Ein schwieriges Unterfangen? - Konstruktionshilfe benötigt

[Mareus]

Hallo,
ich plane ein Projekt und brauche hierbei euere Hilfe:

Rahmendaten:

Zielsetzung:
Lautsprecher mit hohem WAF, deshalb schmale Front und Seitenbass (vgl. Vox). Hohe Dynamik, Chassis mit High-End Ambitionen, jedoch unter Abwägung des Preisleistungsverhältnisses.

Aufbau: 3-Wege-Box mit Seitenbass (Trennung ~150 Hz]

Chassis:

Hochton:
B&G Neo 3 PDR/W (Link zum Datenblatt)
mit neuer Frontplatte und angekoppelten Volumen (dieser Hochtöner ist zwingend gesetzt, da ich seit einem Probehören überzeugt bin und 3 Stück vorrätig habe)

Resonanzfrequenz: 2000 Hz
Trennung (angestrebt): 2500 Hz

Mitten:
Dieses Punkt steht zur Disposition, in Betracht kommen folgende Chassis (jeweils geschlossenes Gehäuse):

1. Audax HM170 MN0 (Link zum Datenblatt)
Für den Audax spricht, dass dieser gut dem B&G in der Pro 17.05 harmoniert und diesbezüglich ich mir einen geringeren Frequenzweichenentwicklungsaufwand verspreche.

2. Visaton W130 S 8 bzw. Visaton Al 130
Vorteilhaft ist die geringe Breite, jedoch glaube ich, dass diese Lautsprecher nicht mit der Dynamik des B&G mithalten können. Eventuell könnte man an eine D’appolito Anordnung denken, doch dann wäre das Preisleistungsverhältnis nicht mehr optimal, zumal ein größerer Frequenzweichenaufwand notwendig wäre.

3. Visaton W170 S 4
Vorteilhaft ist der geringe Preis für die angebotene Leistung und die guten Dynamikreserven. Jedoch müsste die Frequenzweiche angepasst werden.

4. Visaton Al 170
Mit diesem Chassis habe ich keinerlei Erfahrungen, fraglich ist, ob der Mehrpreis zum W170 S 4 Preis-Leistungs-mäßig gerechtfertigt ist.

Trennfrequenzen: 150 Hz (Tiefpass wegen Seitenbass) und 2500 Hz (Hochpass)



Tiefton:

Dieser Punkt steht wiederum zur Disposition. Zu Beachten sind folgende Rahmendaten:
Da ich eine Seitenbasslösung anstrebe ist eine Trennung bei 150 Hz angesetzt. Ferner stehen aus designtechnischen Aspekten höchstens 40 Liter Tieftonvolumen zur Verfügung.

Hiermit stellt sich die folgende (Haupt-) Problematik. Der Tiefton soll druckvoll sein (deshalb reicht eine Pro 17.05 nicht aus) und einigermaßen Tiefgang haben, dieses Ziel steht jedoch konträr zu dem geringen Tieftonvolumen von 40 Liter. Zu beachten sind weiterhin dass ein Wirkungsgrad von min 87 dB zu erriechen ist, um mit der Dynamik des Rests der Box mitzuhalten.

Folglich stellen sich grundsätzlich die folgenden zwei Alternativen:

a. Bassreflexgehäuse mit Abstimmung hoher Abstimmung
b. GHP-Konstruktion

Ich habe mal unter Verwendung der folgenden Formeln eine GHP-Konstruktion mit bevorzugten Chassis durchgerechnet, doch war das Ergebnis sehr ernüchternd:

Volumen GHP = Vas / ((0.93/Qts)^2)-1

Kondensator (c) = (260000 x Qts)/(Re x Fs)

f3 = (0.7 x fs) / Qts



Folgende Chassis habe ich für den Tiefton in Betracht gezogen :

1. Visaton WS 250 S 4
V = 25 Liter
C = 819
F3 = 62Hz

2. Visaton W300 S 4
V = 26 Liter
C = 864
F3 = 61 Hz

3. Visaton TIW 200 (großes Problem: Wirkungsgrad!)
V = 18 Liter
C = 742
F3 = 42 Hz

4. Visaton GF 200 @ 8 Ohm
V= 11 Liter
C =
F3 = 61 Hz

5. Alcone AC 10 HE
V = 15 Liter
C = 496
F3 = 58 Hz

Der TIW 250 ist mir schon etwas zu teuer. Auf Grund der schlechten Ergebnisse frage ich mich, welcher Treibe am besten in einem 40 Liter Bassreflex zurechtkommen würde.


