HE-Mini2 Beschreibung - ari

HE-Mini2
Beschreibung
Stand 7.8.2010
1 Inhaltsverzeichnis
1
2
Inhaltsverzeichnis
1
Inhaltsverzeichnis........................................................................................................ 2
2
ari acoustics................................................................................................................. 4
2.1
ari acoustics Lines ................................................................................................. 4
2.2
Ari acoustics Systems ............................................................................................ 5
2.3
HE-Mini2-System ................................................................................................... 5
2.4
ari acoustics „HE-Mini2” ......................................................................................... 6
2.4.1
Kurzbeschreibung .......................................................................................... 6
2.4.2
Technische Daten .......................................................................................... 7
2.4.3
Hochtöner TW030WA01................................................................................. 8
2.4.4
Tiefmitteltöner Wavecor WF120BD02 ............................................................ 9
2.5
3
Bausatzinhalt ........................................................................................................11
Bauanleitung...............................................................................................................13
3.1
Gehäuse ...............................................................................................................13
3.1.1
Konzept.........................................................................................................13
3.1.2
Dämmung und Bedämpfung der Gehäusewände ..........................................13
3.1.3
Bedämpfung des Gehäusevolumens.............................................................15
3.2
3.1.3.1
Bedämpfung Gehäuse nach Bauplan 1 .....................................................16
3.1.3.2
Bedämpfung des Gehäuses nach Bauplan 2.............................................16
Gehäusebauplan 1................................................................................................17
3.2.1
Stückliste Zuschnitte 1 ..................................................................................17
3.2.2
Gehäusebauplan 2 ........................................................................................21
3.2.3
Abstimmung der Tieftonwiedergabe auf den Hörraum...................................26
3.3
Frequenzweiche....................................................................................................26
3.3.1
Konzept und Schaltplan.................................................................................26
1 Inhaltsverzeichnis
3.3.2
Aufbau der Frequenzweiche..........................................................................28
3.3.3
Klanganpassung durch Frequenzweichenmodifikation: .................................29
3.3.4
Optimierung der Bauteilqualität: ....................................................................29
3.3.5
Aufbau und Anschluss der Lautsprecher .......................................................30
3.4
4
3
Messdiagramme und Simulationsergebnisse ........................................................31
3.4.1
Frequenzgang ...............................................................................................31
3.4.2
Gemessener Impedanzgang der HE-Maxi2...................................................32
3.4.3
Gehäusesimulation........................................................................................32
Aufstellungshinweise.................................................................................................41
4.1
Hördistanz und Stereodreieck ...............................................................................41
4.2
Raumtuning ..........................................................................................................42
2 ari acoustics
4
2 ari acoustics
Bausätze für den Lautsprecherbau in Perfektion, dazu einzeln ausgewählte
Chassis und ausgesuchte Zubehörteile. Das ist das Ziel von ari acoustics.
2.1 ari acoustics Lines
Ari acoustics Lines fassen Lautsprecherbausäze in unterschiedlichen Preisund Qualitätsklassen zusammen. Die besonders preiswerte Ari-Line und
die hochwertige High-End Line.
Die ari acoustics „Ari-Line” Lautsprecher bieten tollen Klang bei
optimalem Preis/Leistungs Verhältnis. Das Geld wird genau dort
investiert, wo es die größte klangliche Wirkung entfalten kann: den
optimalen
Schwingsystemen
(Membranmaterial,
Schwingspule,
Aufhängung). Hier brauchen die Wavecor Chassis keinen Vergleich mit
hochpreisigeren Konkurrenten zu scheuen. Auch die Frequenzweiche bleibt
aufwändig - Frequenzgangfehler werden nicht zugelassen. Ebenso werden
zum Anschluss der Lautsprecher die luxuriösen Polklemmen der High-End
Bausätze verwendet denn ein guter Kontakt ist unverzichtbar. Die Ari-Line
wird voraussichtlich im November 2010 mit einem Heimkinopaket starten
Die ari acoustics „High End” Line strebt das klangliche Optimum
bei vertretbaren Kosten an. Es werden alle physikalisch sinnvollen und
in ihrer Wirkung klar nachvollziehbaren Methoden des Lautsprecherbaus
umgesetzt. Bei all dem wurde auf ein gutes Preis/Leistungsverhältnis
geachtet.
Auf
extreme
Auslegungen
wurde
verzichtet.
High-End
Komponenten sind dort verbaut wo sie eine effektive Wirkung entfalten,
wo die hörbare Qualität wirklich zu holen ist. Die ari acoustics High End
Komponenten sind:
Lautsprecherchassis und Frequenzweichen der allerhöchsten Qualität
steifer und vibrationsdämpfender Aufbau für Schallwand und Gehäuse
2 ari acoustics
5
diffraktionsreduzierende,
3d-geformte
und
präzisionsgefräste
Schallwand
Die
ari-acoustics
„Reference“
–
Linie
zeigt
das
im
Selbstbaubereich Machbare. Hier wird dann ohne besondere Rücksicht
auf die Kosten das klangliche Optimum gesucht. Erhältlich ab 2011.
Übrigens - für 30% der Klangqualität ist der Bassbereich verantwortlich!
Hier kommt es in erster Linie auf die Abstimmung von Wiedergabesystem,
Hörraum und Hörposition an!
2.2 Ari acoustics Systems
Innerhalb der Lines gibt es unterschiedliche System in denen zueinander
passende Lautsprecher zusammen gefasst werden. Eine Ergänzung durch
geeignete Subwoofer und die Erweiterung zu einem Heimkinosystem ist
hierdurch jederzeit möglich.
2.3 HE-Mini2-System
Die HE-Mini2 ist Teil des Mini2 Systems das durch folgende Lautsprecher
gebildet wird:
HE-Mini2:
Zierliche Standbox. Entfaltet in kleinen Räumen bereits ohne Subwoofer
ein beachtliches Klangvolumen.
HE-Mini2-Sat:
Kompakter Regallautsprecher für den Frequenzbereich ab 100Hz. Geeignet
als Satelliten-, Center- oder Rearlautsprecher in Kombination mit
Subwoofer.
