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25cm Tieftöner für Open-Baffle-Systeme

Bei Schallwänden (engl.: Open Baffle) kommt es im Tieftonbereich noch mehr als bei "normalen" Boxen auf möglichst viel Verschiebevolumen (= Membranfläche x Hub) an. Da die Schallwand wegen des akustischen Kurzschlusses ohnehin nicht zu klein sein sollte ist das in der Regel ja kein Platzproblem, daher werden gerne zwei 8 Ohm Chassis parallel angeschlossen:
- um den Spannungswirkungsgrad um 6 dB zu erhöhen
- um das Verschiebevolumen zu verdoppeln

Fragt man das Programm Edge, so fällt der Frequenzgang von zwei 25 cm Tieftönern (effektiver Membrandurchmesser ca. 21 cm) auf einer 35 cm breiten und 110 cm hohen Schallwand bereits unterhalb von 200 Hz mit 6 dB/Oktave ab (rote Kurve):

Die grüne Kurve zeigt dasselbe Setup bei Annahme eines geschlossenen Gehäuses. Bei 50 Hz ist die Schallwand also ca. 6 dB leiser als eine geschlossene Box gleicher Schallwandgröße, dies würde also gerade durch die Verwendung eines 2. Chassis kompensiert.
Hinweis: Die Kurven zeigen nur den Einfluss der Schallwand auf die Abstrahlung, der Frequenzgang des Chassis ohne bzw. mit Gehäuse ist dabei nicht enthalten!

Daher sind für Open-Baffle-Systeme besonders gut Chassis geeignet, die eine hohe Gesamtgüte von mindestens 0.7 haben - gerne auch darüber.

VISATON hat in der Grand Orgue bzw. Petit Orgue den WS25E in einem RiPol-System eingesetzt, der aber auch für ein Open-Baffle-System passende Parameter aufweist.

Unser ausführliches Datenblatt klärt, was der WS25E so auf der Pfanne hat und ob er für ein Open-Baffle-System gut geeignet wäre . . .

 Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen

 
Hersteller: VISATON Typ: WS 25 E, 8 Ohm Datenblatt des Herstellers

Foto des Chassis

Visaon WS25E Visaon WS25E

Der äußere Eindruck:

Der VISATON WS25E ist schon seit einer gefühlten Ewigkeit unverändert im VISATON-Programm und sieht entsprechend "altmodisch" aus: Blechkorb mit 4 labberigen "Ohren", Dichtring zur rückwärtigen Montage, Mickermagnet. Die lackierte Papiermembran mit 75 cmm durchmessender, inverser Staubschutzkalotte aus hartem Kunststoff sieht hingegen "frisch" aus und lindert so den optischen Eindruck, dass der WS25E etwas aus der Zeit gefallen ist.

Dieser Eindruck verstärkt sich allerdings wieder beim Anblick von hinten: den nur 80 mm durchmessenden Magneten hatten wir ja schon erwähnt, aber das Fehlen jeglicher (von außen sichtbarer) Hinterlüftungsmaßnahmen (z.B. der flachen Zentrierspinne oder einer Polkernbohrung) ist dann doch wieder aus der Zeit gefallen . . .Visaon WS25E

Das Antriebsspülchen wird die meisten "Wissenden" nicht vom Stuhl reißen. Funktioniert es trotzdem?

Visaon WS25E

Die thermische Belastbarkeit wird mit 80 Watt angegeben, und das bei einem Schwingspulendurchmesser von "nur" 25 mm- Respekt!
Dafür ist die Schwingspule 15 mm lang gewickelt, das ergibt bei einer Polplattenstärke von 4 mm - konservativ gerechnet - einen linearen Hub von immerhin +/- 5.5 mm!

