Lautsprecher Chassis und deren Vor und Nachteile

    Hallo Leute,


    nachdem wir ja immer wieder das Thema diskutieren, denke ich ist hier mal eine Diskussion, zu eröffnen.


    Als Vorwort möchte ich darauf Hinweisen, das jedes Chassis ein Kompromiss, darstellt.


    Beginnen wir mit dem Tiefton.


    Wir alle wollen einen möglichst tiefen und pegelfesten Bass.
    Einen tiefen Bass, setzt eine schwere Membran und weiche Einspannung voraus.
    Umso leichter sie wird, benötigt man für den gleichen Teifgang, mehr Volumen.
    Auch kann man die Antriebskraft steigern, was aber ab einen bestimmten Punkt, den Tiefgang wieder verringert.
    Eine leichte Membran und starker Antrieb, lässt den Frequenzgang, zu den höheren Tönen, immer lauter werden.
    Dadurch wird auch hier, der Tiefton begränztt, da man sonst keinen linearen Bass mehr hat.


    Mehr Pegelfestigkeit, kann man durch mehr Hub ausgleichen.
    Je länger die Schwingeinheit wird, umso problematischer wird es, die Verzerrungen in Zaum zu halten.
    Am besten funktionieren hier Unterhang Systeme.
    Hier bleibt die Schwingspule, am längsten, im Magnetfeld.
    Trotzdem bleibt es schwierig, auch hier einen guten Kompromiß zu finden.


    Fazit.
    Antriebsstärke
    Membrangewicht
    Hubfähigkeit
    Memranfläche
    Membranhärte

    Kommen wir zum Tiefmittelton.


    Es gibt auch hier verschiedenste Herangehensweisen.


    Auch hier bleibt alles ein Kompromiß.


    Umso größer die Membranflächen werden, desto eher beginnen sie zu bündeln.
    Im PA bereich sind oft 12 Zoll ( 30cm ) Chassis, Mitteltöner.
    Im Hifi Bereich, endet es aber spätestens bei 8 Zoll ( 20cm ) . Gibt auch hier Ausnahmen.


    In diesem Bereich, spielen gerade Membranmaterialen, den größten Unterschied.
    Hier gibt es Hersteller, die eine möglichst leichte und weiche Membran bevorzugen.
    Der Vorteil, guter Wirkungsgrad und meist schönen RollOff !
    Der Nachteil, eine früh beginnende, nicht kolbenförmig, bewegte Membran.
    Verzogertes Ausschwingverhalten.
    Andere bevorzugen möglichst harte Membranen. Bis hin zu Diamant !
    Der Vorteil, extreme linearität und perfekt kolbenförmig arbeitende Membran.
    Umso härter, desto später die Membranresonanz.
    Pefektes Ausschwingen.
    Der Antrieb ist auch hier, ein sehr entscheidenter, Klangfaktor.
    Umso mehr Kupfer oder Aluminium im inneren der Schwingspule ist, umso besser wird die Induktivität und Verzerrugen kontrolliert.
    Der Nachteil, die Magnetstärke für den Antrieb, wird reduziert.
    Neueste und Derzeit wohl beste Entwicklung, ist die von ScanSpeak eingesetze, ovale Schwingspule.
    Auch hier gilt, umso stärker der Antrieb, umso höher der erzielbare Wirkungsgrad.
    Aber auch hier gilt, umso stärker der Antrieb, desto stärker der Anstieg zu den Mitten.


    Der Beste Kompromiß ist also, den Antrieb, die Mambran und Aufhängungen so auszulegen, das der Frequenzgang, möglichst linear ist.
    Dann braucht man den geringsten Aufwand, ( bei passiv möglichst wenig Bauteile ) .


    Auch hier gibt es natürlich wieder Spezialisten.
    Hornkonstruktionen, Kalotten, Breitbänder usw.

    Kommen wir zu den Hochtönern.


