Die Alternative

[richi44]

In Ollis Beitrag „Ein Lautsprecher, den die Welt braucht“ ( http://www.ebmule.de/showthread.php?tid=1959 ) habe ich vorgeschlagen, Bausätze zusammenzustellen, welche verschiedene Boxenkonstruktionen ermöglichen. Es spielt nämlich eine untergeordnete Rolle, ob man aus einem Bausatz eine Kompaktbox oder eine Standbox baut. Massgebend ist dass das Gehäusevolumen zum Bausatz passt.

Und da es z.B. ferige Gehäuse gibt wie die folgenden vom Schweizer Möbelhaus Interio:
           
kann man sich die eigentliche Gehäusearbeit oftmals sparen. Und stellt man das liegende Gehäuse auf, so bekommt man (allenfalls mit einem Sockel) bereits eine „Standbox“.
       
Wer handwerkliches Geschick hat und/oder sich ein bestimmtes Design vorstellt kann natürlich das Gehäuse in bestimmten Grenzen auch selbst entwerfen. Es muss also nicht zwingend ein „Holzrahmen“ sein, welchen man mit Schall- und Rückwand bestückt, das kann auch sowas wie eine Tonne sein oder eine rundum geschlossene Konstruktion oder die Wände können auch schief sein oder...
Ob man dann das „Kunstwerk“ von einem Schreiner bauen lässt oder sich selbst daran wagt, nleibt jedem nach seinen Fähigkeiten überlassen.
Zu beachten ist, dass man die Konstruktion nicht so zumacht, dass sie nicht mehr geöffnet werden kann. Es könnte ja mal irgend etwas einer Reparatur bedürfen und da ist es sinnvoll, wenn man sich einen Zugang offen hält.

Generell kann man eine Lautsprecherbox als Einweg, Zweiweg oder Dreiweg (mehr macht keinen Sinn!) gestalten. Jede Bauart hat ihre Vor- und Nachteile und je nach Gehäuseart und –Grösse und vor allem abhängig von den gewählten Lautsprechern ergibt sich die Aufteilung.

Tatsache ist, dass unser Ohr auf Fehler im Mitteltonbereich zwischen etwa 300Hz und 5kHz deutlich empfindlicher reagiert als auf Fehler in den Randbereichen. Das soll aber nicht heissen, dass man sich in den Randbereichen, also im tiefen Bass und den Brillanzlagen der Höhen Nachlässigkeiten erlauben sollte.
Weil die Mittellagen wichtig und heikel sind macht es Sinn, dort möglichst keine Trennung vorzunehmen. Bei einer Zweiwegbox sollte also der Tief-Mitteltöner in der Lage sein, sauber bis mindestens 5000Hz zu spielen. Dies ist bei Lautsprechern bis etwa 16cm Durchmesser möglich (aber nicht die Regel!). Das bedeutet, dass wir sinnvollerweise grössere Lautsprecher (Tieftöner) nur in Dreiwegkombinationen einsetzen.

Weiter muss man eines bedenken: Man kennt das Verschieben der Tonhöhe wenn die Polizei mit Sirene an einem vorbei fährt. Beim herannahen hoch, beim entfernen tief. Und wenn man jetzt einen Lautsprecher nimmt und ihm alle Frequenzen zuführt, also eine Breitbandkonstruktion, so bewegt sich die Hochtonmembran mit dem Bass auf einen zu oder weg, weil Hoch- und Tieftonmembrane ein und das selbe sind. Es entstehen also Tonhöhenveränderungen (Intermodulationen) in Abhängigkit der Bassamplitude. Hört man lauter, bewegt sich die Membrane stärker und damit nehmen diese Intermodulationen zu. Dies gilt natürlich auch für eine Zweiwegkonstruktion!

Damit ein Breitbandlautsprecher funktioniert, muss seine Membranauslenkung klein sein. Dies geht mit geringer Lautstärke oder grosser Membran oder ohne Bass. Kleine Lautstärke macht keinen Spass, grosse Membran macht keine Höhen und kein Bass ist bescheuert. Daher ist eine Breitbandkonstruktion mit einem kleinen Lautsprecher immer ein Kompromiss, den man nur durch einen zusätzlichen Subwoofer mildern kann. Und grosse Breitbänder machen wegen der schweren Membran mit den Mitten und vor allem den Höhen Probleme.

Ich stelle hier (in der nächsten „Abteilung“) nochmals verschiedene Varianten vor und gebe dazu jeweils an, was da positives und negatives zu erwarten ist.

[Eminenz]

Ein Lautsprecher in ein Öl-Fass bauen wäre ja auch eine interessante Geschichte. Erinnert mich an "Case-Modding" Zeiten zu meiner Jugend, wo wir Computer in Bierkisten gebaut haben

[hoschibill]

Hallo Richi
Ich hab' da mal 'ne Frage:

Es spielt nämlich eine untergeordnete Rolle, ob man aus einem Bausatz eine Kompaktbox oder eine Standbox baut. Massgebend ist dass das Gehäusevolumen zum Bausatz passt.

Was sagst Du denn zum Thema Bafflestep? Es gibt x-Möglichkeiten, ein Gehäuse mit einem bestimmten Volumen zu bauen. Hoch, niedrig, breit, schmal, tief, flach. Die Breite der Schallwand beeinflusst die Wiedergabe eines Lautsprechers erheblich. Daher kann es nicht egal sein, wie das Gehäuse aussieht, obwohl das Volumen immer gleich ist.

Gruss
Olli

[richi44]

Ein Lautsprecher in ein Öl-Fass bauen wäre ja auch eine interessante Geschichte. Erinnert mich an "Case-Modding" Zeiten zu meiner Jugend, wo wir Computer in Bierkisten gebaut haben

Sagen wir mal so, warum nicht, wenn das "Gehäuse" stabil genug ist? Es gab unter anderem Lautsprecher in Kunststoffrohren, wobei die Chassis damals schon Alumembranen hatten, was sich nicht bewährt hat. Also ist es doch nur eine Frage, bis das wieder kommt...

Olli schrieb

Was sagst Du denn zum Thema Bafflestep? Es gibt x-Möglichkeiten, ein Gehäuse mit einem bestimmten Volumen zu bauen. Hoch, niedrig, breit, schmal, tief, flach. Die Breite der Schallwand beeinflusst die Wiedergabe eines Lautsprechers erheblich. Daher kann es nicht egal sein, wie das Gehäuse aussieht, obwohl das Volumen immer gleich ist.

Es ist tatsächlich so, dass (zumindest theoretisch) ab einer Frequenz, deren Wellenlänge der Schallwandbreite entspricht (sofern der Lautsprecher mittig angeordnet ist), eine Bündelung eintritt, sodass der Lautsprecher nicht mehr kugelförmig abstrahlt, sondern nur noch halbkugelförmig. Dadurch steigt der Schalldruck im reflexionsarmen Raum gemessen und im eingeschwungenen Zustand in diesem Bereich allmählich um maximal 6dB an. Allerdings kommt es bei höheren Frequenzen durch die Bündelung der Membranabmessungen eh zu diesem Anstieg. Die Frage ist daher nicht, ob mich dieser Anstieg stört und wie ich ihn vermeiden kann, sondern wo er liegt. Und dieser Anstieg (oder Abfall, je nachdem wie rum man die Sache betrachtet) ist nur im eingeschwungenen Zustand feststellbar, nicht aber beim Einschwingen und damit bei weitem nicht so störend wie Fehler, die sich hauptsächlich während des Einschwingens ergeben.
Im normalen Wohnraum, wo wir nicht eine 100%ig Reflexion haben, ist meist (zumindest im Nahfeld) der Anstieg unbedeutend, weil diese Bündelung nur geringfügig den Direktschall betrifft, sondern hauptsächlich den indirekten Schall, also die Reflexionen im Raum. Und genau darum verwendet man bei Studiolautsprechern mehrheitlich Schallführungen, um den Raumanteil möglichst gering zu halten und den Einfluss der Schallwand auszuklammern. Solche Schallführungen kann man (wenn man lust hat) selbst aus Schaumgummi oder Teppich oder sonst einem schallschluckenden Material basteln und damit dem Lautsprecher eine gerichtete Charakteristik "anerziehen", wie ich bereits einmal geschrieben habe.

Es ist richtig, dass es dieses Phänomen gibt, nur wird es oft überbewertet.
Es ist zu beachten, dass die Instrumentenerkennung die erste Wellenfront betrifft, der Bafflestep aber erst bei nachfolgenden Schwingungen voll zum Tragen kommt, dann, wenn auch die Raumreflexionen voll greifen, welche ihrerseits Frequenzgangfehler verursachen.
Es ist richtig, dass man dieses Phänomen beachen sollte. Es ist aber weder zwingend, eine schmale Schallwand zu verwenden, um die Bündelung erst dann wirksam werden zu lassen, wenn sie vom Chassis her schon eintritt noch ist es nötig, eine Schallwand von (in unsrem Fall) mindestens 1,15m Breite zu verwenden, damit der Bafflestep immer unterhalb der Trennfrequenz liegt und somit die Box eine "konstante" Richtcharakteristik hat. Wenn schon kann man dieses Problem wie erwähnt mit Schallführungen verringern, ebenso mit der Ausgestaltung des Hörraums.

