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Impudence – ULB Standbox mit DIY-Waveguide

 

Zu gut funktionierte das DBR, welches ich in diesem Artikel beschrieben habe, um es einfach so auf Eis zu legen. Beim dort verwendeten Tiefmitteltöner von LPG handelt es sich zwar um ein Qualitätsprodukt aus deutscher Fertigung, aber auch um einen Restposten, der somit eine preiswürdige Ergänzung im Hochtonbereich erfordert.

LPG 5″ Tiefmitteltöner

 

TSP

  • FS: 45 Hz
  • Mms: 6,1 Gr
  • Cms: 2,05 mm/N
  • Sd: 78,5 cm²
  • Vas: 17,7 Liter
  • Re: 5,42 Ohm
  • BL: 5,33 N/A
  • Qms: 1,871
  • Qes: 0,33
  • Qts: 0,28
  • Rms: 0,92 kg/s
  • Spl: 88,8 dB

 

Mit diesen TSP spielt das Chassis in einer BR Anwendung bis fast 50 Hz hinab.

LPG 5″ Tiefmitteltöner in BR Anwendung

 

Parallel war mein Entwickler-Kollege und Freund Gazza damit beschäftigt, für ein kleines Breitband-Chassis erfolgreiche Versuche mit einem DBR-Gehäuse zu unternehmen. Das inspirierte mich, dies für das vorliegende Chassis ebenfalls zu simulieren, mit erstaunlichem Ergebnis. Das DBR-Gehäuse muss zwar etwas größer ausfallen als die BR Variante. Dafür gibt es aber Tiefgang bis 45 Hz.

LPG 5″ Tiefmitteltöner in DBR-Anwendung

 

Bei dieser Betrachtung ist ebenfalls interessant, dass die beim BR Gehäuse durch Portmüll verursachte Störung im Amplitudenverlauf oberhalb von 800 Hz vollkommen ausbleibt.  Im Gegenzug erkauft man sich durch das DBR eine Störung im Oberbassbereich, welche aber durch geschickte Auslegung der beiden Volumina,  der Positionierung von Chassis und Ports und durch die Dimensionierung der beiden Ports  im vernachlässigbaren Bereich bleibt. Dieses Phänomen tritt bei einem DBR grundsätzlich auf.

Direktschall vs. Portanteil

 

An dieser Stelle erlaube ich mir, ein wenig abzuschweifen um einmal die Simulationsgenauigkeit der MJK Sheets aufzuzeigen. Dazu habe ich spaßeshalber den von dem Sheet vorausgesagten Verlauf der Impedanz im DBR eingetraced.

Simulierter Impedanzverlauf des unbeschalteten LPG 5 Zöllers im DBR

 

Natürlich kann man den simulierten Verlauf auch mit einer realen Messung verifizieren, aber darum soll es hier nicht gehen. Die getracte Impedanzkurve habe ich in Boxsim importiert und mit der Beschaltung versehen, die ich in Xover für das Chassis vorgesehen hatte. Da das MJK Sheet den Verlauf nur bis 1 kHz darstellt, habe ich meine Grafik entsprechend ausgeschnitten.

Impedanzverlauf beschaltet, oben aus realer Messung, unten mit getracter Kurve aus MJK

 

Die Übereinstimmung ist bemerkenswert und bestätigt somit die exzellente Simulationsgenauigkeit der MJK-Sheets. Auch der Vergleich des Portschalls aus der Simulation mit dem tatsächlich gemessenen Portanteil zeigt eine perfekte Übereinstimmung.

Portschall Simulation vs. Messung

 

Der ursprünglich vorgesehene kleine Audiopur MAG8M Magnetostat zeigte sich akustisch grundsätzlich von einer guten Seite, strahlte aber unter größeren Winkeln im Bereich der Trennfrequenz so extrem breit, dass sich sein Einsatz in dieser Kombination verbot. Zudem sind nur noch etwa 25 Paare verfügbar, was zu einem schnellen Ende der Impudence geführt hätte. Es galt nun, einen anderen Hochton Spielpartner für den kleinen Neu-Ulmer zu finden.  Fündig wurde ich erneut im Hifilager. Dort wird derzeit eine 25er Supronyl Kalotte von Magnat angeboten, die baugleich auch bei Heco Verwendung fand.

