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Allgemeines Vorwort

Vielleicht lesen Sie dieses Handbuch mitder Absicht, in näherer oder fernererZukunft Lautsprecher selber zu bauen, Siesind jedoch noch skeptisch hinsichtlich desErfolgs.

Ein und für alle mal.

Es gibt keinen Grund, weshalb der Selbstbaueiner Box Ihnen nicht gelingen sollte,

a) weil es sich um keine Geheimwissen-schaft handelt, sondern um einfachephysikalische Gesetze

b) weil wir Ihnen dabei helfen.

Wollen Sie auf b) nicht zurückgreifen, sosollten Ihnen allerdings die unter a) ge-nannten physikalischen Grundlagen, wennnicht geläufig, so doch verfügbar sein. Dennder einzige Grund, weshalb ein Selbstbaunicht funktionieren könnte, ist das Ignorierendieser fundamentalen Prinzipien.

Um Ihnen das Warten in Bibliotheken zuersparen, haben wir Ihnen in dieser Bro-schüre die wesentlichen Grundsätze Kapitelfür Kapitel versucht zu erläutern. Insbe-sondere sind wir hierbei aufhäufig vernach-lässigte Aspekte und Zusammenhänge ein-gegangen.

Dritte Auflage 1984

RÖMER-VERLAG

Alle Rechte vorbehalten, Abdruckgenehmigung und sonstige Vervielfältigung,insbesondere auf elektronischen Weg, auch für Teile des Inhalts, nur durch denVerlag

Satz: Lehne — Druckform- & Gesamtherstellung, Götz Schwamkrug

Repro, Druck: Westarp, Mulheim/R

Idee: Reiner E. Römer, M. A. E. S

Text,Zeichnungen,Fotos R. Römer, G. Schwamkrug

RÖMER AUDIO EQUIPMENT GmbH

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Alle zitierten Arbeiten sind unter www.SHACKMAN.de erhältlich

Inhalt Vorwortzur dritten AuflageLieber Musikfreund

Dieses Lautsprecherhandbuch ist mittler-weile in der dritten Auflage erschienen Lobund Kritik sind Grund genug für einigeVorabbemerkungen

Die technische Entwicklung der meistenHiFi-Geräte hat in der jüngeren Vergangen-heit einen erstaunlichen Sprung geschafftWaren noch vor wenigen Jahren gute undbeste Meßergebnisse keine Garantie für gu-ten Klang, so ist da heute einiges andersBessere Meßverfahren (TIM Messungensind davon nur ein Bruchteil), rechnerun-terstützte Entwicklungen (seit langem mög-lich, nur früher selten finanziert) und dieewige Schlechtmacherei einiger Hifi Enthu-siasten (egal wie teuer das Ding ist, es klingteinfach nicht) haben dafür gesorgt, daßselbst preiswerte Komponenten heute klang-lich hinter den Insider-Tips der 70er Jahrenicht zurückstehen müssen Was natürlichnicht ausschließt, daß heute einige ProfisVerstarker herstellen, deren tatsächlicheKlang-Qualität überhaupt noch nicht meß-bar ist

Angesichts dieser Entwicklung ist es dochüberaus schade, wenn der Qualitätsgewinnam Verstarkerausgang steckenbleibt Umoptimale Wiedergabe zu realisieren, mußzwischen den einzelnen Komponenten derWiedergabekette ein bestimmtes Gleichge-wicht bestehen Den Lautsprecherboxenkommt in diesem Zusammenhang einerecht große Bedeutung zu, da sie wohl denentscheidendsten Anteil am Gesamtklangder Kette haben Unser Thema sind Laut-sprecherboxen und deren Eigenarten, wirhaben uns in der Vergangenheit ausschließ-lich diesem Thema gewidmet und werdenab Sommer '84 auch eigene Entwicklungenauf dem Elektroniksektor vorstellen DieseIdee, aus der das Lautsprecherhandbuchnämlich entstanden ist, wird leider nie per-fekt realisierbar sein, das perfekte Gleich-gewicht scheitert meist an den unterschied-lichen Abhorraumen und Horgewohnhei-ten (vermutlich stehen bis heute keine zweiLautsprecherboxen irgendwo in gleichen

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Räumen auf gleichen Positionen), anderer-seits können die erzielbaren Ergebnissetrotzdem mehr als befriedigend sein DiesesHandbuch soll, ebenso wie die vorherigen,die Funktion und die Eigenarten dieserelektroakustischen Wandler erläutern, unddamit dem interessierten Leser die Annähe-rung an die Perfektion erleichtern So istzum Beispiel der klangliche Unterschiedzwischen dynamischen Schwingspulenlaut-sprechern (Membran- oder Kalottensyste-men) und elektrostatischen Lautsprecherndurch Meßwerte nicht im geringsten zu be-schreiben Die Kenntnis der Funktion er-möglicht erheblich einfache Rückschlüsseauf die Vor- und Nachteile der unterschied-lichen Wandler Auch die Probleme derKombination von Lautsprecherbox undRaum werden in Begleitung werbenderoder bewertender Information recht seltenangesprochen, auch hier sind einige Kennt-nisse vorher nützlicher als einige Erfahrun-gen nachher Dieses Handbuch soll nichtalle Probleme rund um den Lautsprecherlosen, es soll zum Fragen und Nachdenkenanregen, um Enttäuschungen zu vermeidenDie Physik des Lautsprechers ist nicht sokompliziert, wie hier und da behauptet wird,und sie ist ein nützliches Hilfsmittel, weil siesich eben von keinem überlisten laßt

Römer Audio Equipment GmbHAdalbertsteinweg 253

5100 Aachen

Vorwort 3Allgemeines zur Lautsprecher-technikSchachmatt 4Grund-Sätze 7Wieviel Watt ist ein Watt 7Tuned Pipe, ist 1 = 8 ? 8Der Hornlautsprecher 9Der Lautsprecher im Raum oderKlangmanipulationen7 10Bass-oder was7 12Meßgerät Ohr 13Flotenklange 14Begriffe der Lautsprechertechnikund deren Notation 15

BerechnungsgrundlagenGehäusematerial 16Geschlossene Box 17Baßreflexprinzip .. 18Transmission Line 23Mischformen 27Dämmstoffe 25Hornlautsprecher 26Elektrostatische Lautsprecher 33Echte Bandchen 35Gegenkopplung 36Frequenzweiche 38Pegelabsenkung 40Weichenbauteile 40Synthese 42Superhochtoner sinnvoll oder hilflos 43Aktives 44

Die speziellenLautsprecherproduktePodszus Gorlich 45Shackman Elektrostaten 47Harbeth 50Lowther - Korrekturen 53RadialmitteltonhornerDie ZD-Serie 54Focal Kalotte T 120 55Focal Lautsprecherboxen 55MB Supronylkalotte 58KEF-Bausatze 59Dynaudio 62Wharfedale 64Technische Daten der Chassis 65

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Allgemeines zur Lautsprechertechnik

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Schachmatt?

Ein Spiel mit 32 Figuren auf 64 Feldern mitsehr einfachen Spielregeln kann auch diebesten Rechnersysteme vor unlösbare Pro-bleme stellen, da durch die Kombinations-möglichkeiten die anfangs klaren Verhält-nisse sehr schnell etwas komplizierter wer-den.

Die Kombination aller Figuren eines Spie-les ergibt ein System, die Wirksamkeit die-ses Systems zeigt sich darin, ob und wie sehres dem gegnerischen System überlegen ist.

Bei der Entwicklung einer Lautsprecher-kombination sind die Verhältnisse ähnlich.Zu Beginn stehen die positiven (Spieler)und negativen (Gegenspieler) Eigenschaf-ten aller Bauteile fest, wobei jedes Bauteilpositive, also erwünschte, und negative,also unerwünschte, Eigenschaften hat. Eineleichte Membran bei einem Baßlautspre-cher hat ein besseres Impulsverhalten (er-wünschte) als eine schwere, erfordert aberaus physikalischen Gründen eine sehr vielgrößeres Gehäuse (unerwünscht), um dengleichen Tiefbaß zu erzielen. Bauteile derFrequenzweiche erzeugen Phasenverschie-bungen; ein Tief-, Mittel- oder Hochton-lautsprecher, der bis zu seiner Resonanz-frequenz herab linear Schalldruck abgibt,ist aus genau diesem Grund nicht phasenli-near, die Beispiele lassen sich beliebig fort-setzen.

Beim Schachspiel ist es möglich, daß einSpieler bis auf den König alle, der anderekeine Figuren verliert, ebenso ist es mög-lich, alle Figuren bis auf eine vom Brett zuspielen oder dazwischen zu einer, für beideSeiten ausweglosen, Pattsituation zu gelan-gen. Entscheidend hierfür ist die Kenntnisund deren Auswirkungen, die die eigeneKombination bestimmen.

Ebenso müssen bei einer Lautsprecher-kombination die nachteiligen Eigenschaf-ten (Kombination und Drohung des Geg-ners) aller Bauteile berücksichtigt werden,da andernfalls die Wirkung der Nachteilesehr viel größer sein kann als die der ange-strebten Vorteile!

Die besten Bauteile allein bieten dahernicht die geringste Garantie dafür, daß dieKombination ebenfalls hervorragend wird.

Sie sind allerdings eine unerläßliche Vor-aussetzung für eine hervorragende Kombi-nation, da sich die nachteiligen Eigenschaf-ten in zwei Gruppen aufteilen lassen.

1. Die Nachteile der ersten Gruppe sindvon den verwendeten Bauteilen direktabhängig: Impulsverhalten (Transient Res-ponse) der Lautsprecher, Ohmsche Wider-stände der Frequenzweichenteile (Leistungs-verluste und Veränderung des Ausschwing-verhaltens der angeschlossenen Lautspre-cher) Stabilität und Resonanzfreiheit desGehäuses (Verfärbungen) usw.

2. Die Nachteile der zweiten Gruppe sindeine Folge physikalischer Gegebenheitenund gelten für alle Bauteile unabhängig vonden vor- oder nachteiligen Eigenschaftender ersten Gruppe. Hierzu gehört, in ersterLinie, das Amplituden-Phasenverhalten derLautsprecher und der Frequenzweichen.Zwei Signale gleicher Amplitude und ent-gegengesetzter Phasenlage löschen sich aus,bei gleicher Phasenlage verstärken sie sich.

Abhängig von der Anordnung der Laut-sprecher und dem Abstand der Übergangs-frequenzen zu den Resonanzfrequenzen derLautsprecher werden Phasendehnungen (-Ver-schiebungen) erzeugt, die Größenanord-nungen sind errechenbar und nicht zu ver-nachlässigen. Aus diesem Grund sollten dieSchwingspulen aller Lautsprecher in einerEbene senkrecht übereinander in Ohrhöheliegen und Mittel- und Hochtonlautspre-cher mindestens eine Oktave oberhalb ihrerResonanzfrequenz eingesetzt werden. Jelinearer der Schalldruckverlauf zur Reson-anzfrequenz hin ist, um so steiler werdendie Phasendehnungen in diesem Bereich,durch den linearen Frequenzgang werdenvom Lautsprecher Signale mit falscher Pha-senlage aber voller Amplitude ausgestrahlt!

Diese Phasenfehler sind eine Ursache dafür,daß eine Frequenzweiche mit angeschlosse-nen Lautsprechern einige, von den Berech-nungen völlig abweichende Ergebnisse zei-gen kann. Bei der Weichenberechnung wirddavon ausgegangen, daß die Signale soabgestrahlt werden, wie sie die Weiche ver-lassen, nur so können sich Phasenlage undAmplitude im Übergangsbereich richtigaddieren, jede zusätzliche Phasendrehungführt zwangsweise zu Amplitudenänderun-gen und damit zu Fehlern im Schalldruck-verlauf!

Je geringer der Abstand der Übergangsfre-quenz von der Resonanzfrequenz ist, um sogrößer werden diese Fehler. Ebenso sinddiese Fehler natürlich von der Flanken-steilheit (Sperrwirkung) der Weiche abhän-gig, da ein falsches Signal umso wenigerSchaden anrichten kann, je stärker es abge-schwächt wird.

Aus diesem Grund sind 6 dB Weichen, dierechnerisch als einzige hervoragende Pha-sen- und Amplitudenübertragung ermögli-chen, in der Praxis sehr selten erfolgver-sprechend.

Dieser Punkt kann besonders beim Einsatzvon Lautsprechern mit 6 dB Bandpässenzur Weichenoptimierung (Filier Driver Sy-stem, s. Kap. Weichen) nicht vernachlässigtwerden, nur hervoragende Breitbandsyste-me sind dieser Aufgabe gewachsen. DieÜbergangsfrequenz sollte mindestens dreiOktaven über der Resonanzfrequenz liegen,der Schalldruckverlauf über drei Oktavenoberhalb Übergangsfrequenz linear sein.

Ein weiterer Nachteil aller dynamischenMembranlautsprecher ist die Frequenzab-hängigkeit der Impedanz. Ein 8 Ohm Laut-sprecher hat bei seiner Resonanzfrequenzsowie im Hochtonbereich eine sehr vielhöhere Impedanz. Da aber die Impedanzdie Grundlage der Weichenberechnung istergeben sich hier ebenfalls Fehler, die nurvermieden werden können, wenn dieseEigenschaften der Lautsprecher in die Wei-chenberechnung aufgenommen wird. Auchhier sind 6 dB Weichen eine riskanteLösung, ein Kalottenhochtöner mit einemsehr starken Antrieb wird zum Beispiel alsFolge der Impedanzüberhöhung bei seinerResonanzfrequenz (Beispiel 1700 Hz) beidieser Frequenz mit ca. halber Lautstärkearbeiten, obwohl er an eine 6 dB Weichemit einer Übergangsfrequenz von 7000 Hzangeschlossen ist!

Widerstand der Weiche bei 1700 Hz 32 Ohm,Impedanz des Lautsprechers bei Resonanz-frequenz ca. 30 Ohm, Ergebnis: Abschwä-chung 3 dB, Phasendehnung bei Resonanz-frequenz 90 Grad + (voreilend), das klang-liche Ergebnis läßt sich ahnen.

Ähnliche Probleme erzeugt der Impedan-zanstieg zu den hohen Frequenzen, da ein 6dB Weiche hier das Signal ebenfalls nichtgenug abschwächen kann, in beiden Fällenwäre ein Impedanzequalizing nötig, aller-dings nicht ohne Einfluß auf den Schall-druckverlauf möglich.

So kann sehr leicht aus hervoragendenLautsprechern und einer theoretisch ebensoguten Frequenzweiche ein schlechter Klangresultieren, der durch das Gehäuse nichtbesser, höchstens schlechter werden kann.

Bei genauer Kenntnis der Nachteile kanndiesem entgegengewirkt werden, bei genau-ester Berechnung ließen sie sich mit Sicher-heit vermeiden ohne auch nur eine positiveEigenschaft der verwendeten Bauteile zuverlieren, nur ist ähnlich wie beim Schach-spiel die genaueste Berechnung nicht ganzeinfach, eher schwierig. Die ideale Laut-sprecherkombination gibt es nicht, aber esgibt sehr viele sehr gute Kombinationen.Keine davon ist ein Zufallsergebnis!!!!Gut klingende Zufallsergebnisse gibt esauch, nur die meisten könnten noch bessersein.

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R A E Rohrenendstuje mit Ausgangsubertraqer

R A E Rohrenendstuje ohne Ausgangsubertrager und Ausgangskondensator Optimaler Be-

trieb an 16 Ohm Boxen.

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Grund - Sätze

Je kleiner ein Lautsprecher ist, um so gerin-ger ist sein Wirkungsgrad im Baßbereich

Das gilt für alle „Mass controlled Systems"wie geschlossene, Baßreflex und Transmis-sionsline Gehäuse

Auch ein kleiner Lautsprecher kann sehrtiefe Frequenzen abstrahlen, bedingt durchden schlechten Wirkungsgrad allerdingsnicht sehr laut Ist der Lautsprecher sehrklein und die untere Grenzfrequenz sehrniedrig gewählt, so hegt selbst der mit vollerVerstarkerleistung zu erzielende Schall-druck bei dieser Frequenz unter der Hör-schwelle' (ca 70 dB für 20 Hz) EinKonstruktionsfehler1" Selbst wenn dieserExtremfall in der Praxis nicht anzutreffensein wird, gibt es Beispiele für mißlungeneKompromisse genug Nur unter Einbezie-hung der frequenzabhangigen Horschwel-lenkurve (Fletcher-Munson Kurve, oderDIN 45630) ist die Suche nach dem optima-len Kompromiß zwischen Belastbarkeit,Referenzwirkungsgrad (des Lautsprecher-systems im Mitteltonbereich) Gehausegro-ße und unterer Grenzfrequenz erfolgver-sprechend

Das Baßrefelexprinzip kann die Belastbar-keit eines Lautsprechers erheblich steigern

Bei willkürlicher Wahl der Gehausegroßeoder falscher Abstimmung des Reflextun-nels geht dieser Effekt verloren, gleichzeitigwird das Ausschwingverhalten hörbarschlechter (Uberschwinger oder transientnnging) als das des gleichen Lautsprecher-systems im geschlossenen Gehäuse Es gibtfür jedes Baßlautsprechersystem nur eineoptimale Reflexgehausegroße, diese solltevorher bekannt sein Die Berechnung istallerdings nicht ganz einfach, jedoch uner-läßlich um den Klang hochwertiger Syste-me nicht zu ruinieren (s Kap Baßreflex-prinzip)

Auch mit einer geschlossenen Lautspre-cherbox kann man das teuerste Lautspre-chersystem ruinieren Wenn das Gehäusezu klein wird1 Die Luftfedersteife des imGehäuse eingeschlossenen Luftvolumensaddiert sich zur Federsteife der Membran-aufhangung, dadurch wird die Resonanz-frequenz des Lautsprechersystems aufge-hoben Mit höherer Grenzfrequenz (unter-halb der Resonanzfrequenz wird kaumnoch Schall abgestrahlt) steigt auch derWirkungsgrad des Systems bei dieser Grenz-frequenz an, wird das Gehäuse zu klein,steigt der Wirkungsgrad bei tiefen Fre-quenzen über den Referenzwirkungsgrad mitdem die mittleren Frequenzen abgestrahltwerden Die tiefen Tone im Bereich derResonanzfrequenz werden zu laut wieder-gegeben, gleichzeitig verschlechtert sich dasAusschwingverhalten deutlich hörbar1 Zwi-schen dem Ausschwingverhalten eines Laut-sprechers und dem Schalldruck den dieserbei seiner Resonanzfrequenz erzeugt, bestehtein direkter Zusammenhang Ein Lautspre-cher mit optimiertem Ausschwingverhalten(Kritisch bedampft) wird bei seiner Reson-anzfrequenz um 6 dB weniger Schalldruckerzeugen als im Mitteltonbereich, ein Laut-sprecher, der ohne Schalldruckverlust biszu seiner Resonanzfrequenz herab arbeitet,

ist unterbedampft, die Membran schwingtbeim Ausschwingvorgang über ihre Ruhe-lage hinaus ehe die Bewegung abklingt DieErklärung hierfür ist einfach Die Mem-branbewegung wird vom Lautsprecheran-trieb (Schwingspule und Magnetfeld) kon-trolliert, bei hinreichend niedriger Reso-nanzfrequenz schwingt die Membran lang-sam aus, die bei Beschleunigungen undVerzogerungen auftretende Massenträgheitbleibt gering, der Antrieb kann die Bewe-gung kontrollieren Mit wachsender Reson-anzfrequenz wird die Massenträgheit gro-ßer, der Antrieb kann den Ausschwingvor-gang immer schlechter abbiemsen, einUberschwingen ist die Folge Erhöht mandie Resonanzfrequenz durch ein zu kleinesGehäuse noch weiter, wird das Uber-schwingen so stark, daß der Lautsprecherauf neue Signale nicht sauber reagierenkann, da er noch mit sich selbst beschäftigtist

Diese Zusammenhange haben physikali-sche Grundlagen und gelten daher für alleoben angesprochenen Lautsprechertypen

Wieviel Watt ist ein Watt?

Ein guter Horn- oder Trichterlautsprecherist dem herkömmlichen Membranlautspre-cher gegenüber in Wirkungsgrad, Verzer-rungsarmut und Dynamikverhalten überle-gen Diese Überlegenheit ist erklärbar,dabei zeigen sich gleichzeitig die Grenzender besten herkömmlichen Membranlaut-sprecher

Jeder Lautsprecher wandelt elektrische Ener-gie in akustische Energie um, das Verhält-nis der zugefuhrten elektrischen Energie inProzent ist der Wirkungsgrad, mit dem derWandler arbeitet

Die abgestrahlte Energie breitet sich imfreien Raum kugelförmig um den Lautspre-cher (Schallquelle) aus In einem MeterAbstand vom Lautsprecher verteilt sich dieEnergie auf die Oberflache der Kugel mitdem Radius r = !, das sind ca 12,566 m2,und erzeugt dort eine SchallintensitätJ (W/m2) Schallintensität ist das Produktaus Schalldruck p(N/m2) und Schallschnel-le v(m/s) Über die Schallkennimpendanz(früher Schallwellenwiderstand) der LuftZ0(Ns/m3) ergibt sich für jede Schallintensi-tät ein bestimmter Schalldruck, der vommenschlichen Ohr wahrgenommen werdenkann

Der Wirkungsgrad eines Membanlautspre-chers hegt zwischen ca 0,1 und 5%, höhereWerte erweisen sich in der Praxis als pro-blematisch, da zwischen dem Wirkungs-grad eines Memranlautsprechers und derGroße des Lautsprechergehauses ein direk-ter Zusammenhang besteht Um tiefe Tonezu erzeugen muß der Lautsprecher in einGehäuse eingebaut sein, die Große diesesGehäuses bestimmt maßgeblich mit wel-chem Wirkungsgrad diese tiefen Toneabgestrahlt werden. Um zum Beispiel,einen Ton der Frequenz 20Hz mit einemWirkungsgrad von 5% abzustrahlen, mußdas Lautsprechergehause ein Volumen von

mindestens 1600 1 haben, für einen Wir-kungsgrad von 0,5% genügen schon 160 1Jede Erhöhung des Wirkungsgrades gehtdamit bei einer vorgegebenen Gehausegro-ße zu Lasten der Baßleistungsfahigkeit1

Das gilt grundsätzlich für jeden Membran-lautsprecher in allen geschlossenen undBaßreflexgehausen, denn es ist eine Folgephysikalischer Gesetzmäßigkeiten

(Small, R.H,Vented box loudspeakers Systems Part 1+2Journal Audio Engineering Society, June,July 1973)

Daraus ergibt sich für ein Lautsprecherge-hause mit einem Volumen von 100 1, einernoch üblichen Große, bei einem Wirkungs-grad von 5% eine untere Grenzfrequenz,bei der der Schalldruck auf die Hälfte abge-fallen ist, von 50 Hz

Ein weiteres Problem entsteht durch den,gemessen an der Wellenlange tiefer Tone,sehr geringen MembrandurchmesserEin Ton der Frequenz 100 Hz hat bereitseine Wellenlange von 3,4 m Die Schall-energie, die eine Lautsprechermembraneerzeugen kann, ist abhangig vom „Strah-lungswiderstand" der Membran Strahlungs-widerstand ist ein Teil der „Strahlungsim-pedanz", des Widerstandes den die Luftdem Strahler (Membran) entgegensetztDiese Strahlungsimpedanz ist das Produktaus Schallkennimpedanz ( s o ) und Flachedes Strahlers Je großer die Flache desStrahlers ist, umso großer ist also auch derStrahlungswiderstand Wird die Membranklein gegen die Wellenlange der abzustrah-lenden Frequenz, so nimmt der Stahlungs-widerstand sehr stark ab, er wird quadra-tisch zur Frequenz geringer

Um weiterhin den gleichen Schalldruck zuerzeugen, muß die Auslenkung der Laut-sprechermembran quadratisch zunehmen '

Um eine zugefuhrte Energie von 200 W beieinem Wirkungsgrad von 5% umzuwan-deln, muß eine Membran von 40 cmDurchmesser eine Auslenkung von 4,8 cmbei 50 Hz und eine Auslenkung von 25 cmbei 20 Hz machen

Selbst wenn durch die Anwendung desBaßreflexpnnzipes diese Auslenkung imBereich der Resonanzfrequenz deutlich ver-mindert werden kann, erreichen auch diebesten Lautsprecher hier die Grenze ihrermechanischen und elektrischen Belastbar-keit

Lautere Tone werden nicht entsprechendlauter wiedergegeben, die Dynamik wirdkomprimiert, die Verzerrungswerte liegenbereits vorher über 10%

Eine Energie von 10 akustischen Watt(200 W elektr bei 5% Wirkungsgrad) ergibteinen Schalldruck von 120 dB in einer Ent-fernung von einem Meter, ein recht hoherWert, im ungunstigsten Fall waren es invier Meter Entfernung jedoch nur noch 108dB (Kugel mit r = 4), wobei argerhcherwei-se die vom Lautsprecher erzeugten Verzer-rungen mit größerer Entfernung nichtgeringer werden.

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Tuned Pipe Ist 1 = 8?

Bei der Aufstellung eines Lautsprechers ineinem reflexionsfreien Raum verteilt sichdie vom Lautsprecher abgestrahlte Schall-energie auf die Oberfläche einer Kugel inderen Zentrum der Lautsprecher steht. Damit steigender Frequenz die Schallwellen-längen kleiner werden, wird die Frontwanddes Lautsprechergehäuses bei hohen Fre-quenzen groß gegen die Wellenlängen, siewird zur „unendlichen Schallwand", derLautsprecher strahlt nur noch über die Flä-che einer Halbkugel ab.

Steht ein Lautsprecher in der Ecke einesRaumes, so verringert sich die zur Schallab-strahlung nutzbare Oberfläche auf 1/8 derKugeloberfläche. Da aber Schallenergie =Schallintensität (Schallstärke) x beschallterFläche ist, muß die Schallintensität auf das8-fache steigen. Zu hohen Frequenzen hinverliert sich dieser Effekt, verglichen mitder halben Kugeloberfläche, erhöht sich dieSchallintensität nur auf den 4-fachen Wert.Zu höheren Frequenzen beginnt die Laut-sprechermembran den Schall gerichtet ab-zustrahlen, der Effekt verliert sich völlig.

Damit wird ein, in einem reflexionsfreienRaum linear arbeitender Lautsprecher, beiAufstellung in einer Raumecke den 8-fachen Baß erzeugen, was einer Erhöhungder zugeführten Leistung um 9 dB ent-spricht.

Diese Baßanhebung läßt sich vermeiden,wenn der Lautsprecher zu den tiefen Fre-quenzen hin, bei gleicher zugeführter Lei-stung, weniger Schallenergie abgibt, alsomit geringerem Wirkungsgrad arbeitet. Daaber der Wirkungsgrad eines Lautsprechersin dem Bereich tiefer Frequenzen propor-tional zum Gehäusevolumen ist, entsprichteine Verringerung des Wirkungsgrades auf1:8 auch einer Verringerung des nötigenGehäusevolumens auf 1/8.

Bei korrekter Abstimmung erreicht ein sol-cher Lautsprecher die Leistungsfähigkeiteines Lautsprechers 8-facher Größe!

Oder mehr?

Bei der Tuned Pipe ist der Lautsprecherüber eine akustische Leitung an die Luft„angekoppelt" um die Membranauslenkungim Bereich der tiefen Frequenzen zu verrin-gern.

Diese akustische Leitung arbeitet folgen-dermaßen:Ein unendlich langes Rohr (akustische Lei-tung) wäre als ein unendlich langes zylin-drisches Hörn ein idealer Belastungswider-stand für die Lautsprechermembran. Leiderkann man ein Rohr nicht unendlich langmachen.

Bei einem Rohr endlicher Länge tretenResonanzerscheinungen (Rohrresonanz) auf-grund des plötzlichen Überganges an dieLuft auf, wobei bestimmte Töne schwächer,andere stärker abgestrahlt werden. DieStrahlungsimpedanz, also der Widerstand,der der Lautsprechermembran entgegenge-setzt wird, schwankt sehr stark in Abhän-gigkeit von der Frequenz, in den Bereichenniedriger Impedanz wird die Membranaus-lenkung sehr groß.

Bei der Tuned Pipe wird der Druck in derakustischen Leitung langsam und gleich-mäßig abgebaut. Am Anfang der exponen-tiellen Öffnung wird der Druck in der Lei-tung bereits durch die kleine Öffnung umeinen bestimmten Betrag vermindert, umden jetzt geringeren Druck um den gleichenBetrag zu verringern muß die Öffnung grö-ßer werden, wieder verringert sich derDruck usw. Das Ergebnis ist eine exponent-ielle Öffnung durch die der ganze Druckgleichmäßig abgebaut wird, das garantierteine geringe Membranbewegung auch beihohem Schalldruck und ermöglicht so ver-zerrungsfrei Baßwiedergabe auch bei sehrhohen Schalldruckpegeln.

Das gleiche Prinzip ist auch bei Mitteltö-nern (Midrange Pipe) und Hochtönern(Sound Laser) anwendbar, wobei die ver-ringerte Membranauslenkung grundsätzlichdie Verzerrung vermindert.

Flg. 5. (right). Scc-tional drawings ofthe simplified cornerenclosure. Fig. 6(below). Details forcutting piywoodpiecej for the cab-inet. 1 5 x 1 5 in.Speaker mounring

panel.

Fig. 3. Appearance of cobiner öfter foldingfrom the original "pipe" of Fig. 2.

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Der Hornlautsprecher

Um den Strahlungswiderstand einer Mem-bran zu erhohen, kann ein Hörn vor derMembran angebracht werden. Je größer dieFlache der Hornoffnung ist, umso großerist auch der Strahlungswiderstand dieserFläche Bei einem Hörn mit einerunteren Grenzfrequenz von 50 Hz ist dieStrahlungsimpedanz z. B. 50-fach größerals die einer Membran mit 40 cm Durch-messer. Diese hohe Strahlungsimpedanzbelastet über das Hörn die Lautsprecher-membran. Der Lautsprecher kann Schallnur aus der Hornoffnung abstrahlen, derenStrahlungsimpedanz sehr groß ist. Im Hörnverringert sich die Querschnittsfläche zumLautsprecher hin, die StrahlungsimpedanzZs also Zoxm2 hat einen bestimmten Wert,wird die Flache kleiner muß Zo größer wer-den. Über die Beziehung Schalldruck /Schallschnelle = Schallkennimpedanz er-gibt sich, daß mit wachsender Schallkenn-impedanz im Hörn der Schalldruck großerund die Schallschnelle kleiner werden muß.Damit liegen die Verhältnisse für eine Laut-sprechermembran am Hornhals wesentlichgünstiger.

Die Membran eines Lautsprechers hat einebestimmte Masse, die bei einem Baßlaut-sprecher über 100 g betragen kann. Masseist in der Physik die Eigenschaft jeder Ma-terie, trage zu sein. Trägheit ist der Wider-stand den jeder Körper einer Änderung sei-ner Geschwindigkeit entgegensetzt. DieÄnderung der Geschwindigkeit ist die Be-schleunigung oder Verzögerung. Da eineMembran, um Schall abzustrahlen, schwingt,also beschleunigt, verzögert und wieder neubeschleunigt, wobei die zur Verfügung ste-hende Zeit durch die Frequenz (Schwin-gung / Sekunde) feststeht, wächst mit derAuslenkung auch der Widerstand, den dieMembran dieser Auslenkung entgegensetzt.Die Membran hat eine hohe mechanischeImpedanz.

Das Hörn kann die geringe Schallkennim-pedanz der Luft auf einen Wert vergrößern,der der hohen mechanischen Impedanz derLautsprechermembran entspricht, es ist ein„Impedanztransformator"!! Damit ist eineideale Anpassung des Lautsprechers an dieLuft möglich, weil die Membran hohenDruck bei geringer Auslenkung (Schnelle)erzeugen muß. Durch die verringerte Aus-lenkung nimmt die Massenträgheit derMembran ab, die Energie, die bisher nötigwar, um diese Trägheit zu überwinden,kann in Schallenergie umgewandelt wer-den. Als Folge dessen kann der Wirkungs-grad eines Hornlautsprechers bei tiefenFrequenzen über 90% betragen!

Zu höheren Frequenzen muß der Wir-kungsgrad eines solchen Lautsprechers al-lerdings geringer werden, da die Beschleu-nigung einer Membran und damit dieMassenträgheit frequenzabhängig ist (glei-che Auslenkung bei kürzerer Zeitdauer =höhere Beschleunigung). Die Massenträg-heit der Membran wächst mit der Fre-quenz, auf diese Erscheinung hat das Hörnkeinen Einfluß.

Schon aus diesem Grund ist die Entwick-lung eines Hornlautsprechers, der übereinen weiteren Frequenzbereich mit demgleichen hohen Wirkungsgrad arbeiten soll,nicht ganz einfach.

Durch die Zusammenhänge zwischen Län-ge, Widerstand und Masse des Schwingspu-lendrahtes, der Starke des Magnetfeldes,der Membranmasse sowie der Federsteifeder Membranaufhangung, der mechani-schen Verluste und einiger unangenehmerEigenschaften der Luft im Hörn, wird diegenaue Berechnung sogar außerordentlichkompliziert. Dafür leistet ein guter Horn-lautsprecher allerdings auch bei einemWirkungsgrad von 50% das zehnfache einesnormalen Lautsprechers, er ersetzt 10 Laut-sprecher samt der dazugehörigen Endver-stärker.

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Durch die reduzierte Membranbewegungbleiben die Verzerrungen dabei sehr geringund eine Dynamikkompression tritt nichtauf. Erst bei sehr hohen Schalldruckpegelnbeginnt das Hörn selbst Verzerrungen zuerzeugen. Die Verzerrungswerte sind ab-hangig von der Art des Hornes (Exponenti-al- Tractrix- hyperbolisches Hörn) und derKonstruktion, und liegen bei 10 akusti-schen Watt zwischen 0,1 und 2%.

Der Hornlautsprecher bietet also auchheute noch Vorteile gegenüber dem her-kömmlichen Lautsprechersystem, und eswird auch in Zukunft so bleiben, denn egalwie gut die Lautsprecherchassis noch wer-den mögen, an einem Hörn sind sie nochbesser.

Western Electric WE 66 A, eine verkleinerte Version des legendären BasshornsWE15A

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Der Lautsprecher im Raum — oderKlangmanipulation

Wie bereits in der letzten Ausgabe diesesHandbuches beschrieben wurde, hat dieAufstellung der Lautsprecherboxen im Ab-hörraum großen Einfluß auf die Wiederga-be tiefer Frequenzen. Dieser Umstand hatoft für Enttäuschung gesorgt, da die Boxnatürlich später in einem anderen Raumsteht als bei der Vorführung durch einenHändler. Verglichen mit einer Box derenWiedergabekurve im schalltoten Meßraumvöllig linear ist, können bei der Aufstellungin einem Raum Anhebungen bis + 9 dB undAbsenkungen bis -11 dB auftreten. DieseAnhebungen und Absenkungen könnenden Klangcharakter einer Box grundlegendverändern, da bei falscher Aufstellunggrundsätzlich beide zunehmen. Im Extrem-fall werden dabei die Grundtöne tieffre-quenter Instrumente fast doppelt so laut,und manche klangbildenden Oberwellendagegen nur mit halber Lautstärke emp-funden. (6 dB entsprechen dem doppeltenSchalldruck, 10 dB entspechen einer sub-jektiv empfundenen Lautstärkeverdoppe-lung.) Eine solche Klangveränderung kannselbst die beste Box ungenießbar werdenlassen. Die physikalische Ursache diesesPhänomens sind virtuelle (scheinbare)Schallquellen, die durch Reflektion des ab-gestrahlten Schallfeldes an Raumwändenentstehen. Diese virtuellen Schallquellenhaben den gleichen Einfluß wie echteSchallquellen, z. B. andere Boxen, die eben-falls in Betrieb sind, es kommt zu mehroder weniger ausgeprägten Überlagerungs-erscheinungen (Interferrenzeffekte), da dieSchallquellen räumlich voneinander ge-trennt sind. Die Folge dieser Überlagerungsind frequenzabhängige Verstärkungen oderAbschwächungen.

