Lautsprecher mit passiver Kardioid-Technologie

Hallo,

Feiertag und Regenwetter; das bedeutet Zeit zum Messen. Anbei das Ergebnis aus 7h REW Crashkurs. Im Bereich des MT ist es noch recht wild. Das hatte ich mit den aktuellen Kenntnissen nicht besser hin bekommen. Das Group delay scheint langsam zu passen, da ich es nicht mehr über Auslöschungen sondern über Impulsmessung eingestellt habe. Mein Scarlet Solo hat keine brauchbare Loopback Funktion, da die Kanäle unterschiedlich aufgebaut sind (Gitarre/Mikrofon). Mit einem Referenz Signal vom zweiten Hochtöner ausgehend, hat es dann aber geklappt. Jetzt frage ich mich allerdings, ob und inwiefern sich die Präzision mit einem Referenzton zum Loopback Signal unterscheidet.

Grüsse Christian

Hallo Christian,

Welchen Lautsprecher hast du gemessen ?
Ich sehe 4 Wege, wenn ich mich nicht täusche.
Und wie summieren sich die einzelnen LS ?

lg Alex.

Hallo Alex,

Das Setup besteht aus einem 3-Wege-System plus Subwoofer, wobei alle Trennungen mit Butterworth-Filtern vierter Ordnung mit 24 dB Flankensteilheit realisiert wurden. Die Trennfrequenzen liegen bei 80 Hz, 140 Hz und 1400 Hz. Der Hochtöner im Waveguide ist akustisch (laut Impuls Messergebnis) auf einer Achse mit dem Mitteltöner, während als Subwoofer ein 18" Focal direkt vor dem Hörplatz, mittig im Stereodreieck als Tisch aufgestellt ist.

Für die Einmessung in REW habe ich den Hochtöner des linken Kanals als akustische Impulsreferenz genutzt und damit den kompletten rechten Lautsprecher vermessen. Bei der kombinierten Messung von Mitteltöner und Hochtöner im Abstand von einem Meter zeigte sich in der Impulsansicht, eine Deckungsgleichheit, weshalb diese beiden Wege auch exakt die gleiche Zeit zugewiesen bekommen haben (siehe DSP Bild). Beim Mitteltöner zum Tieftöner ergab sich bei der identischen Konfiguration ein Zeitversatz von 3,3 ms, was rein rechnerisch einer (für mich erstaunlichen) Schallstrecke von rund 113 cm entsprechen würde. Den Subwoofer habe ich anschließend über eine Hörplatzmessung erfasst, die mir trotz der räumlichen Nähe einen Versatz von 7,0 ms ausgegeben hat, was einer theoretischen Wegdifferenz von etwa 240 cm gleichkommt. Da mir bewusst ist, dass Laufzeitmessungen am Hörplatz im Bassbereich durch Raummoden und Reflexionen fehleranfällig sind, habe ich als Plausibilitätsprüfung alle physischen Wege in unterschiedlichen Abstand nachgemessen und umgerechnet. Überraschenderweise kamen dabei nahezu identische Werte heraus. Da der Subwoofer mittig steht und als Mono-Kanal läuft, habe ich die ermittelten Zeiten für das Group Delay am Ende eins zu eins vom rechten auf den linken Hauptlautsprecher übertragen, um das System symmetrisch anzugleichen. Weitere Prüfansätze waren, über den Tongenerator die Frequenzen rund um die Trennungen zu erzeugen und auf Auslöschungen bzw Pegeländerungen zu prüfen. Ebenso fand ich es aufschlussreich die Treiber einzeln zu invertieren und auf Auslöschungen zu prüfen.

