Aktiv geregelter LS: Sonus Natura Audire
Verfasst: 27.03.2016, 17:35
Seit den gemachten Erfahrungen mit den Vintage Philips MFB 586 Boxen, beschäftigt mich die Entwicklung eines aktiv geregelten Lautsprechern stärker als zuvor und durch den glücklichen Umstand, dass ich letztes Jahr die ehemaligen Entwickler dieser Lautsprecher kennen lernen durfte, fasste ich den Beschluss selbst so eine Art Schallwandler auf die Beine zu stellen.
Wie immer werden am Anfang einige Entwicklungsziele gesetzt, die man im Laufe der Zeit durch unterschiedliche Umstände etwas ändern und anpassen muss. So überraschte mich die MFB 586 mit einer für die Größe der Box doch gute Pegelfestigkeit, die nur hier und da für mich den Wunsch an etwas mehr Pegelfestigkeit aufkommen ließ. Dazu muss man wissen, dass der Tieftöner der MFB 586 laut Informationen, die ich bekommen habe, höchstens ein Xmax von ca. 3 mm besitzt. Das beschränkt den Maximalpegel bei 50 Hz auf ca. 90 dB. Das mag zwar für einige Interessenten ausreichend sein, aber Tatsache ist, dass im Bass recht schnell hohe Auslenkungen erreicht werden. Deswegen habe ich mich für einen Tieftöner entschieden, der ein Xmax von 7mm besitzt, wodurch unter gleichen Bedingungen ein Maximalpegel bei 50 Hz von 97 dB erreicht wird. Erfahrungsgemäß erlaubt eine Regelung eine weitere Aussteuerung und es ist nicht unüblich nochmals 3dB an Maximalpegel zu bekommen, ohne wesentliche Erhöhung des Klirrs. Somit sprechen wir davon, dass Maximalpegel im Bereich von ca. 100 dB bei 50 Hz liegen würden, was in etwa dessen entspricht, was der Tieftöner in der Sonus Natura Stella (Xmax 11 mm) zustande bringt.
Lange beschäftigt hat mich das Thema ob es ein 2-Wege oder 3-Wege Lautsprecher werden sollte. Auch hier hat mich die MFB 586 sehr beeinflusst, denn mich hat überrascht wie Pegelfest eine 25mm Kalotte sein kann. Deswegen war mein ursprünglicher Gedanke eine 38 mm Kalotte zu nehmen, die problemlos eine niedrige Trennfrequenz unterhalb von 1 kHz erlaubt hätte. Eine unter hängende Schwingspule hätte außerdem für niedrigen Klirr gesorgt, wie auch das harte Membranmaterial. Allerdings, als ich loslegen wollte stellte sich heraus, dass die Kalotte nicht mehr produziert wird und es einen Nachfolger geben sollte. Die mir zur Verfügung gestellten Daten vom Hersteller sahen sehr vielversprechend aus, doch selbst aus heutiger Sicht (März 2016), ist der Hochtöner noch nicht verfügbar.
Aus diesen Grund musste ich mich nach Alternativen umschauen und habe durch ein Projekt, das ich für einen Bekannten vor ca. 3 Jahren machte, mich an einen Coax erinnert, der zum einen optisch sehr gut zum Tieftöner passt, aber auf der anderen Seite ein weiteres wichtige Merkmal für mich adressiert, nämlich die Abstrahlcharakteristik. Diese sieht sogar noch besser aus als mit dem ursprünglichen Plan eine 38 mm Kalotte einzusetzen, da ich rein theoretisch den Coax schon ab ca. 200 Hz einsetzen kann. Dadurch ergibt sich eine sehr gleichmäßige Schallverteilung sowohl in der horizontalen, wie auch der vertikalen Ebene. Desweiteren kommt noch hinzu, dass die Membran des Mitteltöners sehr gut als Waveguide für den Hochtöner fungiert und im Gegensatz zu vielen Coax-Lautsprecher verläuft der Frequenzgang des Hochtöners selbst auf Achse praktisch makellos.
Nach langen Überlegungen, vielen theroretischen Betrachtungen und Simulation ist am Ende eine kleine Box entstanden, die problemlos jedem WAF standhält.
In Zahlen dargestellt sprechen wir über folgende Eckdaten:
Maße: ca. 42 x 23 x 30 cm (H x B x T)
Gewicht: ca. 20 kg
Konzept: 3-Wege analog aktiv, Sensor geregelter Tieftöner
Trennfrequenzen: ca. 400 Hz, 4 kHz
Weichentoplogie: Linkwitz Riley 2.Ordung (LR2)
Chassis: 8" Tieftöner, 3" Coax-Mitteltöner mit 1" Kalotte
Sonderausstattung: FIR Controller mit Raumanpassung (Sonus Natura Trivium)
Zusammengefasst standen folgende Entwicklungsziele:
1. Geregelter Tieftonbereich zur Minimierung nicht linearer Verzerrungen
2. Chassis mit harten Membranen um quasi idealen kolbenartigen Hub zu erreichen
3. Gleichmäßige Abstrahlcharakteristik sowohl horizontal wie auch vertikal
4. Für die Größe hohe Pegelfestigkeit
5. Bedingt durch die Größe und Innenkonstruktion, sehr stabiles Gehäuse
Die Regelung im Tiefton wird ähnlich wie in der Philips MFB mit einen Beschleunigungssensor realisiert. Meine gemachten Erfahrungen zeigen, dass diese Art Regelung Vorteile im einfachen Aufbau besitzt, sowie ein problemloses Abtasten des kompletten Hubs des Antriebs erlaubt, die in diese Fall bei bis zu 22 mm liegen.
