SpendorEvo

Die schottische Lösung

Den Schotten wird ja nachgesagt extrem sparsam zu sein (s. Uncyclopedia). Auch bei dem hier vorgestellten Projekt eines Abonnenten ging es darum, mit möglichst geringem finanziellem Aufwand eine möglichst hohe Wiedergabequalität zu erreichen. Der finanzielle Aufwand bleibt insbesondere dann gering, wenn man vorhandene Chassis "recycelt", also einer neuen Bestimmung zuführt. In diesem Fall besaß der Abonnent eine Spendor 45/1, ein Paar Tief-/Mitteltöner aus eben dieser Box als Ersatzchassis (in der Bucht geschossen) und ein paar 30er Bässe aus Teufel-Subwoofern.

Ursprünglich wollte er eine D'Appolito-Konstruktion mit den beiden 20er Tief-/Mitteltönern machen und bat uns um Unterstützung bei der Abstimmung der passiven Weiche. Am Ende wurde daraus:

• eine "normale" 3-Wege-Box mit 2-teiligem Gehäuse à la Duetta
• mit neuem Hochtöner
• neuer passiver Weiche zwischen Tief-/Mittel- und Hochtöner
• und einem 2-kanaligen DSP-Verstärkermodul für die Trennung zwischen Bassabteil und "Satelliten" und der Gesamtentzerrung des Systems auf den HörraumWie wir hier vorgegangen sind zeigt unser ausführlicher Bericht.

1. Besuch:

Zunächst einmal haben wir den Abonnenten gebeten seine Spendor 45/1 und ein paar CDs mitzubringen und uns zu erklären, was ihm an der Spendor 45/1 gefiel und was er verbessern wollte. Als Stärken der Spendor 45/1 nannte er, dass man damit stundenlang stressfrei Musik hören könne, und dass das für ihn sehr wichtig sei. Verbessern wollte er vor allem den Bassbereich und die maximale Lautstärke - gerade bei Klassik fehle ihm oft die Wucht der Musik bei lauten Passagen.

Und so haben sich die Spendors in unserem Hörraum gemessen:

Zur Ehrenrettung von Spendor muss gesagt werden, dass der Abonnent schon an der Weiche "herumgebastelt" hat. Er hatte eine Modifikation einer SPENDOR SP2/2 von Giuliano Nicoletti umgesetzt, die Weiche aber leider falsch aufgebaut. So klang das ganze etwas mittenbetont (der Tieftöner lief fälschlicherweise komplett durch) und Tiefton war auch irgendwie Fehlanzeige.

Wir haben ihm dann unsere DUO-DXT vorgeführt, und die gefiel ihm schon sehr gut, nur die Maximallautstärke reichte ihm nicht. So misst sich die DUO-DXT in unserem Hörraum.

Also: die Zielvorgabe war klar, jetzt mussten wir nur noch gucken ob man das vorhandene Material auch verwenden konnte . . .

Test der vorhandenen Lautsprecher:

Der Tieftöner war aus einem Teufel M3000SW-Subwoofer und besitzt 2 Schwingspulen à 4 Ohm. Dadurch wurde die Bestimmung der TSPs etwas aufwändiger, denn es gibt ja 3 mögliche Varianten:

• Beide Schwingspulen parallel (das ergibt ein 2-Ohm-Chassis)
• Beide Schwingspulen in Reihe (das ergibt ein 8-Ohm-Chassis)
• Nur eine Schwingspule nutzen (das ergibt ein 4-Ohm-Chassis)

Folgende TSPs wurden ermittelt:

Gewünscht wurde ein relativ kleines Gehäuse mit nur 35 l Nettovolumen. Darin ergeben sich je nach Beschaltung der Schwingspulen folgende Frequenzgänge:

-> mit 2 angeschlossenen Schwingspulen ist ein Bassreflexgehäuse machbar, das aber nur bis 45 Hz runter geht
-> mit nur einer Schwingspule ist nur ein geschlossenes Gehäuse machbar, das eigentlich schon zu klein ist (Qtc sollte 0.7 sein) aber ähnlich tief geht

Und so sehen Frequenzgang, Zerfallspektrum und Klirrfaktor aus:

Bis knapp 200 Hz verläuft der Frequenzgang und das Zerfallspektrum nahezu ideal, der Klirrfaktor bleibt auch von 85 bis 100 dB unter 300 Hz unhörbar (s. Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?).