HE-Mini2-Wand:
flacher Wandlautsprecher für den Frequenzbereich ab 100Hz. Geeignet als
Satelliten-, Center- oder Rearlautsprecher in Kombination mit Subwoofer.
2 ari acoustics
6
HE-Micro2-Sub:
miniaturisierter Subwoofer in aktiver und passiver Ausführung
HE-Mini2-Sub:
Subwoofer in aktiver und passiver Ausführung
HE-Mini2-DigiActive:
2-Kanal Aktivverstärker mit digitaler Frequenzweiche. In Kombination mit
den ari-acoustics Filtersätzen lassen sich exakt abgestimmte aktive Subsat Kombinationen aufbauen.
2.4 ari acoustics „HE-Mini2”
2.4.1 Kurzbeschreibung
Die HE-Mini2 ist eine betont schlanke und zierliche Standbox mit
herausragender Widergabequalität. Dank der hochwertige Tieftöner und
Hochtöner
von
Wavecor
bietet
sie
eine
beeindruckend
präzise
Basswiedergabe und eine dynamische und stressfreie Darstellung im
Mitten und Hochtonbereich erreicht.
Die Durchzeichnung der Mitteltonwidergabe wird durch die Anordnung der
Lautsprecher
nach
J.
D’Appolito
zusätzlich
unterstützt.
Durch
die
Anordnung werden Reflexionen an Boden und Decke im kritischen
Präsenzbereich unterdrückt und der Klirrfaktor in diesem kritischen
Bereich minimiert.
Die Präzision des oberen Bassbereichs bis hinein in die Mitten wird durch
die Gehäusekonstruktion mit zahlreichen Aussteifungen in Kombination
mit schwingungsdämpfenden Bitumenplatten erreicht. Besonders letztere
führen zu einer klareren Widergabe in dem sie den schädlichen Eigenklang
mitschhwingender Gehäusewände drastisch reduzieren..
Volumen
und
Tiefgang
der
Basswidergabe
wir
durch
die
Gehäusekonstruktion als Bassreflexsystem erreicht. Trotz der zierlichen
Abmessungen und des Volumens von gerade mal 12l wird eine untere
2 ari acoustics
7
Grenzfregquenz von 44Hz erreicht. Der Lautsprecher ist dabei auf eine
dröhnfreie Widergebe bei wandnaher Positionierung in einem Raum von
ca. 20 qm Grundfläche bzw. 50 cbm Rauminhalt hin optimiert.
Wohnräume
mit
Rauminhalten
von
etwa
50cbm
sind
der
ideale
Einsatzraum der HE-Mini2, da hier eine ansprechende Tieftondynamik
auch im Bassbereich unterhalb 100Hz erzielt wird.
Die maximale Lautstärke eines Pärchens HE-Mini2 im oberen Bassbereich
ab 100Hz beträgt beachtliche 105dB und erreicht damit das Niveau der
wesentlich größeren HE-Maxi. Wird die HE-Mini2 mit einem passenden
Subwoofer
zur
Unterstützung bei den tiefsten Frequenzen ergänzt
(Trennfrequenz ab 70Hz), so ist Sie ohne Einschränkungen auch für große
Räume
und
Lautstärken
einsetzbar
und
für
den
Aufbau
leistungsstarken Heimkinos geeignet.
2.4.2 Technische Daten
ari acoustics HE-Mini2
Entwickler
Dr. Ing. Markus Beck
Bestückung
2 x Wavecor WF120BD02, 1 x Wavecor TW030WA01
Funktionsprinzip
2 Wege D’Appolito, Bassreflex
Nennimpedanz
4 Ohm
Abmessungen:
BreitexHöhe xTiefe :
950mm x 150mm x 200mm
Gehäusevolumen
12 l
Übertragungsbereich +/3db
45 Hz -> 20 kHz
Kennschalldruckpegel
87 db
Frequenzganglinearität
+/- 2dB (15 Grad horizontal)
Trennfrequenz
2200 Hz, 24db/Oktave
eines
2 ari acoustics
8
Maximaler Schalldruck
100Hz- 20kHz
: 105db
1m Entfernung:
55Hz
: 93dB
Empfohlender
Hörabstand:
ohne Subwoofer
: 2m
Empfohlene Raumgröße:
ohne Subwoofer
mit Subwoofer
: 15qm – 20 qm
: siehe Subw.
Passender Subwoofer:
HE-Micro2-Sub, HE-Mini2-Sub
Tabelle 2.1: Technische Daten
2.4.3 Hochtöner TW030WA01
Kalottenhochtöner mit 30mm Schwingspulendurchmesser. Dadurch hoher
Wirkungsgrad,
hohe
Dynamik
und
Belastbarkeit.
Breitbandige
Übertragung bis 30kHz. Ideal einsetzbar in hochwertigen Lautsprechern ab
ca. 2kHz. Kompakte Einbaumaße.
4 Ohm Variante
Getestet in: Hobby Hifi 6/2008
Verwendet in den ari ariacoustic Ari Line Bausätzen: AL-MiniFloor,
AL-MiniCinema,
AL-MiniCenter,
AL-MaxiFloor,
MaxiCenter
Technische Daten TW030WA01:
Impedanz I : 4 Ohm
Resonanzfrequenz fs : 1000 Hz
Elektrische Resonanzgüte Qes : 2,00
Mechnaische Resonanzgüte Qms : 5,9
Gesamtgüte Qts : 1,4
Wirkungsgrad (2,83V/1m) : 95db !
AL-MaxiCinema,
AL-
2 ari acoustics
9
Maximale Belastbarkeit P : 30 W
2.4.4 Tiefmitteltöner Wavecor WF120BD02
12cm High-End Tiefmitteltöner mit Nomex Membran, "Balanced Drive"
Antrieb mit +/- 4mm linearer Auslenkung, geringen mechanischen
Verlusten
und
großzügigem
Schwingspulendurchmesser.
Geringste
nichtlineare Verzerrungen K3 und K5.
Einsatz
in
hochwertigen
Kleinboxen,
Satellitensystemen.
