Horn-Hochtöner für große 2-Wege-Kombi

Ein Hornhochtöner mit einem Auslassdurchmesser von 1" ist quasi der "Normalfall" im HiFi-Bereich. Im PA-Bereich werden solche "Winzlinge" höchstens ab 4 kHz ernsthaft eingesetzt. Wer lauter und/oder tiefer will muss den nächstgrößeren Auslassdurchmesser nehmen. Ein solcher Treiber mit 1.4" Auslass war in unserem Dynamik-Projekt HighLive in Kombination mit einem 15" Tieftöner verbaut.

Aber es geht noch größer! Unser Abonnent nic-enaik hat uns einen Treiber mit 2" Auslass samt Horn geliehen, um der Kombination mal auf die Schwingspule zu fühlen. Die Titankalotte misst stattliche 100 mm Durchmesser! Das Horn hat einen Durchmesser von 53 cm und soll den Treiber bis 350 Hz laden.

Die offenen Fragen waren: - ab wann kann man so ein Monstrum einsetzen (Frequenzgang, Klirrfaktor)? - kann so eine Kombi wirklich Hochton?

Dieses und einiges mehr verrät unser ausführlicher Test dieser Extrem-Kombination . . .

 

 

 

 

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
Hersteller: D.A.S. Typ: D.A.S. ND-8, 8 Ohm Datenblatt des Herstellers

Foto des Chassis
 


Horn: JABO KH-53 530 mm Durchmesser, 320 mm tief, ab 350 Hz, 209.50 €
Kugelwellenhorn (keine Angaben zum Abstrahlwinkel)
TSP: DC-Widerstand Rdc
Wirkungsgrad Eta (1m, 2.83V, Halbraum) mit JABO KH-53
7.81 Ohm (+/-0.4%)
106.72 (+/- 0.48) dB

Pseudorauschen - 5 dB > 1000 Hz (0°, 15°, 30°, 45°, 60°; MP3 42 kB)

{audio}/images/stories/chassis/DAS_ND8/ND8+KH53_1_SPLdeg-5dB.mp3{/audio}


Sprungantwort (Chassis 1 + KH-53, 50 cm, 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1 + KH-53, 50 cm, 0°)


Klirrfaktor bei 95 bis 110dB/1m (Halbraum, Jabo KH-53, 50 cm)

Kompletter Datensatz beider Chassis mit JABO KH-53 (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 65 kB)
Hinweis: Das Chassis war gebraucht und wurde nicht weiter eingerauscht!


Unsere Meinung:
  • Der äußere Eindruck:

    Der D.A.S. ND-8 ist ein ganz schöner Brocken - für einen Hochtöner: trotz Neodym-Magnet bringt er stolze 4.8 kg auf die Waage! Alles an ihm ist groß und aufwändig:

    • der 2" (50 mm) durchmessende Auslass
    • die 4" (100 mm) durchmessende Schwingspule aus kupfer-beschichtetem Aluminium-Flachdraht
    • die Membran aus reinem Titan
    • der Schwingspulenträger aus Kapton
    • u.s.w. etc.

    Aber der eigentliche Hingucker ist das JABO-Horn mit seinem Außendurchmesser von 53 cm. Der Anschlußflansch ist ein Alu-Drehteil und hat 4 Befestigungslöcher. Von innen und am Rand sieht es sehr schön glatt aus, von außen sieht man, dass es aus GFK laminiert ist.
    Die Jabo-Hörner sind sog. Kugelwellenhörner oder auch Traktrix-Hörner. D.h. die Hornkontur öffnet sich exponentiell, geht aber davon aus, dass die Wellenfront gekrümmt ist (bei konventionellen Exponentialhörnern geht man davon aus, dass die Wellenfront eben ist). Bei einem Außendurchmesser von 53 cm ist das Jabo KH-53 32 cm tief und soll eine untere Grenzfrequenz von 350 Hz haben.
    Das Jabo-Horn bietet von Haus aus keinerlei Möglichkeit im Gehäuse verschraubt zu werden. Bei vielen Konstruktionen ist das Horn außerhalb des eigentlichen Bassgehäuses angebracht: der schwere Treiber wird gelagert, das (leichtere) Horn steht frei. Ob die Löcher fehlen weil das Horn üblicherweise so angebracht wird oder ob das Horn üblicherweise so angebracht wird weil die Befestigungslöcher fehlen ist eine interessante philosophische Frage . . . . Das "auf-die-Box-stellen" ergibt zumindest optisch die größere Box, bei vorgegebenem Gesamt-Bauraum müsste dann das Bassabteil aber kleiner ausfallen.

