Frequenzweichenbau - kein Buch mit sieben Siegeln

Für viele Interessierte stellt der Aufbau der Frequenzweichen die wohl größte Hürde beim Lautsprecherselbstbau dar. Wir wollen mit diesem Artikel aufzeigen, dass man davor keine Angst haben muss.

Etwas verwirrend kann es sein, dass es keine einheitliche Norm für Weichenschaltbilder gibt. Je nach Programm oder persönlichen Vorlieben des Entwicklers können die Weichen daher trotz identischer Funktion auf den ersten Blick ganz unterschiedlich aussehen. Im folgenden Bild haben wir dafür ein Beispiel:

Beide Pläne zeigen ein und dieselbe Schaltung. Rot markiert ist jeweils der Anschluss an den Verstärker, blau wurden die Lautsprecheranschlüsse gekennzeichnet. Beim Schaltbild 1 sehen wir jeweils die Polung mit + und - dargestellt, Bild 2 hat hier nur einen Punkt als Markierung für den Pluspol. Bei den Lautsprecheranschlüssen kann es durchaus vorkommen, dass diese verpolt sind, das werden wir in einem Beispiel weiter unten noch sehen.


Desweiteren sind die Induktivitäten (Spulen) in Bild 1 mit ausgefüllten, schwarzen Rechtecken dargestellt, bei Bild 2 symbolisieren 3 Bögen diese Bauteile.


Der wohl größte Unterschied sind aber die vielen Dreiecke im zweiten Bild, welche wie nach unten gerichtete Pfeile aussehen. Diese Symbole stehen für einen Anschluss am Minuspol, sie werden also alle mit dem Minus-Anschluss am Terminal verbunden. Wenn wir nun einfach mal diese Verbindungen in den Plan einzeichnen, sehen wir gleich, dass sich die beiden Schaltbilder gar nicht mehr so sehr unterscheiden:

Neben den oben angesprochenen Spulen, deren Wert in Millihenry angegeben ist, gibt es auch noch Widerstände (Ohm) und Kondensatoren (µ-Farad). Bei den Spulen steht jeweils auch ein Widerstandswert mit dabei. Dies bedeutet allerdings nicht, dass hier neben der Spule auch noch ein Widerstand mit eingebaut werden muss, sondern ist eine Angabe über den Widerstandswert der Spule selbst, welcher je nach Drahtquerschnitt und Kernmaterial trotz gleichem Induktionswert deutlich variieren kann. Man sollte also auch immer darauf achten, dass beide Werte bei den Spulen übereinstimmen, wobei leichte Abweichungen beim Widerstandswert nicht dramatisch sind.

Kommen wir nun zum eigentlichen Aufbau der Weiche.

 

Alles beginnt erst einmal mit einem Haufen loser Bauteile, welche man am besten gleich mal paarweise sortiert:

Anschließend sorgen wir für eine möglichst feuerfeste Unterlage und decken auch den Arbeitsbereich ringsum etwas ab, da es durchaus einmal vorkommen kann, dass kleine Tröpfchen Lötzinn nicht da landen, wo man es eigentlich vorgesehen hat.


Besonders als Anfänger ist es sehr hilfreich, die Weichenschaltung möglichst groß und für jeden Weichenzweig einzeln auszudrucken. Jetzt kann man nämlich die Bauteile einfach auf dem ausgedruckten Plan platzieren. Wegen der besseren Übersicht, haben wir die Bauteile neben dem Plan platziert und sie jeweils farbig mit den Symbolen markiert.

Wir sehen hier die Weiche für den Hochtöner. Allein schon durch das Platzieren entsprechend des Planes wird sofort ersichtlich, welche Bauteile miteinander verbunden werden müssen. Da Frequenzweichenbauteile bipolar sein müssen (Wechselspannung), spielt es übrigens keine Rolle, wie die Teile ausgerichtet sind.


Besonders dann, wenn mehrere Bauteile zusammengelötet werden müssen, empfiehlt es sich, die Anschlussdrähte vor dem Löten miteinander zu verdrillen. Am einfachsten geht das, indem man die Drahtenden in eine Zange klemmt, dann sollte es wie auf dem nächsten Bild aussehen:

Damit verhindern wir, dass einzelne Bauteile beim anschließenden Lötvorgang verrutschen und damit evtl. eine kalte Lötstelle verursachen. Nun geht es ans Eingemachte. Wir bringen den Lötapparat auf Temperatur (~400°C bei einstellbaren Stationen) und legen das Zinn bereit. Wir halten nun die Lötspitze auf die verdrillten Anschlussdrähte und warten einen kurzen Moment. Das Lötzinn halten wir direkt auf die Drähte, nicht auf die Lötspitze. Sind die Drähte heiß genug, beginnt das Lot zu schmelzen und verteilt sich automatisch auf die ganze Windung. Mehr als 1-2cm Lötzinn braucht man dafür in der Regel nicht. Nun hebt man die Lötspitze vorsichtig an und lässt die Lötstelle abkühlen. Wichtig ist hierbei, dass sich die Drähte während das Zinn noch flüssig ist, nicht untereinander bewegen. Wenn alles gut gelaufen ist, glänzt die Lötstelle. Ist sie dagegen matt und stumpf, ist die Gefahr einer kalten Lötstelle, also einer fehlerhaften Lötung, relativ groß. Dann setzt man einfach noch einmal mit der Lötspitze an und wiederholt den Vorgang.


Sollte das nicht verständlich genug erklärt sein, kann man sich gerne auch noch Videos dazu im Netz anschauen.

Wenn man das ein paar mal gemacht hat, fragt man sich sicherlich sehr schnell, wovor man denn Anfangs überhaupt Angst hatte, denn es ist wirklich nicht schwer, falls man das Kalte vom heißen Ende des Lötkolbens unterscheiden kann.


