Lexikon

Hier haben wir eine kleine Sammlung der wichtigsten Car-Hifi Grundlagen zusammengetragen.

"Eine stabile Stromversorgung und ungestörte Signalübertragung basiert auf festen Verbindungen und hochwertigen Kabeln"

Eine stabile Stromversorgung bildet die Grundlage für jede Car-Hifi Anlage im Auto. Sie setzt sich im Grundlegenden aus den verwendeten Leitungen, Batterie, Kondensator und den Absicherungen oder Verteilern zusammen. Eine nicht ausreichende Dimensionierung oder fehlerhafte Installation kann von Leistungsverlusten, massiven Einbußen im Klangbild bis hin zur Zerstörung der hochwertigen Einzelkomponenten oder sogar Leitungsbrand im Fahrzeug führen. Daher sollte die Stromversorgung immer ausreichen dimensioniert werden um eine optimale und sichere Basis für die Hifi-Anlage zu bieten.

Powerkabel

Das Powerkabel dient zur Energieversorgung der angeschlossenen Verbrauchern. Diese kann direkt oder bei Anschluss mehrerer Verstärker, über einen Sicherungsverteiler im Kofferraum erfolgen. Zum Schutz der Leitungen sollten die Leitungen vor scharfen Kanten geschützt werden. Hierfür bieten sich Gewebeschläuche, Rohre und Kantenschutz an. Jede Leitung muss <30cm nach der Batterie entsprechend abgesichert werden. Ein zu gering gewählter Kabelquerschnitt sowie lose Verbindungen führen zu Leistungsverlust, Beschädigung der Hifi-Anlage oder kann im schlimmsten Fall sogar zum Fahrzeugbrand durch erwärmen der Leitungen führen. Um einen reibungslosen und sicheren Betrieb gewährleisten zu können, sind ausreichende Leitungsquerschnitte und entsprechende Absicherungen unerlässlich. Eine sichere und gängige Absicherung liefern ANL oder Mini-ANL Sicherungen.

Die optimale Dimensionierung errechnet sich nach folgender Formel:
Stromstärke (A) = Leistung (W) : Spannung (V)

	1-30A	31-40A	41-50A	51-65A	66-85A	86-105A	106-125A	126-150A
	0-300W	300-400W	400-500W	500-700W	700-900W	900-1100W	110-1300W	1300-1500W
>1m	2,5mm²	6mm²	6mm²	10mm²	16mm²	16mm²	25mm²	35mm²
1m...2m	6mm²	6mm²	10mm²	10mm²	16mm²	25mm²	25mm²	35mm²
2m...3m	6mm²	10mm²	10mm²	16mm²	25mm²	25mm²	25mm²	35mm²
3m...4m	6mm²	10mm²	16mm²	25mm²	25mm²	35mm²	35mm²	35mm²
4m...5m	6mm²	16mm²	16mm²	25mm²	35mm²	35mm²	35mm²	50mm²
5m...6m	10mm²	16mm²	25mm²	25mm²	35mm²	35mm²	50mm²	50mm²

Masseverbindung

Die Masseverbindung muss mindestens den selben Querschnitt wie das Powerkabel haben und sowohl an der Batterie als auch im Kofferraum fest mit der Karosserie verbunden werden. Man sollte einen massiven Massepunkt wählen, da eine unzureichende Verbindung in den meisten Fällen zu unerwünschten Problemen führt. Daher bietet sich z.B. die Befestigung am hinteren Gurtschluss eher an als die Verwendung von werksseitigen Massestiften. Es ist daher besonders darauf zu achten, dass die Kontaktstellen vorher blank geschliffen und auch wieder vor Rost geschützt werden müssen. Gleiches Gilt auch für den Massepunkt im Motorraum.