 


Die TSP:

Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
225 mm
195 mm
0 mm
346.4 cm²
TSP (Mittelwert und Streuung
von 2 Chassis, Anregung -12 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)
43.01 Hz (+/-3.4%)
5.89 Ohm (+/-1.9%)
1.860 (+/-2.4%)
2.810 (+/-7.7%)
1.118 (+/-1.6%)
32.22 gr (+/-9.5%)
72.48 dm³ (+/-2.7%)
4.27 N/A (+/-5.9%)
86.36 dB (+/-0.14)

Die Streuung der TSPs ist noch gering. Die fehlenden Hinterlüftungsmaßnahmen bescheren dem WS25E eine mechanische Güte Qms von nur 1.89 - VISATON gibt 2.82 an. Die elektrische Güte Qes wird mit 2.81 ganz gut getroffen (VISATON: 2.92). Hier noch der Vergleich der anderen TSPs:

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau VISATON Abweichung
(original)
HiFi-Selbstbau
(35% weicher)
Abweichung
(35% 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]
43.01
1.118
72.48
86.36
5.89
32.2
4.27
34
1.43
113
88
5.9
33
3.8
26.5%
-21.8%
-35.9%
-1.64
-0.2%
-2.4%
12.4%
34.70
0.901
111.51
 
 
 
 
2.0%
-37.0%
-1.3%
 
 
 
 

Wäre die Einspannung 35% weicher würden Fs und Vas passen - Qts wäre aber deutlich zu niedrig. Dies kommt nicht nur durch das geringere Qms, sondern wir haben auch einen 12.4% höheren Kraftfaktor (= stärkerer Antrieb) gemessen . . .

 

 

 

Im Impedanzverlauf ist nur um 4.5 kHz eine kleinere Störung erkennbar, die sich auch im Schalldruck-Frequenzgang wiederfindet.
Die Resonanzfrequenz ändert sich um 5.6%, wenn man den Anregungspegel von -18 dB auf +6 dB (und damit die Eingangsleistung um den Faktor 256) erhöht - von -18 bis 0 dB wären es nur 2.7% . . .

Lasip empfiehlt gar nix - der Qts-Wert ist eigentlich für alle Gehäusevarianten zu hoch. In einem 2000 Liter (max. Eingabewert) großen, geschlossenen Gehäuse geht es bis 32.8 Hz runter (mit einer Überhöhung um 2.05 dB bei 55.9 Hz), in 100 Litern "nur" noch bis 39.7 Hz (mit einer Überhöhung um 3.87 dB bei 64.4 Hz).

 

In einer offenen Schallwand ist eine solche Überhöhung eher positiv zu bewerten, "beult" sie doch den Frequenzgang im Bassbereich etwas nach oben und lindert so etwas den Abfall des Frequenzgangs mit 6 dB/Oktave . . .


 


Der Frequenzgang:

. . . verläuft auf Achse weitgehend gleichmäßig von 40 bis 800 Hz (Mittelwert 86.31 dB, Standardabweichung +/- 0.77 dB). Darüber steigt der Frequenzgang auf Achse bis 1.25 kHz auf 90 dB an, fällt bis 1.9 kHz wieder auf 88 dB ab und steigt schließlich bis 2.3 kHz auf 97 dB an. Ab 5 kHz geht es dann steil bergab. Beide Chassis verhalten sich auf Achse weitgehend gleich.

Die Bündelung setzt ab ca. 850 Hz ein, der Frequenzgang fällt bis 2 kHz mit zunehmendem Winkel zunehmend ab, wobei dies - relativ zum 0°-Verlauf - recht gleichmäßig und gutmütig erfolgt. Oberhalb von 3 / 2.2 / 2 kHz bleibt der Pegelabfall unter 30 / 45 / 60° auf konstantem Niveau.
Der winkelgewichtete Schalldruck bleibt bis 1.1 kHz weitgehend, fällt bis 1.9 kHz um 6 dB ab und steigt bis 2.3 kHz wieder um 8 dB an. Oberhalb von 4.5 kHz fällt er steil ab.
Der Bündelungsgrad steigt zwischen 1 und 3 kHz steil mit etwa 6 dB/Oktave an und bleibt darüber fast konstant. Beide Chassis verhalten sich auch hier weitgehend gleich.