Magnat 1″ Supronylkalotte

 

Ein erster Versuch mit asymmetrisch auf der Schallwand montiertem Hochtöner führte zwar zu einem vertretbaren Rundstrahlverhalten, aber auch dies genügte nicht meinem Anspruch. Das musste besser gehen. Warum also nicht einen Versuch starten, der Kalotte eine kleine Unterstützung in Form eines Waveguides mit auf den Weg zu geben. Natürlich fiel bei einem Chassispreis von spärlichen 18,00 Euro pro Lautsprecherseite ein fertig gekaufter Wellenleiter aus. Es war Eigeninitiative gefragt. Nach kurzer Überlegung war die Vorgehensweise klar. Es wurde eine kleine Schallwand zugeschnitten, welche in der Breite dem originalen Gehäuse entsprach. Ebenso wurden identische Fasen an den Seiten angebracht.  In diese Schallwand habe ich mit einfachsten Mitteln einen kleinen Waveguide eingebracht. Seine Abmessungen folgen keinerlei Berechnung, sondern basieren auf den dem verwendeten Werkzeug eigenen Maßen.

Testschallwand mit DIY-Waveguide

 

Testschallwand Rückansicht

 

Es ist also ein rein nach „Popometer“ entstandenes Detail, von dem ich mir erhoffte, ein etwas besseres Rundstrahlverhalten unter größeren Winkeln zu erhalten. Dafür hätte ich auch einen insgesamt etwas welligeren Verlauf der Amplitude in Kauf genommen, als ihn die nackte Kalotte bietet. Das Ergebnis hat mich jedoch mehr als überrascht.

Magnat 1″ Supronyl Kalotte in DIY-Waveguide in Testschallwand

 

Das kann sich absolut sehen lassen. Mit einer entsprechend hohen Trennung lässt sich ein auch unter größeren Winkeln sauberes Abstrahlverhalten erzielen. Ziel erreicht, so passt das!

Die bereits bestehenden Gehäuse wurden entsprechend umgebaut und oberhalb des Tiefmitteltöners mit neuen Schallwandeinsätzen versehen, welche die Waveguides und die rückseitig montierten Kalotten enthielten. Die Chassis habe ich unter Verwendung von Holzschrauben montiert. Um die Kalotten ggfs. nach dem Gehäusefinish durch die Öffnung des TMT hindurch montieren zu können, bietet sich die Verwendung solcher Einschraubmuttern an, die  eine Montage der Kalotten mit metrischen Gewindeschrauben ermöglichen.

Nicht verschweigen möchte ich auch, dass die obigen, bereits in Xover eingefügten Messungen ohne den benachbarten TMT entstanden, welcher sich natürlich auf das endgültige Messergebnis auswirkt. Dennoch, die Abweichungen sind eher gering, und so führt die Mühe für die Anfertigung des Waveguides zu einem hervorragenden ersten Simulationsergebnis.

Simulation Impudence 0° – 60° (kostengünstige Weichenversion)

 

Simulation Impudence 0° mit Zweigen (kostengünstige Weichenversion)

 

Es wurden zwei unterschiedlich aufwendige Versionen der Beschaltung simuliert. Die obige Grafik zeigt die deutlich kostengünstigere Variante, welche dem Chassispreis von insgesamt 18,00 Euro eher angemessen scheint. Die minimale Phasenschweinerei im Bereich 7-8 kHz, die durch die Interaktion mit der Korrektur der abfallenden Tieftonflanke entsteht, nehme ich dafür gerne in Kauf.

Im Messraum wurde im nächsten Schritt die Weiche auf meinem bewährten Testbrett gesteckt. Schnell war alles verkabelt, und die Messerei konnte beginnen. Erwartungsgemäß stimmte das Resultat recht gut mit den Simulaitonen überein. Kleine Abweichungen waren zwar zu verzeichnen, was aber den schnell und in Zeitdruck getätigten Messungen  für die Simulation geschuldet ist.

Impudence Messung 0° – 90 °

 

Ja, da gibt es unter Winkeln bei etwa 4 kHz einen kleinen Dip, aber insgesamt sieht das hervorragend aus. Wir rufen uns kurz ins Gedächtnis, dass es sich hier um ein Projekt mit Chassis im Preisbereich eines „Jägerschnitzel mit Pommes und Salat inklusive eines Getränks“ handelt.

Impudence Impedanzverlauf

 

Der Impedanzverlauf der Impudence ist völlig unkritisch. Er erreicht sein Minimum von etwa 6,6 Ohm bei rund 6 kHz. Es handelt sich also um einen 8 Ohm Lautsprecher.

Impudence Klirr @ 85dB

 

Die Verzerrungswerte können sich ebenfalls sehen lassen. Nicht nur gemessen am Preis ist das mehr als ordentlich.