    Auch hier gibt es wieder unterschiedlichste Konstruktionen.
    Die am meistverbreitesten, sind Kalotten.
    Diese gibt es von 35mm bis 19mm .
    Umso größer, desto tiefer, kann man sie verwenden.
    Dafür beginnen sie aber wieder früher zu bündeln.
    Die Konstruktionen von Aufhängung über Rückwärtig speziell geforme Gehäuse ( Rückwärtiger Schall eliminieren ) werden immer Aufwändiger.
    Auch werden noch Ferrofluid zu kühlung und Bedämpfung, eingesetzt.
    Membranmaterialen gibt es auch von weich ( Gewebe ) bis hart ( Diamant ) .
    Gewebe ist leicht herzustellen, bietet einen linearen Frquenzgang und klingen angenehm.
    Diamant ist sehr teuer, schwingt perfekt Kolbenförmig und klingen sehr hoch auflösend.


    Mischungen, ergeben meist gute Kompromisse.


    Der mitlerweile am zweithäufigsten eingesetze Hochtonerzeiger, sind AMTs.
    Vor über 40 Jahren durch Dr. Oskar Heil erfunden.
    Seit ein paar Jahren ist das Patent abgelaufen und es schießen immer mehr Entwicklungen auf den Markt.
    Das Prinzip ist, eine in Falten gelegte z.B Kaptonmembran, mit aufgedampfter Leiterbahn.
    Diese wie eine Ziehamonika arbeitende Mambran, drückt durch das zusammenziehen und auseinanderdrücken, die Luft aus den Spalten.
    Dadurch ergibt sich eine Transformation. Eine Übersetzung von 1:5 !
    Das bedeutet der Schall wird mit der fünffachen Geschwindigkeit, erzeugt.
    Durch das extrem geringe Gewicht, große Membranfläche, wird ein praktisch verzerrungsfreier Hochton erzeugt.
    Je nach Bauform , schmal oder breit , wird das Abstrahlverhalten, beinflusst.
    Aber prinzipell, wird vertikal stark gebündelt. Kaum Boden und Deckenreflexionen.
    Müssen deshalb immer auf Ohrhöhe spielen.


    Weitere Hochton Erzeuger sind Bändchen ( Aluminium Folie unten oben eingespannt ) und Magnetostaten.
    Diese haben ebenfalls ein etrem geringes Membrangewicht.
    Sind meisst nicht ganz so tief einsetzbar. Geringe Membranbewegung möglich !
    Haben meistens auch höhere Verzerrungen und sind nicht ganz so Pegelfest.


    Dann gibt es noch Plasmahochtöner.
    Theoretisch das Ideal, da keine Membran bewegt werden muß.
    Hier wird ein Lichtbogen mit sehr hoher Spannung erzeugt.


    Dann gibt es noch Hornkonstruktionen.
    Je nach Hornlänge und Form, sehr Pegelfest.
    Aber auch starkes Bündelungsverhalten.


    Gruß Chris

    Hi Chris,


    Was hat es eigentlich genau mit dieser Bündelung zu tun?
    Ich habe hier in den letzten Tage viel darüber lesen dürfen, aber würde gerne mal von einem Profi hören, wie sich dieser Effekt äussert und was das für die Kombination von TT, MT und HT bedeutet?


    Gruss steffen

    Zitat

    Was hat es eigentlich genau mit dieser Bündelung zu tun?



    Puhh, das ist nicht gerade eine Frage zum Wetterbericht. ;)
    Vor allem die Auswirkungen des Bündelungsmaßes sind sehr schwer in Klangbeschreibungen zu interpretieren.


    Um das wenigstens erstmal technisch einigermaßen komprimiert zusammenzufassen:
    Das Bündelungsmaß bestimmt wieviel Anteil Reflektions-/zum Anteil Direktschall an der Hörposition ankommt.
    Die Raumakustik natürlich auch, aber das lassen wir mal außen vor und nehmen einen mäßig bedämpften Raum als Ausgangsgrundlage.


