Leserprojekte

Dynaudio Compound 5: Chassismessungen (Teil 2)

Im 1. Teil der Artikelserie wurde vor allem der raumakustische Aspekt der Tuningmaßnahme betrachtet. Im 2. Teil soll es um die Messung der Chassis, die Erstellung eines Boxsim-Modells und die Übertragbarkeit der Hörempfindungen vom Hörraum des Kunden auf unseren Hörraum gehen.

Da es sich um recht seltene/alte und teure Chassis handelt, die im Falle eines Defekts nicht so ohne Weiteres zu ersetzen sind haben wir uns nicht getraut das übliche "Folterprogramm" durchzuziehen. Daher gibt es auch keine vollwertigen Datenblätter für jedes einzelne Chassis in unserem Messpodest sondern wir haben die Chassis "nur" im angelieferten Gehäuse durchgeführt - was ja für die gestellte Aufgabe völlig ausreichend ist. Hier noch einmal die ungefähre Bauskizze (PDF, 102 kB).
Die Box wurde Mitte der 80er Jahre gebaut, die Chassis sind demnach knapp 25 Jahre alt. Die Schaumstoffsicken der Bässe (auch der inneren) wurden 2003 wegen "Sickenfraßes" gegen dünne, langlebigere Gummisicken ausgetauscht. Die Hochtöner D28-2 wurden Anfang 2009 komplett ausgetauscht, die alten Chassis waren wegen Überlastung defekt.


Messergebnisse Bässe

Beide Bässe sind identisch (30W-100) und arbeiten elektrisch parallel in einem so genannten Compoundgehäuse. Das Gehäusevolumen zwischen äußerem und innerem Bass beträgt ca. 40 l, außerdem sind beide Chassis nur über einen Fließwiderstand (Variovent "spezial" mit höherem Fließwiderstand) verbunden. Dieser ist bei tiefen Frequenzen relativ durchlässig und macht bei höheren Frequenzen zunehmend dicht. Der innere Bass arbeitet auf ein geschlossenes Gehäuse von ca. 60 l, welches mit 2 Fließwiderständen ("normale" Variovents) zu einem kontrolliert undichten Gehäuse gemacht wurde. Der Vorteil dieser Anordnung soll sein, dass das äußere Chassis bei tiefen Frequenzen auf ein scheinbar größeres Gehäuse arbeitet, da das innere Chassis einen Teil des sich ansonsten ergebenden Überdrucks aktiv verhindert. Wäre das Koppelvolumen kleiner und ohne Fließwiderstand ergäbe sich eine beinahe starre Kopplung beider Chassis und damit ein anderes Verhalten.

Was auch immer die DYNAUDIO-Mannen sich dabei gedacht haben, WIR würden es nicht ändern und so haben wir einfach die gesamte Anordnung gemessen.


-> geringe Pegelabhängigkeit


-> geringe Streuung des Impedanzverlaufs und damit der TSPs


-> eine Resonanzfrequenz von knapp 35 Hz bei einer Gesamtgüte von 0.78 sieht man auch nicht alle Tage!
-> damit ergibt sich eine untere Grenzfrequenz (3 dB Abfall) von 34 Hz
-> Messung und Simulation sind nicht deckungsgleich, d. h. einige Parameter ändern sich über der Frequenz
-> von 400 bis 1000 Hz zeigt der Impedanzverlauf ein paar Unregelmäßigkeiten (Resonanzen)


-> die Resonanzen zwischen 400 und 1000 Hz finden sich im Schalldruckverlauf wieder
-> bei 1 kHz geht es steil bergab


-> sehr geringer Klirrfaktor von 30 - 60 Hz
-> relativ hoher K3 von 70 bis 300 Hz


-> verzögertes Ausschwingen von 400 bis 1000 Hz

Zusammenfassung Bass:

  • Die Tiefbassausbeute ist dem hohen konstruktiven und materiellen Aufwand angemessen
  • Der Frequenzgang sieht nur bis 400 Hz wirklich gut aus, darüber treten unschöne Resonanzen auf
  • Der Klirrfaktor überzeugt eigentlich nur von 30 - 70 Hz