 

 

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

 

 

 

 


Sprungantwort/Pegellinearität

Die Sprungantwort zeigt mehrere kleinere Störungen, die nach 2 ms aber weitgehend abgeklungen sind. Die ersten beiden Störungen passen mit ihrem Abstand (2 Perioden = 0.816 ms -> Frequenz = 2/0.000816 [s] = 2.450 [Hz=1/s]) zur Membranresonanz um 2.5 kHz.
Die Zerfallspektren beider Chassis sehen bis 2 kHz perfekt aus, zwischen 3 und 5 kHz ist dann das Ausschwingen mit bis zu 16 Perioden besonders lang.

 

Sprungantwort (Chassis 1, 20 cm, 0°)

 

Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm, 0°)

 

 

Die Pegellinearität:

Bei einem Schalldruck von 79 bis 99 dB (das entspricht einer Anregung mit 1.22 bis 12.2 Volt bzw. 0.26 bis 26 Watt) zeigen sich unterhalb von 800 Hz nur ganz sporadisch Nichtlinearitäten > 0.5 dB, wobei diese zu höheren Frequenzen hin zunehmen (bei 2 kHz schon ab 95 dB). Bei Steigerung des Anregungspegels um 6 dB (bzw. Vervierfachung der Eingangsleistung) sind um 150 Hz (= Impedanzminimum) und < 80 Hz Kompressionseffekte > 1 dB ab 102 dB (85 + 17 dB) zu erkennen. Bei der letzten Pegelstufe sind breitbandig Kompressionseffekte zu sehen - hier (Eingangsleistung 100 Watt) ist das Chassis passend zur elektrischen Belastbarkeit am Ende . . .

 

 

 


Der Klirrfaktor:

Die Klirrkomponente K2 verläuft oberhalb von 50 Hz weitgehend linear und steigt moderat mit dem Anregungspegel an. Der unharmonische K3 hat ein Maximum zwischen 700 Hz und 1.8 kHz (entspricht 1/3 des Bereichs der Membranresonanzen von 2.1 bis 5.4 kHz) und steigt etwas weniger als K2 mit dem Anregungspegel an. Für K5 gilt dasselbe zwischen 400 und 1100 Hz, für K7 von 300 bis 750 Hz. Ab 90 dB spielen auch K4 (520 bis 1350 Hz) und K6 (350 bis 900 Hz) eine Rolle.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 / 105 dB liegt K2 zwischen 50 und 500 Hz im Mittel bei 0.343 / 0.624 / 1.130 / 2.011 / 3.195 / 5.527%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von 0.169 / 0.194 / 0.200 / 0.205 / 0.736 / 1.465%.

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) lägen alle Klirrkomponenten bis 95/100/105 dB unter 38/42/42 Hz oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle. Der unharmonische K3 läge zwischen 473 Hz (80, 85 und 90 dB) bzw. 596 Hz (95, 100 und 105 dB) und 1679 Hz oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle. Für K5 gilt dies zwischen 355 Hz und 1122 Hz (80 bis 105 dB). Bei 105 dB Anregungspegel werden die "Überschreitungs"-Bereiche beim kritischen K3 und K5 zunehmend kleiner -> je lauter desto weniger Klirr (ein durchaus günstiges Verhalten).

Es ist erstaunlich, dass der WS25E selbst die Klirrfaktormessung bei 105 dB (immerhin ca. 100 Watt Eingangsleistung) ohne Anschlagen überstanden hat - Respekt!
Beide Chassis zeigen ein weitgehend identisches Klirrverhalten.

 

Klirrfaktor bei 80 bis 105dB/1m (Halbraum, 20cm (48 cm ab 100 dB))

 


Modifikation:

Die relativ hohe Gesamtgüte von über 1.1 und den relativ geringen Wirkungsgrad von 85 dB/W/m "verdankt" der WS25E seinem unterdimensionierten Magneten. Was wäre denn, wenn man da ein wenig "nachhelfen" könnte? Dazu muss man einfach einen zusätzlichen Kompensationsmagneten auf den vorhandenen Magneten kleben, und zwar so, dass sich die Magnetfelder abstoßen.