Kondensator

Kondensatoren (auch PowerCap genannt) sind Stromspeicher die dank ihres geringen Innenwiderstands den benötigten Strom sehr schnell bereitstellen. Dieser Effekt wird genutzt, um den kurzzeitigen hohen Strombedarf (z.B. bei Bässen) von Verstärkern auszugleichen und somit das Bordnetz zu entlasten. Spannungseinbrüche, Lichtflackern und deutlichen Klangeinbußen wären ansonsten die Folge. Auf Dauer würde die Starterbatterie und schlimmstenfalls auch die Lichtmaschine durch die dauernde Belastung in Mitleidenschaft gezogen.
Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, müssen die Leitungslängen vom Kondensator zum Verstärker möglichst <50cm gehalten werden. Ein Kondensator verlängert nicht die Laufzeit der Batterie (beim Musik im Stand hören) sondern stabilisiert lediglich die Versorgungsspannung und puffert Spannungseinbrüche. Kondensatoren dürfen auf keinen Fall kurzgeschlossen und nur mit einem Widerstand ge-/entladen werden.

Als grobe Richtlinie gilt:
0,5F ∼ 500W (RMS)

Batterie

Eine Zusatzbatterie (AGM) im Heck sichert die kontinuierliche Stromversorgung der angeschlossenen Komponenten bei leistungsstarken Anlagen und kompensiert den Leistungsverlust durch die lange "Ladeleitung". Sie stellt den benötigten Strom auch noch bei extremer Leistungsaufnahme der Anlage zur Verfügung ohne das Bordnetz, die Starterbatterie und die Lichtmaschine zu belasten.
Dies hat den Effekt, dass den Kondensatoren immer genügend Strom bereitgestellt wird und der Bass präzise wiedergegeben werden kann. Damit ist auch der Betrieb bei Stillstand des Motors für eine gewisse Zeit möglich.
Diese Batterie wird über eine "Ladeleitung" und Trennrelais (optional) von der Starterbatterie gespeist und muss an jeder der beiden Batterien eine separate Sicherung aufweisen. Als Zusatzbatterie dienen im Allgemeinen Gel-Batterien (AGM). Sie sind kleiner, leistungsstärker und besitzen eine höhere Lebensdauer sowie einen geringeren Innenwiederstand als konventionelle Säurebatterien. Durch das geschlossene System dürfen diese Batterien auch liegend und im Fahrzeuginnenraum verbaut werden.
Da die AGM-Batterie durch die Bordspannung nicht vollständig geladen werden kann, ist es empfehlenswert die Batterie alle
6-8 Wochen Pflege zu laden. Zu verwenden sind ausschließlich spezielle Kennliniengesteuerte Ladegeräte (IU oder (IU1, U2).

Chinchleitungen

Chinchleitungen haben die zentrale Aufgabe der Signalübermittlung in einer Car-Hifi-Anlage.
Sie sind aber oft das schwächste Glied in der Anlage. Teure Headunits, Signalprozessoren, Verstärker und Lautsprecher helfen nichts, wenn das Signal durch minderwertige Chinchleitungen zunichte gemacht wird. Das Musiksignal wird über die Chinchleitungen unverstärkt, quer durchs Fahrzeug, an störintensiver Elektronik vorbei, zu den Verbrauchern geleitet.
Dabei ist die Abschirmung der einzige Schutz vor Störeinstreuungen und Störsignalen. Als Mindestanforderung sollten 2-fach geschirmte Chinchleitungen (1 x elektrisch, 1 x magnetisch), besser noch 3-fach geschirmte Leitung (2 x elektrisch, 1 x magnetisch) verwendet werden.
Trotz einer guten Abschirmung kann auch eine falsche Verlegung zu unerwünschten Störungen führen. Chinchleitungen müssen immer getrennt von stromführenden Leitungen, großen Kabelbäumen oder Signalleitungen verlegt werden.
Auch gilt es, immer Abstand von Benzinpumpe und Stellmotoren zu halten, denn diese wirken oft auch als Störungsquellen.
Im Allgemeinen werden Chinch auf einer Seite des Fahrzeugs und die Stromkabel auf der anderen Seite verlegt.
Zum Schutz der Leitungen sollten die Leitungen vor scharfen Kanten geschützt werden. Hierfür bieten sich Gewebeschläuche, Rohre und Kantenschutz an.

