Breitband-Lautsprecherbox B.20
von Klaus

Hallo Jochen.

Nachdem ich wiederholt Anfragen erhielt, welcher denn der passende Lautsprecher ist um einen PSE oder SE Verstärker zu betreiben, kam meine Antwort immer sehr schnell:
Der richtige Breitband-Lautsprecher.
Es ist sicher sehr schwierig, den richtigen Breitbänder zu finden. Folgende Fragen sind zu beantworten:
  • 1. Der Preis – er sollte nicht zu hoch sein!
  • 2. Das Gehäuse sollte Wohnraumgerecht sein!
  • 3. Welche Art von Gehäuse Verwendung finden kann!
  • 4. Die Box fertig soll € 800 nicht überschreiten!
  • Breitbandlautsprecher haben einen akustischen Vorteil, sie strahlen das gesamte Tonfrequenzspektrum von ein und derselben Membran ab. Daher gibt es keine Probleme mit der Laufzeit des Schalls wie sie in Mehrweg-Konstruktionen unvermeidbar sind. Es entsteht automatisch ein zeitrichtiger Lautsprecher.
    Der Nutzen ist eine realistische Räumlichkeit in der Musikwidergabe mit plastisch wirkenden Details. Breitband-Lautsprecher haben meistens im Mittel- und Hochtonbereich einen guten Wirkungsgrad, im Tief- und Grundtonbereich dagegen sind sie sehr zurückhaltend. Um in diesem Bereich den Wirkungsgrad zu erhöhen, wurden die Breitbänder überwiegend in ein Basshorn eingebaut. Den Lesern von Jogis-Röhrenbude möchte ich nicht zumuten, ein Basshorn zu bauen, es ist nicht leicht herzustellen und auch im Wohnraum lässt sich die richtige Stellung der Boxen nur sehr schwer finden.
    Auch ein Bassreflexgehäuse ist möglich, das gelingt aber nur wenn der Bb für Bassreflexabstimmung geeignet ist.
    Es gibt noch andere Möglichkeiten den Breitbänder bei hoher Gesamtgüte unterzubringen:
  • 1. Eine möglichst große Schallwand – nach hinten offen, oder luftdicht abgeschlossen (Wandeinbau) das verbessert den Strahlungswiderstand im Grund- und Tieftonbereich. Auch erhöht das den Wirkungsgrad.
    Da diese Möglichkeiten nicht wohnraumfreundlich sind, kommt sie auch nur selten zur Anwendung.

  • 2. Die beste Möglichkeit ist, ein relativ großes geschlossenes Gehäuse zu verwenden, welches mit einer kontrollierten Undichtigkeit versehen wird – akustischer Fließwiderstand. Die Box lässt sich leicht selbst bauen!
    Die Suche nach den passenden Breitbänder dazu ist schon etwas schwieriger, ich habe 4 Monate dazu benötigt!
  • Folgendes gab es zu berücksichtigen: Der Lautsprecher sollte mindestens ca. 200 mm Ĝ haben.
    Der Korb muss aus Aluminium-Druckguss sein.
    Der Übertragungsbereich mind. fu ca. 20 khz.
    Eine Empfindlichkeit von mind. 95 db.
    Die Nennimpedanz ca. 8 Ω.
    Er wurde gefunden und er beinhaltet alle gewünschten Merkmale und noch einige mehr.
    Dieser Breitbandlautsprecher hat einen Ĝ von 200 mm – es ist ein "Visaton B 200 High-End-Breitbandlautsprecher ".
    Das Korbmaterial besteht aus Leichtmetall-Druckguss. Die Membran-Schwingspuleneinheit ist sehr leicht, sie ist aus unbeschichtetem Papier, einer Gewebe-Sicke und einer kleinen Schwingspule von 25 mm Ĝ. Die große Membrane mit geringer Masse ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad. Auch sorgt die kurze Schwingspule, welche das Magnetfeld optimal ausnutzt, für einen besseren Wirkungsgrad. Der Schalldruck-Frequenzgang hat eine geringe Schwankungsbreite, die mit Hilfe eines Sperrkreises linearisiert werden kann.
    Da auch dieser Breitbänder eine relativ hohe Gesamtgüte hat, ist der Einbau in ein übliches Gehäusekonzept schwer zu realisieren. Um die Nachbaumöglichkeit zu vereinfachen wurde die einfache Lösung mit kontrollierter Undichtigkeit gewählt. (siehe Bild)

    Bau-Skizze zur LS-Box
    (Mit der Maustaste das Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

    (Diese Skizze, wie auch die zur Netzwerk-Beschaltung, kann momentan aus Zeitgründen nur als provisorische Bleistiftskizze vorgestellt werden - eine saubere techn. Zeichnung wird selbstverständlich nachgeliefert.)