Wir haben mal am Chassis 2 zwei verschiedene Kompensationsmagnete ausprobiert und einen spürbaren Effekt erreicht:

Beschreibung Fs [Hz] Qms [-] Qes [-] Qts [-] BL [N/A] Eta [dB/W/m]
Nachmessung Chassis 2 ohne Zusatzmagnet 42.83 1.946 2.882 1.161 4.32 84.78
Chassis 2 mit Zusatzmagnet 1 (anziehend) 43.51 1.982 3.944 1.319 3.72 83.63
Chassis 2 mit Zusatzmagnet 1 (abstoßend) 42.31 1.887 2.277 1.032 4.83 85.65
Chassis 2 mit Zusatzmagnet 2 (abstoßend) 43.25 1.789 2.340 1.014 4.82 85.82


Die Resonanzfrequenzen (+/- 1.2%) und die mechanischen Güten (+/- 4.4%) ändern sich leicht, aber die elektrische Güte ändert sich deutlich:
- wenn man den Kompensationsmagneten anziehend montiert reduziert er den Kraftfaktor um 14% und den Wirkungsgrad um 1.15 dB
- wenn man den Kompensationsmagneten abstoßend montiert erhöht er den Kraftfaktor um 12% und den Wirkungsgrad um 0.87 (KM1) bis 1.04 dB (KM2)

Ein weiterer Vorteil des Kompensationsmagnets ist die Erhöhung der "Ruhemasse" des Chassis, gegen die sich die Antriebskraft "abstößt". Das ist insbesondere bei Open-Baffle-Systemen interessant, wie wir in Kürze in einem Grundlagenartikel zeigen werden . . .

Visaon WS25E

Visaon WS25E

Visaon WS25E


HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der VISATON WS25E mag zwar ein biblisches Alter haben, aber in einigen Disziplinen hat er uns positiv überrascht.
Der Frequenzgang ist zwar bis 800 Hz linear, aber wegen der oberhalb von 500 Hz stark ansteigenden Klirrkomponenten K3 und K5 sollte man den WS25E schon bei 400 bis 500 Hz aus dem Rennen nehmen und als reinen Tieftöner nutzen.

Wegen seines moderaten (Straßen-) Preises von ca. 40 €, seines relativ hohen Verschiebevolumens (346.4 · 0.55 = 190.5 cm³) und seiner hohen Güte von ca. 1.1 scheint er uns ideal geeignet zu sein für ein Open-Baffle-System mit Doppelbestückung. Im Vergleich zur MONACOR Katana M1 bzw. der im Bassbereich identischen Oxana mit zwei 20er Tieftönern MONACOR SPM-205/8 (Verschiebevolumens 210 · 0.3 = 63 cm³) kann der WS25E demnach 20·log10(190.5/63) = 9.6 dB mehr Luft verschieben - das ist subjektiv etwa doppelt so laut und ist im Vergleich deutlich hörbar. Dafür bräuchte ein solches System aber einen Verstärker, der im Bassbereich auch mal 200 Watt an 4 Ohm locker machen kann (oder 2x 100 Watt an 8 Ohm pro Kanal) . . .

Idealer Spielpartner im Mittel-/Hochtonbereich für ein solches System wäre ein 13cm Breitbänder, der ab 300 bis 400 Hz übernimmt - z.B. der TANG BAND W5-2143, der uns auf dem Abonnenten-Treffen im November 2025 in der Buffalino von unserem Abonnenten Yogibär so gut gefallen hat . . .

 

Kompletter Datensatz von 2 Chassis (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 111 kB)

Kommentare

derwastl
Gestern
Interessant - man könnte auch einen B200 in open Baffle drüber packen und bei 500 Hz trennen.. 3 x 20'er übereinander

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