Kritischer war der Tief-/Mitteltöner, denn der gibt ja einen Großteil der Musik wieder. Aber auch hier sahen die Werte vielversprechend aus (s. Datenblatt). Von daher gab es also grünes Licht für die Detailplanung.

Detailplanung:

Aus den obigen Daten ergeben sich die optimalen Übernahmefrequenzen zu 200 und 2000 Hz. Da die Kombination auch mal lauter spielen sollte ist der originale Hochtöner der SPENDOR 45/1 mit seiner 19 mm kleinen Kalotte dafür etwas untermotorisiert. Damit man den Tief-/Mitteltöner tief genug trennen kann wird ein Hochtöner benötigt, der tief genug runter spielt. Da dem Abonnenten der Hochtonbereich der DUO-DXT sehr gut gefallen hatte (und der Hochtöner mit ca. 65 €/Stück auch nicht so teuer war) war dieses Thema schnell erledigt.

Eigentlich wäre der Hochtöner oben rum viel zu leise, aber wir hatten unseren Abonnenten schon auf ein DSP-System eingeschworen - zu verlockend sind einfach die Möglichkeiten eines solchen Systems. Dies gilt insbesondere wenn das fertige System dann beim Kunden auch noch gut klingen soll. Leider gibt es keine preiswerten DSP-Module für 3-Wege-Systeme, aber die Trennung zwischen Tief-/Mittel- und Hochtöner konnte auch noch relativ einfach passiv realisiert werden. Dabei muss der Gesamtfrequenzgang nicht mal linear sein - das kann man ja immer noch über alles entzerren. "Nur" im Bereich der Trennfrequenz muss die passive Weiche gut funktionieren.

Überlegungen zum Bassbereich:

Ein 2-Wege-DSP-Modul mit ordentlich Dampf ist das HYPEX PSC2.400. Da der Abonnent mit einem COCKTAIL AUDIO X40 liebäugelte sollte es auch gleich die Version mit Digitaleingang sein. Dies hat auch Auswirkungen auf die Beschaltung im Bassbereich. Bei einem Digitalverstärker ist die maximale Ausgangsleistung im Wesentlichen von der Ausgangsspannung des Schaltnetzteils abhängig - Strom ist in aller Regel genug verfügbar. Deshalb haben Digitalendstufen die höchste Leistung bei der niedrigst möglichen Impedanz. Laut Datenblatt ist das Modul allerdings nicht 2-Ohm-fest sondern liefert die maximale Leistung von 400 Watt an 4 Ohm ab. Damit scheidet die Variante "beide Schwingspulen parallel" leider aus. Die beiden übrig gebliebenen Varianten sind gleich laut was den Schalldruck/Spannung angeht, aber beim Schalldruck/Leistung liegt die 8-Ohm-Variante mit 2 in Reihe geschalteten Schwingspulen mit 3 dB vorn. Allerdings liefert der Digitalverstärker an 8 Ohm nur die halbe Verstärkerleitung gegenüber 4 Ohm - da sind die 3 dB dann wieder futsch und beide Konzepte können vom Verstärker her gleich laut.

Eine Bassreflexbox mit einem Volumen von 35 Litern und einer Abstimmfrequenz von 39 Hz benötigt bei einem 30 cm Basslautsprecher ein Bassreflexrohr von 10 cm Durchmesser und ca. 37 cm Länge - das passt kaum ins geplante Gehäuse. Ein 7 cm durchmessendes Rohr müsste zwar nur 16.5 cm lang sein, aber bei hohen Lautstärken würde es zu Strömungsgeräuschen kommen. Außerdem fällt der Frequenzgang unterhalb von 45 Hz mit 24 dB/Oktave ab - um den Frequenzgang bis 35 oder 30 Hz auszudehnen müsste man den Bass stärker anheben als bei einem geschlossenen Gehäuse mit gleicher unterer Eckfrequenz (-3 dB), welches nur mit 12 dB/Oktave abfällt. Der Einfachheit halber (und weil ein geschlossenes Gehäuse ein besseres Ausschwingverhalten hat) wurde schließlich die 1-Spulen-Variante im geschlossenen Gehäuse realisiert.