    Da auch dieser Lautsprecher wegen seiner großen Membranfläche ab 4000 Hz den Schall bündelt, konnte die Gehäuseschallwand so schmal wie möglich gehalten werden.
    Sämtliche Kanten der Box wurden abgerundet. Nach einigen Versuchen in verschiedenen Größen, wurden 2 Gehäuse, welche Wohnraumgerecht sind, angefertigt.
    Größe – Brutto-Volumen und Maße: 1100 mm x 240 mm x 325 mm = 85 Ltr. brutto
    1100 mm x 240 mm x 425 mm = 112 Ltr. Brutto
    Die Gehäuse bestehen aus MDF, sind 19 mm dick und haben zwei Versteifungen. (siehe obiges Bild)

    An den Gehäuseverklebungen wurden Nuten gefräst – 3 mm breit und 2-2,5 mm tief.
    Der akustische Fließwiderstand kommt in das untere Drittel des Gehäuses. Das Reflexrohr Ĝ 100 mm wird bis auf 2-3 cm Länge abgesägt und eingeklebt. Auf der Innenseite wurden 3 Lagen (a 20 mm dicke) Dämmmaterial auf das Reflexrohr gelegt und festgetackert.
    Die Dämmung des Gehäuses ist sehr leicht zu realisieren:
    An die hintere obere Seite (hinter den Lautsprecher) werden 2 Lagen Dämmung aufgetackert (200 mm x 600 mm), die untere Seite bleibt frei und hängt in den Innenraum der Box.

    Die vordere Seite (Schallwand) wird wie folgt gedämmt:
    Die obere Versteifung "vorne" dient zum befestigen einer Lage von 200 mm x 500 mm.
    Die obere Seite des Dämmmaterials wird auf die Versteifung des Gehäuses getackert, der Rest hängt in das Gehäuse.
    Auf der Rückseite befindet sich eine runde Anschlussklemme die verschraubt wird, darunter habe ich ein Stück Rückwand entfernt und in die Öffnung wurden Leisten 19 x 19 mm eingeklebt. Das entfernte Stück ca. 200 x 200 mm dient zur Aufnahme des Sperrkreises und der Hochpassfilterung und wird mit Schrauben auf den Leisten befestigt.

    Das kleinere Gehäuse (ca. 60 Ltr. Nettovolumen) ist zuerst aufgebaut worden, es ist sehr wohnraumfreundlich und sieht meiner Meinung nach sehr gut aus! (siehe Bild)


    Das Chassis wiegt ca. 2 kg und wird im oberen Bereich der Box eingebaut. Die Einfräsung des Lautsprecherkorbes in die Frontseite beträgt ca. 6-7 mm. Innen sollte das Gehäuse "dicht" sein, deshalb sind alle Innenecken der Box mit Ponal "vergossen" worden.



    Zum "Verdrahten" der aktiven Teile dient 2 x 1,5 mm² Lautsprecherleitung.



    Wer sich etwas Gutes tun will kann die 2 x 1,5 mm² versilbert einbauen.
    Alle diese Angaben und Regelungen sollten eingehalten werden – ich habe sie ausprobiert und getestet.


    Die "Kleine" 60 Ltr. netto läuft seit 8 Wochen im Test an einem PSE-Amp 4 x 6C33C-B !
    Diese Box ist mit schwarzem Acryllack - mit Wasser zu verdünnen - behandelt worden. Dazu ist es wichtig das "MDF" vorher mit Holzgrund zu streichen, dann 2 x mit schwarzen Lack rollen oder spritzen und nach jeden Auftrag einen Zwischenschliff machen.