Die größten Abweichungen ergeben sich,wenn alle Abstände der Schallquelle Mem-bran zu den Wänden und dem Boden gleichsind. Bild 1 zeigt den Einfluß der Aufstel-lung auf einen durchschnittlichen Laut-sprecher nach dem Prinzip der geschlosse-nen Box mit einer Resonanzfrequenz von40 Hz und einem Gütefaktor von Qtc= 0,7bei einem Abstand von 70 cm zu Boden undSeiten- bzw. Rückwand. Solche und ähnlichfatale Fehlaufstellungen kommen leider ausPlatzgründen recht häufig vor und trübendie Freude am Hören erheblich. Jeder Ver-such mit einem Equalizer zu linearisierenscheitert spätestens an den Absenkungen,da mehr zugeführte Leistung leider auch dieLeistungsfähigkeit der abschwächenden Re-flektionen entsprechend steigert. Darüber-hinaus bringt ein Equalizer wieder neueelektronische Probleme ins Spiel. Es ist da-her nicht verwunderlich, wenn einige HifiPerfektionisten mit ihrer Lautsprecherboxeinige Kilometer im eigenen Wohnzimmerzurücklegen, um den optimalen Aufstel-lungsort zu finden. Wie sich später zeigenwird, kommt es dabei je nach Box manch-mal auf den Zentimeter an. Dieser Um-stand erschwert das Auffinden der optima-len Position recht gründlich.

Um etwas Klarheit in diese Problematik zubekommen, hilft eine mathematische Analy-se der Raumeinflüsse, die Ergebnisse sind inder Tabelle zusammengefaßt. Das Ziel wardabei, für bestimmte Lautsprecher mit ver-schiedensten Daten jeweils die optimale Po-sition für lineare Baßwiedergabe zu finden.Die Ergebnisse sind überraschend und er-klären einige, bereits aus Hörtests bekannte,Erfahrungen mit der Aufstellung von Laut-sprechern, zum Beispiel warum unterschied-liche Boxen im gleichen Raum verschiedeneoptimale Aufstellungsorte haben.

Der Schalldruckfrequenzgang einer Laut-sprecherbox wird im Bereich tiefer Fre-quenzen durch die Werte von Resonanzfre-quenz fc und Gesamtgüte Qtc beschrieben.Hinsichtlich der Kombination dieser Wertegibt es große Unterschiede bei verschiede-nen Lautsprecherboxen. Die Tabelle gibtfür einen breiten Kombinationsbereich je-weils drei Längen 1,, 12 und 1, an, die denjeweils optimalen Aufstellungsort der Tief-tonmembran festlegen. Welche der Längendabei für den Abstand zum Boden oder denWänden gewählt wird, ist unwesentlich, esmüssen immer nur alle drei Abstände reali-siert werden.

Diese, ohne Rücksicht auf Realisierbarkeit,im Wohnzimmer ausgeführte Berechnungzeigt sofort die Schwierigkeit bei der Auf-stellung von Lautsprecherboxen mit tieferResonanzfrequenz. Eine Box mit den Datenfc = 20 Hz und Qtc = 0,5 wäre erst in einemRaum von ca. 6,50x9 m Seitenlänge opti-mal zu integrieren. Innenarchitekten dürf-ten allerdings noch andere Argumente insSpiel bringen.

Bei höheren Resonanzfrequenzen werdendie Verhältnisse günstiger, der Einfluß desGütefaktors bleibt dabei offensichtlich im-mer gleich. Je geringer Q tc ist, um so näherdarf die Box an den Wänden aufgestelltwerden, um optimale Baßwiedergabe zu rea-lisieren. Hier zeigt sich, was auch frühereHörtests bewiesen haben: Boxen mit frühund weich abfallendem Schalldruckfrequenz-gang im schalltoten Meßraum sind im prak-tischen Betrieb aufstellungsfreundlicher undklingen bei willkürlicher Aufstellung meistbesser, als solche, die bereits im schalltotenMeßraum einen linearen Frequenzverlaufzeigen. Ein solcher Frequenzgang, Merk-mal eines niedrigen Gütefaktors (Qtc klei-ner 0,7), bringt weiterhin Vorteile im dyna-mischen Verhalten, da ein Überschwingender Lautsprechermembran vermieden wird.(Vgl. dazu das Kapitel: Geschlossene Bo-xen.)

Die Tabelle zeigt daneben eine andere Mög-lichkeit, die schon einigen Ärger bereitethat. Es gibt eine größere Zahl Lautspre-cherboxen bei denen der Magnet des Baß-chassis zum Opfer kaufmännischer Kalku-lation wurde. Diese Abwesenheit von Mag-netmaterial äußert sich meßtechnisch in Qtc

Werten von 1,2 bis 2,0. Der Qtc Faktor ei-ner Box gibt den Schalldruck bei Resonanz-frequenz relativ zum Schalldruck bei höhe-ren Frequenzen an. Qtc = 2,0 bedeutet also

6 dB mehr Schalldruck bei der Resonanz-frequenz als in anderen Frequenzbereichen,schlicht gesagt: doppelten Schalldruck. Ei-ne solche Box produziert Pseudobässe undgleichzeitig ein hoffnungsloses Überschwin-gen beim Ausschwingvorgang, die Ursachefür den hohen Schalldruck bei der Reson-anzfrequenz. Durch geschickte Aufstellungim Abhörraum kann ein solcher Lautspre-cher im Schalldruckfrequenzgang lineari-siert werden, der Lautsprecher überzeugtselbst im direkten Vergleich mit einer sehrguten Box durch ausgeglichenen tiefen Baßbei kleinem Volumen. Die sorgsame Wahldes Musikprogramms, die dynamisch an-spruchsvolle Passagen wie Schlagzeug oderangerissene Baßsaiten vermeidet, läßt denHörer über das dynamische Unvermögenim Unklaren, die große Überraschungkommt später zuhause.Derartige Praktiken sind denkbar, mehrsollte damit nicht gesagt werden. GezielteFragen über die wesentlichen Daten einerLautsprecherbox können hier helfen; even-tuell schriftlich bestätigen lassen.

Der Bereich zwischen 60 und 80 Hz zeigtdagegen wie unproblematisch kleine Boxenmit höheren Resonanzfrequenzen in derAufstellung sind, ein Grund dafür, warumgerade diese Boxen oftmals sehr ausgewo-gen und natürlich klingen. Durch die Kopp-lung mit dem Raum ist der Frequenzbe-reich um 2/3 Oktaven nach unten erweitertund oberhalb dieser Frequenz innerhalb 2-3 dB linear. Natürlich ist der Maximalpegelmeist durch die kleinen Membrandurch-messer geringer als der großer, tiefabge-stimmter Boxen.

Angesichts der großen Zahl bekannter Bo-xen mit tiefer Resonanzfrequenz und Qtc

Werten um 1,0 ist das Ergebnis dieser Be-rechnungen erschreckend. Sollte man dieseBoxen nur in riesigen Räumen mit gutemErgebnis aufstellen können? So schlimm istes zum Glück nicht; solange nicht alle Ent-fernungen gleich oder sehr ähnlich sind,bleiben die Auswirkungen nicht so gravie-rend wie in obigem Beispiel. Das Gehör istweiterhin gegenüber Pegelschwankungenim Bereich tiefster Frequenzen nicht soempfindlich wie im oberen Frequenzbereich;wählt man möglichst unterschiedliche, nichtzu kleine Abstände, so ist die resultierendeNichtlinearität nicht so störend. Eine ge-wisse Baßanhebung wird in manchen Fäl-len sogar subjektiv angenehm empfunden.

Perfektionisten haben dagegen mit dieserTabelle ein Werkzeug, das langwierige Ver-suche verkürzen kann, vorausgesetzt dieParameter Fc und Qtc der Lautsprecherboxsind bekannt.

Da beim Lautsprecherselbstbau diese Wer-te über das Gehäuse in Grenzen variierbarsind, ergeben sich weiterhin Möglichkeiten,eine Box für einen bestimmten Aufstel-lungsort zu optimieren.

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Diese Optimierungsmoghchkeit ist beispiels-weise für Tonstudios sehr interessant, mit-tels geeigneter Lautsprecherchassis in klei-nen Gehäusen (Qtc = 0,5 und fc = 60 Hz) isteine weitgehend lineare Baßwiedergabe bisca 43 Hz möglich, ohne die üblichen Equah-zerprobleme in Kauf nehmen zu müssenDa sich solche Boxen zur Wandmontageeignen, 13 entspricht mit 30 cm der Entfer-nung von Membran zur Ruckseite der Box,ist die Unterbringung bei beengten Platz-verhaltnissen unproblematisch

Wie bereits erwähnt, wurden diese Berech-nungen für geschlossene Boxen vorgenom-men, diese bringen wie Hornlautsprecherdurch das gute Ausschwingverhalten bestedynamische Ergebnisse und kommen soden Ansprüchen des Perfektionisten amnächsten

Bei Baßreflex- und Transmissionshne-Bo-xen ist die Berechnung durch die räumlichgetrennten Schallquellen Membran undTunneloffnung komplizierter, die Ergebnis-se sind aber recht ähnlich

Die Frequenzkurven zeigen die Abhängigkeit der Baßwiedergabe einer Lautsprecherbox vonder Aufstellung

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fs QTC 1I (m) 12 (m) l3 (m)

20 Hz 1,41 4,010 4,780 2,901,000 2,520 5,410 3,4500,707 1,600 4,400 2,7000,500 1,660 2,880 0,890

30 Hz 1,410 2,680 3,190 1,9401,000 1,680 3,610 2,3000,707 1,060 2,820 1,8000,500 1,110 1,920 0,610

40 Hz 1,410 2,000 2,390 1,4601,000 1,260 2,710 1,7300,707 0,810 2,200 1,3500,500 0,830 1,440 0,450

50 Hz 1,410 1,610 1,920 1,1601,000 1,010 2,170 1,3800,707 0,640 1,770 1,0900,500 0,670 1,150 0,350

60 Hz 1,410 1,340 1,590 0,9701,000 0,840 1,800 1,1500,707 0,530 1,470 0,9000,500 0,560 0,960 0,290

70 Hz 1,410 1,140 1,360 0,8301,000 0,720 1,540 0,9800,707 0,460 1,260 0,7600,500 0,470 0,810 0,250

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Baß — oder was?

Die Widergabe tiefer Frequenzen in klei-nen Räumen ist ein vieldiskutiertes Pro-blem. Einerseits können sich Schallwellen,die groß gegen die Raumabmessungen sind,in einem solchen Raum aus physikalischenGründen nicht ausbreiten. Andererseitssind offensichtlich in manchen Fällen auchtiefste Frequenzen in sehr kleinen Räumenhörbar. Bei gleich niedriger Resonanzfre-quenz sind dabei Lautsprecher mit sehrgroßen Membranen anscheinend geeigne-ter, tiefste Frequenzen mit hörbarem Schall-druck zu erzeugen, als solche mit kleinenMembranen.

Zur Erklärung dieses Phänomens ist einkurzer Ausflug in die Raumakustik sehrnützlich. Wie eingangs erwähnt, hat jederRaum eine untere Grenzfrequenz, unter-halb der im Raum keine Schallwellen er-zeugt werden können. Woran liegt das? DieSchallenergie, die z. B. von einem Laut-sprecher abgegeben wird, kann in dem Me-dium Luft bekanntlich in Form kineti-scher Energie (Bewegung der Luftmolekü-le) oder als potentielle Energie (Kompres-sion der Luft) vorkommen. In einer Schall-welle pendelt die Energie zwischen beidenFormen hin und her und breitet sich alsSchallenergie im Raum aus.

Die Wand eines Raumes verhindert jedocheine Bewegung der Luftmoleküle, hier istnur eine Kompression möglich. Darausfolgt, daß die längste Schallwelle, die in ei-nem Raum erzeugt werden kann, alleinvom Abstand der Wände bestimmt wird.Eine halbe Schallwelle mit zwei Druckma-xima an den Wänden und einem Schnelle-maxima in der Raummitte kann dabei ineinem Raum noch untergebracht werden.Die Wellenlänge der tiefsten Frequenz ent-spricht also dem doppelten Abstand derWände. Über die Schallgeschwindigkeit istdie Frequenz errechenbar.

Ein größerer Raum mit den Abmessungen5x4x2,5 m hat dabei in der längsten Rich-tung eine Grenzfrequenz von 35 Hz. UmFrequenzen von weniger als 20 Hz alsSchallwellen unterzubringen, ist ein Ab-stand von mindestens 10 m nötig. In klei-nen Räumen liegt die Grenzfrequenz natür-lich höher, im Durchschnitt sind es mei-stens 40 Hz.

Diese Grenzfrequenz bedeutet allerdingsnicht, daß tiefere Töne in solchen Räumennicht hörbar gemacht werden können. DaSchallwellen zur Übertragung der Schall-energie ausfallen, müssen diese Töne überDruckwechsel hörbar gemacht werden, derRaum wird zur Druckkammer. Ändert mandas Volumen eines geschlossenen Raumes,so ändert sich auch der Druck im Raumproportional. Diese Volumenänderung wirdim Abhörraum durch die Auslenkung derMembranfläche erzielt. Die Wiedergabetiefster Frequenzen ist dabei frequenzunab-hängig nur eine Folge der Volumenände-rung. Bei konstanter Membranauslenkungkönnen im Raum auch tiefste Frequenzenreproduziert werden. Die Anforderungenan Membranfläche und Auslenkung sinddabei jedoch bereits bei einer idealen (luft-dichten) Druckkammer recht erheblich,

normale Räume weichen darüberhinausvon diesem Idealfall immer mehr oder we-niger stark ab.

Um in einer idealen Druckkammer von5x4x2,5 m Abmessung einen Schalldruckvon 100 dB zu erzeugen muß die Membraneines 38 cm Lautsprecherchassis je 1 cmHub in beiden Richtungen ausführen, bei120 dB wären es bereits 8 cm in beidenRichtungen. Diese 120 dB kommen beiFrequenzen unter 40 Hz in normalem Mu-sikprogramm zum Glück nicht vor, Wohn-zimmer mit idealen Druckkammereigen-schaften leider auch nicht. In den meistenFällen sind erheblich größere Auslenkun-gen nötig. Allein die Verkleinerung desRaumvolumens macht es der Membran et-was einfacher, daher klingen riesige Boxenin kleinsten Räumen ab und zu recht gut(Tür zu). Leider ist der Übergang zurDruckkammer bei allen Räumen unter-schiedlich, ebenso das Raumvolumen, bei-des Gründe für die unterschiedlichen Stand-punkte der Betroffenen. Weiterhin erfüllenkeine Lautsprecherchassis die Forderungnach konstanter Membranauslenkung. Jenach Qtc Faktor nimmt die Auslenkungoberhalb und unterhalb der Resonanzfre-quenz rapide ab (vgl. das Kapitel „Ge-schlossene Boxen"). Ein Equalizing erfor-dert bei geschlossenen Boxen höchste Ver-stärkerleistung und Belastbarkeit, da dieFedersteife der Luft im Gehäuse überwun-den werden muß, und ist zudem bei Baßre-flexboxen sinnlos, da der Reflextunnel un-terhalb der Resonanzfrequenz „offen" istund bei Membranbewegungen sofort einDruckausgleich zwischen Vor- und Rück-seite der Mambran stattfindet. Ausgenom-men sind natürlich Boxen mit einer Reso-nanzfrequenz unter 15 Hz, diese haben da-für andere Probleme mit der Aufstellung(vgl. das Kapitel: Der Lautsprecher imRaum).

Messen oder hören?

Das menschliche Gehör registriert bei mitt-leren und hohen Frequenzen den Einflußindirekter Schallanteile, die durch Refle-xion von Decke, Boden und Wänden einesRaumes zum Hörer gelangen, auf denDirektschall vollkommen anders als einSchallpegelmeßgerät. Ein solches Meßgerätkann nur einen „Momentanwert" liefern,den Schalldruck, der aus allen Schallwellen(der direkten und allen indirekten) zu einerZeit und an einem Ort (Meßmikrophon)resultiert. Der Schalldruck ist ein frequenz-abhängiger Wechsel von Unter- und Über-druck in der Luft (Schwingung). Da dieWegstrecken von direkten und indirektenSchallanteilen unterschiedlich groß sind,kommt es zur Überlagerung gleicher (Über-druck + Überdruck) und ungleicher (Über-druck + Unterdruck) Zustände, abhängigvom Verhältnis des Wegstreckenunterschie-des zur Wellenlänge der untersuchten Fre-quenz. Diese „Interferenzen" zeigt dasMeßgerät als Anhebung bestimmter undAbsenkung anderer Frequenzen an.

Ein Lautsprecher mit linearem Frequenz-gang im reflektionsfreien Raum wird ineinem Wohnraum immer eine mehr oderweniger „verbogene" Schalldruckmeßkurvezeigen, ohne dabei schlecht zu klingen.

Fast alle Versuche diesen Frequenzgangmit elektronischen Mitteln zu linearisieren,führen erfahrungsgemäß zu einer klangli-chen Verschlechterung.

Der Grund hierfür ist die Fähigkeit desGehörs zwischen gleichen aber zeitlich ver-schobenen Signalen zu unterscheiden. Dader reflektierte Schall eine größere Weg-strecke als der Direktschall zurücklegenmuß, ergibt sich über die konstante Schall-geschwindigkeit (ca. 343 m/s) eine zeitlicheVerzögerung.1 m : 343 m/s = 0,003 s = 3 m/s.

Der zuerst einfallende Schall wird vomGehör als Originalschall wahrgenommen,dieser und sehr gering verzögerte Schall(Beugung um den Kopf) wird zur Rich-tungsortung genutzt. Verzögerungen zwi-schen 1 m/s und 30 m/s werden als Reflek-tionen bewertet, die Wirkung der Signalemit wachsender Verzögerungszeit starkabgeschwächt. So muß z. B. ein um 10 m/sverzögertes Signal um 10 dB lauter als derDirektschall sein, um die Richtungsortungzu beeinflussen. (Davon profitiert auch einnamhafter amerikanischer Hersteller; dieseErkenntnisse sind allerdings schon älterund nicht wie behauptet von ihm. Haas H.,Über die Wirksamkeit eines Einfachechos,Acustica, 1961 S. 49.) Bei größeren Verzö-gerungszeiten als 30 m/s, werden zwei zeit-lich und auch räumlich getrennte Signalegehört.

Die Übergänge zwischen diesen Zeitberei-chen sind gleitend.

Alle mehr als ca. 2 m/s verzögerten Signaleerzeugen einen Raumeindruck, der von derSumme, Intensität und Verzögerungsdauerder Signale abhängt.

Anders als bei tiefen Frequenzen, wo auf-grund der großen Wellenlängen, Laufzeit-unterschiede nicht hörbar sind und dieSchalldruckabweichungen vom linearen Ver-lauf unangenehm hörbar werden, ist derdurch die höheren Frequenzen erzeugteRaumeindruck eine natürliche Begleiter-scheinung des Hörens. Eine Stimme, die imreflektionsfreien (schalltoten) Raum gehörtwird, klingt eigenartig, ebenso bei unnatür-lich hohem Reflektionsanteil (Badezimmer-effekt).

Jedes Linearisieren (Einmessen), das überein Linearisieren des Lautsprechers ohneRaumeinflüsse hinausgeht, verfälscht nichtnur den Direktklang, sondern auch denRaumeindruck mit dem Ergebnis hörbarerAnhebungen und Absenkungen trotz linea-rer Meßkurve, abgesehen von der Proble-matik des Linearisierens, da mit jederAnhebung auch die abschwächenden Re-flektionen stärker werden.

Im Sinne einer natürlichen Musikwiederga-be sollten sehr kurze (Störung der Stereo-Ortung) und sehr lange (Echo) Verzöge-rungszeiten durch geeignete Aufstellung imRaum und Bedämpfung durch Möbel undVorhänge vermieden werden. Probleme imtieffrequenten Bereich lassen sich durchrichtige Aufstellung ebenfalls recht einfachlösen, daher ist bei guten Lautsprechern derAufstellungsort, in Grenzen, vorgeschrie-ben.

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Intermodulationsverzerrungen AMD undFMDoben sehr gutes Baßhornunten Membranchassis mit 25 cm 0Der Schalldruck des Baßhorns betragt dabei100 dB, der des Membranchassis 90 dB

/ , = 5 0 Hz, J'2 = 300 Hz, horizontale Teilung50 Hz pro Teilstrich, vertikale Teilung 10 dBpro Teilstrich

Intermodulationsverzerrungen AMD (Ampli-tude Modulation Distortion) und FMD (Fre-quency Modulation Distortion)oben Hochtonhorn sehr guter Qualltatunten IonenhochtonerEingangssignale /, = 5000 Hz

/2 = 12500 Hz

Intermodulationsverzerrungen AMD und FMDbei verschiederfUn Chassisoben Mitteltonhornunten MembranmitteltonerEingangssignale, = 540 Hz, f2 = 4400 Hzmit 100 dB Schalldruck für /, und 92 dBSchalldruck für J\ Das Hörn zeigt nur gerin-ge Verzerrungen, die Seitenbander /> ± / , ,dagegen zeigt das durchschnittliche Mem-branchassis eine ganze Reihe neuer Frequen-zen, 2Uh+Uh±2U 2h, 2/2±/„ J/,

Meßgerat „Ohr"

Es kann nicht genug darauf hingewiesenwerden, mit welcher Perfektion dieses na-turliche Meßgerat arbeitet Im Gegensatzzu anderen Meßgeraten nimmt das Gehördie verschiedensten Messungen gleichzeitigvor und kann so auch kleinste Unterschiedein kurzer Zeit feststellen Da das Gehör einintelligentes Meßgerat ist, und über großeHorerfahrung verfugt (da es ja täglich imEinsatz ist), können diese Unterschiede inden meisten Fallen sofort bewertet werden

Die Natürlichkeit der Wiedergabe und dieRäumlichkeit umschreiben dabei alle Wie-dergabeeigenschaften der LautsprecherboxEine unnatürliche Wiedergabe wird vomGehör nicht akzeptiert, selbst wenn alleMeßwerte keine Fehlerquellen zeigen

Wenn das Gehör eine Unnaturlichkeit regi-striert, ist die Ursache dafür natürlich invielen Fallen meßbar, den Klang einesLautsprechers nach Meßdaten zu beurtei-len, ist dagegen nie möglich Ein gutes Bei-spiel dafür ist die „Entdeckung" der TIMVerzerrungen in Hifi Verstarkern EinigeVerstarker mit hervorragend niedrigen har-monischen Verzerrungen (K2, k3) klangenim Betrieb mit Musiksignalen recht eigenar-tig

Erst TIM Messungen (transiente Intermo-dulation), bei denen dem Verstarker gleich-zeitig mehrere Signale verschiedener Fre-quenzen zugeführt werden, zeigen die Ursa-che für den eigenartigen Klang Es entste-hen dabei im Verstarker einige neue Signaleanderer Frequenzen, die in einem bestimm-ten Verhältnis zu den Frequenzen des Ein-gangssignals liegen Da es sich in diesemFall nicht um Signale handelt, deren Fre-quenz ein vielfaches der Frequenz der Ein-gangssignale ist (harmonische Verzerrun-gen), klingen Verstarker mit ausgeprägtenTIM Verzerrungen besonders eigenartigHarmonische Verzerrungen werden vomGehör eher akzeptiert, da auch die Ober-wellen vieler Musikinstrumente die vielfa-che Frequenz der Grundschwingung habenDieses Problem ist glücklicherweise bei gu-ten Verstarkern vom Tisch, aber damit lei-der noch nicht aus der Welt Auch Laut-sprecher haben mit diesen Verzerrungeneinige Probleme, spätestens, wenn eineMembran, die sich bereits in der Frequenzeines Tones bewegt, einen weiteren Ton ab-strahlen soll Die entstehenden Verzerrun-gen, die einen ähnlich unnatürlichen Klangverursachen können, waren für P WKlipsch bereits 1969 Anlaß für entspre-chende Messungen Die Fotos der Spek-tralanalyse zeigen in dieser Hinsicht Er-schreckendes wie Erfreuliches, die Qualitätguter Hornsysteme ebenso wie die Hilflo-sigkeit eines Ionen-Hochtoners Beide Er-gebnisse sind leicht verstandlich Die er-zeugten Verzerrungen sind eine Folge derMembranbewegung Je kleiner die Flacheeines Strahlers ist, um so großer muß dieBewegung werden, um den gleichen Schall-druck zu erzeugen Die winzige Membran

des Ionen-Hochtoners (die Grenzschichtzwischen ionisierter und nicht ionisierterLuft) hat dabei mit 0,25 mm Durchmessernur 1/100 der Flache eines 25 mm Kalot-tenhochtoners, und damit auch die größe-ren Schwierigkeiten Bei den Hornsystemenist die Membranbewegung bekanntlich sehrgering, da die Membranflache (Hornmund-flache) sehr groß ist

Bei Membranlautsprecherchassis sind dieVerzerrungswerte sehr unterschiedlich, daauch die Nichthneantat des Antriebs undder Membranaufhangung eine wesentlicheRolle spielen Bei exotischen Wandler Sy-stemen mit sehr kleiner effektiver Mem-branflache wird es nicht möglich sein, dieseVerzerrungen auf unhorbare Werte zu re-duzieren

Aber auch diese TIM Messungen könnenimmer nur eine Hilfe sein, wenn nach derUrsache für einen unnaturlichen Klang ge-sucht wird Gute Meßwerte bedeuten nochlange keinen guten Klang Bei einem sol-chen Hornlautsprecher mit geringen Ver-zerrungen konnte zum Beispiel durch eineschlechte Hornkonstruktion die Anpassungan die Luft gestört sein In diesem Fallkommt es zu Reflektionen der Schallenergiean der Hornoffnungsflache Ein Teil derSchallenergie wird dabei in das Hörn zu-rück reflektiert Die Folge ist ein , verboge-ner" Schalldruckfrequenzgang und gestör-tes Impulsverhalten Der Pfeil in Bild 2markiert eine solche Reflektion, die imHörn zurücklauft

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FlötenklängeSo perfekt ein Lautsprecher auch sein mag,zaubern kann er nicht. Und doch hat es oftden Anschein als wurde gerade das voneinem guten Lautsprecher erwartet.

Das Bild rechts zeigt, daß der Klang einerFlöte und die Lautstärke, in der diesegespielt wird, nicht voneinander zu trennensind. Je lauter die Flöte gespielt wird, umsomehr verlagern sich die am lautesten abge-strahlten Töne zu den hohen Frequenzen.

Dieses Verhalten, das in ähnlicher Formviele Musikinstrumente zeigen, ermöglichtes uns, ein laut gespieltes Instrument voneinem gleichen, aber leise gespielten In-strument auch dann zu unterscheiden,wenn der Schallpegel beider Instrumenteam Hörplatz gleich groß ist. Das ist zumBeispiel der Fall, wenn sich das lautergespielte Instrument in größerer Entfer-nung vom Hörplatz befindet als das leisegespielte.

Zu jedem charakteristischen Klang einesInstrumentes gehört somit eine bestimmteLautstärke. Sobald ein Musikstück übereine Stereoanlage zu leise wiedergegebenwird, rutschen alle Instrumente mit dieserEigenart förmlich nach hinten. Wird dasMusikstück zu laut wiedergegeben schiebensich diese Instrumente in den Vordergrund.

Da Musikinstrumente, die diese Eigenartnicht besitzen, ihre „hörbare" Positionnicht in gleichem Maß ändern, kann sich inbeiden Fällen eine unnatürliche räumlicheAbbildung ergeben.

Schon einige gute Lautsprecher sind ausdiesem Grund völlig zu Unrecht, schlechtbewertet worden.

Flötenklänge in verschiedenen Dynamikstufen

Bild 3 zeigt das Impulsverhalten verschie-dener Chassis, a) Hochtonhorn, b) Bänd-chenhochtöner, c) Membransystem, d) Air-Motion Transformer, e) Hard Dome Kalot-te, f) Soft Dome Kalotte. Ein mehr oderweniger ausgeprägtes Nachschwingen ist

bei allen Chassis feststellbar, es wäre aller-dings vermessen, aus diesen Daten auf denKlang der Chassis zu schließen. Nur einHörtest kann in vertretbarer Zeit genügendInformationen liefern, um Lautsprecherbo-xen zu erfassen und zu bewerten.

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Berechnungsgrundlagen

Die Qualität einerLautsprecherboxist abhängig von:

1. der Qualität des Gehäuses

2. der Qualität der Chassis

3. der Qualität der Frequenzweiche

4. der richtigen Bedämpfung

GehäusematerialEinfluß der Gehäusematerialien

Über Gehäusematerialien ist schon viel, vorallem leider Falsches, geschrieben worden.Deshalb hier eine knappe Zusammenfas-sung:

Gehäusematerialien sind hinsichtlich fol-gender Eigenschaften zu untersuchen:

a) Schalldurchlässigkeitb) Schallabstrahlung durch Abstrahlung

Materialschwingungenc) Schwingungszeit , , >

und dies hauptsächlich hinsichtlich ihresEinflusses auf die Klangqualität.

Es gibt einige Untersuchungen, die zusätzlichnoch den Kostenfaktor berücksichtigen,der sogar spätere Transportkosten berück-sichtigt usw., mit dem Untersuchungszielder günstigsten Preis-Qualitätsrelation.

Da wir jedoch immer das Optimum imAuge haben, berücksichtigen wir nur dieoben genannten Parameter und beschrän-ken uns gleichzeitig auf das klassischeHolzmaterial.

Es muß noch vorweggeschickt werden, daßnatürlich folgende Grundprinzipien desGehäusebaues immer berücksichtigt wer-den müssen, da sie ebenfalls Einfluß auf diezu untersuchenden Parameter haben.

• Festigkeit und Gründlichkeit der Ver-bindungen

0 Die Geometrie des Gehäuses• die Größe der Schallwand.

Alle drei Punkte müssen natürlich stetsoptimal gewählt werden.

Die Meßmethodik

Mathews arbeitet in seinen Untersuchungenmit dem Young-Faktor (Elastizitätsmodul)als vergleichendes Element. Er experimen-tiert dabei jedoch mit isolierten Brettern.Wir sind der Meinung, daß es sinnvoller ist,Messungen an kompletten Gehäusen vor-zunehmen, vor allem deshalb, weil enormeWechselwirkungen zwischen den Gehäuse-wänden auftreten.

zu a)Die Schalldurchlässigkeit ist abhängig vonder Dichte gemäß Tabelle 1.

Es ist zu erkennen, daß der Unterschiednicht allzu groß ist; 5,5 dB bei dreifacherDichte.

zub)Die Schallabstrahlung der Gehäusewändeentsteht bei direkter Erregung durch denLautsprecher sowie durch mechanischeSelbsterregung durch Resonanzen des Ma-terials. Also spielt die innere Eigendämp-fung eine große Rolle bei der Unter-drückung von Eigenresonanzen des Holzes,denn Hölzer mit geringer innerer Dämp-fung neigen sehr viel eher zum Schwingen,das heißt, daß nur ein kleiner Anteil derSchwingungsenergie durch Molekülreibungvernichtet wird. Der Q-Faktor vermag dasMaß der inneren Dämpfung anzugeben.

Es ist festzustellen, daß Preßspan mit nied-rigem Q-Faktor und relativ hoher Dichteerste Wahl für Lautsprechergehäuse ist,entgegen anderen weitverbreiteten Ansich-ten.

Bei vergleenden Messungen zwischendirekt abgestrahltem Schall und dem Schall-anteil der durch die Gehauserückwand ent-steht, wurde folgende Überaschung fest-gestellt:Der Unterschied beträgt nur 10 dB beigewissen Frequenzen (100 Hz, 700 Hz.)Dieser hohe rückwärtige Schallanteil wirdnoch verstärkt durch:

1. materialbedingte Eigenresonanz derRückwand

2. Resonanz des eingeschlossenen Luftvo-lumens

3. Wechselwirkung zwischen der Masseder Gehäusewand mit der Luftpolster-steife des eingeschlossenen Luftvolu-mens.

Eine Gehäusewand hat eine Serie vonResonanzen in allen drei Achsen.Die verschiedenen Resonanzen ergebenentweder Peaks oder Einbrüche im gesajn-ten Frequenzverlauf der Box.

zu c)Bei den Resonanzfrequenzen ist also eineGehäusewand schalldurchlässiger.Darüberhinaus ist bei jeder Resonanzfre-quenz eine Nachschwingzeit feststellbar, diein etwa abhängig ist von dem Q-Faktor

Bei vergleichenden Messungen konnte fest-gestellt werden, daß gerade das Nach-schwingen am meisten die Klangqualitätbeeinflußte.

Hierbei verhielt sich der Effekt umgekehrtzur Frequenz. Sehr gut erkennbar war dasSchwingen der Wände ab Frequenzenunterhalb 200 Hz.

Ein weiterer Einfluß von Gehäuseschwin-gungen wird fast immer vernachlässigt.Es werden nämlich in die Schwingspulevon Hochtöner und Mitteltöner Spannun-gen induziert, die deren Klang verfälschen,(s. Abb.)

Das heißt es sind 3 mV an den Klemmendes Hochtöners meßbar bei 3 V am Baß-lautsprecher. Diese 60 dB erscheinen ver-nachlassigbar, sind es aber nicht, vor allemin Anbetracht der Kurvenform der indu-zierten Spannung.

Zusammengefaßt muß wieder einmal deut-lich darauf hingewiesen werden, wie wichtigdie Kontrolle der Gehäuseschwingungenist.

Maßnahmen zur Verbesserung1. Entkopplung des Baßlautsprechers von

der Schallwand wie es KEF seit einigerZeit vormacht. Dieses Verfahren isterheblich optimierbar. (Anfragen abFrühjahr 1983).

2. Versteifungsleisten oder -ringe an denGehäusewänden

3. Verbindungsleiste von der Schallwandzur Rückwand an der Stelle der Schwing-knoten.

4. Bestreichen der Gehäuseinnenwand mitBitumen.

5. Sandwich-Bauweise

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Geschlossene BoxÄhnlichkeiten unerwünscht?

Es gibt geschlossene Lautsprechergehäuse,Schallwände, Baßreflexlautsprecher, Trans-missionsline Gehäuse, Hörner, eine Reiheexotisch anmutender Kombinationen wie z.B. den Karlson Coupler. Ebenso wird vieldarüber diskutiert welches der unterschied-lichen Gehäuse die besten Ergebnisse er-mögliche.

Tiefere oder „satte" Bäaase, mehr Dyna-mik, besserer Wirkungsgrad, sauberes Im-pulsverhalten sind einige der Begriffe. Mangewinnt den Eindruck, es lägen Welten zwi-schen den unterschiedlichen Möglichkeiten.

Eigentlich erstaunlich, auf der einen Seiteist ein Lautsprecher, auf der anderen Seiteist immer die gleiche Luft mit genaubekannten Eigenschaften. Offensichtlich wer-den diese Eigenschaften von den verschie-denen Gehäusetypen auf unterschiedlicheWeise genutzt. Ärgerlicherweise sind dieErgebnisse zwar deutlich hörbar, die Vor-gänge selbst dagegen unsichtbar, es istdaher nicht uninteressant, diese Eigenschaf-ten der Luft und die Funktionsweise derverschiedenen Lautsprechergehäuse zu ken-nen.

Die Luft ist ein Gasgemisch mit einer spezi-fischen Dichte von 1,189 Kilogramm proKubikmeter.