Um Partialschwingungen oder andere Einflüsse im Einsatzbereich zu vermeiden, die von der Regelung nicht aufgenommen werden können, besitzt der Tieftöner eine harte ALU-Membran, die ihre ersten Resonanzen erst bei ca. 1,2 kHz aufweist, soll heißen, bis zu der Frequenz arbeitet der Tieftöner ideal als Kolben, womit die hauptsächlichen Verzerrungen aus den Nichtlinearitäten des Antriebs her rühren, die stark durch die Regelung ausgeglichen werden.
Ähnlich verhält es sich bei den Mitteltöner, der zwar nicht geregelt ist (würde als Coax auch mechanisch nur schwer zu realisieren sein), der praktisch im ganzen Übertragungsbereich resonanzfrei arbeitet. Das gleiche gilt auch für den Hochtöner und erste Freifeldmessungen haben bereits die Ausnahmequalität dieses Chassis belegt.
Die Messungen sind nicht geglättet und weisen keine Resonanzen im Einsatzbereich auf, und wie gesagt, finde ich den Frequenzgang auf Achse des Hochtöners bemerkenswert. So einen ruhigen Verlauf kenne ich bei Coaxchassis auf Achse üblicherweise nicht.
Ein letztes Wort noch zur Abstrahlcharakteristik, ein Thema dem ich mich schon seit vielen Jahren widme und auf das ich besonderen Augenmerk lege. Dazu habe ich zwar im Moment nur Simulationen parat, die es gilt messtechnisch zur gegebenen Zeit zu überprüfen, aber die Berechnungen sehen vielversprechend aus. Eine Simulation des Bündelungsgrads gibt ein Bild darüber in welche Richtung es bei der Sonus Natura Audire geht.
Zur Erläuterung, man strebt einen gleichmäßigen Verlauf insbesondere von ca. 500 Hz – 10 kHz an, was im ersten Ansatz auch gut gelungen ist.
Das soll es vorläufig zu berichten geben und ich werde über den weiteren Fortschritt berichten, auch mit Bildern, und sonstigen Messungen.
Wie immer werden am Anfang einige Entwicklungsziele gesetzt, die man im Laufe der Zeit durch unterschiedliche Umstände etwas ändern und anpassen muss. So überraschte mich die MFB 586 mit einer für die Größe der Box doch gute Pegelfestigkeit, die nur hier und da für mich den Wunsch an etwas mehr Pegelfestigkeit aufkommen ließ. Dazu muss man wissen, dass der Tieftöner der MFB 586 laut Informationen, die ich bekommen habe, höchstens ein Xmax von ca. 3 mm besitzt. Das beschränkt den Maximalpegel bei 50 Hz auf ca. 90 dB. Das mag zwar für einige Interessenten ausreichend sein, aber Tatsache ist, dass im Bass recht schnell hohe Auslenkungen erreicht werden. Deswegen habe ich mich für einen Tieftöner entschieden, der ein Xmax von 7mm besitzt, wodurch unter gleichen Bedingungen ein Maximalpegel bei 50 Hz von 97 dB erreicht wird. Erfahrungsgemäß erlaubt eine Regelung eine weitere Aussteuerung und es ist nicht unüblich nochmals 3dB an Maximalpegel zu bekommen, ohne wesentliche Erhöhung des Klirrs. Somit sprechen wir davon, dass Maximalpegel im Bereich von ca. 100 dB bei 50 Hz liegen würden, was in etwa dessen entspricht, was der Tieftöner in der Sonus Natura Stella (Xmax 11 mm) zustande bringt.
Lange beschäftigt hat mich das Thema ob es ein 2-Wege oder 3-Wege Lautsprecher werden sollte. Auch hier hat mich die MFB 586 sehr beeinflusst, denn mich hat überrascht wie Pegelfest eine 25mm Kalotte sein kann. Deswegen war mein ursprünglicher Gedanke eine 38 mm Kalotte zu nehmen, die problemlos eine niedrige Trennfrequenz unterhalb von 1 kHz erlaubt hätte. Eine unter hängende Schwingspule hätte außerdem für niedrigen Klirr gesorgt, wie auch das harte Membranmaterial. Allerdings, als ich loslegen wollte stellte sich heraus, dass die Kalotte nicht mehr produziert wird und es einen Nachfolger geben sollte. Die mir zur Verfügung gestellten Daten vom Hersteller sahen sehr vielversprechend aus, doch selbst aus heutiger Sicht (März 2016), ist der Hochtöner noch nicht verfügbar.
