Hallo,
ich habe mir schon oft Gedanken gemacht und schon hier und da was darüber gelesen, was einen guten Tiefmitteltöner ausmacht. Ich schreibe jetzt einfach mal hin, was ich so bisher an (Halb) Wissen im Kopf habe, das natürlich noch mit Fragen gespickt. Ich will ja was lernen 
Jetzt möchte ich gerne von Euch, dass Ihr meine Theorien bestätigt, ergänzt oder als Unsinn bezeichnet
Am Besten wäre es, wenn am Ende eine Liste rauskommt, wo jeder Einsteiger nachsehen kann, was alles für physikalische Effekte in einem Chassis auftreten können, welche relevant sind, welche nur wenig beitragen und dass es nicht nur wichtig ist auf den Linealfrequenzgang zu achten.
Dabei gehe ich aber über die bekannte Resonanzfrequenzsache und daraus ermittelten Tieftonverhalten hinaus und möchte eher auf die Mitten eingehen. Was kann da alles den Klang beeinflussen?
So, lange Rede kurzer Sinn: ich schmeiße jetzt einfach mal alles vor Eure Füße.
Thema 1: Membranbeschaffenheit, Steifheit, Gewicht und Antrieb
Ja das ist gleich mal das spannenste Thema. Idealerweise soll ja eine Membran unendlich steif und unendlich leicht (so um 0 Gramm herum ) sein. Natürlich geht das nicht! Was macht man also? Da gibt es wohl zwei Wege.
1. Man baut entweder die Membran so steif wie es nun mit technischem Aufwand geht. Nun hat man aber ein Problem:
Steife Membranen sind vom Material und Produktion meist sehr teuer,z.B. Chitin (daraus sind ja die Insekten“hüllen“) oder sind aus Metall, d.h. schwer. Wirkungsgrad gering. Daher nur bei Hifi anzutreffen.
Dadurch, dass man keine unendlich steife Materialien hat, entstehen stark ausgeprägte Resonanzen im oberem Mitteltonbereich. Denn steif heißt auch leider unbedämpft. Das versteht jeder, der eine Stimmgabel oder Glocke anschlägt. Man kann zwar die Resonanzen durch große Steifheit nach oben verschieben, richtig weg bekommt man sie aber nie.
Es bilden sich daher meist immer radiale Resonanzen in der Membran im Mittelton aus. Radial heißt die Resonaz, in der die halbe Wellenlänge 1,2,3...n mal zwischen Mitte und Außenrand passt). Um eine Bedämpfung zu erzielen gibt es nun wiederrum zwei Möglichkeiten.
Die Sandwichmembran.
Das kann man sich noch einfach vorstellen: die Metallmembran ist zweimal vorhanden, als „Sandwichbelag“dazwischen nimmt man irgendwas dämpfendes, z.B. Bitumen oder zähen Kleber. Dann einfach zusammenpressen und fertig. Nur wiederum: schwer, daher nichts für uns. :). Aber da gibt es ja noch einen Trick:
Bedämpfung der Schwingungen in der Sicke
Man bedämpft die Schwingung einfach am Ende der Membran, und zwar an der Sicke. Da braucht die Membran kaum mehr Gewicht. Denn: So wie bei Signalkabel wie z.B. ISDN oder das alte Coax Ethernet mit einem Abschlusswiderstand terminiert werden muss ( idealerweise mit dem Wellenwiderstand des Mediums ), kann man auch die Sicke so gestalten, dass es sich vom Dämpfungswiderstand her so verhält wie der Wellenwiderstand der in der Membran auftretenden Welle.
Wer hat denn damit noch mehr Erfahrung? Gut, ich gebe es zu: ist auch eher für Hifi interessant. Oder auch für Hochtontreiber? Hmm....
2. man geht einen komplett anderen Weg und gestaltet die Membran so wie unser menschliches Trommelfell, also elastisch.
Was passiert nun? Nun, bis zu einer gewissen Frequenz wird sich die Membran wie ein Kolben auf und ab bewegen. Dann jedoch, wohl ab der Frequenz, in der die halbe Wellenlänge „in die Membran reinpasst“ , passiert das sogenannte „Aufbrechen“. Die Wellen beginnen sich in der Membran auszubreiten, das wiederrum Resonanzen verursacht, siehe oben. Um allerdings die Resonanzen in der Membran gering zu halten, ist eher ein weiches Material zu wählen, das von sich aus schon dämpfend ist. Oh, jetzt wird es wohl für uns interessant. Denn Membranen, die elastisch und dämpfen sind sind zufälligerweise oftmals leicht. Da nimmt man nämlich gerne Papierfasern oder Polymere. Nun, um das noch ein bisschen gutmütiger werden zu lassen, beschmiert man die einfach noch mit Bitumen, so bedämpft man es noch besser. Sieht auch noch gut aus.
Problem wiederum ist: es wird wieder schwer.
