de juiste keus de sub configurator.
Hoe kom je er achter of jouw subwoofer geschikt is voor een bassreflex of gesloten behuizing of free-air? Vaak geeft de fabrikant al aan wat voor behuizing geschikt is qua volume (liters) of type (gesloten of gepoort) . Controleer dit voor je de sub aanschaft, dan weet je wat je kan verwachten van de grootte van de optimale behuizing. Veel subwoofers zijn geschikt voor zowel gesloten als bassreflex behuizingen. En een 20cm (8″) zal in een veel kleinere kast gebouwd kunnen worden dan een 46cm (18″) subwoofer.
Een vuistregel die gebruikt kan worden, is het zogenaamde Efficiency Bandwith Product EBP: EBP = Fs / Qes
De Fs en Qes zijn Thiele & Small parameters welke je kan vinden in de specificaties van de subwoofer.
| EBP | Kast contructie | Qts |
| >60 | Free air | >0.6 |
| <150 | Gesloten | – |
| 50-100 | Bassreflex | <0,5 |
| 60-100 | Bandpass | – |
Software
Maak de kast van 18 of 22mm MDF. Spaanplaat of multiplex kan ook, deze zijn echter moeilijker te bewerken. Multiplex is iets lichter dan MDF en heeft een lagere demping dan MDF. Spaanplaat is veel goedkoper en lichter dan Multiplex en MDF, maar heeft vrijwel dezelfde dempende eigenschappen dan MDF. Voor testdoeleinden is het dus prima geschikt.
Ook wordt er wel eens plexiglas (show!) gebruikt. Dit materiaal heeft wel hele andere eigenschappen dan MDF etc.
Sub frequenties liggen onder de 100Hz en de meeste dempingsmaterialen zijn onder 300Hz niet meer effectief. Het gebruik in een subwooferbehuizing is daarom misschien overbodig. Het enige wat het wel doet is een virtuele vergroting van de netto inhoud geven. Ook is de klank meestal beter bij gebruik van dempingsmaterialen, expirimenteer daarom met hoeveelheid en soort dempingsmateriaal. Voor subs die bedoeld zijn voor alleen SPL gebruik is dempingsmateriaal niet aan te bevelen.
30:1,2 = 25L. De woofer ziet het echter nog steeds als 30L !
Verstevigen
Een subwoofer behuizing dient zeer stevig en stabiel gebouwd te worden. Toch hoef je geen heel erg dikke materialen te gebruiken, mits je voldoende verstevigingen binnen de kast aanbrengt. Tegenover liggende panelen verbind je met elkaar met stroken van ca. 5cm breed 18mm MDF, of je kan een paneel met een aantal grote gaten in de kast plaatsen zodat meer stevigheid wordt bereikt. De verstevigingen (bracing) gaan ten koste van de inhoud. Zet om de 25cm een versteviging. Zie de illustraties (binnenkort).
Afdichting
De totale netto inhoud = netto inhoud per sub x aantal subs.
Bij een bassreflex systeem kan je één grote poort toepassen. Het totale poortoppervlak daarvan is het oppervlak per subwoofer x aantal subs.
De poortlengte blijft gelijk aan die van één sub.
- goedkoop
- plaatsbesparend, geen kast
- goede akoestische isolatie vereist tussen voor- en achterzijde woofer
- slechtere demping van de woofer
- uitstekende transientweergave (“snel”)
- minder diepe bassweergave
- alleen woofers met een zeer stugge conusophanging voldoen
- compacte kast
- geleidelijke afval in het laag (12 dB/oct)
- zwaar belastbaar
- uitstekende transientweergave (“snel”)
- eenvoudige kastconstructie
- minder kritisch t.a.v. ontwerp- en constructiefouten
- niet erg efficient
- 3 – 4 dB effienter dan een gesloten box
- minder vervorming en hogere belastbaarheid in het hogere bassbereik
- mits goed ontworpen en gebouwd, diepere bassweergave
- grotere kast dan gesloten
- zeer kritisch t.a.v. ontwerp- en constructiefouten
- slechte klank bij verkeerd gekozen afstemming
- woofer kan worden opgeblazen onder de afstemfrequentie
- efficientie afhankelijk van de afstemming
- diep doorlopende bass
- goede demping van de speaker, hoge belastbaarheid
- speaker afgeschermd, zodat ‘ie beschermd is tegen rondslingerende spullen.