Jetzt stelle ich mir allerdings ein paar Fragen zur Analyse. Die 3,3 ms Versatz zwischen Mitteltöner und Tieftöner bei der 140-Hz-Trennung sind rein mechanisch unmöglich. Sind diese Werte in dieser Kombination aus eurer Erfahrung heraus plausibel und typisch? Beim Subwoofer vermute ich, dass die 7 ms aus einer Mischung aus realer Schallzeit, dem Filter-Group-Delay bei 80 Hz und dem trägeren Verhalten des schweren 18-Zöllers resultieren. Macht es an dieser Stelle Sinn, das im DSP stur über das Delay glattzuziehen? Rein von der bestmögliche Phasenaddition im Übergangsbereich scheint es allerdings zu passen. Klanglich hat sich die Tiefnenstaffelung der Bühne deutlich verbessert. Konturen in der Bühne wirken aktuell deutlich trockener und vor allem mit mehr Details versehen. Auch wenn die Lautsprecher nach wie vor etwas zurückhaltender agieren wie meine alten Trikoax, so ist jetzt eine vornehm servierte Emotion bzw Spielfreude durchaus erkennbar. Am extremsten empfand ich das Verhalten des Hochtöners, den ich zuvor bei einer 3db Absenkung ab ca 10khz grenzwertig nervig wahr genommen hatte. Jetzt ist der sehr bekömmlich und wurde sogar etwas unterstützt um liniear zu spielen. Dazu habe ich den im ganzen um 3db abgesenkt und ab 15khz wieder 3db im EQ drauf gepackt. Alternativ hätte ich auch von 1,4khz bis 15khz die 3db im EQ absenken können. Von daher ist der HT eher im unteren und mittleren Frequenzbereich abgesenkt und ab 15khz neutral. Mit dem unpassendem Group delay zu Beginn, wär das undenkbar gewesen. Verstanden hatte ich den Umstand so gar nicht, da ja HT zu MT bei der Impulsmessung keine Anpassung bekamen. Der HT und MT sind scheinbar ohne akustischen Versatz, obwohl der HT deutlich tiefer in der Box sitzt.

Beste Grüße
Christian

Cabrio_User hat geschrieben: 05.06.2026, 12:55Jetzt stelle ich mir allerdings ein paar Fragen zur Analyse. Die 3,3 ms Versatz zwischen Mitteltöner und Tieftöner bei der 140-Hz-Trennung sind rein mechanisch unmöglich. Sind diese Werte in dieser Kombination aus eurer Erfahrung heraus plausibel und typisch?

Hallo Christian,
in Luftschall gerechnet entspricht das zwar 1 m, aber in Frequenz /Wellenlänge entsprechen 3,3ms 300Hz oder halber Wellenlänge bei 150Hz... was du mit Invertieren beim TT beantwortet hast.

Der HT und MT sind scheinbar ohne akustischen Versatz, obwohl der HT deutlich tiefer in der Box sitzt.

Ganz normal, wie man bei der Sprungantwort von Tannoy koaxial oder KEF Uni-Q sehen kann, trotz mechanisch deutlich zurückliegender Hochtonmembran kommt deren Signal noch vor dem MT an, nur erklärbar mit unvermeidbaren Gruppenlaufzeiten der Filter, beim Kondensator (Hochpass) eilt der Strom voraus, bei der Spule (Tiefpass) hintenan...
Grüße
Hans-Martin

Hallo Christian,
Ah, der Subwoofer, den hatte ich einem anderen Projekt zugeordnet.
Und der Frequenzgang gesamt ? Sweep über alle Lautsprecher ?
lg Alex.

Hi,
Mir erschließt sich der Sinn des seitlichen TMT nicht wirklich. Er überstreicht 60 Hz und du hast außer ein wenig Schalldruck nicht viel gewonnen und steigerst die Komplexität des Gesamtkonstruktes.
Hast du den mal weggelassen?
Lg
Sascha

Hallo Hans Martin,

vielen Dank für deine Klärung. Ich hatte sowas schon vermutet, da die Mess-Ergebnisse plausibel waren, musste das Zeitverhalten einen logischen Hintergrund besitzen.




Hallo Alex,

nein, der Frequenzgang ist für jeden Treiber einzeln gemessen. Das war die Messreihe, mit der ich das Group delay eingestellt hatte.




