Beitragsseiten

Hochinteressanter BMR-Breitbänder von TECTONIC

 

Die Firma TECTONIC AUDIO LABS INC. (kurz: TECTONIC) hat sich auf kleine Flachlautsprecher und Exciter spezialisiert. Das erste Produkt war 2012 eigentlich ein Distributed-Mode-Lautsprecher (kurz: DML) für Beschallungszwecke, der PL-12. Auch heute noch ist TECTONIC im Pro-Audio-Bereich aktiv (s. https://tectonicproaudio.com/).

Bei dem Versuch, die Distributed-Mode-Lautsprechertechnology auf kleine Chassis zu übertragen stellte TECTONIC fest, dass man diese effektiver als Balanced-Mode-Radiator (kurz: BMR) ausführen kann. Wie das genau funktioniert (und worin der Unterschied zu "normalen" Lautsprechern liegt) beschreibt TECTONIC sehr gut in diesem White Paper.

Das Besondere an BMR-Chassis ist, dass sie zu hohen Frequenzen hin weniger stark bündeln als ein gleich großes Konuschassis - daher ist die BMR-Technologie insbesondere für mittelgroße Breitbänder mit 2" bis 4" Nenndurchmesser interessant, die dann z.B. in Fernsehern oder portablen Geräten schon eine nennenswerte Basswiedergabe haben und trotzdem eine breite, gleichmäßige Abstrahlung im Hochtonbereich ohne "Tannenbaum" erreichen.

Wir haben uns hier ein Chassis mit der kryptischen Bezeichnung TEBM46C20N-4B vorgenommen (TE für TECTONIC, BM für Balanced Mode, 46 für den Membrandurchmesser [mm], C für circular=rund, 20 für die Belastbarkeit [W], N für Neodymmagnet, 4 für die Nennimpedanz [Ohm] und B für Version B), das bereits im Chassistest in der Hobby-HiFi 6/2020 sehr gut abgeschnitten hat und mittlerweile in mehreren Bauvorschlägen (DayDream TLR/Center und MiniMonitor von Variant-HiFi) eingesetzt wurde. Last but not least hatten wir kürzlich die DayDream TLR bei uns zu Gast, die in unserem neuen Hörraum so manchen Hörer verblüffte (s. Kommentare zur DayDream TLR) - woran der TEBM46C20N-4B sicher einen erheblichen Anteil hatte.

Unser ausführliches Datenblatt klärt, was der TEBM46C20N-4B so auf der Flachmembran hat.

Version für Abonnenten:
- insgesamt 6 Chassis wurden untersucht und statistisch ausgewertet (TSPs ohne/mit Einrauschen etc.), alle Daten stehen als Datendownload zur Verfügung

Öffentliche Version:
- nur einige Ergebnisse der Chassis 1 und 2 werden präsentiert

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
Hersteller/Vertrieb: TECTONIC/Variant-HiFi Typ: TEBM46C20N-4B, 4 Ohm Datenblatt des Herstellers

Foto des Chassis



Der äußere Eindruck:

Von vorne sieht der TEBM46C20N-4B wie ein normaler Flachmembranlautsprecher mit Gummisicke aus. Ungewöhnlich ist lediglich die Chassisform mit rundem Korb (68 mm Durchmesser) und 4 relativ weit abstehenden Befestigungs-"Ohren" (87 mm Durchmesser). Der Korb ist 4 mm stark und sollte eingefräst werden - was nicht ganz einfach ist.
Von hinten sieht man, dass der Kunststoffkorb mit immerhin 8 Stegen mit dem 42 mm durchmessenden Neodym-Magnetsystem verbunden ist. Die Streben steigen vom mindestens 60.2 mm durchmessenden Einbauloch senkrecht an -> das Einbauloch muss angefast werden, damit das Holz den 8 mm schmalen Luftaustritt der Membran nicht einschnürt bzw. blockiert. Alles in allem ist der TEBM46C20N-4B einbauunfreundlich - daher bietet Variant-HiFi einen 100 ??? mm durchmessenden und 3 ??? mm starken Edelstahl-Einbauring (optional samt Befestigungsschrauben) für den TEBM46C20N-4B an.
Von hinten ist auch die 32 mm durchmessende, 8-fach gelochte Schwingspule und die ca. 1.5 mm dicke Wabenmembran mit Papierkaschierung zu erkennen. Die 50 mm durchmessende Zentrierspinne ist nur durch einen schmalen Schlitz im Korb hinterlüftet.


TSP

Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
54 mm
45 mm
-
-> 19.2 cm²
TSP aus Impedanzmessung
(Mittelwert und Streuung von
2 Chassis, Anregung -6 dB,
24 Stunden eingerauscht):
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) aus TSPs
163.4 Hz (+/-3.1%)
3.73 Ohm (+/-2.7%)
8.606 (+/-11.2%)
0.487 (+/-7.8%)
0.461 (+/-8.0%)
2.51 gr (+/-1.7%)
0.20 dm³ (+/-3.6%)
4.44 N/A (+/-1.9%)
87.65 dB (+/-0.21)

Die TSP:

Hinweis 1: als Abonnent könnten Sie hier die gemittelten TSPs (nur Fs, Rdc, Qms, Qes und Qts) von 6 Chassis (Mittelwert und Standardabweichung) VOR dem Einrauschen sehen

Hinweis 2: als Abonnent könnten Sie hier die gemittelten TSPs (kompletter Parametersatz) von 6 Chassis (Mittelwert und Standardabweichung) NACH dem Einrauschen sowie den Vergleich beider Parametersätze sehen

Hinweis 3: der Mittelwert von 6 Chassis unterscheidet sich übrigens bei Fs um 4.9% und bei Qts um 6.9% . . .