    Das Bündelungsmaß steigt zu hohen Frequenzen hin an, bzw. nimmt zu tiefen Frequenzen hin ab.
    Im Tiefbassbereich ist ein Lautsprecher akustisch betrachtet ein Rundumstahler, wenn das Bündelungsmaß 0dB beträgt.
    Ab ca. 3 Metern Sitzabstand überwiegt der Reflektionsschall den Direktschallanteil.


    Übliche Bündelungen im Hochtonbereich liegen bei ca. 12dB
    Da auch der Raum hohe Frequnezen stärker absorbiert als Tiefe,
    haben wir meistens als Ergebnis eine schwach abfallende Amplitude mit idealerweise ca. -10dB im Verlauf zwischen 20Hz und 20kHz als Messung.
    Ähnlich sieht das auch bei der Abklingzeit (RT30/60 Zeit) aus, die mit zunehmender Frequenz kürzer ausfällt.
    Damit hat sich Sigfried Linkwitz sehr ausgiebig beschäftigt und als optimalen Frequenzgang auf der Hörposition ausgemacht, falls da noch Aufklärungsbedarf besteht. :think:
    Voraussetzung: Der Frequenzgang fällt gleichmäßig über den Gesamtverlauf ab.


    Starke Bündelungen haben zur Folge daß der Frequenzgang unter Winkel stark abfällt.


    Als Beispiel nehme ich mal meine Atlas
    Bild1 :
    Sonogramm auf Achse 0°



    AtlasSonogramm0°.JPG




    Bild 2:
    Sonogramm unter 30° Winkel



    AtlasSonogramm30°.JPG




    Wie man an dem großen schwarzen Bereich sehr schön sieht ist der Pegelabfall unter Winkel sehr hoch.
    Das liegt an der starken Bündelung im Hochtonbereich:



    AtlasBünelungsmaß.JPG



    Ich versuche mal eine halbwegs verständliche Klangbeschreibung der Unterschiede, also bitte mit Nachsicht betrachten:


    Je höher das Bündelungsmaß zu tiefen Frequenzen hin ansteigt, desto mehr verliert der Lautsprecher an "Bühne" und "Live" Character,
    da der reflektive Anteil des Schalls fehlt und somit mehr Direktschall an der Sitzposition ankommt.
    Je stärker also die Amplitude unter Winkel abfällt, desto stärker ist der beschriebene Effekt.
    Idealerweise ist der Frequenzgang unter Winkel also mit dem auf Achse identisch.
    Aus diesem Grund spielt die Atlas auch nicht gut in unbedämpften Räumen, da die Bündelung bis 150 Hz quasi gar nicht vorhanden ist, also einen Rundumstrahler darstellt, mit entsprechenden Folgen.


    Ich hoffe das war einigermaßen verständlich und hat wenigstens ein paar Erkenntnisse gebracht. :sbier:


    Gruß
    Junior

    Hallo,


    dachte schon ich hab den Thread umsonst eröffnet.


    Ich möchte gerne Ergebnissoffen diskutieren.


    Zur Bündelung, möchte ich auch noch etwas schreiben.


    Ich habe bei mir ja ganz andere Lautsprecherkonzepte verwirklicht.


    Ich beginne mal mit dem Tiefton.


    Hier setze ich auch gerade aus Bündelungsgründen, einen Dipol Bass ein.
    Dieses Konzept hat den Vorteil, den nach vorne und den nach hinten ( 180 G versetz ) erzegten Schall, in den Raum, abzugeben.
    Durch meine spezielle Bauvorm, egibt sich eine nierenförmige abstahl Keule.
    Das bedeutet, Direkt neben dem Sub, ist eine Nullstelle. ( Auslöschung ) Kein Bass.
    In der Mitte des Raums sitzend, das Maximum ( Schall wird natürlich mit der Entfernung weniger )
    Also genau entgegengestzt eines Druckwandlers. Maximum an den Wänden/Raumecken )
    Hier erzeuge ich also gezielt, eine Schallbündelung.
    Darum stehen auch meine Geräte, direkt neben den Bässen, in der Nullebene und bekommen keinen Tiefton ab.


