Optimierung der Schallwandgeometrie

Die Position der Mittel- und Hochtöner auf der Schallwand kann die Akustik eines Lautsprechers stark beeinflussen. Die Treiber strahlen nicht nur nach vorne Schall ab, sondern auch zur Seite. Sobald der seitwärts abgestrahlte Schall eine Kante der Schallwand erreicht, wird der Schall an der Kante gebeugt. Die Beugung wirkt wie eine zweite «virtuelle» Schallquelle, die im Vergleich zu den Treibern allerdings zeitverzögert und mit umgedrehter Polarität abstrahlt.

Die Überlagerung der Schallwellen der Treiber und der virtuellen Schallquellen an den Schallwandkanten führt zu Peaks und Senken im Frequenzgang, deren Mittenfrequenzen von der geometrischen Anordnung der Treiber auf der Schallwand abhängt. Dieser unerwünschte Effekt kann nur verhindert werden, wenn die Schallwandkanten «unendlich» weit von den Treibern entfernt sind. «Unendlich grosse» Lautsprecher finden aber in den allermeisten Wohnzimmern keinen Platz.

Häufig wird auch kolportiert, abgerundete oder abgeschrägte Schallwandkanten würden helfen, die Schallbeugung zu vermeiden. Leider sind solche Abrundungen oder Fasen fast im gesamten Frequenzbereich des menschlichen Gehörs wirkungslos; die Wirkung beschränkt sich im besten Fall auf den Frequenzbereich am oberen Rand der Hörgrenze des menschlichen Gehörs. Siegfried Linkwitz belegt dies eindrucksvoll anhand seiner Messungen und folgert daraus «With most speaker cabinets the radius or chamfer is acoustically too small and is primarily cosmetic».

Meine eigenen Messungen aus der Entwicklung der Aurichal bestätigen dies. Die zwei Photos unten zeigen zwei Testaufbauten zur Schallwand der Aurichal, einmal mit breiten Fasen und einmal ohne Fasen. Das Messdiagram zeigt, dass die damit gemessenen Frequenzgänge identisch sind, die grosszügigen Fasen also wirkungslos bleiben.

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Die Welligkeit des Frequenzangs aufgrund der Schallbeugung an den Schallwandkanten kann zwar nicht verhindert, aber immerhin stark vermindert werden. Dazu müssen die Treiber ausserhalb der Schallwandmitte positioniert werden. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Laufzeiten des Schalls von den Treibern bis zu den Schallwandkanten. Eine geschickte Auslegung der Treiberpositionen auf der Schallwand ermöglicht so eine sehr geringe Welligkeit des Frequenzgangs.

Das folgende Photo zeigt die optimierte Schallwandgeometrie der Aurichal. Der Vergleich der Frequenzgänge bei mittiger und optimierter Treiberanordnung zeigt, dass die optimierte Schallwandgeometrie wie gewünscht einen deutlich glatteren Frequenzgang ergibt. Dies lässt sich sowohl anhand theoretischer Modellrechnungen sowie durch direkte Messungen nachvollziehen. baffle_version_20150523aSS6640BE_bafflediffraction_measured_vs_simulated_HIBA

Gehäuse aus Holz und Messing im Rohbau

Die Aurichal-Gehäuse wurden von innen nach aussen aufgebaut. Zunächst wurde das Innengehäuse aus MDF aufgebaut, welches dann seitlich und oben mit Messingplatten verkleidet wurde. Für einen guten Halt wurde ein Messingblech nach dem anderen vollflächig mit Montagekleber auf dem MDF-Untergrund verklebt. Die Bleche mussten dabei mit Zwingen und Spanngurten kräftig auf das MDF gepresst werden, was zuweilen zu abenteuerlichen Aufbauten geführt hat.

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Als nächstes wurden die Front und die Rückwand aus BirchUp hergestellt. Dieses Material ist etwas heikel zu bearbeiten, weil es dazu tendiert, entlang der Laminatschichten zu brechen. Deshalb wurden die Ausschnitte für die Lautsprechertreiber erst ausgefräst, nachdem das BirchUp mit dem MDF-Untergrund verleimt war.

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Es ist nicht alles Gold, was glänzt

Hier entsteht ein high-end Lautsprecher, der nicht in der klassischen «Holz-Optik» daherkommt. Die Vorgabe ist, dass die Gehäuseaussenseite zumindest teilweise aus Metall besteht. Insbesondere wurde die Optik von «angelaufenem» Messing gewünscht. Deshalb heisst dieser Lautsprecher «Aurichal».

Messing alleine ist allerdings kein gutes Material für ein Lautsprechergehäuse, weil das Metall wie in einer Glocke relativ stark schwingt und deshalb dem Lautsprecher einen starken Eigenklang verleihen würde. Deshalb wurde ein aufwändiges Holzgehäuse entworfen, das auf den Seiten und oben mit Messingplatten verkleidet wird.

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Frisches Messing glänzt stark, was in einem Wohnraum nicht jedermanns Sache ist. Deshalb wurden die Messingplatten für einige Monate im Freien aufgestellt, wo sie durch die Witterung ihren Glanz verloren. Auch Schnecken, Würmer, nasses Laub, Katzenpfoten und andere weniger erwähnenswerte Dinge aus dem Garten haben dem Messing eine schöne, lebhafte Struktur verliehen.