Im Impedanzverlauf deuten sich Störstellen bei 2.5 und 8 kHz an, die sich entsprechend als Störung im Frequenzgang wiederfinden.

Die Resonanzfrequenz ist moderat vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB im Mittel um 9.5%. Bei Einbau in ein passendes geschlossenes Gehäuse (z.B. 0.2 Liter) dürfte der Einfluss des Anregungspegels noch geringer ausfallen.

Die ermittelten TSPs stimmen recht gut mit den Herstellerangaben im Rahmen der dort angegebenen Toleranzen überein. Durch die 11.4% höhere Masse war (bei fast gleichbleibender Resonanzfrequenz) eine Zunahme von Qts um 11.4% zu erwarten (statt nur 0.2%), Vas hätte nur um 11.4% geringer ausfallen sollen (statt 37.5%): TSPcheck zeigt, dass die Herstellerangabe von 0.32 Litern nicht korrekt sein kann und "empfiehlt" bei der Herstellerangaben ein Vas von 0.21 Litern, damit alle TSPs zueinander passen.

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau TECTONIC Abweichung
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]
163.4
0.461
0.2
84.63
3.73
2.51
4.44
170
0.46
0.32
85
3.94
2.26
4.49
-3.9%
0.2%
-37.5%
-0.37
-5.3%
11.1%
-1.1%

Die Streuung der TSPs ist noch gering.

Und was sagt LASIP zu den gemittelten TSPs?

In einem geschlossenen Gehäuse von 0.2 Litern (= Kölschglas) geht es bis ca. 245 Hz runter (Qtc = 0.71, rote Kurve) - das wäre ideal für den Einsatz als Mitteltöner. In einem nur 0.05 Liter großen Gehäuse ergäbe sich ein Qtc von 1, mit einem 270 uF großen Vorkondensator ginge es dann bis 230 Hz runter. In einem 0.4 Liter "großen", auf 140 Hz abgestimmten Bassreflexgehäuse ginge es zwar bis 125 Hz runter, das reicht aber kaum für den Einsatz als Satellit, zumal dann auch der geringe lineare Hub der limitierende Faktor wäre.

Laut TSPcheck kann das Chassis bei einem angenommenen linearen Hub von +/- 1 mm oberhalb von 320 Hz seine thermische Belastbarkeit von 20 Watt noch linear in Schalldruck umsetzen . . .


Der Frequenzgang:

. . . verläuft von 400 Hz bis 8 kHz auf Achse weitgehend linear (Mittelwert 88.29 dB, Standardabweichung +/- 0.71 dB), unter 400 Hz fällt der Schalldruck TSP-bedingt ab (Fs = 163.4 Hz, Qts = 0.461 -> -6 dB bei 165 Hz). Zwischen 8 und 13.5 kHz gibt es eine ca. 6 dB tiefe Senke, dadurch klingt der TEBM46C20N-4B dezenter als vergleichbare Breitbänder, die in diesem Frequenzbereich oft eine ausgeprägte Membranresonanz haben und entsprechend "vorlaut" klingen. Oberhalb von 14 kHz fällt der Schalldruck kaum ab, bei 20 kHz werden (auf Achse) immer noch 87.9 dB erreicht!!! Unter 15° verhält sich das Chassis bis 11 kHz fast gleich (Abweichung zur 0°-Kurve < 1 dB), erst darüber steigt der Unterschied zur 0°-Kurve zunehmend an (ca. 6 dB bei 20 kHz).
Die Bündelung setzt ab ca. 2.5 kHz ein, bis 9 kHz und 60° übersteigt der Pegelabfall aber nicht die 10 dB-Marke. Erst darüber nimmt die Bündelung unter 45° und 60° stark zu.

Der winkelgewichtete Schalldruck fällt zwischen 500 Hz und 8 kHz sehr gleichmäßig um etwa 1 dB/Oktave bzw. 3.3 dB/Dekade ab, dieses Verhalten erachten wir als ideal. Bei 2.5 kHz zeigt sich eine leichte Überhöhung von knapp 2 dB.

Hinweis 4: als Abonnent wüssten Sie auch, wie sich der Frequenzgang ändert, wenn man statt einer recht aufwändigen Einfräsung des Chassis den optional erhältlichen Edelstahl-Einbauring verwendet

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



Sprungantwort/Pegellinearität

Die Sprungantwort sieht fast aus wie aus dem Lehrbuch - nur ganz am Anfang ist eine Membranresonanz bei 17.5 kHz (=1/0.057ms) zu erkennen.
In beiden Zerfallspektren ist ein etwas länger ausschwingender Bereich um 17 kHz zu sehen.