Ideal
in
Kombination mit Subwoofer SW182BD
Getestet in: Hobby Hifi 6/2009
Verwendet
in
den ari ariacoustic High End Bausätzen:
MiniFloor,
MiniCinema, MiniCenter, MiniDipol
Gehäusebeispiele:
Bassreflex: Volumen: 6l, Abstimmfrequenz: 40Hz, Grenzfrequenz: 39Hz
geschlossenes Gehäuse: Volumen: 2,5l, Grenzfrequenz: 84Hz
Technische Daten WF120BD02:
Impedanz I : 8 Ohm
Resonanzfrequenz fs : 47 Hz
Elektrische Resonanzgüte Qes : 0.38
Mechnaische Resonanzgüte Qms : 6.8
Gesamtgüte Qts : 0.36
Äquivalentvolumen Vas : 6.0 l
2 ari acoustics
10
Membranfläche Sd : 54 cm2
Maximale Belastbarkeit P : 60 W
Linearer Hub pro Seite Xmax: ±4 mm
Gleichstromwiderstand Re : 6.4 Ohm
2 ari acoustics
11
2.5 Bausatzinhalt
Lautsprecherchassis:
Wavecor WF120BD02, 2Stk
Wavecor TW030WA01, 1Stk
Frequenzweiche :
Bauteile der Firma Intertechnik
L1, L4: Luftspule, 1.4 mm Draht
L2: Luftspule, 0.7mm Draht
L3: Luftspule, 0.5mm Draht
C2: Kondensatoren MKP Q4/400V
C1, C3, C4: Elektrolytkondensator glatte Anode, 70V, 5%
R1 *: Widerstände MOX 10W * Variationswerte enthalten, R3 ist
Innenwiderstand Spule L3
Bitte nehmen Sie mit uns Kontakt auf falls Sie abweichende Bauteile in der
Frequenzweiche wünschen, z.B. Mundorf Bauteile.
Zubehör:
Basisplatte: Epoxid ohne Kupferkaschierung, 160mm x 100mm, 1Stk
Kabel: Music Track CC215, 2x1.5mm, 2.5 m
Polklemmen: K42SW/RT-AU50, Messing vergoldet für Kabel bis 16qmm
Querschnitt
Gehäuse:
Bauplan mit Einzelteilzeichnung, Aufbauanleitung
Dämmung: selbstklebende Bitumenmatte 5.5mm, 12kg/qm, 0.3 qm
Dämpfung: Sonofil, 0.75 Stk
Bassreflexrohr: HP70, 2Stk
Schrauben: CKS/SKS/Set
Zubehör extra zu ordern: 3D-gefräste Schallwand
2 ari acoustics
12
3 Bauanleitung
3
13
Bauanleitung
3.1 Gehäuse
3.1.1 Konzept
In der folgenden Anleitung werden zwei Gehäuseaufbauten beschrieben.
Gehäuse 1 bietet eine möglichst einfache Bauweise. Alle Elemente bis auf
die Frontwand haben rechtwinklige Zuschnitte und können vom Baumarkt
bezogen
werden.
Gehäuse
2
bietet
dem
engagierten
Bastler
die
notwendige Herausforderung. Die Platten sollten mit den entsprechenden
Gehrungswinkeln
von
einem
lokalen
Schreiner
exakt
zugeschnitten
werden. Der trapezförmige Grundriß bietet ein schlankes Erscheinungsbild
und reduziert die stehenden Wellen im Innern des Gehäuses. Die
Verwendung
von
3
Bassreflexrohren
bietet
vielfältige
nachträgliche
Abstimmmöglichkeiten.
3.1.2 Dämmung und Bedämpfung der Gehäusewände
Die Gehäusewände sollen akustisch nicht in Erscheinung treten. Dies
bedeutet,
dass
die
Gehäusewände
selbst
nicht
schwingen
(gute
Dämpfung) – und keinen Schall von innen nach außen durchlassen (gute
Dämmung). Das ist einfacher gesagt als getan wird doch das Gehäuse
zum einen durch die Schallwellen im Innern und durch Vibrationen des
Lautsprecherchassis zu Schwingungen angeregt. Auf Grund der großen
Fläche des Gehäuses beeinträchtigen selbst kleinste Eigenschwingungen
den Klang.
Bei
2-Wege
Systemen
wie
bei
der
Mini2
muss
Dämmung
und
Körperschalldämpfung der Gehäusewände möglichst gleichmäßig über alle
Frequenzen wirken. Das Gehäuse muss durch interne Verstrebungen sehr
steif ausgelegt sein (z.B. B&W Matrix) und das Gehäusematerial muss in
ausgewogenem Verhältnis schwer und schwingungsbedämpft sein.
3 Bauanleitung
Für
die
14
Schallisolation
kommen
in
der
Industrie
spezielle
Sandwichwerkstoffe zu Einsatz. Im Luft- und Raumfahrtbereich werden
Alumium / Kunststoff Compounds verwendet. Beim Bau von besonders
luxuriösen Jachten, Bussen und Schlafwägen finden Holz Compounds ihre
Anwendung.
Bei der Mini2 kommt ein Sandwich aus 16mm Multiplex oder MDF in
Kombination mit 5,5mm starker Bitumenschwerfolie zum Einsatz. In
dieser Kombination dämpft die Bitumenschwerfolie den Holzwerkstoff sehr
gut. Durch die interne Verstärkung ist das Gehäuse sehr steif. Größerer
Holz-Wandstärken
sind
nicht
notwendig
und
führen
zu
stärker
ausgeprägten Resonanzen im Mitteltonbereich.
Wenn Sie noch mehr tun wollen, können Sie einen Holz/Bitumen/Holz
Compound zu aufbauen. Idealerweise 8mm Multiplex, Bitumenfolie und
nochmals 8mm Multiplex. Durch diesen Aufbau wird die dämmende und
dämpfende Wirkung des Bitumens wird nochmals verstärkt.
Sie werden sehen- ein gut gedämmtes und gedämpftes Gehäuse, das
durch zahlreiche innere Verstrebungen eine hohe Steifigkeit aufweist,
trägt sehr zu einer „ruhigen, klaren und deutlichen“ Wiedergabe bei. Eine
ausreichende Menge der (teuren) Bitumenfolie ist daher im Bausatz
enthalten.