Messergebnisse Mitteltonkalotte

Die DYNAUDIO D76-AF war eine der ersten 3"-Mitteltonkalotten auf dem Markt. Durch Verwendung eines innenliegenden Magnetsystems konnten die äußeren Abmessungen kompakt gehalten werden. Die Membran wurde - wie damals üblich - aus dämpfend (= klebrig) beschichtetem Textilgewebe hergestellt. Neben dem erwünschten Effekt der Dämpfung gab es leider auch einen unerwünschten Effekt - das Ding staubte zu wie verrückt. Außerdem ist die Dämpfung nach 25 Jahren weitgehend "verflogen":


-> keine Pegelabhängigkeit


-> deutliche Streuung des Impedanzverlaufs um die Resonanzfrequenz und > 1250 Hz


-> eine Resonanzfrequenz von knapp 300 Hz bei einer Gesamtgüte von 0.83 versprechen einen linearen Schalldruckpegel bis unter 300 Hz!
-> Messung und Simulation sind von 600 bis 1000 Hz nicht deckungsgleich (Resonanz durch Polkernbohrung)


-> um 1 kHz gibt es unter allen Winkeln eine leichte Überhöhung
-> der Frequenzgang unter 0° ist recht wellig, unter 15° ergibt sich eine ausgewogenere Kurve
-> ab 2200 HZ setzt die Bündelung ein


-> sehr linearer Verlauf von K2
-> K3 steigt < 500 Hz steil an
-> Bei 95 dB erhöhter Klirr höherer Ordnung um 850 Hz


-> Messung unter 15°: verzögertes Ausschwingen in sehr kleinem Bereich um 1 kHz

Zusammenfassung Mitteltonkalotte:

  • Der Frequenzgang verläuft unter 15° sehr linear von 350 bis 3000 Hz
  • Ab 2200 Hz setzt die Bündelung ein
  • Wegen hohem K3 erst ab 500 Hz einsetzbar
  • Bei 95 dB erhöhter Klirr höherer Ordnung um 850 Hz
  • Verzögertes Ausschwingen in sehr kleinem Bereich um 1 kHz

Messergebnisse Hochtonkalotte

Wie schon erwähnt wurde die DYNAUDIO D28-2 Anfang 2009 wegen Defekts (Überlastung) ausgewechselt und sind in dieser Kombination das mit Abstand "jüngste" Chassis. Die späteren Membranen wurden nicht mehr klebrig beschichtet, so dass sie nicht mehr so doll zustauben.


-> geringe Pegelabhängigkeit nur bei höchster Anregung


-> deutliche Streuung des Impedanzverlaufs unterhalb der Resonanzfrequenz (in der Praxis egal)


-> starke mechanische Bedämpfung durch das Ferrofluid
-> Messung und Simulation sind < 4000 Hz nicht deckungsgleich, d. h. einige Parameter ändern sich über der Frequenz


-> sehr ausgedehnter Frequenzbereich, geringe Bündelung
-> starke Welligkeit von 2 bis 5 kHz je nach Messwinkel
-> der Frequenzgang unter 0° ist recht wellig, unter 15° ergibt sich eine ausgewogenere Kurve


-> linearer Verlauf von K2 > 1400 Hz
-> ungewöhnlich hoher Klirranteil K3 von knapp 1% im Übertragungsbereich
-> sehr geringe höhere Klirrkomponenten


-> Messung unter 15°: leicht verzögertes Ausschwingen um 8 kHz

Zusammenfassung Hochtonkalotte:

  • Der Frequenzgang verläuft unter 15° sehr linear von 1500 bis 15000 Hz
  • Sanft einsetzende Bündelung ab 9 kHz
  • Ungewöhnlich hoher Klirranteil K3 von knapp 1% im Übertragungsbereich
  • Ab 1500 Hz einsetzbar
  • Leicht verzögertes Ausschwingen um 8 kHz

Messergebnisse Super-Hochtonkalotte

Die DYNAUDIO D21 stammt noch aus der "Urbesatzung" und ist entsprechend verstaubt. Die "runde" Frontplattenausbuchtung nach oben mit symmetrisch angeordnetem Chassis lässt starke Schallwandrückwirkungen befürchten.