Das heißt, die Luft hat eine Masse. Masseist die Eigenschaft jeder Materie, träge undschwer zu sein. Gleichzeitig ist die Luft alsGasgemisch elastisch, also komprimierbar.

Mit Trägheitskräften „wehrt" sich Materiegegen Beschleunigung, mit Elastizitätskräf-ten versucht sie ihre ursprüngliche Lagewieder einzunehmen.

Nimmt man ein Materieteilchen (z. B.Gasmolekül) und bringt es durch eine Kraftvon außen aus seiner Ruhelage, so wird es,wenn die Kraft wegfällt eine Zeitlang umdiese Ruhelage hin- und herpendeln. Esschwingt. , "' f?

Was im Kleinen gilt, gilt meistens auch imGroßen. Bringt man eine elastisch aufge-hängte Lautsprechermembran aus ihrerRuhelage, so wird sie in einer „abklingen-den" Schwingung in ihre Rugelage zurück-kehren. Die Frequenz mit der diese Schwin-gung erfolgt heißt Resonanzfrequenz undläßt sich errechnen.

Dabei istM die bewegte Masse in KilogrammC die Nachgiebigkeit (Compliance) in m

pro Newton (N) 1 Kilogramm entspricht9,81 N

So hat ein Lautsprechersystem mit einereffektiven bewegten Masse von 16 g undeiner Nachgiebigkeit von 0,00145 m/N eineResonanzfrequenz von 33Hz.

Änderung der Resonanzfrequenz beim Einbauin ein geschlossenes Lautsprechergehäuse.

Schalldruck P in Abhängigkeit verschiedenerQT

Der Q-Faktor ist das Ergebnis des Zusam-menwirkens von mechanischer Schwingungund elektrischer Bedämpfung. Die Schwin-gung der Membran alleine ist „unterbe-dämpft" der Q-Faktor daher hoch, dieMembran überschwingt sehr stark undaußerdem nur in einer Frequenz.

Mit Hilfe des Antriebes, also der Schwing-spule in einem Magnetfeld, lassen sich derLautsprechermembran auch Schwingungenanderer Frequenzen „aufzwingen", ebensoist der Antrieb in der Lage, die Membran zubremsen, das heißt, die Schwingung zubedampfen.

Baut man einen solchen Lautsprecher in einGehäuse ein, so addiert sich zu einer Feder-steife der Membranaufhängung die Feder-steife der Luft, die im Gehäuse eingeschlos-sen ist. Die Federsteife der Kombinationwird größer. Damit muß sich die Resonanz-frequenz ändern. Wenn z. B. die Aufhän-gung der Membran und das Luftvolumendie gleiche Federsteife haben ergibt sich:

Damit allein ist jedoch noch nichts gewon-nen, denn bisher ist noch nicht bekanntwelchen Schalldruck ein eingebauter Laut-sprecher bei dieser Frequenz erzeugt. DerSchalldruck bei höheren Frequenzen wirdvom Hersteller in dB/Watt/1 m Abstandangegeben. Folgt man der Forderung nachlinearem Frequenzgang, so muß der Laut- 'Sprecher bis zu seiner Resonanzfrequenzdiesen Schalldruck erzeugen.

Der Freiluft Qt eines Lautsprechers gibt dasVerhältnis von Schalldruck bei Resonanz-frequenz fo zu Schalldruck bei höherenFrequenzen an.

Außerdem gibt der Q-Faktor Aufschlußüber den Frequenzgang, das Ausschwing-verhalten und den Phasenverlauf im Bereichtiefer Frequenzen.

bei doppelter Federsteife ist:

für die Resonanzfrequenz gilt jetzt:

die Resonanzfrequenz erhöht sich um den

Faktor

Dieses Luftvolumen, dessen Federsteifegleich der Federsteife der Mambranauf-hängung ist, heißt VAS und errechnet sich:

Die Resonanzfrequenz jedes Lautsprecher-systems in jedem Gehäuse läßt sich jetztebenfalls berechnen:

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Verbindet man die Anschlußklemmen einesLautsprechers elektrisch leitend, so läßtsich die Membran deutlich schwerer ausihrer Ruhelage bringen und kehrt langsa-mer zurück. Dieser Effekt ist besonders beigroßen Baßlautsprechern sehr gut spürbar.

Diese Bedämpfung ist abhängig von derLänge des Schwingspulendrahtes 1 und derStärke des Magnetfeldes B. Das Produktbeider Werte ergibt des „Kraftfaktor" desAntriebes.

Das Ergebnis dieses Effektes will auf denersten Blick nicht so recht einleuchten. Jestärker der Antrieb eines Lautsprechers ist,um so weniger Schalldruck wird er bei sei-ner Resonanzfrequenz erzeugen.

Auf der anderen Seite muß der Antriebstark genug sein, um die, mit steigenderFrequenz ebenfalls steigenden Trägheits-kräfte der Membranmasse zu überwinden.

Baut man einen Lautsprecher in ein Gehäu-se ein, so steigt die Resonanzfrequenz an,damit werden aber auch die Trägheits- undElastizitätskräfte größer, der Antrieb kanndie Schwingung nicht so gut bedampfenund der Q-Faktor wird größer. Und zwargilt:

Fs/fc = Qts/Q.ofs FreiluftresonanzfrequenzFc EinbauresonanzfrequenzQts Freiluft Q-FaktorQtc Einbau Q-Faktor

Damit lassen sich für jeden Lautsprecher injedem geschlossenen Gehäuse die Reson-anzfrequenz und der erzeugte Schalldruckermitteln.Hat der Q-Faktor des eingebauten Laut-sprechers einen Wert von 1, so bedeutetdas, daß bis hinab zur Resonanzfrequenzlinear Schalldruck erzeugt wird. Eine Ver-kleinerung des Gehäusevolumens führt zueiner Baßüberhöhung, sowie deutlich hör-barem unkontrollierten Schwingen derMembran, da der Antrieb mit den entste-henden Kräften nicht mehr fertig wird. EineVergrößerung des Gehäusevolumens führtzu einem verbesserten Ausschwingverhal-ten, bei einem leichten Schalldruckverlust.

Hier trennen sich Lautsprecher mit starkenAntrieben in großen Gehäusen von denen,die mit unterdimensionierten Magneten inrecht kleinen Gehäusen zwar laute, aberhoffnungslos unsaubere Baßwiedergabe er-zielen.

Dünne Lautsprecherkabel und andereOhmsche Widerstände in der Zuleitunggehören ebenfalls hierher, da sie unteranderem auch den Q-Faktor verändern.

Darüberhinaus wirken diese Widerständeals Spannungsteiler und reduzieren die Lei-stung des Lautsprechers im oberen Fre-quenzbereich. Bei 4 Ohm Lautsprechernkönnen sie praktisch den Magneten halbie-ren, ein trauriges Bild, zumindest für dieOhren.

Beispiel: Gutes Kabel und geringer Widerstand der Weiche

Bei schlechtem Kabel und hohem Widerstand der Weiche

großer Magnet

mittlerer Magnet

kleiner Magnet

Magnet ausreichend dimensioniert

Magnet 3 ist zu klein, der Lautsprecher überschwingt

Einfluß des Antriebes auf den Schalldruckverlauf eines Lautsprechers.

Bassreflex-PrinzipMit dem Baßreflexprinzip wird auch dievon der Membranrückseite abgestrahlteSchallenergie genutzt. Theoretisch ergibtsich so die doppelte Leistungsfähigkeit, alsoein Gewinn von 3 dB bei gleicher Gehäuse-größe, oder die halbe Gehäusegröße beigleicher Leistung.

Die Grundidee ist einfach. Da die Luft imGehäuse eine bestimmt Federsteife hat,wird sie, mit einer Masse verbunden,schwingen. Eine solche Masse kann aucheine Luftmasse sein, die Resonanzfrequenzist abhängig von der Größe dieser Masse.

Eine interessante Erscheinung zwingt hierallerdings dazu, das Medium Luft etwasgenauer zu betrachten.

Baut man einen Lautsprecher in ein ge-schlossenes Gehäuse ein, so steigt dessenResonanzfrequenz. Versieht man das Ge-häuse jetzt mit einem Tunnel, so daß dieseKombination eine ähnliche Resonanzfre-

Eigenartigerweise behält aber der Laut-sprecher seine höhere Resonanzfrequenzbei. Offensichtlich kann die Luft doch nichtso wie sie will. Ursache eines solchen Ver-haltens ist meistens die Existenz von Wider-ständen.

In diesem Fall müßte ein solcher Widerstanddie Luft daran hindern, durch den Tunnelaus- oder einzutreten. Da man bei sehr

Luftmasseim Tunnel

Federsteife der Luft

Membran-masse

Unter Einbeziehung aller Widerstände (z.B. Frequenzweiche) sollte ein Gehäusevo-lumen so dimensioniert sein, daß sich einQ-Faktor von 0,6 bis 0,9 ergibt. Will maneinen hohen Wirkungsgrad bis zu sehr tie-fen Frequenzen aufrechterhalten, werdendie benötigten Gehäuse sehr groß.

quenz hat, so müßte doch die Nachgiebig-keit der Luft im Gehäuse größer werden, dadie Luft aus dem Tunnel austreten kann.

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langsamen Bewegungen der Membran deut-lich spüren kann, wie die Luft durch denTunnel ein- und austritt, müßte dieserWiderstand darüber hinaus auch frequenz-abhängig sein.

Aus der Elektrotechnik sind verschiedeneWiderstände bekannt:

Der Gleichstromwiderstand R in OhmDie Impedanz Z in Ohm.

Die Impedanz, auch Wellenwiderstand ge-nannt, ist frequenzabhängig. Vergleichtman bei einem Lautsprecher die Werte fürden Gleichstromwiderstand mit denen desWellenwiderstandes, also der Impedanz-kurve, so sieht man, daß die Werte nur übereinen sehr kleinen Bereich ähnlich sind. Imübrigen Bereich sind die Werte für Z grö-ßer.

Die Impedanz besteht aus einem „realen"Wirkwiderstand, an dem Leistung ver-braucht wird und einem „imaginären"Blindwiderstand der gegenüber Wechsel-strömen, besser Wechselspannungen, wirk-sam wird, allerdings ohne Leistung zuverbrauchen.

Typischer Impendanzverlauf eines 25 cm Baßlautsprechers R = 6,5 Q

Die Impedanzkurve eines Lautsprecherszeigt diesen Effekt.Im Bereich der Resonanzfrequenz zeigt sicheine mehr oder weniger ausgeprägte Über-höhung der Impedanzkurve, der Wider-stand steigt bis zur Resonanzfrequenz anund fällt dann ebenso wieder ab. Offen-sichtlich besteht hier ein Zusammenhang.Da sich der Gleichstromwiderstand derSchwingspule nicht ändert, muß die Ursa-che im schwingungsfähigen System ausMasse und Feder liegen.

Ebenso wie in der Elektrotechnik, gibt es,auch in der Akustik und der Mechanik,reale, also Wirkwiderstände und imaginäreBlindwiderstände.

Eine elektrische Spannung, die eine Laut-sprechermembran in Bewegung versetzensoll, „sieht" alle diese Widerstände.

Da sowohl Masse, wie auch Elastizität,reine Blindwiderstände darstellen, an denenkeine Leistung verbraucht wird, würde einschwingendes System, einmal angeregt,unendlich lange schwingen. Das ist aller-dings nicht der Fall, da grundsätzlichWirkwiderstände mit im Spiel sind. Dermechanische Reibungswiderstand im Laut-sprechersystem ist recht gering; wie verhältes sich mit dem Strahlungswiderstand derLuft?

Strahlungswiderstand pro Flächeneinheit ei-ner einseitig abstrahlenden Kreiskolbenmem-bran in unendlich großer Schallwand alsFunktion von kR (k = Kreiswellenzahl, R =Kolbenradius). (Nach Meyer und Neumann,Physikalische und Technische Akustik, Vie-weg & Sohn)

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Durch die wachsende Amplitiude, alsogrößere Bewegung in der gleichen Zeitein-heit, werden allerdings auch die Massen-trägheitskräfte größer, die Blindwiderstän-de werden zur Resonanzfrequenz hin sehrgroß (s. Impedanzkurve).

Was für die Masse der Lautsprechermem-bran gilt, gilt natürlich auch für die Luft-masse im Baßreflextunnel.

An dem Strahlungswiderstand der Öffnungwird Schallenergie abgegeben, wenn dasSystem schwingt. Die Größe des Strah-lungswiderstandes bremst hier die Schwin-gung. Da die Öffnung meist kleiner ist alsdie Lautsprechermembran, ist die Ampli-tude der Luftmasse in dem Baßreflextunnelnoch größer als die der Membran, unddamit auch die Blindwiderstände. Für denLautsprecher ist diese Öffnung ein andererWiderstand, die antreibende Membran siehtbei der Resonanzfrequenz des Baßreflexge-häuses extrem hohe Blindwiderstände undden Strahlungswiderstand der Öffnung.

a) Luftmasse im Baßreflextunnelb) Strahlungswiderstand der Reflexöffnungc) Federsteife der Gehäuseluft , <..

Der Strahlungswiderstand der Luft ist füreinen Lautsprecher abhängig von der Strah-lerfläche und der Frequenz.

Oberhalb der „Anpassungsfrequenz" ist derStrahlungswiderstand des Lautsprechers kon-stant, unterhalb dieser Frequenz fällt er mitder Frequenz ab.

Die Anpassungsfrequenz errechnet sich:fa = 100/r (r = Membranradius in m)

Ein Baßlautsprecher von 30 cm Durchmes-ser hat bei 50 Hz nur noch ca 1% desmaximalen Strahlungswiderstandes.

Wie gelingt es einem solchen Lautsprecherdennoch bei gleicher zugeführter Leistungbis zu den tiefen Frequenzen hinab dengleichen Schalldruck zu erzeugen?

Die Lösung ist einfach. Bei geringem Strah-lungswiderstand genügt eine Vergrößerungder Membranamplitude, also der Bewe-gung. Wächst die Membranamplitude indem gleichen Maß, in dem der Strahlungs-widerstand abnimmt, bleibt der erzeugteSchalldruck bei jeder Frequenz gleich. DerStrahlungswiderstand der Luft sinkt qua-dratisch zur Frequenz, also muß die Mem-branamplitude quadratisch zunehmen. Der,bereits bekannt, Q-Faktor von 1 kenn-zeichnet ein schwingendes System, bei demdie Amplitude zur Resonanzfrequenz hinquadratisch wächst!

Diese Widerstände bremsen die Membran-bewegung. Bei der Resonanzfrequenz desGehäuses bewegt sich die Lautsprecher-membran fast überhaupt nicht mehr, den-noch wird die gleiche Schallenergie abge-strahlt. Durch diese Widerstände kannauch die Luft im Gehäuse nicht mehr so wiesie will. Die Resonanzfrequenz hat den glei-chen Wert wie beim Einbau in ein geschlos-senes Gehäuse.

Die reduzierte Membranbewegung zeigtsich in der Impedanzkurve des Lautspre-chers in dem Baßreflexgehäuse.

Verringerte Membranbewegung = geringe-re Blindwiderstände = im Bereich derResonanzfrequenz.

Damit werden die Vor- und Nachteile desBaßreflexprinzips deutlich.

a) geschlossene Boxb) Baßreflexbox

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Der verbesserte Wirkungsgrad verhilft zuetwas handlicheren Gehäuseabmessungen,bei richtiger Abstimmung ergibt sich eineVerbesserung um maximal 2,9 dB, also fasteine Verdoppelung.

Da sich die Membran bei der Resonanzfre-quenz fast nicht bewegt, wird die Belast-barkeit des Lautsprechersystems erhöht,ohne die Baßreflexöffnung würde die Mem-bran schon bei geringeren Lautstärken diemaximal mögliche Auslenung erreichen.

Andererseits nimmt die Membranbewegungunterhalb der Resonanzfrequenz des Ge-häuses wieder zu, der Blind- und Strah-lungswiderstand der Öffnung nimmt rapideab. Dür Frequenzen unterhalb der Reson-anzfrequenz ist das Gehäuse in zunehmen-dem Maß „offen", die Belastbarkeit wirdsehr gering.

Durch die angekoppelte Luftmasse entstehtein weiterer Nachteil. Die Masse ist über dieFederwirkung der Gehäuseluft an die Laut-sprechermembran gekoppelt. Kommt dieMembran zum Stillstand, so wird die Luft-masse noch etwas nachschwingen. In wel-chem Umfang das geschieht, ist von derAbstimmung des Lautsprechergehäuses ab-hängig. Ein Baßreflexlautsprecher hat grund-sätzlich ein schlechteres Ausschwingverhal-ten als ein vergleichbarer geschlossenerLautsprecher.

Durch die Abstimmung von Gehäusevolu-men und Gehäuseresonanzfrequenz auf denverwendeten Lautsprecher, läßt sich derFrequenzgang der Lautsprechergehäuse-Kombination so beeinflussen, daß bis zueiner tiefstmöglichen Frequenz linear Schall-druck abgegeben wird.

Auch hier sind der Qt-Faktor sowie das Vas

die bestimmenden Größen.

Der Qt-Faktor bestimmt das Verhältnis vonVas/VcehSuse.

Allerdings ergeben sich hier, durch den bes-seren Wirkungsgrad, andere Werte als fürgeschlossene Lautsprechergehäuse.

Hat der verwendete Lautsprecher einen Qt-Faktor von ca. 0,4, so sollte das Gehäuse-volumen gleich dem Vas sein: Vas/VGeh = 1

Die Resonanzfrequenz des Gehäuses solltegleich der Resonanzfrequenz des Lautspre-chers in diesem Gehäuse sein.

Die Resonanzfrequenz des Gehäuses solltegleich der Freiluftreonanzfrequenz des Laut-sprecherchassis sein.Mit sinkendem QT Faktor wird VBox klei-ner als VAS-Gleichzeitig steigt die benötigte Gehäusere-sonanzfrequenz an.

Beispiel:QT = 0,3 =* VAS/VBox = 3; fBox/fs = 1,5QT = 0,2 => VAS/VBox = 10; fßox/fs = 2,2

Die Zusammenhänge zwischen Gehäuse-größe, Verlusten im Gehäuse und richtigerGehäuseresonanzfrequenz sind recht ver-wickelt, daher sind diese Werte nur An-haltswerte.

Auch Lautsprecher mit Qt-Faktoren über0,4 lassen sich in Baßreflexgehäuse einset-zen, hier gerät man allerdings in Bereiche,wo das Ausschwingverhalten sehr zu wün-schen übrig läßt.

Es gilt hier:Q, = 0,5; Vas/VGeh = 0,45; fLS/fGeh = 0,8

Ratsamer wäre es hier, das Gehäusevolu-men etwas kleiner zu wählen und der resul-tierenden Baßüberhöhung durch Däm-pfungsmaterial im Gehäuse zu begegnen.

Ersetzt man die Luftmasse des Baßreflex-tunnels durch eine andere Masse, eineLautsprechermembran ohne eigenen An-trieb, so ändert das am Prinzip nichts. Dain diesem Fall aber keine Probleme durchdie Luftströmung im Tunnel auftretenkönnen, (Pfeif- oder andere Geräusche beigroßen Lautstärken und kleinen Tunnel-abmessungen) ist das Passiv Radiator Sy-stem dem herkömmlichen Baßreflexprinzipüberlegen.

Die Konstruktion ist einfach. Sind dieResonanzfrequenz des Lausprechers imrichtigen Gehäusevolumen und die benötig-

Berechnung einer BaßreflexboxFür die Berechnung einer Baßreflexboxwerden zuerst die benotigten Werte desLautsprecherchassis (hier KEF B 200 G)aus dem Datenblatt entnommen.

QT = 0,37; fs = 27 Hz; CM S = 1,4 x -3;SD = 246 cm2 = 0,0246 m2

Der Wert für VAS errechnet sich aus-

VAs = P0<? x SD2 x CMS; />„c2 = 139884

In diesem Fall'

139884 x 0,0014 x 0,02462 = 0,1185

betragt der Wert für VAS 0,1185 m3 oder118,5 Liter

Ein Blick in das Diagramm zeigt für Qx = 0,37

VAS/V B « 1,5 =* VAS/1,5 = VB; 118,5 : 1,5= 79

Die theoretisch optimale Gehausegroßewäre demnach 79 Liter.

Die theoretisch optimale Gehausegroßewäre demnach 79 Liter. Aufgrund derGehauseverluste und der Änderungen destheoretischen Volumens durch Dampfungs-matenal sollte das Gehäuse etwa 10% klei-ner werdenDas Nettovolumen der Box betragt damitca. 71 Liter.

Jetzt muß fBox gefunden werden1

Aus dem Diagramm entnimmt man denWert für h auf der senkrechten Skala rechts

h ^ 1,1 Freiluftresonanzfrequenz x h =Gehauseresonanzfrequenz

27x1,1=29,7

Das Gehäuse muß auf eine Frequenz von29,7 Hz abgestimmt werden.Um die richtige Tunnelgröße zu finden,kann man das Nomogramm benutzen:Die Werte VBox (71 1) und fBox (29,7 Hz)werden durch eine Linie verbunden, wie esim Nomogramm, mit anderen Wertenallerdings, gezeigt ist. Jetzt kann für jedenTunneldurchmesser die richtige Tunnellän-ge gefunden werden.In diesem Fall sind es für einen Tunnel von7 cm 0 genau 15 cm Länge.

Nach der Formel für den Helmholtz-Reso-nator läßt sich jeder gefundene Wert rech-nerisch kontrollieren

Der mit dem Nomogramm gefundeneWert stimmt also recht genau.Weiterhin läßt sich mit der Formel zeigen,daß eine Verdoppelung der Tunnelflächeauch eine Verdoppelung der Tunnellängeerfordert, wenn die Gehäuseresonanzfre-quenz beibehalten werden soll.

Tunnelfläche 77 cm2;Tunneldurchmesser 10 cmErforderliche Tunnellänge ca. 30 cm.

Die geringen Abweichungen ergeben sichaus der Mündungskorrektur, die vom Durch-messer des Tunnels abhängig ist.Nach diesem Verfahren läßt sich die Reso-nanzfrequenz für alle Gehäuse/Tunnel-Kombinationen berechnen.

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Tunneldurchmesser D = 2 R

C = SchallgeschwindigkeitS = Tunnelflache in m2

L = Tunnellange in mR = Tunnelradius R = 1/2 0 in mVBox = Nettovolumen der Box in m3

Gehauseresonanz frequenz

Nomogramm zur Bestimmung der richtigenTunnelgröße eines Baßreflexgehäuses.Mündungskorrekturen sind bereits eingear-beitet.

Abstimmung eines Baßreflexlautsprechers abhängig von QT

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Diagramm nach R. H. Small

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Eine umfassende Berechnung von Baßreflex-boxen ist natürlich etwas komplizierter. Schalldruckfrequenz Aot einer Baßreflexbox.

Das Diagramm zeigt daneben die Anteile derSchallabstrahlung von Membran (Driver)und Reflexöffnung, sowie die Impedanzkur-ve. Das obere Diagramm zeigt den Phasen-verlauf.

Eine umfassende Berechnung von Baßre-flexboxen ist natürlich etwas komplizierter,dieser Satz ist untertrieben. Die Baßreflex-box ist ein Hochpaßfilter 4ter Ordnung,vergleichbar einem elektrischen Filter. Beiden elektrischen Filtern unterscheidet mangewöhnlich zwischen Butterworth-, Bessel-und Chebyshev-Filtern, die Namen charak-terisieren verschiedene Übertragungsfunk-tionen der Filter (vgl. Frequenzweichen).Bei den Baßreflexboxen ist es ebenso, nurgibt es hier zur Zeit: Butterworth (B4), Bes-sel- (Be4), Chebyshev- (C4), Quasi Butter-worth- (QB3), Superquasi Butterworth-(SQB 3), Sub Chebyshev- (SC4), Boombox-(BB4), Subboombox- (SBB4) und Inter-Order Butterworth- (IB4) Filter und nocheinige andere ohne exakte Bezeichnung.Der Frequenzgang ist entweder linear, wiebei den SBB4, QB3, SC4, B4, BE4, IB4und es werden Chassis mit niedrigem Q*Werten benötigt, oder der Frequenzgangist wellig mit einer Überhöhung bei der Re-sonanzfrequenz, BB4, SQB3, C4, wobeiChassis mit hoher Resonanzfrequenz einge-setzt werden.

Aus der letzten Gruppe stammen viele guteMusikerboxen, die Schalldrucküberhöhungkann hier gezielt zur Verstärkung tiefsterTöne bestimmter Instrumente eingesetztwerden (E-Baß), aber kaum gute Hifi-Bo-xen.

Die Unterschiede in der ersten Gruppe lie-gen in den resultierenden Gehäusegrößenund im Impulsverhalten. Die Darstellungaller Berechnungsgrundlagen würde denRahmen dieses Kapitels sprengen, außer-dem ist für solche Entwicklungen ein um-fangreicher Meßgerätepark notwendig.

Die Änderung der Resonanzfrequenz einesLautsprecherchassis in Abhängigkeit vona = (V3S/VBax)

Das Diagramm zeigt die nötige Volumenver-drängung (Fläche x Auslenkung einer Laut-sprechermembran) um eine bestimmte aku-stische Leistung abzustrahlen, bzw. einen be-stimmten Schalldruck zu erzeugen.

Die Relation von Gehäusevolumen KBOX ZUGrenzfrequenz und Wirkungsgrad bei ge-schlossenen Lautsprecherboxen.

Die Relation von Gehausevolumen KBOX ZUGrenzfrequenz und Wirkungsgrad bei Baßre-flexboxen

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Transmission-LineAuch bei dem TL-Prinzip wird der Strah-lungswiderstand, den die Membranrücksei-te „sieht" durch Resonanzerscheinungenerhöht.

Wird ein Lautsprecher auf einer Seite miteinem runden oder rechteckigen Rohr ver-bunden, so kann man feststellen, daß einebestimmte Frequenz aus dem Rohr beson-ders laut abgestrahlt wird.

Der Grund dafür liegt in dem frequenzab-hängigen Strahlungswiderstand der akusti-schen Leitung.

In dem Bereich der „Rohrresonanz" errei-chen die Blindwiderstande und der realeStrahlungswiderstand sehr hohe Werte, dieSchallabstrahlung ist daher an der Öffnungdieser Leitung, im Bereich der Resonanz-frequenz, sehr viel größer als die Schallab-strahlung der Membran. Die Resonanzfre-quenz ist von der Länge der Leitungabhängig, die vierfache Länge der Leitungergibt die Wellenlänge der Resonanzfre-quenz.

Ebenso wie bei dem Baßreflexprinzip wirdhier durch den hohen Widerstand eineReduktion der Membranbewegung bewirkt,allerdings fehlt hier die zusätzliche Feder-steife eines Gehäusevolumens, mit der beimBaßreflexprinzip der Q-Faktor des Laut-sprechers optimiert wird. Die Transmis-sion-Line eignet sich zur Abstrahlung einersehr tiefen Frequenz, allerdings nur einer.Deswegen ist eine Orgel auch meistensrecht unhandlich. Daraus ergeben sichbestimmte Anforderungen an den Laut-sprecher und das Verhältnis von Rohrlängezu der Resonanzfrequenz des Lautspre-chers, da ein Frequenzgang, wie in derAbbildung, nicht unbedingt das Kennzei-chen eines guten Hifi Lautsprechers ist.

Genau das aber wird passieren, wenn einLautsprechersystem mit kräftigem Antrieban eine ca. 2 m lange Transmission-Lineangekoppelt wird!

Der Qt-Faktor des Lautsprechersystems,das an einem Transmission-Line Gehäusebetrieben werden soll, muß zwischen 0,7und 1 liegen, damit bis zur Resonanzfre-quenz hinab der gleiche Schalldruck er-zeugt wird. Im Bereich der Freiluftreso-nanzfrequenz des Lautsprechers und darun-ter, wird die TL zur Schallabstrahlunggenutzt. Aus diesem Grund eignen sich nurwenige Lautsprechersysteme zum Einsatz

Transmission- Line -Box

TL AudionPos. Stück Maße in mm

1 2 1070 x 477 x 19

2 1 937 x 345 x 19

3 1 406 x 345 x 194 1 363 x 20 x 19

5 1 882 x 345 x 19

6 1 153 x 100 x 19

7 2 124 x 100 x 19

8 1 267 x 245 x 19

9 2 110 x 345 x 19

10 1 743 x 345 x 19

11 2 105 x 345 x 19

12 1 458 x 345 x 19

13 2 477 x 345 x 19

14 1 125 x 345 x 19

15 1 65 x 345 x 19

16 2 438 x 20 x 19

Strahlungswiderstand einer akustischen Leitung nach obigenMaßen.

Frequenzgang eines schlechten Transmissionline Lautsprechers

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von solchen „echten" TL Gehäusen, undauch die haben es nicht leicht, da die TLnoch andere Eigenarten aufweist. Bei be-stimmten höheren Frequenzen zeigt einesolche Leitung ebenfalls Resonanzerschei-nungen. Gleichzeitig werden sie Wellenlän-gen dieser Frequenzen kleiner. Die Fre-quenz deren Wellenlänge gleich der Rohr-länge ist, wird einmal von der Membran-vorderseite und einmal von der Membran-rückseite , also gegenphasig, abgestrahlt. Istdie Rohrlänge gleich der Wellenlänge, wirdder Schall auch an der TL Öffnung gegen-phasig abgestrahlt und hebt den, von derVorderseite, abgestrahlten Schallanteil voll-ständig auf.

Diese Frequenzen müssen im Gehäuseabsorbiert werden. Durch Reibung aneinem Dämpfungsmaterial (realer mechani-scher Widerstand), kann einer SchallwelleEnergie entzogen werden. Damit ein Rei-bungswiderstand wirksam werden kann,muß allerdings erst einmal eine Bewegungda sein. Was bewegt sich denn jetzt im TLGehäuse? Natürlich Luft, aber wo?

Größte Schnelle = größte Reibung =maximale Absorbierung

Auch bei noch so überlegter Anordnungdes Dämpfungsmaterials in der TL wirdgrundsätzlich auch etwas Schallenergie dertiefsten Frequenz absorbiert. Gleichzeitigändert sich innerhalb dieses Materials dieSchallgeschwindigkeit. Sie verringert sichum bis zu 50%. Damit ändert sich praktischdie Länge der Leitung und die berechneteResonanzfrequenz.

Stellt man nach der Fertigstellung eines TL-Gehäuses fest, daß die Bedämpfung nichtstimmt, so ist jetzt mit Sicherheit dieResonanzfrequenz falsch; das aber heißtAnbauen oder Absägen.

Ein weiterer Effekt macht die Sache nochetwas komplizierter. Ein Teil des Däm-pfungsmaterials schwingt in Phase mit derLautsprechermembran mit. Dadurch erhöhtsich die schwingende Masse des Lautspre-chersystems. Auch die Luftmasse in der TLschwingt zum Teil mit. Als Ergebnis verrin-gert sich die Resonanzfrequenz des einge-bauten Lautsprechersystems um einen be-stimmten Betrag.

Mischformen

Ob die Konstruktion (b) jetzt noch ein Baß-reflexgehäuse oder schon eine Transmis-sion-Line ist, läßt sich schwer sagen.

Auf jeden Fall läßt sich hier die Resonanz-frequenz des Lautsprechersystems und da-mit der Q-Faktor beeinflussen, wie es beieinem Baßreflexgehäuse der Fall ist. Gleich-zeitig zeigt der Tunnel Transmission-LineEffekte im Bereich der sehr tiefen Frequen-zen, weil er sehr lang ist. Grundsätzlichzeigt jeder Reflextunnel diese Effekte. Dader Tunnel aber normalerweise sehr vielkürzer ist, verfärben diese Effekte meistensden Klang im Mitteltonbereich. Eigenarti-gerweise ist diese Verfärbung bei einigenLautsprechern hörbar, bei anderen nicht.Woran liegt das?

Das Luftvolumen vor dem Reflextunnel isteine Parallelkapazität.

Spannung U Kondensator

Luft-volumen V

Spannung U

Ähnlich wie in der Schaltung oben derWiderstand des Kondensators zu hohenFrequenzen immer kleiner wird und damitdie hochfrequenten Anteile einer angeleg-ten Spanung über den Kondensator abflie-ßen, bevor die den Wirkwiderstand errei-chen, arbeitet die akustische Parallelkapa-zität. Die Luft ist durch ihre Komprimier-barkeit in der Lage akustische Energie zuspeichern, ebenso wie ein Kondensatorelektrische Energie speichert. Der Umfangin dem ein Luftvolumen Energie speichernkann, ist von der Größe des Volumens undder Frequenz abhängig. Aus diesem Grundmüssen kleine Baßreflexgehäuse grundsätz-lich mit Dämpfungsmaterial versehen wer-den, große nur soweit sie parallel Wändehaben (Stehwellenbildung). Gleichzeitig soll-te der Tunnel möglichst kurz oder nochbesser gar nicht da sein (Passiv Strahler),um eine Anregung der Rohrresonanz zuvermeiden.

Räumliche Verteilung von Schalldruck undSchallschnelle in einer stehenden Welle beitotaler Schallreflexion an einer schallhartenWand (schematisiert)

Eine Schallwelle „unterwegs" (a) und voreiner schallharten Wand (b).

An der Wand sind Druck- und Schnellema-xima um eine viertel Wellenlänge gegenein-ander verschoben, die Welle „steht". ImInneren eines TL Gehäuses bilden sich sol-che stehenden Wellen, da auch die Laut-sprechermembran eine schallharte Wandist. Damit läßt sich die Lage der Schnelle-maxima für jede Frequenz ermitteln. DieBereiche maximaler Schnelle sind gleichzei-tig die Bereiche in denen das Dämpfungs-material diese Frequenz am besten absor-biert.

Typischer Transmissionline Lautsprecher

a) Ddmpfungsmaterial(langfaserige Naturwolle, B. A. F.)

c) Tiefpassfilter absorbieren hohe Frequenzen(Naturwolle, B. A. F.)

d) lange Nägel zur Befestigung desDämpfungsmaterials

Momentdarstellung von Schallausschlag £,Schalldruck p und Schallschnelle v in einerebenen fortschreitenden Welle

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Oder möglichst lang, soweit die Grund-schwingung des Rohrs, also die untersteRohrresonanzfrequenz, gerade angeregtwird, um Schall abzustrahlen. In diesemFall müssen nur die Oberwellen dieserSchwingung bedämpft werden. Wie sichgleich zeigen wird, ist das erheblich einfa-cher.

Der Wert für:

Strahlungswiderstand + Blindwiderstand(Strahlungsimpedanz) multipliziert mit derFläche des Strahlers dividiert durch diespezifische Schallkennimpedanz

hat für einen Lautsprecher den Höchstwert1, ebenso an der Halsöffnung eines Hornes,soweit die Horngrensfrequenz nicht unter-schritten wird.

Für diesen Wert 1 gilt:

C = Schallgeschwindigkeit m/sSD = Hornhalsfläche m2

V = Kammervolumen m3

Vergleicht man den Strahlungsimpedanz-verlauf eines Hornes mit dem einer TL, sostellt man einen deutlichen Unterschiedfest. Hier ergeben sich durch die Resonan-zerscheinungen sehr viel größere Werte als1, damit muß bei diesen Frequenzen auchdas Luftvolumen erheblich größer sein,wenn ein Anregung von Schwingungenvermieden werden soll.

Die Impedanzkurve zeigt, daß bei der tiefenFrequenz die größten Werte liegen, was dieSache doppelt schwierig macht. Will mandagegen nur die Oberwellen reduzieren, istdas Ganze schon erheblich einfacher, dasich hier die Werte an 1 annähern.