  • Die TSP:
    Im Gegensatz zu einem Kalottenhochtöner mit einem schönen Impedanzmaximum finden sich bei Hornhochtönern gerne mehrere Resonanzen, da die Membran ja nicht direkt ins Freie sondern in diverse Hohlräume und/oder gegen Diffusoren strahlt. Oftmals reagiert der Treiber auch recht stark darauf, ob er ohne oder mit Horn betrieben wird. Wir haben sogar festgestellt, dass die Impedanz unterschiedlich ist wenn die Kombination Treiber/Horn aufrecht steht (das Horn strahlt ins Freie) oder auf dem Boden liegt (der Hornverlauf wird durch den Boden erweitert).
    Zeigt der D.A.S. ND-8 solo noch zwei ausgeprägte Impedanzspitzen bei knapp 500 und 1250 Hz (Maximum > 30 Ohm) weist der Impedanzverlauf mit Jabo KH-53 keine ausgeprägte Impedanzspitzen mehr auf und bewegt sich fast ständig < 16 Ohm. Bei etwa 12.5 kHz zeigt sich eine kleine Zacke im Impedanzverlauf - da dürfte die Resonanz der riesigen Titankalotte liegen.
    Beide Chassis verhalten sich < 500 Hz deutlich unterschiedlich.

  • Der Frequenzgang:
    Auch der Frequenzgang wird stark vom verwendeten Horn beeinflusst. Wir haben nur die Kombination mit dem Jabo KH-53 getestet. Da das Horn samt Treiber für unser Podest zu tief war haben wir kurzerhand die DreiZwo als Ständer missbraucht:

    Neben dem Frequenzgang auf Achse gilt das besondere Augenmerk bei einem Horn der möglichst gleichmäßig abfallenden Abstrahlung zu den Seiten. Der winkelgewichtete Schallruck und dessen Unterschied zur 0°-Messung (= Bündelungsgrad) fassen diese Eigenschaften gut zusammen. Dabei gibt es unterschiedliche "Philosophien" (s. "Horn loudspeakers" in Wikipedia). Heutige Hörner folgen meist dem Constant Directivity-Ansatz (kurz "CD" - konstante Richtwirkung). Dazu müsste der Frequenzgang bei höheren Winkeln gleichmäßig abfallen, also parallel zur 0°-Kurve verlaufen, es ergäbe sich also ein konstanter Bündelungsgrad. Das funktioniert allerdings nur über einen begrenzten Frequenzbereich:

    • sobald die Wellenlänge zu groß gegenüber den Abmessungen der Schallführung (Länge, Mundumfang) wird erfolgt die Schallabstrahlung zunehmend ungerichtet
    • sobald die Wellenlänge zu klein gegenüber den Abmessungen der Schallführung am Hornhals wird erfolgt die Schallabstrahlung zunehmen gerichtet
    Im Jabo-Horn verläuft der Frequenzgang sehr gleichmäßig:
    • oberhalb von 1 kHz fällt der Frequenzgang auf Achse gleichmäßig ab, nur bei 2 kHz gibt es eine 3 dB tiefe "Delle"
    • unterhalb von 1 kHz fällt der Frequenzgang auf Achse zunächst langsam ab, unterhalb von 320 Hz ist dann Schluss mit lustig - immerhin!
    Bereits ab 320 Hz bündelt das Horn. Der Bündelungsgrad steigt bis 1000 Hz zunächst an, bleibt dann bis 3 kHz weitgehend konstant um dann erneut anzusteigen. Damit kann man nicht wirklich von einem CD-Horn sprechen.
    Beide Chassis verhalten sich > 5.5 kHz recht unterschiedlich, sowohl auf Achse als auch beim winkelgewichteten Schalldruck. Dies sollte nach Möglichkeit individuell entzerrt werden. Die Kombis wurden bei ebay geschossen - da muss man schon mal mit so etwas rechnen . . .
    Die Sprungantwort schwingt recht lange nach (1 Periode = 3.125 ms -> 320 Hz), das ist auch schon im Zerfallspektrum zu erkennen. Dort fällt auch ein leicht verzögertes Ausschwingen bei 2600 Hz und vor allem bei 15 kHz auf - kein Wunder wenn man sich vorstellt, dass da eine 100 mm durchmessende Kalotte aus Titan 15000x pro Sekunde hin- und herschwingen soll . . .
    Bei "normgerechtem" Anschluss (+ an rot, - an schwarz) war die Sprungantwort negativ - darauf ist bei der Kombination mit anderen Chassis zu achten.