Aus diesen Grund musste ich mich nach Alternativen umschauen und habe durch ein Projekt, das ich für einen Bekannten vor ca. 3 Jahren machte, mich an einen Coax erinnert, der zum einen optisch sehr gut zum Tieftöner passt, aber auf der anderen Seite ein weiteres wichtige Merkmal für mich adressiert, nämlich die Abstrahlcharakteristik. Diese sieht sogar noch besser aus als mit dem ursprünglichen Plan eine 38 mm Kalotte einzusetzen, da ich rein theoretisch den Coax schon ab ca. 200 Hz einsetzen kann. Dadurch ergibt sich eine sehr gleichmäßige Schallverteilung sowohl in der horizontalen, wie auch der vertikalen Ebene. Desweiteren kommt noch hinzu, dass die Membran des Mitteltöners sehr gut als Waveguide für den Hochtöner fungiert und im Gegensatz zu vielen Coax-Lautsprecher verläuft der Frequenzgang des Hochtöners selbst auf Achse praktisch makellos.
Nach langen Überlegungen, vielen theroretischen Betrachtungen und Simulation ist am Ende eine kleine Box entstanden, die problemlos jedem WAF standhält.
In Zahlen dargestellt sprechen wir über folgende Eckdaten:
Maße: ca. 42 x 23 x 30 cm (H x B x T)
Gewicht: ca. 20 kg
Konzept: 3-Wege analog aktiv, Sensor geregelter Tieftöner
Trennfrequenzen: ca. 400 Hz, 4 kHz
Weichentoplogie: Linkwitz Riley 2.Ordung (LR2)
Chassis: 8" Tieftöner, 3" Coax-Mitteltöner mit 1" Kalotte
Sonderausstattung: FIR Controller mit Raumanpassung (Sonus Natura Trivium)
Zusammengefasst standen folgende Entwicklungsziele:
1. Geregelter Tieftonbereich zur Minimierung nicht linearer Verzerrungen
2. Chassis mit harten Membranen um quasi idealen kolbenartigen Hub zu erreichen
3. Gleichmäßige Abstrahlcharakteristik sowohl horizontal wie auch vertikal
4. Für die Größe hohe Pegelfestigkeit
5. Bedingt durch die Größe und Innenkonstruktion, sehr stabiles Gehäuse
Die Regelung im Tiefton wird ähnlich wie in der Philips MFB mit einen Beschleunigungssensor realisiert. Meine gemachten Erfahrungen zeigen, dass diese Art Regelung Vorteile im einfachen Aufbau besitzt, sowie ein problemloses Abtasten des kompletten Hubs des Antriebs erlaubt, die in diese Fall bei bis zu 22 mm liegen.
Um Partialschwingungen oder andere Einflüsse im Einsatzbereich zu vermeiden, die von der Regelung nicht aufgenommen werden können, besitzt der Tieftöner eine harte ALU-Membran, die ihre ersten Resonanzen erst bei ca. 1,2 kHz aufweist, soll heißen, bis zu der Frequenz arbeitet der Tieftöner ideal als Kolben, womit die hauptsächlichen Verzerrungen aus den Nichtlinearitäten des Antriebs her rühren, die stark durch die Regelung ausgeglichen werden.
Ähnlich verhält es sich bei den Mitteltöner, der zwar nicht geregelt ist (würde als Coax auch mechanisch nur schwer zu realisieren sein), der praktisch im ganzen Übertragungsbereich resonanzfrei arbeitet. Das gleiche gilt auch für den Hochtöner und erste Freifeldmessungen haben bereits die Ausnahmequalität dieses Chassis belegt.
Die Messungen sind nicht geglättet und weisen keine Resonanzen im Einsatzbereich auf, und wie gesagt, finde ich den Frequenzgang auf Achse des Hochtöners bemerkenswert. So einen ruhigen Verlauf kenne ich bei Coaxchassis auf Achse üblicherweise nicht.
Ein letztes Wort noch zur Abstrahlcharakteristik, ein Thema dem ich mich schon seit vielen Jahren widme und auf das ich besonderen Augenmerk lege. Dazu habe ich zwar im Moment nur Simulationen parat, die es gilt messtechnisch zur gegebenen Zeit zu überprüfen, aber die Berechnungen sehen vielversprechend aus. Eine Simulation des Bündelungsgrads gibt ein Bild darüber in welche Richtung es bei der Sonus Natura Audire geht.
Zur Erläuterung, man strebt einen gleichmäßigen Verlauf insbesondere von ca. 500 Hz – 10 kHz an, was im ersten Ansatz auch gut gelungen ist.
Das soll es vorläufig zu berichten geben und ich werde über den weiteren Fortschritt berichten, auch mit Bildern, und sonstigen Messungen.