Eine Verkleinerung der Fläche S2 auf S,,wie im Bild gezeigt, führt über:

Strahlungsimpedanz x Fläche / Schallkenn-impedanz

zur Verringerung der TL Effekte über denganzen Bereich, und als mechanischerStrömungswiderstand, wenn S zu kleinwird, zur Beeinträchtigung der Baßreflex-funktion.

S = Hornhalsfläche

Einfluß einer Luftkammer zwischen Hörnund Lautsprecher auf den Frequenzgang

F gibt die Frequenz an bei der das VolumenV die Schallabstrahlung aus einem Hörnauf die Hälfte reduziert hat, wenn es zwi-schen Lautsprecher und Hornhals ange-bracht wird. Weil hier immer etwas Luft ist,damit sich die Membran überhaupt bewe-gen kann, hat jedes Hörn eine obere Grenz-frequenz.

Beeinträchtigung der Resonanzeffekte

Strömungswiderstand gering

Strömungswiderstand sehr hoch

1 h

J-5S --- *— -

DämmstoffeDer Einsatz von Dämmstoffen in einemLautsprechersystem entscheidet maßgeblichden Klang des Lautsprechersystems!

Gerade besonders gute Lautsprechersyste-me müssen beim Einbau in ein fehlerhaftbedampftes Gehäuse ihre hervorragendeVerzerrungsarmut und Linearitat kommen-tarlos verlieren. Und trotzdem ist dasThema Dämmstoffe eines der am sträflich-sten vernachlässigten Gebiete der Laut-sprechertechnik.

Deshalb auch hierzu einige Worte!

1. Wahl des Dämmstoffes

Es gibt verschiedene Materialien, die sichhinsichtlicha) der Frequenz-Selektivitätb) der Dämpfungsgüteunterscheiden.

Das heißt, verschiedene Materialien dämp-fen unterschiedliche Frequenzen mehr oderweniger gut (a) oder sie tun dies mehr oderweniger stark (b). Sofort einsichtig ist, daßdie Materialien, die beste Ergebnisse lie-fern, die höchste Selektivität und höchsteGüte aufweisen.

Es gibt folgende Dämmstoffe:

1. Steinwolle und Glaswolle2. B.A.F. Wadding3. Pritex, hochselektiver Schaumstoff4. langfaserige Naturwolle5. sogen. Stoftwatte oder Stopfwolle.

Zu Punkt 1. kann schlicht gesagt werden,daß das Material ungeeignet ist, da es kaumfrequenzspezifische Dämpfung aufweist. Esist zwar relativ preiswert, aber um den glei-chen Dämpfungsgrad zu erreichen, mußerheblich mehr aufgewendet werden als z.B. von B.A.F. oder Pritex, sodaß es letzt-endlich viel teurer wird. Zudem ist die Fül-lung einer Box mit Dammstoff gewissenGrenzen unterworfen.

Eine zu sehr vollgestopfte Box klingt tot.Das wiederum heißt, daß eigentlich grund-sätzlich, wenn man optimale Klangergeb-nisse erzielen will, nur 2. bis 5. in Fragekommen.

Hierbei ist 5. das Material mit der gering-sten Güte und der geringsten frequenzselek-tiven Bedämpfung, fällt somit als optimalesMaterial aus. 2., 3. und 4. sind Materialien,die die strengen Kriterien an Dämmstoffeerfüllen.

Wodurch unterscheiden sich diese undwobei sind sie am besten anzuwenden?

Hierzu muß etwas Physik erklärt werden.

Ein Membranlautsprecher strahlt grund-sätzlich zu beiden Seiten die gleiche Schall-energie ab.

Die gleiche Energiemenge, die auf der einenSeite für einen Wohnraum ausreicht, wirdauf der anderen Seite in das vergleichbarsehr kleine Lautsprechergehäuse abgege-

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ben. Wird diese Schallenergie nicht imGehäude absorbiert, erfolgt eine Rückwir-kung auf die Lautsprechermembran.

Dieser Effekt wird deutlich, wenn das LS-System einen kurzen Impuls durch das elek-trische Signal am Lausprechersystem er-zeugt, danach trifft die nach innen abge-strahlte Schallwelle als Folge einer odermehrerer Reflektionen im Gehäuse erneutauf die Membran und versetzt diese inBewegung. Die Membran strahlt einenImpuls ab, obwohl kein elektrisches Signalam System anliegt, und das ganze beginntvon vorn. Je nach Gehäuseform wird so auseinem Signal eine ganze Reihe von unter-schiedlich abgeschwächten Signalen, diemit einer Zeitverzögerung von 0,5 bis zueinigen Millisekunden vom Lautsprecher-system abgestrahlt werden.

Je besser jetzt das Impulsverhalten einesLS-Systems ist, umso klarer sind dieseImpulse voneinander abgegrenzt und beein-trächtigen umso stärker die Ortungsfähig-keit des menschlichen Gehörs.

Bei zwei Lautsprechern und einem komple-xen Musikprogramm läßt die Stereoortbar-keit sehr zu wünschen übrig.

Es ist daher unbedingt erforderlich, dieSchallenergie im Gehäuse zu absorbieren,das gilt grundsätzlich auch für TL undReflexboxen, bei denen die rückseitig abge-strahlte Energie nur im Bereich sehr tieferFrequenzen genutzt wird.

Hier muß der Dämmstoff nur selektiv wir-ken um die tieferen Frezquenzen nichtunnötig mit abzuschwächen.

2. Die Wahl des richtigen Platzes für dasDämm-Material

Der richtige Platz ist nie die Gehäusewand,sondern immer ein oder mehrere Orte zwi-schen Schallwand und Gehäuserückwand.Wieso das?

Der Dämmstoff soll Schallenergie vernich-ten und das geht sort am besten, wo diegrößte Schallschnelle ist und die ist = 0 anden Wänden, denn dort befindet sichimmer der Umkehrpunkt der Schallschnelle.

Am Boden und am höchsten Punkt stehtder Ball und am schnellsten ist er immer inder Mitte zwischen diesen beiden Pukten.

Daraus folgt, daß überall dort, wo stehendeWellen auftreten können und diese be-dämpft werden sollen, dies nur bei denjeweiligen Schnellemaxima, also bei 1/4 derGehäusetiefe optimal ist.

Besonders strenge Puristen stellen oderlegen deshalb Dämmstoffe senkrecht vonGehäusedeckel zum Gehäuseboden auf (s.Bozak, eine der ausgereiftesten Boxenent-wicklungen der Welt).

Um eine Vielzahl von Frequenzen zu dämp-fen, wird auch oft das gesamte Gehäusegleichmäßig mit Dämmstoff geBlt. Dies istwohl die einfachste Lösung.

Bauvorschlag für ein gewaltiges Baßhorn mitKEF-Bestiickung, nach Dinsdale.

Hornlautsprecher

„The design ofa hörn loudSpeaker is usuallya long and tedious task" (H. F. Oison)

Warnung von einem der es wissen sollte —und die durchaus berechtigt ist. Die Ent-wicklung eines guten Hornlautsprechers isteine böse Rechenaufgabe.

Dafür ist der Hornlautsprecher noch, undsehr wahrscheinlich für immer, die besteLösung, um hohen Schalldruck bei besterKlangqualität zu erzielen.

Neben wenigen anderen Konstruktionen,dem Carlson Coupler (mit dem richtigenBaßlautsprecher bitte) und der TunedPipe,sind Hörner gerade im Baßbereich unge-schlagen, ärgerlicherweise auch sehr groß.

Mit dem neuen „Constant Directivity" Mit-tel- und Hochtonhörner, ergeben sich her-vorragende Möglichkeiten, einen Raum mitSchall „auszuleuchten", bei sehr großenRäumen die einzige Möglichkeit halbwegsklare akustische Verhältnisse zu schaffen.

Die Impedanzkurve eines Hornes zeigt nureinen positiven Blindwiderstand, die Mas-senträgheit der Luft im Hörn. Hier gibt eskeine Resonanzfrequenz und damit kein„Eigenleben" der Luft, welches das Aus-schwingen beeinflussen könnte. Da, wie ananderer Stelle genauer beschrieben, auchdie Membranbewegung reduziert wird, kön-nen Hörner gerade im Baßbereich ungeheu-re Leistungen abgeben.

Ein Baßlautsprecher an einem Hörn, könn-te bei einem Durchmesser von 38 cm undeiner maximalen Amplitude von 2,5 cmohne weiteres 4000 (viertausend) akustischeWatt bei einer Frequenz von 50 Hz abge-ben. Mechanisch dürfte er das allerdingsnicht aushalten

PAK Akustische Leistung (w)d max Amplitude der Membran mSD Membranfläche m2

SH Hornhalsfläche m2

Betrachtet man diese Gleichung etwasgenauer, kommt man aber auch sehrschnell auf den Grund, aus dem unnötigviel Mittel- und Hochtonhorntreiber „ster-ben". Im Vertrauen auf die große Belast-barkeit, die von Baßhörnern bekannt ist,werden Frequenzweichen von zu geringerFlankensteilheit eingesetzt und/oder dieÜbernahmefrequenz viel zu tief gewählt.

Die Gleichung zeigt für einen Mittelton-horntreiber mit einer maximalen Amplitu-de von 1 mm und einer Membranfläche vonca. 5 cm2 eine maximale Schalleistung vonca. 16 akustischen Watt bei 500 Hz, 4 aku-stischen Watt bei 250 Hz und 1 akustischenWatt bei 125 Hz!

Das heißt, die Belastbarkeit sinkt hierbereits mit 6 dB pro Oktave.

Unterhalb der Grenzfrequenz des Hornessinkt weiterhin der Strahlungswiderstand,den der Treiber am Hornhals „sieht", späte-stens jetzt wird der Treiber an einer 6 dBWeiche zerstört. Selbst eine 12 dB Weichehilft hier nicht, das Hörn dürfte damit erstoberhalb seiner doppelten Grenzfrequenzbetrieben werden, was ja nicht Sinn derSache und darüberhinaus Platz- und Geld-verschwendung ist. Frequenzweichen von18 dB oder 24 dB sind angebrachter.

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Back Loaded Horns27

LOWTHER Classic 200

Obwohl diese Lautsprecher seit über 50Jahren gut bekannt sind, wird unter Hifi-Fans noch heute eifrig über die Vor- undNachteile dieser Bauart diskutiert.

Ein kurzer Überblick: die Arbeiten vonOlson und Massa in USA sowie Voigt inEngland waren wegweisend für die Ent-wicklung der ersten Back-Loaded Horns.(Olson H. & Massa F. Journal AcousticalSociety America, Vol. 8, No 1, 1936; VoigtP. British Patents no 351.209, 1930; 404.037,1934; 435.042, 1935). Während Olson undMassa zwei verschiedene Hörner vor undhinter einer Lautsprechermembran anbrach-ten (Compound-Hom-System), arbeiteteVoigt nur mit einem Hörn. In beiden Fällensollte das Hörn hinter der Lautsprecher-membran deren geringen Strahlungswider-stand bei tiefen Frequenzen erhöhen.

Unterschiede gab es bei der Form der Hör-ner. Olson arbeitete schon lange mit Expo-nentialhörnern, bei deren Berechnung vonebenen Wellenfronten im Hörn ausgegan-gen wird. Voigt entwickelte seine Tractrix-hörner auf der Grundlage gleicher Schall-geschwindigkeit im Hörn. Auf dieserGrundlage ergaben sich halbkugelförmigeWellenfronten, daher der Name Kugelwel-lenhörner.

Der Höhepunkt in der Entwicklung derBack Loaded Horns waren einige Jahrespäter die „Imperial Hypex Horns" der Jen-sen Man. Company in Amerika. DieHypexhörner waren eine Entwicklung vonSolomon und ermöglichten eine Verkleine-rung der Abmessungen ohne die unterenGrenzfrequenzen zu verändern. Um Irrtü-mer zu vermeiden, wohnzimmertauglichwurden die Hörner dadurch nicht (160 x 90x 70 cm).

Diese, für große Räume entwickelten, Hör-ner werden auch heute noch sehr erfolg-reich in Discotheken eingesetzt.

Die englische Firma Lowther unter PaulVoigt blieb recht konsequent bei diesemPrinzip. Die Abmessungen der Hörnerwurden weiter reduziert, natürlich aufKosten des maximalen Schalldrucks, aberdas „Wohnzimmerhorn" fand schnellFreunde. Mit leistungsfähigeren Verstär-kern kam allerdings auch die Konkurrenzzum Zuge. Große Baßreflexboxen mit Mit-tel- und Hochtonsystem waren preiswerterherzustellen und klangen zum Teil besserals die Lowther Hörner, deren Herstellerhartnäckig bei ihrer Philosophie „ein Laut-sprecherchassis für alle Frequenzen" blie-ben.

Die stetigen Verbesserungen auf dem Gebietder Tonaufnahme, erheblich verbesserteTonträger und Wiedergabeelektronik lie-ßen die physikalischen Grenzen des Breit-bandlautsprechers deutlich werden. DieVorteile des Baßhorns konnten diese Män-

gel nicht kompensieren. Leider wurde sehroft das Baßhorn für die klanglichen Mängelverantwortlich gemacht, sodaß heute einegewisse Voreingenommenheit gegen denEinsatz kleiner Baßhörner besteht. DiesesErgebnis ist von physikalischen Standpunktschwer verständlich, denn diese Bauweisebietet einige Vorteile, die mit anderen Laut-sprechergehäusen nicht ohne erheblichenMehraufwand zu erzeilen sind. Der Wertdieser Vorteile steigt dabei mit der Qualitätder verfügbaren Tonträger. Die Erklärungdafür ist einfach. Baßreflexboxen undgeschlossene Boxen sind sogenannte „Masscontrolled Systems", das klingt harmlos istes aber nicht. Jedes Lautsprechergehäusehat ein bestimmtes Volumen, dieses Volu-men setzt der Lautsprechermembran, diebewegt werden soll, eine entsprechendeFedersteife entgegen. Auch bei Baßreflex-boxen (s. Kap. Baßreflex). Diese Federstei-fe und die bewegte Membranmasse be-stimmen die Resonanzfrequenz des Systems.Der Antrieb (Magnet und Schwingspule)bestimmen den Schalldruck, den diesesschwingende System bei verschiedenen Fre-quenzen erzeugt.

Je größer die Membranmasse ist, umso tie-fer liegt die Resonanzfrequenz bei einergegebenen Gehäusegröße und Membran-fläche. Je kleiner der Magnet ist, umso grö-ßer ist der Schalldruck, den das System beidieser Frequenz erzeugt.

Das Impulsverhalten eines solchen Systemsist allerdings nicht besonders gut. Ein bes-seres Impulsverhalten läßt sich nur durcheine Verringerung der bewegten Masse undeinen stärkeren Antrieb realisieren und dasgeht ärgerlicherweise auf Kosten der Baß-reproduktion (s. Kap. Geschlossene Boxen,Baßreflexboxen).

Der Hornlautsprecher arbeitet dagegen imBaßbereich unabhängig von der Mem-branmasse, allein die Form und Länge desHornes bestimmen die untere Grenzfre-quenz. Jeder der mit einem impulsoptimier-ten Lautsprecherchassis wie zum Beispielden „Podszus Görlich" Chassis einen ech-ten Tiefbaß erzielen will, kommt um eineHornkonstruktion nicht herum (s. Kap.Podszus Görlich).

Die Berechnung dieser Hörner ist allerdingsnur dann vergleichsweise einfach, wenn dieHornmundfläche groß genug ist. Wird dieMundöffnung eines Hornes kleiner alsnötig (vgl. Kap. Hörner) oder mit anderenWorten das Hörn kürzer als es sein müßte,so wird die Berechnung außerordentlichkompliziert.

Die untere Grenzfrequenz dieser Hörnerliegt, abhängig von der Länge, mituntererheblich über der Frequenz, die sich nachder Hornberechnung ergeben hätte. In die-sen Fällen verhält sich das Hörn eher wie

Pos1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1516

Stck1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

Maße in mm325 x 212 x 19

675 x 212 x 19

325 x 212 x 19

364 x 212 x 19

170 x 212 x 19

52 x 212 x 19

325 x 212 x 19

292 x 212 x 19

44 x 212 x 19

150.x 212 x 19

48 x 212 x 19

472 x 212 x 19

250 x 212 x 19

128 x 212 x 19

713 x 325 x 19

21 x 21 x 212

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ein zylindrisches Hörn (Transmission Line),bei dem die Länge maßgeblich über dieuntere Grenzfrequenz entscheidet. Das Er-gebnis hat schon einige Verwirrung gestif-tet. Ein Hörn mit einer berechneten Grenz-frequenz von 10 Hz und einer Länge vonca. 3 m hat eine effektive Grenzfrequenzvon 30 Hz. Die Grenzfrequenz liegt dabeiimmer höher als die einer TransmissionLine gleicher Länge. Das ist der Preis fürden gewonnenen Strahlungswiderstanddurch die größere Öffnungsfläche.

Die Kenntnis dieser Zusammenhänge istsehr wchtig, da sich die Baßabstrahlungdurch ein „Reactance Annulling" nur dannoptimieren läßt, wenn die Grenzfrequenzbekannt ist. Das Reactance Annullingermöglicht eine weitere Reduktion derHornabmessungen ohne Beeinträchtigungder unteren Grenzfrequenz. Dieses Verfah-ren wurde erstmals von Paul Klipsch ange-wendet und später von Plach und Williamsunter diesem Namen bekannt gemacht.

{Klipsch, Paul W.: A low frequency Hörn ofsmall Dimensions Journal Acoustical Soc.America Vol. 13, No 2, October 1941Plach, D- J.: Design factors in Hörn typeSpeakers Journal Audio Engineering Vol 1,p. 276-281, october 1953Plach, D. J. & Williams, P. B.: ReactanceAnnulling for Hörn type LoudspeakersRadio Electronic Engineering p. 15 - 18,February 1955)

Die Unterschiede zwischen konischen, expo-nential, Hypex- und parabolischen Hör-nern liegen im frequenzabhängigen Verlaufder Strahlungs- und Blindwiderstandantei-le. Gelingt es die Blindwiderstansanteilezu eliminieren wird die Schallabstrahlungim Bereich der unteren Grenzfrequenzerheblich effektiver. Ein Ergebnis, das sonstnur mit einem erheblich größeren Hörn zuerzielen wäre.

Da der Blindwiderstand des Hornes eineFolge der Massenträgheit der Luft im Hörnist, genügt eine Federsteife gleicher Größeum den Einfluß zu kompensieren. Bei der„Back Loaded Horns" ist es allerdings nichtmöglich, die Federsteife unabhängig vonder Membranaufhängung des Lautsprecher-chassis durch eine Luftkammer hinter denChassis zu realisieren (Klipsch), da hierbereits das Hörn selbst angebracht ist.

Die Konstruktion des Back Loaded Hornsist insofern erheblich schwieriger. Da dieFedersteife des Lautsprechers nicht verän-dert werden darf, muß das Hörn „maßge-schneidert" werden, wobei meist die Länge(maßgeblich für die untere Grenzfrequenz)und danach das Verhältnis von Hornhals-fläche zur Membranfläche festgelegt wird.

Je kleiner die Hornhalsfläche gewählt wird,umso größer ist der Wirkungsgrad der LS-Horn Kombination.

Bei richtiger Wahl der Fläche ist derSchalldruck des Hornes bei niedrigen Fre-quenzen gleich dem des Lautsprechers beihöheren Frequenzen.

Somit bleibt allerdings nur noch eine Mög-lichkeit; den Blindwiderstand mit der Feder-steife des gewählten Lautsprechersystemsgleichzusetzen. Je nach gewähltem Laut-sprecher kann dabei ein reines Expohornoder ein Hypexhorn die optimale Horn-form sein.

Hypexhörner bieten hier einen weiten Spiel-raum, da über dem Hypex Parameter T derBlindwiderstand ohne Änderung der Grenz-frequenz variiert werden kann.

Für T = 1 ergibt sich ein Expo HörnFür T = 0 ergibt sich ein sogenanntes Cate-noid Hörn (catenoid = Kettenlinie).

Di entsprechenden Kurven sind in der Gra-fik eingezeichnet.

Bei richtiger Berechnung können auch klei-nere Hornsysteme sehr gute Ergebnissebringen, nur ist, wie gesagt, die Berechnungsehr kompliziert und nur für einen be-stimmten Lautsprecher richtig.

Es ist daher unbedingt auf vorhandeneKonstruktionen zurückzugreifen, Eigenent-wicklungen lohnen sich nur für Hifi-Fans,die über den nötigen Platz für „ausgewach-sene" Hörner verfügen.

Beispiel für ein kleines Back-Loaded Hörn.In Verbindung mit einem geeigneten Sub-woofer ist die Leistungsfähigkeit auch klei-ner Systeme beeindruckend und von größe-ren Baßhörnern kaum zu unterscheiden,(vgl. dazu die näheren Beschreibungen imR. A. E. Hornprospekt.)

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Hyperbolisch —

Parabolisch Konisch Exponential Catenoidal Zylindrisch

Baßhörner

Ist ein solches Expo- oder Hypexhorn vonendlicher Länge, so gilt für f, (die Fre-quenz, bei der das unterste Strahlungswi-derstandsmaximum liegt).

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Für das zylindrische Hörn (Transmission-Line) gilt dagegen:

Die Länge Le beinhaltet dabei eine Endkor-rektur, d. h. Le ist größer als die tatsächli-che Länge des Horns. Dabei ist für dieGröße der Endkorrektur der Radius derHornöffnung ausschlaggebend.

Die effektive Länge des Horns wird daherdurch die Größe der Hornöffnung beein-flußt.Hörn B mit einer effektiven Länge von 3 mund einer Horngrenzfrequenz von 10 Hzhat in diesem Fall die gleiche effektiveGrenzfrequenz (30 Hz) wie Hörn A miteiner effektiven Länge von 6 m und einerHorngrenzfrequenz von 27 Hz, nur hat sichdie Fläche von Hörn B gerade verdoppelt,während die Mundöffnung von Hörn A gut160-fach größer ist als die Halsfläche.

Hörn A ist bei einer Halsfläche von ca.150 cm2 und einem Munddurchmesser vonca. 1,8 m (2,54 m2) ein ausgewachsenes 30Hz Hörn für Wandaufstellung. Soll ein sol-ches Hörn in einer Raumecke betriebenwerden, so kann es ca. 75 cm kürzer gebautwerden, da die erforderliche Mundflächenur noch 1,3 m2 sein muß.

Hörner derartiger Abmessungen sind nichtüberall realisierbar, sollten aber auch nurdann in Betracht gezogen werden, wenn dieuntere Grenzfrequenz des Raumes unterdieser Frequenz liegt.

Ein 50 Hz Eckhorn (cut off Frequenz ca. 42Hz) ist mit einer nötigen Mundfläche von0,45 m2 bei einer effektiven Länge vonmind. 3 m schon praktikabler.

Dabei ist zu beachten, daß die Mundflächeweder zu klein noch zu groß werden darf!

Nach den Untersuchungen von Keele (Keele,D. B. Optimum Hörn Mouth Size; Conven-tion of the Audio Engineering Society 46,1973 New York) gibt es eine optimaleMundfläche abhangig von der cut off Fre-quenz und der Aufstellung des Hornes.

Wird die Flache zu groß gewählt, tretenerhebliche Reflektionen auf. Der Umfangeiner Mundöffnung sollte bei freier Aufstel-lung sowie für Mitteltonhorner nie viel grö-

ßer sein als die Wellenlänge der cut off Fre-quenz. Bei Baßhörnern darf die entspre-chende Fläche, wie bekannt, reduziertwerden. (Eckaufstellung)

Zurück zu den oben angesprochenen Hör-nern:Durch ein Reactance Annulling läßt sichdie Schallabstrahlung im Bereich der cut offFrequenz dieser Hörner erheblich verbes-sern:

Die Federsteife des Lautsprechers bestimmtzusammen mit dessen bewegter Masse dieResonanzfrequenz.

Für ein bestimmtes Hörn mit idealer Mund-fläche (s. o.) ergibt sich

AD = Sq inchAT = Sq inchMD = GrammT = Hypexparameter

Ein Lautsprecher mit einer bestimmtenbewegten Masse besitzt die richtige Feder-steife, wenn seine Resonanzfrequenz gleichder berechneten Frequenz fs ist.

Die Formel stammt aus dem Artikel vonPlach und William, daher die Angaben inSquare inch.

Diese „amerikanische Dimensionierung"soll aber im Augenblick keine Rolle spielen.

Die Formel zeigt eine noch immer nichtallen bekannte Tatsache:

Die Resonanzfrequenz des Lautsprecherssollte über der cut off Frequenz des Horns

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liegen, nur so wird ein Reactance Annullingüberhaupt möglich.

Weiterhin zeigt die Formel bereits den Ein-fluß von T, der bei Hypexhörnern unab-hängig von der unteren Grenzfrequenzvariiert werden kann, und die Abhängigkeitzwischen Membranfläche und Hornhalsflä-che.

Wie sinnvoll ein Reactance Annulling ist,zeigt die folgende Formel:(ebenfalls aus dem Artikel von Plach undWilliams)

Die akustische Leistung Pak eines Horn-lautsprechers ist bei einer gegebenen Gene-ratorspannung Eg und einer Frequenz f

Bl = KraftfaktorRc = SchwingspulenwiderstandRH = Strahlungswiderstand des Hornesco = 2n f

Der zweite Term im Nenner hat bei co = cocseinen Wert, da die Reaktanz des Hornes(XM = MH x CD) bei dieser Frequenz sehrgroß wird.

Bei optimalem Reactance Annulling ist beiwc der gesammte zweite Term gleich 0, Pakwird entsprechend größer.

Bei der konkreten Berechnung zeigen sichdie Grenzen des Möglichen. Für ein kleinesBaßeckhorn T = 1, U ca. 3,5 m, Hörn CutOff Frequenz 42 Hz, AM 0,45 m2, AH = 100cm2, AD = 200 cm2; müßten ein Treiber miteiner bewegten Masse von 10 g = 125 Hzund 50 g = 71 Hz Resonanzfrequenz haben.Die entsprechende Nachgiebigkeit der Auf-hängung CMS wäre dabei 0,16 x 10"3 b e i 10 gund 0,1 x 10"3 bei 50 g.

Hier zeigt sich, daß die höhere Membran-masse als zusätzliche Masse eine entspre-chend höhere Federsteife erfordert.

Ebenso zeigt sich an der Resonanzfrequenz,daß die Federsteife der benötigten Laut-sprecher bereits für T = 1 und große Horn-halsflächen recht hoch sein müssen. ImBereich von T = 1 bis T = 0,3 ist eineAnpassung an einen bestimmten Lautspre-cher ohne Einfluß auf die Grenzfrequenzmöglich. Dieses Verfahren ohne kompli-zierte Berechnung ist nur mit sehr großenHörnern tiefer Grenzfrequenz oder speziel-len Lautsprechern möglich. Eine bessereAnpassungsmöglichkeit bietet sich mit den„Front loaded Hörn". Hier kann einezusätzliche Luftkammer hinter der Laut-sprechermembran angebracht werden.

Durch dieses zusätzliche Luftvolumen läßtsich die gewünschte höhere Resonanzfre-quenz für jeden Lautsprecher individuellrealisieren.

Die Berechnung erfolgt wie bei einergeschlossenen Box und ist daher sehr ein-fach (s. Kap. geschlossene Box).

Bl = KraftfaktorRc = SchwingspulenwiderstandRH = Strahlungswiderstand des Hornesco = 2n f Normalisierter Strahlungswiderstand Wirkwiderstandsanteil R»

Normalisierter Strahlungswiderstand Blindwiderstandsanteil

Normalisierter Strahlungswiderstand Blind- und Wirkwiderstand

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Kugelwellenhörner

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Das Tractrixhorn, bei dessen Flächenbe-rechnung von kugelförmigen Schallwellenim Hörn ausgegangen wird, ist bei gleicherÖffnungsfläche kürzer als ein Exponential-horn. Da die Berechnung dieser Hörnernicht ganz unkompliziert ist, können dieentsprechenden Werte auch aus der Grafikabgelesen werden.

Nachdem eine geeignete Grenzfrequenz fest-gelegt worden ist, sind, ausgehend von derHornmundfläche, alle Flächen auf der ver-tikalen Skala und die dazugehörigen Län-gen auf der horizontalen Skala angegeben.Die notwendige Gesamtlänge ist abhängigvom verwendeten Treiber, die horizontaleSkala wird bei Treibern von mehr als 8"Durchmesser entsprechend parallel verscho-ben. Die Hornhalsgröße der verschiedenenHörner folgt den Empfehlungen von Dins-dale, die Hornhalsfläche hat ca. 30% derMembranfläche, diese Werte können natür-lich geändert werden um das Hörn speziellan bestimmte Treiberparameter anzupas-sen.

Die Tractrixkurve ist ursprünglich von Leibnitz im Jahr 1690 entwickelt worden, hat aberihren Namen von Huygens^der sie erstmals analytisch löste.

Flächenentwicklung von Tractrixhörnern bei Eckaufstellung. Grenzfrequenzen 30 bis 120 Hzverwendbare Treiber: 8" bis 24" (20 bis 60 cm) Durchmesser.

Länge in inch 1 in = 2,54 cm

ergibt sich die Gleichung von Baidock und Wilson.

Diese Gleichung ist äquivalent mit Dinsdales Gleichung wenn a = Lambda/^ eingesetztwird. Über die Beziehung:

— 5p£

integriert ergibt sich:

x

or x

Die Tractrixgleichung ist im Prinzip recht leicht herzuleiten. In der Literatur finden sich dieverschiedensten Gleichungen, die ineinander umwandelbar sind. An jedem Punkt der ge-krümmten Homkontur eines runden Tractrix-Hornes läßt sich eine Tangente anlegen, diein Mittellinie schneidet. Der Berührungspunkt definiert mit der Mittellinie den Radiuseiner Kugelweite im Hörn. Für die Steigerung am Berührungspunkt (Hornöffnungswinkel)gilt:

Tractrixkurven für Baßhörner bei Eckauf-stellung

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Freq.(Hz)

30405060708090

100110120

Wave-length

(ft)

37 5281322 5187516 0714 0612511 2510 239 38

Diameter(ft)

11 948 957165 975124 483 983 583 252 98

Area(sq ft)

111 9862 9240 2728020 5915 77124410 078 306 98

Mindestabmessungen der Hornmundoff-nung bei freier Aufstellung

Freq(Hz)

30405060708090

100110120

Cut-off

freq(Hz)

253342505866758492

100

Flarecoeff.( f t 1 )

278366466555644733833932

1 021 11

Areaincrease(%ft"1)

3244597490

108130154178205

Doub-lingdist(ft)

2 491 891 491 251 08

945832744679624

Nomdia.(in)

3 i56 i8

10

Area(sq in)

9 621964331950 2778 55

Effec-tivearea

(sq in)

6 7413 7523 23351954 99

Throatarea

(sq in)

2 024126 97

105616 50

Throatarea

(sq-ft)

014029048073114

Empfohlene Hornhalsoffnungen für Horn-lautsprechersysteme

selbstverständlich können auch andere Wer-te gewählt werden, wenn höherer Wir-kungsgrad oder geringere Verzerrungswerteerreicht werden sollen

Freq.(Hz)

30405060708090

100110120

Area(sq. ft)

2815 7310 07

7 05153 943112 522 071 74

Dia(ft)

5 974 473 582 982 562 241 991 791 621 49

Sqside(ft)

5 293963172 642 271 981 761 581 441 32

Rectsides(ft)

4 693 522 812 342 011761 561 411 271 17

5 974473 582 982562 241 991 791621 49

Mindestabmessung der Hornmundoffnungbei Wandaufstellung

Freq.(Hz)

30405060708090

100110120

Area(sq ft)

1407 875 03352 571 971 551 261 040 87

Dia.(ft)

4 223162 532111 801 581 411271 151 05

Sq.side(ft)

3 752 812 241871 601 401 251 121 020 93

Rectsides(ft)

3 322 491 991 661 421241 100 99509040 829

4 223162 532111 801 581 411 271 151 05

Freq(Hz)

200250300350400450500550600700800900

10001100120013001400150020002500

Cut-off

freq.(Hz)

166208250292330375420458500580660750840920

100010831166125016602080

Flarecoeff( i n ' )

155193233271307349391426465539614698781855930

1 011 081 1631 541 93

Areaincrease(%m-1)

1721263136424853597185

101118135153175196218368590

Doub-lingdist(in)

4483 592 972 562 261 981 771 631 491 291 13

993887810745686642596450359

Exponentialkonstanten

Doubhng dist = Entfernung zwischen jederFlachenverdopplungNom dia (in) = Große der Lautsprecher-chassis3 5 in = 9 cm, 5 in = 13 cm, 5 5 in = 17 cm,8 in = 20 cm, 10 in = 25 cmEffective area = effektive MembranflacheThroat area = Hornhalsflachesqin (Square inch) = 6,4516 cm2

sqft (square feet) = 930 cm2

Freq, (Hz) = Frequenz der Hornberech-nungCut-off Freq (Hz) = -3 dB FrequenzWavelength = Wellenlange der FrequenzDiameter = DurchmesserArea = Flachesq Side = Seitenlange bei quadratischerÖffnungRect Sides = Seitenlangen bei rechteckigerÖffnung

Flare coeff = Offnungskonstante

Area increase = Flachenzunahme in Prozent

Mindestabmessung der Hornmundöffnungbei Eckaufstellung

200250300350400450500550600700800900

10001100120013001400150020002500

Wave-length

(in)

67 554045 038 5733 753027 024 5522 519 2816881513512 2711 2510 389 6496 75540

Dia.(in)

32 225 821 518416114312911 7107

9281726 45 95 44 94 64 33 22 6

Area

8154522 93651265 9203 616061307107 589 966 551 540732 227 322 91881661458 05 3

Sq.side(in)

28 622 319116314312711 41049582726 4575 24 84 3413 82 82 3

Rect.sides(in)

25 3 32 220 3 25 8169 21 5145 184126 161113 143101 12992 11784 10772 9263 8156 7251 6446 5942 5439 4936 4634 4325 3220 26

Freq(Hz)

30405060708090

100110120

3iEx

27 31921411129177 696485 574 904 34

Tr

2511761281018 236 835 754 914 303 79

!

Ex

24 7172126

9888 056 705 614 79418368

i

Tr

22 515611 38 787115844 884133 58313

6iEx

22 915811 58 987 256 015004 253 693 23

Tr

20 71421027886 315154 273 593 092 68

(

Ex

21 41471068 226 605444 503 803 282 85

i

Tr

1921319 37125 664583 773142 682 30

10

Ex

1981359 627 425 924833 973 32284246

Tr

1761198306 324 983 973 242 662 24191

Lange eines Baßhorns (feet) bei verschiedenen Offnungskonstanten,Wandaufstellung Ex = Exponentialhorn Tr = Tractnxhorn (Kugelwellenhorn) Die Werte fürdie Tractnxhorner sind angenähert

Freq.(Hz)

30405060708090

100110120

3iEx

24 81731269 958106 755 654834 223 72

Tr

22615711 38 857165 894 924173 62317

i

Ex

22 215311 18646965 754 784 053 51

Tr

20 01379 87 546 024 894 053 392 91

6 i

Ex

20 41399 987 736185 074173 51

Tr

1821238 666 635 244 213442 85

8

Ex

1891289 086 975 534 503 67

Tr

16711 27 765 874 59364294

10

Ex

17311 68126174 833 89

Tr

1511006805 07389303

Exponentialkonstanten für Mittel- undHochtonhorner

Lange eines Baßhorns für verschiedene Offnungskonstanten, EckaufstellungEx = Exponentialhorn, Tr = Tractnxhorn Die Werte für die Tractnxhorner sind angenähert

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Elektrostatische Lautsprecher —gibt es die originalgetreue Wiedergabe

Die originalgetreue Wiedergabe komplexerMusik ist bekanntlich keine leichte Aufgabefür einen Lautsprecher.