Lautsprecherleitungen

Sie dienen zur Signalübertragung des verstärkten Audiosignals zu den Lautsprechern oder Subwoofern.
Vor allem im Mittel-/Hochtonbereich spielt die Kabeltechnik eine wichtige Rolle, da die Frequenzen störanfälliger sind als der Tieftonbereich. Um möglichen Störungen durch die Fahrzeugelektronik vorzubeugen, empfiehlt es sich hier auf verdrillte oder versilberte Leitungen zu setzen. Zum Schutz der Leitungen sollten die Leitungen vor scharfen Kanten geschützt werden. Hierfür bieten sich Gewebeschläuche, Rohre und Kantenschutz an.
Um eine möglichst verlustfreie Übertragung zu garantieren sind entsprechende Leitungsquerschitte einzuhalten.

	Fullrange	Frontsystem	Subwoofer	Bi-Wiring	störanfällige Fahrzeuge
<2,5mm²
2,5mm²
4mm²...6mm²
verdrillte Leitung

Dämmung

Eine zusätzliche Fahrzeugdämmung verschafft den nur dünnen Karosserieteilen mehr Steifigkeit. Dadurch werden störende Geräusche eliminiert und ein Mitschwingen von Karosserieteilen verhindert. In Türen spielt der Tiefmitteltöner durch die offenen Türinnenbleche auf kein definiertes Volumen, wodurch es zu einem akustischen Kurzschluss kommen kann. Auslöschungen im Bassbereich und ein gedämpftes Klangbild sind die Folge. Eine Dämmung verbessert somit das Bassverhalten und die gesamte Klangqualität im Fahrzeug. Zusätzlich vermindert eine Dämmung lautes Fahrverhalten und Aussengeräusche.

Verarbeitung:
Vor dem Dämmen muss der Untergrund sorgfältig von Schmutz und Wachsresten gereinigt werden. Zum leichteren Verarbeiten der Dämmmatten können diese zusätzlich erwärmt werden, um diese einfacher an Ecken und Mulden anpassen zu lassen. Mehrlagiges Anbringen des Dämmmaterials bewirkt eine zusätzliche Steifigkeit. Von daher ist es sinnvoll, an den kritischen Stellen wie in den Türen, die als direkter Klangkörper dienen, und an großen Flächen, wie Dach und Seitenteile, mehrlagig zu arbeiten um den gewünschten Effekt zu erzielen. Auch die Türpappen sollten mit einbezogen werden, um störende Geräusche vorzubeugen.

Bitumenmatten

Bitumenmatten stellen die günstigste Alternative dar, um ein Fahrzeug zu dämmen.
Durch ihr hohes Eigengewicht stellen sie große Karosserieteile leise.
Zur Verarbeitung müssen die Matten vorher erwärmt werden um sich an die Untergrundform anzupassen. Um größere Öffnungen zu verschließen eignen sich Bitumenmatten nur geringfügig, da sie bei geringen Temperaturen brüchig werden können.

Alubutyl

Alubutylmatten sind die optimale Dämmung für große und kleine Karosserieteile.
Durch ihre Aluminiumschicht besitzen die Matten eine hohe Steifigkeit, lassen sich aber dennoch sehr leicht verarbeiten. Durch ihren relativ hohen Anschaffungspreis werden sie meist gemieden. Der Materialaufwand, um ein optimales Dämmergebnis zu erzielen, ist aber um einiges geringer als mit günstigeren Produkten.
Auch größere Öffnungen können mit Alubutyl hervorragend verschlossen werden.