[hoschibill]

OK, aber was nützt mir die Instumentenerkennung der ersten Wellenfront, wenn mir der Bafflestep in einem bestimmten Bereich (abhängig von der Breite der Schallwand) eine Überhöhung von bis zu 6dB in die zweite Wellenfront pflastert. Klar kann das in bestimmten Räumen passen, aber will ich denn meinen Raum nach den Lautsprechern gestalten? Soweit geht meine Liebe dann doch nicht. Ich bin kein Freund von "ich bügel alles glatt", aber den Bafflestep ganz vernachlässigen kann doch auch nicht die Lösung sein. Nur meine Meinung.

Der Bafflestep ist übrigens kein "theoretisches" Phänomen. Man kann das durchaus messtechnisch belegen (was ich bei meiner TwoPeak getan habe).

Gruss
Olli

[Eminenz]

Sagen wir mal so, warum nicht, wenn das "Gehäuse" stabil genug ist? Es gab unter anderem Lautsprecher in Kunststoffrohren, wobei die Chassis damals schon Alumembranen hatten, was sich nicht bewährt hat. Also ist es doch nur eine Frage, bis das wieder kommt...

Sicherlich eine feine Sache wäre auch die Integration eines Subs in ein Lowboard. Ich denke sowas ist gefragt, viele User in den Beratungsthreads sind entweder arge Optik-Fanatiker bzw die Frau steckt da dahinter. Mit einem Sub (evtl sogar ein Center) im Board integriert könnte man auch eine Marktlücke schließen.

[richi44]

OK, aber was nützt mir die Instumentenerkennung der ersten Wellenfront, wenn mir der Bafflestep in einem bestimmten Bereich (abhängig von der Breite der Schallwand) eine Überhöhung von bis zu 6dB in die zweite Wellenfront pflastert. Klar kann das in bestimmten Räumen passen, aber will ich denn meinen Raum nach den Lautsprechern gestalten? Soweit geht meine Liebe dann doch nicht. Ich bin kein Freund von "ich bügel alles glatt", aber den Bafflestep ganz vernachlässigen kann doch auch nicht die Lösung sein. Nur meine Meinung.

Der Bafflestep ist übrigens kein "theoretisches" Phänomen. Man kann das durchaus messtechnisch belegen (was ich bei meiner TwoPeak getan habe).

Gruss
Olli

Das "theoretisch" bezieht sich auf die tatsächliche Wirkung. Wenn wir z.B. einen Lautsprecher haben, der auf Achse linear arbeitet (ein idealer Breitbänder mit 20cm Durchmesser), so hat dieser durch die Membrangrösse eine eindeutige Richtchrakteristik mit steigendem Frequenzgang. Das bedeutet, dass in der Summe im Hochtonbereich weniger Energie in den Raum gestrahlt wird als bei den tieferen Frequenzen.
Messen wir diesen Lautsprecher im reflexionsarmen Raum auf Achse, so gibt es da nichts, das die Linearität verringert. Messen wir im Hallraum, so messen wir letztlich die total abgestrahlte Schallenergie und damit bekommen wir einen mit steigender Frequenz zunehmenden Höhenabfall.
Nehmen wir einen Lautsprecher mit einer Schallwand, so ändert sich die Strahlungsdämpfung nicht wesentlich über dem Frequenzgang gegenüber einer extrem schmalen Schallwand (liegendes Rohr-Gehäuse). Damit bleibt der Wirkungsgrad für beide Konstruktionen unverändert und damit bleibt auch die abgestrahlte Total-Energie unverändert. Machen wir also den Versuch im Hallraum, spielt die Schallwandbreite keine Rolle, wenn wie gesagt die Strahlungsdämpfung unverändert bleibt. Messen wir im reflexionsarmen Raum, so ändert sich der Frequenzgang auf Achse nicht. Messen wir im Wohnraum bei 30 Grad ausser Achse (man stellt normalerweisen den Lautsprecher zum Musik hören GERICHTET auf!), so spielt einmal die reflektierte Energie eine Rolle andererseits aber die Richtcharakteristik und diese kann nun variieren. Es gibt also einen Bereich, in welchem der Pegel abfallen kann. Wie stark der Abfall ist hängt vom Fehlwinkel ab sowie von der Absorption des Raums. Dass dies Einfluss hat, ist unbestritten. Aber es ist auch unbestritten, dass die Raumausstattung als solches Einfluss auf die reflektierten Schallanteile hat. Wenn wir nicht einen Hallraum und nicht einen "schalltoten" Raum wollen, sondern einen Wohnraum, so haben wir immer das Problem der Frequenzgangbeeinflussung. Da macht der Bafflestep nicht mehr die Welt aus. Und wie gesagt spielt dies im eingeschwungenen Zustand, wo das Ohr ja so viel verzeiht...

[Peter Wind]

Sicherlich eine feine Sache wäre auch die Integration eines Subs in ein Lowboard.

Gibt es schon lange, das Klason Horn:

[Pizza]

Wenn ich Richis Ausführungen richtig verstanden habe, gibt es eigentlich nur 2 Alternativen:

Eine 2 Wege Box mit einen Basstreiber, z.B. begrenzt bei ca. 150-200 Hz und mit zusätzlichen Breitband, der dann die restlichen Frequenzen abdeckt.

Oder eine 3 Wege Konstruktion mit einen Basstreiber und einen Coax (siehe UNI-Q von KEF) für den Mitten- Hochtonbereich. Damit hätten wir dann, je nach Größe des Basstreibers eine IQ50, IQ70 oder IQ90 ....

Gruß
Roger

[richi44]

Jein.
Oberhalb 5kHz ist erstens keine Ortung mehr möglich und zweitens gibt es da keine Empfindlichkeit des Ohres betreffend Phase. Diese Frequenzen sind auch beim Einschwing-Hören nicht oder kaum beteiligt. Für den allgemeinen Klangeindruck sind diese Frequenzen zwar wichtig, aber dies eigentlich erst im eingeschwungenen Zustand.
Das bedeutet, dass wir einen separaten Hochtöner verwenden dürfen, wenn wir ihn bei mehr als 4,5kHz trennen.

Es ist nämlich auch eine unbestrittene Tatsache, dass bei den unvermeidlichen Reflexionen zwangsläufig Überhöhungen und Auslöschungen entstehen und dies in einem "Raster" von wenigen cm. Wenn wir z.B. die reflexionsbedingten Frequenzgangfehler aufzeichnen wollen, so müssen wir beachten, dass ein Verschieben des Messmiks um 5cm ein total anderes Bild liefert.

Dieser Umstand ist bekannt und damit sind wir nicht nur aufgewachsen, sondern per Evolution daran gewöhnt. Genau darum fällt uns dieser Fehler nicht auf und genau darum müssen wir ihn auch nicht korrigieren.
Natürlich könnte man ein gutes Koaxsystem verwenden, ob Thiel, Kef oder Tannoy lassen wir mal aussen vor. Nur wird man da mit den Preisen schnell an Grenzen stossen, weil solche Lautsprecher nicht für einen "treuen Blick" zu haben sind. Und bezahlbare Systeme sind meist so konstruiert, dass sich aus der Geometrie der beiden ineinander montierten Lautsprecher Auslöschungen oder Phasenfehler ergeben, welche unter anderem die Ortung verschlechtern. Sofern man gute Koaxsysteme findet, die sich bei mindestens 4,5kHz trennen lassen wäre dies aber tatsächlich eine der besten denkbaren Lösungen.

---

@ Peter
Sowas wie Deine Bassbox habe ich mir auch schon überlegt. Ich habe nämlich meine Elektronik in ein Möbel gesperrt unter welches ich mal geplant hatte, eine Subwoofereinheit zu bauen. Es wäre aber sicher kein Horn geworden sondern ein Bassreflex. Jetzt habe ich aber meine neuen Boxen gebaut, sodass bei 4x 25cm Chassis im Wohnraum ein zusätzlicher Sub entfallen kann.

Und hier mal eine Liste der Chassis, die ich mir vorstellen könnte und mit welchen man die bereits früher angeregten Ideen ( http://www.ebmule.de/showthread.php?tid=...#pid184565 )verwirklichen könnte.
   
Zu beachten ist, dass erstens die Leistungsangaben Dauerleistungen sind und sich diese auf den angegebenen Frequenzbereich beziehen, also was der entsprechende Lautsprecher in der kompletten Kombination vertragen kann.
NICHT berücksichtigt sind die unterschiedlichen Kennschalldrücke. Wird ein Mittel- oder Hochtonlautsprecher mit z.B. 99dB Kennschalldruck mit einem Tieftöner mit geringerem Kennschalldruck kombiniert, so muss der Hochtöner (oder Mitteltöner) mit Widerständen angepasst werden. Dadurch bekommt er weniger Leistung.
Wenn ich also den Hochtöner RBT-1516 mit dem Tangband-Tieftöner kombinieren würde, so muss der Hochtöner um 10dB gedämpft werden, was ihm nur noch 10% der Leistung zuführt. Verträgt er für sich allein gesehen 55W, so kann er dank der Dämpfung in dieser Kombination mit bis zu 550W belastet werden. Allerdings spielt dann der Mitteltöner auch noch eine Rolle und begrenzt seinerseits die maximale Belastbarkeit der Kombination.
Weitere Details später.