Verarbeitung
von
Bitumenschwerfolie:
Neben
der
richtigen
Kombination von Folie und Wand ist auch die Verarbeitung wichtig. Die
Gehäusedämpfung funktioniert nur, wenn ein vollflächiger, inniger Kontakt
zwischen Folie und Holz sichergestellt ist. Die Bitumenschwerfolie aus dem
Industriebereich ist mit Haftklebstoff beschichtet. Um einen langfristig
sicheren Kontakt mit dem Untergrund zu gewährleisten muss dieser
absolut fettfrei, trocken und staubfrei sein. Die Folie muss zudem richtig
angedrückt werden. Als Anpressdruck sind 1kg pro cm2 vorgeschrieben.
Dies sind bei einer Seitenwandfläche von 100cm x 30cm rund 3to
3 Bauanleitung
15
Anpressdruck –nicht ganz einfach in der heimischen Werkstatt. Der Kleber
muss darüber hinaus mindestens 12h Zeit haben vollständig abzubinden.
Wir
empfehlen
folgendes
Vorgehen:
Die
Bauteile
vor
dem
Zusammenbau beschichten! Achten Sie sorgfältig darauf, dass die Stellen
für die Versteifungen und die Verklebungen frei bleiben – Zeichnen die
Position
der
Dämpfungsplatten
auf
und
kontrollieren
Sie
ob
der
Zusammenbau möglich ist. Holz abstauben und absaugen bis wirklich aller
Staub entfernt ist. Nicht unbedingt notwendig aber doch empfehlenswert
ist es die Holzteile mit einem Sprühkleber als Haftvermittler vor zu
behandeln. Die Holzbauteile also einzusprühen und entsprechend der
Kleberanleitung abbinden lassen. Dann die Bitumenfolie aufbringen. Dabei
sollten Sie nachträgliche Korrekturen vermeiden. Bei den langen Teilen ist
eine zweite Person zur Unterstützung sicher von Vorteil. Mit einem
Wellholz aus der Küche oder einem Tapetenroller die Bitumenfolie dann
fest anrollen, hier ist der maximale Druck pro Fläche (und nicht die
Rolldauer) entscheidend. Danach die Bauteile horizontal aufeinander
stapeln und beschweren, bzw. mit Schraubzwingen gegen einander
pressen. Die Bauteile mindestens 12h liegen lassen, damit der Kleber
vollständig abbindet. So wirkt die Schwerfolie auch lange Zeit zuverlässig.
3.1.3 Bedämpfung des Gehäusevolumens
Die Bedämpfung des Gehäusevolumens unterdrückt Resonanzen des
Schalls im Innern des Gehäuses. Diese werden durch stehende Wellen
zwischen den Gehäusewänden verursacht. Probates Hilfsmittel ist die
gleichmäßige Füllung des Gehäusehohlraums mit Polyestervlies. Leider
erhöht diese Bedämpfung die mechanischen Verluste des Gehäuses und
reduziert die abgestrahlte Leistung im Tieftonbereich. Lautsprecher mit zu
stark bedämpftem Gehäuse klingen daher oft etwas leblos. Es gilt also den
richtigen Kompromiss zu finden. Die folgenden Darstellungen zeigen die
nach ausführlichen Hörtest gefundene optimale Bedämpfung.
3 Bauanleitung
3.1.3.1
16
Bedämpfung Gehäuse nach Bauplan 1
Die Bedämpfung wird vor der Montage der Frontwand aufgebracht. Die
Gehäusewände und die Rückwand werden mit Sonofil Vlies einfach belegt,
wobei der Bereich der Tiefmitteltöner ausgespart wird. Hier hilft die
Fixierung mittels Sprühkleber und Tacker.
Hinter dem Hochtöner wird
eine Vliesrolle aus einem Streifen von 5cm auf 20cm angebracht und mit
Sprühkleber
auf
der
Aussteifung
fixiert.
Im
unteren
Viertel
des
Lautsprechers um das Bassrfelexrohr herum wird das gesamte Volumen
mit Vlies locker gefüllt. Die Schallwand wird nicht belegt.
Alternative zum beiliegenden Vlies ist die Verwendung von Tyrofoam30
und Damping10. Bei dieser (teureren) Methode wird der Bereich unterhalb
des
Bassreflexrohres
Rückwand,
Verstrebung
und
Schallwand
mit
Tyrofoam30 beklebt. Die übrigen Bereiche der Rückwand und der
Seitenwände werden mit Damping10 beklebt. Hinter dem Hochtöner wird
wiederum die Vliesrolle angebracht.
3.1.3.2
Bedämpfung des Gehäuses nach Bauplan 2
Die Bedämpfung wird vor der Montage der Frontwand aufgebracht. Die
Gehäusewände und die Rückwand werden mit Sonofil Vlies einfach belegt,
wobei der Bereich der Tiefmitteltöner ausgespart wird. Hier hilft die
Fixierung mittels Sprühkleber und Tacker. Hinter dem Hochtöner werden
auf den vorderen Teil der Aussteifung drei Streifen Vlies aufgebracht und
mit Sprühkleber fixiert. Bei der mittleren Aussteifung werden 3 Streifen
Vlies auf den hinteren Teil der Aussteifung aufgebracht. Der Bereich um
das Bassreflexrohr wird mit Vlies locker gefüllt.
Alternative zum beiliegenden Vlies ist die Verwendung von Damping10.
Mit Damping10 werden alle Wände belegt. Zusätzlich werden
die
Vliesstreifen auf den Aussteifungen angebracht. Das Bassreflexrohr wird
mit Damping10 beklebt.
3 Bauanleitung
17
3.2 Gehäusebauplan 1
3.2.1 Stückliste Zuschnitte 1
Die Bassreflexabstimmung wurde geändert, verwendet werden zwei
Bassreflexrohre HP70, die mit ihren Enden verklebt und mit Tape
verbunden werden. Die Einbaumaße der unteren Verstärkung verschieben
3 Bauanleitung
18
sich. Die Fräsungen der Bodenplatte verändern sich. Die Position der
unteren Verstärkung erhöht sich auf 300mm.