Dämmpaste

Sie sind lediglich eine Ergänzung zur Dämmung mit Bitumen- oder Alubutylmatten.
Dämmpasten eignen sich durch die einfache Verarbeitung besonders zum Dämmen von schwer zugänglichen Stellen, oder kann zur zusätzlichen Abdichtung zwischen einzelnen Matten verwendet werden.

Lautsprecher & Subwoofer

Lautsprecher und Subwoofer stellen die Schnittstelle der elektrischen Audioverarbeitung zu der akustischen Wahrnehmung des menschlichen Gehörs dar.
Lautsprecher werden jeweils nach ihrer Bauart und Einsatzbereich in verschiedene Klassen eingeteilt. Die Wichtigsten sind: Hochtöner, Mittel/Tiefmitteltöner, Subwoofer.
Eine 28mm-Hochtonkarlotte kann hierbei keine tiefen Töne und ein 30cm Subwoofer durch seine Trägheit und Größe keine hohen Töne wiedergeben. Die Aufteilung des Frequenzspektrum für die jeweiligen Komponenten übernimmt eine Frequenzweiche.
Verschiedene Gehäusevarianten spielen vor allem bei Subwoofern eine maßgebliche Rolle. Durch die unterschiedlichen Bauformen werden verschiedene Klangeigenschaften hervorgehoben.
Die Auswahl der jeweiligen Einzelkomponenten und Einbauvarianten richtet sich ganz nach den Musikalischen Vorlieben des Hörers und der Beschaffenheit des Einbauortes. Ein ausgewogenes Klangbild ergibt sich aber erst nach sorgfältiger Abstimmung der jeweiligen Klangeigenschaften.
Als Grundlage jeder Car-Hifi Anlage dient meist ein 2-Wege Composystem in den vorderen Türen und ein Subwoofer im Heck des Fahrzeugs.

Composystem

Composysteme werden meist für den Einbau in den vorderen Türen verwendet. Durch ihre separate Frequenzweiche erreicht sie eine saubere Trennung der Frequenzen und bietet oftmals noch eine Möglichkeit zur Anpassung des Hochtonbereichs.

Coaxsystem

Diese Systeme stellen eine Kombination aus Lautsprecher und integrierter Frequenzweiche dar. Diese Frequenzweichen bestehen nur aus einem Kondensator zur Filterung des Hochpasses. Einstellmöglichkeiten oder hochwertige Bauteile zur Frequenzfilterung sucht man bei dieser Variante vergeblich. Dadurch sind Ihre Einsatzmöglichkeiten auf die reine Klangunterstützung des Frontsystems, zur Bildung des Rearfills, begrenzt.

Frontsystem

Das Frontsystem ist das Herzstück des audiophilen Klangs einer Anlage. Es ist zuständig für die Bühnenabbildung im Fondbereich und die gesamte Dynamik der Hifi-Anlage. Das Composystem besteht meist aus einem 16er/13er Tiefmitteltöner, einem Hochtöner und Frequenzweiche. Der Sitz des Tiefmitteltöners wird am Besten mit einem fest und luftdicht an der Tür verspachtelten MDF-/MPX- oder Stahlring stabilisiert. Weitere Öffnungen im Innenblech sind ebenfalls luftdicht zu verschließen, sodass der Lautsprecher auf ein definiertes Volumen spielen kann. Beim Einbau der Lautsprecher ist auf die Einbautiefe zu achten und dadurch der Weg der Scheibe nicht behindert wird. Der Hochtöner wird in den meisten Fällen in der Verkleidung der A-Säule mit eingearbeitet oder in den Spiegeldreiecken platziert. Diese sollten dabei möglichst auf den Fahrer oder mittig zwischen den vorderen Insassen auf Kopfhöhe ausgerichtet werden.