[richi44]

Hier solls ja auch weiter gehen.
Hier eine Tabelle der vorgesehenen Varianten.    
Zuerst mal die Überlegungen, die hinter den einzelnen Varianten stecken:
In der Mitte der Zeichnungen sind die kleinen Boxen, die Schallwand und die Subwoofer.
Die Schallwand wäre eine Möglichkeit, die sich gut mit Röhrengeräten kombinieren lässt, da hier die Systemgüte kaum vom "Gehäuse" abhängig ist, weil es kein "Gehäuse" gibt. ( http://www.ebmule.de/showthread.php?tid=...#pid186679 ) Der Sinn dahinter: Da ist ein kleiner Breitbänder, der den ganzen Musikbereich übernimmt, erweitert durch einen Bass mit hoher eigener Güte. Diese Kombi ist bis 25W Nennleistung belastbar und verträgt im Maximum etwa 40W. Sie ist aber nicht nur mit einer Röhre denkbar, sondern auch mit einem einfacheren Transistorgerät. Mechanisch ist es keine Hexerei und finanziell mit gut 60€ pro Stuck auch für Anfänger zu stemmen.

Die nächste Gruppe bilden die Satelliten. Beim kleinsten ist wiederum der kleine Breitbänder in einem 3,8 Liter Bassreflexgehäuse verbaut (SAT 3). Damit sind 15 Watt und als untere Grenze 59Hz möglich. Und dies zu einem Preis von rund 23.50 ohne Gehäuse und Kleinteile (pro Stück). Und das muss nun wirklich nicht einfach ein Kasten sein, da wäre auch irgend etwas wie folgt denkbar:
   
Niemand muss, aber es wäre eine Idee...
Und der Gedanke dahinter (auch bei den anderen Satelliten): Diese Dinger wären alleine als kleine Lautsprecher bei Kompaktanlagen denkbar, liessen sich einerseits auch durch einen Sub ergänzen und könnten andererseits später bei einer Surroundanlage eingesetzt werden.

[richi44]

In der erwähnten Abteilung gibt es neben dem kleinen Breitbänder noch zwei Satelliten, die ich kurz erwähnen möchte. Der eine ist eine Konstruktion mit einem Mittel- und einem Hochtöner. Dieses Ding ist tatsächlich nur in Verbindung mit einem Subwoofer einsetzbar. Dies allein schon wegen der unteren Frequenzgrenze von 140Hz. Auch hier (eine geschlossene Box mit 2,3 Liter Nettovolumen) ist dem Gestaltungsdrang keine Grenze gesetzt. Das Selbe gilt für die etwas grössere Variante mit 5,7 Liter und einem Tief-Mitteltöner mit 13cm Durchmesser. Diese Variante ist dann vorzuziehen, wenn die Box auch als eigenständiger Center in einer Surroundanlage eingesetzt werden soll.

Noch zur gezeigten Tabelle: Hier sind die Hersteller sowie die Modelle der empfohlenen Chassis aufgeführt. Weiter gibt es da eine Kolonne mit der zu erwartenden Grenzfrequenz. Dazu ist zu erwähnen, dass dies die Grenze bei 3dB Pegelabfall bedeutet und nicht bei einem Pegelabfall von 8dB bis irgendwas, wie man dies üblicherweise bei Fertigboxen antrifft. Die 3dB sind ein hörbarer Abfall, wo aber immer noch Töne deutlich vorhanden sind. Bei 8 oder 10dB sind die Bässe kaum mehr zu vernehmen, weil sie durch die höheren Töne der Musik übertönt werden.

Weiter ist da der maximal zu erwartende Schalldruck bei 50Hz angegeben sowie die Nennbelastbarkeit der Kombination (Box). Darauf folgt das Gehäusevolumen mit dem Zusatz, ob es sich um eine Bassreflexbox (BR), eine geschlossene Box (CB) oder eine Schallwand handelt. Da bei der Schallwand das Volumen keine nennenswerte Rolle spielt (möglichst gross!) ist auch nichts entsprechendes vermerkt.
Schliesslich folgt noch der Preis für Chassis und Weiche pro Box. Ich habe den Preis bewusst pro Box berechnet, weil z.B. bei einer Surroundanlage möglicherweise 5 gleiche Boxen (SAT 2) zusammen mit einem oder mehreren Subwoofern zur Anwendung kommen. Schliesslich ist noch die Dimension (Innen-Durchmesser!) eines (oder mehrerer) Bassreflexrohrs angegeben. Solche Rohre kann man fertig kaufen, wenn sie sich in der Länge anpassen lassen. Ich verwende meistens Abwasserrohre, die man "am Meter" in verschiedenen Dicken bekommt.

Zu erwähnen ist noch bei der Volumenberechnung, dass es sich um das Innenvolumen des Gehäuses handelt und dass zu diesem angegebenen Volumen noch der Raumbedarf der Lautsprecher selbst, des Bassreflexrohrs und falls vorhanden des inneren Mitteltöner-Gehäuses hinzu zu rechnen ist.

In der Abbildung    
sind auch die Subwoofer gezeigt. Wie diese gestaltet werden bleibt (einmal mehr) jedem selbst überlassen.
Im Prinzip gibt es hier zwei unterschiedliche Typen, nämlich den einfachen Sub und den mit Doppelschwingspule. Ein einfacher Sub kann (allenfalls mit einem eigenen Verstärker bestückt) entweder die Funktion in einer Surrounsanlage übernehmen oder mit einer entsprechenden Weiche ausgestattet das Bassfundament eines einzelnen Satelliten übernehmen. Man könnte damit in einer Stereoanlage zwei solche Subs (Sub 2 oder 3) zusammen mit zwei Satelliten (SAT 2) als vollwertige Stereolautsprecher einsetzen. Dabei hätte man den Vorteil, dass man allenfalls die SAT etwas in die Höhe platzieren könnte, während die Subs am Boden bleiben. Es wäre aber auch denkbar, Sub 1 oder 4 mit jeweils zwei Weichen auszurüsten und so ein Ding für beide Kanäle zu nützen.
Da nicht definiert ist, wie der Sub zu nutzen sei und ob folglich Weichen nötig sind, ist der Preis immer ohne Weiche berechnet. So über den Daumen gepeilt kann man pro Kanal bei Stereo für die Weiche rund 70€ einsetzen.

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Anzumerken ist, dass ich die nötigen Weichen im Anschluss an die Vorstellung der einzelnen Vorschläge im Detail zeigen möchte. Und weiter ist anzumerken, dass dieser erste Teil einmal eine einfache, günstige Möglichkeit zeigt, wie man besonders mit einfachen Röhrenverstärkern schon mal ganz gut Musik hören kann (Schallwand) oder wie man manche billige Anlage mit dem kleinsten Satelliten (SAT 3) verbessern könnte. Und man kann mit SAT 1 oder besonders mit SAT 2 und dem Sub 1oder 4 (oder zwei SUB 2 oder 3) eine hochwertige Stereoanlage aufbauen, die in oft schwer zu möbelierenden Räumen gute Ergebnisse erwarten lassen.

[Dubbel]

Hallo Richi,

vielen Dank für die Mühe die Du Dir beim Zusammenstellen dieser Liste gemacht hast. Mir ist aufgefallen, dass die Lautsprecher die Du Dir selbst gebaut hast in dieser Liste nicht auftauchen - hat das einen bestimmten Grund? Ich spiele mit dem Gedanken mir ebendiese Lautsprecher zu bauen, kann jedoch leider nicht abschätzen wie sie sich an einem Röhrenverstärker machen. Kann das gutgehen oder bin ich da mit diesen Boxen falsch beraten? Die Schallwand kommt bei mir (meiner Freundin ) nicht in Frage.

schöne Grüße, daniel

[richi44]

Hallo Daniel, die letztendlichen klanglichen Ergebnisse hängen zuerst mal vom Dämpfungsfaktor des Verstärkers und damit von dessen Schaltung ab. Mit einem Schaltbild könnte ich den DF in etwa abschätzen (sofern es keine Herstellerangaben dazu gibt). Und daraus liesse sich dann per Simulation etwa ableiten, wie sich der Lautsprecher klanglich verhält.

Für mich war der Grund, die Lautsprecher so zu bauen in erster Linie die Gehäusegrösse. Diese Gehäuse habe ich im Möbelhaus fertig gekauft und musste nur noch Rück- und Schallwand einbauen. Das ganze Theater mit Furnier und Lack und so blieb mir also erspart. Dafür musste ich einen Lautsprecher finden, der bei höchst möglicher Membranfläche mit diesem Gehäuse arbeitet. Und ich wollte 8 Ohm oder höher, weil mein AV Receiver nur bis 6 Ohm optimal kann. Mit den SPH-250CTC von Monacor kann ich bei Serieschaltung 16 Ohm im Bass erreichen und irgend etwas zwischen 10 Ohm und 16 Ohm in Mitten und Höhen.
Dies ist aber etwas, das mit Röhren nicht funktionieren muss (aber kann!).

Wenn Dein Verstärker eine Gegenkopplung hat und somit einen DF von 10 oder besser besitzt, dann sollte diese Box eigentlich recht problemlos spielen, weil der Ri des Verstärkers (Ri = 1/DF x Nennimpedanz) klein sein dürfte im Verhältnis zu den 10 bis 16 Ohm der Box.