Sie erfordert nicht nur die exakte Repro-duktion aller Schallwellen vom 17 m bis 1,7cm Länge und Schalldruckpegel von 120 dB(1 : 1000000), erst die zeitliche Abfolge be-stimmter Frequenzen und Amplituden er-zeugt die Klangstruktur der Musikinstru-mente.

So unterscheiden sich einige Musikinstru-mente kaum in den Frequenzen, die sie er-zeugen, allein die Reihenfolge der Grund-und Obertöne bewirken einen völlig unter-schiedlichen Klang.

Ein weiteres Problem bei der Wiedergabekomplexer Musik sind die sogenanntenmikrozeitlichen Pegelschwankungen verschie-dener Instrumente.

Diese Lautstärkenschwankungen angehalte-ner Töne informieren über das „Gattungs-timbre", ob ein Klang von einem Blas- oderStreichinstrument erzeugt wird. Mit derZahl der Instrumente eines Orchesterssummieren sich dabei die Anforderungen anden Lautsprecher ganz erheblich. Kleinstezeitliche oder dynamische Fehler werden beider Wiedergabe sofort als undifferenzierterKlang hörbar.

Um keine Illusionen aufkommen zu lassen,die perfekte Musikreproduktion über Laut-sprecher ist unmöglich, auch wenn einigeWerbeprospekte anderer Meinung sein soll-ten.

Sobald die Wiedergabequalität die Aufnah-mequalität erreicht, kann man von optimalerWiedergabe sprechen, eine weitere Steige-rung ist logischerweise nicht möglich.

Jeder, der den Klang eines guten Kopfhörerskennt, weiß wie gering dieser Unterschiedmittlerweile sein kann.

Warum ist eine Wiedergabe mit Kopfhörer-qualität eigentlich so schwer zu realisieren?

Ein kurzer Seitenblick zur Aufnahmetechnikbietet eine deutliche Erklärung. Ein winzigesStück einer wenige tausendstel Millimeterdicken Kunststoff-Folie ist das Kernstückder besten Studiomikrophone.

Praktische masselos folgt diese Folie alsMembran eines Kondensatormikrophons denSchallschwingungen der Luft. Ein aufge-dampfter Metallbelag auf der Folie und einefeststehende Gegenelektrode ergeben einenKondensator, der zur Erzeugung eines elek-trischen Signals genutzt werden kann.

Durch den konsequenten Verzicht auf be-wegte Masse, Schwingspulen und Magnet-felder sowie den Einsatz modernster Techno-logien ist inzwischen eine fast perfekteUmwandlung von akustischer in elektrischeEnergie möglich geworden.

Bei der Entwicklung einer neuen Studio-Mi-krophonserie des dänischen Meßgeräte-Spe-zialisten „Bruel & Kjaer", die auch dieanspruchvollsten Aufnahmesituationen mei-stern sollte, zeigte sich wieder sehr deutlichwie wichtig diese Kombination aus dyna-misch und zeitlich richtigem Impulsverhal-ten ist.

Nur ein praktisch masseloses System ist inder Lage, beide Parameter simultan zu erfül-len, ohne Kompromisse einzugehen.

Bei einem masselosen System liegt die theo-retische mechanische Resonanzfrequenz un-endlich hoch, bei den realisierten Mikropho-nen ist die unterste Resonanzfrequenz mitca. 50 kHz noch immer weit oberhalb desHörbereiches.

Geringste Masse bedeutet bestes Impulsver-halten, hohe mechanische Resonanzfrequenzbedeutet lineares Phasenverhalten, da Pha-sendrehungen immer erst im Bereich dieserResonanzfrequenz oder darüber auftreten.

So ist z. B. der Phasenfrequenzgang desMikrophons 4007 von 50 - 20 kHz innerhalbvon ± 5° linear.

Bei den elektrostatischen Kopfhörern wirddieses Prinzip umgekehrt verwendet, hierwird ebenfalls eine Folie zwischen zweiMetallgittern aufgehängt. Wird diese Folieelektrostatisch aufgeladen, kann sie durchAnlegen einer elektrischen Spannung an dieMetallgitter bewegt werden.

Da auch diese Folie praktisch masselos istund über die gesamte Fläche gleichmäßigangetrieben wird, reproduziert sie exakt dasvom Mikrophon aufgenommene Signal. Dergeringe Unterschied zwischen Aufnahmeund Kopfhörerwiedergabe resultiert aus derÄhnlichkeit und Kompromißlosigkeit derbeiden Wandler. ' ' ; '~

Eine Vergrößerung der strahlenden Flächeführt zu den elektrostatischen Lautspre-chern.

Dieser Wandler besitzt alle Vorteile deselektrostatischen Kopfhörers und reprodu-ziert auch kleinste Details so, wie sie vomMikrophon aufgenommen wurden. Da auchhier die Folienmembran über die gesamteFläche gleichmäßig angetrieben wird, beein-trächtigt die etwas größere Masse anders alsbeim dynamischen Membranlautsprechernicht das Impulsverhalten des Wandlers.

Der elektrostatische Lautsprecher bestehtpraktisch aus einer unendlichen Zahl masse-loser angetriebener Einzelmembranen, wäh-rend beim dynamischen Tauchspulenlaut-sprecher der größte Teil der bewegten Massenur die Verbindung zwischen Antrieb undUmgebungsluft herstellt.

Der geringe Abstand der beiden Metallgitterermöglicht leider keine großen Auslenkun-gen der Folie. Soll ein solcher Elektrostat zurReproduktion eines gesamten hörbaren Fre-quenzbereiches eingesetzt werden, so erge-ben sich recht unhandliche Abmessungen.Dieser Umstand hat die Verbreitung derfilektrostaten in der Vergangeheit gründlichbehindert.

Einige bekannte Exemplare besitzen Mem-branflächen von über 2 m2 und müssen den-noch im Baßbereich als Kompromiß betrach-tet werden.

Als Ausweg bietet sich nur die Möglichkeit,einen kleineren Elektrostaten mit einemSchwingspulenlautsprecher zu kombinieren.Die Realisierung einer solchen Kombinationist jedoch alles andere als einfach.

Alle Schwingspulenlautsprecher arbeiten be-kanntlich nach dem Prinzip des massege-

hemmten Wandlers, bei dem ein Großteilder Antriebsleistung zur Überwindung derMassenträgheitskräfte verbraucht wird.

Nur wenige Lautsprecher mit sehr stabilen,leichten Membranen und exzellentem Im-pulsverhalten sind daher zur Kombinationmit Elektrostaten geeignet.

Um die nötigen Membranamplituden unddamit ungewünschte Verzerrungen in eng-sten Grenzen zu halten, ist der Einsatz einesBaßhorns sehr empfehlenswert.

Besondere Bedeutung gewinnt bei solchenKombinationen die Frequenzweiche, dieden Wandlern die entsprechenden Fre-quenzbereiche zuführt.

Eine Frequenzweiche mit ungenügenderFiltersteilheit ist für den Klang ebenso rui-nös wie eine Frequenzweiche mit schlech-tem Impulsübertragungsverhalten. Eine ge-lungene Kombination bietet dagegen alleVorteile eines Elektrostaten mit besserenBaßwiedergabeeigenschaften bei erheblichgeringerem Platzbedarf.

Gibt es bei allen Vorteilen dieser Elektro-staten eigentlich keine Nachteile?

Durch die relativ große Strahlerfläche wirdder Schall stark gerichtet abgestrahlt. Dieseoft als negativ beurteilte Eigenschaft bedeu-tet aber auch, daß Reflektionen von denRaumwänden kaum stattfinden können.Dadurch werden klangliche Überlagerun-gen von Aufnahme- und Wiedergaberaumvermieden. Der Wiedergaberaum bleibtpraktisch ausgesperrt, ähnlich wie es beiKopfhörerwiedergabe erlebt wird, der nurden Auf nahmeraum reproduziert undsonst nichts.

Die Folge ist, daß elektrostatische Wandlersehr genau auf den Hörplatz ausgerichtetwerden müssen, damit er so gut klingt, wieer kann. Diese Einschränkung des Hörbe-reichs wird jedoch von denen, die nur aufdie absolute Klangqualität achten, nicht alsstörend empfunden.

Das Römer ELS-Hornsystem ist ein Bei-spiel für ein Hybridsystem von Elektrostatund Schwingspulenlautsprecher.

Im unteren Frequenzbereich wird ein Pods-zus-Görlich Chassis eingesetzt (s. Lsp.-Handbuch, Kap. Podszus-Görlich Lautspre-cher). Durch die extrem leichte und ver-windungsfreie Hartschaummembran besitztdieses Chassis elektrostatenähnliche Klang-eigenschaften und eignet sich daher beson-ders zur Kombination mit Elektrostaten.Durch den Einsatz eines kleinen Back-Loa-ded Baßhorns mit angepaßtem Subwoofeigenügt ein Membrandurchmesser von 20 cmzur Baßwiedergabe, was natürlich dem Impuls-verhalten im gesamten Arbeitsbereich zugu-te kommt.

Um die Qualität des verwendeten Elektro-staten optimal ausnutzen zu können, werdendiese mittels einer von R. A. E. speziell füiElektrostaten entwickelte Röhrenendstufeeingesetzt, die den sonst nötigen Eingangs-übertrager überflüssig macht.

Das Gesamtergebnis ist ein Baßhorn, dasmanchmal wie ein Elektrostat klingt und eirElektrostat, der wie ein Baßhorn klingt.

R. A. E. ELS-Hybridbaßhörner. Ein Schritweiter zur Realität.

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Gegen-Kopplungen

Dieser ehemals technische Begriff ist imBereich der Lautsprechertechnik mittler-weile zum Werbeschlagwort reduziert wor-den Anbetrachts dessen, was die Gegen-kopplung leisten soll, ist man geneigt, anWunder zu glauben Andererseits machenRegelschaltungen mit bekannter Eigenwil-hgkeit oft genau das Gegenteil von dem,wofür sie gebaut werden Dadurch wird dasGanze schon wieder ein bißchen fragwür-dig Um die sinnvollen Gegenkopplungs-schaltungen von ihren werbewirksamenKollegen zu trennen, sind einige Kenntnisseder Materie notig Die folgenden Ausfuh-rungen sind aus diesem Grund etwasumfangreicher, enthalten dafür aber mitder vorgestellten Schaltung den ersten Teilder R A E „Aktivitäten", die Gegenkopp-lungsschaltung für Tieftonsysteme in unse-ren Aktivboxen

Diese Schaltung eignet sich ebenso fürSubwoofer wie für die Tief- und den unte-ren Mitteltonbereich in aktiven Mehrwege-boxen Wie sich zeigen wird, muß dabei lei-der auf Spezialchassis zurückgegriffenwerden, Patentlosungen mit herkömmli-chen Chassis scheiden bereits bei den erstenÜberlegungen aus

Derartige Versuche sind oft unternommenworden, meist mit Lautsprecherchassis mitzwei Schwingspulen, die Unlosbarkeit eini-ger Probleme hat die Entwickler jedochschnell wieder auf den Boden der Tatsachengeholt Zweifellos liefert das Chassis mitzwei Schwingspulen ein Signal, dessen Span-nung der Schwingspulengeschwindigkeitproportional ist, leider ist dieses Signalnicht das Einzige, was diese Spule zu bietenhat

Ein kurzer Test an einem solchen Chassismit blockierter Membran zeigt einen beein-druckenden Anteil störender Signale Dazwei Spulen in enger magnetischer Kopp-lung in einem hochpermeablen Kern ange-ordnet sind, gleicht die Konstruktion aufden ersten Blick einem Transformator Wiebei diesem wird das Musiksignal derAntriebsspule in die Abtastspule induziertBesonders ärgerlich wird dieser „Trafo-Ef-fekt" der elektromagnetischen Kopplung,wenn sich die Lautsprechermembran (undSchwingspulen) bewegen darf Die Kopp-lung wird augenblicklich ortabhangig, dasich die Position der Spulen zum permea-blen Kern ändert Da die Bewegung derSpulen bei einem Lautsprecherchassis vonder Lautstarke und/oder der Frequenzabhangig ist, kann man über den störendenSignalanteil der Abtastspule keine genauenAussagen treffen Da aber dieses Storsignalvollständig vom Gesamtsignal abgezogenwerden muß, um das Geschwindigkeitssi-gnal (Bewegung) zu erhalten, kann eine sol-che Schaltung nicht besonders gut funktio-nieren Nur wenn das Geschwmdigkeits-signal groß gegen den Storanteil ist, ist einhalbwegs brauchbares Signal für Rege-lungszwecke vorhanden

Da die Membranauslenkung bei einemLautsprecherchassis für gleiche abgegebeneund eingespeiste Leistung oberhalb derResonanzfrequenz im Quadrat zur Fre-quenz abnimmt, wird auch das Geschwin-digkeitssignal immer geringer Eine zweiteSpule als Abtaster funktioniert eigentlichnur in unmittelbarer Umgebung der Reson-anzfrequenz oder zur Demonstration, wiees nicht funktioniert

Bisher ist diese Schaltung allerdings auchnur ein Schritt in die richtige Richtung Alsnächstes muß der Einfluß des Blindwider-standskomponenten der Schwingspulemn-duktivitat eliminiert werden, andernfallswäre ein Abgleich nur für eine Frequenzmöglich Das Lautsprecherchassis ist einekomplexe Last mit einem Realanteil Rc,dem Gleichstromwiderstand der Schwings-pule, und einem frequenzabhangigen induk-tiven Anteil Ly Im Diagramm sieht das soaus

Der Widerstand des Lautsprechers ist eineFunktion der Frequenz, der Widerstand Rbleibt dagegen konstant Erst eine Erweite-rung der Schaltung verhilft zu brauchbarenErgebnissen, bei richtiger Dimensionierungder Spule L2 zeigt das Diagramm folgendes

Wenn beide Impedanzen auf Geraden lie-gen, die durch Null verlaufen, kann fre-quenzunabhangig eine Differenz gebildetwerden, die den Wert Null aufweist (Zustandoptimal, Regelvorgang beendet) Der rich-tige Weg für L2 ist zwar nicht leicht zu fin-den, aber es geht

Es ist sinnvoller, direkt mit dem Ausgangs-signal des Endverstärkers zu arbeiten, bei-spielsweise mit folgender, noch recht einfa-cher Schaltung Der Lautsprecher und derWiderstand stellen einen Spannungsteilerdar Je nach den Werten von L und R hegtan den Punkten 0 und 1 eine Spannung an,die einen bestimmten Bruchteil der Aus-gangsspannung der Endstufe entspricht (ersit U01 = 4 UA), zwischen den Punkten 0 und2 liegt eine Spannung an, die der Summevon Ausgangsspannung und der, in derSchwingspule induzierten, Spannung ent-spricht Bildet man eine gewichtete Diffe-rent beider Spannungen, so bleibt, wenn kgut eingestellt ist und konstant bleibt, nurdie in die Antriebsspule induzierte Span-nung U, übrig

U„2 - k x U01 = U,Schaltungstechnisch sieht das Ganze unge-fähr so aus

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henschaltung s. Zeichnung), ein kompletterSchwingspulentrager aus Konstantanblechstatt der üblichen Papier oder Alutrager istdagegen sehr gut für diese Aufgabe geeig-net. Das Ergebnis ist eine Compound-Spulemit einem Teil aus Kupfer für den Antriebund einer Spule aus Konstantanblech mitguten thermischen Eigenschaften, die aberkeinen nennenswerten Einfluß auf denAntrieb hat. Die entsprechende Elektroniksieht in etwa so aus:

Ein weiterer Punkt ist dagegen nicht soleicht zu lösen: die thermischen Problemederartiger Schaltungskonzepte. Der spezifi-sche Widerstand des Kupfers ist eine Frageder Temperatur, und das ganz ordentlich.Da an Lautsprecherschwingspulen Tempe-raturen von über 150°C auftreten können,gerät der komplexe Spannungsteiler ausdem Gleichgewicht. Anders als bei derInduktivität ist ein identischer Temperatur-gang von Z[ und Z2 kaum praktikabel.Dafür müßten beide Widerstände die glei-che Wärmekapazität besitzen und ther-misch eng gekoppelt werden. GleicheWärmekapazität ist leicht realisierbar, dieenge termische Kopplung bringt dann aberwieder die bereits bekannte zweite Spule.

Die Losung des Problems ist, um das langeNachdenken nicht zu wiederholen, ebensogenial wie einfach. Es gibt Metalle, derenspezifischer Widerstand nicht besonderstemperaturabhangig ist, Konstantan zumBeispiel. Eine zusatzliche Windung ausKonstantan genügt bereits, um ein Signalzu erzeugen, welches nicht temperaturab-hängig ist. Eine Windung ist im Prinzipauch schon eine Spule; die induzierte Stör-spannung ist aber, wie bei einem Transfor-mator, vom Verhältnis der Windungszahlenabhängig. Aus diesem Grund ist das Storsig-nal erheblich kleiner als bei einer zweitenidentischen Spule, und die Regelung funk-tioniert auch im Mitteltonbereich noch sehrgut. Leider hat Konstantan einen relativhohen Widerstand, sodaß der Einsatz vonKonstantandraht wenig sinnvoll ist (Rei-

Das untere Diagramm zeigt die Bedeutundes Abgleichs der Schaltung. Bei ordnungsgemäßem Abgleich arbeitet die Regelunauch bei Frequenzen über 500 Hz noceinwandfrei. Dafür ist allerdings ein großerer Meßgerätepark notwendig. Beim Einsatz als Subwoofer ist auch ein Abgleiclmit einfachen Mitteln möglich.

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Frequenzweiche

Eins vorweg! Selbst wenn von den techni-schen Daten her keine Zweifel über dieQualität der konzipierten Box bestehen,sollte niemand dem Irrtum unterliegen, eineoptimale Frequenzweiche sei einfach mitdem Taschenrechner kalkulierbar. Um sichselbst vor Enttäuschungen zu schützen,sollte jeder wissen, daß jede Frequenzwei-che auf rein theoretischem Wege nur grobangenähert ermittelbar ist. Im Grunde läßtsich gar keine Frequenzweiche „errech-nen"!!. Eine Weiche ist nur komplett neu„entwickelbar" mithilfe aufwendiger tech-nischer Hilfsmittel, wie Frequenzgenerator,Echtzeitanalysator oder Pegelschreiber hö-herer Qualitätsstufe, Phasenmesser, Oszil-loskop oder ganz wichtig, Polarfrequenz-messer (s. Kap. Studiolautsprecher) oder garschalltoter Raum.

Wer über diese Möglichkeiten gar nichtoder nur zum Teil verfügt, sollte vielleichtfertige Weichenvorschläge (Artnr. 02 oder200er Endnummer) oder, noch sicherer, aufunsere kompletten Bauvorschläge (800erEndnummern), die komplett bestückte Wei-chen oder Weichen-Kits enthalten, zurück-greifen.

Doch keine Angst. Auch wem diese Vorbe-dingungen als unerreichbar erscheinen, soll-te seinen einmal gefaßten Mut behalten,denn es gibt tatsächlich eine einzige relativeinfache Möglichkeit zur Optimierung vonFrequenzweichen oder Boxen ganz allge-mein: das Ohr!! (wenn man „es" hat). Nurist leider (oder zum Glück??) das Ohr keinabsolutes Meßinstrument (selbst wenn man„das Ohr" wirklich hätte). Nicht nur dieakustische Erinnerungsfähigkeit des Ohressondern hauptsächlich psychologischeGründe verhindern seine Anerkennung alsMeßgerät, denn wer kann sich schon davonfreisprechen, das zu glauben zu hören, was erhören möchte, positiv oder negativ, ganzegal, geschweige denn, sich von seinemeigenen „Hörgeschmack" leiten zu lassen.

Deshalb sollte bei der „Verfahrensweise-Ohr" immer!! eine sogenannte Referenzvorhanden sein. Das heißt, man vergleichtdirekt und möglichst ohne zeitliche Verzö-gerung (sogenannter A-B-Vergleich) dieeigene Entwicklung mit einem von unsselbst oder besser von Fachleuten, die nichtunbedingt aus der sogenannten „Hifi-Sze-ne" stammen müssen (s. so manchen Test-bericht in sogenannten „Hill-Zeitschriften"oder manche „Hifi-Fachberater"), anerkann-ten Vergleichslautsprecher (z. B. alle Stu-dio-Monitore oder Abhöreinheiten)!

Die Entwicklung eigener Frequenzweichen

Wie bereits angedeutet wurde, ist es außer-ordentlich schwierig, eine Frequenzweichezu „errechnen", zumindest soweit erhebli-che Abweichungen vom theoretischen'Ide-alfall vermieden werden sollten.

Grundsätzlich entscheiden die eingesetztenLautsprecherchassis über die Ausführungder Frequenzweiche, da die „Frequenzwei-che" nur ein dem Lautsprecher vorgeschal-tetes Filter ist, und daher

1. Die Durchlaßkurve des Filters und derFrequenzgang des Lautsprechers sowieder Phasenverlauf zusammen! betrach-tet werden muß.

2. Die mechanische und elektrische Belast-barkeit der verwendeten Lautsprechereine bestimmte Filtersteilheit erfordert.

3. Der frequenzabhängige Widerstand derLautsprecher (s. Impedanzkurve) dieFunktion der Frequenzweiche nachteiligbeeinflußt.

Grundsätzlich unterscheidet man verschie-dene Filtertypen und verschiedene Flan-kensteilheiten. Die gebräuchlichstenFiltertypen sinda) Chebyshev - Filterb) Butterworth - Filterc) Bessel - Filter

Die Flankensteilheit wird angegeben indB/oktave und gibt an, wie die Spannungam Lautsprecher im Sperrbereich des Fil-ters reduziert wird.

Gebräuchlich sind:6 dB/okt. = Filter ler Ordnung

12 dB/okt. = Filter 2er Ordnung18 dB/okt. = Filter 3er Ordnung24 dB/okt. = Filter 4er Ordnung.

Diese Werte bezeichnen die maximaleAbschwachung pro Oktave. Im Bereich derTrennfrequenz des Filters ist die Abschwä-chung pro Oktave je nach Filtertyp sehr vielgeringer. Die Ursache hierfür sind dieunterschiedlichen Anwendungsgebiete derverschiedenen Filtertypen.

Chebyshev-Filter wurden für die beste Sperr-wirkung entwickelt, das Impulsübertra-gungsverhalten ist allerdings nicht sonder-lich gut.

Besselfilter wurden für bestes Impulsüber-tragungsverhalten entwickelt, die Sperrwir-kung im Bereich der Trennfrequenz istallerdings sehr gering.

Butterworthfilter stellen einen Kompromißdar, bei guter Sperrwirkung ermöglichen sieein recht gutes Impulsübertragungsverhal-ten.

Als Ausgangspunkt für eine Frequenzwei-chenberechnung für einen „idealen"Lautsprecher mit linearem Frequenzgangund Phasenverlauf sowie konstantem Wider-stand R ist die Filterberechnung nach fol-genden Tabellen möglich:

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Butterworth-Filter

Bessel-Filter

Chebychev-Filter

Um aus den Tabellen die jeweils richtigen Werte für Lj 2i 3 .zu erhalten, multipliziere manden Wert L der jeweiligen Spalte der Tabelle mit:

Um aus den Tabellen die jeweils richtigen Werte für Cj 2, 3 ,^u erhalten, multipliziere manden Wert (c) der jeweiligen Spalte der Tabelle mit:

Z = Schwingspulen-Impedanzfc = gewünschte Übernahme-Frequenz.Lif2,3... u. C[ 2,3 *• Diagramm „Filterordnung"

n

12345

L,1

1,411,5

1,5311,545

(Q)

(1)(0,707)(6,67)(0,65)(0,64)

L2

1,410,750,630,59

(CJ

(0,707)(1,33)(1,577)(1,694)

L3

0,51,0821,382

(C3),

(2)(0,92)(0,72)

L4

2,611,12

(C4)

(0,383)(0,894) 0,309

(C5)

(3,24)

n

1234

11,3621,4631,501

(C.)

(1)(0,734)(0,684)(0,666)

L2

2,2041,1871,022

(C2)

(0,454)(0,843)(0,978)

L3

0,2930,613

(C3)

(3,417)(1,632)

L4

4,731

(C«)

(0,211)

L5 (C5)

n

1234

' L,1,0001,3031,6521,377

(C.)(1,000)(0,768)(0,605)(0,726)

L2

0,8390,6850,488

(C2)

(1,191)(1,460)(2,051)

L3

1,1081,517

(C,)

(0,903)(0,659)

U

0,887

(C4)

(1,127)

L 5 (C,)

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37

Filterordnung

Filier Driver Network18 db/Oktave

Filier Driver Network12 db/Oktave

Abhängig von der Flankensteilheit (Filter-ordnung) und dem Filtertyp ergeben sichbestimmte Überlappungsbereiche, was zurFolge hat, daß die verwendeten Lautspre-cher auch außerhalb ihres eigentlichen Ein-satzbereiches noch linear arbeiten müssen.Das führt zu erheblichen Problemen bei derKonzeption der Frequenzweiche.

Der Versuch, das Impulsübertragungsver-halten zu optimieren, führt automatisch zugroßen Überlappungsbreichen, da nur But-terworth-Filter 1. Ordnung sowie Bessel-Filter diese Forderung erfüllen.

In diesen Fällen muß der Hochtonlautspre-cher noch 2 Oktaven unterhalb und der TT-Lautsprecher noch 2 Oktaven oberhalb derTrennfrequenz fc arbeiten. Um die Fähig-keiten dieser Frequenzweichen nutzen zukönnen, muß der Hochtonlautsprecher me-chanisch sehr hoch belastbar sein, und derTT-Lautsprecher über ein exzellentes Im-pulsverhalten verfügen.

Es gibt nur wenige Lautsprecher, die sichmit solchen Frequenzweichen einsetzen las-sen.

Butterworth-Filter höchster Ordnung „ent-lasten" die verwendeten Systeme erheblich,da durch die höhere Flankensteilheit derTieftonlautsprecher nicht als Mittel- oderHochtonlautsprecher mißbraucht wird, dasImpulsverhalten wird dadurch jedoch, ge-messen an den oben genannten Weichennachteilig beeinflußt.

Frequenzweichen dieser Art sind daherimmer ein mehr oder weniger gelungenerKompromiß, wobei die gelungenen Kom-promisse das Ergebnis einer aufwendigenEntwicklung sind und sich die praktischeingesetzten Frequenzweichenbauteile er-heblich von denen eines theoretisch idealenButterworthfilters unterscheiden können.„Filier Driver"Eine Analyse der Vor- und Nachteile beiderSysteme führte zur Entwicklung der „FilierDriver Networks". Hier sollen die Nachteileder Butterworthfilter höherer Ordnungdurch ein zusätzliches System, dem „FilierDriver" eliminiert werden.

Die bessere Belastbarkeit der Lautsprecher-systeme und die theoretische Fähigkeit,Rechtecksignale zu übertragen, zeichnendiese Frequenzweichen aus, allerdings stehtund fällt auch hier die Qualität der Kombi-nation mit der Qualität und Anordnung derverwendeten Systeme.

Der „Filier Driver" muß über vier Oktavenlinear arbeiten, eine Forderung, die vonguten Mitteltonlautsprechern erfüllt wird,und beim Einsatz als Filier Driver in einer18 dB Weiche gegenüber den Tief- undHochtonlautsprechern einen um 6 dB höhe-ren Wirkungsgrad aufweisen.

Da der Filier Driver grundsätzlich übereinen 6 dB/okt. Bandpass betrieben wird,muß das verwendete Lautsprechersystemüber eine hohe mechanische und elektrischeBelastbarkeit verfügen sowie ein hervorra-gendes Impulsverhalten besitzen.

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Die Ruckwirkung des verwendeten Laut-sprechersystems auf die Frequenzweiche istbei allen passiven Frequenzweichentypenein Effekt, der keinesfalls unterschätzt wer-den sollte.

Die Schwingspuleninduktivität jeder Laut-sprecherschwingspule bewirkt einen fre-quenzabhangigen Anstieg des Lautspre-cherwiderstandes zu hohen Frequenzen.Dieser Anstieg kann die Wirkung der Spulein einer 6 dB Frequenzweiche fast vollstän-dig aufheben.

Ebenso kann ein Anstieg des Widerstandesim Bereich der Resonanzfrequenz des Laut-sprechers die Wirkung des Kondensators ineiner 6 dB Weiche aufheben. Bei Frequen-zweichen höherer Ordnung sind die Aus-wirkungen geringer, jedoch keineswegs ver-nachlassigbar.

Ein weiteres Problem wird bei der Verwen-dung von 12 dB/okt. Frequenzweichenoftmals hörbar.

Die Schwingspuleninduktivitat bildet mitdem Parallelkondensator der Weiche einenSchwingkreis, der die Funktion der Fre-quenzweiche beeinträchtigen kann.

Außerdem sollte grundsätzlich bei allenBemühungen, eine Frequenzweiche zu opti-mieren, niemals vergessen werden, daß dieLautsprechersysteme nicht alle Frequenzenin alle Richtungen gleich abstrahlen.

Für jeden Punkt in der Umgebung einerLautsprecherkombination, somit auch füralle indirekten Schallanteile, die als Folgeder Reflektion von Raumwanden gehörtwerden, bildet sich ein Summensignal,abhangig von der abgestrahlten Leistungund der Strahlungscharakteristik der jewei-ligen Systeme. Dieses Signal ist nicht iden-tisch mit dem Signal, das der Lautsprecherdirekt nach vorne abstrahlt. Die Abhörpo-sition und die Aufstellung der Lautsprecherim Raum sollten daher sorgfältig gewähltund wahrend der Entwicklung einer Fre-quenzweiche unbedingt beibehalten wer-den.

Lautsprecherchassis nicht in Phase.

Rechteckverhalten einer optimierten "Filler-Driver"-Kombinationa) Auf der Achse b) 15° neben der Achse c) 30° neben der Achse

WeichenbauteileDie geeignetsten Kondensatoren für hoch-wertige passive Frequenzweichen sind Fo-lienkondensatoren und MP-Kondensatoren.Sie fügen aufgrund ihres optimalen CosPhi-Faktors dem Eingangssignal keine Fäl-schungen hinzu und sind zudem selbsthei-lend und nahezu verlustfrei. Kondensato-ren sind in verschiedene Folientypen zuunterscheiden. Die besten sind unter ande-rem: POLYPROPYLEN, Polyester, metal-liesiertes Polyester, Polycarbonat etc. DieKurzbezeichnungen hierfür sind: MP, MKS,MKP, MKBS etc. Für NF-Zwecke in pas-siven Weichen ziehen wir MP, MKS,MKBS und für allerhöchste AnsprücheMKP vor.

Pegelabsenkung

Sehr oft muß der Pegel von Mitteltöneroder Hochtöner abgesenkt werden, weil sielauter sind als der Baß.

Leider wird häufig der Fehler begangen,einfach einen Widerstand in Reihe zumLautsprecher zu schalten.Dies ist völlig falsch, weil

a) sich der Gesamtwiderstand ändert unddamit die Weiche nicht mehr stimmt.

b) dadurch das Ein- und Ausschwingver-halten der Lautsprecher verschlechtertwird.

Deshalb muß also ein zweiter Widerstandparallel geschaltet werden, sodaß sich fol-gende Schaltung ergibt:

Berechnet werden die Werte von R, und R2

folgendermaßen.

(1)

(2)

RL Gleichstromwiderstandder Schwingspule

D Dämpfungsgrad absolut

Soll der Dämpfungsgrad D logarithmiscl(DCJB) angegeben sein, so gilt:

(3)

Rechenbeispiel:Ein Hochtoner mit dem Gleichstromwider-stand von 4ß soll um 2dB abgesenktwerden.

Durch Einsetzen in (3) erhält man:

Dieses Ergebnis wird in (1) und (2) einge-setzt.

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Für tiefe Übergangsfrequenzen werden all-gemein MP-Becher Kondensatoren verwen-det, da diese bei vergleichsweise niedrigemPreis mit den erforderlichen Spannungs-werten erhältlich sind. Für höhere Über-gangsfrequenzen werden Kunststoff-Folien-Kondensatoren gewählt (MKP, MKS,MKBS), ebenso, um MP-Kondensatorendurch Hinzuschalten auf die exakten Wertezu bringen.

Allgemein sei noch auf folgenden wichtigenSachverhalt hingewiesen: Das wichtigstebeim Bau der Weichen ist nicht das l%igeEinhalten der Werte, sondern vielmehr dieGleichheit beider Weichen, d. h. daß exaktgleiche Weichen gebaut werden müssen.Der Haupteffekt ist in der räumlichenAbbildung des Programms, sowie in derDurchsichtigkeit zu beobachten!! Ebensosollten natürlich alle verwendeten Chassispaarweise selektiert sein.

Paarweise selektiert zum Versand kommenbei R.A.E, die Chassis der Marken LOW-THER, HARBETH, PODSZUS, SHACK-MANundR.A.E.!

Für die Spulen in passiven Weichen giltähnliches wie für Kondensatoren. Als Bau-teile, die im Signalweg liegen sollen, müssenElemente allerhöchster Qualität verwendetwerden, damit die verwendeten Chassis zurvollen Entfaltung kommen können.

Allergrößte Aufmerksamkeit muß auf denOhmschen Widerstand (Gleichstromwider-stand) gelegt werden. Dieser beeinflußt inder Hauptsache das Impulsverhalten undden Wirkungsgrad der Box. Der Wider-stand einer Spule kann entweder über dieVerwendung großer Drahtquerschnitteoder von Eisenkernen bzw. Glokkenkernenverringert werden. Solange es wirtschaftlichvertretbar ist, sollten eisenkernfreie, d. h.Luftspulen verwendet werden. Die Gründesind in den verwendeten Eisenkernmateria-lien zu suchen, die bei höheren Leistungenin die Sättigung kommen und, ähnlich demTonband, damit übersteuert werden undVerzerrungen produzieren, die leicht hör-bar sind. Wer finanziell nicht in der Lageist, hochwertige Luftspulen zu verwenden,nehme auf jeden Fall Glockenspulen, dieunseres Erachtens nach die modernstenSintermetalle verwenden und damit dasgeringere Übel darstellen.

Die Qualität Ihrer Box hängt zum überwie-genden Teil von der Qualität der Weicheab. Da wir an den Entwicklungsarbeiten anden R.A.E.-Weichen trotz längeren Su-chens nicht an Luftspulen höherer Induk-tivität mit dem von uns gewünschtenWiderstand herankamen, waren wir ge-zwungen, diese selbst herzustellen. Selbst-verständlich können auch Sie nun von derQualität der R..A.E. Luftspulen profitie-ren.

