NFM Prototyp

Near Field Monitor – Teil 2

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Inzwischen wurden die Testgehäuse gebaut, verschiedenes Dämm- und Bedämpfungsmaterial nach Mass geschnitten und in den Gehäusen individuell für Bass und Mittelton installiert. Nachdem die Chassis installiert waren, wurden initiale Messungen von jedem Chassis durchgeführt.

Es wurden Nahfeldmessungen durchgeführt sowie aus einem Meter Distanz in unterschiedlichen Winkeln von 0 bis 30 Grad. Dadurch kann man das Verhalten der Chassis kennen lernen und die Reflektionen durch das Gehäuse, welche Erhöhung und Auslöschung von Frequenzanteilen hervorbringen. Das Wasserfallspektrum zeigt für alle Chassis ein äusserst schnelles, gleichmässiges Ausschwingen der Chassis, welche ohne Resonanzen ist.

Mit diesen Erkenntnissen wurden nun die Frequenzweichen entwickelt. Es wurde sehr viel Aufwand in die Entwicklung investiert. Mehrere Filtertopologien wurden ausprobiert. Das Resultat ist, dass zwischen Bass und Mittelton 12 dB Filter zum Einsatz kommen und zwischen Mittel- und Hochton 18 dB das gewünschte Ergebnis abliefern. Nicht nur im Frequenzgang unter unterschiedlichen Winkeln ist das Ergebnis sehenswert, sondern auch klanglich. 31 Hz (-6 dB) werden im Bass geschlossen erreicht und der sehr ebene Frequenzgang geht locker über 30 kHz.

Und wie klingt es? Man probiert verschiedenste Musik aus wie Klassik, Pop, House, Blues, Jazz usw. und hört nicht auf zu hören, weil man die Musik neu entdeckt. Stimmen bzw. die Personen stehen vor einem als seien sie real. Der Raum öffnet sich von den Boxen nach hinten. Tiefe Bässe erhalten eine feine Struktur und schweben im Raum. Man erkennt wie die Musik abgemischt wurde.

Die Prototypen wurden durch den zukünftigen Besitzer in mehreren Hör-Sessions mit seinen hervorragenden Röhrenendstufen von Vacuum State und eigenen Aufnahmen aus dem Tonstudio getestet. „Es hört sich wie ein PA an aber ich höre keine Verfärbung … es klingt so schön und natürlich“ waren Kommentare, welche das Go geben, um die finalen Boxen zu bauen. Dazu gehören auch auf Mass gefertigte Boxenständer.

NFM Prototyp

Near Field Monitor

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Bei der Entwicklung eines Lautsprechers geht man immer Kompromisse ein. Nahfeld Monitoren sind bekannt, dass sie im Klang ehrlich sein sollen, nichts verschönern, beziehungsweise das Haar in der Suppe aufzeigen. Das hört sich nach kompromisslos an. Ist das überhaupt möglich?

Bei einem Nahfeld Monitor hört man aus geringer Entfernung, um Raumreflexionen möglichst zu vermeiden. Der Höreindruck wird dadurch weniger beeinflusst und ist direkt. Bei einem Abstand von ca. einem Meter oder kürzer ist natürlich ein Breitbänder ausgezeichnet. Aber dieser schafft es weder nach ganz unten, in die tiefen Frequenzen und oft auch nicht bis in die allerhöchsten Höhen mit exzellenter Linearität. Das ist der Anspruch, den man bei Nahfeld Monitoren hat. Ein Zweiweglautsprecher ist da schon viel besser. Die Höhen schafft er locker und linear. Inzwischen gibt es auch Chassis, welche sich niedrig ankoppeln lassen und dadurch ein harmonisches Tonbild aus kurzer Distanz abgeben können. Aber für standesgemässe Dynamik im Tiefbass fehlt es dann meistens doch.

Bei einem klassischen Dreiweglautsprecher, wo die Chassis vertikal ausgerichtet sind, ist die Schwierigkeit, dass die Entfernung der Chassis zueinander zu gross ist, um bereits aus kurzer Distanz ein harmonisches Klangbild zu produzieren. Wenn man aber die Anordnung ändert, zum Beispiel den Bass auf der Seite und nebenan den Mittel- und Hochton vertikal platziert, dann sind alle Chassis möglichst nah beieinander. Das sieht vielleicht ein bisschen Retro im Regalboxenformat aus, hat aber unbestreitbare Vorteile, dass man ein harmonisches Klangbild bereits aus kurzer Entfernung bilden kann. Und wenn dann der Bass nicht in Bodennähe ist, sondern erhöht, dann profitiert man von weniger unmittelbaren Reflexionen. Man profitiert von einem direkten Klang, welcher so wenig wie möglich von Raumreflexionen beeinflusst ist. Die standesgemässe Dynamik und ein linearer Frequenzgang von 30 Hz bis 30 kHz sollte jetzt möglich sein, da jedes Chassis seine Stärken ausspielen kann. Damit wären wir beim kompromisslosen Lautsprecher. Ausser, dass solche Lautsprecher sehr viel aufwändiger sind zu konstruieren und mehr kosten.