Und es gibt für mich noch zwei Gründe, die Boxen so zu bauen: Erstens habe ich am Nachbarort (5km entfernt) einen Lieferanten für Monacor und einige wenige Chassis andere Hersteller mit moderaten Preisen. Und bei dem bekomme ich auch mal etwas zum ausprobieren (wenn er es gerade an Lager hat).
Und ausserdem kann ich die Lautsprecher surroundmässig nicht optimal stellen. Die Rücklautsprecher sind neben dem Sofa und nicht dahinter. Da habe ich mir mit kleinen Zusatzboxen mit Widerstandsdämpfung "Lückenfüller" hingeklemmt. Da diese parallel betrieben werden, sinkt die Totalimpedanz und die sollte nicht unter 6 Ohm gehen.

Was ich also vorgestellt habe ist genau das Ding, das ich gebaut habe. Was ich hier vorstelle sind Vorschläge, was man alles kombinieren könnte. Da ist auf solche Sonderwünsche wie die meinen nicht eingegangen. Aber so wie Du es jetzt machst kann man darüber schreiben und die Vor- und Nachteile abwägen.
Und aufgrund der Ergebnisse im "Weltlautsprecherthred" werde ich auch hier die Kompakt- und Standboxen noch etwas bearbeiten. Und da kommt eventuell etwas kompaktes mit einem STH-250CTC und etwas "ständiges" mit zwei solchen zum Tragen...
Ich müsste also von Dir mehr Angaben zur "Röhre" haben, um die klanglichen Einflüsse einschätzen zu können. Generell wäre ich da aber zuversichtlich.

[richi44]

Ich möchte nun die Kompaktboxen vorstellen:
   
Die kleinste (12 Liter) entspricht im Grunde der SAT 2, nur dass sie grösser und als Bassreflex ausgebildet ist. Dies ermöglicht, diese Box auch bei kleinen bis mittleren Stereoanlagen einzusetzen, wie auch als Center einer Surroundanlage. Oder man baut sich sowas für die (momentan noch) bescheidene Anlage im Blick auf eine spätere Weiterverwendung im Surroundsystem.

Die zweite Box ist die einzige geschlossene in dieser Reihe (24 Liter). Geschlossene Boxen haben zwar weniger Bass, aber der Bassabfall ist nicht so steil. Je nach Musikart kann bei so einer Box der Klang (bei bescheidener Lautstärke!) präziser wirken.

Die dritte (hier an vierter Stelle gezeichnet) ist gleich bestückt wie Nummer 2, allerdings als Bassreflex und entsprechend gross (50 Liter!). Sie ist ideal in mittleren Anlagen, da sie bei einer guten Tiefbasswiedergabe schon recht laut geht.

Die an dritter Stelle gezeichnete Kompaktbox 4 ist weniger Tiefbasstauglich, verträgt dafür etwas mehr Leistung und liefert auch einen höheren Schalldruck bei nur 20 Liter.

Die Boxen 5 und 6 sind Dreiwegboxen mit entsprechend grösserem Gehäuse von 46 und 50 Liter. In beiden Fällen kommen Konus-Mitteltöner zum Einsatz. Zu erwähnen ist, dass die Kompaktbox 6 eine 4-Ohm Konstruktion ist. Dies ist bei Surroundreceivern zu beachten, da es einige Modelle gibt, die damit nicht klar kommen. Beide Boxen sind absolut ziefbasstauglich und stehen in dieser Beziehung den Standboxen in nichts nach.

       
Hier die Standboxen. Links die Box SB5 mit zwei Tief- und zwei Mitteltönern. Sie liefert einen gehörigen Schalldruck und ist neben der Tatsache, dass sie wie alle diese Boxen einen ausgewogenen Klang liefern schon nahezu "discotauglich". Sie hat ein reines Bass-Nettovolumen von 100 Liter.

Die zweite Box in der Abbildung (SB4) ist mit zwei 8" Chassis bestückt und besitzt ein Nettovolumen von 120 Liter. Es handelt sich (zumindest im Bass) um eine 4 Ohm-Box. Der Mittenbereich wird von einer 75mm Kalotte übernommen.

Die dritte (SB3) ist mit einem 30cm Bass bestückt und liefert entsprechend mehr Schalldruck im Bass. Mitten und Höhen sind gleich bestückt wie bei der SB4.

Die linke im zweiten Bild (SB2) ist eine schlanke Zweiwegbox mit zwei 16,5cm Chassis. Mit ihren 40 Litern Nettovolumen wirkt sie unauffällig. Sie ist als 4Ohm-Box konzipiert.

Die nachste Box (SB6) ist der Brummer. Mit einem 15" Chassis liefert sie einen Bass, der seinesgleichen sucht. Mitten und Höhen entsprechen der SB4. Diese Box hat ebenfalls eine Impedanz von 4 Ohm.

Die letzte Standbox SB1 ist die "kleinste", bringt aber als Zweiwegbox schon einen rechten Klang zustande. Sie entspricht technisch der Kompaktbox 3.

[Dubbel]

Hi Richi,

Hier der Plan meines momentanen Verstärkers:



Eine Gegenkopplung auf die erste Stufe hatte ich mal testweise drin aber das klang an meinen Boxen(alte, kleine, geschlossene von RFT) zu muffig und dumpf. Da kann ich mit neuen Boxen natürlich noch einen neuen Versuch starten. Das ist auch sicher nicht der letzte Verstärker den ich bastel, es steht noch ein 6AS7G Gegentakter und irgendwann in ferner Zukunft auch noch mal was potenteres auf dem Plan. Leistung ist also auch noch ein nicht ganz unbedeutender Faktor - mit Gegenkopplung war der Verstärker um einiges leiser. Wobei meine Boxen auch nur einen Kennschalldruck von, ich glaube 86dB oder so haben...

schöne Grüße, daniel

[fibbser]

Richi, auch wenn es im anderen Thread wahrscheinlich nicht so klar wurde, bei aller kritik: Ehrliche Hochachtung vor Deiner Kompetenz!

[richi44]

Hallo Daniel, Dein Verstärker hat keine Gegenkopplung (im Moment) und damit einen Ri von 9,5 Ohm am 4 Ohm Anschluss. Ich kann nur vermuten, dass dies mit meiner Boxenkonstruktion gehen kann, denn durch die 16 Ohm Technik sind sie nicht gar so empfindlich auf einen schlechten Dämpfungsfaktor. Es ist aber zweifelsfrei, dass die Resonanzüberhöhungen, die Du bisher gehört und an die Du Dich gewöhnt hast hier anders liegen und daher ein total anderer Klang resultiert.

Moderne Lautsprecher sind auf NULL Ri konstruiert, alte Radiolautsprecher nicht. Ob also da das raus kommt, was Du erwartest kann ich nicht vorher sagen, denn dazu müsste ich Deine jetztigen Boxen kennen.
Röhren ohne Gegenkopplung mit modernen Lautsprechern ist immer ein Lotteriespiel. Ob also da etwas für Dich brauchbares raus kommt hängt nicht oder zumindest nicht wirklich an den neuen Boxen, sondern an Deiner Gewohnheit und am Verhältnis Box, Ausgangstrafo und Verstärkerschaltung. Da sind also (für mich) viele Unbekannte...

[hoschibill]

Hi Richi
Ich möchte mal wieder was lernen.

Sowohl bei der SB3 als auch bei der SB6 hast Du die Basschassis dicht über den Boden, unter den Reflexrohren plaziert. Ist das so gewollt? Wenn ja, warum? Ich dachte, man setzt die Basschassis möglichst weit vom Boden weg, damit sich der Bassbereich nicht durch übermässige Bodenreflexionen aufbläht. Oder bin ich da in einem Irrglauben?

Gruss
Olli

[richi44]

Hallo Olli, es gibt immer zwei Ansichten, so ziemlich bei allem. Und ich nehme da erst mal die Studiotechnik, denn da kommt es wirklich drauf an, weil das, was der Tonmeister hört, letztlich in die Abmischung eingeht.

Im Hein befolgen wir wenn möglich die Theorie, die Lautsprecher weg von Begrenzungsflächen aufzustellen. Im Studio werden aber die Monitore oft, nicht immer, in die Wand eingelassen. Sind sie eingelassen, ist dies eine 2-Pi-Aufstellung mit entsprechender Halbkugel-Bündelung und folglich 3dB mehr Schallleistung im Direktschall. Dies natürlich nur im Tieftonbereich, weil der Hochton eh gebündelt ist. Der Vorteil ist aber, dass es den Bafflestep und die Phantomschallquelle an den Gehäusekanten nicht gibt und dass es auch keine unnötigen frühen Reflexionen aus der Rückwand gibt. Wichtig ist einfach, dass der Frequenzgang da angepasst wird.

Stehen die Boxen aber 1m von Begrenzungsflächen weg, so ergibt sich eine frühe Reflexion, nicht nur für den Bass, sondern für alle noch nicht gebündelten Frequenzen. Zu frühe Reflexionen stören das Klangbild. Und ausserdem würde bei 1m eine Frequenz von rund 340Hz geschwächt, eine von 100Hz und tiefer aber betont (weil man da keine nennenswerte Phasendrehung von Direktschall und Reflexion hat) und oberhalb der 340 Hz bekommen wir eine kammfilterartige Dämpfung und Unterstützung. Es ist daher im Grunde Unsinn, den Lautsprecher von den Begrenzungsflächen zu entfernen, sondern es bringt erhöhte Linearität, wenn er in diese Flächen eingebunden ist. Je näher er an der Rückwand steht (40cm zwischen Chassis und Wand), desto höher liegt die Frequenz der ersten möglichen Auslöschung, desto stärker ist da aber auch die Bündelung, sodass diese Auslöschung kaum mehr stattfindet.