Hallo Sascha,

Das ist mitunter der Historie geschuldet. Durch mein altes Cabasse Satelliten Lautsprechersystem hatte ich einen Tisch-Subwoofer. Damit die Flexibilität bestand den Kardioid LS im Wohnzimmer wie auch im Studio einzusetzen, reifte der Entschluss zu einem Sockel, der einen stand alone Betrieb ohne Sub Unterstützung ermöglichen sollte (siehe Bild). Zu diesem Zweck wird mit dem Sockel das Volumen der Box vergrößert und der QTC des seitlichen TT niedriger bzw die 12" Bass-Treiber nicht mehr nur als Kickbass, sondern bis in die tiefen des Basskellers genutzt. Auch wird die Box damit gerade stehen und die 4Grad Anstellung verlieren, weil der HT mit Sockel in 1m Ohrhöhe spielt. Du hast Recht , mit dem Tischsub ist der seitliche TT kein muss, aber laut den Simulationen minimiert der seitliche TT die Modulationsverzerrungen/Klirr der Treiber, je nachdem wo man diese trennt und sorgt für Pegelreserven.

Noch vor der Inbetriebnahme der 3/4 großen Kardiod Box hatte ich einer Laune folgend einen zweiten Subwoofer in einer Push Push Auslegung gebaut. Das macht heute die Sockelidee obsolet. Die Sockel hatte ich trotzdem fertig gestellt, sollten die Kardioid Lautsprecher mal einem anderen Zweck dienen und ohne Subwoofer Unterstützung als große Standbox spielen.

Grüße Christian

Hallo,

Mit meinem Marantz SA11S2 SACD-Player habe ich früher den PM11S2 betrieben und heute den MiniDSP HTX zur Raumkorrektur und Frequenzweiche des Kardioid Laustprecher. Zuvor lief diese Kette (wie schon beschrieben) an einer Cabasse Baltic, deren Koaxialchassis sich eher gutmütig im Hochton zeigten. Nach dem Wechsel auf den Eigenbau Kardioid-Lautsprecher mit Keramik-Hochtönern schlich sich jedoch bei einigen, sehr hoch ausgesteuerten Aufnahmen ein Störgefühl ein (die beschriebene Emotionslosigkeit). Mein Nachbar brachte mich auf die Idee, dass der SACD-Player einen ungewöhnlich hohen Signalpegel von 4,4 V ausgibt, während der nachfolgende DSP eingangsseitig normgerecht 4,0 V verarbeitet. Der analoge Eingangspuffer bzw oder der darauf folgende Analog-Digital-Wandler des DSPs wurde scheinbar überfahren.

Vermutlich haben die Trikoax Cabasse-Chassis das minimale Klippping durch ihre Partialschwingungen und ihre Bedämpfung noch kaschiert bekommen. Die KE25SC Keramik Kalotten des DIY LS haben empfindlicher reagiert. Das ist kein ausgeprägtes Merkmal gewesen, sondern eher ein Störer am Rande der Wahrnehmung.

Als Lösung wurde ein Spannungsteiler in die Verkabelung zwischen SACD Player und DSP integriert. Durch diese Pegelabsenkung arbeitet der Eingangswandler des DSPs unterhalb der 0-dBFS-Grenze, sodass die Signal-Wellenformen intakt bleiben. Erkennen konnte ich es nicht, da die hoch ausgesteuerten Signale solch kurze Peaks waren, dass das Interface des DSP diese (optisch) verschluckt hat bzw nicht dargestellt bekam. Das Clipping ist komplett verschwunden. Was mich aber am meisten fasziniert, die Musik ist mit einer ungeahnten Spielfreude, Luftigkeit und voller Emotionen zurück.

Beste Grüße
Christian

….es ist doch ein tolles Gefühl, wenn man mal richtig liegt mit seinen Vermutungen. Die Quelle war es und die Lösung cheap & simple.
Gute Grz
Sascha

Hallo Sascha,

ja genau, jetzt steht dem gemeinsamen hören nichts mehr im Weg und ich traue mich dich zu empfangen. Vielleicht findest du ja noch ein paar mehr Details die einen weiter bringen. Lass uns die Tage mal telefonieren.