- lastig ontwerp en ingewikkelde constructie
- woofer is ‘onhoorbaar’ overbelastbaar
- transientweergave sterk afhankelijk van de gekozen afstemming, klinkt meestal ’traag’
- grote kast, daarom weinig toegepast
Akoestische eigenschappen van de auto
Doordat een auto interieur een relatief kleine ruimte is, is de akoestiek totaal anders dan een grote kamer of zaal. Dit heeft dit met name voor het sublaag gevolgen. Als van een frequentie de halve golflengte niet meer in de ruimte “past “, dan zijn er geen lopende golven, maar alleen drukverschillen onder die bepaalde frequentie. Deze grensfrequentie (of frequentiegebied) wordt ook wel het Schroeder frequentiegebied genoemd. Deze is te bepalen met sofware zoals true RTA.
De golflengte van sub frequenties kan je uitrekenen via:
Golflengte = voortplaningssnelheid / frequentie [m].
Waarbij de voortplantingssnelheid van geluid in lucht 340m/s is.
Voor 100Hz geldt dan 340 / 100 = 3,4 meter.
Stel dat je interieur korter is dan 1,7 meter, waardoor er onder de 50Hz (halve golflengte) er geen lopende golven zijn en alleen drukverschillen kunnen ontstaan. Bijkomend effect is dat onder deze frequentie de geluidsdruk stijgt met 12dB/oct.
Box rise
Het is de totale impedantie-karakteristiek van de subwoofer + kist + interieur.
Een losse subwoofer heeft een electrische impedantie-karakteristiek, een frequentie afhankelijke impedantie. Zet je deze subwoofer in een behuizing, dan zal deze impedantie-karakteristiek veranderen, afhankelijk van de gekozen afstemming (bijvoorbeeld poortlengte van een bassreflex afstemming) . Als je vervolgens de kist in de auto zet, zal de totale impedantie ook weer enigzins veranderen.
Deze verandering, ten opzichte van de oorspronkelijke electrische impedantie, noemt men boxrise.
De verandering is een (frequentieafkankelijke) stijging van impedantie. Het is daardoor in bepaalde situaties mogelijk om met een lagere aangesloten electrische impedantie, toch op een hogere totale impedantie uit te komen.
Alleen door het meten van de impedantie-karakteritiek van de “sub + kist + interieur” kan je dat bepalen.
| Fs | resonantiefrequentie speaker in free air of half space [Hz] |
| Fc | systeem resonantiefrequentie closed box [Hz] |
| Fb | systeem resonantiefrequentie bassreflex box [Hz] |
| F3 | Frequentie [Hz] waarbij systeem-output 3dB gedaald is |
| Vas | Hoeveelheid lucht [L] met dezelfde akoestische compliantie als de mechanische compliantie (Cms) van de speaker |
| D | Effectieve speaker diameter [cm] |
| Sd | Effectieve piston oppervlakte [cm2] |
| Xmax | Maximale lineaire conusuitslag [mm] |
| Xmech | Maximale mechanische conusuitslag [mm] |
| Vd | Maximale lineaire volume verplaatsing (Sd x Xmax) [cm3] |
| Re | DC weerstand spreekspoel [Ohm] |
| Rg | Impedantie bron (kabels, filter) [Ohm] |
| Qms | Q ten gevolge van mechanische verliezen bij resonantiefrequentie Fs |
| Qes | Q ten gevolge van electrische verliezen bij resonantiefrequentie Fs |
| Qts | Q ten gevolge van Qes//Qms bij resonantiefrequentie Fs |
| Qtc | Q ten gevolge van Qes//Qmc bij systeem resonantiefrequentie Fc |
| QL | Q ten gevolge van kastlek bij systeem resonatiefrequentie Fb |
| Qp | Q ten gevolge van poortverliezen bij systeem resonantiefrequentie Fb |
| n0 | Referentie efficiëntie [%] |
| Cms | Mechanische compliantie van de speaker [m/N] |
| Mms | Effectieve mechanisch bewegende massa [g] |
| Rms | Mechanische verliezen van de speaker [kg/s] |
| BL | Electromagnetische kracht van de magneet x spoel zelfinductie[m/N] |
| Pa | Acoustische belastbaarheid [W] |
| Pe | Electrische belastbaarheid [W] |