Passive Frequenzweiche:

Die passive Weiche sollte im Bereich der Trennfrequenz für eine optimale Trennung sorgen. Der Frequenzgang selber muss wegen der DSP-Lösung nicht zwingend Lineal glatt sein, sollte sich aber einfach korrigieren lassen. Das vorrangige Ziel sollte sein möglichst wenig Leistung in der Weiche zu "verschwenden". Dieses Ziel sollte mit möglichst wenigen Bauteilen erreicht werden können. So weit, so gut.


Bild: Kunde

Zunächst galt es zu klären, ob es eine bevorzugte Aufstellung der Satelliten gibt:

• Hochtöner oben
• Hochtöner unten

Wenn der Hochtöner unten ist könnte der Spalt zwischen dem Satelliten- und Bassgehäuse zu "Schweinereien" führen - also wurden beide Varianten gemessen (und beim Hochtöner unten auch mit abgeklebtem Spalt), und zwar in 50 cm und am Hörplatz:

-> beide Varianten messen sich recht ähnlich, der Spalt hat keinen deutlichen negativen Einfluss

Aus der Messung am Hörplatz ergibt sich, dass beim Tief-/Mitteltöner oberhalb von 2 kHz keiner mehr zuhause ist und die Trennung folglich knapp darunter erfolgen muss.

Mit diesen Messdaten und den gemessenen Impedanzen wurde ein Boxsim-Modell für die "Satelliten" erstellt. Nach mehreren Iterationen (Simulation - Messen - Hören - Ändern der Simulation - Messen - Hören etc.) kristallisierte sich folgende Schaltung heraus:

Der am Hörplatz gemessene Frequenzgang (ohne Hochpassfilter) sah dann so aus:

Hinweis: am Hörplatz sollte der Frequenzgang kontinuierlich leicht abfallen (

Oberhalb von 8 kHz geht der Schalldruckpegel am Hörplatz zu schnell in den Keller - hier muss nachher per DSP angehoben werden.

Die Simulation spiegelt die Messwerte wieder (hier wurde ein Hochpassfilter 2. Ordnung (F = 220 Hz, Q = 0.9) angenommen):

-> die Impedanz verläuft schön gleichmäßig zwischen 5.3 und 10.0 Ohm - das freut den Verstärker

Und der Spannungsabfall an den Chassis zeigt, dass nur wenig Leistung in der Weiche "verbraten" wird:

Der Hochtöner wird nur "unten rum", wo die Schallführung den Wirkungsgrad auf fast 95 dB/2.83V/m anhebt (s. Datenblatt des SEAS 27TBCD GB-DXT (H1499)), um knapp 6 dB reduziert - ansonsten hätte sich keine gute Überlagerung ergeben.

Aktive Frequenzweiche:

Für die Trennung im Bassbereich wurde im Vorfeld ebenfalls ein Boxsim-Modell erstellt, welches aber nur auf den TSPs basiert - bei einer geplanten Übernahmefrequenz von 200 Hz dürften sich beide Chassis auch 1 Oktave jenseits der Trennfrequenz noch ideal verhalten.

Und so sieht dann der Spannungsverkauf an den Chassis aus:

Der Tieftöner wurde im Bassbereich um 35 Hz um bis zu 6 dB angehoben um den Frequenzgang bis 34 Hz auszudehnen. Oben rum geht es mit 18 dB/Oktave bergab. Der Satellit wird mit 12 dB/Oktave nach unten hin begrenzt und bekommt ein leicht überschwingendes Filter, um den Pegel im Grundtonbereich etwas anzuheben. So sehen dann die aktiven Filter in Boxsim aus:

Ach ja: der Tieftöner bekommt 4 dB mehr Spannung als der mit ca. 90 dB/2.83V/m relativ laute Satellit - die 2. Endstufe im HYPEX PSC2.400 wird sich für die Entlastung bedanken ;-). Nominell machen die Verstärker im PSC2.400 400 Watt an 4 Ohm - aber nicht beide gleichzeitig, denn die Gesamtleistung ist auf 500 Watt begrenzt.