Front
3 Bauanleitung
19
Ausschnitt geändert ∅100 wird zu ∅101, ∅87 wird zu ∅97
3 Bauanleitung
20
3 Bauanleitung
3.2.2 Gehäusebauplan 2
21
3 Bauanleitung
22
3 Bauanleitung
23
3 Bauanleitung
24
3 Bauanleitung
25
3 Bauanleitung
26
3.2.3 Abstimmung der Tieftonwiedergabe auf den Hörraum
Die Tieftonwiedergabe wird im Wesentlichen durch die Abstimmung des
Bassreflexgehäuses bestimmt. Bei Gehäusevorschlag 1 wird durch die
Länge des Bassreflexrohrs die Wiedergabe beinflusst.
Bei
der
Abstimmung
auf
den
Wohnraum
sollte
mit
einer
tiefen
Bassrfelexabstimmung begonnen werden. Bei Verwendung eines HP70
Bassrflexrohr ergeben sich folgende Abstimmungen:
Länge: LBR=35cm => fBr 42Hz, LBr = 30cm => fBr= 45Hz, LBr=27cm =>
47.5Hz Abstimmfrequenz, LBr=24cm => 50Hz Abstimmfrequenz
Bitte geben Sie sich beim Testhören für jede Abstimmung immer ein paar
Tage Zeit der Eingewöhung. Beim ersten Vergleichshören wird fast immer
einer spektakulären, bassbetonten Widergabe der Vorzug gegeben. Eine
korrekte Bassabstimmung ist nicht spektakulär! Auf Dauer ist eine präzise
dröhnfreie Widergabe deutlich angenehmer als ein zu stark dominierender
Oberbass.
3.3 Frequenzweiche
3.3.1 Konzept und Schaltplan
Klangbestimmendes
Frequenzweiche.
Herz
Falsche
eines
jeden
Kompromisse
an
Lautsprechers
dieser
Stelle
ist
die
sind
der
Hauptgrund eines verfärbten Klangs. Die Frequenzweiche vermittelt
zwischen den Lautsprecherchassis und dem Gehäuse und trägt in ihrer
Auslegung dem späteren Anwendungsfall Rechnung.
Grundsätzliche Beschaltung:
3 Bauanleitung
27
Frequenzweichenschaltbild
Die HE-Mini2 verfolgt einen Ansatz bei dem beide Tiefmitteltöner bis zur
Trennfrequenz
zum
Hochtöner
parallel
betrieben
werden.
Diese
Beschaltung (und Anordnung der Chassis im Gehäuse) reduziert den
Klirrfaktor und erhöht den maximalen Schalldruck im Mitteltonbereich.
Zudem bündeln die übereinander angeordneten Lautsprecher den Schall in
der vertikalen Ebene. Dies reduziert die Reflexionen von Boden und Wand
in dem Bereich von 300Hz bis zur Übernahmefrequenz bei 2.200Hz. und
führt zu einer klareren Stimmenwiedergabe. Um den Effekt voll zu nutzen
ist eine entsprechende Ausrichtung des Lautsprechers im Hörraum
hilfreich (siehe Kap. Aufstellungshinweise).
3 Bauanleitung
28
Die Trennung zwischen Tiefmitteltöner und Hochtöner erfolgt bei 2.200Hz
mit
einer
akustischen
Flankensteilheit
werden
unterhalb
Tiefmitteltöner
weit
von
ihrer
24db/oktave.
oberen
Die
Grenzfrequenz
betrieben, so dass die dort auftretenden Resonanzen das Klangbild nicht
beeinflussen können.
Die Filterschaltung der Tiefmitteltöner wird aus den Elemente L1, L4, C1
gebildet. L1 führt in Kombination mit L4 und C1 zu einer Korrektur des
Baffle-Steps und gleichzeitig zum angestrebten steilflankigen Filter.
Die Filterschaltung der Hochtöner wird aus den Elemente L2, L3, C2, C3
und R1 gebildet. L2 bildet in Kombination mit C2 ein Filter mit ca. 12
dB/Oktave Flankensteilheit. Die Komponenten L3, C3 und R3 korrigieren
die Schalldrucküberhöhung des Hochtöners im Bereich der Eigenfrequenz
und die Schalldruckangebung durch den Baffle Step. Dies führt zu einem
Frequenzgangverlauf mit einer Filtersteilheit die sich von 12db/Oktave auf
24db/Oktave erhöht.
R1 passt den Pegel des Hochtöners an.
3.3.2 Aufbau der Frequenzweiche
Die Frequenzweiche wird auf der mitgelieferten Epoxid-Lochrasterplatte
entsprechend Bild xxx ausgebaut. Bitte verwenden Sie zur Montage der
Luftspulen nur Schrauben oder Kabelbinder aus Kunststoff. (Beispielsweise
erhöht eine Spax-Schraube zur Befestigung von L1 den Klirrfaktor
drastisch!) Bitte halten Sie auch die Platzierung und die Ausrichtung der
Luftspulen auf der Leiterplatte ein. Die Luftspulen können sich sonst in
ihrer
Wirkung
gegenseitig
ungünstig
beeinflussen.
Da
die
Weiche
außerhalb des geschlossenen Gehäuses in der Bodenplatte integriert wird,
sind Soundtuning-Maßnahmen auch nachträglich möglich.
3 Bauanleitung
29
3.3.3 Klanganpassung durch Frequenzweichenmodifikation:
Bitte führen Sie das Soundtuning mit Frequenzweichenbauteilen erst
durch wenn Sie alle Möglichkeiten zur Optimierung der Aufstellung
ausgenutzt haben und sich ein paar Stunden oder Tage an den Klang der
Lautsprecher gewöhnt haben.
Die Möglichkeiten betreffen hauptsächlich den Hochtonbereich und sind im
Folgenden nach Priorität gestaffelt dargestellt.
„Helligkeit“ der Widergabe:
R1 beeinflusst den oberen Hochtonbereich, die Werte können angepasst
werden, die Bauteile liegen bei.
Den Präsenzbereich können Sie durch eine Variation von C2 anpassen:
4.7 uF: -1.8db , 5.6 uF: 0dB, 6.8 uF: +1.8db
3.3.4 Optimierung der Bauteilqualität:
Die Bauteilqualitäten sind so gewählt, dass sich ein optimales Preis-/
Leistunsgverhältnis ausbildet. In der High-End Linie werden hierbei nur
sehr kleine Kompromisse eingegangen, so dass
durch höherwertige
Bauteile
möglich
nur
geringfügige
Klangverbesserungen
sind.