Meine favorisierte Variante wäre zur Zeit die Folgende:

Verwendung der Frequenzweiche und der Chassis der Pro 17.05 für Höhen und Mitten (Link zu den Daten/Messwerten), wobei Der Audax in ein 11 Liter geschlossenes Gehäuse verpackt wird.
Trennung bleibt bei 2500 Hz unter Verwendung der mitgelieferten Frequenzweiche.
Der Wirkungsgrad würde somit bei 87 dB liegen.
Der Audax bekommt ein Tiefpass (12db ?) bei 150 Hz.
Hinzu kommt ein Tieftonchassis in 40 Litern mit Hochpass bei 150 Hz (12db?).




Fragen:

1. Wäre dieses „Hirngespinst“ möglich unter Beibehaltung der gegebenen Frequenzweiche (zur Frequenzweiche siehe BoxSim-Datei) für den Hoch- und Mitteltonbereich?

a. Wenn „Ja“ welchen Tieftöner würdet ihr empfehlen?
b. Welchen Gehäuseaufbau sollte der Tieftöner haben?
c. Wie wäre die Frequenzweiche zu modifizieren?

2. Wenn zu einer vollständig neuen Konstruktion geraten wird stellen sich die folgenden Fragen:

a. Zu welchem Chassis würdet ihr im Mittenbereich tendieren? Welche Größe und Bedämpfung sollte das geschlossene Gehäuse für das bevorzugte Chassis aufweisen?
b. Zu welchem Chassis würdet ihr im Tieftonbereich tendieren? Welche Größe und Bedämpfung sollte das geschlossene Gehäuse für das bevorzugte Chassis aufweisen?
c. Wie müsste die Frequenzweiche aussehen?

3. Ich habe eine Box-Simdatei mit den Daten der Pro 17.05 angehängt, jedoch wird der Audax nicht richtig simuliert trotz richtig eingegebener TSP und für den Hochtöner fehlt mir (noch) eine Messreise, so dass ich als Stellvertreter den MHT 12 genommen habe und den Wirkungsgrad entsprechen angepasst habe. Zu den Werten der Chassis siehe folgenden Link. Jedoch ergibt die Simulation in BoxSim eine auffällige Senke im Bereich um 2000 Hz. Warum?


Vielen Dank für eueren Aufwand, ich freue mich schon auf euere Vorschläge.

Mareus

[SvenT]

wie wäre es mit einer art vox250 oder vox200 light

vorne eine D'appo anordnung aus deinem Hochtöner und zwei W100S 8Ohm

die W100S sollten die angestrebten 150Hz trennfrequenz schaffen
und spielen auch im mittelton noch gut
einen W170S würde ich im mittelton nicht einsetzen, wenn es eine box mit wirklich hochwertigem anspruch sein soll

als Tiefton kann man ohne weiteres einen W250S oder einen GF200 einsetzen
beide Tieftöner sind vom Wirkungsgrad und dem erreichbaren maximalpegel sehr ähnlich

[walwal]

Für die Mitteltöner unbedingt (wenn Visaton), die Al nehmen. Am besten Al 130 (M).

Kleines Volumen im Bass geht am besten aktiv, wobei ich ein Nubert-Modul empehle:http://www.visaton.de/vb/showthread....threadid=15459

Ist die Trennung des HT nicht zu niedrig?

Seitenbass........schwierig.

Warum nicht etwas wie die Atlantis?

[GabbaGandalf]

ich denke dass der wirkungdgrad und die wahrscheinlich erwünschte untere grenzfrequenz in dem gegebenen volumen nur mit einem aktivmodul machbar sind.
als tieftöner würde ich dort den tiw 200 einsetzen.

im mitteltonbereich würde ich nur dann einen anderen lautsprecher als den audax verwenden, wenn dir messequipment zur verfügung steht, sonst besser die Pro 17.05-weiche verwenden.