Wenn man dann alle Lötvorgänge nach Plan durch hat, kann man sich noch überlegen, welche Verbindungen vielleicht nicht ganz offensichtlich sind. Schaut man sich unser Beispiel an, sieht man, dass das offene Ende der Spule und des oben grau markierten 1,8 Ohm Widerstandes ebenfalls miteinander verbunden sind, also können wir sie auch gleich direkt verlöten. Am Ende sieht die Hochtonweiche dann so aus:

Damit man nicht die Übersicht verliert (was auch erfahrenen Selbstbauern immer mal passieren kann), sollte man nun die Anschlüsse wie oben im Bild kennzeichnen. Ein wenig Kreppband, das man entsprechend beschriftet, hilft hier sehr.


Wer genau aufgepasst hat, wird bemerkt haben, dass der Anschluss für den Hochtöner mit - gekennzeichnet ist. In unserem Beispiel muss der Hochtöner verpolt angeschlossen werden, weshalb der Anschluss also mit dem Minuspol des Hochtöners verbunden werden muss. Und noch etwas gibt es zu entdecken: Die Spule hat einen Widerstandswert von 0,36Ohm, wohingegen im Plan 0,40Ohm zu lesen ist. Das ist allerdings eine so geringe Abweichung, dass dies absolut kein Problem darstellt.


Da wir nun schon so schön in Schwung sind, bauen wir gleich die zweite Hochtonweiche auf und legen uns die Erste als Vorbild daneben. Dabei kontrollieren wir aber auch immer wieder mit dem Plan um evtl. Fehler oder vertauschte Bauteilewerte nicht zu übersehen. Die zweite Weiche geht in der Regel schon deutlich flüssiger von der Hand.


Nun machen wir das Gleiche auch noch mit dem Weichenzweig für den Tieftöner unserer Beispielweiche:

Der Vorgang ist genau der Gleiche und am Ende kennzeichnen wir wieder unsere Anschlüsse:

Der Tieftöner wird ganz normal angeschlossen, weshalb der Anschluss hier mit einem + gekennzeichnet ist. Die richtige Polung ist wichtig, da die beiden Chassis im Übernahmebereich sonst nicht miteinander, sondern gegeneinander spielen.

Nun hat man die Möglichkeit, beide Weichenteile getrennt zu lassen und im Lautsprecher entsprechend zu verkabeln oder man führt sie zu einer gemeinsamen Weiche zusammen. Wir zeigen hier den zweiten Weg. Sowohl Hochton- als auch Tieftonweiche haben jeweils einen Anschluss für Verstärker - und Verstärker +, wir können nun also die beiden Verstärker - und die beiden Verstärker + Anschlüsse miteinander verbinden. Dies gelingt in der Regel relativ einfach, wenn wir einen der beiden fertig verlöteten Weichenzweige (in unserem Fall den HT-Zweig) um 180° auf den Kopf drehen. Dann liegen sich die entsprechenden Anschlüsse mehr oder weniger gegenüber und können verbunden werden:

Et voila, schon ist die Weiche an sich fertig. Wir knipsen nun noch die überflüssigen Drahtenden ab und achten darauf, dass sich keine Drähte berühren, die eigentlich keinen Kontakt haben sollten. Damit man dieses recht instabile Gebilde nun auch noch sauber in einer Box unterbringen kann, befestigen wir sie auf einem passenden Brettchen oder, wie in unserem Fall, einem Stück Kunststoffprofil. Leitfähige Untergründe sind hier selbstverständlich zu vermeiden!


Die Spulen können mitunter recht schwer sein, weshalb sie am Besten mit Kabelbindern oder nichtmagnetischen Schrauben gesichert werden. Hierfür bohren wir entsprechende Löcher:

Und zurren die Spulen fest:

Die Kondensatoren erhalten einen großzügigen Klecks Heißkleber, welcher sie davor bewahrt, Klappergeräusche auf dem Untergrund zu erzeugen. Da Widerstände elektrische Energie in Wärme umwandeln, ist es nicht ganz so schlau, diese auch mit Heißkleber zu befestigen. Sie sollten, auch der besseren Abwärmeeigenschaften wegen, am Ende nach oben gebogen werden. Da sie nicht viel Gewicht mitbringen, ist diese frei schwebende Position kein Problem:

Fehlt nur noch der Anschluss an die Chassis bzw. an das Terminal. Hier kann man natürlich auch löten - es ist beim Einbau durch beengte Platzverhältnisse, kurze Kabel usw. aber oft recht mühsam, hier sauber zu löten. Daher griffen wir in unserem Beispiel auf Wago Klemmen (221) zurück. Diese bieten einen sicheren Kontakt und sind auch sehr praktisch, wenn man die Weiche noch einmal ausbauen möchte.

Wer nach diesem Artikel immer noch Angst vor dem Löten hat, der kann auch die gesamte Weiche mit diesen Klemmen aufbauen. Auch Lüsterklemmen sind möglich, bieten auf Dauer aber keinen optimalen Kontakt da sich die Schraubverbindung mit der Zeit durch die Vibrationen lockert.


Am Ende werfen wir noch einmal einen Blick auf Alles, kontrollieren die Verkabelung auf Richtigkeit und bringen dann die Weiche im Gehäuse unter.

Ich hoffe, dieser Artikel hat die meisten Fragen beantwortet. Sollte man doch noch unsicher sein, kann man sich gerne in unserer Facebook-Gruppe "Der Akustische Untergrund" melden und bekommt dort bestimmt rasch Hilfe.

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Links

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  • www.gazza-diy-audio.de: relativ neu in der Szene, daher noch wenige aber überzeugende Projekte / D.A.U. Mitglied
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