Impudence Weichenplan

 

Der Aufwand für die Frequenzweiche hält sich in erfreulich moderatem Rahmen. An Stelle eines Saugkreises mit großen und somit teuren Spulenwerten kommt zur Korrektur des TMT Zweiges ein kostengünstiger Sperrkreis mit sehr preiswerten Bauteilen zum Einsatz.

Die Herstellung des Waveguide ist zwar ein wenig mühselig, aber denkbar einfach. Am Beispiel meiner für den Umbau hergestellten Teilschallwände demonstriere ich nachfolgend die Vorgehensweise.  Zunächst wird mittels einer Lochsäge oder eines Forstnerbohrers ein kreisrundes Loch mit seinem Mittelpunkt 6 cm von der Oberkante der Schallwand in die Frontplatte eingebracht.

Bohrung 6 cm von Oberkante der Schallwand

 

In meinem Bestand finden sich Lochsägen mit 29 mm bzw. 32 mm Durchmesser. Die Bohrung habe ich mit der 29 mm durchmessenden Säge angefertigt, obwohl dieses Maß minimal zu klein ist. Darauf komme ich im weiteren Verlauf zurück.

Lochsäge 29 mm

 

Für den nächsten Schritt wird ein 45° Fasenfräser mit 45 mm Durchmesser und hinreichender Schnitttiefe undeinem unten liegenden Anlaufring benötigt. Ich benutze ein Werkzeug von CMT Orange Tools mit 18 mm Schnitttiefe und 60,2 mm Gesamtlänge.  Die Frästiefe wird nun schrittweise bis auf 13 mm eingestellt, so dass beim letzten Fräsgang 3 mm „Fleisch“ übrig bleiben. Da sich zwischen Anlaufring und Klinge eine Lücke befindet, ist es ratsam, die Schallwand für den Fräsvorgang auf der hinteren Seite mit einem Brettchen aufzudoppeln. Am besten erledigt man das bereits bevor die 29mm Bohrung angefertigt wird. So ist sichergestellt, dass die Bohrungen wirklich zentrisch übereinander liegen.

Einstellung Frästiefe

 

Ein mit Schleifpapier der Körnung 80 bewaffneter Schleifklotz bewerkstelligt im folgenden Arbeitsgang die händische Glättung der scharfen Fräskante, so dass diese zu einer sanft auslaufenden Verrundung wird. Um das etwas zu kleine Maß der ursprünlichen Bohrung zu erweitern, habe ich einen runden Holzstab mit einer Lage 80er Schleifpapier versehen und so lange vorsichtig geschliffen, bis der Ausschnitt exakt dem runden Ausschnitt der Frontplatte des Hochtöners entsprach.

Anpassung des Innendurchmessers mit Rundstab und Schleifpapier

 

Nun mussten nur noch Vertiefungen für die Schrauben und vie vorstehenden Anschlussfahnen auf der Frontplatte der Kalotte gebohrt werden. Dies habe ich mit einem 10 mm Bohrer erledigt. Ein Vorbohren der vier Befestigungslöcher bietet sich ebenfalls an.

Vertiefungen und Bohrungen für die Montage der Kalotte

 

Waveguide mit montierter Kalotte

 

„Impudence“ Bau- und Bedämpfungsplan (Vergrößern –> rechte Maustaste –> Grafik anzeigen)

 

Die Baupläne sind für private Nutzung freigegeben. Jegliche Form der gewerblichen Nutzung oder Verbreitung ohne vorherige Absprache ist untersagt und wird strafrechtlich verfolgt.

2 Kommentare

    • Helge on 9. Dezember 2018 at 20:54

    Hey, ich bin gespannt wie sie klingen werden…Die Crazy ist schon eine echt tolle Box

    Ist es möglich das Bassreflexrohr in 50mm oder 70mm auszuführen?

    Welche Länge müssten diese dann haben?

    • admin on 10. Dezember 2018 at 10:05
      Author

    Hallo Helge,

    in deinem Kommentar erwähnst du die Crazy. Ich gehe aber davon aus, dass sich die Frage nach den Portlängen bei geänderten Querschnitten auf die Impudence bezieht. Bei einem 5cm durchmessenden Port müsste dieser rund 8 cm lang sein. Ein 7 cm durchmessender Port ist bei dem kleinen Chassis schon sehr oversized. Rechnerisch wären etwa 19 cm Länge passend. Das würde ich aber in der Praxis nicht empfehlen. Es ist recht einfach, einen 6 cm Port zu bekommen. Ich würde einen solchen einsetzen.

    Gruß Alex

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