[Mareus]

@SvenT:
Die W100S sind sicherlich eine gute Wahl auch in Hinblick auf das Preisleistungsverhältnis, doch haben sie mit 82dB einen sehr geringen Wirkungsgrad, ich befürchte, dass man schlecht auf 87 dB SPL kommen wird.
Zumal man dann das Problem hätte wiederum eine neue Weiche auszumessen.

@walwal
An eine aktive Lösung habe ich auch schon gedacht, doch dann stellt sich wieder das Problem der Preis/Leistung und irgendwie habe ich - von meinem Heimkinosystem ausgehend (auch Selbstbau)- irgendwie das Gefühl, als ob das nicht wie aus "einem Guss" spielt....
Wie teuer ist das Nubert-Modul?
Welchen Tieftöner würdest du im Zusammenspiel empfehlen?
Die Trennung das Hochtöners findet bei der Pro 17.05 auch bei 2500 Hz statt und benötigt nur einen 6db-Filter. Der Hochtöner hat sogar noch mehr potential, denn in der Pro 21.05 wird er sogar bei 2000 Hz getrennt.
Die Atlantis ist sicherlich ein ein sehr feiner Lautsprecher aber aus WAF-Gründen scheint es auf einen Seitenbass zwingend rauszulaufen=)

@GabbaGandalf:
Also mein Problem ist, dass mir (noch) kein Messequipment zur verfügung steht, zwar habe ich schon einige Selbstbauprojekte (Needle, FT 1600 Mk.2, FB-16, Mini-Monitor Basic, Sub 310) hinter mir, doch dort habe ich mich immer auf die vorhandenen Pläne "verlassen". Nun wird es Zeit eine Stufe höher zu gehen=)

@all
Meint ihr, dass ich die Pro 17.05-Weiche weiterverwenden könnte mit dem beschriebenen Tiefpass/Hochpass bei 150Hz und Einbau des Audax in ein geschlossenes Gehäuse?
Wie groß würdet ihr das Gehäuse des Audax bemssen, damit er bis 150Hz mit vollem SPL dabei ist? Hatte mal gelesen, dass ein Wert von 11 Litern anzusetzen wäre.

Nochmals danke für eueren Aufwand.

Mareus

[Niwo]

Hallo

Ich würde auch die 17.05 Kombination beibehalten und die original Frequenzweiche verwenden. Der 17er müsste im geschlossenen Gehäuse eigentlich bis 80Hz runtergehen. Damit könntest du auch aktiv trennen und auf der Seite quasi einen integrierten Sub einbauen. BT hat sowas glaub ich vor kurzem mit M...c Chassis gemacht. Beim Seitenbass gilt: Je tiefer die Trennfrequenz desto besser!

Ein W300S8 geht in einem 40l geschlossenen Gehäuse mit einem 500µF Kondensator bis 40Hz runter. (laut AJ-Horn)
Für den Audax 17er liesse sich auch ein passender GHP finden, der ihn elektrisch entlastet.

Niwo

[Farad]

Hallo.

Das ist tatsächlich eine "richtige" Entwicklung, ich würde weder eine bekannte Weiche übernehmen, noch eine Simulation mit Boxsim vorschlagen, der Hochtöner verhält sich nicht wie ein Kolbenstrahler.

Der Wirkungsgrad spielt bei einer Hifi-Entwicklung keine Rolle. Leistung ist in aller Regel genügend da, der Spitzenschalldruck muß für die Raumgröße - und den Bedarf - ausreichen. Entscheidend ist, dass der Betriebschallpegel weitestgehend verzerrungsfrei wiedergegeben wird. Ob dazu nun zwei oder fünf Watt benötigt werden, ist egal.

Die starke Vertikalbündelung des Hochtöners spricht prinzipiell für eine D'Appolitoanordnung, wenn dieser Klangeindruck nicht gewünscht ist, würde ich aus dem Visatonprogramm zum Ti100 greifen. Der AL130M wäre die Alternative. 150Hz ist eine relativ tiefe Trennung, noch dazu sollte sie möglichst steilflankig erfolgen, ich würde mit einer 18dB Weiche anfangen.