Die in unserem Hause gewickelten Spulensind in ihrer Form einzigartig. Gewickeltwird mit dem CuL-Draht mit 0 2,12 mm,der geringste Ohmsche Widerstände zuläßt.Die Toleranz unserer Spulen liegt unterein-ander bei 1%. Dies ist erforderlich, damit

Kondensatoren0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101

300301302303330304305306307308309310311331332333334335336312313314315316317318319320322323324325326327328

Spulen

01010101010101010101010101010101010101

0101

350351352353354355356357358359370371372373374375376377378

379380

0,68 ftF MKS Folie, 100 V1,0//F MKS Folie, 100 V1,5 ftF MKS Folie, 100 V2,2 ftF MKS Folie, 100 V2,2 ß¥ MKS Folie, 63 V2,0 ftF MKBS Folie, 380 V2,7 ^F MKP 10 Folie, 300 V3,3 ßF MKS Folie, 100 V3,3 pF MKS 4 Folie, 400 V4,7 nF MKS Folie, 100 V6,8 p¥ MKS Folie, 100 V8,7 pF MKS Folie, 100 V

10,0 pF MKS Folie, 100 V15 fiF MKS Folie, 100 V22 ^F MKS Folie, 100 V33 pF MKS Folie, 100 V47 pF MKS Folie, 100 V68 ^F MKS Folie, 100 V

100 fiF MKS Folie, 100 V10,0 pF Tonelko, 63 V22,0 juF Tonelko, 63 V47,0 /uF Tonelko, 63 V10,0 pF ELCAP, Falcon, 60 V20,0 pF ELCAP, Falcon, 60 V30,0 ^F ELCAP, Falcon, 60 V60,0 /iF ELCAP, Falcon, 60 V80,0 fiF ELCAP, Falcon, 60 V

100,0 uF ELCAP, Falcon, 60 V10/^F Ton ELCO, 100 V22//F Ton ELCO, 100 V33 ^F Ton ELCO, 100 V47/;F Ton ELCO, 100 V68 pF Ton ELCO, 100 V82 ^F Ton ELCO, 100 V

100 ftF Ton ELCO, 100 V

0,25 mH, Luft, 0,12 Ohm0,3 mH, Luft, 0,58 Ohm0,4 mH, Luft, 0,62 Ohm0,5 mH, Luft, 0,65 Ohm0,6 mH, Luft, 0,69 Ohm0,8 mH, Luft, 0,63 Ohm1,0 mH, Luft, 0,55 Ohm1,5 mH, Luft, 0,59 Ohm2,0 mH, Luft, 0,63 Ohm2,5 mH, Luft, 0,69 Ohm3,0 mH, Glockenkern Siemens4,0 mH, Glockenkern Siemens5,0 mH, Glockenkern Siemens6,0 mH, Glockenkern Siemens7,0 mH, Glockenkern Siemens8,0 mH, Glockenkern Siemens9,0 mH, Glockenkern Siemens

12,6 mH, Glockenkern Siemens14,8 mH, Glockenkern Siemens,für Harbeth CO 8Autotrafo CO 5 HarbethAutotrafo CO 8 Harbeth

Lieferprogramm R.A.E. Luftspulen mit Rund-draht 0 2,2 mm

Art.-Nr. Art.-Nr.010101010101

400401402403404405

0140601407

bis 0,05 mH 01 421 bis 3,0 mHbis 0,1 mH 01 422 bis 3,4 mHbis 0,15 mH 01 423 bis 3,7 mHbis 2,0 mH 01 424 bis 4,0 mHbis 0,25 mH 01 425 bis 4,6 mHbis 0,3 mH 01 426 bis 5,0 mHbis 0,35 mH 01 427 bis 5,5 mHbis 0,4 mH 01 428 bis 6,0 mH

3901408014090141001411014120141301414014150141601417014180141901420

bis 0,5 mH 01429 bis 6,5 mHbis 0,6 mH 01 430 bis 7,0 mHbis 0,7 mH 01431 bis 7,5 mHbis 0,8 mH 01 432 bis 8,0 mHbis 0,9 mH 01 433 bis 9,0 mHbis 1,0 mH 01 434 bis 10,0 mHbis 1,3 mH 01 435 bis 11,0 mHbis 1,5 mH 01 436 bis 12,0 mHbis 1,8 mH 01 437 bis 13,0 mHbis 2,0 mH 01 438 bis 14,0 mHbis 2,2 mH 01 439 bis 15,0 mHbis 2,5 mH 01 440 bis 16,0 mHbis 2,7 mH 01 441 bis 17,0 mH

Dämmstoffe

Art.-Nr.01001

01002

01003

01006

Bailey Wolle, langfaserige Natur-wolle, für TL + BaßreflexB.A.F. Wadding, für geschl. Boxen+ TL, Breite 1,5 m, Dicke 5 cmStopfwatte Visaton, wie 01002, je-doch nicht selektiv wirkendPRITEX NG/14/2, genoppt,

Lautsprecher-Kabel

01020

01021010220102301024

01025

0103501036

Lautsprecherkabel, 2x2,5 eine Adermarkiertwie vor jedoch 2 x 4

Lautsprecherkabel1.200 Adern, 2x4, hochflexibel, ab-solute Spitze!Lautsprecherkabel „ Dynaudio SU-PERFLOW". transp., 1.400 Adern

Verbindungen

01026

01028

01029

01037

Stoffe

01030

0103101032

Lautsprecheranschlußklemmen, 2-pol. 0 2,5, stabile AusführungAnschlußdose rechteckig, 2-pol.Klemmverschluß, 8 x 6 cmAnschlußdose, rund, 2-pol., Klemm-verschluß 0 8 cmHIRSCHMANN-Polklemme, 0 für4 mm, Profianschluß für hohe Lei-stung

Lautsprecherbespannstoff, hochela-stisch, Breite 1,6 m, schwarzwie vor, jedoch braunBespannrahmenhalter, 6 Stck. Frau

Sonstiges

01033 Baßreflexrohr, variabel, 0 78 mm,L max 25 cm

Mechanikteile

010500105101052010530105401055

Reglei

0104C01 04101 04201043

i Einschlagmuttern, M4, 10 StcktEinschlagmuttern, M6, 10 Stck.

: Rampa-Muffen, M4 10 Stck.Rampa-Muffen, M6 10 Stck.Schrauben, M4 10 Stck.Schrauben, M6 10 Stck.

1 L-Regler, 30 Watt, MTL-Regler, 30 Watt, HT

'. L-Regler, 50 Watt: L.Regler, 100 Watt

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Besser als ein großer Subwoofer sind zweikleine, deren Aufstellung meist „akustisch"unproblematischer ist.

Auf dieser Basis gibt es bei R. A. E. ein abge-stimmtes Sortiment verschiedener kleinerLautsprecher, z. B. Harbeth, Görlich, die beiBedarf durch optimal angepaßte Subwooferergänzt werden können. Ebenso können vor-handene Boxen durch DCS-Subwoofer in denTiefbaßeigenschaften aufgewertet werden.So wird der Kauf kleiner Lautsprecherboxennicht von Anfang an zur Fehlinvestition, son-dern zum Einstieg in ein flexibles System.

Lieferbare DCS-Systeme

11 822 DCS 1 20 cm Treiber, 25 cm passiv11823 DCS 2 25 cm Treiber, 30 cm passiv11824 DCS 3 30 cm Treiber, 38 cm passiv11 833 DCS 6 Monobaß, 30 cm Baß mit

Schwingspulen und 38 cmpassiv

Das DCS-System

o oo oo ocr-o

. o0 0

Superhochtöner sinnlos oder sinnvoll??

Ohne auf die Problematik der Schallerzeu-gung, Aufnahme und Reproduktion nähereinzugehen, gibt es einige Gründe, die fürden Einsatz sogenannter Superhochtönersprechen.

Der wichtigste Grund ist dabei keineswegsdie Erweiterung des reproduzierbaren Fre-quenzbereiches, die erwiesenermaßen ober-halb von 20 KHz nicht mehr wahrnehmbarist, sondern die Verbesserung der Abstrahl-charakteristik im Bereich vom 10 bis 20bHz.

Eine Lautsprecherkombination muß eingleichmäßiges Abstrahlverhalten über einenweiteren Frenquenzbereich gewährleisten,damit beim Betrieb in einem Raum keine zugroßen, unnatürlichen Differenzen zwischendem direkten und dem indirekten, vonWänden reflektierten, Schallanteil auftritt.Das menschliche Gehör ist ein außeror-dentlich sensibles Meßgerät, es unterschei-det deutlich zwischen dem direkten Schall-anteil, der das Ohr zuerst erreicht und demverzögerten indirekten Schallanteil.

Lautsprecher, deren Schalldruckkurven vonvorne gemessen vollkommen identisch sind,werden unterschiedlich klingen, solange dasAbstrahlverhalten unterschiedlich ist.

Ebenso anders sich natürlich der Klang mitdem Raum und der Aufstellung. Da hoheFrequenzen in der Luft stärker abge-schwächt werden als tiefere, sind die Ent-fernungen zwischen Lautsprecher — Wand— Ohr ebenso am indirekten Schallanteilbeteiligt wie z. B. Vorhänge und Stofftape-ten, die die Reflektion hoher Frequenzenverhindern.

Glücklicherweise hat das menschliche Gehörzwei Vorteile, erstens kann es sehen, zwei-tens verfügt es über Erfahrung.

Jeder weiß wie hallig ein Badezimmerklingt und wäre außerordentlich verwun-dert, wenn ein solcher Raum plötzlich„schalltot" wäre.

In diesem Fall entspricht die Akustik nichtder Erfahrung die das Gehirn (und damitdas Gehör) bisher mit solchen Räumengemacht hat. Andererseits sind raumbe-dingte Klangänderungen nicht störend,soweit sie den Erfahrungen entsprechen.

Voraussetzung dafür ist allerdings, daß dieRaumeinflüsse nicht frequenzabhängig sind,oder anders gesagt, daß die Lautsprecher-kombination alle Frequenzen mit einemvergleichbaren Abstrahlwinkel reproduziert.Der Abstrahlwinkel eines Lautsprecher-chassis ist bei tiefen Frequenzen sehr groß.Solange die Membran kleiner als die abge-strahlte Wellenlänge ist, beträgt er minde-stens 180°.

Bei zu hohen Fre quenzen beginnt jederLautsprecher die Schallabstrahlung zu bün-deln, d. h. gerichtet abzustrahlen.

Um auch höchste Frequenzen ungerichtetabzustrahlen, muß daher die strahlende Flä-che erheblich kleiner sein als die Wellenlän-ge der höchsten abzustrahlenden Frequenz.

Bei einer Frequenz von 20 KHz mit einerWellenlänge von 1,7 cm sollte daher dieStrahlerfläche nicht mehr als 5 mm Durch-messer haben.

Obwohl die Herstellung eines solchen Laut-sprecherchassis mit einer 5 mm Membrangrundsätzlich möglich ist, ist dieser Wegleider nicht sehr erfolgversprechend. Da dieStrahlerfläche sehr klein ist, sind großeMembranamplituden bei hohen Frequen-zen nötig. Die dabei auftretenden Massen-trägheitskräfte verringern den Wirkungs-grad des Systems erheblich, gleichzeitig istdie Belastbarkeit einer 5 mm Schwingspulesehr gering.

Bei den R.A.E. Superhochtönern SH 26werden diese Probleme umgangen ohne dasAbstrahlverhalten zu verschlechtern.

Von der sehr leichten Mambran, die einenDurchmesser von 10 mm hat ist eineAluminiumplatte mit einer 5 mm großenÖffnung angebracht. Bei hohen Frequen-zen wird der Schall nur aus dieser Öffnungabgestrahlt, das Abstrahlverhalten ist dahersehr gut.

Bei niedrigen Frequenzen ist diese Öffnungallerdings zu klein. Da mit tieferen Fre-quenzen auch größere Luftvolumen durchdie kleine Öffnung gepreßt würden, wärenhörbare Verzerrungen unvermeidlich. Miteinem kleinen Kunstgriff läßt sich dasjedoch vermeiden.

Rund um die 5 mm große Öffnung sindSchlitze angebracht, die im Prinzip wieBaßreflextunnel wirken. Bei tiefen Fre-quenzen sind diese Schlitze „akustisch"offen, bei höheren Frequenzen sperrt dieMassenträgheit der Luft in den Schlitzenjeden Strahlungsdurchgang (s. Baßreflex-prinzip).

Dieses Konstruktionsprinzip verbindet dasgeforderte Abstrahlverhalten mit sehr ho-hem Wirkungsgrad und hoher Belastbar-keit.

Es sollte jedoch immer daran gedacht wer-den, daß dieser Lautsprecher ein Super-hochtöner für den Bereich über 9 KHz ist.Dieses Chassis kann den Hochtöner nichtersetzen, nur verbessern. Dadurch unter-scheidet sich dieser Lautsprecher von densogenannten Bändchen-(Ribbon)-Lautspre-chern, die zwar Frequenzen bis über 40KHz reproduzieren, deren Abstrahlverhal-ten aber wegen der großen strahlenden Flä-che schlechter ist als das guter Hochtonka-lotten.

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SynthesenAus dem theoretischen teil des Handbucheslassen sich einige konkrete Hinweise ablei-ten. Bei der großen Zahl von Bauvorschlä-gen ist es nicht einfach, eine vernünftigeEntscheidung zu treffen, da nachträglicheÄnderungen der Gehäusegröße nur nochschwer möglich sind. Die Gehäusegröße istaber nach wie vor der entscheidende Faktorfür Wirkunsgrad und maximalen Schall-druck, also die Dynamik einer Lautspre-cherkombination. Diese Tatsache läßt sicham Beispiel der R.A.E.-Harbeth Lautspre-cherboxen zeigen.

zum Beispiel Harbeth ML

Bereits die kleinste Version „Harbeth ML"klingt dank des Harbeth Chassis ausge-zeichnet, ist aber mit dem kleinen 7 Ltr.-Gehäuse nicht für hohe Abhörlautstärkengeeignet. Dafür können Durchzeichnung,Auflösung und räumliche Tiefe Maßstabfür so manche renommierte Box sein.

zum Beispiel Halbling

Die gleichen Lautsprecherchassis findenauch im R.A.E. „Halbling" Verwendung(Art.-Nr. 11 825 -11 827). Durch ein größe-res Gehäuse wird dabei die Tiefbaßwiede-gabe erheblich verbessert. Damit ist dieseLautsprecherbox der ideale Kompromißfür alle, die zugunsten einer detaillierten,räumlichen Stereowiedergabe auf hohe Laut-stärken verzichten können. Mit dieser Boxsind die Leistungsgrenzen eines 13 cmChassis erreicht. Eine weitere Vergröße-rung des Gehäuses bringt mit dem kleinenChassis keine Verbesserung mehr. Im Ge-genteil, die Belastbarkeit der Box im Baß-bereich würde durch diese Maßnahmeerheblich reduziert.

zum Beispiel Amor

Durch den Einbau eines zusätzlichen, grö-ßeren Baßchassis mit einem entsprechendgrößeren Gehäuse läßt sich der maximaleSchalldruck natürlich vergrößern. Wird dieÜbernahmefrequenz zum Harbeth Chassistief genug gewählt, so bleiben dessen klang-liche Vorzüge unbeeinflußt. Eine solcheBox wie R.A.E „Amor" (Art.-Nr. 11 828 -11 832) wäre der optimale Kompromiß füralle, denen ein hervorragendes Auflösungs-vermögen ebenso wichtig ist, wie eine sau-bere Wiedergabe bei Schalldruckpegelnoberhalb der Zimmerlautstärke. Durch eineKombination des Transmission-Line undBaßreflexprinzips wird eine beeindrucken-de Tiefbaßwiedergabegabe trotz des nochrelativ kleinen Gehäuses erzielt.(Abmes-sungen ca. 80 cm H x 25 cm B x 45 cm T).Diese Box zeigt bereits die Grenzen derBaßreproduktion in normalen Räumen (s.Kapitel Raumakustik).

zum Beispiel Rhön

Eine weitere Vergrößerung des Gehäuses,um eine noch tiefere Grenzfrequenz zuerzielen, wäre in den meisten Fällen sinnlos.

Dagegen ist ein größeres Gehäuse mit ent-sprechend höherem Wirkunsgrad bei glei-cher unterer Grenzfrequenz natürlich niefalsch. Das Dynamikverhalten eines sol-chen Lautsprechers ist bei richtiger Ausle-gung kleineren Boxen überlegen, da durchden weiter vergrößerten maximalen Schall-druck die Impulsspitzen, die in jedemMusikprogramm vorkommen, noch besserübertragen werden. Ein solcher Lautspre-cher klingt noch lebendiger, der Preis dafürist allerdings nie gering. Um das gute räum-liche Auflösungsvermögen der kleinen Laut-sprecherchassis mit den kleinen, leichtenMembranen nicht zu verlieren, müssen dieChassis und Trennfrequenzen sorgfältiggewählt werden. Bei der R.A.E. „Rhün"(Art.-Nr. 11 806) wird aus diesem Grundder größere Bruder des Harbeth Chassis,der Typ LF 8 MK 3 eingesetzt, um auch imMitteltonbereich den nötigen Schalldruckzu erzielen. Auch im Hochtonbereich mußin diesem Fall auf andere, erheblich teurereChassis zurückgegriffen werden, um eineDynamikkompression in diesem Bereich zuvermeiden. Diese Lautsprecher sind dieoptimale Lösung für alle, die ungern Kom-promisse eingehen.

zum Beispiel das DCS-System

Um Fehlinvestitionen zu vermeiden, bie-tet R.A.E, ab Sommer 1983 mit den DCSSubwoofern (Double Cavity Systems) ein„System im System" an (Art.-Nr. 11 822 -11 824). Eine Reihe sehr guter, kleinererBoxen mit „Harbeth" und Podszus-GörlichChassis bilden die Basis für ein flexiblesLautsprechersystem. Diese Boxen könnenmit den „DCS" Baßeinheiten kombiniertwerden. Durch verschiedene Baßeinheitenist so eine optimale Anpassung an die ver-schiedenen Ansprüche und Räume möglich(s. auch Kapitel Subwoofer).

Anders als bei den bekannten Subwoofer-systemen ist hier der Einsatz von zwei Baß-einheiten vorgesehen, um das bekannteMono-Baßproblem auszuschalten. Die Baß-einheiten können allerdings auch in einigerEntfernung von den Mittelhochtoneinhei-ten aufgestellt werden, da die Trennfre-quenz sehr niedrig liegt.

Das DCS-System kann die Physik nichtüberlisten. Auch hier bleibt die Größe einmaßgeblicher Faktor, der Vorteil liegt inder Möglichkeit, mit dem Bau kleiner guterBoxen zu beginnen und diese später, je nachAnsprüchen und finanziellen Möglichkei-ten, durch das DCS-System gezielt zuverbessern.

zum Beispiel Nachbau von Fertigboxen

Beim Nachbau bekannter Fertigboxen gilthinsichtlich der Gehäuse- und Chassisgrößedas oben gesagte natürlich auch. Bei diesenBausätzen, in denen z. T. sehr hochwertigeChassis eingesetzt werden, gibt es nocheinige Verbesserungsmöglichkeiten. So las-sen sich bei Bausätzen statt der serienmäßi-

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gen Fertigweichen auch Frequenzweichenmit besseren Bauteilen (2,2 mm0 Draht,bessere Kondensatoren) einsetzen. DieseWeichen sind zwar teurer, aber der Qualitätder Chassis angemessener (s. Kapitel dasR.A.E.-Frequenzweichenprogramm).

Auch die Gehäusepläne sind meist auf ein-fachen Nachbau ausgelegt; mit etwas tech-nischem Geschick läßt sich hier noch vielverbessern. Einige Verstärkungen innerhalbdes Gehäuses sind gerade bei geschlossenenund Baßreflexboxen sehr wichtig, da hierkeine Faltungsbretter diese Aufgabe über-nehmen (vergl. Kapitel Gehäusematerial,Dämmstoffe).

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R. A. E. Aktiv wie immer

Unsere ausgesprochene Abneigung gegenAktivboxen ist mit Sicherheit keinem, deruns kennt, verborgen geblieben. Wir habenzu viele schlechte Erfahrungen mit ver-schiedensten aktiven Frequenzweichen undVerstärkern gemacht, um diese Aktivkon-zepte im Selbstbau zu propagieren. Auchdie verlockenden Möglichkeiten der aktivenBaßentzerrung haben uns von dieser Mei-nung nicht abbringen können; dieser Vor-teil wiegt die Probleme zusammengewürfel-ter Komponenten bei weitem nicht auf. Erstmit der Entwicklung eigener Verstärker wieder Röhrenendstufe für Elektrostaten undeiner Rohrenleistungsendstufe ohne Aus-gangsübertrager und ohne Ausgangskon-densator (ein absolutes Novum im Hifi-Be-reich), einer Röhrenvorstufe und einer klei-nen Rohrenendstufe für den Mitteltonbe-reich mit 30 W Leistung, sind wir in derLage, komplett abgestimmte hochwertigeAktivkonzepte zu erstellen. Dabei wird inerster Linie von der aktiven Baßentzerrungunter Berücksichtigung des Gutefaktors 0tc

der jeweiligen Chassis Gebrauch gemacht.In Verbindung mit qualitativ höchstwerti-gen Chassis wie Podszus-Görlich lassensich auch kleine Lautsprecherboxen mit be-friedigenden Baßeigenschaften bei gleich-zeitig exzellenter Mittelhochtonwiedergaberealisieren.

Demnächst lieferbar sind:

R. A. E. „Artaris" mit Podszus-Görlich TT245/37, Podszus-Görlich MT 130/25 und

Focal T 120 FC als Klein & Hummel OYMonitor Replica

„Thurin" doch mit Podszus-Görlich TT200/37, Podszus-Görlich MT 130/25 und

Focal T 120 FC als kleinere Version diesesMonitors. Diese Box ist insbesondere auchfür alle diejenigen interessant, die bereitsdas Podszus Hörn nach Elrad gebaut habenund mit dem Klang nicht zufrieden sind.Dies gilt im übrigen auch für das Romer-ELS-Horn, das

Römer „ELS-Satellit" mit Podszus-GörlichTT 200/37 und Shackman Elektrostat, alsRegalversion des R. A. E. ELS-Horns.

Die notwendige Baßentzerrung kann dabeiwahlweise im R. A. E. Endverstärker oderbei vorhandenem Endverstärker im R. A. E.Vorverstärker realisiert werden.

Weiterhin ist für alle, die ihre Elektroniknicht umstellen mochten, neben den be-kannten R. A. E. Lautsprecherboxen einePodszus-Görlich Compound-Box mit demTT 245/37, Podszus-Görlich MT 130/25und Focal und Innentreiber in der Entwick-lung. Eine Bestückung mit Elektrostaten istebenfalls vorgesehen. Diese Entwicklungwendet sich an alle, die den Platz für dieRömer ELS-Hörner nicht erübrigen kön-nen.

OTL-Röhrenendstufe

Röhrenendstufe mit Übertrager

Transistorendstufe

R. A.E. Transistorendstufe Leistung 300 W an 8 Ohm durch Brückenbetrieb auch auf trennbarin 2 x 150 W Stereoendstufe.

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PODSZUSLAUTSPRECHER SYSTEM PODSZUS - GÖRLICH

Technische Daten

Korbhöhe (mm)Korbdurchmesser (mm)Schallöffnung (mm)Einbautiefe (mm)Magnetische Feldstärke (T)Magnetischer Fluß (mW)Luftspaltweite (mm)Freie Tauchtiefe (mm)Luftspaltenergie (mWs)Magnetgewicht (kg)Nennbelastbarkeit (W)Impedanz (ß)Resonanzfrequenz (Hz)Frequenzgang (Hz)Klirrfaktor 100 dBWirkungsgrad (dB)Artikelnummer

MT1300

30130120651,2

0,5914

2800,960

4/8110

110-8k< 1 %

9336101

MT1300WG30130120651,2

0,5914

2800,9604/862

60-6k< 1 %

9236102

TT1700

50170158901,2

0,5916

2800,9904/842

40-6k<1%

9226103

TT200/2554

206182901,2

0,591,28

2801,2904/832

30-4k< 1 %

9236104

TT200/

375420618290

1,251,21,28

7152,51204/832

30-4k<1%

9336105

TT245/

37682502241051,251,21,28

7152,51204/828

25-2k< 1 %

9336106

TT245/37 H

682502241051,251,21,28

7152,51204/848

24-2,5k< 1 %

9336107

Lautsprecherchassis nachSystem Dr. Podszus-Görlich

Die Suche der Lautsprecherhersteller nachimmer neuen Membranmaterialien beweistebenso, wie die erheblichen Klangunter-schiede mancher Lautsprecher mit identi-schem Antrieb, wie entscheidend der Ein-fluß des Membranmaterials auf den resul-tierenden Klang des Lautsprechers ist.

Daher wird in neuerer Zeit einem Lautspre-chersystem immer mehr die Ehre zuteil, dieihm schon lange gebührt hätte; dem Sand-wich-Lautsprecher Dr. Podszus.Warum?

Die Probleme bei der Entwicklung optima-ler Lautsprechermembranen resultieren ausden divergierenden Forderungen nach ge-ringer bewegter Masse bei gleichzeitig mög-lichst hoher Festigkeit.

Weiterhin muß das Material eine hohe in-nere Dämpfung besitzen, damit die unver-meidlichen Resonanzen unterdrückt wer-den. Die Schallgeschwindigkeit im Materialdarf zudem nicht zu hoch sein, da diese dieRundstrahleigenschaften bei hohen Fre-quenzen mitbestimmen.

Erfüllt ein Membranmaterial diese Anfor-derungen nicht ausreichend, so gibt eskaum Ähnlichkeiten zwischen der Bewe-gung der Schwingspule und dem abge-strahlten akustischen Signal.

Die besten Magnete und Schwingspulensind dann ebenso machtlos wie eine Kon-trolle der Schwingspulenbewegung (Gegen-kopplung), da die Fehler erst am Übergangvon der Schwingspule zur Membran oder inder Membran selbst entstehen, auf jedenFall aber hinter der Schwingspule.

Diese Problematik wurde in der Vergan-genheit von Lautsprecherherstellern kaumberücksichtigt. Einige fortschrittliche Fir-men versuchten das Eigenleben der Mem-branen durch spezielle Beschichtungen zuvermindern.

Da jedoch die Beschichtung immer diebewegte Masse der Membranen erhöht, tau-chen neue Probleme auf, die sich im niedri-gen Wirkungsgrad (SPL) aller BextreneLautsprecher beispielhaft darstellen lassen.

Einen völlig anderen Weg beschritt Dr.Podszus bereits Anfang der 50er Jahre. Erhatte bereits damals den überragendenklanglichen Einfluß des Membranmaterialserkannt und in mehreren Patentschriftenund Fachaufsätzen einen Lautsprecher mitvöllig neuem Membranmaterial vorgestellt.

Ein spezieller Hartschaumstoff mit einergenau bestimmten Hohlraumstruktur wur-de auf eine Trägerfolie aus Aluminium ge-bracht. Dieses Prinzip erfüllt gleichzeitigdie Bedingungen sehr hoher Festigkeit undgeringster Masse.

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Durch die Hohlraumstruktur lassen sichMembranen mit mehreren Millimetern Stär-ke ohne nennenswertes Gewicht herstellen.Es ist leicht vorstellbar, wie stabil eine sol-che Membran gegenüber einer Papierfa-sermembran ist. In langen Versuchsreihenwurde der optimale Kompromiß zwischenFestigkeit und Gewicht ermittelt. Das Er-gebnis sind Lautsprechermembranen, diebei einem Durchmesser von beispielsweise200 mm nur 3,5 Gramm wiegen. Eine ver-gleichbare Papiermembran wiegt dagegenca. 20 Gramm.

Die geringe Masse der Membranen kommtdem Impulsverhalten zugute und durch ih-ren dreidimensionalen Aufbau wird zudemdas Auftreten von Partialschwingungendrastisch verringert.

Mit diesen Eigenschaften war Dr. Podszusmit seinen Lautsprechern seiner Zeit weitvoraus, denn einige Vorteile seiner Mem-branen sind erst mit heutigen theoretischenErkenntnissen und moderneren Meßme-thoden erklärbar.

Die Summe all dieser Vorteile erklärt, war-um das klangliche Resultat schon seit lan-gem diejenigen begeistert, die keine klangli-chen Kompromisse eingehen wollen oderdürfen.

Die ARD setzt diese Chassis ebenso ein, wieKlein und Hummel, Vernissage, Rabox,R. A. E. und viele andere bekannte Laut-sprecherentwickler.

Ebenso ist nun auch verständlich, warumder Podszus-Gorhch Lautsprecher ein idea-ler Partner in elektrostatischen Hybridsv-stemen ist. In überzeugender Weise demon-strieren dies die ELS-Hörner, bei dem eineideale Harmonie zwischen dynamischenMembranlautsprechern und Elektrostatenerreicht wird.

R. A. E. Lautsprecherboxen mit„Podszus-Görlich" Chassis

Obwohl die Podszus-Gorlich Lautsprecherdurch das einzigartige Membranmaterialim Mitteltonbereich kaum zu überbietendeWiedergabeeigenschaften aufweisen, sinddiese Chassis bei weitem nicht so oft anzu-treffen, wie zu vermuten wäre. Die Ursachedafür liegt in einem kleinen physikalischenProblem aller sehr leichten Lautsprecher-membranen. Die Rückstellkraft (Federwir-kung) der Luft in einem Lautsprecherge-häuse ist von der Größe der jeweiligenLautsprechermembran abhängig. Aus die-ser Federwirkung und der bewegten Masseder Lautsprechermembran resultiert dieResonanzfrequenz des eingebauten Laut-sprechers. Lautsprecherchassis mit gering-ster bewegter Masse und sehr leichtenMembranen benötigen daher ungeheuergroße Gehäuse geringster Federsteife, an-dernfalls erhöht sich die Resonanzfrequenzauf Werte, die keine brauchbare Baßwie-dergabe zulassen. An diesem Umstand istleider nichts zu ändern, die physikalischenGesetze gelten bekanntlich auch für Laut-sprecherkonstrukteure. Eine Ausnahmemachen wie üblich einmal wieder die Elek-trostaten, deren bewegte Masse bei tiefenFrequenzen zürn größten Teil aus mit-schwingender Luftmasse besteht. Diese

Masse verringert sich zu hohen Frequenzenhin, bis der Elektrostat praktisch masselosarbeitet. Dieser „Trick" funktioniert leidernur bei sehr großen Membranflächen, einderartiger Schwingspulenlautsprecher mitähnlich geringer Masse ist leider auch mitPodszus-Görlich Membranen aus Festig-keitsgründen nicht mehr realisierbar. DerElektrostat dessen Membran über die ge-samte Fläche gleichmäßig angetrieben wird,hat es da einfacher. Leider sind derartigeElektrostaten wegen der großen benötigtenFlächen ebenfalls kaum aufstellbar.

Es gibt daneben allerdings einige andereMöglichkeiten mit leichten Membranen tie-fe Frequenzen ohne Pegelverlust abzustrah-len. Eine Möglichkeit ist der Einbau desLautsprecherchassis in ein Baßhorn, diesesVerfahren ist bereits von den M. F. R. Hör-nern bekannt. Leider sind dabei immernoch sehr große Hörner oder Subwooferunterzubringen.

Unter gewissem Verzicht auf maximalenSchallpegel und Dynamik derartiger Horn-kombinationen ist auch eine andere Lösungrealisierbar, ein Lautsprechergehäuse mitInnentreiber. Dabei wird die Federsteifedes Lautsprechergehäuses künstlich elimi-niert und so eine zu hohe Resonanzfre-quenz des Tieftonchassis vermieden. DasLautsprechergehäuse wird dabei in zweiKammern aufgeteilt und ein weiteres Chas-sis zwischen den beiden Kammern ange-bracht. Dadurch wird die Luft zwischendem Tieftonchassis und dem Innentreiberverschoben statt komprimiert, die Feder-steife des Gehäuses existiert für das Tief-tonchassis nicht mehr. Gleichzeitig unter-stützen sich beide Chassis im Baßbereich.Leider sind solche Lautsprechergehäuserechnerisch schwer erfaßbar und durch daszusätzliche Chassis auch teurer als konven-tionelle Boxen. Um dennoch eine Lautspre-cherbox mit Podszus-Görlich Chassis undguten Baßeigenschaften ohne zusätzlichenSubwoofer anbieten zu können, haben wireine solche Box entwickelt. Ein Podszus-Görlich TT 245/37 Chassis erzielt im Ver-bindung mit den zwei 22 cm Innentreiberneine Baß wiedergäbe, die trotz des „kleinen"Gehäuses dem hohem Niveau der PodszusChassis angemessen ist.

Im Mittel- und Hochtonbereich werden diebereits aus der M. F. R. Serie bekanntenPodszus-Gorhch MT 130/25 und Focal T120 FC eingesetzt.

Eine andere Möglichkeit, die Baßeigen-schaften kleiner Gehäuse zu verbessern,eröffnet der Einsatz zweier Schwingspulenin einem Lautsprecherchassis. Dieses eben-falls lange bekannte Verfahren ist durch J.Mahul und seine Firma France-Filiers un-ter dem Namen Focal mittlerweile weit ver-breitet worden.

Durch den Einsatz der zweiten Spule nurim Baßbereich sinkt die Lautsprecherimpe-danz auf 4 Ohm ab, das entspricht einerrelativen Verdoppelung der aufgenomme-nen und abgegebenen Leistung. DerartigeBoxen können bei gleicher Membranflächeerheblich kleiner gebaut werden als Horn-systeme oder Gehäuse mit Innentreiber, dieBaßwiedergabe dieser großen Boxen wirddabei natürlich nicht ganz erreicht. Derar-tige Boxen sind immer ein erwägenswerterKompromiß, wenn der Platz für größereBoxen nicht ausreicht. Wir realisieren die-sen Kompromiß mit einem speziell für unsgefertigten Podszus-Görlich TT 245/37Chassis mit zwei 8 Ohm Schwingspulen.Die Bestückung der Box im Mitteltonbe-reich entspricht dabei den bereits vorge-stellten Kombinationen.

Daneben gibt es noch eine Kombination füralle, die zwar einen Subwoofer aufstellenkönnen, aber keinen Platz für die M.F. R.Hornsysteme übrig haben. Mit dem Pods-zus-Görlich 200/37 Chassis kann eine klei-ne Satellitenbox aufgebaut werden. DieseBox ist durch die geringen Abmessungensehr unproblematisch in der Aufstellungund kann mit dem „Shackman" Elektrosta-ten oder der Focal-Podszus Mittelhochton-einheit kombiniert werden.

Mit diesen Kombinationen sind wir in derLage, ein vollständiges Programm Laut-sprecherboxen mit Podszus-Görlich Chas-sis für jeden Anspruch anbieten zu dürfen.Damit ist immer die optimale Losung reali-sierbar.

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SHACKMANCONSTANT CHARGE ELEKTROSTATEN

Shackmann Elektrostaten

Die klangliche Unbestechlichkeit von Elek-trostaten ist allgemein bekannt. Extremniedrige bewegte Masse und ein damit ver-bundenes optimales Impulsverhalten, ga-rantiert ein transparentes, luftiges und de-tailliertes Klengbild mit einwandfreiem Auf-lösungsvermögen.

Eines der langlebigsten Modelle diesesLautsprechertyps ist der Shackman-Elek-trostat. Inzwischen ist er bekannt als einerder Welt besten Mittelhochtoneinheiten (s.Klinger RPB 105, Franzis Verlag, PracticalHifi, 2 77) und wird jetzt in Deutschlandgefertigt.

Dieser Lautsprecher unterscheidet sich vonherkömmlichen Elektrostaten durch ver-schiedene wichtige Kennzeichen.

Zunächst ist er äußerlich sofort durch seinehalbkreisförmige gebogene Bauform, dieflache Bauweise mit extra niedrigem Elek-trodenabstand zu erkennen. Durch diegebogene Form wird ein für Elektrostatenatypisch gutes Rundstrahlverhalten erreicht.Der minimale Elektrodenabstand sorgt füreinen Wirkungsgrad von 93 dB/1 W/ 1 Mund erlaubt damit die Kombination mitwirkungsstarken Baßlautsprechern.

Zudem ist die Einheit durch eine geschickteinnere Anordnung in mehrere kleine, me-chanisch getrennte Einzelsegmente unter-teilt. Diese Vorrichtung verhindert mecha-nisch akustische Resonanzen und verbes-sert die Wiedergabe der Frequenzen über15 KHz.

Einige weitere R.A.E-Modifikationen diesowohl die klangliche Seite als auch dieFertigungsqualität betreffen, sind in derletzten Zeit von uns erreicht worden. Sowurden beim UE-Typ Übertrager und Fre-

quenzweiche auf den aktuellen Stand derTechnik gebracht bzw. aufwendiger dimen-sioniert. Die Durchschlagfestigkeit unddamit die Belastbarkeit konnte erheblicherhöht werden.

