Advent, Advent.....der Baum der brennt........
.......aber vorher holt ihr noch euren DAYTON RSS315HO-44, das Subwoofer-Dickschiff aus der Reference-Serie, darunter hervor.
Subwoofer müssen ordentlich Luft verschieben - das geht am besten mit ordentlich Membranfläche gepaart mit ordentlichem (linearen) Hub. Der RSS315HO-44 ist ein 30er Subwoofer mit besonders großem linearen Hub von 14 mm - das ist etwa doppelt so viel wie "üblich". Damit kann er so viel Luft verschieben wie 2 "normale" 30er, mehr als ein "normaler" 38er und fast so viel wie ein 18-Zöller - nicht schlecht!
Dank der moderaten Größe (30er) und schwerer Membran kann man tiefen Bass aus kleinem Gehäuse erzeugen - allerdings auf Kosten des Wirkungsgrades. Und einen passenden Passivstrahler braucht man auch (z.B. DAYTON RSS315-PR oder CSS APR-12) . . .
Unser detailliertes Datenblatt klärt, wie groß das Gehäuse sein muss, wie tief es dann runter geht, wie viel Schalldruck erzeugt werden kann und wie viel Leistung dafür benötigt wird . . .
| Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen |
 |
|
| Hersteller / Vertrieb: DAYTON | Typ: RSS315HO-44, 4+4 Ohm | Datenblatt des Herstellers |
Foto des Chassis
 |
 |
Der äußere Eindruck:
Von vorne sieht der DAYTON RSS315HO-44 für einen Subwoofer fast schon elegant aus: die 130 mm durchmessende Staubschutzkalotte vermittelt den Eindruck, das 314 mm durchmessende Chassis sei "normal" proportioniert - so erscheint die 26 mm breite Gummisicke auch nicht zu breit.
Von hinten sieht der RSS315HO-44 mit seinem 190 mm durchmessenden und 38 mm hohen Magnetsystem wuchtig aus. Für eine 65.5 mm durchmessende Schwingspule ist der Antrieb kräftig dimensioniert. Die elektrische Belastbarkeit wird mit 700 Watt angegeben - das ist recht viel für eine 65.5 mm durchmessende Schwingspule. Aber es gibt ja 2 Schwingspulen, die wegen des linearen Hubs von +/- 14 mm auch recht breit gewickelt sind und so viel Wärme abtransportieren können. Dabei helfen auch eine 30 mm durchmessende Polkernbohrung und 6 Bohrungen auf der hinteren Polplatte mit je 6 mm Durchmesser auf einem Kreis von 73 mm Durchmesser.
Auch die Zentrierspinne ist reichlich hinterlüftet (28 Löcher à 4 mm Durchmesser).
Der Korb bietet mit 8 Löchern reichlich Befestigungsmöglichkeiten. Das Magnetsystem wird aber nur über 4 breite Streben mit dem Korb verbunden.
Die eigentliche Membran ist eine dicke Metallschale, die über einen stabilen Metallkonus mit dem Schwingspulenträger verbunden ist - das sieht alles sehr massiv (und schwer) aus.
Der Zusatz -44 deutet an, dass es zwei Schwingspulen mit je 4 Ohm Nennimpedanz gibt. Durch Reihen- oder Parallelschaltung kann man dann von 2 Ohm (Car-HiFi) bis 8 Ohm (Home-HiFi) alles abdecken. Die beiden Anschlüsse befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten, die Litzen der Zuleitungen sind großflächig mit der Zentrierspinne verwoben. Dadurch bleibt die Belastung bei großen Auslenkungen symmetrisch und die Zuleitungen "klappern" nicht.