Und genau das Gleiche haben wir im Grunde mit dem Abstand Bass zu Boden. Ist der Bass über dem Boden, so gibt es keine Reflexion und somit keine Auslöschung. Die Überhöhung durch die Halbkugelabstrahlung kann ich allenfalls in den Schalldruckverlauf einrechnen und/oder dem Bass etwas mehr Fülle verleihen.

Dazu noch ein Beispiel: Ich habe früher etliche Orgelaufnahmen gemacht (auch Chor und Orchester). Und ich habe festgestellt, dass dann, wenn ich in unserer Kirche, wo die Orgel (und der Chor) auf einer Empore steht, das Mik (2,5m hoch) auch auf diese Empore gestellt habe, dass dann der Klang unausgewogen und vor allem der Bass uneinheitlich war. Im Kirchenschiff aber ist der Klang ausgeglichen. Stelle ich das Mik auf einen (5m hohen) Ständer etwa 6m vor die Brüstung der Empore, so habe ich noch genügend Direktschall, bin also noch innerhalb des Hallradius und vermatsche mir nicht die Aufnahme. Ich vermindere mir damit aber die Bodenreflexionen der Empore und somit die Überhöhungen und Auslöschungen. Wäre da nicht die Gefahr gewesen, dass jemand mir das Mik zertrampelt, wäre es auch mit Grenzflächentechnik möglich gewesen. Das hat mir gezeigt: Entweder an oder in die Grenzfläche oder gaaanz weit weg.

Und es gibt noch etwas. Eine Österreichische Firma hat mal vor über 30 Jahren Untersuchungen gemacht, ob und wenn ja wie es möglich sei, tiefe Töne in einem Raum wiederzugeben, dessen Länge deutlich unter der halben Wellenlänge liegt. Und es geht (wie wir ja eigentlich alle wissen, sonst gäbe es auf dem Klo nur Töne oberhalb etwa 200Hz).
Folgendes haben die festgestellt (und ich habs natürlich nachgeprüft): Wenn wir den Bass nahe am Boden aber etwas weg von der Rückwand (ideal 1/4 der Raumlänge) anbringen, so bildet sich eine "Welle" als liegende Acht aus. Man kann dies mit einem Messmik nachprüfen. Auf halber Raumhöhe haben wir ein Schalldruckmaximum an der Vorder- und Rückwand und auf halber Länge. Bei 1/4 und 3/4 Länge haben wir Maxima am Boden und an der Decke. Strahle ich also bei wohnraumüblicher Aufstellung den Bass am Boden ab, so arbeitet meine Abstrahlung mit dieser "Welle", strahle ich aber auf mittlerer Höhe ab, so arbeite ich dieser Abstrahlform entgegen.
Diese Firma hat einen Lautsprecher in Röhrenform entwickelt, dessen Rohr etwa 1,2m lang war und oben offen, dessen Bass (zwei 13er) knapp über Boden in Richting Zuhörer gestrahlt hat. Bei Aufstellung nahe an der Rückwand wurde somit diese liegende Acht angeregt und obwohl man eigentlich eine Auslöschung durch das offene, nicht abgestimmte Gehäuse hätte annehmen müssen war der Bass bis in die tiefsten Lagen (dort wo die 13er nicht mehr konnten) sauber und mit vollem, richtigem Pegel da.

Alle diese Theorien sind im Grunde richtig. Was sie nicht berücksichtigen sind die Dämpfungseigenschaften des Raums. Und sie können bei aushaltenden Tönen wie bei der Orgel entscheidend sein. Was diese Theorien aber auch nicht berücksichtigen ist die Geschichte der ersten Wellenfront. Diese spielt bei impulsartigen Klängen oder bei Signalformen mit eindeutigem Impulscharakter eine Rolle. Nun gibt es bei Frequenzen unter 300Hz im eigentlichen Sinne keine "Impulse" mehr, denn dies bräuchte nach Fourier Oberwellen, die wir ja nicht über den Tieftöner wiedergeben. Was wir also bei impulsartigen Klängen (auch Kickbass) hören kommt nicht mehr aus dem Basslautsprecher, sondern aus unserem Mitteltöner und da sind ja die Verhältnisse wieder ganz anders...

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Richi, auch wenn es im anderen Thread wahrscheinlich nicht so klar wurde, bei aller kritik: Ehrliche Hochachtung vor Deiner Kompetenz!

Hallo Volker, zuerst einfach mal danke!

Ich habe im Lauf der Zeit einiges gelern und selbst festgestellt und will dieses Wissen (solange es noch da ist) weitergeben. Und es ist gar nicht viel mehr, das ich weiss. Es ist hauptsächlich das Verknüpfen der einzelnen Fachrichtungen. Ich erwähne mal das Ohr. Es ist noch nicht so lange her dass man erkannt hat, dass im Ohr einzelne Sinneszellen den Schall in elektrische Signale umwandeln, andere Sinneszellen aber durch diese Empfängerzellen angeregt werden und die Innenohrflüsigkiet anregen.

Und man weiss seit etlichen Jahren, dass die Empfängerzellen Signale als Impulse dem Hirn zuleiten. Jede Zelle entspricht einer bestimmten Frequenz. Wenn also auf ihrem Signalstrang (Nerv) eine Meldung läuft heisst das, dass dieser Ton zu hören sei. Und die Übertragung geht per Impulse. Je mehr Impulse pro Zeit, umso lauter.

Nehmen wir diese zweite Erkenntnis, so ist klar, dass es keine Übertragung der Phasenlage eines Tons zum Gehirn gibt, denn der Impuls oder die Impulsfolge sagt nur aus welche Zelle wie stark angeregt wurde.
Und im ersten Fall haben sich die Mediziner einfach gesagt dass damit sowas wie eine "Blende" möglich sei, die unterstützend, also verstärkend wirken könne.
Ein Audioelektroniker fragt sich nun aber, wie das gehen soll. Es ist ja nicht definiert, wie ein Schall an unser Ohr trifft, das kann ein Druckmaximum oder -Minimum sein. Also kann die Empfängerzelle der entsprechenden Verstärkerzelle nicht einfach den Befehl "SCHWINGEN" erteilen, sondern wenn sie verstärken soll, muss die Bewegung die bereits vorhandene Flüssigkeitsbewegung unterstützen. Läuft sie gegenphasig, so dämpft sie (und das kann sie sicher auch!). Also muss doch die Empfangszelle selbst in der Lage sein, die Phasenlage zu detektieren und die Verstärkerzelle phasenrichtig oder gegenphasig anregen. Und wenn man Signale mit verschobener Phase an die Ohren leitet, so detektieren diese daraus eine Ereignisrichtung, auch wenn der Schalldruck keine Differenz hat. Dieser letzte Satz ist auch bei den Medizinern anerkannt. Nur haben sie bisher nicht die Verbindung zum Gehirn gefunden, welche diese Phasenauswertung überträgt.

Ich habe mich mit der Medizin nur soweit beschäftigt, wie man halt darüber stolpert. Und ich habe die beiden ersten Theorien mit der Elektronik verknüpft und daraus abgeleitet, dass das Phasen erkennen da sein muss, weil sonst die Erkenntnis der Verstärkung im Ohr nicht gegeben wäre. Und so gibt es bei vielen Phänomenen, die mit unserem Hören (aber auch mit anderen Sinnen) zu tun hat Dinge, die man nicht einzeln betrachten kann, sondern immer in der Verknüpfung, also interdisziplinär. Dies ist schliesslich auch das, was am Fraunhoferinstitut zur Entwicklung von MP3 geführt hat: Die Erkenntnis, was alles gehört wird und was nicht. Unser CPU (Hirn) ist nämlich faul. Es bearbeitet längst nicht alles, sondern blendet den grössten Teil aus. Das weiss man von Beobachtungen, wenn es um die Beschreibung gesehener Fakten geht. Da macht das Gehirn Verknüpfungen und behauptet Dinge, die es nicht gegeben hat, weil es meist so war, also muss es auch diesmal so gewesen sein. Oder eben, wir hören Dinge, die nicht da sind (MP3). Und nur weil das so funktioniert, funktioniert auch Dolby Prologic Surround.

Was ich also hier erwähnt habe, sind immer nur kleinste Teilchen des Wissens, das die Wissenschaftler der einzelnen Richtungen haben. Aber es ist das Verknüpfen dieses Allgemeinwissens, das Erklärungen entstehen lässt, die viele vor lauter Fachwissen (Scheuklappen) nicht auf die Reihe bringen.