Bei uns im Hörraum haben wir den Bassbereich dann noch etwas lauter eingestellt und die bei uns auftretenden Raummoden weggefiltert. So waren die Einstellungen am HYPEX PSC2.400:

Und so hat sich das Gesamtsystem dann bei uns gemessen:

Mit dieser Einstellung wurde die Kombination auch am Tag der Musik am 25 Juli 2015 vorgestellt. Und so urteilten die Besucher über die vorgestellten Boxen. Hier mal die Kommentare für die SPENDOR Evo:

1. Gehört habe ich ausschließlich die Spendor EVO - das ist eine richtige Funbox!
2. ......Da war das Ganze noch ein Tick mehr nach meinen Geschmack. Weiß nicht genau was aber ich glaube der Bass hatte etwas mehr Volumen und der Mittelton kam irgendwie selbstverständlicher rüber. Das alles aber nur Nuancen aber als Ganzes gefiel mir das noch besser. Vor allem das Konzept mit der Idee Aktiv-/Passiv-weiche macht das ganze sehr interessant und minimalistisch.
3. .....sie wirkte schon mit den ersten Tönen sehr gefällig und bei den mir bekannten Stücken erkannte ich in den Mittel-Hochton-Einheiten potenzial. Ein sehr gutes Auflösungsvermögen wurde erkennbar. So was in dieser Qualität geht fast als Ansage, als Alternative bald, statt eines hochgetrennten Breitbänders, wie z.B. dem Manger-Wandler in meinem Fall. Die Kombi wirkte ebenso Pegelfest und unerschütterlich, wie die Impression. Blieb dabei aber, kurz gesagt, in gewissem Sinne analytischer bzw. durchhörbarer und somit durchweg angenehm.
   Mit dieser Kombi lässt sich auch sehr gut mal laut oder eben auch leise hören.

Einmessung beim Kunden:

Mit dieser Abstimmung sind wir dann frohen Mutes zum Kunden gefahren. Wie erwartet trafen wird dort aber ein ganz anderer Raum mit ganz anderer Akustik. Und groß Rumschieben der Boxen und des Hörplatzes war auch nicht angesagt (wie das halt so ist). So sah der Frequenzgang beim Kunden aus:

-> oberhalb von 300 Hz sah das schon sehr gut aus :-)
-> aber darunter waren die Boxen nicht wieder zu erkennen :-(

Der Hörraum grenzte direkt an einen weiteren Raum, die ca. 2.5 m breite Öffnung konnte durch eine Schiebetür verschlossen werden (der Kenner weiß: wir befinden uns in einer großzügigen Altbauwohnung). Im Sommer steht die Tür immer auf, im Winter ist sie immer zu. Da die Schiebetür nur ca. 1m hinter dem Sofa ist stellt sich natürlich die Frage: hat das einen großen Einfluss auf den Frequenzgang?

-> die Unterschiede sind relativ gering, es muss kein extra "Winter-Setting" gemacht werden

Wir haben auch kurz die Nachhallzeit gemessen:

Die war wegen des größeren und weniger bedämpften Raumes deutlich länger als bei uns und auch deutlich länger als für diese Raumgröße empfohlen, und so hat sich das Verhältnis Direktschall zu Diffusschall/Reflexionen in Richtung Diffusschall/Reflexionen verschoben. Obwohl das Rundstrahlverhalten durch die tiefe Trennung und den Hochtöner mit Waveguide schon recht gleichmäßig war hat sich die Klangbalance am Hörplatz doch leicht geändert.

Tja, das war zwar nicht ganz schlecht - aber auch weit davon entfernt gut zu sein. In der Folge haben wir erst mal versucht den Bassbereich gerade zu ziehen - was sich besonders bei der rechten Box als recht aufwändig herausstellte. Der erste Versuch sah schon deutlich besser aus . . .

. . . und wir haben mit dieser Einstellung einige Stücke unserer Test-CD gehört. Dabei stellte sich recht schnell heraus, dass wir es im Bassbereich etwas zu schlank gemeint haben. Aber auch sonst wollte noch nicht so recht die Spielfreude aufkommen, die wir in unserem Hörraum erreicht hatten. Sollte dies wegen der höheren Nachhallzeit hier gar nicht möglich sein?