| Membranfläche: | Außendurchmesser: Innendurchmesser: Plugdurchmesser: -> Membranfläche Sd: |
278 mm 226 mm 0 mm 498.8 cm² |
Die TSP:
| TSP aus Messung mit Zusatzmasse (Mittelwert und Streuung von beiden Spulen in Reihe, Anregung -6 dB): |
Resonanzfrequenz Fs DC-Widerstand Rdc Mechanische Güte Qms Elektrische Güte Qes Gesamtgüte Qts Effektive bewegte Masse Mms Äquivalentes Luftvolumen Vas Kraftfaktor BL Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum) |
22.46 Hz (+/-1.6%) 7.29 Ohm (+/-2.5%) 5.450 (+/-0.3%) 0.468 (+/-1.7%) 0.431 (+/-1.5%) 317.63 gr (+/-1.7%) 55.80 dm³ (+/-4.9%) 26.43 N/A (+/-2.1%) 83.62 dB (+/-0.18) |
| TSP aus Messung in Freiluft (Chassis 1, beide Spulen parallel, Anregung -6 dB): |
Resonanzfrequenz Fs DC-Widerstand Rdc Mechanische Güte Qms Elektrische Güte Qes Gesamtgüte Qts Effektive bewegte Masse Mms (aus Reihenmessung) Äquivalentes Luftvolumen Vas Kraftfaktor BL Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum) |
21.93 Hz 1.90 Ohm 5.025 0.484 0.441 313.86 gr 59.14 dm³ 13.03 N/A 89.25 dB |
| TSP aus Messung in Freiluft (Chassis 1, nur 1 Spule, Anregung -6 dB): |
Resonanzfrequenz Fs DC-Widerstand Rdc Mechanische Güte Qms Elektrische Güte Qes Gesamtgüte Qts Effektive bewegte Masse Mms Äquivalentes Luftvolumen Vas Kraftfaktor BL Wirkungsgrad Eta (1m/2.83V/Halbraum) |
22.00 Hz 3.54 Ohm 5.014 0.890 0.756 313.86 gr 58.76 dm³ 13.14 N/A 83.92 dB |
Im Impedanzverlauf deutet sich eine Störstelle bei 2150 Hz an, die sich entsprechend als Störung im Frequenzgang wiederfindet.
Die Resonanzfrequenz ist nur gering vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB nur um -3.4% (Reihenschaltung).
Bei den TSPs fällt vor allem die extrem hohe bewegte Masse von 317.6 gr auf, das ist noch mehr als beim CSS SDX12. Der Wirkungsgrad liegt bei Reihenschaltung mit knapp 84 dB/2.83V/m etwa 1 dB unter dem CSS SDX12.
Die ermittelten TSPs weichen nur gering von den Herstellerangaben ab. Die Abweichungen können durch Annahme einer 10% weicheren Aufhängung noch reduziert werden:
| TS-Parameter | Einheit | HiFi-Selbstbau | DAYTON | Abweichung (original) |
HiFi-Selbstbau (10% weicher) |
Abweichung (10% weicher) |
| Resonanzfrequenz Fs Gesamtgüte Qts Äquiv. Luftvolumen Vas Wirkungsgrad Eta (1m, Halbraum) Gleichstromwiderstand Rdc Effektive bewegte Masse Mms Kraftfaktor BL |
[Hz] [-] [dm³] [dB/2.83V/m] [Ohm] [gr] [N/A] |
22.46 0.431 55.8 83.63 7.29 317.6 26.43 |
21.5 0.37 61.3 84.6 6.5 327.7 26.5 |
4.5% 16.5% -9% -0.97 12.2% -3.1% -0.3% |
21.31 0.409 62 |
-0.9% 10.5% 1.1% |
Neben der 10% geringeren Nachgiebigkeit waren wir uns auch bei der Membranfläche uneinig (DAYTON gibt 507.1 cm² an (+ 1.7%)). Außerdem ergab sich mit Rdc = 7.29 Ohm eine geringere Abweichung des Impedanzmodels (DAYTON gibt dort den gemessenen Rdc-Wert an), das resultiert in einem 0.5 dB höheren Spannungswirkungsgrad - dann lägen die TSPs noch besser beieinander . . .
Und was sagt LASIP zu den TSPs?
In einem geschlossenen Gehäuse von 30 Litern geht es bereits bis ca. 37 Hz Hz runter (Qtc = 0.73, rote Kurve) - es reichen aber auch 20 Liter (Qtc = 0.84, F3 = 38 Hz). Mit Vorkondensator sind sogar nur 12.5 Liter nötig - und ein 1000 uF Kondensator (Qtc = 1.0, F3 = 35.5 Hz).
In einer 68 Liter großen Bassreflexbox könnte man bis ca. 20 Hz runter kommen (blaue Kurve) - das klingt vielversprechend. Wenn man das Volumen auf 42 Liter reduziert und auf 23 Hz abstimmt ergibt sich zwischen 35 und 70 Hz eine Überhöhung um bis zu 1 dB, dafür geht es dann aber auch "nur" bis 25 Hz runter (grüne Kurve). Ein sehr ähnliches Verhalten wird in diesem Gehäuse mit den DAYTON-TSPs erreicht (gelbe Kurve).