-> geringe Pegelabhängigkeit nur bei höchster Anregung


-> deutliche Streuung des Impedanzverlaufs im gesamten Frequenzbereich


-> sehr unzureichende Simulation des Impedanzverlaufs, d. h. einige Parameter ändern sich über der Frequenz


-> sehr ausgedehnter Frequenzbereich, sehr geringe Bündelung
-> der Frequenzgang unter 0° ist sehr wellig, unter 15° ergibt sich eine ausgewogenere Kurve


-> linearer Verlauf von K2 > 1500 Hz
-> steiler Anstieg von K3 < 1900 Hz
-> K3-Spitze von 0.5% bei 4 kHz
-> bei 95 dB auch höhere Klirrkomponenten


-> Messung unter 15°: deutlich verzögertes Ausschwingen um 8 kHz

Zusammenfassung Super-Hochtonkalotte:

  • Der Frequenzgang verläuft unter 15° sehr linear > 2300 Hz
  • Bündelung erst > 15 kHz
  • Ungewöhnlich hoher Klirranteil K3 von knapp 1% im Übertragungsbereich
  • Ab 2500 Hz einsetzbar
  • Leicht verzögertes Ausschwingen um 8 kHz

Vergleich der Messergebnisse

Die folgenden Diagramme zeigen die Frequenzgänge aller 4 Chassis bei verschiedenen Winkeln:


-> sehr welliger Frequenzgang unter 0° beim Hochtöner und Super-Hochtöner (s.u.)


-> deutlich gleichmäßigerer Frequenzgang unter 15° beim Hochtöner und Super-Hochtöner


-> Überhöhung beim Mitteltöner um 1 kHz
-> Superhochtöner bündelt nur > 10 kHz etwas weniger

Der Hoch- und Super-Hochtöner zeigt einen ausgeprägt welligen Frequenzgang unter 0°. Dies kommt durch die mittige Montage, so dass sich Kantenreflexionen an der linken und rechten Seitenkante am Messpunkt addieren. Beim Super-Hochtöner kommt erschwerend hinzu, dass die Montageplatte halbrund ist, so dass sich auf der Hälfte aller möglichen Abstrahlwinkel die Kantenreflexionen am Messpunkt addieren.

Da es bei der Kantenreflexion zu einem Phasensprung um 180° kommt überlagert sich der Direktschall mit der Kantenreflexion genau dann, wenn der Kantenabstand einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge entspricht. Bei einem Kantenabstand von 7.5 cm kommt es daher bei 2, 4, 6, 8 kHz zu einer konstruktiven Überlagerung und bei 3, 5, 7, 9 kHz zu einer Auslöschung. Bei höheren Frequenzen bündelt das Chassis bereits so stark, dass der Effekt nur noch sehr abgeschwächt beobachtet werden kann.

Um den Effekt der Kantenreflexion zu reduzieren wurde das Boxsim-Modell des Istzustandes mit den 15°-Messungen erstellt. Wenn das Modell einen linearen Frequenzgang prognostiziert ist dieser dementsprechend auch nur unter 15° zu messen bzw. hören.

Für die Übergangsfrequenzen kommen aufgrund des Frequenzgangs, der Bündelung und dem Klirrfaktor folgende Korridore in Betracht:

ÜbergangBereich
Tief- -> Mitteltöner400-500 Hz
Mittel- -> Hochtöner2000-2500 Hz
Hoch- -> Super-Hochtöneroptional Unterstützung > 10 kHz

Allzu viel Spielraum gibt es bei der Weichenauslegung also nicht. Insgesamt messen sich die Chassis recht ordentlich, kommen aber nicht an die Messwerte heutiger Chassis heran - und das, obwohl die DYNAUDIO-Chassis einen sehr guten Ruf haben. Das kann mehrere Gründe haben:

  • Die Chassis haben schon einige Jahre Betrieb auf dem Buckel, so dass z.B. die Dämpfung der Kalotten-Membranen abgenommen hat oder das Ferrofluid der Kalottenchassis gealtert ist etc.
  • Die Chassis wurden aus obigem Grund nicht mehr eingefahren
  • Die Messungen wurden - im Gegensatz zur sonstigen Vorgehensweise - im Gehäuse gemacht. Hier könnte das Mikrofonstativ z.B. bei den Klirrmessungen einen negativen Einfluss gehabt haben

Auch bei der KEF CS7 wurden relativ hohe Klirrfaktoren gemessen - unter vergleichbaren Bedingungen.

 


Soweit zu den Chassismessungen mit einem kleinen Ausblick auf den Spielraum bei einer Weichenmodifikation. Hier geht es zurück zum Übersichtsbeitrag und von dort ggf. weiter zu den anderen Teilen.

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