Technics EAS16PX50

Flachmembran-Koaxialchassis von TECHNICS

Wir sind ja bekennende Fans von Koaxiallautsprechern und haben schon einige Chassis getestet (s. Liste der getesteten Koaxialchassis). Bei Koaxialchassis kommt der Schall - ähnlich wie bei Breitbändern - scheinbar nur aus einer Quelle, horizontales und vertikales Rundstrahlverhalten sind identisch. Im Gegensatz zu einem Breitbänder können sich nun aber spezialisierte Chassis um ihren jeweiligen Frequenzbereich kümmern.

Als uns die TECHNICS EAS16PX50 von einem Abonnenten (diy_punkt) zum Messen angeboten wurden haben wir nicht lange gezögert - immerhin wird dieses Chassis in der TECHNICS SB-C700 eingesetzt, die in diversen Tests durchweg überzeugen konnte (z.B. (in alphabetischer Reihenfolge) connect, fairaudio, hifi-test, image-hifi oder Stereo, weitere Tests s. https://www.testberichte.de/p/technics-tests/sb-c700-testbericht.html.

Beim EAS16PX50 wird der Tieftonanteil durch eine Flachmembran abgestrahlt, die außen und innen in einer Gummisicke gelagert wird - das gab es zuletzt in den 80ern von TECHNICS (SB-RX30/SB-RX50/SB-RX70). Auch im aktuellen Referenzlautsprecher SB-R1 von TECHNICS sitzt ein ähnliches Chassis.

Unser ausführliches Datenblatt klärt, was der TECHNICS EAS16PX50 auf der Flachmembran hat . . .

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
Hersteller / Vertrieb: SICA	Typ: EAS16PX50, 4 / 4 Ohm	Datenblatt des Herstellers nicht verfügbar

Foto des Chassis

Der äußere Eindruck:

Der TECHNICS EAS16PX50 sieht von vorne auf den ersten Blick gar nicht wie ein Koaxiallautsprecher aus, sondern wie ein Hochtöner mit sehr großer Frontplatte: man rechnet einfach nicht damit, dass der Tieftöner eine flache Membran hat und sooo unscheinbar aussieht. Der eigentliche Hochtöner des TECHNICS sieht demgegenüber "ganz normal" aus.
Das Chassis hat einen Druckgusskorb, der von außen allerdings nicht zu sehen ist: entweder wird der Korb von hinten montiert (so würde man es im Selbstbau machen) oder es ist eine spezielle Blende erforderlich.
Der Korb wird mit 6 Schrauben befestigt, von diesen Anschraubpunkten führen 6 Streben zum Magneten. Die Streben sind abwechselnd unterschiedlich breit (3 schmalere, 3 breitere). Dadurch verteilen sich mögliche Resonanzfrequenzen der Streben auf 2 unterschiedliche Frequenzen. Um diese Resonanzen zusätzlich zu unterdrücken sind die Streben mit Gummi ummantelt -> da hat mal jemand lange nachgedacht . . .
Im Gegensatz zum Koaxialchassis von Teufel aus der Definition-Serie (bei der der Tieftöner immerhin optisch abgesetzt war) wird die Flachmembran aber nicht über eine sehr große Schwingspule angetrieben (linkes Bild), sondern die "normal große" Schwingspule treibt über einen Verbindungskonus die Flachmembrane an (rechtes Bild):

Quelle: TEUFEL (links), TECHNICS (rechts)

Der Verbindungskonus ist ca. 28 mm hoch und hat zur Membrane hin einen Durchmesser von ca. 10 cm (= mittlerer Durchmesser der Flachmembran); er weist 5 Entlüftungsbohrungen auf. Die Schwingspule des Tieftöners hat einen Durchmesser von 32 mm. Die Zuleitungsdrähte werden tangential an die Schwingspule herangeführt, so ergibt sich eine symmetrische Massebelastung. Die flache Zentrierspinne ist hinterlüftet.