    Im Mittelhochton, verwende ich sowohl eine D-Apolito Anordnung, sowie einen AMT für eine spezielle Bündelung.
    Die D-Ap Anordnung, hat vor allem die Aufgabe, den Schall nach unten und oben zu bündeln. ( Weniger Boden/Deckenreflexionen )
    Der AMT hat ebenfalls durch seine längliche Folie, eine starke Bündelung, in der Vertikalen.


    D-Apo Lautsprecher, haben dadurch immer ein stabileres räumliches, Abbildungsvermögen .
    Die Einzigen, die das meist noch besser können, sind Breitbänder oder Folienstrahler ( z.B Martin Logan )


    Ein gezieltes Bündeln, kann oder ist oft im Vorteil.
    Mehr Direkt, als Indirektschall !


    Ein Breitbänder z.B, ist mit einem Frequenzgang wie es Junior beschrieben hat, nicht anzuhören.
    Dieser würde dann matt und hochtonarm klingen, da er weniger Energie, in den Raum abgiebt.


    Ebenso bei einem Horn oder AMT, wäre es nicht optimal.


    Es gilt also meist nur für Kalotten .


    Also jenachdem welches Konzept man verfolgt, kann das eine oder andere, zum Ziel, führen.


    Gruß Chris

    Hallo zusammen


    bzgl. Bündelung unterscheide ich persönlich 2 Dinge (mal sehen ob ich richtig liege in dem was ich mir da zusammen gereimt habe).
    1) Die Bündelung des Lautsprechers selber (ab schwarzer Linie). In diesem Bereich ist der Lautsprecher "nicht zu gebrauchen" weil die Amplitude stark ausschlägt und mir im Gesamtkonstrukt des Lautsprechers große Probleme bereiten würde die ich nicht in den Griff kriege.


    SatoriBündelung.png
    http://www.sbacoustics.com/ind…lor-c70039-shipping-font/


    2) Die Bündelung die ich bewußt herbei führe in dem Bereich in dem der Lautsprecher selber nicht bündelt durch Horn und Waveguide was wiederum schwierig ist weil die Bündelung durch die Schallführung sinnvollerweise über den einzusetzenden Frequenzbereich des Treibers gleichmäßig sein soll (was auch den Knackpunkt an der Sache darstellt)


    Wenn ich einen Lautsprecher zusammenstelle achte ich u.a. neben der Bündelung auch auf die Amplitude unter Winkel. Daher kann es m.E. sein, dass ich weit vor der Bündelung trennen will. (rote Linie)


    VG Jochen

    Hallo Jochen,


    da hast Du nicht unrecht.
    Man gibt bei einer Trennfrquenz die -6 dB Treffpunkte an.
    Das bedeutet, hier hat jedes Chassis bereits durch die Weiche 6 dB an Pegel verloren.
    Bis ca. 10-12 dB gibt aber jedes Chassis noch einen Pegel zurm Amplituden schrieb hinzu.
    Sollten also in dem Bereich bereits Bündelungen eintreten, sind diese noch leicht zu erkennen.


    Nun sitzt man idealer Weise im Stereodreieck.
    Das bedeutet vor 5-15 Grad eingedrehten Lautsprechern.
    Also wirkt sich das Bündelungsverhalten im Direktschall nicht aus.
    Nur über Wandreflexionen.


    Also kann man Zur Not auch die Trennfrequenz des SBs bei 2,5 khz anstreben.
    Aber leider verbietet es der Amplitudenschrieb. Membranresonanzen.
    Dieses Chassis muß bei 4 khz bei - 20 dB sein.
    Das kann man aber nicht alleine an dem Amplitudenschrieb erkennen.
    Mann muß hier vorallem das Ausschwingverhalten betrachten.
    Den Klirr ja sowieso.
    Ein Breitbänder kann hier durchaus laut werden, aber schnell ausschwingen. Das könnte man dann mit einem Saug/Sperrkreiß linearisieren.


    Die Trennung hängt also von verschiedenen Eigenschaften ab.


    Wenn man es perfekt machen möchte, dann aber die Trennung, im sicheren Bereich.