Bei kompakten Bassreflexboxen mit tiefer Abstimmfrequenz sind Passivstrahler nötig um Strömungsgeräusche bei hohen Pegeln zu reduzieren. Diese können mit LASIP nicht simuliert werden, daher wurden weitergehende Simulation mit WinISD V0.70 gemacht. Normalerweise optimiert man ja das Gehäuse auf linearen Frequenzgang. WinISD V0.70 berechnet die 3 mit LASIP simulierten Gehäuse ähnlich, wobei bei WinISD:
- die Schwingspuleninduktivität berücksichtig (daher fällt der Frequenzgang > 200 Hz ab)
- statt eines Bassreflexrohres ein Passivstrahler (DAYTON RSS315-PR) simuliert wird (daher gibt es eine "Nullstelle" bei der Eigenresonanz des Passivstrahlers)
- der Frequenzgang (und einige andere Größen) bei 200 Watt simuliert wird (daher sind die Kurven 23 dB höher)
- die Ergebnisse von 10 bis 500 Hz angezeigt werden
-> die Kurven sind recht ähnlich wie die LASIP-Ergebnisse, aber die blaue Kurve fällt wegen der Nullstelle des Passivstrahlers bei 16 Hz steiler ab
Betrachtet man aber den maximal erzielbaren Schalldruck (links) und die dafür benötigte maximale Verstärkerleistung (rechts)
-> dann kann die 42 Liter-Box genau so laut wie die 68 Liter-Box und kann > 27 Hz die volle elektrische Leistung mechanisch umsetzen
Und auch die Auslenkung des Tieftöners (links) bzw. Passivstrahlers (rechts) bei 200 Watt sieht für die 42 Liter-Box günstiger aus (tiefere Resonanzfrequenz des Passivstrahlers und dort höhere mechanische Güte):
Der Frequenzgang:
. . . verläuft bis 160 Hz fast perfekt linear. Bis 250 Hz geht es dann erst mal etwa 3 dB bergab, um dann zwischen 500 und 1250 Hz erst langsam ca. 2 dB anzusteigen. Knapp oberhalb von 2 kHz gibt es dann eine sehr ausgeprägte Membranresonanz mit fast 20 dB Pegelanstieg, die unter allen Winkel ähnlich stark auftritt und so auch im winkelgewichteten Schalldruck mit etwa 20 dB Anstieg erkennbar ist.
Sprungantwort/Pegellinearität
Sprungantwort (Chassis 1, 20 cm. 0°)
Die Sprungantwort sieht ungewohnt aus: zunächst mal ist sie mit einer hochfrequenten Schwingung überlagert (1/0.476 ms = 2.1 kHz = ausgeprägteste Membranresonanz). Denk man sich diese weg bleibt ein relativ schnelles Einschwingen (wegen der hohen oberen Grenzfrequenz von 6 kHz) und ein langsames Ausschwingen (wegen der niedrigen Resonanzfrequenz von 22 Hz) übrig.
Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm. 0°)
Das periodenskalierten Zerfallspektrum sieht gut aus - bis auf die Membranresonanz bei 2.1 kHz, die wesentlich länger ausklingt.
Die Pegellinearität:
Bei einer Anregung von 2 bis 20 Volt (das entspricht einem mittleren Schalldruckpegel von 78 bis 98 dB in 1 m Abstand und bei einer Nennimpedanz von 8 Ohm einer Eingangsleistung von 50 Watt) sind zwischen 50 und 200 Hz so gut wie keine Linearitätsfehler > 0.5 dB erkennbar.
Der Klirrfaktor:
Die Klirrkomponente K2 zeigt bis 500 Hz ein leicht abfallendes Verhalten und steigt deutlich mit dem Anregungspegel. Der unharmonische K3 bleibt bis ca. 600 Hz auf moderatem Pegel, steigt dann aber bis 700 Hz (ca. 1/3 der Membranresonanz um 2.1 kHz) deutlich an. Bis 90 dB mittlerem Schalldruckpegel ändern sich K3 bis K8 kaum, darüber steigen die Klirrkomponenten vor allem < 50 Hz an. Bei 100 dB mittlerem Schalldruckpegel steigen die Klirrkomponenten deutlich an: hier ist unser Verstärker so langsam am Ende (Anregungsspannung ca. 25 Vrms = 78 Watt bei 8 Ohm Nennimpedanz), außerdem fängt das Mikrofon in 20 cm Messabstand (-> 114 dB Schalldruckpegel) an zu klirren. Und schließlich reißen die 318 Gramm Membranmasse an unserem Messpodest und bringen es zum Vibrieren.