Zudem wurden direktgekoppelte, d. h.übertragerfreie Treiberstufen entwickelt.

Der Shackman T-Typ ist die Transistorver-sion, der V-Typ eine Röhrenversion. Beidesind in Class-A Technik ausgelegt undbeinhalten eine aktive Frequenzweiche, diegestattet, die Box wahlweise halbaktiv odervollaktiv zu betreiben.

Beide Versionen bedeuten gegenüber derUE-Type eine nochmalige Klangverbesse-rung.

Hierbei schneidet der V-Typ durch daswärmste Klangbild am besten ab. Gegen-über dem UE-Typ erweitert sich der Fre-quenzbereich auf über 20 KHz. Außerdemist im unteren Bereich wesentlich mehrDynamik vorhanden.

Die fehlenden Übertragerresonanzen und -Verzerrungen machen das Gesamtklangbildnoch natürlicher und ausgewogener.

Es sollte außerdem nicht außer Acht gelas-sen werden, daß mit dem Typ T und V ver-zerrungsfreie Schalldrücke bis an dieSchmerzgrenze des Ohres möglich sind,ohne die sonst elektrostatentypische Kom-pression.

Der Shackman ist in den Modellen WR (abDez. 83) und MHT erhältlich, wobei derUnterschied in der unteren Grenzfrequenzliegt (s. Techn. Daten). Dies bedeutet, daßbei der Verwendung des Shackman WRüber einen noch weiteren Frequenzbereichdie klanglichen Vorteile dieses Lautspre-chers genutzt werden können, und somiteine noch höhere Qualitätsstufe erreichtwerden kann.

Darüber hinaus ist sowohl die direkt ge-koppelte Transistorendstufe als auch derUE-Typ und der V-Typ als Bausatz erhält-lich, sodaß sich praktisch jeder den Shack-man selber bauen und damit eine MengeGeld sparen kann (s. Elrad 1/82 u. Preisli-ste).

Zur Anwendung:

Die häufigste Anwendung des Shackman-ELS dürfte, neben der Realisation unsererBauvorschläge, in dem Austausch der Mit-telhochtoneinheiten in vorhandenen Boxengegen den Shackman ELS liegen. Es kannfestgestellt werden, daß die Verbesserungdurch diese Maßnahme in allen Fällen nichtnur sofort hörbar war, sondern, und das istdas Entscheidende, dauerhaft zufrieden-stellte.

Eine weitere Möglichkeit der Anwendungdes Shackman hat sich in England in derErweiterung des oberen Frequenzbereichesbeim alten QUAD erwiesen. Es kann gesagtwerden, daß die Optimierung der QUADElektrostaten durch den Shackman prin-zipbedingt die einzig harmonisch klingendeModifikation im Hochtonbereich darstellt.Eine weitere Modifikation der alten Quadim unteren Frequenzbereich durch einenaktiv geregelten Subwoofer stellt eine Ver-besserung dar, die unseres Wissens, sonstnicht, trotz Mark Levinson's Doppel Quad+ Hartley, erreicht werden konnte.

Wer zwischen den Zeilen liest, kann in demletzten Absatz eine Hommage an den Quaderkennen. Das ist richtig. Wir sind der Mei-nung, daß der alte Quad (über den neuenkönnen wir noch nichts sagen) auf seine Artüberragend ist und, da er nun mal in vielenWohnzimmern steht, sollte für jeden dieMöglichkeit bestehen, den Quad an denaktuellen Stand der Technik anzupassen.

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Technische Daten der Shackman ElektrostatenAbmessungenEmpf. VerstärkerleistungWirkungsgradÜbertragungsbereichPolarisationsspannungElektrodenabstandMembrandickeMaximaler SchalldruckArt.-Nr.

UE - Typ MHT150 x 190x4030 W - 100 W

91 b/W/m1 K - 1 8 K

1 KV0,3 mm10 my105 dB45100

T-Typ MHT150 x 190x40

integriertaktiv

1 K - 22 K1,2 KV0,3 mm10 my112 dB45101

V-Typ MHT150 x 190 x 40

integriertaktiv

1 K - 22 K1,2 KV0,3 mm10 my112 dB45102

T-Typ WR280x310x60

integriertaktiv

500 - 20 K1,8 KV0,4 mm

8 my112 dB45104

V-Typ WR280x310x60

integriertaktiv

500 - 20 K1,8 KV0,4 mm

8my112 dB45105

Das weitere Shackman ProgrammArt. Nr.45 106 ELS alleine, ohne Übertrager und

Frequenzweiche

45 107 Bausatz der Transistorendstufe incl.aktiver Frequenzweiche und Plati-nen aus Elrad 1/82 + 12/81

45 108 Spezial-Trafo zu 45 107

45 109 kompletter T-Typsatz mit:45 106 + 45 107 + 45 108

45110 UE-TypalsKit

45111 V-Typ als Kit

Bauvorschläge für Shackman Elektrostaten

R. A. E. ELS Hörn

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Röhrenendstufenbausatz für elektrostatischeLautsprecher Typ Shackman

Obwohl auch kleinere Elektrostaten prinzi-piell alle Vorteile dieser Wandler besitzen,haben sich diese in der Vergangenheit kaumdurchsetzen können. Der Grund dafür liegtin der problematischen Anpassung an vor-handene Verstärker. Jeder Elektrostat äh-nelt im Aufbau einem Kondensator, daherdie früher geläufige Bezeichnung als „Spre-chender Kondensator". Der Wechselspan-nungswiderstand eines Kondensators (Kon-densatorimpedanz) nimmt zu hohen Fre-quenzen kontinuierlich ab. Ärgerlicherwei-se ist eine optimale Leistungsanpassung nurdann gegeben, wenn Generatorausgangs-impedanz und Verbrauchereingangsimpe-danz übereinstimmen. Bei tieferen Fre-quenzen ist die Impedanz des ELS erheb-lich größer als die des Verstärkers, derScheinleistungswirkungsgrad der Kombina-tion wird schlechter. Selbst bei optimalerAnpassung am oberen Ende des Frequenz-bandes arbeitet der Verstärker bei allen an-deren Frequenzen an einer rein kapazitivenLast. Da zudem noch sehr hohe Tonfre-quenzwechselspannungen in der Größen-ordnung mehrerer hundert Volt benötigtwerden ist jeder normale Transistor mitdieser Aufgabe hoffnungslos überfordert.

Die mittlerweile erhältlichen Hochspan-nungstransistoren sind aufgrund ihrer mi-mosenhaften Empfindlichkeit völlig fehlam Platze. Ein Röhrenverstärker ist dage-gen durch die angeschlossene Last ebenso-wenig zu beeindrucken wie durch hoheSpannungen. Auch die Anpassung derhochohmigen Röhre an den hochohmigenElektrostaten stellt kein Problem dar, einesolche Endstufe ist nach wie vor der idealeAnpassungsverstärker für jeden Eletrosta-ten und läßt die Vorteile dieses masselosenWandlerprinzips erst voll zur Geltungkommen.

Bedient man sich zur Ansteuerung derRöhrenendstufe des bereits verstärkten Laut-sprechersignals, so kann die Zahl der benö-tigten Verstärkerstufen und damit der Bau-aufwand in Grenzen gehalten werden, derAufbau eines solchen Verstärkers ist gera-dezu simpel. Durch einen regelbaren Vor-widerstand kann der Elektrostat im Schall-druck auch an Lautsprecher höheren Wir-kungsgrades, deren dynamisches Verhalten(vgl. Podszus-Görlich) zur Kombinationmit elektrostatischen Wandlern bestensgeeignet ist, angepaßt werden. Da die Elek-trostaten im Gegensatz zu Tauchspulen-lautsprecherchassis nicht über Schwingspu-len verfügen, ist eine aktive Pegelanpassungproblemlos. Bei konventionellen Lautspre-cherchassis führt die größte zugeführte Lei-stung, die ein Chassis bei aktiver Pegelan-passung verarbeiten muß, zu entsprechendgrößerer Erwärmung der Schwingspule, diedadurch ihren Ohmschen Widerstandeben-so vergrößert. Daraus resultiert eine fehler-hafte Wiedergabe, denn die Widerstandser-höhung senkt den Wiedergabepegel derChassis ebenso ab wie ein vorgeschalteterWiderstand. Bei der aktiven Anpassung zugroßer Pegelunterschiede kommt es zueiner Dynamikkompression bestimmterFrequenzbereiche gegenüber anderen. DasKlangbild ist gestört.

Konstruktionsmerkmale

Um den Röhrenverstärker auch möglichstfür Elektronik-Neulinge nachbaubar zumachen, waren folgende Punkte ausschlag-gebend:

— Alle Bauteile sind auf einer gedrucktenSchaltung untergebracht, um die bei denfrei verdrahteten Schaltungen leicht mög-lichen Fehler oder Brummschleifen usw.vollkommen auszuschließen.

— Um den äußeren Verdrahtungsaufwandso gering wie möglich zu halten, solltenalle für den Betrieb erforderlichen Bautei-le auf einem einzigen Print unterge-bracht sein, so daß lediglich der Laut-sprecher eine Eingangsbuchse und derTrafo angeschlossen werden müssen.

— Der Abgleich der Schaltung ist so ein-fach, daß auch ohne geeignete Meßmit-tel der fehlerfreie Betrieb möglich wird.

— Die Spitzenspannung ist mit einfachstenMitteln sichtbar gemacht und gewähr-leistet eine ständige Kontrolle des Aus-steuerungszustandes des Verstärkers.

Verwendungsmöglichkeiten

Der hier beschriebene Verstärker ermög-licht den Einsatz des Shackman-Elektrosta-ten im aktiven Betrieb für Frequenzen ab 2kHz. Auf dem Print ist eine 18 dB Weicheuntergebracht, (Cl, C2, Ll , Pl) die denVerstärker bei 2 kHz öffnet. Natürlichbesteht die Möglichkeit, dem Verstärkereine aktive Weiche vorzuschalten.

Es ist jedoch in diesem Artikel verzichtetworden, ein „spezielles" Filter hinzuzufü-gen. Für die, die sich dennoch für ein akti-ves Filter entscheiden, soll hier nur auf dieArtikel in den Zeitschriften Elrad Ja. 1982und Elrad Special 5 hingewiesen werden.

In beiden Zeitschriften sind aktive Weichenmit Print veröffentlicht worden, die vor dieRöhrenendstufe geschaltet werden können.

Zu diesem Zweck ist dann allerdings die aufdem Verstärkerprint untergebrachte Wei-che zu entfernen und das Poti P 1 imWiderstandswert entsprechend höher zuwählen.

Röhrenendstufe Typ MHT

Shackman „Constance Charge" Elektrostat mit direktgekoppelter Röhrenendstufe.

Röhrenendstufe WR «^ • ' - , .

Diese Röhrenendstufe ist eine Weiterentwicklung der bekannten Endstufe für Shackman Elek-trostaten. Durch den größeren Bauaufwand und die höhere Leistung eignet sich diese Endstufeauch für größere Elektrostaten.

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HARBETHCOPOLYMERE POLYPROPYLEN LAUTSPRECHER

Copolymere Polypropylen-LautsprecherHarbeth

Der Name des Entwicklers dieses Lautspre-chers gehört zu den wohlklingensten imgesamten Audiobereich, H. D. Harwoodwar 30 Jahre lang Leiter der BBC Entwick-lungsabteilung. In dieser Zeit entwickelte erunter anderem alle BBC Monitore, diedann im Lizenzauftrag für die BBC vonRogers und Chartwell gefertigt wurden.Zudem erarbeitete er die BBC Kriterien fürAbhörlautsprecher.

HARWOODS Philosophie ist einfach:Für einen Toningenieur ist es zweitrangig,ob ein Lautsprecher perfekte Meßergebnis-se liefert; der Lautsprecher muß einfachrichtig klingen.

Eine der Hauptfehlerquellen aller Laut-sprecher ist die klangliche Verfärbung.Diese werden durch Resonanzen der Mem-bran und Aufhängung verursacht. Jede die-ser Fehlerquellen ist von Harwood im ein-zelnen untersucht worden und durch diejeweils optimale Methode abgestellt wor-den. Die Folge war ein komplett neu ent-wickeltes Tiefmitteltonsystem.

Die herkömmlicherf' Papp-Papiermembra-nen waren hinsichtlich Klangqualität undFrequenzgang unbefriedigend. Erst der vonHARWOOD erfundene BEXTRENE-Laut-sprecher stellte einen ersten Schritt vor-wärts dar. Leider benötigt jeder Bextreneeine zusätzlich von Hand aufgetrageneSchicht Dämpfungsmaterial. Diese Schichtist naturgemäß unregelmäßig und zudemrelativ schwer und senkt somit beträchtlichdie Empfindlichkeit. Trotz der Dämpfungs-schicht blieb aber immer noch eine als„quäkend" zu bezeichnende Verfärbung.

Aus weiteren Untersuchungen und For-schungen über thermoplastische Kunststof-fe resultierte die neue COPOLYMEREPOLYPROPYLENMEMBRAN, für dieweltweit Patente angemeldet sind.

Der Vorteil gegenüber Bextrene liegt indem erheblich höheren inneren Dämpfungs-faktor sowie in der Tatsache, daß kein wei-teres Dämpfungsmaterial benutzt werdenmuß. Polypropylen ist deshalb erheblichsicherer herzustellen; zudem hat es einegeringere Masse und ist daher empfindli-cher, sodaß ein kleinerer Verstärkter benutztwerden kann.

Am wichtigsten ist jedoch die resultierendevollkommene Verfärbungsfreiheit. Dieskann verbal nicht ausgedrückt werden undmuß daher anhand einer Hörprobe erhörtwerden.

Die Aufhängung der Membran ist genausowichtig wie die Membran selbst. HAR-WOOD konnte nachweisen, daß verschie-dene Materialien, die fast identische Fre-quenzgänge ergeben völlig unterschiedlichklingen. Er wählte daher einen Stoff, derkeine Klangverfärbungen produziert, einetiefe Resonanzfrequenz zuläßt und einenlinearen Frequenzverlauf ergibt.

Außergewöhnlich ist auch die Konzeptionder Weichen. Die Schaltungen gleichen dennatürlichen Anstieg des Schalldrucks zuhöheren Frequenzen hin aus und regulierenzudem den Impedanzverlauf. Der Hoch-tonteil der Weiche beinhaltet einenAUTOTRANSFORMATOR, mit Anzap-fungen in 1/2 dB Schritten, um den Pegelvon Baß und Hochton in jeder Box genaue-stens anzupassen, sodaß immer zwei völliggleich klingende Boxen gebaut werdenkönnen. Darüber hinaus sorgt sein Innen-widerstand von 0,05 Ohm für ein optimalesImpulsverhalten des Hochtöners.

Die Serieninduktivitäten im Baß sind alsLuftdrosseln ausgeführt, um Verzerrungenzu vermeiden. Der Autotrafo besteht auseben diesem Grund aus Spezialsintern. AlleKondensatoren sind bipolar und es werdenkeine Elektrolyte verwendet um den engenToleranzvorgaben der Weiche genügen zukönnen.

Mit Hilfe dieser Weichen ist es möglich, dieHarbeth Boxen Typ ML und Typ HL ori-ginalgetreu nachzubauen.

Zusammenfassend kann gesagt werden,daß Harwood eine Neuerung gelungen ist,die dem Lautsprecherbauer gestattet, rela-tiv preiswert Lautsprecher mit absoluterStudioqualität zu bauen. Alle Bauteile sindselektiert und, was z. B. die Baßlautspre-cher anbetrifft, nicht mit anderen Polypro-pylenlautsprechern dubiosen Ursprungs zuvergleichen. Beim Kauf von Harbeth-Laut-sprechern sollte immer auf den original Ur-sprung Harbeth geachtet werden. Dieser istz. B. erkenntlich durch einen speziellenAufkleber. Für Lautsprecher die nicht ori-ginaler Herkunft sind, können wir keineGarantieleistungen übernehmen.

Korbhöhe (mm)Korbdurchmesser (mm)Schallöffnung front (mm)Schallöffnung rück (mm)Magnetische Feldstärke (T)Nennbelastbarkeit (W)Impedanz ßResonanzfrequenz (Hz)Frequenzausgang (Hz)Wirkungsgrad 1 kH (dB)Membrangewicht (g)Schwingspulendurch-messer (mm)Schwingspulen-induktivität (mH)Art. Nr.

LF8MKIII

862181941801,121008

2525-7K

927,5

25

0,555100

LF5MKIII

80130118—1,0608

5045-9K

905,5

25

0,555101

Harbeth ML-Bauplan

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Halbling ARNORFür alle Musikfreunde, die einen kleinenLautsprecher suchen, aber auf eine guteTiefbaßwiedergabe nicht verzichten wollen,gibt es eine neue R. A. E. Entwicklung. Den„Halbling".

Der hervorragende Klang des Tiefmittel-tonlautsprechers ist das Ergebnis dreißig-jähriger BBC-Forschung.

Dem Entwickler, Mr. Harwood, ist esgelungen, selbst kleinste Fehlerquellen zubeseitigen, die von anderen Lautsprecher-herstellern, meist aus Kostengründen, nichtbeachtet werden. Die Hochtonkalotte bie-tet ein phantastisches Preis-Leistungs-Ver-hältnis, und wird auch von Mr. Harwood inseinen „Harbeth" Lautsprecherboxen ein-gesetzt.

In einem geschlossenen Gehäuse ist dieTieftonwiedergabe eines 13 cm Lautspre-chers leider nicht überzeugend, daher habenwir uns für eine etwas aufwendigere Gehäu-sebauart entschieden. Es handelt sich dabeium eine „Decoupled Acoustical Line", eineArt Transmissionsline Gehäuse mit einervorgesetzten Kammer. Bei dieser Gehäuse-bauart wird die Luftmasse in der Faltungnur bei tiefen Frequenzen in Bewegung ver-setzt.

Diese Bauart ermöglicht den Einsatz eineraußerordentlich leichten Membran mit ent-sprechend gutem Impulsverhalten, wobeidie mitschwingende Luft die bewegte Massenur bei tiefen Frequenzen vergrößert. DieseLösung ist nach unserem Ermessen weitausbesser als der Versuch, einen entsprechendschweren Tieftöner aus Gründen der Spar-samkeit als Mitteltöner zu mißbrauchen.

Eine Vorsichtsmaßregel ist allerdings ange-bracht, durch die Bauart reagiert dieserLautsprecher sehr empfindlich auf Platten-rumpeln sowie andere tieffrequente Stö-rungen.

Soweit der Verstärker über ein Subsonic-Filter verfügt, sollte dieser eingeschaltetwerden.

Bitte, denken Sie daran, daß dieser Bausatzentwickelt wurde, um bei geringem finan-ziellem Aufwand eine möglichst naturge-treue Musikwiedergabe zu ermöglichen.

Die Reproduktion eines Schlagzeuges odereiner Kesselpauke in Originallautstärkekönnen Sie von einem 13 cm Lautsprechernicht erwarten. Durch den zusätzlichenEinsatz eines Subwoofers für die Frequen-zen unter 100 Hz läßt sich der maximaleSchalldruck über den ganzen hörbarenFrequenzbereich allerdings erheblich stei-gern.

Bei allen klanglichen Vorzügen sind dem 13cm Harbethlautsprecher hinsichtlich dermaximalen Lautstärke im Baßbereich dochbestimmte Grenzen gesetzt.

Durch den Einsatz eines weiteren Baßlaut-sprechers für den Bereich unter 150 Hz läßtsich der maximale Schalldruck über denganzen Hörbereich vergrößern.

Gleichzeitig wird das Impulsverhalten desHarbethlautsprechers weiter verbessert, dadessen Membranauslenkung verringert wird.

Diese Kombination sollte immer dann ein-gesetzt werden, wenn der Harbeth LF 5 ingrößeren Räumen oder mit höheren Abhör-lautstärken eingesetzt werden soll undersetzt im R. A. E. Programm die TL 250.

Die Außenabmessungen sind mit denen derTL 250 identisch, die innere Faltung istjedoch völlig anders (Art.-Nr. 118 ).

Ein nachträglicher Umbau ist leider nichtmöglich.

Durch den Einsatz des kleineren Harbeth-lautsprechers mit geringerer bewegter Massewird das ohnehin schon sehr gute Auflö-sungsvermögen der TL 250 noch weiterverbessert.

Gleichzeitig besteht die Möglichkeit dieoriginale BBC Hochtonbestückung zu ver-wenden (Art.-Nr. 118 ).

Der verwendete Baßlautsprecher, der wegender niedrigen Trennfrequenz keine Signaleaus dem Mitteltonbereich mit verarbeitenmuß, wurde von uns entsprechend modifi-ziert.

Die beschichtete Membran besitzt genü-gend bewegte „dynamische" Masse, umeinen sehr tiefen Baß trotz des recht kleinenGehäuses zu ermöglichen, daneben ver-mindert die Beschichtung wirkungsvoll denSchalldurchgang durch das Membranmate-rial.

Resonanzen, die aufgrund stehender Wel-len im Gehäuse vorkommen, bleiben sounhörbar.

Im Baßbereich erfolgt die akustische Kopp-lung der Lautsprechermembran über eineexponentiell geöffnete Transmission LineSchallführung wie bei den Tuned Pipes, umdas Impulsverhalten im Baßbereich zuoptimieren.

Bauteile der ARNORCopy

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RhünAnders als bei den elektrischen Komponen-ten einer Hifi-Anlage gibt es zwischen ver-schiedenen Lautsprechern noch immer er-hebliche Klangunterschiede.

Ohne umfassende, tagelange Hörversucheist es oft schwer zu beurteilen, welcherLautsprecher natürlicher klingt.

Gerade sehr analytische Lautsprecher, dieauch feinste Details auf Schallplatten hör-bar machen, können nach längerer Zeitlästig klingen, wenn die Kombination dereinzelnen Lautsprechersysteme und Fre-quenzweiche nicht optimal getroffen wurde.

Die Harbeth-Lautsprecher in Ihrem Bau-satz sind das Ergebnis 30-jähriger BBC-Forschung, und werden aufgrund ihrerKlangqualität in vielen Tonstudios alsAbhörlautsprecher eingesetzt.

Die Bestückung im Mittel- und Hochtonbe-reich gewährleistet bestes Impulsverhaltenund eine sehr gute Abstrahlcharakteristik,bei der auch die höchsten Frequenzen übereinen großen Raumwinkel abgestrahlt wer-den (s. Kap. Superhochtöner).

Der Baßlautsprecher ist eine Eigenentwick-lung der Firma R.A. E., dieses Lautspre-chersystem ermöglicht eine sehr gute Tief-baßwiedergabe trotz des relativ kleinenGehäuses.

Auch bei der Entwicklung dieses Lautspre-chers wurde besonderer Wert auf die Nach-bausicherheit gelegt, was nützt der besteLautsprecherbausatz, wenn zum Zusam-menbau eine komplette Schreinerei nötigist. Alle Holzteile, die zum Bau des Gehäu-ses nötig sind, bekorcmen Sie in jedemBaumarkt millimetergenau gesägt, sagenSie ruhig, daß Sie ein Lautsprechergehäusebauen und besonderen Wert auf genauesEinhalten der Maße legen.

Wenn Sie sich beim Zusammenbau an dieBauanleitung halten, ist der Zusammenbaudes Gehäuses sehr einfach.

Beim Zusammenbau der Frequenzweichesollte möglichst sorgfältig und genau nachder Zeichnung vorgegangen werden, da diePosition der einzelnen Bauteile eingehaltenwerden muß.

Wird die Anordnung der Spulen geändert,kann es zu störenden Kopplungen dieserBauteile kommen.

Beim Anschluß der Laußsprecher ist unbe-dingt auf richtige Polarität zu achten, diePluspole der Lausprecher sind rot markiert.Die Anschlüsse müssen mit den entspre-chend bezeichneten Anschlüssen der Fre-quenzweiche verbunden werden.

Bei sorgfältigem Arbeiten dürften keineProbleme auftauchen. Nachdem alle Kabelangeschlossen sind, muß das Bodenbrettluftdicht in das Gehäuse eingeschraubtwerden. (Vorsicht, keine Kabel einklem-men!)

Die Lautsprecher sind jetzt einsatzbereit,eine wichtige Frage ist allerdings nochoffen.

Wo sollten die Lautsprecher aufgestelltwerden?

Die freie Aufstellung eines Lautsprechersim Raum ist akustisch sehr günstig, imBaßbereich werden die Eigenresonanzendes Hörraumes nur in geringem Maß hör-bar, gleichzeitig gibt es keine schallreflek-tierenden Flächen in unmittelbarer Nähedes Lautsprechers.

Reflektionen von Wänden, die dem Origi-nalsignal in kurzem zeitlichem Abstandfolgen, können die Stereoortung deutlichbeeinflussen. Ihr Lautsprecher wurde fürdiese freie Aufstellung konzipiert. NachMöglichkeit sollten die Lautsprechersyste-me (Schallquellen) einen Abstand von min-destens 60 cm zur Rückwand und 1,2 m zurSeitenwand haben, ein größerer Abstandschadet in keinem Fall. Um das große Ste-reoauflösungsvermögen dieses Lautspre-chers wirklich genießen zu können ist eswichtig, genau in der Mitte vor dem Laut-sprecher zu sitzen.

Auch wenn das aufgrund der Möblierungnicht immer realisierbar ist, sollten Siezumindest in ruhigen Stunden einen beque-men Stuhl in diese Position bringen kön-nen.

Subwoofer sinnvoll oder hilflos?Das DCS-System

Die Kombination von zwei kleinen Lautspre-cherboxen mit einem Subwoofer ist nichtgeeignet, die Physik zu überlisten. Das vor-weg.

Der Anwendungsbereich eines Subwoofersist, im Gegenteil, recht eng begrenzt.

Um bei tiefen Frequenzen hörbaren Schall-druck zu erzeugen, muß eine große MengeLuft bewegt werden. Um z. B. bei einer Fre-quenz von 20 Hz ein akustisches Watt zuerzeugen muß die Membran eines 30 cmLautsprechers eine Amplitude von 5 cm aus-führen (Olson, Harry, T. Acoustical Engi-neering, New York 1957, S. 135).

1 akustisches Watt ist die Leistung, die eindurchschnittlicher Lautsprecher bei einerEingangsleistung von 100 Watt abgibt. Dakein 30 cm Lautsprecher über eine 5 cmlange Schwingspule verfügt, also diese Ampli-tude ausführen könnte, sind Subwoofer ingeschlossenen Gehäusen (Acoustic Suspen-sipn) nur für geringe Schalldruckpegel geeig-net, (ca. 0,1 akustisches Watt bei 20 Hz).

Da in diesem Fall das Lautsprecherchassisselbst die mechanischen Grenzen setzt,kann auch eine aktive Aussteuerung nichthelfen. Auch eine Gegenkopplung, die eineexakte Membranbewegung sicherstellen soll,ist nur wirksam, solange die Schwingspuledes Lautsprechers noch im homogenenMagnetfeld ist, also bei recht geringenSchalldruckpegeln.

Das Baßreflexprinzip, durch das die nötigeMembranamplitude im Bereich tiefer Fre-quenzen stark reduziert wird (s. KapitelBaßreflex), erhöht die Leistungsfähigkeiteines Subwoofers erheblich.

Leider wird bei den tiefen Frequenzen, aufdie das Gehäuse abgestimmt werden muß,entweder die Reflexöffnung zu klein (Pfeif-geräusche) oder der Tunnel sehr lang (zugroßes Volumen nötig).

Bei Subwoofern sollten daher unbedingtPassivmembranen eingesetzt werden, nurso ist eine große strahlende Fläche ohnezusätzliches Volumen zu erzielen. Eine wei-tere Möglichkeit das Prinzip des Subwoo-fers zu optimieren bietet das Double CavitySystem (DCS- Subwoofer), bei dem derSubwoofer aus zwei getrennten Kammernaufgebaut ist. Eine Kammer befindet sichhinter dem „aktiven Baßlautsprecher", einezweite zwischen diesem und der Passiv-membran. Durch genaue Abstimmung derKammervolumina läßt sich ein solcherSubwoofer für jeden Einsatzbereich opti-mieren. Dabei arbeiten die Kammern alsakustische Frequenzweichen mit einer Flan-kensteilheit von 12 dB/Okt. Eine zusätzli-che 6 dB Weiche genügt, um eine genügen-de Flankensteilheit von echten 18 dB/Okt.zu gewährleisten.

Obwohl dieser Subwoofer alle möglichenVorteile nutzt, ist diese Bauart den Gesetzender Physik unterworfen, je größer desto bes-ser gilt auch hier und ein Nettovolumen von100 1 sollte als Minimum betrachtet werden.

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Bändchen-lautsprecherNeben den elektrostatischen Lautsprecherngibt es nur noch ein Prinzip, bei dem dieVorteile geringster bewegter Masse und di-rektgetriebener Membranen optimal ge-nutzt wird. Bei den echten Bändchenhoch-tönern schwingt ein Bändchen aus Alumi-niumfolie mit einer Masse von 5-10 Milli-gramm im Magnetfeld eines starken Per-manentmagneten. Da auch bei diesemPrinzip die Membran gleichförmig ange-trieben wird und die Masse praktisch ver-nachlässigbar ist, handelt es sich um ähn-lich ideale Wandler wie sie die elektrostati-schen Lautsprecher darstellen. Konstruktivgibt es natürlich einige Unterschiede. Beiden Elektrostaten sind die Elektroden fürdie Signalspannung vor und hinter derMembran angebracht. Ohne einen kleinenTrick arbeitet ein solches System nicht line-ar, da die Kräfte des elektrostatischen Fel-des im Quadrat zur Entfernung zu- und ab-nehmen. Erst ein geeigneter Vorwiderstandzwischen Polarisationsnetzteil und Mem-bran bewirkt oberhalb einer wählbarenFrequenz eine konstante elektrische La-dung der Membran (Constant Charge Prin-zip), da sich diese Ladung über den Vorwi-derstand nicht schnell genug ändern kann.Ein solches System arbeitet auch bei größ-ten Membranauslenkungen linear.

Ein solcher „Trick" ist leider bei den Bänd-chenlautsprechern nicht möglich. Um Nicht-linearitäten zu vermeiden, müssen die Feld-linien parallel zum Bändchen verlaufen.Um dies zu erreichen, werden die Polplat-ten des Magneten seitlich am Bändchen an-gebracht. Diese Anordnung garantiert li-nearen Antrieb, begrenzt dafür jedoch diemaximale Breite der Bändchenmembran,wenn der Aufwand für das Magnetsystemnicht in astronomische Dimensionen stei-gen soll. Die Membranen dieser Bändchen-lautsprecher haben daher recht bescheide-ne Abmessungen und sind nur zur Wieder-gabe höchster Frequenzen geeignet. Durchein vorgesetztes Hörn läßt sich der Einsatz-bereich zu tieferen Frequenzen erweitern.Je nach Größe des Hornsystems sind unte-re Grenzfrequenzen bis 1000 Hz realisier-bar.

Einer der bekanntesten Bändchenlautspre-cher ist das DECCA „London" RibbonSpeaker, auch Kelly Bändchen genannt.Durch ein vorgesetztes Hörn mit den Ab-messungen 32 x 19 cm wird eine untereGrenzfrequenz von 1000 Hz erzielt, damitist der Einsatz in 2-Weg Kombinationenmöglich. Die Probleme aufwendiger Fre-quenzweichen können so auf ein Minimumreduziert werden, mit einem geeignetenMitteltieftonchassis können Lautsprecher-boxen mit außerordentlich realistischenWiedergabeeigenschaften aufgebaut werden.Daneben eignet sich der Bändchenlautspre-cher natürlich auch zur Optimierung bereitsvorhandener Lautsprecherboxen.

Decca „London" Ribbon Speaker

Decca „London" Ribbon Speaker:Wirkungsgrad: 90 dB 1W IMBewegte Masse: 10 MilligrammImpedanz: 8 OhmFrequenzbereich: 1000 Hz - 25 kHz

Zum Decca Bändchen ist jetzt eine direkt-gekoppelte Endstufe lieferbar, die dasBändchen ohne Übertrager direkt ansteu-ert. Dieser Verstärker ist auch zum Betriebanderer echter Bändchen (Gamma, Jorda-nov) geeignet.

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LOWTHER KORREKTUREN

Lowther Korrekturen

Ein bekannter englischer Boxenbauer äußer-te einmal anläßlich eines Besuches in unse-rem Hause auf die Frage, was er von denLowther-Chassis halte: „Lowther is thefinest midrange unit in the world."

Das bedeutet, daß das Lowther Chassis indem Fall, wo es vom Hub der Tiefbässe, alsauch von der Sensibilität der Höhen befreitwird, die relativ besten Ergebnisse bringt.

Dies können wir bestätigen, obwohl zubeklagen ist, daß es kein 13 cm oder 11 cmLowther Chassis gibt; die Ergebnisse wärendann noch besser.

Da jedoch der Hauptvorteil des LowtherChassis' in seinem idealen Verhalten ineinem Baßhorn ist, kann es nicht sinnvollsein, auf die Übertragung der tiefen Fre-quenzen zu verzichten. Um trotzdem eineideale Widergabe zu erreichen, sind folgen-de Maßnahmen angezeigt:

• Modifikationsstufe 1 Art. Nr. 44104Erweiterung und Linearisierung desFrequenzganges durch Hinzufügen eineszusätzlichen Superhochtöners. Das Er-gebnis ist eine luftigere und durchsichti-gere Wiedergabe. Der Lautsprecherklingt räumlicher, feiner und wenigermittenbetont.

• Modifikationsstufe 2 Art. Nr. 44105 fWie Stufe 1, jedoch ergibt eine zusätzli-che Behandlung der Membran eineLinearisierung des Mitteltonbereichs.Klanglich fällt der Lautsprecher ausge-wogener aus, nicht mehr näselnd, erklingt natürlicher unter Beibehaltungdes Impulsverhaltens im Tieftonbereichund in den Mitten.Lieferzeit 3 Wochen.

• Modifikationsstufe 3 A Art. Nr. 44107Hier wird dem Lowtherhorn ein Mono-subbaß für die Frequenzen von 20 Hzbis 80 Hz zugeschaltet. Es handelt sichum einen geregelten Aktivbaß mit ein-gebautem Verstärker und elektronischerFrequenzweiche.

Obwohl die Lowther Hörner im Baßbe-reich durch trockene, explosionsartigeBässe beeindrucken, wird immer dasFundament vermißt. Durch die Modifi-kationsstufe 3 wird das Gesamtklang-bild wuchtig, voluminös und tief herab-reichend. Dem Problem, ein Subbaßkäme in der Schnelligkeit mit demLowther Chassis nicht mit, ist durch diekonseqi'ente Anwendung neuester Er-kenntnis:.' '••ei geregelten Bässen entge-gengetreten 'vorden, so daß ein rundesharmonisc' > Klangbild entstehen kann.Lieferzeit t Vochen.

Modifikationsstufe 3 B Art. Nr. 44108Als preiswerte Lösung des Tiefbasspro-blems bei Lowther können die DCS-Sy-steme eingesetzt werden. Siehe KapitelDCS-Systeme

Nachträgliche Modifikationsstufe 2Art. Nr. 44109

Für den, der bereits im Besitz vonLowther Chassis ist, gibt es die Mög-lichkeit über Einsendung der Lautspre-cher in den Genuß der Modifikations-stufe 2 zu kommen. Das Chassis wirddann membranbehandelt und neu zen-triert zurückgesendet, (incl. SH 26 u.FW-Kit)Lieferzeit 2 Wochen

Wie sinnvoll die Modifikationen der Low-ther Chassis sind, zeigt auch ein Artikel derfranzosischen Fachzeitschrift „L'Audiophil"in Nr. 26, Dezember 1982, S. 88 ff.