Im direkten Vergleich mit einem der bekanntesten Koax-Chassis in der Szene, dem KEF SP1587, sieht man das TECHNICS komplett eigene Lösungen gesucht hat. Hier wurde nicht nur ein erfolgreiches Chassis kopiert.

Die TSP

Die TSP (Tieftöner):

Die Resonanzfrequenz ändert sich mit dem Anregungspegel von -18 dB auf +6 dB recht deutlich um -14.4%.

Die Streuung der TSPs ist sehr gering, ein erster Indikator für eine geringe Serienstreuung.

Bei 4.6 und 9.5 kHz ist im Impedanzverlauf eine kleine Störung erkennbar, von denen sich vor allem die untere (1. Membranresonanz) deutlich im Frequenzgang sowie im Zerfallspektrum zeigt.

Von den TSPs her ginge es in einem 4 Liter großen, geschlossenen Gehäuse bis 105 Hz runter- Spendiert man 4 Liter mehr geht es in einer auf 60 Hz abgestimmten Bassreflexbox bis 54 Hz runter. Verdoppelt man das Gehäusevolumen noch einmal kann man auf 45 Hz abstimmen und kommt bis 40 Hz runter. Alternativ geht auch ein 1.25 Liter kleines geschlossenes Gehäuse mit 820 uF Vorkondensator, dann geht es bis 100 Hz runter.

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Hinweis: eine Bassreflexabstimmung bei 60 Hz ist kritisch, da bei Anregung ab ca. 20% unterhalb der Abstimmfrequenz die Membranauslenkung stark zunimmt und so das Chassis schon bei mittleren Lautstärken in den nichtlinearen Bereich kommen kann. Hier hilft dann entweder ein aktives Hochpassfilter - oder eine tiefere Abstimmung im größeren Gehäuse.

Die TSP (Hochtöner):

Die Impedanz verläuft bei beiden Chassis sehr unterschiedlich. Bei Chassis 2 konnten keine TSPs ermittelt werden, mit seinen 2 "Höckern" sieht die Impedanz fast wie bei einer Bassreflexbox aus -> da ist irgendwo eine Undichtigkeit mit Strömungsverlusten.
Beim höchsten Anregungspegel (+6 dB) steigt die Impedanz deutlich an, obwohl die Messung nur ca. 1 Sekunde dauert -> die Schwingspule hat nur eine geringe Wärmekapazität.

Der Frequenzgang:

Der Frequenzgang des "Tieftöners" verläuft auf Achse zwischen 125 und 2000 Hz recht gleichmäßig, ab 800 Hz mit leicht fallender Tendenz. Darüber fällt der Frequenzgang bis 3 kHz zunächst um ca. 4 dB ab und bäumt sich dann bei der Resonanzfrequenz von 4.6 kHz um ca. 10 dB auf, bevor es dann rapide bergab geht.
Die Bündelung bleibt bis 1.25 kHz gering und nimmt bis 3 kHz weitgehend gleichmäßig zu. Im Bereich der Membranresonanz bäumt sich auch unter 45 und 60 Grad der Frequenzgang auf und sorgt so für eine Überhöhung des winkelgewichteten Schalldrucks um 4.6 kHz. Der beginnt schon ab 800 Hz zu sinken mit im Mittel 6 dB/Oktave - ideal wären 3 dB/Oktave.
Der Bündelungsgrad steigt bis 5.5 kHz deutlich ab - und bricht dann bis 10 kHz ein: hier verhält sich das Chassis nicht mehr als Kolbenstrahler sondern als DML (= Distributed Mode Loudspeaker)
Beide Tieftöner verhalten sich bis 2 kHz sehr ähnlich, aber dann gibt es 2 Meinungen über den richtigen Weg (wobei sich Chassis 1 eher so verhält wie man es erwarten würde). Dies gilt nicht nur für den Frequenzgang auf Achse (maximale Abweichung +2.9 dB bei 2.4 kHz) sondern vor allem für den winkelgewichteten Schalldruck (maximale Abweichung 6.1 dB bei 2.4 kHz).