Eine Trennung mit nur 6dB pro Oktave würde ich beim Hochtöner nicht empfehlen. Die Verzerrungen steigen unterhalb des Einsatzbereiches mit dem Pegel stark an. -> 12dB/oct.

Der Bass braucht nicht aktiv zu sein. In 40 Litern Bassreflex spielt der GF200 / AL200 ganz prima. Durch die hohen Spulenwiderstände der tiefen Trennung gibt es ordentlich Bass "gratis".

-> Die tiefe Trennung macht eine Entwicklung in einem "normalen" Raum praktisch unmöglich. Entweder Freifeldbodenmessungen oder großer Reflexionsarmer Raum. Gerade bei Boxen mit Seitenbass spielt die Mikroposition doch eine erhebliche Rolle. Ich würde mit etwa 5...6m Mikroabstand arbeiten.

-> Wenn du die Möglichkeiten einer solchen Entwicklungsumgebung NICHT hast, würde ich mir das Projekt schwer überlegen. Es gibt eine Reihe funktionierender Bausätze mit schmaler Front.

gruß, farad

[Mareus]

@Niwo
Hast du zufällig einen Link zu dem Projekt von BT?
Welches Gehäusevolumen würdest du für den Audax empfehlen bei welchem Kondensatorwert?
Wie sieht es mit der Pegelfestigkeit des W300S8 im GHP aus?
Was spricht gegen den W300S4?

@Farad
Ich muss dir rechtgeben, dass es auf den Wirkungsgrad nicht primär ankommt. Die 87dB habe ich nur für den Fall angesprochen, dass man die Weiche der Pro 17.05 übernehmen würde.
Der Ti100 würde dann aber eine klassiche D'appolito Anordnung TT-HT-TT notwendig machen oder habe ich dich falsch verstanden, während der AL130M "alleine" ausreichen müsste? Sollte man - sofern dieses richtig ist - nicht dann eher zum normalen AL130 greifen, da dieser auf Grund seiner höheren Schwinspule mehr Dynamikreserven bei gleichem Preis verspricht oder ist der Al130M von den Verzerrungen her besser (habe noch nichts über ihn gelesen bzw ihn gehört).
Der Hochtöner wird von Proraum in allen seinen Bausätzen mit 6db elektrisch getrennt was nach den Aussagen von Proraum zu einer "akustischen 24db" Trennung führen würde, da der Hochtöner unter 2000Hz stark abfällt (siehe auch dazu den Link zu den Diagrammen im 1. Post). Ob die Aussage "24dB akustisch" haltbar ist kann ich leider nicht bestätigen bzw. widerlegen, da mir diesbezüglich die Fachkenntnisse fehlen.
Bezgl. den 40l für den AL200 bzw. GF200: Handelt es sich dabei um ein GHP-Volumen oder wie ich vermute (auf Grund meiner obigen Berechnungen) um ein Bassreflexvolumen?


Nochmals Dank für eueren Aufwand. Ich freue mich auf die Antworten=)

Gruß
Mareus

[Jann]

Ich hab mir das andere Geschriebene nicht wirklich durchgelesen, nur konnte ich sehen VOX.....

Ich schlage dir etwas anderes vor: Die Atlantis!!! Mit 23cm Breite genauso breit wie eine VOX25X....geht vielleicht nicht ganz so tief, ist aber extrem musikalisch und hört sich klasse an!!! In geschlossener Bauweise und Räumen bis 16qm ist sie, wie ich immernoch verblüffender Weise feststellen muss, auch ohne Subwoofer im Heimkino zu gebrauchen!

Schaue nicht nur auf die VOXen, sondern vergleiche auch die Größen bei anderen Lautsprechern! Die Atlantis ist dabei nur einer der Vorschläge!

Jann

[Niwo]

Hallo

BTs Projekt war in der 3/2007 und hieß CC73 oder Capella Plus.
HT und 17er vorne drauf und ein 25er in der Seite, angesteuert mit einem AM80 bis 100Hz.