Die
Unterschiede sind auf jeden Fall geringer als die im vorigen Kapitel
besprochenen Änderungen der Bauteilwerte. Bevor Sie zu teuren Kabeln,
Spulen
oder
Kondensatoren
greifen
sollten
Sie
daher
alle
Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich Aufstellung und Anpassung der
Frequenzweiche ausgeschöpft haben. Oftmals ist das Geld auch in einem
zusätzlichen Subwoofer besser angelegt.
Die
folgenden
Ratschläge
sind
entsprechen
ihrem
Potenzial
Klangverbeserung priorisiert.
C2: Ersatz durch höherwertige MKP Kondensatoren z.B. Audyn Plus
zur
3 Bauanleitung
L1, L4:
30
Backlackdraht-Luftspulen, Litzenspulen, Folienspulen jeweils mit
gleichem oder geringerem Innenwiderstand. Von Kernspulen ist an dieser
Stelle wegen der Erhöhung des Klirrfaktors abzuraten.
L2:
Backlackdraht-Luftspulen,
Litzenspulen,
Folienspulen
jeweils
mit
gleichem oder geringerem Innenwiderstand.
L3: bitte nichts ändern, die Drahtstärke ist bewusst gering dimensioniert
C1: höherwertiger Kondensatortyp
C3: keine Änderung sinnvoll
3.3.5 Aufbau und Anschluss der Lautsprecher
Wichtig für den Anschluss der Lautsprecherchassis an die Frequenzweiche
ist deren korrekte Polung. Hier werden die häufigsten Fehler gemacht.
Bitte überprüfen Sie diese Anschlüsse sehr penibel und vergleichen Sie sie
mit Bild x und Bild y. Ebenso wichtig ist natürlich auch der korrekte
Anschluss der Frequenzweiche an die Polklemmen entsprechend Bild yy.
3 Bauanleitung
31
3.4 Messdiagramme und Simulationsergebnisse
3.4.1 Frequenzgang
Bild 3.4.1 Frequenzgang der He-Mini2 unter verschiedenen Winkeln.
Bild 3.4.1 zeigt den Frequenzgang der He-Mini2 unter Winkeln zwischen
0° und 60° zur Hauptabstrahlrichtung. Deutlich wird die sehr breite
Abstrahlung der He-Mini2, hervorgerufen durch die recht schlanke
Gehäuseform. Der eingesetzte Hochtöner bündelt trotz seines großen
Membrandurchmessers erst oberhalb 7 kHz. Der Lautsprecher erreicht den
glattesten Frequenzgang unter ca. 15° zur Hauptstrahlachse. Der Anstieg
des Hochtöners im Superhochtonbereich ab ca. 14kHz wird nicht bedämpft
– die Abstimmung kann gut durch die Anwinklung des Lautsprechers
erfolgen ohne die gesamt in den Raum abgestrahlte Hochtonenergie zu
reduzieren.
3 Bauanleitung
32
3.4.2 Gemessener Impedanzgang der HE-Maxi2
Bild 3.4.2
Deutlich zu sehen ist die Bassreflexabstimmung auf 45 Hz und der
störungsfreie Verlauf der Impedanz ohne erkennbare Resonanzen.
3.4.3 Gehäusesimulation
Wesentliches Optimierungsziel der HE-Mini2 ist die Sicherstellung einer
begeisternden Basswidergabe trotz der vergleichsweise kleinen Tieftöner.
Dabei ist nicht nur der Tiefgang, d.h. die untere Grenzfrequenz, im Auge
zu behalten sondern auch die erzielbare Tieftondynamik.
Ziel der Mini2 ist die dynamische Widergabe der für den Musikbereich
maßgeblichen tiefen Töne. Dabei wird von einer wandnahen Aufstellung
und einem relativ kleinen Abhörraum ausgegangen. Dies ermöglicht einen
flach abfallenden, eher schlanken Bass bis 40Hz, der eine dynamische
Gesamtwidergabe erlaubt.
3 Bauanleitung
33
Die folgenden Simulationen zeigen die grundsätzlichen Zusammenhänge
im Bassbereich und sollen die Abstimmung von Lautsprecher und Raum
unterstützen.
Bild 3.4.3 Wirkung eines Lautsprechers auf den Raum. Bei Verwendung
von 2 Lautsprechern entsprechen 20cbm Raumvolumen pro Lautsprecher
einem Hörraum mit ca. 16qm Grundfläche und 2.5m Höhe.
In Bild 3.4.3 wird der Einfluss der Raumgröße auf die Tiefbasswidergabe
der HE-Mini2 dargestellt. Für die Simulation wurde der Lautsprecher in der
Mitte des Raumes positioniert und die Raumwände als starr angenommen
(Türen und Fenster geschlossen). Hierdurch ergibt sich bei tiefen
Frequenzen ein Druckkammereffekt wodurch der Schalldruck im Tiefbass
angehoben wird. Die rote Kurve stellt den Schalldruck in einem nahezu
unendlich großen Raum dar. Kleinere Räume führen zu einer Verstärkung
des Tiefbassanteils. In einem 16 qm großen Raum ergeben sich somit bei
3 Bauanleitung
34
40Hz eine Verstärkung von +6dB bei und eine untere Grenzfrequenz von
40Hz.
Bild 3.4.4
Wirkung
einer
nahen
Rückwand
auf
den
Frequenzgang.
Wandnahe Aufstellung führt zu einem Frequenzganganstieg von bis zu
+6dB im Bassbereich.
Bild
3.4.4.
zeigt
den
Einfluß
der
Aufstellung
im
Raum
auf
die
Basswidergabe. Dargestellt ist der Direktschall, d.h. der Schall, der direkt
vom Lautsprecher an den Hörer gesandt wird. Bei freier Aufstellung in der
Mitte des Raumes wird der Schall in alle Richtungen verteilt, wodurch sich
der geringste (Direkt-) Schalldruck im Bassbereich ergibt (Freifeld) und
ein
deutlicher
Frequenzganganstieg
zwischen
120Hz
und
1000Hz,
hervorgerufen durch die zunehmende Bündelung des Lautsprechers (den
Baffle Step). Bei bündiger Einlassung des Lautsprechers in eine Wand wird
kein Schall nach hinten abgestrahlt, es erfolgt nur eine Abstrahlung in den
vorderen Halbraum (Halbraum). Hierdurch erhöht sich der Schalldruck
3 Bauanleitung
35
um 6dB und es tritt kein Baffle Step in Erscheinung. Die blaue Kurve zeigt
die vom Lautsprecher insgesamt abgegebene Schalleistung. Wird die HEMaxi2 vor einer Wand platziert, so nähert sich der Schalldruck bei tiefen
Frequenzen dem Halbraum an und bei höheren Frequenzen dem Freifeld.