Bei den Klirrkomponenten K3 bis K8 sind Klirrmaxima bei 1/X der Membranresonanz erkennbar. Zusätzlich klirrt das Chassis auch bei der Membranresonanz.
Bei einem mittleren Schalldruckpegel (40 bis 200 Hz) von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 dB liegt K2 zwischen 40 und 200 Hz im Mittel bei moderaten 0.299 / 0.542 / 0.986 / 1.740 / 3.179 %. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von sehr geringen 0.088 / 0.1055 / 0.129 / 0.139 / 0.151 %.
Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 im untersuchten Pegel- und Frequenzbereich weitgehend unhörbar - lediglich bei 100 dB mittlerem Schalldruckpegel besteht die Chance K2 (< 42 Hz) und K3 (< 28 Hz) zu hören.
Klirrfaktor bei 80 bis 100dB/1m (Halbraum, 20cm)
HiFi-Selbstbau-Fazit:
Der DAYTON RSS315HO44 sieht trotz 14mm linearem Hub dezent (= nicht nach "Schlammschieber") aus. Die Messwerte sind in den Disziplinen Frequenzgang, Pegellinearität und Klirrfaktor sehr gut. Der Einsatzbereich ist auf maximal 200 Hz beschränkt. Der Wirkungsgrad ist mit simulierten 83.6 dB/W/m trotz potentem Antrieb wegen der extrem hohen bewegten Masse von 318 gr sehr niedrig.
Dieser hohen Membranmasse verdankt er aber - trotz niedriger Resonanzfrequenz von 22 Hz - ein geringes Äquivalentvolumen Vas von nur 56 Litern. Dank starkem Antrieb geht der RSS315HO-44 in einem nur 42 l großen Bassreflexgehäuse bis 25 Hz runter - da macht Heimkino schon richtig Spaß, zumal der RSS315HO-44 mit +/- 14 mm linearem Hub auch ordentlich Schalldruck im Bassbereich erzeugen kann.
Mit einem UVP von 210 $ (ohne Mehrwertsteuer) bzw. 245 € (z.B. bei Variant-HiFi) ist der DAYTON RSS315HO44 für das Gebotene noch preiswert: mit keinem uns bekannten 30cm Subwoofer geht es bei 112 dB Maximalpegel in einem 42 Liter Gehäuse bis 25 Hz runter. Der Preis dafür ist eine zusätzliche Passivmembrane - und eine potente Endstufe . . .
Für unsere Abonnenten gibt es noch den
Theo
der Wirkungsgrad wird als dB/2.83V/m angegeben. Wenn ich beide 4 Ohm Schwingspulen in Reihe schalte komme ich auf 8 Ohm Nennimpedanz und dann entspricht die Angabe dB/2.83V/m in etwa dB/1W/m.
Wenn ich beide Schwingspulen parallel schalte komme ich auf 2 Ohm Nennimpedanz, und dann entspricht die Angabe dB/2.83V/m in etwa dB/4W/m. Für dB/1W/m müsste ich dann 6 dB abziehen (10*Log10(4)=+6 dB).
Die Tabelle ist auch bei mir verrutscht, wenn ich auf TSP klicke. Wenn ich auf "Alle Seiten" klicke passt es -> ich weiß nicht ob Theo das besser hinkriegt.
Tiefbass aus kleinem Gehäuse kostet halt Wirkungsgrad, da kann man die Physik nicht verbiegen. Ich würde zur Befeuerung z.B. eine HYPEX FusionAmp FA501 nehmen und beide Schwingspulen parallel schalten.
Gruß Pico
Ich habe in der Liste einen manuellen Zeilenumbruch eingebaut damit der Browser es nicht mehr willkürlich macht. Jetzt müsste die Tabelle in beiden Ansichten stimmen.
Also schon schweres Geschütz auffahren. Sicherlich für einige Selbstbauer eine ordentliche Alternative. 25 Hz. haben auf der Messe in Stuttgart wenig Subwoofer geleistet, obwohl sie sich nach mehr anhören sollten.
Also, danke für die Ausführungen.
Gruß K.-H.