Sprungantwort (Chassis 1, 20 cm. 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm. 0°)


Die Pegellinearität:

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 86 bis 106 dB in 1 m Abstand (dazu wird eine Verstärkerleistung von 1.4 bis 140 Watt benötigt) gibt es bei Anregung von 400 bis 20000 Hz oberhalb von 200 Hz bis 104 dB (+18 dB) nur ganz sporadisch Linearitätsfehler > 0.5 dB - diese treten vor allem > 8 kHz auf.
Bei der letzten Pegelstufe (106 dB) gibt es breitbandige Kompressionserscheinungen - das dürfte die thermische Kompression der Schwingspule sein. TECTONIC gibt die Dauerbelastbarkeit mit 20 Watt an, kurzfristig sind aber wohl 100 Watt akustisch umsetzbar.


Der Klirrfaktor:

Die Klirrkomponente K2 zeigt oberhalb von 400 Hz ein weitgehend konstantes Verhalten und erhöht sich moderat mit dem Anregungspegel. Der unharmonische K3 verläuft bei 80/85/90/95/100 dB mittlerem Anregungspegel oberhalb von 500/750/1000/1250/1500 Hz näherungsweise linear und steigt darunter mit 9 dB/Oktave an. Ähnliches gilt für K5 und K7.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 dB liegt K2 oberhalb von 400 Hz im Mittel bei geringen 0.215 / 0.354 / 0.585 / 0.957 / 1.599 %. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von noch geringen 0.089 / 0.128 / 0.205 / 0.347 / 0.542 %. Bei 100 dB kollabiert das Chassis unter 200 Hz.

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 oberhalb 125 Hz im untersuchten Pegelbereich unhörbar. Der unharmonische K3 liegt bei 80 dB oft zwischen 944 und 1334 Hz oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle (bei 85 dB von 473 bis 1334 Hz, ab 90 dB von 100 bis 1334 Hz). Ähnliches gilt für K5 (bei 80 und 85 dB nur sporadisch, ab 90 dB von 100 bis 1000 Hz). Ab 100 dB liegt noch K7 von 316 bis 668 Hz über der Wahrnehmbarkeitsschwelle.
Bei dieser Disziplin verhalten sich die beiden Chassis ähnlich.

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


HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der TECTONIC TEBM46C20N-4B ist mit seiner 46 mm durchmessenden Membran kein wirklicher Breitbänder. Aber oberhalb von 400 Hz glänzt er mit weitgehend linearem Frequenzgang und bis 10 kHz gutmütigem Rundstrahlverhalten sowie fast fehlerfreiem Ausschwingverhalten. Die Fertigungsstreuung der beiden untersuchten Chassis ist insgesamt gering, besonders gering ist die Streuung des Frequenzgangs auf Achse, und das bis 20 kHz - Respekt!

Nur beim Klirrfaktor hat der TEBM46C20N-4B etwas geschwächelt, die unharmonischen K3 und K5 liegen zwischen 500 und 1250 Hz oft oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle (für Sinustöne).

Ideal erscheint uns der Einsatz in einem FAST-System (Fullrange And Subwoofer Technology), wobei die Trennfrequenz nicht unter 400 Hz liegen sollte. Grobdynamisch kann der TEBM46C20N-4B einiges wegstecken, trotz 20 Watt Dauerbelastbarkeit kann er oberhalb von 400 Hz kurzfristig auch mal 100 Watt in Schall umsetzen.

Der versenkte Einbau des Chassis ist anspruchsvoll, der optional erhältliche Edelstahl-Einbauring (24 €/Stück inkl. Befestigungsschrauben) vereinfacht die Sache ungemein. Mit einem UVP von 41 €/Stück (ohne Einbauring) ist der TECTONIC TEBM46C20N-4B ein Schnäppchen, und durch die niedrige Trennfrequenz ist die Entwicklung einer passiven Frequenzweiche recht einfach. Am Ende übernimmt der TEBM46C20N-4B in einem FAST-System ohnehin fast 2/3 des gesamten Musikspektrums und bestimmt damit den Gesamtcharakter einer Box maßgeblich.

 

Tectonic TEBM46C20N

Tectonic TEBM46C20N

In Vorbereitung ist unser 3D Druckteil der es ermöglich ein Gitter über den Tectonic zu klemmen. Dadurch erhält das Chassis eine elegantes, unscheinbares Äußeres.

Tectonic TEBM46C20N

Tectonic TEBM46C20N
Hier ein Vorserienmuster..........

Tectonic TEBM46C20N
....auf dem das Gitter aufgeklemmt werden kann.

 

Hinweis 5: als Abonnent könnten Sie nun den kompletten Datensatz von 6 Chassis (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 328 kB) herunterladen. Im Artikel ARTA-Messungen in Boxsim-Projekten nutzen (nur für Abonnenten) wird erklärt, wie diese Daten z.B. in Boxsim eingelesen werden können um so auch Kombinationen mit NICHT-VISATON-Chassis zu simulieren.

 

Hier geht es zur Version für Abonnenten.