Durch die Reflexionen von der Rückwand kommt es im Übergangsbereich
zu einem welligen Frequenzverlauf der prinzipiell nicht vermieden werden
kann. Typisch ist eine Absenkung im Bereich von 90Hz bis 180Hz (hier
kann man nur mit der Aufstellung des Lautsprechers optimieren) und
einen daruf folgenden Schalldruckanstieg durch den Baffle Step (hier greift
die
Frequenzweiche
korrigierend
ein).
Durch
den
Abstand
des
Lautsprechers von der Wand kann dieser Übergang gesteuert werden. Bei
der Entwicklung des Lautsprechers wurde ein Abstand der Schallwand von
der rückwärtigen Wand von ca. 80 berücksichtigt.
3 Bauanleitung
36
Bild 3.4.5 Wirkung der Bassreflexabstimmung auf den Frequenzgang im
Bassbereich.
Je tiefer die Bassreflexabstimmung gewählt wird, desto stärker wird der
Bassbereich um 70Hz abgesenkt und die Dynamik in diesem sehr
wichtigen Bassbereich herabgesetzt. Als Ausgleich wird er Tiefbassbereich
unter
40Hz
angehoben. Je
tiefer
die
Bassreflexabstimmung, desto
schlanker und tiefer wird die Widergabe. Bei wand- oder ecknaher
Aufstellung kann es daher geeignet sein eine Bassreflexfrequenz von 40Hz
zu wählen. Bei etwas freierer Aufstellung sollte die Bassrfelexfrequenz auf
bis zu 50Hz angehoben werden.
3 Bauanleitung
37
Bild 3.4.6: Schalldruck im Freifeld, 1m
Bild 3.4.6 zeigt den realisierbaren Schalldruck der Tiefmitteltöner ohne
Frequenzweiche bei freier Aufstellung in einem 50 cbm großen Raum.
Dabei wird die an den Lautsprecher abgegebene Dauerleistung variiert.
Hierdurch wird der Lautsprecher maximal thermisch belastet. Bis zu einer
Dauerleistung von 32W entsprechend 95dB Schalldruck im Freifeld
ergeben sich keinerlei thermische Kompressionseffekte. Der maximale
Dauer-Schalldruck liegt bei ca. 96dB. Ein Pärchen Mini2 kann somit einen
dauerhaften Pegel von 102 dB erzeugen. Bei kurzzeitiger Belastung wie
sie typisch für Musikwidergabe ist werden rund 100dB Pegel bei 120W
Eingangsleistung erzeugt. Dies entspricht 106dB Schallpegel bei einem
Lautsprecherpärchen (1m Entfernung, Freifeld)
3 Bauanleitung
38
Bild 3.4.7: Membranauslenkung im eingeschwungenen Zustand
Bild 3.4.7 zeigt die Membranauslenkung bei unterschiedlichen Leistungen.
Deutlich
wird,
dass
im
Frequenzbereich
oberhalb
40
Hz,
die
Membranauslenkung auch bei 60W Eingangsleistung noch im Bereich
kleiner 4 mm bleibt. Deutlich wird aber auch, dass der Lautsprecher von
einer Begrenzung der abzustrahlenden Leistung unterhalb 40Hz durch ein
Subsonicfilter profitiert
3 Bauanleitung
39
Bild 3.4.8: Membranauslenkung abhängig von der Bassrflexfrequenz bei
60W elektrischer Eingangsleistung.
Bild
3.4.8.
Zeigt
den
Einfluß
der
Bassreflexfrequenz
auf
die
Membranexkursion bei 60W elektrischer Eingangsleistung. Deutlich wird,
dass bei tieferer Bassreflexfrequenz die Membranexkursion im wichtigen
Bereich von 50Hz bis 80Hz zunimmt. Positiv zu sehen ist die Reduktion
der Membranauslenkung unterhlab 42Hz.
Die Diagramme 3.4.6 bis 3.4.8 zeigen die Situation bei Belastung des
Lautsprechers mit langen Sinustönen, bei denen sich die Lautsprecher
mechanisch und thermisch im eingeschwungenen Zustand befinden. Dies
stellt die absolute Maximalbelastung der Lautsprecher dar die beim Hören
von Musik nie auftritt. Bei Musikstücken mit komprimierter Pop-Musik liegt
die Durchschnittsleitung ca. 10dB unter der Impulsspitzenleistung, bei
unkomprimierter bei Klassik sogar 20dB. Der beschriebenen Fall von
durchschnittlich 32W abgegebener Leistung entspricht also einer PopMusikwidergabe mit einem voll aufgederehten Verstärker mit 320W Musik-
3 Bauanleitung
40
oder Impulsleistung (oder aber einem 3200W Verstärker bei Wiedergabe
unkomprimierter Klassik). Die thermische Belastbarkeit stellt daher beim
Musikhören in einem Wohnraum keine erlebbare Beschränkung dar. Die
erzielbare Lautstärke im Bass wird eher durch die maximale Auslenkung
der
Schwingspule
ermöglichen
wurde
begrenzt.
eine
Um
eine
gute
Bassreflexfrequenz
Tiefbassdynamik
von
47Hz
und
zu
12l
Gehäusevolumen gewählt. Größeren Gehäuse bringen keinen nutzbaren
Zugewinn, tiefere Abstimmungen bis 40Hz bringen zwar imposante untere
Grenzfrequenzen zustande, schränken aber die Dynamik im wichtigsten
Bassbereich zwischen 50Hz und 100Hz ein.
Bild 3.4.7 verdeutlicht, dass ein ab 35Hz einsetzender Subsonicfilter
(-
3dB) zu empfehlen ist, da es die excessiven Membranauslenkungen
unterhalb der Bassreflexfrequenz reduziert.