    Die "Füße" sind aus weichen Kiefernholz und Ĝ 35 mm x 10 mm hoch. Gute Entkopplung vom Boden. (Im Baumarkt zu haben)

    Die aktiven Bauelemente:
    Vorab möchte ich noch mal auf den Anfang zurückkommen, zur Beschreibung dass der Breitbandlautsprecher ein zeitrichtiger Lautsprecher ist.
    Da Zeit- und Frequenzbereich mathematisch fest miteinander verknüpft sind, daraus folgt: wenn man den Amplidudenfrequenzgang optimiert, verbessert sich beim Bb automatisch auch der Frequenzgang der Gruppenlaufzeit.
    Wie schreibt H. Timmermanns in seiner sehr guten Fachzeitschrift Hobby Hifi 1/2003, Seite 56 :
    Der Bb ist ein Minimalphasensystem. Mag sein, das Mehrwegsysteme einen glatten Schalldruckfrequenzgang besitzen doch die Gruppenlaufzeit kann zu wünschen übrig lassen. - Beim Breitbänder ist dies ausgeschlossen!
    Da unsere High-End-Bb im Bereich der Mitte und der Brillanz etwas vorlaut ist, spendieren wir ihnen eine Korrekturschaltung. (siehe Schaltung)
    Die Nennimpedanz des Bb ist 6 Ω.
    Die Schaltung besteht aus 5 Bauelementen sie sind ausgesucht und getestet!
    Dieser Sperrkreis liegt in Reihe zum Lautsprecher.
  • 1. Eine Kupferfolienspule cfc 0,2 mH, oder eine Bandspule CTI, Bezeichnung Foilo, 0,22 mH, oder eine High-Endspule TriTec, Bezeichnung Tri 0,22/0,60 oder eine Rohrkernspule HqRO 0,22 mH.
  • 2. 3 Widerstände 47 Ω 5% Kohleschicht, 2 Watt oder Mox-0,5-47 &Omega.
  • 3. 1 Elko glatt 22 µF 50 V AC, kein Folien-C, BIPOLAR 5%
  • (Bezugsquellenangabe für die Spulen 0,22 mH : Fa. Intertechnik, 50170 Kerpen, Europaring 28.)

    Diese Bauteile werden auf dem Brett befestigt, welches aus der Rückwand gesägt wurde.
    Zum Befestigen der Bauteile werden Lötleisten - Ösenabstand 8 mm – verwendet.

    Netzwerk-Skizze
    (Mit der Maustaste das Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

    Sollte die Mittenwidergabe zu groß sein, wird einfach in Reihe zu den 3 Stck. 47 &Omega 2 Watt Kohleschichtwiderständen 1 Ω 2 Watt geschaltet, ist sie zu gering, wird ein Widerstand von 47 Ω 2 Watt parallel zu den Widerständen 47 &Omega 2 Watt geschaltet.
    Auf ein Impedanzkorrekturglied habe ich verzichtet. In einem geschlossenen Gehäuse von ca. 70 Ltr. erreicht der Bb, bei einem OTC von 1,2 ein fc von 62 Hz.
    Eine Hochpassfilterung für den Bb - "funktioniert das"? - Eine Fleißaufgabe !
    Die harte Membraneinspannung hält den Hub gering, eine elektrische Entlastung der nur 1 mm Linearhub kann nur von Nutzen sein!
    Ein geschlossenes Lautsprechersystem funktioniert recht gut passiv mit dem Hochpassfilter.
    Ein relativ kleines Gehäuse für den Bb führt zu deutlicher Bassüberhöhung, man schalte einen geeigneten Kondensator in Reihe der dies egalisiert. Die Grenzfrequenz wird nach unten verschoben, es entsteht eine Hochpassfunktion. Bei Betrieb mit Subwoofer ist der Kondensator zu verkleinern, da der Bb als Satellit arbeitet.
    Nach mehreren Versuchen habe ich 2 Kondensatoren Elkos mit 330 µF 250V – parallel geschaltet. Dadurch entsteht ein trockener Bass – ohne Überhöhung der nach unten verschobenen Grenzfrequenz.

    Man muss diesen Breitbänder gehört haben – am besten an einer Röhrenendstufe, an einem SE-Amp.

    Viele Grüsse,
    Klaus

    Nachtrag:
    Diese Lautsprecherboxen entwickelte Klaus speziell für seine 6C33C-SingleEnd und 6C33C-Parallel-SingleEnd - Verstärker. An solchen Triodenamps entfaltet diese Breitband-Lautsprecherbox die ganze Klangvielfalt.

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