Zusammenfassende Auszüge:„Der Frequenzverlauf des PM 6 ist rechtseltsam, er ist nicht annähernd linear.

Auf einer Schallwand verläuft der Fre-quenzgang im Bereich von 100 - 1 kHzrecht glatt. Dann ist aber bei 2,1 kHz eineausgeprägte Resonanz festzustellen, diedurch den Hochtonkegel und parasitäreResonanzen zwischen Membran und Hoch-tonkegel entstehen. Zwischen 3 und 9 kHzsteigt der Frequenzgang stetig an.Ohne Berücksichtigung der erheblichenPeaks und Einbrüche kann die Frequenz-kurve von 500 Hz - 10 kHz als kontinu-ierlich ansteigend bezeichnet werden, wobeider Gesamtunterschied 10 dB beträgt.

Ohne irgendwelche Veranderungsmaßnah-men klingt der PM 6 zu hell, jedoch nichtallzu unangenehm. Die mittleren Höhenklingen zu vordergründig. Schaltet maneinen Hochtoner hinzu, wird sein untererFrequenzanteil durch den Anstieg des PM 6verdeckt. Paßt man nun den Pegel desHochtoners an den PM 6 an, so werden dieHöhen zu sehr betont und die Klangbalan-ce verschiebt sich nach oben.

Der störende Peak bei 2,1 kHz kann besei-tigt werden. Erst wird der Hochtonkegelverkleinert, sodann die Membran mit Pla-stikschaum behandelt. Diese Modifikationreduziert den Peak um 6 - 7 dB.

Im oberen Frequenzbereich wird durch eineFrequenzkorrektur der Frequenzverlaufbegradigt.

So wird der PM 6 ein Lautsprecher, dersehr leicht mit den Mitteltonhörnern inQualitatsboxen konkurrieren kann".

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Radial MitteltonhörnerDie ZD-Serie

RADIAL Hörner

Die ZD-Serie

ZD Sandfilled

Auf der Suche nach geeigneten Hörnern fürunsere wirkungsstarken Boxen, wie Hypex-horn, System Onken, Carlson Coupler etc.stellten wir fest, daß es Mitteltonhörner mitdem geforderten Cut-Off 300-500 Hz undmit High-Fidelity Qualität praktisch nichtgab oder aber sündhaft teuer waren.

Unseren klanglichen Vorstellungen am näch-sten kamen lediglich Radial-Holzhörnermit hochwertigsten Treibern. Jedoch warenauch hier bei niedrigeren Frequenzen trotzHolz Materialschwingungen von Hand deut-lich als Verfärbung hörbar.

Rundstrahlverhalten und Frequenzgang wa-ren freilich vorzüglich. Was tun?

Wir entschlossen uns, ein eigenes Hörn zubauen, das alle Vorteile auf sich vereinigt,aber deren Mängel vermied.

R. A. E. ZD Mitteltonhörner

Dieses Mitschwingen ist eine Folge derschlechten Dampfungseigenschaften des ver-wendeten Vollholzmaterials. Bei allen opti-schen Vorzügen von Vollholz, akustischgibt es bessere Lösungen. Ebenso wie beiLautsprechergehäusen ist Spanplatte, alsBeispiel, erheblich günstiger in den Damp-fungseigenschaften. Bedingt durch dennhohen Schalldruck im Hörn werden an dasMaterial natürlich andere Anforderungengestellt als beim Bau von Tieftongehausen.Handelsübliche Spanplatten scheiden dahernicht nur aus fertigungstechnischen Grün-den aus. Das erfolgversprechende Prinzipder Spanplatte ist allerdings auch beim op-timalen Material für Mitteltonhörner zufinden. Um eine ausreichende Druckfestig-keit zu erzielen und gleichzeitig beste Dämp-fungseigenschaften zu erzielen, wird feinerHolzstaub mit einem speziellen Bindemitteleingesetzt. Durch die hohe Masse des Mate-rials sind Resonanzen im Einsatzbereichdes Horns ausgeschlossen. Das Bindemittelverringert wirkungsvoll eine Komprimier-barkeit des Materials und damit Verlusteam Hörn.

Diese Hörner arbeiten mit allen Vorteilender Radial-Horn Geometrie, ohne die Nach-teile der bisher verwendeten Materialienaufzuweisen. Resonanzen sind weder imHochtonbereich feststellbar, diese verursa-chen in vielen Fällen den typisch agressivenKlang von Metallhörnern, noch im Mittel-tonbereich, der den Vollholz- und Kunst-stoffhörnern einige Probleme bereitet.

Das hervorragende Abstrahlverhalten unddie Verzerrungsfreiheit dieser Mittelton-hörner empfiehlt die Kombination mithochwertigsten Treibern und Hochtönernähnlicher Abstrahlcharakteristik (Schlitz-strahler).

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^

R. A. E. Mitteltonhorn ZD 150 HS

Technische Angaben zur ZD-SerieTyp

Cut-OffEmpf. fxAbstrahlwinkel

AbmessungenArt. Nr.

ZD150 H210 Hz300 Hz

140°

ZD150 HS210 Hz300 Hz

140°

850 x 198x55011106 11107

ZD300 SF320 Hz420 Hz

140°

60011100

ZD300 H320 Hz420 Hz

140°

x 130 x11101


140°

37811102

ZD500 H450 Hz600 Hz

140°

430 x11104


140°

98 x 28011105

Zubehör zur ZD-SerieArt. Nr. 11108 1" AdapterArt. Nr. 11 109 Adapter 1" auf 2" HörnArt. Nr. 11 110 1" Schraubadapter

Die angegebenen technischen Daten gebendie zulässigen untersten Grenzfrequenzenier jeweiligen Hörner an, es sollte immerbedacht werden, daß der Betrieb unterhalbdieser Frequenz die Belastbarkeit des ver-wendeten Treibers erheblich reduziert. Spar-samkeit rächt sich in solchen Fällen sehrhäufig in Form zerstörter Treiber sowiehorntypischen Verzerrungen. Bestehen Zwei-fel über die notwendige unterste Frequenz,sollte ein möglichst großes Hörn eingesetztwerden. Bei den ZD Hörnern ist dieserSprung preiswerter als eine Ersatzmembranfür den Treiber, bei mechanischer Überla-stung ist darüber hinaus nicht jeder durch-gebrannte Treiber reparabel, da Überresteder Membran im Luftspalt verschwindenund sich dort recht hartnäckig halten kön-nen.

Für höchste Leistung bei Frequenzen ab300 Hz ist das ZD 150 wahlweise auch mit2" Treiber verwendbar.

Im Hochtonbereich können alle ZD Trei-ber bis 8 kHz betrieben werden. DerSchalldruckabfall bei höheren Frequenzenkann bei manchen Treibern (z. B. JBL2425) auch verstärkerseitig korrigiert wer-den, so daß auf einen Hochtöner verzichtetwerden kann. Die Abstrahlcharakteristikist dabei natürlich nicht so gut wie beimEinsatz eines Schlitzstrahlers, da die Hör-ner bei diesen Frequenzen einen kleinerenAbstrahlwinkel aufweisen.

Die zur ZD Serie passenden Baßteile:

R. A. E. LifeSystem Onken

K-Horn

Hypex Horn

MFR Hörner

K-Würfel

alle übrigen Baßeinheiten mit hohemund höchstem Wirkungsgrad

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FOCAL T 120 FCeine „andere" Hochtonkalotte

Bereits kurz nach ihrem Erscheinen wardiese Entwicklung von J. Mahul aufgrundder hervorragenden klanglichen Eigenschaf-ten außerordentlich beliebt. Diese gutenKlangeigenschaften sind das Ergebnis kom-promißloser Entwicklungsarbeit, neuer Ma-terialien und eines bisher unüblichen Kon-zepts bei der Abstimmung der Chassispa-rameter. Bereits die Montageplatte aus 5mm starkem Kunststoff wirkt etwas eigen-willig, J. Mahul konnte bei Messungen anden normalerweise verwendeten Aluminium-platten Vibrationen als Verzerrungsursachefeststellen. Die Membran selbst besteht auseinem sehr leichten polyesterverstärktenGewebe und ist durch eine extrem weicheSicke aus Latexschaum zentriert. Darausresultiert die erfreulich niedrige Resonanz-frequenz von ca. 600 Hz, obwohl die ge-samte Masse nur 0,25 g wiegt. Diese Kom-bination aus geringster bewegter Masse undgeringster Federsteife der Aufhängung istmaßgeblich am guten Klang dieses Hoch-tonchassis beteiligt. Der Grund liegt in demmechanischen Gütefaktor Qm des schwin-genden Systems, der sich aus der bewegtenMasse, der Federsteife und dem Reibungs-widerstand der Membranaufhängung zu-sammensetzt. Vergleichbare Kalotten besit-zen zum Beispiel bei ähnlicher Fläche diedoppelte bewegte Masse und die vierfacheFedersteife. Da der Reibungswiderstandnicht beliebig gewählt werden kann, er be-einflußt den Wirkungsgrad, ergeben sichdabei Gütefaktoren von ca. 2,5 - 4,5 (beider oben als Beispiel genannten Kalotte ca3,3). Erst durch den elektrischen Gütefak-tor Qe des Antriebs, der als Bremse wirk-sam werden kann, wird das Überschwingendes mechanischen Systems gebändigt. Alsresultierende Gesamtgüte Qe sind Wertevon 0,9 - 1,3 üblich. Eine Gesamtgüte von1,0 bedeutet bekanntnlich, daß ein Laut-sprecherchassis bis hinab zur Resonanzfre-quenz annähernd gleichmäßig Schalldruckabgibt und nur geringe Überschwingnei-gung zeigt.

Was passiert, wenn diese elektrische Brem-se ausfällt, ist allerdings leicht vorstellbar.Der verbleibende mechanische Gütefaktorvon 3,3 bewirkt ein hoffnungsloses Über-schwingen der Kalotte. Das dynamische(transiente) Verhalten des Chassis wirdempfindlich gestört, da das Chassis stattauf neue Signale zu reagieren noch mit demAusschwingvorgang beschäftigt ist. Einsolcher Ausfall der elektrischen Bremsekommt leider sehr viel häufiger vor als all-gemein angenommen wird. Die Wirksam-keit, mit der ein Magnetsystem Ausschwing-vorgänge bremsen kann, ist von allen Wi-derständen in der Zuleitung abhängig. Sol-che Widerstände sind nicht nur die Kabelselbst, sondern weit wirkungsvoller, dieFrequenzweiche im Sperrbereich und jederVerstärker, der ein Signal abgibt. Frequenz-weichen mit 12 und 24 dB Sperrwirkungsind dabei günstiger als solche mit 6 oder 18dB, da bei den ersteren immer eine Spuleparallel zum Chassis liegt, deren Wider-stand zu tiefen Frequenzen (Resonanzfre-quenz) hin abnimmt. Grundsätzlich kann

der Gütefaktor konventioneller Kalottenalso im Betrieb zwischen 0,9 und 3,3 wech-seln und das Chassis entsprechende Pro-bleme mit der Wiedergabe des Musikpro-gramms bekommen.

Bei der Focal Kalotte liegen die Dinge an-ders. Durch die geringe bewegte Masse unddie niedrige Federsteife liegt bereits der me-chanische Gütefaktor unter 0,9. Das Aus-schwingverhalten dieses Chassis ist bereitsohne elektrische Bedämpfung besser als dasder Vergleichskalotte im günstigsten Fallmit elektrischer Bedämpfung. Bei optimalerBedämpfung liegt die Gesamtgüte bei 0,5womit jedes Überschwingen ausgeschlossenist.

Durch dieses jederzeit kontrollierte Aus-schwingverhalten hat diese Kalotte im Be-trieb große Ähnlichkeit mit einem gutenHornlautsprecher, bei dem ein Überschwin-gen der Membran bekanntnlich durch denhohen Strahlungswiderstand der Hornöff-nung vermieden wird. Neben dieser interes-santen Dimensionierung der Chassispara-meter sorgt der 750 Gramm schwere Ma-gnet aus spezieller Eisen-Kobalt Legierungmit Flußdichten bis zu 2,05 Tesla für denüberzeugenden Wirkungsgrad von 95 dB/W/m. Ein weiteres Konstruktionsmerkmalist die nach innen gewölbte Kalotte, die eineReihe von Vorteilen bietet. Die Kombina-tion einer 30 mm Kalotte mit einer 20 mmSchwingspule erlaubt es den Schwingspul-enträger aus Aluminium zur Versteifungder Kalotte zu nutzen, gleichzeitig ist dasAbstrahlverhalten einer solchen Kalotte beihohen Frequenzen besser als das der nachaußen gewölbten Exemplare.

Aus der elektrischen Überdämpfung desChassis resultieren einige Eigenarten, die,bei der Verwendung dieser Kalotte, beach-tet werden sollte. Der Schalldruckfrequenz-gang ist erst ab der Anpassungsfrequenz li-near. Diese liegt für eine 30 mm Kalotte beica. 3.600 Hz. Bei tiefen Frequenzen redu-ziert der Antrieb die Membranamplitudekontinuierlich, dieses Chassis ist damit fürden Betrieb an 6 dB Weichen geeignet. Eine12 dB Weiche erhöht allerdings die Belast-barkeit erheblich (von 25 auf 75 Watt) undbietet, wie erwähnt, weitere Vorteile.

Wie auch die zahlreichen Hörerfahrungenmit diesem Chassis beweisen, ist J. Mahulmit den Focal T 120 FC und T 120 auf dembesten Weg, alle klanglich störenden Eigen-arten des Kalottenprinzips zu eliminieren.

Selbstverständlich werden diese Hochton-chassis auch in allen R. A. E. Lautspre-cherboxen mit „Podszus-Görlich" Chassisalternativ zu elektrostatischen Systemenangeboten.

FOCAL Lautsprecherkits

auch Jaques Mahul, der Entwickler der„Focal" Lautsprecherchassis und Lautspre-cherboxen ist als Autor und Herausgeberdes französischen Insider Magazins L'Au-diophile, kein Unbekannter in der Laut-sprecherszene. Ebenso wie die „Harbeth"Lautsprecherchassis, zeichnen sich auch die„Focal" Chassis eher durch konsequenteFehlersuche und Weiterentwicklung alsdurch revolutionäre Ideen und deren seltenüberzeugende Folgen aus.

Wie überzeugend dagegen die gezielte Wei-terentwicklung unter Einbeziehung neue-ster Erkenntnisse und Materialien seinkann, wird besonders in der „Focal" T 120FC Hochtonkalotte deutlich. Dieses Chassiswird daher an anderer Stelle ausführlicherbeschrieben.

Bei den Mitteltieftonsystemen von „Focal"führt die Weiterentwicklung im wesentli-chen zu einem neuen Membranmaterial,Neoflex. Diese Kunststoffmembranen sind,ähnlich den Polypropylenmembranen der„Harbeth" Chassis, bei gleicher innererDämpfung erheblich leichter als die älterenBextrene beschichteten Membranen. Beirichtiger Wahl der Membrangeometrie undMaterialstärke lassen sich mit diesen neuenMaterialien Membranen mit hervorragen-dem Schallfrequenzverlauf ohne ausgepräg-te Peaks auch außerhalb des Einsatzberei-ches herstellen. Zusammen mit der ausge-glichenen Abstrahlcharakteristik arbeitendiese Membranen weitestgehend verfär-bungsfrei. Das geringe Gewicht dieserMembranen erleichtert dabei einen kleinenKunstgriff. Ohne das Impulsverhalten desChassis störend zu beeinflussen, kann eineweitere Schwingspule in das Chassis einge-baut werden. Diese zweite Schwingspulewird dabei im Baßbereich über die Fre-quenzweiche mit in Betrieb gesetzt, die An-schlußimpedanz des Chassis wird dadurchhalbiert. Durch den geringen Widerstandgibt der Verstärker in diesem Frequenzbe-reich entsprechend mehr Leistung ab, dasChassis kann diese höhere elektrische Lei-stung in mehr akustische Leistung umwan-deln. Theoretisch kann damit bei vorgege-benem Wirkungsgrad sowohl die untereGrenzfrequenz erniedrigt und das nötigeGehäusevolumen verringert werden. Theo-retisch bedeutet dabei, daß es nicht ganz soeinfach ist wie es klingt. Kleine Lautspre-cherchassis mit Membrandurchmessern von13 bis 17 cm können durch die geringeMembranfläche und den begrenzten maxi-malen Hub nur geringe Schallpegel imBaßbereich erzeugen. Erst durch den Ein-satz eines korrekt abgestimmten Baßreflex-gehäuses kann auch ein kleines Lautspre-cherchassis erstaunliches leisten. Bei dieserAbstimmung zeigt sich die Erfahrung desEntwicklers sehr deutlich, optimale Belast-barkeit beim Betrieb mit Musikprogrammist gerade bei kleinen Lautsprecherboxennur bei fundierter Kenntnis und Kontrollealler Designparameter zu realisieren. Dievorgestellten Bauvorschläge müssen daherauch hinsichtlich der Gehäuse so genau wiemöglich nachgebaut werden. Selbst geringeAbweichungen können die Belastbarkeitdieser Kombinationen deutlich verringern.

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Wer sich dagegen an die Bauanleitung hält,kann bereits mit der kleinsten „Focal"Kombination eine Lautsprecherbox auf-bauen, von der „Hobby" Magazin imSelbstbau-Lautsprechertest (Heft 19/201983) schreibt: Sehr natürliche, detailtreueWiedergabe, durchsichtiger transparenterKlang, extrem saubere Bässe, sehr genaueOrtung der einzelnen Stimmen und Instru-mente. Diese Beurteilung stimmt mit unse-ren Erfahrungen klar überein. Die hervor-ragende Auflösung im Mittel- und Hoch-tonbereich ist natürlich auch der „Audax"HD 12x9 D 25 Hochtonkalotte zu verdan-ken. Der gleiche Typ wird übrigens auchvon Mr. Harwood in den HL und ML Mo-nitorboxen eingesetzt. Hier herrscht offen-sichtlich einmal Einigkeit unter professio-nellen Entwicklern.

Neben dieser Regalbox gibt es noch zweiweitere Focal-Kits mit der Doppelspulen-technik, die nicht übersehen werden sollten.Der Kit 285 DB ist ebenfalls eine Regalboxmit einem 17 cm Chassis und der bewährtenAudax Kalotte. Der Kit 300 DB ist eine 40 1Standbox mit einem 20 cm Chassis im Mit-teltieftonbereich und der bekannten FocalT 120 Kalotte.

Focal TL 408 als Bausatz, eine Transmis-sion-Line Box von Jaques Mahul.

Diese Hochtonkalotte markiert, wie an an-derer Stelle beschrieben, einen neuen Gradder Technik. Mit dem Kit 300 DB ist diesinnvolle Grenze der Doppelspulentechnikerreicht, für höhere Ansprüche bietet J. Ma-hul mit dem Kit 350 eine Dreiwege-Box mitvier Lautsprecherchassis nach dem Innen-treiberprinzip an. Im Hochtonbereich wirddie T 120 Kalotte eingesetzt, die Wiederga-be des Mitteltonbereiches übernimmt ein 13cm Focal Chassis mit Neoflex-Membran.Der 20 cm Tieftöner, ebenfalls mit Neoflex-Membran, wird dabei im Tiefbaßbereichvon einem weiteren 20 cm Chassis unter-stützt. Durch das bekannte Innentreiber-prinzip wird auch bei dieser Kombinationeine ungemein saubere und tiefe Baßwie-dergabe erzielt. Der Mitteltonbereich zeich-net sich aufgrund des zusätzlichen Mittel-tonchassis durch weiter gesteigerte Auflö-sung und Detailtreue aus.Da „Focal" zur Zeit keine Kombination miteinem 13 cm Tiefmitteltonchassis und der T120 Kalotte anbietet, haben wir zusätzlichnoch eine solche Kombination entwickelt.Dabei wird das weniger bekannte 5 N 402DB Chassis eingesetzt, dieses Chassis wur-de aus dem Mitteltonchassis 5 N 302 ent-wickelt und harmoniert mit der Hochton-kalotte hervorragend. Diese Kombinationkann wahlweise mit einer geschlossenenBox und einem angepaßten DCS Subwoo-fer, einem Baßreflexgehäuse für den Betriebohne Subwoofer oder einem Daline (De-coupled acoustical Line) Gehäuse aufge-baut werden. Dieses Gehäuse bietet gegen-über dem Baßreflexgehäuse bei größeremVolumen eine tiefere untere Grenzfrequenz.

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8 N401-DBE

NEOFLEX

200 mm - 8"

7 N401-DBE

NEOFLEX

175 m m - 7 "

T 120 FC

Ferro-cobaltIron-cobalt

( 1 2 0 x 120 mm)

5 N401-DB

NEOFLEX

130 mm - 5'

5 N 302

NEOFLEX

130 mm - 5"Copy

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Lautsprecherchassis von MB Elektronik

Der Chassishersteller MB Elektronik ausObrigheim war in der Vergangeheit nurwenigen Insidern bekannt, obwohl MBChassis seit langem in fast allen deutschenFertigboxen eingesetzt werden. Besondersdie Supronylkalotten fanden aufgrund dervielgeiobten klanglichen Eigenschaften eini-ge Beachtung auf dem Fertigboxenmarkt.

Mit einer Neuentwicklung, den „MetallCompound Dome" Chassis hat MB Elek-tronik jetzt auch als Hersteller von Fertig-boxen für einiges Aufsehen gesorgt. Es

handelt sich dabei um Kalotten für denMittel- und Hochtonbereich bei denen dieMembran und der Schwingspulenträger auseinem Stück Titan gefertigt werden. Nachden Angaben der Entwickler ist damit be-stes Impulsverhalten, hoher Wirkungsgradund hohe Belastbarkeit realisierbar. Diekritischen Klebestellen zwischen Membranund Spuleträger entfallen und Titan ist, an-ders als einige Kunststoffe und Papier ex-trem robust und alterungsbeständig. Ausdiesem Grund setzt übrigens auch die ame-rikanische Firma JBL seit einiger Zeit Titan

als Membranmaterial für Treiber von Mit-.teltonhornlautsprechern ein.

Diese MCD Chassis werden ab etwa Juli 84auf dem Selbstbaumarkt angeboten. Da wirzur Zeit noch nicht über technische Datenverfügen, können wir leider noch nichtsKonkretes veröffentlichen, ab Juli wird einentsprechendes Datenblatt mit Kombina-tionsvorschlägen verfügbar sein.

Die Sypronyl-(Superpolyamid) Kalottensind bereits lieferbar, die technischen Datensind in der Tabelle zusammengefaßt.

»ENDLICH«DAS „ORIGINAL"

Bei R.A.E. ALS BAUSATZElectroVoice SENTRYin

„Sentry III" - schon jetzt eine Legende imLautsprecherbau und der Traum vieler Mu-sikfans. Jetzt zu realisieren durch denpreiswerten Selbstbausatz mit allen Origin-alteilen, d. h. mit dem Original Baßschassisund der Original-Frequenzweiche. Geradefür die Realisierung der vollkommenen Di-gital-Aufnahme und Wiedergabetechnik istdieser Studiomonitor bestens geeignet.Schon geringe Verstärkerleistungen reichenaus, um die volle Dynamik eines Live-Kon-zerts im Wohnraum wiederzugeben.

Auszug aus einem Testbericht: SaubereGroßbox extrem hohen Wirkungsgrades,die Dank ihrer gewaltigen Dynamik, ihres

idealen Rundstrahlverhaltens und ihrerweitgehenden Klangneutralität ein Klang-bild bewundernswerter Transparenz erzeugtund deshalb eine Spitzenposition in derKlasse der Giganten übernimmt. (Hifi Ste-reophonie 1975) Quelle: Elktro-Voice In-formation.

Im Jahre 1983 beurteilte das „Hobby-Ma-gazin" im großen Lautsprechertest in Heft19 und 20 diese Lautsprecherbox so: Sehrgute Auflösung, sehr gute Durchzeichnung,springt gut an, knackige, harte Bässe, Mit-ten und Höhen aber näselnd verfärbt. Idealfür Popmusik.

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K . E . F . Constructor Series CS 5

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Lautsprecherselbstbau am Beispiel der KEFCS 7

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Die berechtigte Frage, wie kompliziert derSelbstbau einer Lautsprecherbox sein muß,um beste Ergebnisse zu erzielen kann amBeispiel der KEF CS 7 sehr leicht beant-wortet werden. Diese Kombination ist dergrößte Kit der von KEF speziell für denSelbstbau entwickelten CS-Sene. Obwohles eine echte Drei-Wege Box ist, sind fürdem Aufbau keinerlei Vorkenntnisse not-wendig.

Das geschlossene Gehäuse ist, ebenso wiedas Mitteltongehäuse, aus rechteckigenHolzplatten ohne Winkel- und Gehrungs-schnitte aufgebaut. Diese Platten sindpreiswert in jedem Baumarkt erhaltlich.(Ein kleiner Tip, je neuer der Baumarkt ist,um so besser ist meist die Sage, mit der dortgearbeitet wird.) Zum Zusammenbau wirdlediglich eine Stichsäge und ein Lötkolbenbenötigt, weitere Spezialwerkzeuge sindnicht erforderlich.

Beim Zusammenbau helfen einige Stiftnä-gel zum Fixieren der Teile und einige Vier-kantleisten. Es sollte sorgfältig gearbeitetwerden, damit alle Verbindungen luftdichtsind. Nachdem das Gehäuse aufgebaut ist,muß es bedämpft werden. Hier kann mannichts falsch machen, das gesamte Volu-men, auch die Mitteltonkammer, wird losemit dem Dammaterial aufgefüllt.

Noch ein kleiner Hinweis! Grundsatzlichkann die Form des Gehäuses abgeändertwerden. Eine Pyramidenform hat sich zumBeispiel sehr oft bewahrt, rechteckige Ge-häuse mit parallelen Wänden haben aller-dings immer Einfluß auf den Klang einerBox. Das vorgestellte Gehäuse ist das Er-gebnis langer Berechnungen und Versucheund minimiert diese Einflüsse, andere recht-eckige Gehäuse werden nicht so gute Er-gebnisse bringen.

Der Einbau der Chassis und der Anschlußder Frequenzweiche sollten keine Problemeaufwerfen, alle Anschlußpunkte sind genaumarkiert und den Chassis liegen Schablo-nen für die Ausschnitte sowie Dichtstreifenbei.

Und was ist nun der Lohn für die Selbst-baumühe? „Natürlich, gute Durchzeich-nung und Auflösung, Stimmenwiedergabesehr schön. Sehr genaue Ortung allerStimmen und Instrumente. Tolle Baßwie-dergabe mit straffen und sauberen Tiefbäs-sen." So urteilt das „Hobby" Magazin imgroßen Selbstbauboxen Test (Heft 19/20,1983) über die KEF CS 7. Die Entwicklungeines solchen Bausatzes erfordert größteErfahrung und beste Meßgeräte. KEF hatbeides. Sie können es nutzen.

KEF Lautsprecherbox CS 3

All dimensions in mm



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17 W-75

INTELLIGENZSTATT

DICKER MAGNETEDer Magnet ist der Motor des Lautsprechers. Wie beimAutomotor ist nicht die äußere Größe wichtig, sonderndie Leistung. Das DYNAUDIO CENTER-MAGNET-SYSTEM erreicht bei gleicher Magnetgröße eine Wir-kungsgradsteigerung von mehr als 100%. WertvollesMagnetmaterial wird gespart - die Leistung steigt trotz-dem. Das merken Sie auch an den günstigen Anschaf-fungskosten. Intelligenz zahlt sich eben aus. Auch diesesgeniale, einfach herzustellende Magnetsystem wird inHandarbeit an Präzisionsdrehbänken zu hörbarerPräzision geformt.übrigens hat der 17W-75 noch andere intelligenteBesonderheiten:

• PHA-Polymerkunststoffmembraneaus einem Stück geformt

• belüftetes Magnetsystem• 75-mm-Schwingspule• 45u,s Steigzeit• Hexacoil

[TECHNOLOGY UNLIMITEDj

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DYNAUDIO Lautsprecherkombinationen

Die Philosophie der danischen Lautspre-cherspeziahsten Dynaudio durfte wohlmittlerweile jedem Lautsprecherinteressier-ten gut bekannt sein Durch den Einsatzvieler Lautsprecherchassis von denen jedesspeziell für einen schmalen Frequenzbe-reich optimiert wurde, soll in Verbindungmit Frequenzweichen geringer Sperrwir-kung eine möglichst realistische Wiederga-be des Musikprogramms erzielt werdenDas Hobby Magazin schreibt im Selbst-bau-Lautsprecher Test (Heft 19/20 1983)über die Dynaudio Kombination DAK4/210 folgendes Tiefbaß en masse, sehr gu-te Hohenwiedergabe und Auflosung, de-tailreiches Klangbild natürlich, sehr ge-naue Ortung

Ganz offensichtlich ist diese Philosophieerfolgreich und rechtfertigt den Aufwandeiner Vierwegbox Wem dieser Aufwandnoch nicht ausreichend erscheint kann mitt-lerweile eine Box mit sechs Dynaudio Chas-sis nach dem Innentreiberpnnzip aufbauen,mit ca 170 1 Volumen eine recht stattlicheErscheinung Hier zeigt sich die logischeKonsequenz der Dynaudio Philosophie, jemehr verschiedene Chassis zum Einsatzkommen um so besser wird das klanglicheErgebnis ausfallen

Umgekehrt zeigen sich allerdings die Gren-zen der hochspezialisierten Chassis, beimEinsatz in Zweiweg-Kombinationen undzum Teil auch bei Dreiweg-Kombinationengibt es sowohl unter klanglichen Aspektenals auch hinsichtlich der Belastbarkeit über-legene Lautsprecherkombinationen (vgl Siedazu bitte auch das Kapitel SubjektiveKlangbeschreibungen )

Diese Lautsprecherbox mit Innentreibersollte dabei keineswegs mit einem Dynau-dio Compound-System verwechselt wer-den Eine derartige Lautsprecherbox ist mitkonventionellen Chassis nicht umzubauenUm in diesem Punkt hinreichend Klarheitzu schaffen haben wir W Ehrenholz, Ge-schäftsführer des deutschen Dynaudio Ver-triebes, um eine Stellungnahme gebeten

DYNAUDIO Pandora

Sehr geehrter Herr Roemer,betr Stellungnahme Compondsystem

Das Compoundsystem ist eine ideale Mög-lichkeit, die Baßresonanz völlig zu kontrol-lieren und somit der Impedanz einen idea-len Verlauf zu geben

Ein völlig resonanzfreier Tiefbaß mit un-gewöhnlicher Dynamik laßt sich so mit re-lativ kleinen Membrandurchmessern undGehauseproportionen verwirklichen

Die technischen Schritte, die wir dazu un-ternehmen haben nichts mit dem einfachenAnordnen von zwei hintereinander geschal-teten Baßtreibern zu tun (Doppelbaß-Sy-stem), wie es von einigen anderen Herstel-lern praktiziert wird Auf diese Weise erhaltman nur fast zufällige Ergebnisse

Bei uns wird das Ergebnis durch konstruk-tive Maßnahmen bestimmt Eine Vielzahlvon Parametern müssen berücksichtigt wer-den Wie Volumenverhaltnisse und Mem-branflachen, elektrische und akustischeDampfung von Baßlautsprecher und Trei-ber, Membranmassen, Schwingspulen, Wik-kelbreiten, Impedanzen, Comphance undSchnelligkeit

Nur mit viel Erfahrung und mit äußerstaufwendigen Messungen lassen sich all die-se Parameter, die für Baßchassis und Trei-ber völlig unterschiedlich sind, bestimmenDaraus entstehen Chassis mit ganz spezifi-schen Eigenschaften für diesen Einsatzbe-reich Ein Compoundsystem mit Standard-chassis aufgebaut, liefert nicht die erwarte-ten Resultate

Die Abstimmung unseres Compoundsy-stems ist so diffiziel, daß sie im Nachbaunicht selbst vollzogen werden kann Darumbieten wir diese Spezialchassis nicht zurfreien Anwendung an

Allen Versuchen einiger Unbeirrbaren, trotz-dem ein Compoundsystem zu bauen, ist mitäußerster Skepsis zu begegnen Quantitätim Baß ist nicht gleich Qualität - auch wennder Stolz auf die eigene Konstruktion viel-leicht über manches hinweghören laßt

Alle von uns vorgeschlagenen Kombinatio-nen sind so konstruiert, daß die Ergebnissereproduzierbar sind Exotische Losungenmögen in der Werbung sehr wirkungsvollsein, wenn das erwartete Ergebnis nicht ein-tritt, ist die Enttäuschung beim Anwenderdafür um so großer

Mit freundlichen GrüßenW Ehrenholz

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Dynaudio 30 W 100, neueste Dynaudio Technologie, 100 mm Schwingspule und Centermagnetbringen höchste Belastbarkeit bei geringsten Verzerrungen

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Mit unserem Wissen durften wir bisherzahlreichen Kunden bei der Konstruktionihrer Lautsprecher assistieren

Woher haben wir diese Legitimation''

Das kommt ganz einfach daher UnserTeam (= unser Wissen) faßt die unter-schiedlichsten Qualitäten in verschiedenenPersonen zu einzig Ihrem Vorteil in einemUnternehmen zusammen Da ist der HIFI-FREAK, der immer auf dem neuestenStand ist und alles im Gesamtblick hat,der THEORETIKER, der spezielle Pro-bleme zu losen vermag, wenn auch oft nurmit Hilfe des Computers,der ENTWICKLER, der immer unzufrie-den ist und dessen einziges Ziel es ist,immer weitere Verbesserungen zu finden,der STRENG KALKULIERENDE KAUF-MANN, der zu Ihrem Vorteil für gunstigePreis-Quahtatsrelationen sorgt

Zudem sind wir an fast allen zentralenOrten der Bundesrepublik mit Niederlas-sungen vertreten, sodaß Sie an Ort und Stel-le per Demonstration und Argumentationberaten werden können Außerdem stehtdie Zentrale in Aachen zur Verfugung, diein jedem Falle alle Probleme koordinierenkann und für alles gerade steht

Des weiteren stehen uns in mehreren Städ-ten der Bundesrepublik die modernstenMeßinstrumente zur Verfugung, sodaß allei-ne dies, ohne Berücksichtigung unserer, vonuns immer wieder selbst in Frage gestelltenKompetenz, eine sich immer auf ütai aktu-ellen Stand der Technik befindtnde ßera-tungsquahtat garantiert

Dazu kommt eine eifrige Konkurrenz, dieeilfertig versucht, unsere Neuigkeiten zukopieren (s Karlson Coupler 1979, Einfuh-rung von Bauvorschlagen aus fremdspra-chigen Fachzeitschriften 1978, hochwertigeLuftspulen mit l%iger Toleranz 1980, dieTL 250 Harbeth 1981, unsere ZD-HornSerie 1981) und uns damit zu immer weite-ren Entwicklungen und Verbesserungenanspornte Alle diese angeführten Grundehaben unsere Kunden anerkannt und unsdamit die Berechtigung bestätigt, auch fürSie beratend tatig zu sein

Untwisting all the chains that tieThe hidden soul of harmony.

MILTON.

I must have hbertyWithal, as large a Charter as the wind,To blow on whom I please.

As You Like It.

G. A. BRIGGS

MEMBER OF

THE A

AUDIO ENGINEERING SOCIETYAUDIO / ACOUSTICS / APPLICATIONS («j

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Skizze des Hörraumes

Je besser wir Ihren Hörraum kennen,umso besser können wir Sie beraten.Bitte vergessen Sie nicht,dieses Blatt mitzuschicken! "But, Muriel, what counls more—furnilure or fidelily?"

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Alle zitierten Arbeiten sind unter...

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