Aber was soll das überhaupt mit dem ewigem „schwer“? Ist es nicht egal wie schwer eine Membran ist, wenn der Antrieb stimmt? Hmm, ich vermute mal nein!
Denn: Zuerstmal sind Massen ja bekanntlich träge. Da Mitteltontreiber ja hoch spielen sollen, müssen die natürlich hohe Frequenzen, dass heißt schnelle Bewegungen bzw. Beschleunigungen folgen können. Um das mal ein bisschen zu erläutern werde ich jetzt mal ein bisschen mit Formeln spielen. Ich hoffe, dass ich mich nicht allzusehr blamere
Das Kraftgesetz lässt sich ganz gut verwenden, denke ich.
F = m * a , m = Masse , a = Beschleunigung
Dann noch die Lorenzkraft
F = I * l * B * sin alpha ,I = Strom ,l = ges. Wicklungslänge ,B = magnetische Flussdichte ,alpha: Winkel zwischen Feldlinien und Bewegungsrichtung der Spule
Mal kurz zusammengefasst ergibt das folgende Formel:
m * a = I * l * B * sin alpha.
Gut, die kann man noch stark vereinfachen. z.B. ist der Winkel ist doch normalerweise 90 Grad. So ist sin 90° = 1 und somit kann man das einfach mal weglassen. Ebenso kann man folgendes zu einer Konstante zusammenfassen und auf eine Seite bringen. B lassen wir mal gleich, das ist das Magnetfeld, dass der Ferrit oder Neodymmagnet erzeugt. Ebenso lassen wir mal die Spule unverändert. Daher wird l auch zur Konstante dazugenommen. Da die Beschleunigung auch konstant bleibt, (konstante Frequenz und Amplitude vorausgesetzt), bleibt am Ende nur noch das hier stehen:
m = I * konstante ,konstante = l*B*1 / a
Nun noch eine kleine Zusatzformel, die den Strom passend beschreibt. Denn der liefert ja bekanntlich der Verstärker.
P = I² * R ,P = Leistung Amp ,R = Impendanz an der zu testenden Frequenzen
die umgestellt ...
I = Wurzel ( P / R )
... in die obere eingesetzt:
m = Wurzel P * konstante / wurzel R :Widerstand ist gleich:
m = Wurzel P * neuekonstante
Nun das Ende nach Quadrieren:
m² = P * neuekonstante²
Jetzt sollte jeder sehen, dass bei einer Verdopplung der Masse die erforderliche Leistung vervierfacht wird, dass natürlich nicht dem Wirkungsgrad zugute kommt.
Nun ist da aber noch was: die Formel ist eh grob falsch. Warum?
Schaut Euch mal einen normalen Eletromotor an. Wenn man z.B. den Staubsauger einschaltet, wird bei schlechter Hauselektrik erstmal das Licht etwas dunkler. Warum? Da sich der Motor noch nicht dreht und so einen hohen Strom zieht. Denn: wenn er erstmal dreht, dann wirkt er selber wie ein Generator, der eine Gegenspannung erzeugt. Diese wirkt auf die Versorgungsspannung entgegen. Daher wird dann der Stromfluss verringert, wenn der Motor seine Drehzahl erreicht hat.
Genau das Gleiche passiert auch in einem Chassis im eingeschwungenem Zustand! In ihm wird durch die Schwingung auch eine Gegenspannung erzeugt, die auf die Ausgangsspannung des Verstärkers entgegenwirkt. Dies wiederrum reduziert den Stromfluss. Dadurch ist im eingeschwungenem Zustand der Einfluss der Membranmasse geringer, denn man kann ja in diese Formel ...
m * a = I * l * B * sin alpha.
... das I als Gesamtstrom betrachten. Der von der Endstufe geleistete Strom ist aber geringer, da:
I = I gegeninduzuert + I Endstufe
Natürlich muss man das oben einsetzen, dann sieht man es.
Also beschreibt meine Formel, die ich oben entwickelt habe in Grunde genommen nur den Einschwingvorgang.
Meine Theorie ist nun folgende:
Ich vermute, dass schwere, als in unserem Fall „angestrichene“ Papiermembranen müde klingen, da im eingeschwungenem Zustand ein höherer Strom gebraucht wird, um sie „auf Trab“ zu bringen. Also logische Schlussfolgerung: Je leichter desto besser.
Damit kann man auch noch anderes erklären, z.B. die höhere Präzision von kleineren Pappen gegenüber großen, da sie einfach leichter sind. Dazu noch das Horn: durch die Beladung ergibt sich eine geringere Amplitude, die wiederum eine niedrigere Beschleunigung erforderlich macht. Daher auch die höhere Präzision im Kick - Bereich ( Techno etc.)
Thema 2: Antriebsspule
to be continued...
Thema 3: Aufhängung
to be continued...
So jetzt reicht das erstmal. Hoffe dass ich mich nicht zu sehr blamiert hab 
Gruß
Bernhard