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Röhrenvorverstärker mit 5692-Doppeltrioden

Die 6SN7-Röhren sind für ihren guten Klang und die äusserst geringen Verzerrungen bekannt. Deshalb werden diese Röhren gerne in high-end Röhrenverstärkern verwendet. Ein Kunde hat sich im TrueFi-Blog von den besonders hochwertigen 5692-Varianten der 6SN7 inspirieren lassen und hat damit eine tolle Vorstufe aufgebaut. Zur Überprüfung hat er seine Vorstufe in die HiFi-Bau-Werkstatt gebracht, wo der Aufbau getestet und stellenweise noch verbessert wurde.

Seit einigen Tagen spielt die Vorstufe in meiner «Testanlage». Sie klingt hervorragend und macht richtig Lust, meine wohlbehüteten Röhrenschätze wieder hervorzuholen!

GEC «red base» 5692 (6SN7)

GEC «red base» 5692 (6SN7)

Aktivfilter THEL SAW 30 zu verkaufen

Zwei neuwertige Aktivfilter-Module THEL SAW 30 zu verkaufen!

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  • High-End Aktivfilter mit 24 dB/Oct Filtersteilheit
  • Jedes Modul ist wahlweise als 2-Wege-Weiche (stereo) oder 3-Wege-Weiche (mono) nutzbar
  • Trennfrequenzen von 46 Hz bis 12’000 Hz einstellbar. Vorwahl des Frequenzbereichs anhand passender Kondensatoren. Exakter Feinabgleich über 2 Oktaven in 16 Schritten (Drehschalter).
  • Modul-1 ist für Trennfrequenzbereich 200–800 Hz vorkonfiguriert (15 nF), Modul-2 für 1.5–5.5 kHz (2.2 nF). Dies ist ideal für viele Dreiweglautsprecher. Die vorkonfigurierten Frequenzbereiche können durch wechseln der Kondensatorwerte angepasst werden.
  • Einstellbare Subbassanhebung oder Schallwandkorrektur (Baffle Step)
  • Pegeleinstellung für alle Kanäle
  • Audio-Eingänge symmetrisch oder unsymmetrisch
  • Integrierte Spannungsregelung, externe Vorsorgunspannung 9-60 VDC (symmetrisch)
  • Masse: 141 x 95 x 15mm
  • Mit high-end TKD-Widerständen aufgebaut

 

PrunuScan: Deckel drauf, fertig!

Die PrunuScan-Lautsprecher waren ja eigentlich schon fertig, aber die Fronten sollten noch eine Abdeckung aus Stoff erhalten. Beim Bespannen der Holzrahmen musste ich zwar feststellen, dass meine Talente nicht im Bereich des Textilhandwerks zu suchen sind, aber am Ende lässt sich das Ergebnis trotzdem sehen. Und wenn einem doch einmal der Sinn nach «nackten» Lautsprechern steht, dann können die Abdeckungen dank der Magnethalterung im Nu und ohne Spuren zu hinterlassen abgenommen werden.

Ich bin schon fast ein bisschen traurig, dass die PrunuScan heute abgeholt wurden – aber dafür freute sich der neue Besitzer sehr über seine neuen Lautsprecher!

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PrunuScan: Es geht ans Eingemachte!

Nachdem die Gehäuse fertiggestellt waren, wurde zunächst Filz und Wolle zur Schalldämmung in die Gehäuse eingebracht, die Bassreflexrohre eingebaut, und die Frequenzweichen zusammengelötet. Dann wurden die Hoch- und Tieftöner verkabelt und im Gehäuse eingebaut.

Jetzt spielen die PrunuScans zum ersten Mal Musik, und es klingt schon ganz ansprechend! Bevor ich die Lautsprecher aber in die freie Wildbahn entlasse, sind noch einige Messungen, Hörtests und ggf. entsprechende Anpassungen vorgesehen.

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PrunuScan: Aufbau der Gehäuse

Die kleinen Schönheitsfehler der Platten-Zuschnitte waren schnell behoben: die Ausfräsungen für die Tieftöner wurden mit der Oberfräse nachgearbeitet, und die Öffnung für das Bassreflexrohr war auch schnell gefräst.

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Nachdem die Gehäuse im Rohbau zusammengeleimt und die Innenverstrebungen zur Verminderung von Gehäusevibrationen eingebaut waren, ging es an die Veredelung der Gehäuseoberfläche. Mit viel Handarbeit wurde die Holzoberfläche geschliffen, geölt, geschliffen, geölt, geschliffen, geölt, und nochmal geölt. Der Lohn dieser Arbeit ist eine Echtholzoberfläche mit einer phantastischen Ausstrahlung, die auf den Bildern leider kaum zu erahnen ist.

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PrunuScan: Holz vor der Hütte!

Das Holz für die PrunuScan-Lautsprecher ist da! Die schönen Kirschholz-Dreischichtplatten wurden von Rundumholz zugeschnitten. Die Zuschnitte passen auf den ersten Blick wie gewünscht zusammen.

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Auf den zweiten Blick fällt auf, dass auf der Rückseite noch die Öffnung für das Bassreflexrohr fehlt. Zudem ist die Ausfräsung für den Tieftöner ist etwas gar knapp. Da muss ich wohl nochmal mit der Oberfräse nacharbeiten.

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Die PrunuScan Lautsprecher sollen eine Stoffabdeckung auf der Front erhalten. Damit die Front bei abgenommener Abdeckung nicht durch hässliche Befestigungslöcher für die Abdeckung verunstaltet wird, habe ich auf der Innenseite der Schallwand Magnete eingesetzt, welche die Abdeckung «unsichtbar» festhalten.

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