Rearsystem

Das Rearsystem ist im Gegensatz zum Frontsystem nur optional. Meist führt aber der Einsatz eines Rearsystems zu einer Störung des Bühnenbildes durch Laufzeitunterschiede und Phasenprobleme. Sollte aber dennoch nicht darauf verzichtet werden wollen, zu Gunsten der Heckinsassen, ist es ratsam diese Lautsprecher nur mit einem Bruchteil der Leistung zu betreiben um nicht das gesamte Klangbild zu zerstören.
Vom Einsatz eines "Soundboards" ist grundsätzlich abzuraten! Lautsprecher und Soundboard können sich im Falle eines Unfalls zu tödlichen Geschossen entwickeln und nach vorne geschleudert werden. Sie sind also ein enormes Sicherheitsrisiko und von daher nicht zu empfehlen!

Subwoofer

Der Einsatz eines Woofer oder Subs dient zur Unterstützung im Bassbereich. Diese Lautsprecher spielen auf ein genau berechnetes Gehäusevolumen und benötigen große Verstärkerleistungen. Am meisten werden 25er, 30er, 38er Subwoofer verwendet die jeweils eigene Stärken hervorheben. So ist ein 25er Woofer eher für Schlagzeug und schnelle Beats geeignet als ein 38er der lieber den langen, tiefen Bass bei Hip Hop bevorzugt. Beim Anschluss von mehrspuligen Woofern ist zu berücksichtigen, dass der Woofers beim Betrieb <1Ω zum unkontrollierten Spielen neigt.

Gehäusevarianten

Subwoofer werden je nach ihren Einsatzgebieten in verschiedene Gehäusebauformen eingesetzt. Die spezifischen Parameter der unterschiedlichen Subwoofer und die musikalischen Anforderungen an den Tiefbass geben die Gehäusevariante vor. So wird bei Anlagen, die besonders Wert auf sauberen Klang und präzise Basswiedergabe legen ein geschlossenes System einem Bandpass, der seinen Schwerpunkt meist im Wirkungsgrad des Bassdruckes hat, bevorzugt. Als ausgewogene Variante zwischen Präzision und Druck stellt das Bassreflex dar. Durch genaue Abstimmung kann aber auch ein geschlossenes System tief und ein Bandpass sauber spielen.

Geschlossen

Der Subwoofer sitzt in einem geschlossenem und luftdichten Gehäuse. Dadurch ist er auch einfach abzustimmen, hat einen sehr sauberen, präzisen Klang, eine sehr gute Gruppenlaufzeit und es entstehen keine störenden Strömungsgeräusche. Auch die Abmessungen können gering gehalten werden. Der eher begrenzte Maximalschalldruck spielt neben der Klarheit dieses schnellen und sauberen Basses eine untergeordnete Rolle.


	Geschlossen

Bassreflex

Weiterentwickelte Version des geschlossenem Systems durch einen Bassport. Der nicht ganz einfach abzustimmende Port der Bassreflexbox bewirkt eine Anhebung des Schalldruckes im Bereich der Abstimmfrequenz. Die Abstimmung erfolgt durch die Länge und des Durchmessers des Portes. Der Lautsprecher erzeugt dadurch eine höhere Schallintensität als bei geschlossenen Systemen. Allerdings können beim Bassreflex Schwankungen der Gruppenlaufzeit auftreten und bei unzureichender Dimensionierung des Portes entstehen Strömungsgeräusche im Kanal. Im Allgemeinen stellt ein Bassreflexgehäuse einen optimalen Kompromiss zwischen impulsiven Klang und voluminösen Tiefbass dar.


	Bassreflex

Bandpass

Der Bandpass ist eigentlich eine Mischung aus geschlossenem und Bassreflexgehäuse. Er ist zur Übertragung eines schmalen Frequenzspektrums mit sehr hohem Wirkungsgrad entworfen worden. Allerdings ist durch die Kombination von zwei Gehäusesystemen ein sehr großer Platzbedarf erforderlich und bringt einen komplizierten Aufbau mit sich. Die sehr hohe Gruppenlaufzeit wirkt sich negativ auf den impulsartigen Bass aus und ist nur sehr schwer abzustimmen. Je nach Abstimmung kann aber auch ein Bandpass gut klingen und mächtig Druck erzeugen.