Pseudorauschen > 200 Hz (0°, 15°, 30°, 45°, 60°; MP3 42 kB)

Der Frequenzgang des Hochtöners verläuft ab 3 kHz recht gleichmäßig, darunter fällt der Frequenzgang gleichmäßig langsam ab (-3 dB bei 2 kHz, -10 dB bei 1 kHz). Um 16 kHz gibt es eine kleine Störstelle, bis 20 kHz fällt der Frequenzgang zunächst um ca. 6 dB ab, bäumt sich aber um 28 kHz noch einmal auf (Membranresonanz)
Die Bündelung setzt ab 3 kHz langsam ein, mit zunehmendem Winkel fällt der Frequenzgang bis 12 kHz zunehmend ab. Bei 16 kHz ist wieder die o.g. Störstelle erkennbar. Der winkelgewichtete Schalldruck verläuft von 2.5 bis 5 kHz weitgehend flach und fällt dann mit ca. 4 dB/Oktave ab. Bei 16 kHz gibt es wieder eine Störstelle.
Der Bündelungsgrad steigt ab 3 kHz bis 16 kHz kontinuierlich an - und bricht bei 20 kHz deutlich ein: hier verhält sich auch der Hochtöner als DML.

Pseudorauschen > 1000 Hz (0°, 15°, 30°, 45°, 60°; MP3 42 kB)

Beide Hochtöner verhalten sich auf Achse grundlegend ähnlich, aber im Detail gibt es zahlreiche Unterschiede: bei 37 1/12 Oktavbändern beträgt die mittlere Abweichung zwischen 2 und 16 kHz 0.90 dB (Maximalwert 2.43 dB), während sich der Mittelwert nur um 0.25 dB ändert. Beim winkelgewichteten Schalldruck mittelt sich das aber tendenziell weg (mittlere Abweichung 0.7 dB, Abweichung des Mittelwertes 0.24 dB).

Vergleicht man den Bündelungsgrad so verhalten sich Tief- und Hochtöner bis ca. 1 kHz weitgehend gleich, darüber steigt die Bündelung des Tieftöners deutlich stärker an als die des Hochtöners -> im Sinne eines gleichmäßigen Bündelungsverhaltens sollte die Trennfrequenz daher nicht höher als 1 kHz sein:

Das gilt allerdings nur für den Einbau in eine unendliche Schallwand. Bei einem realen Gehäuse müssen auch die Beugungseffekte an der Schallwand berücksichtigt werden

Sprungantwort/Pegellinearität

Die Sprungantwort des Tieftöners zeigt das Verhalten eines Bandpasses (endlicher Anstieg durch begrenzte obere Eckfrequenz + Ausschwingen auf Grundresonanz) überlagert mit dem Ausschwingen der Membranresonanz bei 1/0.227 ms = ca. 4.6 kHz).
Das periodenskalierten Zerfallspektrum des Tieftöners zeigt im Bereich der Membranresonanzen ein stark verzögertes Ausschwingen:

Sprungantwort (Chassis 1 (TT), 20 cm, 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1 (TT), 20 cm, 0°)

Die Sprungantwort des Hochtöners zeigt das Verhalten eines Hochpasses (Ausschwingen auf Grundresonanz) überlagert mit dem Ausschwingen der Membranresonanz bei 1/0.034 ms = ca. 28 kHz).
Im periodenskalierten Zerfallspektrum des Hochtöners fällt ein leicht verzögertes Ausschwingen um 16 kHz ("Störstelle") und ein stark verzögertes Ausschwingen bei 28 kHz auf (Membranresonanz):

Sprungantwort (Chassis 1 (HT), 20 cm, 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1 (HT), 20 cm, 0°)

Für den Vergleich der Sprungantworten wurden die ersten 300 Abtastwerte der Sprungantwort gelöscht, da ARTA diese nur zur besseren Ablesbarkeit einführt. Durch die unterschiedliche Abtastrate (44100 Hz bei Tieftöner, 88200 Hz beim Hochtöner) und den "Vorspann" von 300 Abtastwerten kann man die Sprungantworten leider nicht direkt in ARTA vergleichen sondern muss den Umweg z.B. über EXCEL nehmen. Der Vergleich der Sprungantworten sieht dann so aus:

-> die Sprungantwort des Hochtöners beginnt ca. 0.068 ms (= 2.33 cm) früher
-> die Maxima der Sprungantworten liegen 0.136 ms (= 4.67 cm) auseinander

Die Membranen liegen beim TECHNICS EAP16PX zwar weitgehend in einer Ebene, aber die Schwingspulen nicht -> der Zeitunterschied bei der Sprungantwort ergibt sich durch die höhere Laufzeit des Körperschalls durch den Schwingspulenträger und den Verbindungskonus - und durch die etwas höhere Laufzeit des Luftschalls des Membran-"Außenrings" zum Hochtöner (bei einem mittleren Membranradius von 5 cm und 20 cm Abstand ist die Strecke zum Mikrofon für den Tieftöner ca. 0.62 cm länger).
Die größere Zeitdifferenz bei Betrachtung der Maxima der Sprungantworten ergibt sich aus der unterschiedlichen oberen Grenzfrequenz der Chassis - ein "schneller" Anstieg klappt nur, wenn die obere Grenzfrequenz möglichst hoch ist.

Die Pegellinearität:

Bei Anregung von 80 bis 100 dB schlägt sich der Tieftöner bis 2 kHz wacker: oberhalb von 100 Hz treten erst in der letzten Pegelstufe punktuell Kompressionseffekte < 0.5 dB auf, darunter bereits ab +17 dB. Zwischen 2 und 3 kHz komprimiert das Chassis schon 7 dB früher > 0.5 dB. Beides wird nur wenig besser, wenn man das Chassis von Frequenzen < 100 Hz entlastet (Butterworth-Hochpass 2. Ordnung): wegen der relativ hohen Resonanzfrequenz steigt die Auslenkung zu tiefen Frequenzen ohnehin nicht mehr an.

Mit einem Hochpassfilter von 12 dB/Oktave bei 2.0 kHz und einem Anregungspegel von 80 bis 100 dB bleiben erst < 2.5 kHz und ab +15 dB mehr als 0.5 Dynamik auf der Strecke. Das verbessert sich auch nicht wesentlich, wenn man erst bei 2. 5 kHz trennt -> hier ist wohl die Wärmekapazität der Schwingspule der limitierende Faktor (siehe auch pegelabhängiger Impedanzverlauf):

Der Klirrfaktor:

Der "harmonische" Klirrfaktor K2 verläuft im Einsatzbereich des Tieftöners weitgehend linear (mit zu hohen Frequenzen hin leicht abfallender Tendenz) und ist moderat vom Anregungspegel abhängig. Der "unharmonische" K3 zeigt oberhalb von ca. 150 Hz einen weitgehend linearen Verlauf - nur zwischen 1000 und 2500 Hz gibt es eine ausgeprägte Klirrspitze mit einem Maximum bei 1550 Hz (= 1/3 der Membranresonanz bei 4650 Hz). Die Abhängigkeit vom Anregungspegel ist gering, erst oberhalb von 95 dB mittlerem Schalldruckpegel steigt der Klirrfaktor stärker an.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 dB liegt K2 im Frequenzbereich von 80 bis 2000 Hz im Mittel bei leicht erhöhten 0.340 / 0.616 / 1.123 / 2.100 / 4.043%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von noch geringen 0.185 / 0.210 / 0.254 / 0.450 / 1.127%. Bei Erhöhung von 95 auf 100 dB mittlerem Schalldruckpegel beginnt das Chassis < 300 Hz zu kollabieren: alle Klirrfaktoren steigen < 300 Hz deutlich an.