    Gruß Chris

    Zitat

    Ein Breitbänder z.B, ist mit einem Frequenzgang wie es Junior beschrieben hat, nicht anzuhören.
    Dieser würde dann matt und hochtonarm klingen, da er weniger Energie, in den Raum abgiebt.


    Ohh, bitte nicht verwechseln. :shock:
    Es geht dabei nicht um den Frequenzgang des LS, sondern um den Gesamtschall (Direkt- und Reflektionsschall) oder Energiefrequenzgang an der Sitzposition.
    Der hat automatisch eine flach fallende Amplitude zur Folge, selbst wenn der LS an sich völlig linear abgestimmt ist.
    Und richtig, je stärker das Chassis bündelt desto mehr Energie verliert es, da der Reflektionsschallanteil immer geringer wird.


    Die meisten Breitbänder die mir bekannt sind, werden aus dem Grund auch mit einer zusätzlichen HT-Kalotte verheiratet, oder haben von Hause aus einen flach ansteigenden Frequenzgang, wie z.b. der Visaton B200.


    Die Frage nach dem hörbaren Unterschied der einzelnen Wiedergabeprinzipe wie z.b. ein Dipol stellt sich für mich so dar:
    Trotz unterschiedlichen Bündelungsverhaltens(der Dipol erzeugt mehr Direktschall als ein Konustreiber) können beide LS ähnlich klingen, wenn der Frequenzgang des Reflektionsschalls mit dem des Direktschalls weitestgehend übereinstimmt.
    Und wiederum daran denken, es geht um den Gesamtschall an der Sitzposition.


    Nuin gibt es einige Tricks um sich z.b. die starke Bündelung im HT und den daraus resultierenden Energieverlust auch zunutze zu machen.
    Eine Möglichkeit wäre z.b. die Schallwand des HT nach oben hin anzuschrägen und den einfach unter Winkel linear abzustimmen.
    Dadurch würde der Energiefrequenzgang in dem entsprechenden Bereich erhöht ohne die Ausgangsamplitude zu verändern.


    Das macht vor allem Sinn bei Treibern die ohnehin eine starke Überhöhung auf Achse in dem entsprechenden Bereich haben und erst unter Winkel linear werden.
    Ähnlich wie der von Jochen gepostete Satori, der aber bei 30° ist der schon wieder zu stark abfallend ist.
    Daß der natürlich schon aufgrund anderer Kriterien ausscheidet hat Chris ja schon erwähnt.


    Selbiges gilt natürlich auch auf der Stereoachse, indem man so abstimmt, daß der LS nicht eingedreht werden darf und somit von vornherein im 30° Abstrahlwinkel zur Hörposition spielt. Natürlich braucht man dafür auch die entsprechenden Treiber und die Gesamtkonstruktion ist entsprechend schwieriger auszutüfteln.
    Das funktioniert vor allem mit dem B200 ganz gut, da der Pegelverlust bei 30° Abstrahlwinkel ziemlich genau dem Anstieg des Frequenzgangs entspricht,
    was in Folge wieder eine lineare Ausgangsamplitude zur Folge hat.




    Gruß
    Junior

    Noch eine Anmerkung zur Schallbündelung und Hörnern.
    Hörner gibt es ja eine ganze Menge auf dem Markt. Allen gemeinsam ist es, Schall zu bündeln und den Wirkungsgrad zu erhöhen. Aufgefallen ist sicherlich schon jedem, dass es sehr unterschiedliche Ansätze gibt, wie so ein Horn "auszusehen" hat. Je nach Öffnungsfunktion hat das natürlich hat das auch Konsequenzen auf die Abstrahlung des Schalls unter verschiedenen Winkeln.
    Anzustreben ist hier ein gleichmäßiger, paralleler Abfall des Schalldrucks über den Winkel wie hier:


    Horn_2.jpg


    Das Gegenteil ist hier der Fall, ein stetig zu hohen Frequenzen hin enger strahlendes Horn, was im oberen Hochton wie ein "Laser" bündelt.