Anschauen könnte man sich auch die Topas Plus aus der HH6/2006 mit MHT12RS, 2 TI100 und TIW300 in GHP, hier aber mit passiver Trennung bei 120Hz.

Der W300S8 läuft noch besser mit 400µF statt 500.
Der W300S4 geht genauso, braucht aber entsprechend 800µF.
Bei einer aktiven Lösung ists egal, bei einer passiven würde ich den nehmen, der im Wirkungsgrad besser passt. Beim 4Ohmer muß man bei so tiefer passiver Trennung auch die Impedanz im Auge behalten.

Der 17er Audax läuft schön in 11l geschlossen ohne GHP bis 80Hz runter, also am AV Receiver auf "small".
GHP funzt doch nicht so gut.

Max. Pegel ist wie bei allen GHP nicht so überragend, 110dB bei 45Hz, ansteigend auf 116dB bei 70Hz. Da rächt sich einfach das kleine Volumen.

Niwo

[Farad]

Hallo,

man setzt für Hifi/Studio-Lautsprecher in aller Regel 1% bzw. 3% THD als Verzerrungsmaximum. Bei 150...200Hz Trennfrequenz macht ein Mitteltöner kaum noch Hub, der AL130M müßte ausreichen. Die Verzerrungswerte werden vor dem Hubmaximum erreicht. Selbstverständlich hängen die beiden Parameter zusammen, mir sind aber keine Klirrmessungen in diesem Zusammenhang bekannt. Sowohl die Zeitschriften als auch der Hersteller halten sich in diesem Hinblick eher... bedeckt.

Der Ti100 funktioniert sehr gut bis 2,5kHz. Ob man jetzt eine Doppelanordnung oder ein Chassis alleine einsetzt ist in aller erster Linie eine Frage des Bündelungsverhaltens.

Die 24dB akustisch beim Hochtöner können durchaus sein, das Problem ist, dass man das Chassis mechanisch noch sehr stark belastet und es dadurch zu Intermodulationsverzerrungen kommt.
Als Beispiel: Betriebt man einen Horntreiber an einem kleinen Horn, kommt es zu einer sehr steil abfallenden Flanke unterhalb der Grenzfrequenz. Das können problemlos 18dB/oct. sein. Rein akustisch bei 1W/1m könnte man den Hochtöner komplett ohne Weiche laufen lassen. Das ist aber Unfug, weil erstens die Phasenlage zum Glückspiel wird, und zweitens der Treiber an die mechanischen Grenzen kommen wird, bei höherem Pegel steigen die Verzerrungen stark an. Du mußt den Mitteltöner bei akustisch 24dB (halbwegs symmetrische Flanken vorausgesetzt) sowieso deutlich schärfer trennen, so daß die Vorteile der 6dB Weiche verloren gehen. An dieser einen Spule zur 12dB Weiche sollte man nicht sparen.

Die 40l für einen GF200 sind tatsächlich als Bassreflexvolumen gedacht, das geht sehr gut. Besonders viel Tiefbass gibt es nicht, aber das ist von einem 8"er mit halbwegs Wirkungsgrad auch nicht zu erwarten. Interessant könnte hier eine Parallelschaltung von zwei TIW200 sein, aber das ist preislich wahrscheinlich uninteressant. Man hätte dann aber 4 Ohm im Tieftonbereich (wogegen ja schonmal rein garnichts spricht) und könnte auf einen anständigen Maximalpegel kommen.

Reflexionsarme Meßräume haben nur selten Grenzfrequenzen, die auch im Bassbereich im Fernfeld sinnvolle Ergebnisse zulassen. Bei Trennungen um 150Hz fängt die Flanke - ja nach Charakteristik - schon unter 100Hz an. Wenn man seinen Raum kennt, kann man darunter in etwa abschätzen, wie sich die Box "tatsächlich" verhält, eine Freifeldmessung ist aber in jedem Fall angebracht. Wie gesagt, bei Seitenbässen ist die Mikroposition nicht unkritisch. Will man in einem normalen Raum richtige Ergebnisse erhalten, muß man nahe ran und das passt alles nicht. Man weiß dann nicht, ob die Box den Fehler macht, oder der Raum.