	Bandpass 4th	Bandpass 6th

Verstärker

Die Endstufe oder auch der Amp verstärkt das nur schwache Audiosignal der Headunit um die Lautsprecher oder Subwoofer damit zu betreiben. Die hierfür verwendeten Verstärker sind Mono- oder Mehrkanal-Verstärker. Beim Einbau ist darauf zu achten, dass die Endstufe genügend befestigt und eine ausreichende Wärmeabführung gegeben ist, um nicht den Verstärker durch Überhitzung zu beschädigen. Auch muss die zulässige Anschlussimpedanz des Verstärkers berücksichtigt werden.

Class A

Dieser Typ besitzt nur eine eingeschränkte Verstärkung und einen sehr schlechten Wirkungsgrad (<50%), da der Verstärker auch ohne Eingangssignal permanent Strom in Wärme umwandelt. Der große Vorteil des A-Betrieb ist seine Linearität und somit die Verzerrungsarmut des Verstärkers. Verstärker im Class A Betrieb eignen sich vor allem als Kleinsignal- oder Vorverstärker.

Class B

Im B-Betrieb hat der Verstärker einen hohen Wirkungsgrad (>80%) und lässt sich dadurch auch sehr hoch ansteuern. Allerdings hat der Verstärker eine sehr hohe Nichtlinearität und daher auch einen großen Klirrfaktor.

Class A/B

Die Class-AB-Schaltung arbeitet mit einem niedrigen Ruhestrom, der Ausgangsstrom erhöht sich mit dem Pegel, den die Musik vorgibt. Diese Schaltung ist relativ effizient, da sie wenig Wärmeverluste erzeugt und dennoch das Maß an Verzerrungen durch die Dynamik der Endstufen-Belastung sehr gering hält. Class-AB-Endstufen haben bei ca. 2/3 Vollaussteuerung ihre maximale Leistungsaufnahme.

Class D

Bei Digitalverstärkern werden eingespeiste Signale pulsweitenmoduliert und anschließend geglättet. Dadurch besitzen sie meist eine etwas minderwertigere Klangqualität als analoge Verstärker. Dieser Verstärkertyp wird wegen seinem hohen Wirkungsgrad (>90%), geringe Stromaufnahme und großen Leistungen vorwiegend als Bassendstufe verwendet.

Dämpfungsfaktor

Der Dämpfungsfaktor ist Maß für den Innenwiderstand einer Endstufe. Ein kleiner Innenwiderstand entspricht einem hohen Dämpfungsfaktor. Ein hoher Dämpfungsfaktor kontrolliert den Lautsprecher besser und ist in erster Linie für eine präzise Basswiedergabe wichtig. Ein hoher Dämpfungsfaktor (>1000) zeugt von einem hochwertigem Schaltungsaufbau und ebensolchen Bauelementen.

Klirrfaktor

Ein Maß für die durch nichtlineare Baugruppen erzeugten unerwünschten Signalverzerrungen spiegelt sich im Klirrfaktor wieder. Ein Klirrfaktor von 3% sind bereits deutlich hörbar, 0,1 % akzeptabel, 0,01% sehr gut. Ein niedriger Klirrfaktor (<0,1) zeugt von einem hochwertigem Schaltungsaufbau und ebensolchen Bauelementen.

Clipping

Der Clipping-Effekt tritt auf, wenn ein Verstärker mit einem zu hohem Eingangspegel angesteuert wird und daher auch zum Übersteuern neigt. Dabei werden die Spitzen des Audiosignals, die den zulässig verarbeitbaren Bereich des Verstärkers überschreiten, einfach abgeschnitten. Als Folge einer Übersteuerung treten unerwünschte Effekte wie Nichtlinearitäten auf. Dieser Effekt kann bei Endverstärkern sowie bei Headunits auftreten.