  • Der Klirrfaktor:
    Der "harmonische" Klirrfaktor K2 verläuft oberhalb von 350 Hz weitgehend linear. Dies gilt auch für den "unharmonischen" K3.
    Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 95 / 100 / 105 / 110 dB liegt K2 im Frequenzbereich ab 350 Hz mit dem Jabo KH-53 im Mittel bei 0.52 / 0.94 / 1.75 / 3.68%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von 0.03 / 0.08 / 0.22 / 0.83%.
    Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 zwischen 95 und 110 dB im untersuchten Frequenzbereich komplett unhörbar. K3 wäre ab 110 dB um 1.1 kHz gerade hörbar. K4 und K5 wären wieder bis 110 dB unhörbar. Von daher steht einem Einsatz der Kombi bis an die untere Frequenzgrenze nichts im Wege.

  • Die Pegellinearität:
    Bei Trennung bei 500 Hz mit 12 dB/Oktave bleiben nur ganz sporadisch mehr als 0.5 dB auf der Strecke. Das erste halbe dB wird in der Regel ab +17 dB re 1 Volt eingebüsst, bei einem mittleren Wirkungsgrad von 106.7 dB wären das 123.7 dB - die Kombi ist also kein Kind von Traurigkeit . . . Wenn tiefer getrennt werden soll muss dies entsprechend mit einer höheren Steilheit als 12 dB/Oktave erfolgen.


HiFi-Selbstbau-Fazit:


Die Kombination aus 2"-Treiber D.A.S. ND-8 mit dem Jabo-Kugelwellenhorn KH-53 hat sich in unserer Folterkammer wacker geschlagen. Bis auf eine 3 dB tiefe "Delle" bei 2 kHz verläuft der Frequenzgang "ideal horntypisch". Das Horn lädt den Treiber wie angegeben bis hinunter zu 350 Hz. Der Klirrfaktor steigt erst unterhalb von 350 Hz deutlich an - aber auch nur, weil die Grundwelle dort "schlapp macht". Beim Dynamiktest bleibt das erste halbe dBchen erst bei 123 dB auf der Stecke.

Das Jabo Kugelwellenhorn bündelt recht gleichmäßig, eine reinrassige Constant-Directivity-Richtcharakteristik ist aber nicht zu erkennen.

Aufgrund des Pegelabfalls zu tiefen Frequenzen ist die Auslegung einer passiven Weiche nicht ganz einfach: mit 3 Bauteilen kommt man nicht sinnvoll tiefer als 1000 Hz, für eine untere Grenzfrequenz von 500 Hz und 18 dB Steilheit müssen es schon 9 Bauteile sein:


Unsere Abonnenten können das Boxsim-Projekt hier herunterladen.

Mit Blick auf den Außendurchmesser des Jabo-Horn (53 cm = 21") liegt die Kombination mit einem 18" oder 21" Tieftöner auf der Hand, der dann "nur" den Frequenzbereich bis 500 Hz übernehmen müsste. Das wäre dann eine passive Mega-HighLive - der "Spender" der Kombination ist schon ganz kribbelig auf so ein Projekt . . .