Beste Grüße
Christian

Hallo,

Da der Lautsprecher ein Jugend forscht Experiment ist, habe ich ihn dazu eingesetzt, wozu ich ihn gebaut hatte. Eigene Erkenntnisse zu gewinnen brachten mich schon immer weiter, wie die Inhalt nur irgendwo nachzulesen.

Im Rahmen meiner Versuche wurde die Trennfrequenz der seitlich im Stereodreieck (nach innen angewinkelten) verbauten Tieftöner (Dayton Audio RSS115HF) versuchsweise von der Standard-Trennung bei 80 Hz auf eine untere Grenzfrequenz von 30 Hz abgesenkt. Der Subwoofer lief parallel dazu von 15 Hz bis 80 Hz. Ziel der Aktion war es die effektive Membranfläche durch partielle Überlappung im Intervall zwischen 30 Hz und 80 Hz um rund 75 Prozent zu vergrößern. Ich kannte ja schon den Effekt, wenn an die Membranfläche im Tiefton um 100% vergrößert und habe mit dem zweiten Subwoofer die Plausibilität meiner Erkenntnisse geprüft. Um resultierenden Pegelüberhöhung entgegenzuwirken, wurde der Frequenzbereich um 2-3dB (je nach Treiber-Konstellation) abgesenkt. Die Kernfrage dieses Versuchs wanderte zwischen zwei Fragen: Führt die mechanische Entlastung der Einzelchassis (durch die Pegelabsenkung) zu einer hörbaren Reduzierung der harmonischen Verzerrungen (THD) und subharmonischer Effekte (wie Membrantaumeln), oder erkauft man sich diesen Vorteil durch eine Verschlechterung der Intermodulationsverzerrungen (IMD) und einer unkontrollierteren Rauminteraktion?

Bei der Breitband-Anregung bis 30 Hz verlor das Klangbild im Mittel- und Hochtonbereich spürbar an Transparenz und holografischer Schärfe. Sobald die Dayton-Treiber jedoch strikt oberhalb von 80 Hz betrieben wurden, wirkte das Signal aufgeräumter und frequenzselektiv sauberer separiert. Die Ursache habe ich primär im Bereich der Intermodulationsverzerrungen (IMD) zu vermutet.

Im reinen Bassbereich überzeugte die Drei-Punkt-Anregung durch eine Erhöhung der akustischen Kompression. Die vergrößerte Membranfläche regte scheinbar das Luftvolumen unterhalb der tiefsten axialen Raummode effizienter an. Das System ging in eine Art Druckkammer-Betrieb über, was sich unter anderem darin äußerte, dass die großen Terrassenfensterscheiben des Hörraums in Resonanz versetzt wurden – ein Phänomen, das im Solobetrieb des Subwoofers ausblieb. Interessant war zudem die hohe Sensitivität des Drei-Treiber-Setups auf strukturelle Veränderungen des Raums (Öffnen der Terrassentür). Während ein Subwoofer eine relativ isolierte Raumkopplung aufwies, reagierte die Drei-Punkt-Anregung empfindlich auf den Druckabfall bei geöffneter Terrassen-Tür.

Mein "Jugend forscht" Experiment führt zu einer einer bisher unbekannten energetischen Fülle, die sich besonders für Abendliches Kinofeeling beim Film schauen oder hohe Pegel eignet. Für rein audiophile, stereofone Belange erscheint mir die Trockenheit und das Ausschwingverhalten einer einzelnen, strategisch gut positionierten Bassquelle günstiger, anstatt Raummoden durch räumliche Diversifikation aufzuteilen und energetisch zu "mitteln".

Beste Grüße
Christian

Hallo,

wie lange dauert der Prozess des "Einspielens"? Mir ist bisher nicht ganz klar was dabei überhaupt passiert, allerdings hatte ich aufgrund von div. Google Suchergebnissen die Anlage mit Fahrstuhlmusik laufen lassen, wenn ich ausser Haus war beim einkaufen oder arbeiten etc. Nach mittlerweile über 100 Stunden Betriebsdauer, hört man täglich das es besser wird und die Lautsprecher an Präzision und Kontur zu legen. Welche Komponenten sind eure Meinung nach dafür verantwortlich und kann man den Prozess beschleunigen, bzw wann ist das ungefähr abgeschlossen?