Abschließend
sein
bemerkt,
daß
die
gezeigten
Zusammenhänge
grundsätzlich für alle Lautsprecher mit zwei 10cm Basslautsprechern mit
einer
linearen
Membranauslenkung
von
+/-
4mm
und
einer
Dauerbelastbarkeit von 60 Watt gelten. Falls deutlich höhere Schalldrücke
und gleichzeitig tiefere Grenzfrequenzen angegeben werden so ist dies
höchst wahrscheinlich auf eine geschönte Darstellung zurückzuführen.
4 Aufstellungshinweise
4
41
Aufstellungshinweise
4.1 Hördistanz und Stereodreieck
Die HE-Mini2 bietet trotz ihrer geringen Gehäuseabmessungen ein
erstaunlich
voluminöses
Klangbild
mit
tiefreichendem
Bass.
Ohne
Unterstützung durch einen Subwoofer ist der Lautsprecher für Räume bis
20 qm geeignet.
Optimale klangliche Ergebnisse erhalten Sie bei sorgfältiger Aufstellung.
Die Aufstellung hängt von Ihrem Raum und Ihren Hörgewohnheiten ab
und es lohnt sich ein bisschen zu Experimentieren. Durch die Bauart des
Lautsprechers
und
der
verwendeten
Lautsprecherchassis
sowie
die
Auslegung der Frequenzweiche lassen sich folgende Hinweise ableiten:
Für eine neutrale Wiedergabe sollten die Lautsprecher so zum Hörer
gedreht
werden,
dass
sich
ein
Winkel
von
15°
zwischen
der
Lautsprecherachse und der Verbindungslinie zum Hörer ergibt. Möchten
Sie ein Klangbild bei dem die obersten Frequenzen stärker betont werden
und Becken, Triangel und HiHat des Schlagzeugs deutlicher hervortreten,
so winkeln Sie stärker an (bis zur direkten Ausrichtung auf den Sitzplatz).
Ohne Anwinklung erhalten Sie dagegen ein weniger höhenbetonteres,
„entspannteres” Klangbild welches oftmals für Singstimmen und bei
klassischer Musik bevorzugt wird.
Neigen Sie die Lautsprecher so nach hinten, dass der Hochtöner auf die
Ohrhöhe in Hörposition zeigt. D’Appolito Lautsprecher entwickeln ihre
Vorzüge vor allem dann, wenn der Höhenversatz gering gehalten wird.
Dann reduzieren sich im wichtigen Stimmenbereich die Reflexionen von
Decke und Boden und die Wiedergabe wird besonders präsent und klar.
Die Lautsprecher sind für kleine Räume ausgelegt und sollten nahe zur
rückwärtigen Wand aufgestellt werden wodurch tiefe Frequenzen verstärkt
wiedergegeben werden. Durch die Reflexionen von der Rückwand kann es
4 Aufstellungshinweise
im
tieferen
Auslöschungen
42
Mitteltonbereich
und
Stimmenwiedergabe
jedoch
auch
Überhöhungen
beeinflusst
werden
zu
frequenzabhängigen
kommen
kann.
wodurch
Dies
ist
in
die
jedem
Wohnraum je nach Wandbeschaffenheit und Möbliereung etwas anders.
Hier kommen Sie um etwas experimentieren nicht herum.
Zu den seitlichen Wänden sollte ein deutlicher Abstand eingehalten
werden. Die breite horizontale Abstrahlung der Lautsprecher führt sonst
zu starken Reflexionen an den Seitenwänden. Diese Reflexionen treffen
dann kurz nach dem Dirketschall am Ohr ein und beeinträchtigt die klare
Abbildung des musikalischen Geschehens. Ist nur einen kleiner Abstand zu
den Seitenwänden möglich, so können versuchen Sie es einmal damit den
Lautsprecher
besonders
stark
anzuwinkeln,
so
dass
sich
die
Lautsprecherachse bereits vor der Hörposition kreuzen.
4.2 Raumtuning
Der Raum spielt bei der Widergabe eine große Rolle, dies zeigen ja bereits
die Simulationen. Dennoch benötigen die wenigsten Räume wirklich eine
besondere akustische Behandlung. Eine gezielte Raumoptimierung ist nur
mit spezieller Messtechnik und Erfahrung sinnvoll. Dennoch ein paar
wenige Grundgedanken.
Empfehlung in der Reihenfolge der Priorität:
suchen Sie eine möglichst symmetrische Aufstellung, bei der linke und
rechte Seite gleich bedämpft ist. Achten Sie auf gleiche Entfernung der
Lautsprecher zum Hörplatz. Wenn Sie wirklich kritisch Musik hören um
beispielsweise die räumliche Darstellung Iherer Anlage zu beurteilen sind
hier tatsächlich wenige cm entscheidend – Sie können ruhig das Maßband
benutzen!
Bringen Sie diffus reflektierende Gegenstände an den Seitenwänden an
(Regale, Blumenvasen etc.). Je diffuser desto besser. (Ausnahme: der
4 Aufstellungshinweise
43
Lautsprecher steht direkt neben der Wand, hier kann auch Absorption
notwendig sein, bitte aber rechts und links gleich)
Dämpfen Sie den Bereich hinter Ihnen und hinter den Lautsprechern mit
schallabsorbierenden Materialien (Polster, Kissen etc.).
Bedämpfen Sie wenn möglich den Boden (oder die Decke). Tipp: eine
dicke Filzmatte unter dem Teppich.
Achten Sie ingesamt auf möglichst viele diffus reflektierende Gegenstände
an den Wänden und im Raum. Ein Raum mit stark diffuser Reflexion wirkt
lebendiger als ein mit Dämfungsmaterial vollgestopfter Raum. Räume
werden sehr leicht in den Höhen zu stark bedämpft wohingegen der
Bassbereich unbehandelt bleibt. Um den Bassbereich wirkungsvoll zu
dämpfen werden Absorber benötigt die speziell auf den Raum abgestimmt
sind. Hier können allgemeinen Ratschläge nicht weiterhelfen.
Zu guter letzt: Viel Spaß mit dem Bau
Ihr Markus Beck
Ari-acoustics