Hochtöner anschließen: Warum der MKT-Kondensator mit 2,2 µF unverzichtbar ist
Den Hochtönern VIBE BlackAir BA1TW-V4 liegen gelbe MKT-Kondensatoren mit 2,2 µF bei. Schließt du einen Hochtöner ohne Kondensator oder Weiche an, geht er kaputt. Lies, warum, in welche Ader der Kondensator gehört, wie du die Trennfrequenz berechnest und wann du ihn nicht brauchst.
Kurze Antwort: Ein Hochtöner darf nie direkt an einen Verstärker oder ein Radio angeschlossen werden. Ohne Kondensator oder Frequenzweiche bekommt er auch Bass und Mitten ab, und dafür ist er nicht gebaut: Die Schwingspule überhitzt und der Hochtöner geht kaputt. Deshalb liegen dem VIBE BlackAir BA1TW-V4 zwei gelbe MKT-Kondensatoren mit 2,2 µF bei, einer pro Hochtöner. Du lötest ihn in die weiße (+) Ader. Verwendest du die Frequenzweiche OPTIXOVERHP-V6, lässt du den Kondensator weg.
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Warum ein Hochtöner Schutz braucht
Ein Hochtöner ist für hohe Töne gemacht. Die Kalotte ist klein und leicht und die Schwingspule dünn, damit sie sich sehr schnell bewegen kann. Ein Verstärker schickt jedoch den gesamten Frequenzbereich an seinen Ausgang, und gerade Bass und Mitten enthalten die meiste Leistung.
Bekommt ein Hochtöner diese Leistung, will die Kalotte Hübe machen, die sie nicht machen kann, und die Schwingspule wird heiß. Zuerst hörst du Verzerrungen, dann brennt die Spule durch. Das geht oft schneller als gedacht, auch ohne extreme Lautstärke.
Was macht der MKT-Kondensator?
Ein Kondensator in Reihe mit dem Hochtöner wirkt wie ein einfacher Hochpassfilter. Hohe Töne lässt er nahezu ungehindert durch, tiefe Töne hält er zurück. Je tiefer der Ton, desto stärker wird er gedämpft (6 dB pro Oktave). So kommen nur die Höhen beim Hochtöner an, und der Bass bleibt beim Tieftöner oder Mitteltöner.
MKT steht für einen Kondensator mit metallisierter Polyesterfolie. Ein solcher Folienkondensator hat keine Polarität: Es spielt keine Rolle, welche Seite zum Hochtöner zeigt.
Trennfrequenz berechnen: Welchen Kondensator brauchst du?
Mit einer einzigen Formel berechnest du, ab welcher Frequenz ein Kondensator den Hochtöner schützt, oder welchen Kondensator du für eine bestimmte Frequenz brauchst.
Die Begriffe
- Trennfrequenz (f): auch Grenzfrequenz oder −3-dB-Punkt: die Frequenz, bei der 3 dB weniger am Hochtöner ankommen (die halbe Leistung). Darüber spielt der Hochtöner (nahezu) voll, darunter nimmt der Pegel immer weiter ab.
- Impedanz (R): in Ohm (Ω): der Wechselstromwiderstand des Hochtöners. Der BA1TW-V4 hat 4 Ω.
- Kapazität (C): in Mikrofarad (µF): der Wert des Kondensators. 1 µF = 0,000001 F.
- Flankensteilheit (Ordnung): ein einzelner Kondensator ist ein Filter erster Ordnung mit 6 dB pro Oktave: Bei jeder Halbierung der Frequenz kommen 6 dB weniger durch. Ein Filter zweiter Ordnung wie die OPTIXOVERHP-V6 (Kondensator plus Spule) filtert mit 12 dB pro Oktave.
Die Formeln
C = 1 / (2 · π · R · f)
Rechne in Farad und Hertz: 2,2 µF = 0,0000022 F, 4 kHz = 4000 Hz.
Rechenbeispiel 1: der mitgelieferte 2,2 µF
Bei 4 kHz kommen dann noch etwa 13 dB weniger durch, bei 1 kHz etwa 25 dB weniger. Der Bass (100 Hz) wird um mehr als 45 dB gedämpft: Das ist der Schutz. Der mitgelieferte Kondensator ist also vor allem eine sichere Absicherung; der Hochtöner spielt damit erst im obersten Hochton voll.
Rechenbeispiel 2: Welcher Kondensator für 4 kHz?