Grüße Christian

Muss sich so ein hart aufgehängter 12“ Treiber schon ein paar hundert Stunden. Ja lauter, desto kürzer, Mein Radian hat erst nach einem Jahr einen stabilen Zustand erreicht. Ein Treiber mit weicher Gummisicke sollte nach 100 Stunden sein Maximum erreichen..
Gruß
Sascha

Hallo Christian,
zusätzlich zu Saschas Hinweisen, die ich nur bestätigen kann, möchte ich noch hinzufügen, dass nach 1 Woche, also 7 x 24 h = 168h die Unterschiede durch Einspielen bei den meisten Komponenten immer derart geringer werden, dass man sich fragen muss, ob das Potenzial anderer Maßnahmen nicht größer ist.
Speziell die Maßnahmen, die einem unbekannt sind, oder von denen man zwar gelesen, sie aber nicht praktisch erfahren hat.
Mir fallen da spontan ein:
Kabel, die auf dem Boden liegen, entfalten nicht ihr volles Potenzial, Luft um die Kabel ist das bessere Dielektrikum, gilt genauso für die Netzkabel, außerdem gibt es da wohl eine Wechselwirkung,
Drehmoment, mit dem die Chassis ans Gehäuse geschraubt sind, möglichst gleich L - R, fester im TT, weniger bei MT, gering bei HT (da besser Entkopplung vom Gehäuse),
Füße zwischen LS-Gehäuse und Bodenbelag.
Grüße
Hans-Martin

Hallo,

nach über zehn Jahren mit der Cabasse Baltic und ihrem legendären Trikoax war ich felsenfest überzeugt: Das ist mein Lautsprecher fürs Leben. Das aktuelle DIY-Projekt war eigentlich nur als „Arbeitstier“ gedacht, um die edlen Cabassé Kugeln vor Fehler bei einer aktiven Ansteuerung zu schonen.

Tja, falsch gedacht.....

Der Kardioid reicht der Baltic nicht nur das Wasser, er zeigt (nach der bisherigen Einspielphase) in allen Disziplinen wie es besser geht. Die Cabasse-Kugeln wirken im direkten Vergleich fast schon dünn; man hat beim hören regelrecht Angst, etwas kaputtzumachen. Während der Trikoax relativ früh komprimiert und kaum physische Präsenz liefert, zeichnet er die Bühne zwar luftig, aber eben auch recht weich. Der Kardioid dagegen lässt das eigene Wohnzimmer akustisch nahezu verschwinden und nagelt den Aufnahmeraum mit greifbarer Kontur fest.

Als Grund vermute ich, dass zum einen der PA BMS 8N519 im Mittelton eine staubtrockene Attacke liefert, die ich bisher nicht kannte. Zum anderen wird die Visaton KE 25 Keramikkalotte im Waveguide so stark geladen, dass der Hochton diese Gefühl der unendlichen Dynamik von Horn-Kompressionstreibern bekommt. Das Geniale: Trotz maximaler Transparenz und Härte wird es nicht nervig. Selbst schreddernde E-Gitarren oder ein fies überzogenes Klavier-c''''' tun nicht weh. Bereiche, in dem die Seidenkalotte des Trikoax schon längst wegen Partialschwingungen und Auflösungsverlust aussteigt.

Konstruktiv ging nach meinem Verständnis das Konzept schlussendlich auf: Die Front hat einen 40-mm-Radius, der ab ca. 1365 Hz das Baffle-Step-Verhalten optimiert. Gepaart mit der Trennung bei 1400 Hz (12 dB) ergibt das eine ähnlich bruchlose Räumlichkeit wie bei der Baltic. Darunter übernehmen die seitlichen Kardioid-Kiemen und minimieren die Raumreflexionen im Mittelton.

Das ganze Thema ist so eindeutig, dass ich den alten König, meinen "Lautsprechers fürs Leben" zwischenzeitlich verkauft habe.

Beste Grüße
Christian