Mit der nächsten Einstellung (DSP6) kamen wir im Bassbereich schon einen großen Schritt weiter. Dann haben wir den Bassbereich noch etwas überarbeitet, eine Spitze um 1 kHz attackiert und die Höhen leicht angehoben (DSP7):

Ganz zum Schluss haben wir das Shelving-Filter im Bassbereich noch etwas feingetunt (DSP8), dann waren wir zufrieden. Und so sah dann schließlich die Einstellung beim HYPEX PSC2.400 aus:

Zum Vergleich noch mal die Einstellung, die bei uns am besten funktionierte:

Bei einer Box mit passiver Frequenzweiche hätte man zu diesem Zeitpunkt nur noch etwas durch Verschieben der Boxen (sofern möglich/erlaubt), des Hörplatzes (sofern möglich/erlaubt) oder Zustopfen von Bassreflexrohren (sofern vorhanden) erreichen können - aber NIEMALS diese feine Abstimmung auf einen anderen Hörraum. Hier konnte das Konzept der aktiven Trennung mit DSP-Modul seine Prinzip bedingten Vorteile optimal ausspielen.

Nach ca. 2 Stunden intensiver Abstimmarbeit konnten wir die Box schließlich zum Hören "freigeben" - wir konnten keine Fehler mehr ausmachen die nicht im Bereich des persönlichen Hörgeschmacks gelegen hätten - und da hatte ja der Kunde das letzte Wort.

Nachdem der Kunde ca. 20 Minuten verschiedenste Musikstücke gehört hatte begannen wir gerade mental etwas abzuschalten, als auf einmal beim Ausklingen eines Stückes von ganz tief unten ein "Fantastisch" vom Hörplatz kam. Da wussten wir, dass sich unsere Arbeit wieder gelohnt hatte . . .

Fazit:

Das Ziel mit minimalem Aufwand eine möglichst hohe Wiedergabequalität zu erreichen wurde zur vollsten Zufriedenheit des Kunden erreicht. Mit einem finanziellen Aufwand von

• 120 € für ein paar neuer Hochtöner
• 80 € für ein paar Passivweichen
• und ca. 700 € für ein Paar DSP-Verstärkermodule mit Digitaleingang und 1 kW Gesamtleistung

wurde ein System realisiert, welches sowohl leise als auch sehr laut überzeugt. Dazu kommen noch die Kosten für das Gehäuse und diverse Kabel und Stecker. Die "mechanischen" Arbeiten hat zum Glück der Kunde weitgehend übernommen und dabei so manche Stunde geplant und gebastelt. Dabei entstanden zahlreiche pfiffige Detaillösungen wie die "luftige" Anbringung der DSP-Module und der Austausch der 2. POWERCON-Buche gegen eine SPEAKON-Buchse zum Anschluss des Tieftonabteils:

So konnten wir uns auf die Entwicklung der passiven Weiche und die Einstellung der DSP-Weiche konzentrieren - was uns eine Menge Zeit und dem Kunden eine Menge Geld gespart hat . . .  

Von der Idee............ (Kundengrafiken)

 ........zur fertigen Lösung 

Dank der Einstellmöglichkeiten der DSP-Verstärker konnte das System nach ausgiebigen Hörtests in unseren Räumen auch im akustisch völlig unterschiedlichen Hörraum des Kunden sein Potenzial voll entfalten. Neben dem sinnvollen Grundkonzept sind dazu aber auch der sichere Umgang mit der Messtechnik und eine Menge Hörerfahrung nötig. Beides kann man aber mit etwas Übung erlangen - wenn man die Hinweise auf unserer Homepage befolgt ;-).

Besonders empfehlenswerte Artikel sind in diesem Zusammenhang:

• Musik "vergleichen" mit dem Waveanalyzer (Beschreibung der Test-CD)
• Messen ohne RAR (offen)
• Nachhallzeiten messen (Anfänger)
• Frequenzweichen, vom Anfänger zum Profi (Überblick)
• Boxsim (Anfänger)
• DSP-Weichen richtig einstellen (nur für Abonnenten)
• DSP Aktivmodul Hypex AS2.100
• ARTA und seine Spießgesellen STEPS und LIMP (Fortgeschrittene)
• ARTA-Messungen in Boxsim-Projekten nutzen (Fortgeschrittene)

Zum Schluss noch ein kleiner Aufsatz aus Sicht des Kunden

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