Und dazu ein Letztes: Auch hier im Bereich Lautsprecher hat jemand geschrieben, dass nicht wichtig sei was man messe, sondern was man höre. Man könne nämlich nicht alles messen.
Das ist Unsinn. Wenn ich eine Vergleichsmessung anstellen könnte zwischen einem natürlichen Instrumentenklang und einer Aufzeichnung und es gäbe keinerlei Differenzen, so wäre der Klang identisch. Wenn ich natürlich nur einen Frequenzgang im eingeschwungenen Zustand messe, so ist das, wie wenn ich einem Koch nach seinem Salzverbrauch die Michelin-Sterne zuteilen würde. Ich muss schon alles messen und nicht nur einen kleinen Teil. Und genau das habe ich verschiedentlich versucht zu erklären. Wenn ich den Frequenzgang des Lautsprechers ausbügle, mir dabei aber Phasenprobleme hole (da wären wir wieder beim Gehör), so habe ich nichts gewonnen. Nur wenn ich zumindest den kleinen Rest, der bei MP3 übrig bleibt, nur wenn ich diesen Rest nicht noch vermurkse, nur dann kann ich von einer einwandfreien Wiedergabe ausgehen.
Mein Ziel ist es, auf solche Zusammenhänge hinzuweisen. Das ist weit ausschlaggebender als um kleinste Details in nicht relevanten Btreibszuständen (im eingeschwungenen Zustand) zu diskutieren.

[fibbser]

Richi, gibt es prinzipielle Vor- bzw. Nachteile eines ovalen Basschassis gegenüber einem runden?

[richi44]

Ich würde das mal so beantworten: Das hängt vom Einzelfall ab. Begonnen hat es mit runden Lautsprechern. Die sind eigentlich am einfachsten zu bauen. Und wenn man sich vorstellt, wie das Schwingen der Membran vor sich geht, so ist das runde Ding irgendwie planbarer.

Bei einer ovalen Membrane mit konstanter Materialsteifigkeit ist sicher das Aufbrechen bei der grösseren Dimension anders als bei der kleineren. Es wird also ein anderes Muster an Schwingungsknoten geben.
Nun hat man vor vielen Jahren (so in den 50ern) bei den runden die sog. NAWI (nicht abwickelbar) erfunden. Damit hat man im Bereich der Schwingspule eine hohe "Steilheit" und damit eine hohe Steifigkeit, sodass ein Abknicken unwahrscheinlicher wird, andererseits kann es damit eher zu einer "Ovalisierung" der runden Form kommen. Zum Rand hin wurde die Mebran stetig flacher, was das Aufbrechen oder praktisch abkoppeln begünstigte. Mit dieser Technik hat man also quasi den wirkunsvollen Teil der Membran frequenzabhängig verändert. Dies hat Einfluss auf den Frequenzgang und die Abstrahlung, aber auch auf den Klirr. Ob nun so eine Nawi besser oder schlechter ist als ein gleichmässiger Konus ist bis heute nicht geklärt.

Bei einer ovalen Membran hat man ebenfalls die unterschiedliche Steilheit und daher könnte man sie mit einer Nawi vergleichen. Tatsache ist ja, dass in den 60ern praktisch nur ovale Dinger gebaut wurden, dass diese aber spätestens in den 80ern wieder verschwanden. Ich vermute etwa die selbe Modeströmung wie bei den Blechmembranen, die ende der 70er aufkamen aber wieder verschwanden, die heute aber das Non plus ultra sein sollen, obwohl sie dies nachweislich nicht sind.

Ich habe hier die ovalen Dinger von Tangband bisweilen eingesetzt, weil ich damit bei einer grossen Membranfläche schmale Boxen bauen kann. Dass die Dinger oberhalb rund 200Hz mit Problemen anfangen muss ich halt bei der Zusammenstellung der Kombination berücksichtigen.

[Dubbel]

Hallo Richi,

danke für Deine Einschätzung!

Es ist aber zweifelsfrei, dass die Resonanzüberhöhungen, die Du bisher gehört und an die Du Dich gewöhnt hast hier anders liegen und daher ein total anderer Klang resultiert.

Davon bin ich ausgegangen und das Risiko ist auch einkalkuliert. Ich hab mich schon einmal komplett umgewöhnt als ich den alten RFT-Verstärker gegen den Röhrich getauscht hab.

Ich hab auch mal n bischen recherchiert und meine Boxen haben wohl nur einen Kennschalldruck von 83dB (die hier sinds: Merkur). Ich denke da kann ich mit den neuen Boxen die Gegenkopplung wieder einbauen ohne das es zu leise wird oder muffig wird. Dieser Effekt der Boxen ist auch auf der Seite beschrieben...

Wobei ich inzwischen rein optisch ja zur SB4 tendiere die Du hier gezeigt hast.

schöne Grüße, daniel

[richi44]

Gehäusekonstruktion

Nachdem ich die verscheidenen Bausätze und Varianten an Gehäusen kurz vorgestellt habe möchte ich auf den Gehäusebau im Allgemeinen eingehen. Dazu gehört die Materialstärke. Wir verwenden mit Vorteil MDF, weil es bei genügender Steife eine hohe innere Dämpfung aufweist.

Hätten wir einen Gehäuserahmen, wie ich ihn als Fertigprodukt verwendet habe, so wäre sicher die grösste Länge das Kriterium. Sobald ich aber diesem Gehäuse Schall- und Rückwand starr einbaue (geleimt, geschraubt oder beides), so ist die Gehäuselänge abgestützt. Das Kriterium wird also die Gehäusebreite oder -Tiefe sein.
Bei einem Gehäuse von 15cm Breite und / oder Tiefe würde ich mindestens 10mm Materialstärke verwenden. Mehr darf es sein (wobei so kleine Boxen meist keinen so hohen Schalldruck erzeugen können, Maximalleistung, dass die Wände in Bewegung versetzt werden können), ist aber nicht wirklich nötig.
Bis etwa 20cm würde ich etwa 15mm verwenden, bis 30cm 20mm und darüber (bis 50cm) 25mm.
Falls nötig kann man in das Gehäuse Zwischenböden mit grossen Löchern einbauen, um die Wände weiter zu verstärken, meist ist dies aber nicht nötig.
   
Bei der Lautsprecheranordnung ist darauf zu achten, dass diese möglichst in einer senkrechten Linie übereinander angeordnet werden. Dies gilt vornehmlich für die Standboxen. Bei den Kompaktboxen kann man Mittel- und Hochtöner wahlweise anordnen, je nach geplanter Aufstellung. Wird die Box gelegt, so kann man in dieser Position die Chassis übereinander anordnen. Dies ist natürlich auch eine Platzfrage und dürfte vornehmlich für die KB6 in Frage kommen.
Wird die Box gestellt, ist die Anordnung in der gezeichneten Weise vorzunehmen.

Da der Mitteltöner (oder Mittel-Tieftöner bei den Zweiwegboxen) musikalisch am wichtigsten ist, sollte sich dieser etwa auf Ohrhöhe befinden. Baut man den Tieftöner bei einer Standbox nahe am Boden ein, so wird der Bass etwas betont. Dies ist bei der Ausgestaltung der Weiche zu berücksichtigen. Ich werde daher bei den Boxen SB 3 bis 6 jeweils zwei Weichen vorstellen.


Das nächste Kapitel sind die Abmessungen. Massgebend ist das angegebene Nettovolumen in der Tabelle. Dabei sind Bassreflexrohr-Volumen, Mitteltongehäusevolumen und Chassisvolumen wie bereits erwähnt als Verlust zu berücksichtigen. Im Grunde ist es nicht weiter von Belang, ob die Box etwas breiter oder höher oder tiefer gebaut wird.
Natürlich kennt man das „Problem“ des Bafflestep. Durch die Schallwandbreite werden höhere Töne gebündelt, also nur halbkugelförmig abgestrahlt, tiefer aber kugelförmig. Ist die Schallwand gross, setzt die Bündelung bereits bei tieferen Frequenzen ein.
Nun geht man davon aus, dass durch eine kugelförmige Abstrahlung gegenüber der halbkugelförmigen dem Zuhörer Schalldruck verloren geht. Aber erstens setzt diese Bündelung nicht schlagartig ein. Zweitens ist der Schall nur in einem „schalltoten“ Raum verloren, im Wohnraum wird er grösstenteils reflektiert. Und der Verlust hängt noch stark von der Aufstellung ab. Damit ist der Pegelverlust weit geringer als allgemein angenommen.
Und da ja die Abmessungen eh nicht kreisrund sind, ergeben sich verschiedene Bündelungsfrequenzen, sodass der Übergang sehr breit fliessend ist.


Das nächste Thema ist das Bassreflexrohr bei den BR-Boxen.
Bei den Kompaktboxen, die möglicherweise in einer Nische (Schrankwand) untergebracht sind muss die Reflexöffnung nach vorne zeigen, weil sie ja rückseitig abgeschlossen und somit wirkungslos sein könnte. Bei Standboxen ist das Problem solange uninteressant als die Box nicht näher als 1,5 mal Rohrdurchmesser an einer Eückwand aufgestellt ist.
Ich verwende als Bassreflexrohr meist Abwasserrohre, die man im Baumarkt bekommt und die in beliebiger Länge zugeschnitten werden können. Bei Bedarf lässt sich auch ein Bogen eisetzen, falls die Gehäusetiefe nicht ausreicht. Das Reflexrohr darf nämlich im Gehäuse auf keinen Fall durch eine Wand „abgeschlossen“ werden. Der Abstand zwischen Rohrende und Wand sollte mindestens das 1,5 fache des Rohrdurchmessers betragen.