Ein größerer Kondensator lässt den Hochtöner tiefer mitspielen, gibt ihm aber auch mehr Leistung, mit nur 6 dB pro Oktave als Schutz. Geh beim BA1TW-V4 nicht tiefer als die 4,1 kHz, die VIBE mit der OPTIXOVERHP-V6 für diesen Hochtöner verwendet. Soll der Hochtöner um 4 kHz einsetzen, ist die OPTIXOVERHP-V6 die bessere Wahl: Mit 12 dB pro Oktave filtert sie den Bass doppelt so steil heraus.
Tabelle: Kondensatorwert pro Frequenz
Auf 0,1 µF gerundet. In der Praxis wählst du den nächstgelegenen Normwert.
Hinweis: Das ist ein Rechenmodell mit fester Impedanz. In Wirklichkeit ist die Impedanz eines Hochtöners nicht über den ganzen Bereich gleich, die echte Trennfrequenz weicht also etwas ab.
In welche Ader gehört der Kondensator?
Der BA1TW-V4 hat ein festes, flaches Kabel mit einer weißen und einer grauen Ader. Weiß ist Plus (+), Grau ist Minus (−). Der Kondensator kommt in die weiße (+) Ader, ein Kondensator pro Hochtöner. Die graue Ader läuft einfach weiter zum Minus deines Verstärkers oder Radios.
So schließt du den Kondensator an
- Durchtrennen. Schneide die weiße Ader an einer Stelle durch, an der der Kondensator später frei liegen kann.
- Abisolieren. Isoliere beide Enden etwa 5 bis 6 mm ab.
- Zuerst den Schrumpfschlauch. Schiebe auf beiden Seiten ein Stück Schrumpfschlauch über die Ader, bevor du lötest.
- Löten. Kürze die Anschlussdrähte des Kondensators, lege sie an die abisolierte Ader und verlöte sie.
- Schrumpfen. Schiebe den Schrumpfschlauch über die Lötstelle, bis an den Körper des Kondensators, und schrumpfe ihn mit einem Föhn oder Heißluftföhn.
- Befestigen. Befestige den Kondensator mit einem Kabelbinder oder etwas Schaumstoffband, damit er nicht klappert oder an Metall scheuert.
Wann brauchst du den Kondensator nicht?
Verwendest du eine Frequenzweiche, übernimmt sie die Aufgabe des Kondensators. Lass den Kondensator dann weg: Mit Weiche und Kondensator zusammen ändert sich die Abstimmung.
- die Inline-Hochpassweiche VIBE OPTIXOVERHP-V6, die du zwischen Verstärker und Hochtöner lötest;
- die Weiche eines Komponentensystems, zum Beispiel beim VIBE BlackAir BA6C-V6.
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Häufig gestellte Fragen
Was passiert, wenn ich einen Hochtöner ohne Kondensator anschließe?
Dann bekommt der Hochtöner auch Bass und Mitten ab. Die Schwingspule überhitzt und der Hochtöner geht kaputt, oft schon nach kurzer Zeit.
In welche Ader gehört der Kondensator beim BA1TW-V4?
In die weiße (+) Ader des Hochtönerkabels, ein Kondensator pro Hochtöner. Die graue (−) Ader läuft weiter.
Spielt es eine Rolle, wie herum der Kondensator eingebaut wird?
Nein. Ein MKT-Kondensator ist ein Folienkondensator ohne Polarität, die Richtung spielt also keine Rolle.
Brauche ich den Kondensator, wenn ich die OPTIXOVERHP-V6 verwende?
Nein. Die Weiche schützt den Hochtöner bereits. Lass den Kondensator dann weg.
Bei welcher Frequenz filtert der mitgelieferte 2,2 µF?
Bei den nominalen 4 Ω des BA1TW-V4 liegt der −3-dB-Punkt bei etwa 18 kHz (6 dB pro Oktave). Darunter nimmt der Pegel allmählich ab, der Bass wird stark gedämpft. Damit ist er vor allem eine Absicherung.
Kann ich einen Kondensator mit einem anderen Wert verwenden?
Das geht, aber rechne vorher aus, was er bewirkt: f = 1 / (2π · R · C). Ein größerer Kondensator lässt den Hochtöner tiefer spielen und gibt ihm damit mehr Leistung. Geh beim BA1TW-V4 nicht tiefer als 4,1 kHz, die Trennung, die VIBE mit der OPTIXOVERHP-V6 für diesen Hochtöner verwendet.
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