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 bis 100 dB Anregungspegel oberhalb von 42 Hz unhörbar. Demgegenüber ist K3 bei 80/85/90/95/100 dB unterhalb von 34/38/42/50/67 Hz hörbar. Zwischen 600 und 2000 Hz wäre K3 in 17/17/16/11/9 von 22 1/12-Oktavbändern bei Sinusanregung hörbar. K4 glänzt weitestgehend durch Abwesenheit, aber K5 ist bei 80/85/90/95/100 dB unterhalb von 32/32/40/42/45 Hz hörbar. Außerdem liegt K5 von 708 bis 1334 Hz in 7/7/5/9/12 von 12 1/12-Oktavbändern oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle. Die höheren Klirrkomponenten sind nur < 53 Hz hörbar.

Klirrfaktor bei 80 bis 100dB/1m (Halbraum, 20cm, 0°)

Der "harmonische" Klirrfaktor K2 des Hochtöners zeigt > 2.5 kHz einen weitgehend konstanten Verlauf und ist moderat vom Anregungspegel abhängig. Die höheren Klirrkomponenten fallen oberhalb von 2 kHz kontinuierlich ab und sind nur gering vom Anregungspegel abhängig.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 dB liegt K2 im Frequenzbereich > 2000 Hz Mittel bei geringen 0.280 / 0.362 / 0.555 / 0.740 / 1.269%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von sehr geringen 0.046 / 0.063 / 0.127 / 0.141 / 0.212%. Diese Werte gelten aber nur für das Chassis 1, Chassis 2 verhält sich deutlich schlechter (dort war ja auch schon der Impedanzverlauf "komisch").

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 oberhalb 2113 Hz im gesamten untersuchten Pegelbereich komplett unhörbar (Chassis 2: > 2371 Hz). Für den "unharmonischen" K3 gilt dies auch > 2113 Hz (Chassis 2: > 2661 Hz), für die höheren Klirrkomponenten > 1679 Hz (Chassis 2: > 2239 Hz).

Klirrfaktor bei 80 bis 100dB/1m (Halbraum, 20cm, 0°)

HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der TECHNICS EAS16PX50 ist ein High-Tech-Koaxialchassis mit Flachmembran im Tieftonbereich. Dadurch "entfällt" die zum Teil problematische Schallführung des Tiefton-Schalltrichters und der Hochtöner kann sehr breit abstrahlen. Andererseits erhält man dadurch keine Angleichung der Abstrahlkeulen, wenn beide Chassis denselben Schalltrichter "sehen".

Die Messergebnisse von Chassis 1 sind durch die Bank tadellos, Chassis 2 weicht leider z.T. deutlich davon ab und zeigt durch die Bank andere und etwas schlechtere Messwerte. Wie konnte das passieren? Unser Abonnent hat eines der beiden Chassis als Ersatzteil nachgekauft, das erkennt man auch daran, dass beide Chassis deutlich unterschiedliche Seriennummern haben (Chassis 1 = G851CF -> neuer, Chassis 2 = G445CF -> älter). Entweder hat das ältere Chassis 2 bei der Belastung, bei der der "Vorgänger" von Chassis 1 "gestorben" ist auch etwas zu viel abbekommen oder TECHNICS hat das Chassis zwischendurch noch einmal überarbeitet/verbessert).

Bei der Kombination der beiden Chassis bleibt nicht viel Spielraum: der Tieftöner möchte ab spätestens 2 kHz den Staffelstab an den Hochtöner abgeben - der würde ihn aber gern erst ab 2.5 kHz übernehmen. Hier muss man darauf achten, dass sich die Schallanteile von Tief- und Hochtöner möglichst konstruktiv addieren, damit es kein Loch im Übernahmebereich gibt.

Zum Preis der Chassis können wir nichts sagen, da muss uns unser Abonnent in den Kommentaren aushelfen. Das Chassis ist aber wohl nur als Ersatzteil für die TECHNICS SB-C700 verfügbar - und die kostet 1300 €/Paar.

Hier noch die Datensätze zum Dowanload für unsere Abommemten

Kompletter Datensatz von 2 Chassis (TT+HT, Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 163 kB)