Natürlich sind fertige Reflexrohre hübscher, je nachdem wie sauber das Rohr und die Schallwandöffnung geschnitten sind. Hat man selbst nicht das nötige Werkzeug (Säge mit Führung, Oberfräse) so muss man sich halt an einen Fachmann wenden oder allenfalls ein Gitter entsprechender Grösse vorsetzen.
   
Und wer es anders möchte, kann auch einen Reflexkanal gleicher Öffnungsfläche und Länge bauen. Dabei ist zu beachten, dass die Höhe des Kanals nicht weniger als ¼ der Breite entspricht. Zu flache Kanäle neigen (wie generell zu kleine Öffnungsflächen) zum hörbaren „Atmen“.
Das nachfolgende Boxen-Berechnungsprogramm BassCAD von http://www.selfmadehifi.de bietet interessante Hilfen rund um die Boxenberechnung. So kann man da selbst die minimale Rohrfläche aus den Daten von Lautsprecher und Simulation oder die Masse eines Kanals berechnen.


Das letzte Kapitel beleuchtet die Bedämpfung der Box. Man liest auch bei namhaften Herstellern und Verkäufern, dass eine Bedämpfung der Box das Volumen künstlich vergrössere. Und die, die das behaupten, belegen es sogar teilweise. Nur ist dies ein Trugschluss. Stopfen wir Material in eine Box, so verringert sich das Volumen, weil das Material selbst Volumen benötigt.
Wenn ich nun mit besagtem Simu-Programm etwas spiele, so bekomme ich z.B. bei einem bestimmten Lautsprecher unter Optimalbedingungen folgende Gehäuse- und Reflexdaten:
   
Hier ist Gehäuse und Reflexrohr noch nicht optimiert, es ist also die reine Rechnung des Programms. Und dabei kommt bei diesem Lautsprecher eine Grenze von rund 32Hz bei einem Gehäusevolumen von 52.6 Litern heraus.
Rechnen wir nun einen Widerstand für die Weiche und das Kabel von total 0,3 Ohm, so entsteht folgende Rechnung:
   
Die Grenzfrequenz sinkt auf 31Hz und das Volumen nimmt auf 60,2 Liter zu. Durch den Widerstand ist die Bedämpfung zurück gegangen und dies hat einen grösseren Volumenbedarf und damit eine tiefere Grenzfrequenz bei gleicher Systemgüte zur Folge.

Setzen wir nun Dämmmaterial ein, so verbessern wir die Dämpfung, genau so könnte man diese verbessern, wenn man den Widerstand kleiner machen würde. Rein rechnerisch ist es möglich, zum bestehenden Drahtwiderstand des Lautsprechers einen negaiven Widerstand zu addieren. Damit wird der Totalwiderstand kleiner. Ublicherweise rechnet man bei einer locker bedämpften Box (Nylonwatte zerzupft und eingelegt, nicht gestopft) mit einer Wirkung von rund 10%. Das bedeutet, dass ich einen Widerstand von 0,8 Ohm NEGATIV einfügen kann. Das Ergebnis ist das Folgende:
   
Jetzt hat der Volumenbedarf abgenommen auf 35,4 Liter, aber die Grenzfrequenz ist auch entsprechend auf 37Hz angestiegen.
Und wenn wir zum Schluss noch die Dämpfung mit dem Verlustwiderstand kombinieren, bekommen wir total –0.5 Ohm und folgendes Bild:
   
Jetzt sind wir bei 35 Hz und 41,3 Liter.
Das ist aber noch nicht alles: Wenn ein Lautsprecher mechanisch wenig Widerstand bietet, also eine leichtgängige Zentrierung und Sicke hat, so ist Qms gross. Der Lautsprecher schwingt also in freier Luft relativ lange nach. Bei diesem Lautsprecher kann ich sicher mit einer Dämmung prozentual mehr erreichen als bei einem Lautsprecher mit hohen Verlusten in der Aufhängung und entsprechend tiefen Qms.

Was wir hier gerechnet haben ist der Einfluss auf diesen Lautsprecher, wenn wir die mechanische Dämmung als elektrische Grösse darstellen und damit ins Verhältnis nicht zu Qms sondern zu Qes stellen. Richtigerweise müssten wir folglich in den TSP-Daten, die wir eingegeben haben (Qms, Qes, Qts) Qms verkleinern um den Faktor, der die Dämmung ausmachen wird, was nicht so ohne weiteres zu berechnen ist. Und wir müssten daraus den neuen Qts bestimmen (das ? im BassCAD bei Qts anklicken) und damit rechnen. Ausserdem müssten wir wie gesagt das Volumen des Dämmmaterials selbst bestimmen und in das Gehäusevolumen einrechnen.

Der langen Rede kurzer Sinn: Mit Dämmung bringt man die Luftraum-Resonanzen und stehenden Wellen im Gehäuse recht gut weg. Das macht Sinn. Aber es ist Unsinn zu behaupten, man vergrössere damit das Volumen, denn es ist ja ersichtlich, dass die Grundresonanz als Folge der Volumeneinsparung ansteigt, was wir eigentlich nicht wollen.
Und es ist zu beachten, dass der Lautsprecher im praktischen Betrieb ja an nahezu null Ohm betrieben wird, sodass die Dämpfung hauptsächlich durch diese elektrische Grösse bestimmt wird und kaum durch die mechanische Bedämpfung des Dämmmaterials. Zu gut deutsch: Die ganze Berechung, die ich hier durchgeführt habe, ist im Wesentlichen für die Katz, aber auch die Aussagen der Hersteller vonwegen Volumenvergrösserung. Meine Erfahrung geht dahin, dass ich bei leichter Dämmung und Betrieb an einem Transistorverstärker das berechnete Volumen ohne irgendwelche Widerstandsberücksichtigung übernehmen kann und damit im Betrieb (und nur das ist massgebend!) gute Verhältnisse vorfinde.

[richi44]

Bevor ich auf die Weichen eingehe noch einpaar generelle Überlegungen:
Dass ein Breitbandlautsprecher Vorteile hat ist bekannt. Und bekannt ist auch, dass nichts nur Vorteile hat. Dies gilt auch für jede andere Konstruktion und genau so auf die Gehäuseabmessungen. Bleiben wir erst mal bei diesen.
Über die Problematik der Schallwandbreite und den daraus resultierenden Pegelanstieg haben wir uns bereits unterhalten. Und es ist dabei zu beachten, dass dieser bei der Messung des Frequenzgangs eines Lautsprecherchassis auch vorhanden ist. Nach DIN gibt es eine bestimmte Schallwandbreite, welche bei einem Mitteltöner oder Breitbänder die Abstrahlung beeinflusst und damit einen Einfluss auf den gemessenen Frequenzgang im eingeschwungenen Zustand und im reflexionsarmen Raum hat. Das bedeutet, dass sich der Frequenzgang unter diesen Umständen bei der fertigen Box unterscheiden kann.

Jetzt könnte man hergehen und diesen Pegelabfall bei tiefen Frequenzen für die Trennung ausnützen. Man könnte also z.B. eine 1m breite Schallwand verwenden und die Trennung (die halbe Schallwandbreite wäre 50cm = halbe Wellenlänge eines 340Hz-Tones) auf 510Hz festlegen. Dann würde ein Pegelabfall von 3dB bei dieser Frequenz erfolgen (6dB bei 340Hz). Wenn wir dies aber auf diese Weise "provozieren", so hängt die Trennung letztlich von der Reflexionsstärke des Raums ab. Es macht also mehr Sinn, diese "Grösse" nicht zu stark zu beachten und eine schmalere Schallwand zu wählen. Oder dann müssten wir uns generell für einen Wandeinbau entscheiden.

Was hingegen eine Rolle spielt ist das Seitenverhältnis einer Box. Nehmen wir einen Würfel, so gibt es eine Dimension und damit (bei mittigem Einbau) EINE Frequenz, bei welcher sich die Hohlraumresonanzen und die Bafflesteps ergeben und es somit zu deutlichen Verfärbungen kommt. Oder extrem sind auch die ganz flachen Gehäuse, wie sie 1960 Mode waren. Der Vorteil war die grenzflächige Montage an der Zimmerwand. Der nachteil war aber, dass für ein bestimmtes Volumen eine sehr grosse Gehäusebreite nötig war. Nun waren dies damals geschlossene Boxen, mit Dämmstoff gestopft. Dadurch wurde der Schall im Gehäuse so stark bedämpft, dass er kaum die Gehäuse-Seitenwände erreichte und damit das eh schon knappe Volumen nicht ausgenützt wurde. Umgekehrt sieht das heite oft aus: Wenn man ein langes Rohr als Gehäuse einsetzt und dieses mit Wolle stopft, so kann die Rohrlänge nicht mehr voll als Volumen genutzt werden und damit stimmt keine Rechnung.
Ideal ist ein Seitenverhältnis, das möglichst "krumm" heraus kommt, also nicht 1:1 oder 1:1,5 oder 1:2 sondern z.B. 16,5 : 9,348 oder so ähnlich. Da ergeben sich keine Resonanzen, die musikalische Betonungen bedeuten. Und man kann erst noch versuchen, allfällige Resonanzen "zwischen die Tasten des Klaviers" zu platzieren.