Nochmals die Warnung vor einer solchen Neukonstruktion, als "Einstiegsprojekt" ist das nicht übel. Selbstverständlich aber zu schaffen.

farad

[Mareus]

@all:
Ich möchte euch zunächsteinmal ein großes Lob für euren Einsatz ausprechen, das ermutigt mich sehr.

@Turboomega
Die Atalantis ist durchaus ein sehr guter Lautsprecher, jedoch zweifele ich etwas am WAF... Eine Seitenbassbox ala Vox sieht doch etwas schlanker aus durch die "lange Linie"...
Ich frage mich, ob man die Weiche der Atlantis weitgehend übernehmen könnte, jedoch im Hochton das Chassis wechseln könnte unter Anpassung des Spannungsteilers wegen dem anderen SPL...

@Niwo
Danke dass du meine Vermutung mit den 11l bestätigst.
Der maximale Pegel ist nicht gerade hoch.. auch die Tieftonausbeute scheint mir etwas gering zu sein? Was ist deine Meinung dazu? Könnte man da was mit dem Alcone reissen?
Irgendwelche Ideen für ein Bassreflex?

@farard
Du hast natürlich recht, dass es für ein Anfängerprojekt sehr schwer wird, aber mit euerer Unterstützung wäre ich bereit einen Versuch zu wagen=)
Der GF200 scheint schon ein guter Ansatz zu sein, der spielt im "Nano Sub", wie von dir zutreffend beschrieben - bei 40 Liter bis zu einer F3 von ca 45 Hz runter.
Was mich nur etwas stutzug macht ist der hohe Wirkungsgrad von 88 dB, obwohl in der Frequenzweiche nur eine Schwingspule verwendet wird...
Vorteilhaft an der Nano-Sub-Weiche ist, dass sie schon bei 150Hz trennt, so dass man evtl die Weiche der Pro 17.05 übernehmen könnte für die Mitten/Hochton mit 18db Tiefpass und für den Tieftonbereich die Nano-Weiche oder wäre dieses totaler Quatsch?
Ich meine mal gelesen zu haben, dass man mit starker Bedämpfung ein "größeres Volumen simulieren" kann? Stimmt dieses? Was wären ggf. die Nachteile?

Gruß
Mareus

[Farad]

Hallo,

man kann leider nicht beliebig Weichen kombinieren. Die Bauteile beeinflußen sich teilweise erheblich. Man kann die bekannten Ansätze selbstverständlich als Anhaltspunkt nehmen, ohne Messung ist man aber verloren.

Unsere Unterstützung kann leider nicht viel weiter gehen als bisher schon geschehen. Hast du dich auf Chassis festgelegt, muß eben eine Entwicklung folgen, die vor Ort sehr schnell gehen kann, über das Internet aber nicht möglich ist.

Durch starke Dämpfung sinkt der Wirkungsgrad. Die virtuelle Volumenvergrößerung ist nicht beliebig möglich.

gruß, farad

[walwal]

Das Nubert-Modul kostet 150-200 Euro für beide Kanäle.

6 dB trennung für den HT = unmöglich!

Welcher TT? Wenn es nicht sehr laut sein soll, GF 200.

[Mareus]

@Farad
Du ast natürlich recht, dass eine ordentliche Messung nicht durch eine Simulation zu ersetzen ist, doch bevor ich irgendwelche Chassis/Teile ordere möchte ich natürlich auf nunmal sicher gehen..
Fallen dir noch andere Tieftöner ein, evtl. auch nicht aus dem Visaton-Programm?

@walwal
Danke bezgl. der Kosten für das Modul!
Der Hochtöner ist laut Pror**m bei 2500 Hz mit 6dB elektrisch getrennt (was nach obigen Ausführungen aber 24db akustisch ergeben soll??).
Ich habe dir HIER nochmal die Frequenzweiche angehängt.
Vielleicht kann jemand mal etwas zu der Sinnhaftigkeit der Beschaltung sagen?
Den GF200 habe ich auch in nähere Betrachtung gezogen? Meinst du die Tieftonausbeute ist ausreichend, sowie der maimale Pegel?

Gruß
Mareus