In diesem Blogeintrag möchte ich auf die Möglichkeiten und Klangeigenschaften von Flat Panel Speakers hinweisen und diese vorstellen. Inspiriert wurde ich von dem Youtube Channel Tech Ingrediens, auf dem viele Experimente bezüglich der Lautsprecher und deren Eigenschaften getestet wurden und eine Anleitung zum Bauen gegeben wird.
Das Prinzip dieser Lautsprecher basiert auf der Plattenschwingung. Diese Platten lassen sich infolge ihrer Biegungsfestigkeit zu Schwingungen anregen. Diese Plattenschwingungen stellen das zweidimensionale Analogon zu den Stabschwingungen dar. Die Frequenz ist proportional zur Plattendicke und von der Dichte, dem Elastizitätsmodul und dem Koeffizienten der Querkontraktion des Plattenmaterials abhängig. Diese Art von Schwingungsberechnungen sind vor allem auch in der Musikwissenschaft gängig um die Oberfächenschwingungen von Musikinstrumenten zu untersuchen.
Wird die Platte in Schwingung versetzt, bei Musikinstrumenten z.B durch Anschlagen der Saiten oder durch einen Frequenzgenerator, entstehen bei Moden auf der Oberfläche. Diese kommen durch die Eigenfrequenz der Platte und sind be unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich auf der Platte ausgeprägt. Wird auf eine Waagerechte Platte Sand gestreut, können diese Moden sichtbar gemacht werden. Dieses Experiment wird dann Chladnische Klangfigur genannt. Im folgenden sind beispielhaft verschiedene Moden zu sehen.
Bei der Herstellung eine Lautsprechers jedoch gilt es genau diese Eigenfrequenzen zu vermeiden, da dies ein flaches Klangspektrum verhindert. Daher empfiehlt der Youtube Tech Ingrediens, die Frequenzgeneratoren beim Bau seiner Lautsprecher nicht in der Mitte anzubringen, sondern in einem 2/5 3/5 Verhältnis. Dadurch entstehen anscheinend mehrere verschiedene Moden, die die Stärke der Eigenfrequenzen verringert. Er misst außerdem verschiedene Materialien und Formen mit eine Frequenzanalyse und versucht die Lautsprecher mit einem möglichst flachen Klangbild zu bauen. Alle Analysen und Materialien zum DIY Bau sind dafür in seiner Beschreibung zu finden.
Quelle: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/plattenschwingungen/11385
https://de.wikipedia.org/wiki/Chladnische_Klangfigur