    Horn_1.jpg


    Was passiert nun, wenn ich beide zuhause betreibe? Auf Achse gemessen erst mal nicht viel. Da kann beides linear abgestimmt sein und alles ist gut. Das Problem ist das, was außerhalb des Winkels passiert. Beim zweiten Beispiel wird wenig Hochton in den Raum abgestrahlt, dementsprechend auch insgesamt wenig Energie. Nun könnte man sagen (was wirklich viele tun): Mir doch egal, ich sitze sowieso alleine auf dem Sofa, dann richte ich den Lautsprecher auf den Hörplatz aus. Welche Folgen hat das: Je nach Raum kann das gut gehen, in den meisten Fällen aber nicht. Am Ohr kommt ja nicht nur direkter Schall vom Lautsprecher an, sondern auch das, was im Raum reflektiert wird. Und das ist eben sehr hochtonarm. Solche Lautsprecher reagieren extrem empfindlich auf ihre Umgebung. Messtechnisch ist ein solches System praktisch nicht in den Griff zu bekommen. Der einzige Vorteil solcher Systeme: durch die extreme Bündelung und praktisch nur noch Direktschall am Ohr ist die Abbildungsschärfe extrem genau.
    Hörner mit solchem Abstrahlverhalten sind z.B. Kugelwellen- und Exponentialhörner. Eine oft eingesetzte Horn/Treiber-Kombination (nicht im Heimkino) ist z.B. der BMS4590 an einem großen Kugelwellenhorn, was man je nach Horngröße schon ab 300Hz einsetzen kann. Spaßeshalber habe ich auch mal mit einer solchen Kombi experimentiert und die hat genau das bestätigt, was ich oben beschrieben habe. Es funktioniert einfach nicht. Nicht umsonst gibt es im Fertigbereich keinen Lautsprecher der auf ein solches Konzept setzt. Immer kommt noch ein Hochtöner zum Einsatz, um die Abstrahlung gleichmäßig breitzu halten.
    Das zu diesen Hörnern gesagte trifft genau so auch auf große Breitbänder zu.


    Anders beim oberen Beispiel. Das zeigt außerhalb der Achse einen gleichmäßigen Abfall zum Hochton hin. D.h. im Raum ist die Energie gleichmäßig verteilt und somit stehen auch direkter und indirekter Schall am Hörplatz in einem ausgewogenen Verhältnis. Dementsprechend einfacher sind die messtechnisch zu erfassen und abzustimmen, haben aber immer noch genug Bündelung, um Raumreflektionen zu vermindern.


    Noch ein Wort zur räumlichen Abbildung: Hornsystemen wird oft nachgesagt, dass die räumliche Abbildung zu eng sei. Ist eben Physik - wo wenig indirekter Schall ans Ohr kommt, kann auch kein breiter Raum entstehen. Technisch gesehen ist ein Stereosignal in den meisten Fällen zwischen die Lautsprecher abgemischt. Wie soll dabei ein Raumeindruck entstehen, der sich außerhalb der Lautsprecher befindet?
    Wer gerne Breitwand hört, wird höchstwahrscheinlich mit eng abstrahlenden Lautsprecher nicht glücklich werden und umgekehrt.


    Viele Grüße
    Dieter

    Zitat von alpenpoint

    Die macht schon ab 500Hz eine gleichmäßige Abstrahlung? Wäre eine breiterer "Schlauch" besser?
    Und was ist die Verengung bei 16khz?
    Danke


    Was ist besser oder schlechter. Besser ist das, was zu meiner Anwendung passt. Brauche ich eine Rundumabstrahlung, ist der Lautsprecher natürlich nicht geeignet, wenn ich einen brauche, der horizontal 70° strahlt ist das genau der richtige.


    Die Einschnürung im Hochton ist der Eintritt ins Horn. Das korrespondiert sehr gut mit dem Durchmesser der Kalotte. 14kHz sind ca. 25mm. Aber 100% sicher kann ich dir auch nicht sagen, was das im Detail verursacht.


    Viele Grüße
    Dieter

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