Das macht den Reiz aus: im Klang einen kompromisslosen Near Field Monitor für ein Tonstudio zu bauen. Ein erster Prototyp ist im Bau.

Transmission Line – Projekt – Kammfilter

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Mittlerweile sind die Messungen mit dem ersten Probegehäuse durchgeführt worden. Die grundsätzliche Konstruktion und die gezielte Bedämpfung zeigen ihre Wirkung wie sie in der Simulation berechnet wurden.

Eines der primären Ziele bei einer Transmission Line ist es, dass die klang-schädlichen Auslöschungen und Spitzen im Frequenzgang, auch als kammfilterartiges Verhalten beschrieben, reduziert werden. Dieses Verhalten ist besonders im Bass omnipräsent. Auf den Bildern erkennt man von links nach rechts drei Simulationen und zwei Messungen: Bild 1 zeigt eine Transmissionline, wo der Treiber am Anfang der Line steht und die ganze Länge bis zur Mündung genutzt wird. Der Einbruch des Kamms ist bei 200 Hz, breitbandig und hat eine Wirkung von fast 20 dB.

TL Projekt erste Simulationen und Messungen
TL Projekt erste Simulationen und Messungen

Bild 2 zeigt eine neue Simulation, wo der Bass Treiber nach dem ersten Drittel der Line positioniert wird. Gegenüber vorher erkennt man, dass der Kamm sich in höhere Frequenzen verschoben hat und schmalbandiger wurde. Die nächsten beiden Kämme sind ebenfalls reduziert worden.

Bei Bild 3 wird die selbe Position des Treibers wie vorher beibehalten und an einer berechneten Stelle ein interner Helmholtz-Absorber für den tiefsten Kamm hinzugefügt und mit der Dämpfung gespielt. Man erkennt, dass die Ausprägung des Kamms im Bass- und Grundton wesentlich reduziert werden konnte.

Die Bilder 4 und 5 zeigen die gemessenen Resultate mit dem Probegehäuse ab 100 Hz. Einmal ohne sowie mit einem ersten Entwurf einer Frequenzweiche. Bedingt durch die Aussenmasse des Gehäuses kann man in Bild 4 sehr gut die leichte Erhöhung zu den höheren Frequenzen (Baffle Step) erkennen. Man sieht aber auch, dass der interne Helmholtz-Absorber im Bass seine Wirkung nicht verfehlt hat und die gezielte Dämpfung der kammfilterartigen Übertragung auf ein Minimum reduziert werden konnte. Die aufwändigen Tests sind erfolgreich abgeschlossen worden und verbesserte Gehäuse werden gebaut.

PM - Philips Monitor

Projekt PM – Teil 2

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Wie man am Foto erkennen kann, wurde der Bausatz fertig entwickelt und alle notwendigen Teile gesägt, gefräst und geschliffen.

Die Frequenzweiche wurde mit den Probelautsprechern entwickelt und fertig aufgebaut. Die beiden Chassis von Wavecor und ScanSpeak sind schlichtweg hervorragend, auch wenn man meint, dass die doch etwas aufwändige Frequenzweiche mit zwei Saugkreisen einiges wieder zurechtbiegen muss. Aber es geht hier schlichtweg um Physik und da möchte man durch das schmale Gehäuse den Baffle Step nach 1 kHz nicht haben und im unteren Grundtonbereich die leichte Erhöhung durch die Impedanz ebenfalls.

Das Ergebnis zeigt nicht nur einen sehr linearen Frequenzgang unter einem Winkel von 0 und 30 Grad, sondern lässt den Fuss im Takt wippen. Die PMs stecken voller Energie und einen so klaren und tiefen Bass erwartet man von einer solch kleinen Box einfach nicht. Feinzeichnend räumlich und ein lebendiger Klang. Ich freue mich schon sehr mit Philip die finalen Boxen zu bauen.