Dazu noch ein Wort zur Dämmung: Mit dem Dämmmaterial bekommt man höhere Resonanzen recht gut in den Griff. Wenn wir uns eine Dreiwegbox mit Trennungen bei 300Hz und 5kHz vorstellen und davon ausgehen, dass der Mitteltöner ein eigenes Gehäuse bekommt, so haben wir für den Tieftöner als höchste Frequenz 300Hz (plus sein Klirr bei 600 und 900Hz). Eine Dämmung für die 300Hz ist fast nicht möglich, wohl aber eine für 900Hz.

Ich habe im letzten Beitrag die Verstrebungen mit durchbrochenen Holzplatten erwähnt. Ähnliche aus Weichfaserplatte mit etwas kleineren Durchbrüchen könnte man auch einsetzen, um den Gehäuse-Innenraum zu "unterteilen" in kleinere Einheiten unterschiedlichen Volumens. Damit könnten die Resonanzen im Bass in Bereiche deutlich über 900Hz angehoben und somit unwirksam gemacht werden.

Wenn wir nun mal das Mitteltongehäuse betrachten, so ist dieses vom Volumen her deutlich kleiner. Und wir gehen dabei von einer mittleren Bedämpfung (verwenden wir Wolle oder Watte, so wird das Gehäuse soweit befüllt, dass bei lockerem Einlegen des zerzupften Materials das Gehäuse um 100% überquillt). Hier kann man von einem Nettovolumen von 1,5 Liter bei den MSH-115 und –116/4 und von etwa 4 Liter beim SPH-130 ausgehen. Bei diesen Volumen und dieser Dämpfung sind Hohlraumresonanzen kaum hörbar. Um sie „ganz“ zu unterbinden kann man für die Mitteltongehäuse schiefe Wände verwenden. In der Praxis sind aber diese Resonanzen nicht ausgeprägt und daher kaum wahrnehmbar.
Entscheidender ist die Chassiswahl, denn da kann man nichts stopfen oder schräg stellen, die bringen, was sie können. Dies gilt für die „perfekte“ Reproduktion wie für die Resonanzen. Was man also am Chassis verschlampt hat, bekommt man nie mehr zurück.
Bei Lautsprechern wie dem Ciare HM130 oder dem Monacor DT-75TB braucht es keine Mitteltongehäuse, weil diese bereits in einem geschlossenen Gehäuse gelbaut werden.
So viel mal zum Thema Gehäuse. Wenn man also dies paar Dinge beherzigt, so kann man der eigenen Kreativität weitgehend freien Lauf lassen.

Ich habe eingangs die Breitbandlautsprecher erwähnt und gesagt, dass jedes Ding seine Vor- und Nachteile hat.
Ein Breitbandlautsprecher bildet den Schall punktförmig aus. Damit ist die optimale Abbildungsschärfe zu realisieren. Er hat aber drei wesentliche Nachteile: Für die breite Abstrahlcharakteristik müsste er einen kleinen Durchmesser haben und nur bei der breiten Abstrahlung (oder zumindest einer gleichmässig breiten!) ergeben sich keine grossen Pegelsprünge im Diffusfrequenzgang (also im Wohnraum bei Messung aus 2m Distanz).
Der Breitbandlautsprecher müsste für eine saubere, resonanzfreie Wiedergabe eine steife Membran ohne Aufbrechen und geringer Masse aufweisen. Dies ist auch nur bei geringer Membrangrösse zu machen.
Da aber ein Breitbänder auch den Bass übertragen muss, braucht er eine grosse Membran oder einen entsprechend grossen Hub, um das nötige Luftvolumen zu bewegen. Haben wir aber einen grossen Hub, so bewegt sich die „Schallquelle“ der hohen Töne, nämlich die gemeinsame Membran und dies führt zum Dopplereffekt (Tonverschiebung beim vorbeifahrenden Auto).
Wenn wir nun einen Zweiweglautsprecher bauen, so haben wir zwar eine Unterteilung und damit ist das Problem der Membranmasse bei den hohen Tönen gelöst, aber bis zu dieser Übernahme haben wir immer noch die grosse Bassauslenkung und gleichzeitig die Mittenwiedergabe. Und das Dumme ist, dass es ja beim Ohr verschiedene Empfindlichkeiten gibt. Das ist nicht nur die Lautstärkeempfindung (Fletcher-Kurven) sondern auch die Empfindlichkeit auf „Verstimmtheit“ (Frequenzfehler, Dopplereffekt) oder auf Phasenprobleme und damit Ortungsfehler. Das bedeutet, dass wir die Dopplerfehler bei einem Breitbänder und einer Zweiwegbox haben. Und wenn eine Zweiwegbox mit einem kleinen Tief-Mitteltöner betückt ist, so ist der Membranhub umso grösser und damit der Dopplereffekt. Die Zweiwegboxen, die ich hier vorgestellt habe sind daher entweder im Hinblick auf eine Surroundanlage (als Satellit) oder einen Subwoofer konzipiert (SAT 1-3, KB2) oder sie sind eigentlich nur für Zimmerlautstärke vorgesehen (SB1). Einzig die SB2 ist mit ihren zwei Tief-Mitteltönern so bestückt, dass sich die Doppler-Probleme auch bei etwas höheren Lautstärken nicht zu stark auswirken.

Noch ein Wort zum Bass und seiner Montage:
Oft wird behauptet dass ein seitlich angebrachter Bass unbrauchbar und die Aufstellung problemtisch sei. Dies kann ich mir dann vorstellen, wenn die Trennung zu hoch angesetzt ist. Wenn wir aber einen Lautsprecher bauen würden, wo wir aus ästhetischen Gründen einen Subbass seitlich einbauen, dafür einen zusätzlichen Lautsprecher für den Bereich 80 bis 300Hz in die Front einfügen, dann ist es genau das Selbe, wie wenn wir einen Sub (Downfire?) iregndwo aufstellen und die kleinere Box darüber oder daneben platzieren. Sicher ergeben sich je nach Aufstellung eines Subs Probleme mit Raummodi. Dies besonders in Ecken oder zwischen grossen Möbeln eingezwängt. Aber ob bei einem rundstrahlenden Lautsprecher seine Membran nach hinten, vorne, oben, unten, links oder rechts zeigt ist wirklich egal. Und ein seitlicher Bass ist genau so rundstrahlend wie ein frontaler. Also werden auch die Raummodi genau so angeregt, wie wenn der Lautsprecher bei gleicher Raumposition anders montiert wäre.

Und noch etwas zur Lautsprecherauswahl: Was ich hier vorschlage sind Lautsprecher, die ihre Aufgabe so gut als möglich lösen. Dass sie dabei einen geringeren Wirkungsgrad haben als andere Modelle spielt solange keine Rolle, als wir nicht aus wenigen Watt einen Sau-Krach veranstalten wollen. Diese Boxen, die da resultieren sind sehr wohl (zumindest die grösseren) in der Lage, eine Party zu versorgen. Es ist aber nicht ihre primäre Aufgabe. Diese besteht darin Musik möglichst naturgetreu wiederzugeben.
Und es ist eine Tatsache, dass im Grunde alles messbar ist und aus den Messdaten hergeleitet werden kann, wenn man denn wirklich alle Grössen gemessen hat. Misst man nur einen Frequenzgang ohne Berücksichtigung der Einschwingvorgänge so kann ein unbefriedigender Klang resultieren, wie aus einem im Grunde schlechten Frequenzgang ein brauchbares Allgemein-Klangbild entstehen kann. Ich erinnere mich an die Studiolautsprecher Tannoy Little Gold Monitor. Diese hatten einen recht abenteuerlichen Frequenzgang, waren aber im ganzen gesehen nicht schlecht. Andererseits kenne ich Monitore von Klein und Hummel, die einen sehr guten Frequenzgang vorzuweisen hatten, dabei aber unbrauchbar klangen. Hätte man die Phasenverhältnisse berücksichtigt und den Klirr und das Einschwingverhalten und hätte man darauf geachtet, dass der wichtige Teil der Musik über einen Lautsprecher wiedergegeben wird, so wären diese Lautsprecher den mässigen Tannoy überlegen gewesen, was so nicht der Fall war. Das bedeutet, dass das Konzept in sich stimmen muss und dass man es nachweisen kann, wenn man mehr als nur den eingeschwungenen Frequenzgang beurteilt.
Es ist auch wichtig, dass man eine Box mit drei, höchstens vier Wegen ausstattet und nicht mehr. Jede Weiche führt zu Phasendrehungen, die im Einschwingen anders sind als im eingeschwungenen Zustand. Und diese Phasenprobleme sind hörbar (auch wenn anderes behauptet wird). Man kann also den Bereich bis 300Hz noch(wie bereits erwähnt) in einen Sub-Bereich und einen Bassbereich trennen. Dies macht vor allem bei Aktivboxen Sinn, wenn man den Sub mit einem –Ri-Verstärker betreibt. Damit lässt sich das Ausschwingen optimieren und das Volumen drastisch verkleinern. Und generell muss man beachten, dass jede passive Weiche die Lautsprecherdämpfung verschlechtert, was das Ein- und Ausschwingverhalten negativ beeinflusst. Dass ich hier erst mal nur passive Boxen vorgestellt habe liegt daran, dass aktive Boxen im Selbstbau mehr Wissen verlangen und einen höheren Aufwand bedeuten. Ausserdem ist der Betrieb einer Aktivbox an bestimmte Geräte geknüpft, die üblicherweise nicht im Heim eingesetzt werden. Kurz, Aktivboxen sind eine „eigene Baustelle“.